用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥專利說明書

1、說 明 書 摘 要用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，該三通閥包括閥體，低壓進氣管，高壓進氣管和排氣管；閥體內設有活塞組件、閥座以及滑閥，閥體內腔由可沿軸向移動的活塞分為低壓腔和高壓腔，低壓腔與低壓進氣管之間連接有低壓毛細管，高壓腔與高壓進氣管之間連接有低壓毛細管；在低壓腔或/和高壓腔內設置有彈簧。通過彈簧力和壓縮機啟動時的吸、排氣壓力差使設置在閥體內部的活塞組件帶動滑閥貼合在閥座表面滑動，從而實現高壓進氣管與排氣管連通或低壓進氣管與排氣管連通。該三通閥勿需任何外界動力，僅根據壓縮機的運行狀態(tài)即可實現冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，從而充分發(fā)揮冷媒循環(huán)并用型機房專用機獨特的節(jié)能優(yōu)勢，

2、提高其運行可靠性。 摘 要 附 圖15131418191625261717272523222423212220權 利 要 求 書1、用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，其特征在于：該自力式三通閥含有閥體（16），低壓進氣管（13），高壓進氣管（14），排氣管（15）；在所述的閥體內設有軸向移動的活塞組件、閥座（20）以及在閥座上移動的滑閥（24），該活塞組件由兩個活塞（22）以及與兩活塞和滑閥相連的連桿（23）構成，兩個活塞的端面與閥體內表面分別構成低壓腔（26）和高壓腔（27），在低壓腔（26）與低壓進氣管（13）之間連接有低壓毛細管（18），在高壓腔（27）與高壓進氣管（14）之間

3、連接有高壓毛細管（19）；在所述的低壓腔（26）內設置有推力彈簧（21a），或在所述的高壓腔（27）內設置拉力彈簧（21b），或同時在低壓腔（26）和高壓腔（27）內分別設置作用力方向一致的推力彈簧（21a）和拉力彈簧（21b）。 2按照權利要求1所述的用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，其特征在于：所述的滑閥的形狀為弧形狀。3根據權利要求1或2所述的用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，其特征在于：在滑閥兩側的連桿（23）上對稱開設有通孔（25）。 說 明 書用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥技術領域本發(fā)明涉及一種用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，屬于流體機械

4、自動控制閥件，特別適用于冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機，通過自力式三通閥轉換冷媒流向，實現自然循環(huán)和制冷循環(huán)的轉換。背景技術隨著大型計算機的廣泛應用及移動通訊的普及，機房專用機設備得到大量應用。由于機房專用機是全年制冷運行的直接蒸發(fā)式空調系統(tǒng)，故即使在寒冷的冬季（外溫很低時）仍需對機房內進行制冷降溫，造成全年的運行費用極高，制冷系統(tǒng)的啟停損失增大、機器壽命縮短。為降低機房專用機的能耗，1985年日本大金工業(yè)株式會社研制成帶有冷媒自然循環(huán)的機房專用機即冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機，該機在過渡季或冬季等外界溫度較低時, 通過停止運行壓縮機, 優(yōu)先運轉冷媒自然循環(huán)的控制方式,可以大幅度地降低耗電量（參

5、見：孫麗穎, 馬最良. 冷劑自然循環(huán)空調機的特性與應用. 哈爾濱商業(yè)大學學報（自然科學版），2004，20(6): 729-732.）。冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機的結構如附圖1所示，它由室外機組1、室內機組2兩部分構成，通過氣體連接管3和液體連接管4構成一個整體；當室外溫度較低時，機房專用機按自然循環(huán)運行，此時自然循環(huán)電磁閥7、液體管電磁閥8開啟，制冷循環(huán)電磁閥9關閉，氣態(tài)冷媒在冷凝器5中冷凝成液體，流經電磁閥8并進入蒸發(fā)器6內吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，實現室內降溫；當室外溫度較高時，機房專用機轉換為制冷循環(huán)運行，此時自然循環(huán)電磁閥7、液體管電磁閥8關閉，制冷循環(huán)電磁閥9開啟，壓縮機10投入運行，氣態(tài)

6、冷媒在冷凝器5中冷凝成液體，經節(jié)流裝置11降壓后，在蒸發(fā)器6中蒸發(fā)吸熱，實現室內降溫之目的。機房專用機根據室內溫度的高低，轉換制冷循環(huán)和自然循環(huán)，可大幅度降低室內降溫的能耗。在冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機中，實現制冷循環(huán)和自然循環(huán)轉換的主要部件是設置在自然循環(huán)支路上的自然循環(huán)電磁閥7和設置在壓縮機進口或出口管路上的制冷循環(huán)電磁閥9，二者的啟閉總是互逆的，即自然循環(huán)電磁閥7開啟時制冷循環(huán)電磁閥9一定關閉，自然循環(huán)電磁閥7關閉時制冷循環(huán)電磁閥9一定開啟，以實現冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換。采用兩只電磁閥雖然可以實現冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換，但卻使機房專用機運行的安全性和可靠性降低、故障率升高、

7、運行性能降低。其具體表現在：（1）由于電磁閥內部具有密封圈，頻繁動作或長期工作在高溫環(huán)境中，容易導致密封圈變形或變性，使電磁閥喪失密封性能，起不到關閉效果；另一方面，電磁閥的使用壽命有限，當超過一定的啟閉次數后，電磁閥將失效，導致機房專用機故障。（2）電磁閥需要電力作為動力，開啟時始終帶電，白白耗費電能。（3）電磁閥的閥口是一個冷媒流動的局部阻力部件，無論是制冷循環(huán)還是自然循環(huán)，都將導致制冷劑的壓力降低，影響機房專用機的性能；特別是當制冷循環(huán)電磁閥9出現故障不能開啟時，壓縮機不能抽吸蒸發(fā)器6中的氣體，將使壓縮機10排氣溫度升高，燒毀壓縮機。雖然冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機在原理上具有高效節(jié)能的

8、優(yōu)點，然而啟閉互逆的自然循環(huán)電磁閥7和制冷循環(huán)電磁閥9的可靠性問題仍是妨礙機房專用機推廣應用的重要原因。因此，迫切需要提供全新的冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的切換部件。發(fā)明內容針對上述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，以實現冷媒制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，提高系統(tǒng)的可靠性，并有效提高機房專用機的運行性能。本發(fā)明的目的是通過如下的技術方案實現的：一種用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，其特征在于：該自力式三通閥含有閥體，低壓進氣管，高壓進氣管，排氣管；在所述的閥體內設有軸向移動的活塞組件、閥座以及在閥座上移動的滑閥，該活塞組件由兩個活塞以及與兩

9、活塞和滑閥相連的連桿構成，兩個活塞的端面與閥體內表面分別構成低壓腔和高壓腔，在低壓腔與低壓進氣管之間連接有低壓毛細管，在高壓腔與高壓進氣管之間連接有高壓毛細管；在所述的低壓腔內設置有推力彈簧，或在所述的高壓腔內設置拉力彈簧，或同時在低壓腔和高壓腔內分別設置推力彈簧和拉力彈簧。在本發(fā)明的上述技術方案中，所述的滑閥的形狀為弧形狀。并在滑閥兩側的連桿上對稱開設有通孔。本發(fā)明提供的自力式三通閥，勿需任何外部動力即可實現冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機的制冷循環(huán)和自然循環(huán)的自由切換，提高了機房專用機的可靠性，可充分發(fā)揮自然循環(huán)并用型機房專用機的機房專用機的獨特優(yōu)勢。具體表現在：冷媒自然循環(huán)時，彈簧克服滑閥的

10、摩擦力推動滑閥移動，使自力式三通閥的低壓進氣管與排氣管連通；制冷循環(huán)時，利用壓縮機的排氣壓力克服滑閥的摩擦力和彈簧力，使自力式三通閥的高壓進氣管與排氣管連通。由于依靠彈簧力或壓縮機吸、排氣壓力差切換機房專用機的運行方式，使其可靠性提高，故障率降低。自力式三通閥勿需任何外部推動力，具有節(jié)能效果。自力式三通閥采用滑閥結構，摒棄了現有電磁閥的局部阻力結構，使得局部阻力大大減小，壓縮機啟動后會自動接通制冷循環(huán)通道，永遠不會出現應閥體不能開啟出現的壓縮機燒毀現象。附圖說明圖1為現有技術“冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機”工作原理圖。圖2為采用本發(fā)明后的“冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機”工作原理圖。圖3為自力式

11、三通閥在冷媒制冷循環(huán)時的閥位狀態(tài)。圖4為自力式三通閥在冷媒自然循環(huán)時的閥位狀態(tài)。圖5為另一種實施例的自力式三通閥在冷媒自然循環(huán)時的閥位狀態(tài)。圖1圖5中各部件的名稱為：1-室外機組；2-室內機組；3-氣體連接管；4-液體連接管；5-冷凝器；6-蒸發(fā)器；7-自然循環(huán)電磁閥、8-液體管電磁閥、9-制冷循環(huán)電磁閥；10-壓縮機；11-節(jié)流裝置；12-自力式三通閥；13-低壓進氣管；14-高壓進氣管；15-排氣管；16-閥體；17-端蓋；18-低壓毛細管；19-高壓毛細管；20-閥座；21-彈簧；21a-推力彈簧；21b-拉力彈簧；22-活塞；23-連桿；24-滑閥；25-通孔；26-低壓腔；27-高壓

12、腔。具體實施方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式、工作原理和工作過程進一步的說明。圖2是采用本發(fā)明提供的自力式三通閥的“冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機”工作原理圖。其工作原理與圖1所示的現有技術基本相似，所不同的是，用自力式三通閥12替代了現有技術的自然循環(huán)電磁閥7和制冷循環(huán)電磁閥9。其具體流程如下：采用自力式三通閥的“冷媒自然循環(huán)并用型機房專用機”由室外機組1、室內機組2兩部分構成，通過氣體連接管3和液體連接管4構成一個整體。當室外或室內溫度較低時，開啟液體管電磁閥8，壓縮機10停止運行，自力式三通閥12的低壓進氣管13與排氣管15自動連通，機房專用機按自然循環(huán)運行。此時，液態(tài)冷媒在蒸發(fā)器6

13、內吸熱蒸發(fā)成氣態(tài)，氣態(tài)冷媒沿氣體連接管3上升，經自力式三通閥12的低壓進氣管13、排氣口15，進入冷凝器5內冷凝成液體，流經電磁閥8、液體連接管4，返回蒸發(fā)器6內，實現室內降溫目的。當室外或室內溫度較高，導致自然循環(huán)冷卻能力降低時，則啟動壓縮機10，關閉液體管電磁閥8，自力式三通閥12的高壓進氣管14與排氣管15自動連通，使機房專用機按制冷循環(huán)運行。此時，壓縮機從蒸發(fā)器6中抽吸低壓冷媒蒸氣，經壓縮機10壓縮后進入在冷凝器5，并冷凝成液體，經節(jié)流裝置11降壓進入蒸發(fā)器6中吸熱蒸發(fā)，實現室內降溫之目的。 自力式三通閥的實施例如下：實施例一圖3與圖4示出了一種在低壓腔內設置推力彈簧的自力式三通閥的結

14、構特征和工作狀態(tài)，其中圖3為冷媒制冷循環(huán)時自力式三通閥的閥位狀態(tài)；圖4為冷媒自然循環(huán)時自力式三通閥的閥位狀態(tài)。用于冷媒循環(huán)并用型機房專用機的自力式三通閥，包括閥體16，低壓進氣管13、高壓進氣管14和排氣管15；在閥體16內設有軸向移動的活塞組件、閥座20以及在閥座上移動的滑閥24，閥座20上設有兩個通孔，與低壓進氣管13和高壓進氣管14對齊；活塞組件由兩個活塞22以及與兩活塞和滑閥相連的連桿23構成，活塞組件在閥體16內軸向移動時，帶動滑閥24貼合在閥座20表面同步移動，封閉低壓進氣管13或高壓進氣管14，從而實現高壓進氣管14與排氣管15連通或低壓進氣管13與排氣管15連通；兩個活塞22的

15、端面、閥體內表面和閥體兩端的端蓋17分別構成低壓腔26和高壓腔27，低壓腔26與低壓進氣管13之間連接有低壓毛細管18，高壓腔27與高壓進氣管14之間連接有低壓毛細管19；在低壓腔26內設置有推力彈簧21。此外，為了減小冷媒的流動阻力，滑閥24的形狀可采用弧形狀，并在滑閥兩側的連桿上對稱開設通孔25。當壓縮機10停機時，活塞組件在推力彈簧21作用下，克服活塞22與閥體16內壁面之間的摩擦力，向高壓腔27方向移動，滑閥24關閉高壓進氣管14，使低壓進氣管13與排氣管15連通，機房專用機進入冷媒自然循環(huán)。當壓縮機10啟動時，壓縮機10沿低壓毛細管18抽吸低壓腔26內的冷媒蒸氣，同時高壓冷媒蒸氣經高

16、壓毛細管19進入高壓腔27內，在壓縮機吸、排氣壓力差的作用下，克服彈簧21的壓縮張力和摩擦力，推動活塞組件向低壓腔26方向移動，滑閥24關閉低壓進氣管13，使高壓進氣管13與排氣管15連通，機房專用機進入冷媒制冷循環(huán)。當壓縮機10停機時，活塞組件在彈簧21的推力作用下，克服活塞22與閥體16內壁面之間的摩擦力，向高壓腔27方向移動，滑閥24關閉高壓進氣管14，使低壓進氣管13與排氣管15連通?！臼欠衽c上述內容重復？】實施例二圖5示出了一種在低壓腔26和高壓腔27內分別設置推力彈簧和拉力彈簧的自力式三通閥的結構特征，圖中狀態(tài)是機房專用機處于冷媒自然循環(huán)時的閥位狀態(tài)。在該實施例中，自力式三通閥12中的彈簧21是由設置在低壓腔26內的推力彈簧21a和設置在高壓腔27內的拉力彈簧21b構成的組合彈簧，推力彈簧21a和拉力彈簧21b的作用力方向一致，與單獨在低壓腔26內采用推力彈簧21a的效果完全相同。由于實施例二所示的自力式三通閥12的換向原理與實施例一完全相同，故此處不再贅述。此外，單獨在高壓腔27內設置拉力彈簧21b，也同樣具有實施例一和實施例二的應用效果，故也屬本發(fā)明的保護范圍。無論是采用哪種實施例的自力式三通閥，冷媒循環(huán)并用型機房專用機均根據室內或室外溫度的高低，啟停壓縮