[发明专利]一种旋转式换向阀及其凸轮机构

说明书

本发明公开了一种旋转式换向阀，包括阀体及设于所述阀体内腔的阀芯及凸轮机构，所述凸轮机构包括竖向啮合的主动轮与从动轮，所述凸轮机构还包括设于所述主动轮与所述从动轮之间的滚动件，所述滚动件与所述主动轮和所述从动轮中的一者转动连接，并能够在另一者的表面滚动。因此，主动轮与从动轮之间的运动通过该滚动件在二者之间滚动实现传动，且二者相对运动过程中由于滚动件发生滚动而产生滚动摩擦力，与现有技术的主动轮与从动轮啮合过程中产生滑动摩擦力相比，由于滚动摩擦力小于滑动摩擦力，因此，能够保证该旋转式换向阀工作过程中主动轮与从动轮正常啮合，避免发生卡死现象。本发明还公开了一种旋转式换向阀的凸轮机构。

技术领域

本发明涉及指令控制系统的技术领域，特别涉及一种旋转式换向阀及其凸轮机构。

背景技术

目前，商用空调系统常用的制冷控制元件之一为换向阀，其主要采用大型并联活塞式换向阀，该产品在市场上已实现成熟应用，但根据市场反馈及技术分析，并联活塞式换向阀存在造价较高、压力损失较大等问题，使得该商用空调系统成本较高，能量利用率较低。

因此，商用空调系统开始采用回转式换向阀实现换向功能，回转式换向阀如图1-4所示，其中，图1为现有技术中旋转式换向阀的剖视图；图2为图1中主动轮的结构示意图；图3为图1中从动轮的结构示意图；图4a为图1中主动轮与从动轮第一阶段的配合示意图；图4b为图1中主动轮与从动轮第二阶段的配合示意图；图4c为图1中主动轮与从动轮第三阶段的配合示意图。

如图1所示，该回转式换向阀包括阀体2＇、固定在阀体2＇底部的基座21＇和固定在阀体2＇上部的顶盖22＇，基座21＇、顶盖22＇与阀体2＇形成封闭的阀腔，阀腔内设有阀芯3＇。该回转式换向阀的执行部件为凸轮机构，包括主动轮4＇与从动轮5＇，驱动部件为电机，图1中，主动轮4＇的轴孔与电机的驱动轴1＇配合，其能够随驱动轴1＇转动，并能够沿驱动轴1＇的轴向滑动；从动轮5＇啮合于主动轮4＇上方，套设于驱动轴1＇，并能够沿其轴向运动。该回转式换向阀进一步包括固定于阀体2＇的限位板，该限位板能够与从动轮5＇配合，用于限制从动轮5＇的轴向移动和周向转动。

如图4所示，当驱动轴1＇逆时针转动时，带动主动轮4＇逆时针转动，此时，主动轮4＇的第一螺旋面41＇与从动轮5＇的第三螺旋面51＇、主动轮4＇的第二螺旋面43＇与从动轮5＇的第四螺旋面53＇、主动轮4＇的第一平面42＇与从动轮5＇的第二平面52＇分别相互贴合，如图4a所示，此时，主动轮4＇与从动轮5＇处于第一阶段(初始状态)。

此时，从动轮5＇的限位部54＇受到限位板的周向限位而不能转动，因此，从动轮5＇与主动轮4＇存在相对转动，当主动轮4＇转过预定角度而处于图4b所示的位置时，主动轮4＇的第一平面42＇与从动轮5＇的第二平面52＇贴合，从而使得主动轮4＇受到挤压而向下运动，此时，主动轮4＇与从动轮5＇处于第二阶段，同时，主动轮4＇带动阀芯3＇克服弹簧6＇的弹力向下运动，阀芯3＇与阀体2＇脱离，并在驱动轴1＇的带动下转动，从而实现换向功能。

阀芯3＇旋转预定角度后，阀芯3＇与限位板配合，停止转动，此时，弹簧6＇通过阀芯3＇向主动轮4＇施加向上的弹力，由于主动轮4＇与从动轮5＇处于图4c所示的位置关系，且主动轮4＇不能转动，因此，在该弹力的作用下，主动轮4＇向上推动从动轮5＇，使得从动轮5＇顺时针转动预定角度，从而使得主动轮4＇带动阀芯3＇向上运动，实现阀芯3＇的回复，同时，主动轮4＇与从动轮5＇重新处于图4a所示的位置关系。

显然，上述回转式换向阀的工作过程中，主动轮4＇与从动轮5＇之间始终存在相对滑动，滑动过程中二者之间的摩擦阻力和压应力均较大，且主动轮4＇与从动轮5＇多次啮合后，导致二者的接触面因摩擦产生划痕及起毛现象，降低接触面的光滑度，而接触面的光滑度下降进一步增大滑动过程中的摩擦阻力，从而最终导致主动轮4＇与从动轮5＇啮合时因摩擦阻力的增大而无法正常啮合，而发生卡死现象。

鉴于上述回转式换向阀存在的缺陷，亟待提供一种主动轮与从动轮啮合过程中摩擦阻力较小的回转式换向阀。