制冷系统及其热力膨胀阀的制作方法

专利名称:制冷系统及其热力膨胀阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制冷系统及其热力膨胀阀，热力膨胀阀包括阀体，所述阀体内设置有带阀芯座的阀芯座部件，所述阀芯座部件上开设有阀口，所述阀口和与其配合的阀芯部件闭合时，所述阀芯座部件分隔所述阀体的内腔为设于上部的第一接口腔、设于中部的第二接口腔以及设于下部的平衡腔；所述阀芯座的侧壁开设有与所述第二接口腔连通的通孔，以及连通所述第一接口腔和所述平衡腔的通道；在所述第一接口腔内所述阀芯部件开设有承受轴向力的第一承压面，在所述平衡腔内所述阀芯部件还开设有与所述第一承压面受力方向相反的第二承压面，该阀的结构设计能够实现小容量阀阀芯部件的压力平衡，提高小容量阀的调节精度。
【专利说明】制冷系统及其热力膨胀阀

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷媒流体控制部件【技术领域】，特别是涉及一种热力膨胀阀。此外，本实用新型还涉及一种包括该热力膨胀阀的制冷系统。

【背景技术】
[0002]热力膨胀阀是制冷系统的重要自控元件，其主要作用是通过感应制冷系统中蒸发器出口端或压缩机吸入端的过热度来控制阀的开度大小，从而实现系统冷媒流量调节和节流降压的目的。
[0003]请参考图1，图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图。
[0004]该热力膨胀阀包括阀体P，阀体P的上端设有气箱，该气箱W的内腔由膜片2' 3分隔为上腔2' 4和下腔2' 5;具体地，上腔2' 4通过毛细管I' 5与感温包连接，感温包设于蒸发器出口端或压缩机入口端，用于感受蒸发器出口端或压缩机入口端的冷媒的过热度，并在上腔2' 4中产生一个温度压力Pb;下腔2' 5通过平衡管与蒸发器出口端或压缩机入口端连通，从而在下腔2' 5中产生一个蒸发压力P。。
[0005]另，阀体P的内腔分为第一接口腔P 2、第二接口腔I' 3和平衡腔I' 4;第一接口腔P 2和第二接口腔P 3可通过阀口 P I连通；平衡腔P 4与第一接口腔P 2、第二接口腔P 3均隔离密封；该阀口 I' I配合有阀芯部件3'。
[0006]阀芯部件3'的上端设于前述下腔2' 5中，受到传动片3' I (连接于阀芯部件3'的上端)给予的向下的推力，该推力由膜片2' 3推动传动片3' I形成，即Pb_P。;阀芯部件3'的下端设于平衡腔P 4中，受到其中设置的弹簧4'给予的向上的弹力Pt;从而，当阀芯部件3'处于平衡状态时，Pb-Ptj=Pt;当蒸发器出口端的温度过高时，Pb增大，从而推动阀芯部件3'向下运动，增大冷媒的流量；当蒸发器出口端的温度过低时，Pb减小，从而推动阀芯部件3'向上运动，减小冷媒的流量。
[0007]在实际工作过程中，阀芯部件3'除了受到上述温度压力Pb、蒸发压力P。和弹力Pt外，还会受到第一接口腔P 2中冷媒产生的使阀芯开启的压力和第二接口腔P 3中使阀芯关闭的压力，该两个压力的差值产生一个系统压差，严重影响着阀芯部件3'的调节精度。
[0008]为此，在第一接口腔P 2内阀芯部件3'的侧壁上开设有第一承压面SI和与第一承压面SI受力方向相反的第二承压面S2，并两个承压面的受力面积相等，从而，第一接口腔P 2中冷媒对阀芯部件:V产生的压力可相互抵消；在第二接口腔P 3内阀芯部件3'的侧壁上开设有第三承压面S3和与第三承压面S3受力方向相反的第四承压面S4,并两个承压面的受力面积相等，从而，第二接口腔P 3中冷媒对阀芯部件3'产生的压力也可相互抵消。
[0009]然而，上述热力膨胀阀存在如下缺陷:
[0010]第一承压面SI形成于阀芯部件3'与阀口 I' I之间的密封线或密封面分隔的设于第一接口腔P 2中的倾斜面，第二承压面S2形成于阀芯部件3'上位于第一承压面SI上方的倾斜面；对于大容量热力膨胀阀来说，该结构易于实现，但是对于小容量热力膨胀阀(如阀口 P I为2.5_以下)来说，要加工成前述结构，则阀芯部件3'中位于第一承压面SI和第二承压面S2之间的部分尺寸会很小，一来加工困难，二来强度不够，影响质量。
[0011]有鉴于此，如何改进热力膨胀阀的结构，以实现小容量阀阀芯部件的压力平衡，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0012]本实用新型的目的是提供一种热力膨胀阀，该阀的结构设计能够实现小容量阀阀芯部件的压力平衡，从而提高小容量阀的调节精度。此外，本实用新型的另一目的为提供一种包括上述热力膨胀阀的制冷系统。
[0013]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热力膨胀阀，包括阀体，所述阀体内设置有带阀芯座的阀芯座部件，所述阀芯座部件上开设有阀口，所述阀口和与其配合的阀芯部件闭合时，所述阀芯座部件分隔所述阀体的内腔为设于上部的第一接口腔、设于中部的第二接口腔以及设于下部的平衡腔；
[0014]所述阀芯座的侧壁开设有与所述第二接口腔连通的通孔，以及连通所述第一接口腔和所述平衡腔的通道；
[0015]在所述第一接口腔内所述阀芯部件开设有承受轴向力的第一承压面，在所述平衡腔内所述阀芯部件还开设有与所述第一承压面受力方向相反的第二承压面。
[0016]本实用新型提供的热力膨胀阀在现有技术的基础上增加了设置于阀体内的带阀芯座的阀芯座部件，使阀口开设于阀芯座部件，并在阀芯座上设置有通道以连通第一接口腔和平衡腔，由于第一接口腔和平衡腔连通，所以两个腔室内的压力相等，可以将第二承压面设置于在平衡腔内的阀芯部件上，规避了【背景技术】中将第一承压面和第二承压面均设置于第一接口腔内的阀芯部件，从而避免了第一承压面和第二承压面均设置于第一接口腔导致的阀芯部件的尺寸过小，对于小容量阀来说，能够避免增加阀芯部件的加工难度，确保阀芯部件的加工质量；另，由于连通第一接口腔和平衡腔的通道开设于阀芯座，对于小容量阀来说，易于实现和加工；因此，该热力膨胀阀能够实现小容量阀阀芯部件的压力平衡。
[0017]此外，由于阀口开设于阀芯座，可以将阀芯座和阀芯部件形成的阀芯组件组装后再与阀体装配，从而对于不同容量的阀件，可以加工相同的阀体，与不同容量的阀芯组件匹配即可，增加了阀体的通用性，也便于阀体的管理。
[0018]所述第二承压面和所述第一承压面在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。
[0019]所述第一承压面开设于所述阀芯部件的侧壁，所述第二承压面开设于所述阀芯部件的下端面。
[0020]在所述第二接口腔内所述阀芯部件开设有承受轴向力且受力方向相反的第三承压面和第四承压面。
[0021]所述第三承压面和所述第四承压面在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。
[0022]所述阀芯座的下端配合有导向套。
[0023]所述导向套与所述阀芯座通过焊接固定。
[0024]所述阀芯座为不锈钢阀芯座，所述导向套为不锈钢导向套。
[0025]所述导向套和所述阀芯部件之间设置有密封件，所述密封件将所述第二接口腔与所述平衡腔隔离密封。
[0026]所述通道为竖向通孔或竖向通槽。
[0027]所述阀体与所述阀芯座过盈配合。
[0028]本实用新型还提供一种制冷系统，包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器；所述热力膨胀阀为上述任一项所述的热力膨胀阀，所述热力膨胀阀的气箱的上腔通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接，所述气箱的下腔通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通。
[0029]由于上述热力膨胀阀具有上述技术效果，所以包括该热力膨胀阀的制冷系统也具有相应的技术效果，这里不再赘述。

【附图说明】

[0030]图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图；
[0031]图2为本实用新型所提供热力膨胀阀一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0032]图3为图2中阀芯组件的结构示意图；
[0033]图4为图3中阀芯座的结构示意图；
[0034]图5为阀芯座另一实施例的结构示意图；
[0035]图6为图5的俯视图。
[0036]图1 中:
[0037]阀体P，阀口 P 1，第一接口腔P 2，第二接口腔P 3，平衡腔P 4，毛细管I' 5 ；
[0038]气箱2'，膜片2' 3，上腔2' 4，下腔2' 5;
[0039]阀芯部件:V，传动片:V I ；
[0040]弹簧4'；
[0041]第一承压面SI，第二承压面S2，第三承压面S3，第四承压面S4。
[0042]图2-6 中:
[0043]阀体10，第一接口腔12，第二接口腔13，平衡腔14，毛细管15，感温部件16 ；
[0044]气箱座21，气箱盖22，膜片23，上腔24，下腔25 ；
[0045]阀芯组件30，传动片31，传动杆32，阀芯33，阀芯座34，阀口 34a，横向通孔34b，竖向通孔34c，竖向通槽34^，导向套35，密封件36 ;
[0046]弹簧40，支撑座41;
[0047]调节座51，调节杆52，调节杆座53 ;
[0048]第一承压面A，第二承压面B，第三承压面C，第四承压面D。

【具体实施方式】
[0049]本实用新型的核心是提供一种热力膨胀阀，该阀的结构设计能够实现小容量阀阀芯部件的压力平衡，从而提高小容量阀的调节精度。此外，本实用新型的另一核心为提供一种包括上述热力膨胀阀的制冷系统。
[0050]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0051]请参考图2，图2为本实用新型所提供热力膨胀阀一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0052]该实施例中，热力膨胀阀包括阀体10，阀体10的上端设有包括气箱座21和气箱盖22的气箱，该气箱的内腔由膜片23分隔为上腔24和下腔25。
[0053]其中，上腔24通过毛细管15与感温部件16连接，感温部件16用于感受蒸发器出口端或压缩机入口端的冷媒的过热度，并在上腔24产生一个温度压力Pb;下腔25通过平衡管(图中未示出)与蒸发器出口端或压缩机入口端连通，以在下腔25中产生一个蒸发压力
P0O
[0054]另，阀体10内设置有阀芯组件。
[0055]请一并参考图3，图3为图2中阀芯组件的结构示意图。
[0056]该阀芯组件包括阀芯部件和阀芯座部件。
[0057]其中，阀芯座部件包括阀芯座34，该阀芯座34设置于阀体10内，其上开设有阀口34a，该阀口 34a配合有阀芯部件。
[0058]阀芯部件包括位于下腔25中的传动片31、与传动片31连接的传动杆32 (示于图2中)，以及与传动杆32连接的阀芯33 ;传动片31位于膜片23的下方以响应膜片23的动作；具体地，阀芯33与阀口 34a配合，两者闭合时分隔阀体10的内腔为设于上部的第一接口腔12、设于中部的第二接口腔13，以及设于下部的平衡腔14。
[0059]具体的方案中，阀芯座34与阀体10过盈配合，可以确保阀芯座34相对阀体10的轴向位置，避免阀芯座34偏移导致产品失效，同时也可实现第一接口腔12与第二接口腔13的隔离密封。
[0060]阀芯座34的下端还嵌装有导向套35，阀芯33穿过导向套35，导向套35对阀芯33进行导向，避免阀芯33左右摆动无法关闭阀口 34a。另，平衡腔14通过导向套35可与第二接口腔13隔离密封。
[0061]具体地，导向套35与阀芯座34可通过焊接固定，简便可靠，也易于确保平衡腔14与第二接口腔13的隔离密封。
[0062]在此基础上，导向套35和阀芯33之间还可设置密封件36，以进一步确保平衡腔14与第二接口腔13的隔离密封。
[0063]平衡腔14内设置有弹性部件，该弹性部件给予阀芯33 —个向上的弹力Pt。具体地，弹性部件为弹簧40，弹簧40的上端设置有支撑座41，该支撑座41支撑阀芯33的底端。
[0064]以阀芯33为受力部件进行受力分析，阀芯33受到弹簧40给予的向上的弹力Pt，同时受到传动片31给予的向下的推力，该推力由膜片23推动传动片31形成，并通过传动杆32传递，即该推力等于膜片23受到的力Pb_P。;当阀芯33处于平衡状态时，Pt=Pb-P0;当蒸发器出口端的温度升高时，温度压力Pb增大，从而推动阀芯33向下运动，增大冷媒的流量；当蒸发器出口端的温度降低时，温度压力Pb减小，从而推动阀芯33向上运动，减小冷媒的流量。
[0065]参考图3，并结合图2，阀芯座34的侧壁开设有与第二接口腔13连通的通孔，以便阀口 34a打开时，第一接口腔12和第二接口腔13可以连通，供冷媒流通。
[0066]具体的方案中，该通孔为横向通孔34b。这里的横向是指与阀芯座34的轴线垂直的方向。
[0067]可以理解，实际设置时，所述通孔并非一定要横向开设，如可以倾斜一定的角度，只要能够连通第二接口腔13即可。
[0068]阀芯座34的侧壁还开设有连通第一接口腔12和平衡腔14的通道。
[0069]在第一接口腔12内阀芯部件开设有承受轴向力的第一承压面A，在平衡腔14内阀芯部件开设有与第一承压面A受力方向相反的第二承压面B。
[0070]由于平衡腔14通过通道与第一接口腔12连通，两个腔室内的压力相等，第一接口腔12内的第一承压面A和平衡腔14内的第二承压面B的结构设置，能够抵消第一接口腔12内冷媒给予阀芯部件的系统压力。
[0071]由于第二承压面B开设于平衡腔14内，而非【背景技术】中的第一接口腔12中，可以避免将两个承压面均开设于第一接口腔12内的阀芯部件的侧壁，从而，针对小容量阀，可避免因开设承压面而减小第一接口腔12内阀芯部件的径向尺寸，能够避免增加阀芯部件的加工难度，确保阀芯部件的加工质量；另，由于连通第一接口腔12和平衡腔14的通道设于阀芯座34，对于小容量阀而言，易于实现和加工；因此，该热力膨胀阀能够实现小容量阀阀芯部件的压力平衡，提高小容量阀的调节精度。
[0072]此外，由于阀口 34a开设于阀芯座34，可以将阀芯座34和阀芯部件形成的阀芯组件组装后再与阀体装配，从而对于不同容量的阀件，可以加工相同的阀体，与不同容量的阀芯组件匹配即可，增加了阀体的通用性，也便于阀体的管理。
[0073]需要说明的是，该实施例中，阀芯部件为分体结构，如前所述，包括传动片31、传动杆32和阀芯33，便于装配；为了降低阀芯部件的轴向尺寸公差，可将传动杆32和阀芯33设为一体结构，当然，这里的前提是一体结构的传动杆32和阀芯33能够与阀芯座34装配。
[0074]具体的方案中，该第一承压面A开设于阀芯33的侧壁，第二承压面B开设于阀芯33的下端面，具体可为圆弧状，结构简单，便于加工。当然，实际设置时，也可在平衡腔14内阀芯33的侧壁设置第二承压面B。
[0075]进一步地，第一承压面A和第二承压面B在垂直于阀芯33轴线的平面内的投影面积可以基本相等。
[0076]由于第一承压面A和第二承压面B承受的压强相等，当第一承压面A与第二承压面B在垂直于阀芯33的轴线的平面内的投影面积完全相等时，阀芯部件受到的第一接口腔12内的冷媒压力可以完全抵消；但，需要指出的是，当第一承压面A和第二承压面B在垂直于阀芯33的轴线的平面内的投影面积不完全相等时，阀芯部件受到的第一接口腔12内的冷媒压力也可部分抵消，同样能够降低阀芯部件受到的系统压差，提高小容量阀的调节精度。
[0077]考虑到实际加工误差等因素影响，本文中，凡涉及到“投影面积基本相等”，其含义除了包括完全相等外，还允许有一定的偏差量，如可以为左右偏差5%等。
[0078]进一步地，在第二接口腔13内阀芯部件开设有承受轴向力且受力方向相反的第三承压面C和第四承压面D。
[0079]具体的方案中，第三承压面C和第四承压面D均开设于阀芯33的侧壁，便于加工。
[0080]如此，第二接口腔13内冷媒给予阀芯部件的系统压力可以抵消。
[0081]与前述第一承压面A和第二承压面B类似，第三承压面C和第四承压面D在垂直于阀芯33的轴线的平面内的投影面积基本相等。
[0082]具体的方案中，第一承压面A和第三承压面C可以采用下述结构形成:如图3所示，阀芯33设有密封阀口 34a的锥面，阀芯33与阀口 34a之间的密封线或密封面分隔所述锥面为位于第一接口腔12内的第一承压面A和位于第二接口腔13内的第三承压面C。
[0083]此外，阀体10的下端还设置有调节组件，以调节弹簧40的弹力，从而调节热力膨胀阀的过热度。
[0084]具体的方案中，调节组件包括设于弹簧40下端的调节座51，调节座51的底端设置调节杆52和与调节杆52螺纹配合的调节杆座53 ;转动调节杆52，可使调节杆52相对调节杆座53轴向移动，从而推动调节座51轴向移动，以调节弹簧40的弹力，进而调节热力膨胀阀的过热度。
[0085]上述实施例中，连通第一接口腔12和平衡腔14的通道为设于阀芯座34的竖向通孔34c，这里，竖向通孔34c指该通孔的轴线平行于阀芯座34的轴线。
[0086]应当理解，实际设置时，所述通孔并非一定要为竖向通孔，也可以倾斜一定的角度，只要能够将第一接口腔12和平衡腔14连通即可。
[0087]所述通道除了上述竖向通孔34c的结构外，还可以为其他形式。
[0088]如，图5和图6中示出的开设于阀芯座34周壁的竖向通槽34(^，这里竖向通槽34c'也指该通槽的轴线平行于阀芯座34的轴线。
[0089]当然，实际设置时，所述通槽也可以倾斜一定的角度，只要能够将第一接口腔12和平衡腔14连通即可。
[0090]此外，上述各实施例中，阀座10、阀芯座34和导向套35均可采用不锈钢材质制成，成本较低，且可提高彼此之间的焊接性能。
[0091]除了上述热力膨胀阀外，本实用新型还提供一种制冷系统，包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器；所述热力膨胀阀为上述任一实施例中的热力膨胀阀。
[0092]其中，热力膨胀阀的气箱的上腔24通过感温部件16与所述蒸发器的出口端连接，气箱的下腔25通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通；该制冷系统具体可以为热泵或空调，所述制冷系统的其他部分可参照现有技术，本文不再展开。
[0093]由于上述热力膨胀阀具有上述技术效果，所以包括该热力膨胀阀的制冷系统也具有相应的技术效果，这里不再重复论述。
[0094]以上对本实用新型所提供的制冷系统及其热力膨胀阀均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.热力膨胀阀，包括阀体(10)，其特征在于，所述阀体(10)内设置有带阀芯座(34)的阀芯座部件，所述阀芯座部件上开设有阀口(34a)，所述阀口(34a)和与其配合的阀芯部件闭合时，所述阀芯座部件分隔所述阀体(10)的内腔为设于上部的第一接口腔(12)、设于中部的第二接口腔(13)以及设于下部的平衡腔(14); 所述阀芯座(34)的侧壁开设有与所述第二接口腔(13)连通的通孔，以及连通所述第一接口腔(12)和所述平衡腔(14)的通道； 在所述第一接口腔(12)内所述阀芯部件开设有承受轴向力的第一承压面(A)，在所述平衡腔(14)内所述阀芯部件还开设有与所述第一承压面(A)受力方向相反的第二承压面2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第二承压面(B)和所述第一承压面(A)在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。3.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一承压面(A)开设于所述阀芯部件的侧壁，所述第二承压面(B)开设于所述阀芯部件的下端面。4.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，在所述第二接口腔(13)内所述阀芯部件开设有承受轴向力且受力方向相反的第三承压面(C)和第四承压面(D)。5.根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第三承压面(C)和所述第四承压面(D)在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。6.根据权利要求1至5任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯座(34)的下端配合有导向套(35)。7.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向套(35)与所述阀芯座(34)通过焊接固定。8.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯座(34)为不锈钢阀芯座，所述导向套(35)为不锈钢导向套。9.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向套(35)和所述阀芯部件之间设置有密封件(36)，所述密封件(36)将所述第二接口腔(13)与所述平衡腔(14)隔离密封。10.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述通道为竖向通孔(34c)或竖向通槽(34c')。11.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(10)与所述阀芯座(34)过盈配合。12.制冷系统，包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器；其特征在于，所述热力膨胀阀为权利要求1至11任一项所述的热力膨胀阀，所述热力膨胀阀的气箱的上腔(24)通过感温部件(16)与所述蒸发器的出口端连接，所述气箱的下腔(25)通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通。
【文档编号】F25B41-06GK204285907SQ201420772985
【发明者】不公告发明人 [申请人]浙江三花股份有限公司