CN107606235B - 控制阀结构及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制阀结构及具有其的压缩机。控制阀结构包括阀体，阀体具有容纳腔；阀芯可活动地设置于容纳腔内；柱塞可活动地设置于容纳腔内，阀芯可带动柱塞沿容纳腔的轴线方向做往复运动；转向组件，阀芯通过转向组件与柱塞可活动地相连接。在阀芯与柱塞之间设置转向组件，使得阀芯可以相对柱塞可以运动。这样设置使得当阀芯在横向带动或推动柱塞运动时，当阀芯或柱塞中的一个与容纳腔的腔壁之间的摩擦力过大时，阀芯和柱塞中的一个相对另一个可以在纵向方向上发生一定的位移量以阻止阀芯或柱塞与腔壁之间的摩擦力继续增大，从而避免了阀芯和柱塞发生卡死的情况。采用该结构的控制阀结构，有效地提高了该控制阀的可靠性和实用性。

Description

控制阀结构及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种控制阀结构及具有其的压缩机。

背景技术

在空调系统中，为达到用户者设定的房间温度，目前普遍采用变频压缩机技术即通过控制压缩机转速实现冷量可调的方式，达到精准控制房间温度的目的。然而受压缩机最小转速的限制，变频压缩机最小制冷量在某些环境下依然偏大，于是在压缩机行业中提出了双缸或多缸变容量技术来控制压缩机的制冷量，进一步降低压缩机制冷量的最小输出量，以实现更精准的温度控制和节能、降耗的目的。然而，现有技术中如图1所示，在采用控制阀10’对变容气缸进行控制变容的过程中，阀芯段a和柱塞段b一体设置，容易出现控制阀的阀芯卡死的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种控制阀结构及具有其的压缩机，以解决现有技术中的阀芯容易卡死的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制阀结构，包括：阀体，阀体具有容纳腔；阀芯，阀芯可活动地设置于容纳腔内；柱塞，柱塞可活动地设置于容纳腔内，阀芯可带动柱塞沿容纳腔的轴线方向做往复运动；转向组件，阀芯通过转向组件与柱塞可活动地相连接。

进一步地，阀芯和柱塞具有与阀芯的轴线延长线和柱塞的轴线延长线共线时的相对共线位置，以及阀芯的轴线延长线和柱塞的轴线延长线具有夹角时的相对倾斜位置。

进一步地，转向组件包括：第一转向件，第一转向件的第一端与阀芯相连接；第二转向件，第二转向件的第一端与柱塞相连接，第二转向件的第二端与第一转向件相连接。

进一步地，转向组件还包括：转向节，第一转向件的第二端与转向节相连接，第一转向件的第二端绕转向节沿第一方向可转动第一预设角度，第二转向件的第二端与转向节相连接，第二转向件的第二端沿第二方向可转动第二预设角度，第一方向与第二方向具有夹角，第二转向件通过转向节与第一转向件相连接。

进一步地，第一预设角度和/或第二预设角度为β，其中，0≤β≤180°。

进一步地，阀体包括：阀座，柱塞沿阀座的内腔的轴线方向可活动地设置于阀座内；阀盖，阀盖与阀座相连接，阀芯沿阀盖的内腔的轴向可活动地设置于阀盖内，阀座的内腔与阀盖的内腔之间围设成容纳腔。

进一步地，阀座的第一端与阀盖相连接，阀座的第一端设置有与第二转向件相配合的配合孔，配合孔的内周面上设置有限位台阶，第二转向件的第一端的外径大于限位台阶的内径，第二转向件的第一端的端面具有与限位台阶的台面相抵接的接触位置，以及第二转向件的第一端的端面具有与台面相脱离的脱离位置。

进一步地，阀盖具有连接段，连接段延伸至配合孔内与阀座相连接，配合孔的直径为E1，连接段的外周面的直径为E2，阀盖的内腔的直径为E3，阀芯的直接为E4，连接段的长度为L1，阀盖的内腔的长度为L2，其中，(E1-E2)×L2/L1≤(E3-E4)。

进一步地，阀座的侧壁上开设有低压通道、高压通道，低压通道与高压通道间隔地设置，低压通道、高压通道均与阀座的内腔相连通，阀座的内腔的与低压通道相对的侧壁上开设有第一降压槽。

进一步地，降压槽的横截面的面积与低压通道或高压通道的横截面的面积相同。

进一步地，阀座的内腔的与高压通道相对的侧壁上开设有第二降压槽。

进一步地，阀座的侧壁上还开设有变容通道，变容通道位于低压通道和高压通道之间，变容通道与阀座的内腔相连通。

进一步地，柱塞包括：第一组成段，第一组成段的第一端与转向组件相连接，第一组成段的外周面设置有第一环形凹槽；第二组成段，第二组成段的第一端与第一组成段的第二端相连接；第三组成段，第三组成段的第一端与第二组成段的第二端相连接，第三组成段的外周面设置有第二环形凹槽，第一组成段和第三组成段的外径相同，第二组成段的外径小于第一组成段和第三组成段的外径，以使第二组成段的外周面与第一组成段和第三组成段之间形成第三环形凹槽。

进一步地，阀芯带动柱塞移动以使柱塞在阀座的内腔内具有第一位置和第二位置，当柱塞位于第一位置时，低压通道与第一环形凹槽、第一降压槽相连通，高压通道、变容通道与第三环形凹槽、第二降压槽相连通，阀座的侧壁将第二环形凹槽密封。

进一步地，当柱塞位于第二位置时，低压通道、变容通道与第三环形凹槽、第一降压槽相连通，高压通道与第二环形凹槽、第二降压槽相连通，阀座的侧壁将第一环形凹槽密封。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括控制阀结构，控制阀结构为上述的控制阀结构。

应用本发明的技术方案，在阀芯与柱塞之间设置转向组件，使得阀芯可以相对柱塞可以运动。这样设置使得当阀芯在横向带动或推动柱塞运动时，当阀芯或柱塞中的一个与容纳腔的腔壁之间的摩擦力过大时，阀芯和柱塞中的一个相对另一个可以在纵向方向上发生一定的位移量以阻止阀芯或柱塞与腔壁之间的摩擦力继续增大，从而避免了阀芯和柱塞发生卡死的情况。采用该结构的控制阀结构，有效地提高了该控制阀的可靠性和实用性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中压缩机的结构示意图；

图2示出了根据本发明的压缩机的实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的阀座的实施例的结构示意图；

图4示出了图3中A-A向的剖视结构示意图；

图5示出了图4中G-G向的剖视结构示意图；

图6示出了图4中H-H向的剖视结构示意图；

图7示出了根据本发明的阀盖的实施例的结构示意图；

图8示出了根据本发明的转向节的实施例的结构示意图；

图9示出了根据本发明的第一转向节的转动状态的实施例的结构示意图；

图10示出了根据本发明的第二转向节的转动状态的实施例的结构示意图；

图11示出了根据本发明的阀体结构的实施例的爆炸结构示意图；

图12和图13示出了柱塞由第二位置移动到第一位置时所受的力的结构示意图；

图14和图15示出了柱塞由第一位置移动到第二位置时所受的力的结构示意图；

图16示出了根据本发明的阀芯、转向节与柱塞装配的结构示意图；

图17示出了根据本发明的气缸的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10’、阀芯；

10、阀座；11、配合孔；12、限位台阶；13、低压通道；14、高压通道；15、第一降压槽；16、变容通道；17、第二降压槽；

20、阀盖；21、连接段；22、电磁线圈；23、回复弹簧；

30、阀芯；

40、柱塞；41、第一组成段；42、第二组成段；43、第三组成段；

50、转向组件；51、第一转向件；52、转向节；53、第二转向件；

61、第一环形凹槽；62、第二环形凹槽；63、第三环形凹槽；

71、外壳；72、下盖板；73、副轴承；74、变容气缸；741、滑片槽；742、连通通道；743、吸气口；

75、隔板；76、第一气缸；77、主轴承；78、曲轴；79、定子；

80、转子；81、分液器；82、第一滚子；83、第一滑片；84、变容滚子；85、变容滑片；86、变容控制腔；87、销钉；88、销弹簧；89、卡槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图2至图17所示，根据本发明的实施例，提供了一种控制阀结构。

该控制阀结构包括阀体、阀芯30、柱塞40和转向组件50。阀体具有容纳腔，阀芯30可活动地设置于容纳腔内。柱塞40可活动地设置于容纳腔内，阀芯30可带动柱塞40沿容纳腔的轴线方向做往复运动。阀芯30通过转向组件50与柱塞40可活动地相连接。

在本实施例中，在阀芯与柱塞之间设置转向组件，使得阀芯可以相对柱塞可以运动。这样设置使得当阀芯在横向带动或推动柱塞运动时，当阀芯或柱塞中的一个与容纳腔的腔壁之间的摩擦力过大时，阀芯和柱塞中的一个相对另一个可以在纵向方向上发生一定的位移量以阻止阀芯或柱塞与腔壁之间的摩擦力继续增大，从而避免了阀芯和柱塞发生卡死的情况。采用该结构的控制阀结构，有效地提高了该控制阀的可靠性和实用性。

其中，阀芯30和柱塞40具有与阀芯30的轴线延长线和柱塞40的轴线延长线共线时的相对共线位置，以及阀芯30的轴线延长线和柱塞40的轴线延长线具有夹角时的相对倾斜位置。这样设置使得当阀芯30和柱塞40中的一个与容纳腔的腔壁之间接触且将要卡死时，另一个可以通过发生倾斜来改变即将要卡死的情况，即这样设置使得阀芯和柱塞可以通过调整自身的位置来调整自身的运动状态已防止阀芯和柱塞卡死的情况。

具体地，如图8至图11所示，转向组件50包括第一转向件51和第二转向件53。第一转向件51的第一端与阀芯30相连接。第二转向件53的第一端与柱塞40相连接，第二转向件53的第二端与第一转向件51相连接。这样设置使得该转向组件的结构简单，操作方便。

优选地，为了进一步地提高该转向节的可靠性，转向组件50还设置了转向节52。第一转向件51的第二端与转向节52相连接，第一转向件51的第二端绕转向节52沿第一方向可转动第一预设角度，第二转向件53的第二端与转向节52相连接，第二转向件53的第二端沿第二方向可转动第二预设角度，第一方向与第二方向具有夹角，第二转向件53通过转向节52与第一转向件51相连接。如图8所示，第一方向可以是图中的X轴方向，第二方向可以是图中的Y轴方向，其中，X轴与Y轴正交，如图9所示，第一预设角度为β，0≤β≤180°。当然，也可以将第二预设角度设置成与第一预设角度相等的方式。

其中，如图2至图7所示，阀体包括阀座10和阀盖20。柱塞40沿阀座10的内腔的轴线方向可活动地设置于阀座10内。阀盖20与阀座10相连接，阀芯30沿阀盖20的内腔的轴向可活动地设置于阀盖20内，阀座10的内腔与阀盖20的内腔之间围设成容纳腔。阀座10的第一端与阀盖20相连接，阀座10的第一端设置有与第二转向件53相配合的配合孔11，配合孔11的内周面上设置有限位台阶12，第二转向件53的第一端的外径大于限位台阶12的内径，第二转向件53的第一端的端面具有与限位台阶12的台面相抵接的接触位置，以及第二转向件53的第一端的端面具有与台面相脱离的脱离位置。这样设置能够提高阀体结构的可靠性和实用性。

进一步地，如图4、图7、图12所示，阀盖20具有连接段21，连接段21延伸至配合孔11内与阀座10相连接，配合孔11的直径为E1，连接段21的外周面的直径为E2，阀盖20的内腔的直径为E3，阀芯30的直接为E4，连接段21的长度为L1，阀盖20的内腔的长度为L2，其中，E1-E2×L2/L1≤E3-E4。这样设置能够进一步地提高阀体结构的可靠性和实用性。

如图11至图15所示，阀座10的侧壁上开设有低压通道13、高压通道14，低压通道13与高压通道14间隔地设置，低压通道13、高压通道14均与阀座10的内腔相连通，阀座10的内腔的与低压通道13相对的侧壁上开设有第一降压槽15。这样设置能够使得该阀芯和柱塞滑动更顺畅，提高了该阀体结构的可靠性和稳定性。

优选地，降压槽15的横截面的面积与低压通道13或高压通道14的横截面的面积相同。这样设置能够使得柱塞受力平衡，提高了柱塞的稳定性。

进一步地，阀座10的内腔的与高压通道14相对的侧壁上开设有第二降压槽17。这样设置能够同样起到使柱塞受力平衡的作用，提高了柱塞的稳定性。

阀座10的侧壁上还开设有变容通道16。变容通道16位于低压通道13和高压通道14之间，变容通道16与阀座10的内腔相连通。这样设置提高了该阀体结构的实用性和可靠性。

具体地，如图16所示，柱塞40包括第一组成段41、第二组成段42和第三组成段43。第一组成段41的第一端与转向组件50相连接，第一组成段41的外周面设置有第一环形凹槽61。第二组成段42的第一端与第一组成段41的第二端相连接。第三组成段43的第一端与第二组成段42的第二端相连接，第三组成段43的外周面设置有第二环形凹槽62，第一组成段41和第三组成段43的外径相同，第二组成段42的外径小于第一组成段41和第三组成段43的外径，以使第二组成段42的外周面与第一组成段41和第三组成段43之间形成第三环形凹槽63。这样设置能够提高该柱塞的可靠性和实用性。

阀芯30带动柱塞40移动以使柱塞40在阀座10的内腔内具有第一位置和第二位置。如图13和图14所示，当柱塞40位于第一位置时，低压通道13与第一环形凹槽61、第一降压槽15相连通。高压通道14、变容通道16与第三环形凹槽63、第二降压槽17相连通，阀座10的侧壁将第二环形凹槽62密封。如图15和图16所示，当柱塞40位于第二位置时，低压通道13、变容通道16与第三环形凹槽63、第一降压槽15相连通。高压通道14与第二环形凹槽62、第二降压槽17相连通，阀座10的侧壁将第一环形凹槽61密封。这样设置能够提高阀体结构的密封性和可靠性。

上述阀体结构还可以用于压缩机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机。该压缩机包括控制阀结构，控制阀结构为上述实施例中的控制阀结构。该控制阀结构包括阀体、阀芯30、柱塞40和转向组件50。阀体具有容纳腔，阀芯30可活动地设置于容纳腔内。柱塞40可活动地设置于容纳腔内，阀芯30可带动柱塞40沿容纳腔的轴线方向做往复运动。阀芯30通过转向组件50与柱塞40可活动地相连接。

在本实施例中，在阀芯与柱塞之间设置转向组件，使得阀芯可以相对柱塞可以运动。这样设置使得当阀芯在横向带动或推动柱塞运动时，当阀芯或柱塞中的一个与容纳腔的腔壁之间的摩擦力过大时，阀芯和柱塞中的一个相对另一个可以在纵向方向上发生一定的位移量以阻止阀芯或柱塞与腔壁之间的摩擦力继续增大，从而避免了阀芯和柱塞发生卡死的情况。采用该结构的控制阀结构，有效地提高了该压缩机的可靠性和实用性。

具体地，现有技术中的阀体结构在使用过程中，当滑块过长时，极易造成阀体与滑块发生接触而引起滑块运动过程中的阻力增大，甚至导致滑块卡死，使压缩机无法完成正常的模式转换过程，降低了压缩机的可靠性，本申请的阀体结构避免滑块与阀体发生接触而导致滑块卡死，减小滑块在往复滑动过程中的阻力，提高压缩机在不同模式之间转换的可靠性。同时降低压缩机装配难度，改善压缩机装配工艺性。

该压缩机包括分液器81、外壳71、电机，电机包括定子79和转子80、泵体组件、压力转换组件。电机、泵体组件设置于外壳71内部且泵体组件设置与电机的下部，电机与泵体组件通过曲轴78连接并带动曲轴78旋转对吸入气缸的气体进行压缩。该泵体组件具有多个气缸并且具有至少一个变容气缸74，该泵体组件还包括主轴承77、第一气缸76、第一滑片83、第一滚子82、变容气缸74、变容滑片85、变容滚子84、隔板75、副轴承73、下盖板72、销钉87、销弹簧88；该变容气缸74设置有变容滚子84及设置在该变容气缸的滑片槽741内的变容滑片85，该变容滑片尾部由隔板、变容气缸、副轴承围成密封的变容控制腔，变容滑片头部靠近变容气缸中心轴。该压力转换组件包括设置在下盖板远离副轴承侧并紧贴下盖板的阀座、具有与阀座配合的连接部并穿越压缩机外壳延伸到压缩机外部的阀盖，该阀盖为圆筒构件，以及套设在延伸到外壳外部圆筒构件的电磁线圈22、往复运动组件、回复弹簧23，该圆筒构件与外壳之间具有气密性使外壳外部环境与外壳内部隔离。通过控制该压力转换组件上的电磁线圈通电、断电，控制该往复组件左移或者右移，选择性地向变容控制腔导入低压或高压气体，使变容滑片头部脱离或紧贴变容滚子进而使变容气缸选择性地空转或工作。

其中，该往复运动组件包括阀芯、转向组件、柱塞。该阀芯设置在圆筒构件内并用于在电磁力的吸引或该回复弹簧的弹力下牵引或推动阀芯及其组件左移或右移，该柱塞设置在该阀座中活塞孔内用于选择性的向变容控制腔导入低压或高压气体。该转向组件包括第一转向件、转向节、第二转向件构成。第二转向件、第一转向件可相对于转向节各自独立地绕Y轴、X轴转动。阀芯可任意选择与第二转向件或第一转向件连接，转向组件中的另一端与柱塞连接。其中，圆筒构件、回复弹簧、柱塞、阀座、转向组件的材料具有无磁性，阀芯的材料具有导磁性。

第二转向件的端部与柱塞之间形成限位面，该限位面与阀座上的限位台阶贴合时限制在回复弹簧的弹力的作用下往复运动组件移动的距离。

该压缩机还包括设置在副轴承内并位于变容滑片正下方的销钉87、销弹簧88，销钉靠近变容气缸侧与变容控制腔86连通，销钉靠近下盖板侧设置有销弹簧并与变容气缸的吸气口743、阀座上的低压通道相互连通。

在回复弹簧力的作用下往复运动组件向右移动直到限位台阶、第二转向件的端部相互贴合时阻止其继续运动，此时低压通道与变容通道由连通变为关闭而变容通道与高压通道由关闭变为连通，第一环形凹槽61将第一降压槽15与低压通道由关闭变为连通。在电磁力的作用下往复运动组件向左移动直到圆筒构件阀芯孔远离阀座侧阻止其继续运动，此时高压通道与变容通道由连通变为关闭而变容通道与低压通道由关闭变为连通，第二环形凹槽62将第二降压槽17与高压通道由关闭变为连通。其中，低压通道与高压通道之间的位置可互换。

其中，销钉设置在副轴承内且位于变容滑片的正下方，设置销钉的通道与变容控制腔连通，靠近下盖板侧与阀座上的低压通道、变容气缸的吸气口743相互连通且在该侧设置有销弹簧，压力转换组件由设置在远离副轴承侧的下盖板上，变容气缸上还设置有连通通道742。

阀座位于下盖板远离副轴承侧与下盖板具有气密性的贴合，在阀座上设置有低压通道、高压通道、变容通道、柱塞孔、配合孔，第一降压槽15、第二降压槽17。柱塞孔中心轴线沿着曲轴轴向方向的法平面方向，柱塞孔一侧贯通阀座，另一端设置有配合孔，配合孔中心轴线与柱塞孔中心轴线同轴，另一端贯通阀座，在配合孔与柱塞孔因直径差异而自然形成限位台阶，该配合孔主要用于与圆筒构件的连接部配合并限制圆筒构件的偏转，在柱塞孔法线方向依次设置有低压通道、变容通道、高压通道，低压通道、高压通道位于变容通道两侧。低压通道、变容通道、高压通道均穿越柱塞孔第一边界面并与柱塞孔连通，沿着低压通道方向设置有第一降压槽15，该第一降压槽15中心轴线与低压通道同轴且其截面积与低压通道截面积相等；沿着高压通道方向设置有第二降压槽17，该第二降压槽17中心轴线与高压通道同轴且其截面积与高压通道截面积相等；低压通道与气缸吸气口及销钉靠近下盖板侧相互连通，三者压力均与吸气压力相等，高压通道与变容气缸排出气流的通道连通，其压力与排气压力相等，变容通道与变容滑片尾部的变容控制腔连通，其压力与该变容控制腔压力相等。

进一步地，低压通道的横截面的面积指低压通道与柱塞孔构成的相交曲面沿着柱塞孔中线轴线的法线方向上的投影面积，第一降压槽15的横截面的面积指第一降压槽15与柱塞孔构成的相交曲面沿着柱塞孔中线轴线的法线方向上的投影面积，高压通道的横截面的面积指高压通道与柱塞孔构成的相交曲面沿着柱塞孔中线轴线的法线方向上的投影面积，第二降压槽17截面积指第二降压槽17与柱塞孔构成的相交曲面沿着柱塞孔中线轴线的法线方向上的投影面积。

圆筒构件具有与阀座配合的连接部并从外壳内部穿越该外壳外部的部分构成，在圆筒构件与外壳之间具有气密性并将该外壳外部环境与外壳内部高压隔离，在圆筒构件靠近外壳内部侧设置有一端开放、一端密闭的阀芯孔。

往复运动组件：由阀芯、柱塞构成、转向组件，阀芯设置在圆筒构件的阀芯孔内，柱塞设置在阀座内的柱塞孔内，转向组件将阀芯与柱塞连为一体。阀芯设置于圆筒构件内，在靠近圆筒构件阀芯孔盲孔侧的阀芯上设置有用于安装回复弹簧的弹簧孔。

在柱塞上设置有第一圆柱面、第二圆柱面、第三环形凹槽63。第一圆柱面位于靠近转向组件侧，在第一圆柱面上设置有第一环形凹槽61，第二圆柱面位于远离转向组件侧，在第二圆柱面上设置有第二环形凹槽62，第一圆柱面与第二圆柱面直径相等，第三环形凹槽63设置在第一圆柱面与第二圆柱面之间。第一环形凹槽61用于连通低压通道与第一降压槽15并使其压力相等，第二环形凹槽62用于连通高压通道与第二降压槽17并使其压力相等，第三环形凹槽63用于选择性导通低压通道与变容通道或变容通道与高压通道。

在本实施例中，转向组件由第二转向件、第一转向件、转向节构成，第二转向件与阀芯(或柱塞)连接，第一转向件与柱塞(或阀芯)连接，第二转向件、第一转向件之间由转向节连接，第二转向件可带动阀芯(或柱塞)绕转向节沿Y轴旋转正负90°，第一转向件可带动柱塞(或阀芯)绕转向节沿X轴旋转正负90°。在第二转向件(或第一转向件)与柱塞因直径差异而形成限位面，该限位面与阀座上的限位台阶贴合时将阻止往复运动组件继续向靠近阀座方向移动。回复弹簧设置在圆筒构件阀芯孔与阀芯的弹簧孔之间，并向阀芯提供弹力，使往复运动组件具有靠近阀座的运动趋势。电磁线圈套设在延伸到外壳外部的圆筒构件上，具有通电和断电两种状态，通电时依靠电磁感应原理产生的电磁力吸引具有导磁性的阀芯并带动阀芯及其组件向远离阀座方向移动，断电时电磁力消失，阀芯及其组件在回复弹簧力的作用下向靠近阀座方向移动。

变容气缸工作与空转变换原理：当电磁线圈通电，电磁线圈产生的电磁力F6吸引阀芯及其组件向远离阀座方向移动，因圆筒构件阀芯孔盲孔侧的阻挡而使阀芯及其组件不再移动时，变容通道与低压通道通过设置在柱塞上的第三环形凹槽63导通而与高压通道断开，低压气体通过该通道导向变容控制腔，此时变容滑片尾部、销钉靠近变容气缸侧、销钉靠近下盖板侧压力为低压，变容滑片靠近气缸内圆侧为低压，销钉在销弹簧的作用下向靠近变容滑片侧移动并插入变容滑片上的卡槽89内而使变容滑片与变容滚子分开，此时即使曲轴旋转变容气缸不再进行吸气、压缩、排气过程并处于空转状态。而当电磁线圈断电，电磁力消失，阀芯在回复弹簧力F5作用下向靠近阀座方向移动直到限位台阶与限位面贴合而停止移动，变容通道与高压通道通过第三环形凹槽63连通而与低压通道断开，高压气体将通过第三环形凹槽63及变容通道被引入变容滑片尾部的变容控制腔，此时变容滑片尾部、销钉靠近变容气缸侧压力为高压，变容滑片靠近变容气缸中心侧、销钉靠近下盖板侧压力为低压，销钉在气体力的作用下克服销弹簧力向靠近下盖板侧移动并脱离变容滑片，而变容滑片在气体力的作用下移向变容气缸中心直到与变容滚子抵接，此时在曲轴的带动下变容气缸进入工作状态，该变容气缸内将进行吸气、压缩、排气。

转向组件的作用：当阀座配合孔对圆筒构件在沿柱塞孔中心轴线的法线方向约束作用不足时，圆筒构件连接部相对于阀座配合孔稍有偏转，将会导致位于圆筒构件阀芯孔的盲孔侧盲孔相对于柱塞中心轴偏转放大可能导致阀芯与圆筒构件阀芯孔侧壁接触，若阀芯与柱塞设置为一体结构将会使该零件卡死在阀芯孔内无法移动进而导致变容气缸无法完成空转、工作两种状态的转换。而若将上述零件改为往复运动组件，阀芯相对于柱塞可沿着X轴、Y轴方向转动，即使圆筒构件相对于柱塞孔中心轴线有一定偏转，往复运动组件依然能在电磁力F6或回复弹簧力F5的作用下移动，该结构提高了变容气缸在空转、工作两种状态转换的可靠性，而且能降低压缩机装配难度；为进一步降低阀芯与圆筒构件阀芯孔侧壁接触的可能，可通过以下关系式控制：(E1-E2)*L2/L1≤(E3-E4)，该式中E2为圆筒构件连接部直径，E1为阀座配合孔直径，L1为圆筒构件连接部长度、L2为圆筒构件上的阀芯孔长度、E3为阀芯孔直径，E4为阀芯直径；L2/L1为因圆筒构件连接部相对柱塞孔偏转后在圆筒构件阀芯孔盲孔侧的放大系数，如图4所示，L3为阀座的柱塞孔的长度。

第一降压槽15、第二降压槽17的作用：当低压通道与变容通道连通时，因高压通道与柱塞孔连通而产生沿着柱塞孔中心轴法线方向的力F1并作用在柱塞上进而对柱塞产生沿柱塞孔轴线方向的摩擦力，当电磁力消失后阀芯及其组件在回复弹簧力F5的作用下需要克服该摩擦力后才能移动，此时需要设定较大的回复弹簧力F5才能保证阀芯及其组件可控的移动；而当高压通道与变容通道连通时，因低压通道与柱塞孔连通而产生沿着柱塞孔中心轴法线方向的力F3并作用在柱塞上进而对柱塞产生沿柱塞孔轴线方向的摩擦力，当电磁力F6产生时阀芯及其组件在该电磁力F6的作用下需要克服该摩擦力后才能移动，若此时工况较为恶劣，则需要设定较大的电磁力F6才能保证阀芯及其组件可控的移动；回复弹簧力F5及电磁力F6的增大不仅会增大电磁线圈的功耗，而且会降低变容气缸在两种模式下转换的可靠性。若在柱塞孔上分别设置第一降压槽15、第二降压槽17，在阻塞上设置第一环形凹槽61、第二环形凹槽62，当变容气缸需要由空转变为工作时，高压通道通过第二环形凹槽62与第二降压槽17连通，高压通道和第二降压槽17将会产生两个方向相反的力F1、F2施加在柱塞上，若高压通道与第二降压槽17截面积相等，柱塞所受的F1、F2的合力为0牛顿，柱塞所受的摩擦力将大大降低，此时回复弹簧力将只需要提供较小的力便能推动阀芯及其组件移动。当变容气缸需要有工作变为空转时，低压通道通过第一环形凹槽61与第一降压槽15连通，低压通道与第一降压槽15将产生两个方向相反的力F3、F4施加在柱塞上，若低压通道与第一降压槽15截面积相等，柱塞所受的F3、F4的合力为0牛顿，柱塞所受的摩擦力同样将大为降低，此时电磁线圈只需要提供较小的力便能吸引阀芯及其组件移动。

圆筒构件、回复弹簧、柱塞、阀座、转向组件、阀芯材料的选择：该变容气缸需通过电磁力控制往复运动组件移动才能实现空转、工作两种状态的转换，而电磁力的损失越小，变容气缸两种状态转换的可靠性越高，因此需要对相关零件的属性进行要求，对于圆筒构件、阀座转向组件、柱塞应具有无磁特性以减小电磁损失，而阀芯需具有较强的导磁性，即当有通电的电磁线圈或磁铁靠近阀芯时将会对其产生吸引力。对于回复弹簧，即使该回复弹簧具有导磁性，对电磁损失较小，然而受电磁力的作用可能导致回复弹簧会沿阀芯孔径向方向偏转而影响该回复弹簧顺利的进入阀芯上的阀芯孔内，因此回复弹簧也需要具有无磁特性。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种控制阀结构，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体具有容纳腔；

阀芯(30)，所述阀芯(30)可活动地设置于所述容纳腔内；

柱塞(40)，所述柱塞(40)可活动地设置于所述容纳腔内，所述阀芯(30)可带动所述柱塞(40)沿所述容纳腔的轴线方向做往复运动；

转向组件(50)，所述阀芯(30)通过所述转向组件(50)与所述柱塞(40)可活动地相连接；

所述转向组件(50)包括：

第一转向件(51)，所述第一转向件(51)的第一端与所述阀芯(30)相连接；

第二转向件(53)，所述第二转向件(53)的第一端与所述柱塞(40)相连接，所述第二转向件(53)的第二端与所述第一转向件(51)相连接；

所述转向组件(50)还包括：

转向节(52)，所述第一转向件(51)的第二端与所述转向节(52)相连接，所述第一转向件(51)的第二端绕所述转向节(52)沿第一方向可转动第一预设角度，所述第二转向件(53)的第二端与所述转向节(52)相连接，所述第二转向件(53)的第二端沿第二方向可转动第二预设角度，所述第一方向与所述第二方向具有夹角，所述第二转向件(53)通过所述转向节(52)与所述第一转向件(51)相连接。

2.根据权利要求1所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀芯(30)和所述柱塞(40)具有与所述阀芯(30)的轴线延长线和所述柱塞(40)的轴线延长线共线时的相对共线位置，以及所述阀芯(30)的轴线延长线和所述柱塞(40)的轴线延长线具有夹角时的相对倾斜位置。

3.根据权利要求1所述的控制阀结构，其特征在于，所述第一预设角度和/或所述第二预设角度为β，其中，0≤β≤180°。

4.根据权利要求1所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀体包括：

阀座(10)，所述柱塞(40)沿所述阀座(10)的内腔的轴线方向可活动地设置于所述阀座(10)内；

阀盖(20)，所述阀盖(20)与所述阀座(10)相连接，所述阀芯(30)沿所述阀盖(20)的内腔的轴向可活动地设置于所述阀盖(20)内，所述阀座(10)的内腔与所述阀盖(20)的内腔之间围设成所述容纳腔。

5.根据权利要求4所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀座(10)的第一端与所述阀盖(20)相连接，所述阀座(10)的第一端设置有与所述第二转向件(53)相配合的配合孔(11)，所述配合孔(11)的内周面上设置有限位台阶(12)，所述第二转向件(53)的第一端的外径大于所述限位台阶(12)的内径，所述第二转向件(53)的第一端的端面具有与所述限位台阶(12)的台面相抵接的接触位置，以及所述第二转向件(53)的第一端的端面具有与所述台面相脱离的脱离位置。

6.根据权利要求5所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀盖(20)具有连接段(21)，所述连接段(21)延伸至所述配合孔(11)内与所述阀座(10)相连接，所述配合孔(11)的直径为E1，所述连接段(21)的外周面的直径为E2，所述阀盖(20)的内腔的直径为E3，所述阀芯(30)的直接为E4，所述连接段(21)的长度为L1，所述阀盖(20)的内腔的长度为L2，其中，(E1-E2)×L2/L1≤(E3-E4)。

7.根据权利要求4所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀座(10)的侧壁上开设有低压通道(13)、高压通道(14)，所述低压通道(13)与所述高压通道(14)间隔地设置，所述低压通道(13)、所述高压通道(14)均与所述阀座(10)的内腔相连通，所述阀座(10)的内腔的与所述低压通道(13)相对的侧壁上开设有第一降压槽(15)。

8.根据权利要求7所述的控制阀结构，其特征在于，所述降压槽(15)的横截面的面积与所述低压通道(13)或所述高压通道(14)的横截面的面积相同。

9.根据权利要求7所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀座(10)的内腔的与所述高压通道(14)相对的侧壁上开设有第二降压槽(17)。

10.根据权利要求9所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀座(10)的侧壁上还开设有变容通道(16)，所述变容通道(16)位于所述低压通道(13)和所述高压通道(14)之间，所述变容通道(16)与所述阀座(10)的内腔相连通。

11.根据权利要求10所述的控制阀结构，其特征在于，所述柱塞(40)包括：

第一组成段(41)，所述第一组成段(41)的第一端与所述转向组件(50)相连接，所述第一组成段(41)的外周面设置有第一环形凹槽(61)；

第二组成段(42)，所述第二组成段(42)的第一端与所述第一组成段(41)的第二端相连接；

第三组成段(43)，所述第三组成段(43)的第一端与所述第二组成段(42)的第二端相连接，所述第三组成段(43)的外周面设置有第二环形凹槽(62)，所述第一组成段(41)和所述第三组成段(43)的外径相同，所述第二组成段(42)的外径小于所述第一组成段(41)和所述第三组成段(43)的外径，以使所述第二组成段(42)的外周面与所述第一组成段(41)和所述第三组成段(43)之间形成第三环形凹槽(63)。

12.根据权利要求11所述的控制阀结构，其特征在于，所述阀芯(30)带动所述柱塞(40)移动以使所述柱塞(40)在所述阀座(10)的内腔内具有第一位置和第二位置，当所述柱塞(40)位于所述第一位置时，所述低压通道(13)与所述第一环形凹槽(61)、所述第一降压槽(15)相连通，所述高压通道(14)、所述变容通道(16)与所述第三环形凹槽(63)、所述第二降压槽(17)相连通，所述阀座(10)的侧壁将所述第二环形凹槽(62)密封。

13.根据权利要求12所述的控制阀结构，其特征在于，当所述柱塞(40)位于所述第二位置时，所述低压通道(13)、所述变容通道(16)与所述第三环形凹槽(63)、所述第一降压槽(15)相连通，所述高压通道(14)与所述第二环形凹槽(62)、所述第二降压槽(17)相连通，所述阀座(10)的侧壁将所述第一环形凹槽(61)密封。

14.一种压缩机，包括控制阀结构，其特征在于，所述控制阀结构为权利要求1至13中任一项所述的控制阀结构。