CN101074736A - 热力膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

一种热力膨胀阀，它包括：阀体，在阀体上形成的高压通路、低压通路和设在所述高压通路上的阀口；阀芯，它位于所述阀口的附近，并由弹簧向该阀口方向弹压；感温包，它有一个气密室，且构成该气密室的包括膜片；阀杆，其一端将所述阀芯向远离阀口的方向支撑，其另一端由膜片驱动；其特征是：所述的感温包位于所述的低压通路上。由于感温包设在阀体上形成的低压通路内，与现有技术相比，可以实现热力膨胀阀的小型化，在冷冻循环中可以获取确保空间的自由度。

Description

热力膨胀阀
                        技术领域
本发明是关于空调、冷冻装置等冷冻循环中用于控制送入蒸发器的冷媒流量的膨胀阀。
                        背景技术
现有的膨胀阀一般在阀体上形成有向蒸发器通高压冷媒的高压通路及将来自蒸发器的低压冷媒送出的低压通路，在高压通路上的阀口，同时，在位于阀口的附近设置有由弹簧向阀口方向弹压的阀芯，另在阀体上固定有感知低压冷媒的温度、压力变化的感温包，在在膜片与阀芯之间支撑有阀杆，当低压冷媒的温度、压力变化时，感温包的膜片动作驱使阀杆改变阀芯相对阀口的位置而实现对高压冷媒流量的控制。
专利文献1(特开平9-273835)即公开了一种膨胀阀，其感温包固定在阀体上端，其阀体的上端形成有从其低压通路朝外边的开口部，其感温包通过与该开口部螺合固定而位于阀体外侧。
专利文献2(实公平3-38600)的感温包在两膜片之间形成气密室，且感温包设在阀体上部形成的凹处。
专利文献1所涉的膨胀阀，由于感温包设在阀体外侧，因此会出现妨碍膨胀阀小型化的问题。
专利文献2所涉的膨胀阀，即使是接合两膜片形成气密室，由于上述气密室设在阀体上部的凹处内，此凹处由盖体来封闭，所以会出现妨碍膨胀阀小型化的问题。
进一步的，由于感温包设在阀体外侧，低压通路中流动的低压冷媒须穿越过阀体上的缝隙到达感温包的位置才能够被感知，由此感温包所感知的低压冷媒温度及压力不是直接的，故在控制高压冷媒的流量上会因此产生偏差。
作为一个特殊情况，针对专利文献2，由于凹处内付着有未蒸发的低压通路冷媒流向感温包的液体冷媒，感温包即感知该液体冷媒而使其膜片产生变位，导致不能正确地控制阀芯。
                        发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术难以实现产品小型化以及感温包不能正确地控制阀芯的缺陷，提供一种改变感温包位置的热力膨胀阀。为此，本发明采用以下技术方案：
一种热力膨胀阀，它包括：
阀体，在阀体上形成的高压通路、低压通路和设在所述高压通路上的阀口；
阀芯，它位于所述阀口的附近，并由弹簧向该阀口方向弹压；
感温包，它有一个气密室，且构成该气密室的包括膜片；
阀杆，其一端将所述阀芯向远离阀口的方向支撑，其另一端由膜片驱动；
其特征是：所述的感温包位于所述的低压通路内。
所述的热力膨胀阀，其特征是所述的阀体上与所述的低压通路相交的方向上开设有大于所述感温包的置入孔，且该置入孔的端部密封连接有闭塞部件。
所述的热力膨胀阀，其特征是所述的闭塞部件与置入孔通过螺纹连接，且该闭塞部件与所述置入孔的孔壁之间置有密封圈。
所述的热力膨胀阀，其特征是所述的感温包具有两外壳和设在两外壳间的支撑体，在所述支撑体与两外壳之间各连有膜片，所述的气密室由所述膜片与支撑体围成；所述的闭塞部件上设置有指向所述感温包的传动棒，所述两外壳的中心部位各设置有一个圆筒部，所述传动棒和阀杆分别伸至对应的圆筒部内并抵触在对应的膜片上。
所述的热力膨胀阀，其特征是所述感温包的支撑体上设置有冷媒充注管。
本发明的技术效果是：
由于感温包设在阀体上形成的低压通路内，与现有技术相比，可以实现热力膨胀阀的小型化，在冷冻循环中可以获取确保空间的自由度。
且，由于感温包设在低压冷媒通路内，感温包可以直接感知通路内的冷媒温度和压力，从而可以正确地控制阀芯。
由于阀体上与所述的低压通路相交的方向上开设有大于所述感温包的置入孔，可以方便的将感温包置入低压通路，而置入孔的端部密封连接有闭塞部件，可以方式冷媒泄漏。
作为置入孔的端部密封连接闭塞部件的简易结构，闭塞部件与置入孔通过螺纹连接，且该闭塞部件与所述置入孔的孔壁之间置有密封圈。
由于感温包具有外壳及设在外壳之间的支撑体，通过外壳和支撑体过对向设置的膜片全周外缘与膜片固连，从而可靠地充注与其对向的膜片间的一定的冷媒。
且，通过两膜片的变位，可以控制阀芯位置，可以实现与一个膜片相同的阀芯控制，膜片大小可以比以前的更小，设在上述低压通路内的感温包的大小可以紧凑，可以对应冷冻循环中的接管设定膨胀阀通路间的距离，从而可以增加热力膨胀阀在冷冻循环中装配时的自由度。
由于使用充注管来密封一定的冷媒，所以密封比较简单且可靠。并且，充注管可以设在上述支撑体上，没有在膜片本身插通充注管的开口，所以密封作业比较简单。另外，由于充注管设在低压侧通通路内，其装配如即使感温包出现不良，只要更换感温包即可，不必要更换阀体。
感温包的上方侧外壳滑动传动棒，下侧外壳滑动变位传递部件，感温包可以稳定地装配在低压通路。
由于上方侧外壳及下方侧外壳分别形成圆筒部，沿着各圆筒部，滑动传动棒及上述变位传递部件，从而可以使各传递更顺畅。
随着蒸发器送出的低压冷媒温度及压力的变化，使通过弹簧被弹压到阀口方向的阀芯发生变位，控制调节从高压通路向蒸发器送入的高压冷媒流量。
另外，可以形成根据冷冻循环接管的装配的热力膨胀阀的冷媒通路，使得热力膨胀阀在冷冻循环中的装配作业更容易。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明对更详尽的描述。
                        附图说明
图1A：本发明实施方式的热力膨胀阀纵截面图；
图1B：图1A膨胀阀的密封部件装配结构图；
图2：图1A膨胀阀的闭塞部件、感温包、阀杆、阀芯以及弹簧之间的装配关系的斜视图，其中：
(A)为闭塞部件的外观斜视图，
(B)为感温包的外观斜视图；
(C)为阀杆、阀芯结构的外观斜视图。
图中：1.阀体，2.蒸发器，3.感温包，4.阀杆，5.贯通孔，6.传动棒，7.阀芯，7a.阀芯支撑部，7b.圆盘部，8.通路部，8a.阀座，11.高压通路，12.低压通路，13.插入部，14.闭塞部件，15.插孔，15a.传动棒部件，31a.上方外壳，31b.下方外壳，31d/31e.锷部，31c.支撑部件，31f/31g.锷部，31h.上壁部件，31i.下壁部件，32a/32b.膜片，33.毛细管。
                    具体实施方式
图1A为本发明一种实施方式的热力膨胀阀10的纵截面图，此热力膨胀阀跟以前的膨胀阀同样用于汽车空调装置等的冷冻循环中。
图中，在由金属如铝制成的棱柱状阀体1上形成有，压缩机(图中未示)排出的高压冷媒流入蒸发器2的高压通路11和蒸发器2出口排出的低压冷媒流入压缩机的低压通路12，高压通路11和低压通路12互相平行。从蒸发器2出口流入压缩机的低压通路12的途中设置有用于装入感温包3的插入部13，阀体上与低压通路相交的方向上开设有大于感温包的置入孔15，以便经该置入孔将感温包置入插入部，且该置入孔的端部通过螺纹连接闭塞部件，该闭塞部件与置入孔的孔壁之间置有密封圈，由此插入部13由金属如铝等闭塞部件14密封；其中141为螺纹连接部分。
142为设在闭塞部件14槽143内的O形圈。感温包3由金属如不锈钢构成的上方侧外壳31a和下方侧外壳31b及设在这些外壳31a和31b之间的具有金属如不锈钢构成的锷部的支撑体31c构成的。
上述外壳31a及31b分别具有锷部31d及31e，呈近似碟状，由如厚1.5mm的不锈钢制成。上述支撑体31c上下具有锷部31f和31g，呈近似圆筒状，由如厚1.5mm的不锈钢制成。锷部31d和锷部31f之间焊接有膜片32a，31e和锷部31g之间焊接有膜片32b，构成一体。膜片32a及32b通过由可挠性薄板制成的金属薄板如厚0.1mm的不锈钢板构成，其外周缘部与上述各锷部焊接，感温包将膜片32a和32b密封包围。
然后，感温包3内的膜片32a和32b之间形成气密室，并向气密室内充注与通路11及12内相同的冷媒，此充注是通过支撑体上形成的毛细管33进行的。该充注方式与以前膨胀阀的感温包充注一样需要采用毛细管。上述外壳31a及31b分别形成有图示上方的上壁部件31h及下方的下壁部件31i，并设有圆筒部，与闭塞部件14的中央部一体化设置的棒状部件15a插入此上壁部件31h的圆筒内并可以滑动，传动部件15a下端与膜片32a的中央部相接，也可以根据必要在外壳31a及31b上形成小孔，使冷媒从上述流路12流过。当然传动部件15a也可以与闭塞部件14分体构成。
另外，在膜片32b上，上端与膜片32b中央部相连的阀杆4插入下壁部件31i的圆筒内，并可滑动，阀杆4从膜片32b的下面中央直伸至下方，横切插入部13，设在与阀体1内形成的插入部13和低压通路12垂直的贯通孔5内，并可以滑动。上述阀杆4由金属如铝制成，其下端设有与阀杆4下端相接由细径金属如不锈钢制成的棒状传动棒6。传动棒6的下端一体化设置球状阀芯7，因此，阀杆4和将膜片32a和32b的变位传递给阀芯7的变位传递部件的阀芯7和传动棒6通过焊接或者成型一体化。
高压通路11上设置有途中部分截面积缩小形成节流的阀口8，上述阀口8与贯通孔在同轴线上形成。阀口8的上流侧开口部为阀座8a，上述传动棒6贯通阀口8，阀座8a上设置有从下流侧相对的上述阀芯7。阀芯7位于阀座8a的上流侧，与阀座8a相接或离开，用于开闭经过高压通路11和阀口8至蒸发器的通路。
阀芯7呈球状，与阀芯支撑部7a相接或固定。阀芯支撑部7a设有与其一体的圆盘部7b。阀芯7通过阀芯支撑部7a押向闭阀方向(图中1的上方向)，产生弹押的弹簧9和用于调节弹簧9的弹压力的调节螺母16设置在阀体1上。
如图1B所示，棱柱状的阀体1上设置有用于防止高压通路11和低压通路11之间产生连通的密封部件17。密封部件17作为O形圈配置在阀体1的大径孔18内，设在上述通路11和12之间的同时，设置有用于防止O形圈移动的推进螺母19。图1B为安装密封部件17的阀杆及阀体的周边。
16为用于调节螺合并装配在阀体的弹簧9的弹压力的调节螺母，18为高压通路11与外部之间密封用O形圈。7b为阀芯支撑部7a的弹簧9的保持部。
另外，阀杆4设在贯通孔内可在轴线方向自由进退，下端(图1下方端面)与传动棒6的上端相接，传动棒6小于阀口8内壁面之间通过冷媒的阀口8的内径，与阀口8同轴而设。
图2为图1中的实施方式的膨胀阀10的零件分解斜视图，与图1相同部分用相同符号表示。图中，图2(A)为闭塞部件14的外观斜视图，14a为螺纹部，14b为通过螺纹14a螺合将闭塞部件14固定在阀体1上端的押入孔15的六角孔，143为装有与外部密封用O形圈的槽，槽143位于闭塞部件14的外周。
图2(B)为感温包3的外观斜视图，31J为通过焊接而成的焊接接合部，外壳31a的锷部31d和支撑体31c的锷部31f之间焊接有膜片32a的外周，锷部31d、31f及膜片32a一起通过焊接固连。31k为通过焊接而成的焊接接合部，外壳31b的锷部31e和支撑体31c的锷部31g及膜片32b一起通过焊接固连。图2A中，31h为上壁部件，31i为下壁部件。33为支撑体31c的锷部31f及31g之间形成的毛细管，毛细管33沿着支撑体31c设在膜片32a及32b的直径范围内。
图2(C)为阀杆4，传动棒6及阀芯7的外观斜视图，阀杆4和传动棒6相接，传动棒6与阀芯7通过焊接而成。另，阀杆4与传动棒6也可以通过成型形成一体，且，阀杆4、传动棒6及阀芯7可以一体成型。据此，可以达到阀杆4、传动棒6及阀芯7三位一体。
图2(C)中，9为弹簧，设在阀芯7为阀芯支撑部7a与调节螺母之间，通过圆盘部7b保持。
该热力膨胀阀10根据低压通路12内的低压冷媒温度，感温包3内的膜片32a及32b之间内部的压力发生变化，通过膜片32a及32b两边施加的压力即膜片32a及32b押向阀芯7侧的力和弹簧9的弹压力之间的差，形成阀杆4和传动棒6将膜片32a及32b的变位传递给阀芯7的变位传递部件。结果，随着低压通路12内的低压冷媒温度的下降，通过与感温包3内的压力之差发生变位的膜片32a及32b随着感温包3内的压力，变位到感温包3的内侧，因此感温包3可动的同时，阀杆4及传动棒6移动到传动棒6的轴线方向图1的上方向，所以传动棒6通过弹簧9的弹压，阀芯7移到与阀座8a相接的闭阀方向上，阀口8的流路面积变窄，送入蒸发器的高压冷媒的流量减小，另，若低压通路12内的低压冷媒的温度上升，膜片32a及32b变位到外侧，与上述动作相反，阀芯7通过阀杆4和传动棒6插入，移动到离开阀座8a的方向，阀口8的流路面积扩大，送入蒸发器的高压冷媒流量增加。
根据蒸发器2送出的低压冷媒的温度，根据因此而变化的感温部3的压力而变位的膜片32a及32b和阀杆4及传动棒6的移动动作，阀芯7接触或离开阀座8a，所以送入蒸发器2的高压冷媒量得到了控制，通过上述阀口8的节流孔，高压冷媒受热膨胀时，由于感温包3内存在2个膜片，通过膜片32a及32b的变位，与以前的热力膨胀阀一个膜片的变位相比，阀芯7可以得到两倍的位移。另，由于感温包3是设在阀体1内的，所以阀体1内部存在感温包，与感温包设在阀体外侧的以前的热力膨胀阀相比，可以实现小型化。
上述感温包由于设在低压通路内，低压通路和高压通路之间的距离可以对应构成冷冻循环的蒸发器等接管的配置位置而设定，增加了设定的自由度，与以前的热力膨胀阀的外体外部设置感温包相比，通过此设置的制约不会限制上述距离的设定自由度。
另外，为将冷媒注入膜片32a及32b之间，设置了用作充注管的毛细管，感温包可以设在支撑体31的锷部31f及31g之间，沿着支撑体而设，毛细管33可以设在膜片32a及32b的直径大小范围内，可以回避毛细管33从低压通路12内突出。且，即使装有毛细管33，不会妨碍在感温包3的低压通路12内的可动动作。
另外，由于不需要在膜片本身上设置充注管，充注管的装配更加容易的同时，即使感温包出现不良，只要更换感温包，膨胀阀的装配也很容易。
需要说明的是：根据现有技术和本发明以上技术内容的启示，用于驱动阀芯动作的感温包，其工作的关键是感知低压冷媒温度及压力而改变其气密室的内部压力迫使膜片变位，与其在低压通路上的活动状态无必然联系，因此，本发明在上文中公开了一种在轴向可以活动的状态，在此启示下，同样的可以将其设置成固定的状态，如将其固定在闭塞部件的内侧，随闭塞部件与置入孔的连接而被置于低压通路上，阀杆与其配合可以同上文所述，在此不再赘述。

Claims (5)

1、一种热力膨胀阀，它包括：
阀体(1)，在阀体(1)上形成的高压通路(11)、低压通路(12)和设在所述高压通路(11)上的阀口(8)；
阀芯(7)，它位于所述阀口(8)的附近，并由弹簧(9)向该阀口(8)方向弹压；
感温包(3)，它有一个气密室，且构成该气密室的包括膜片(32a、32b)；
阀杆(4)，其一端将所述阀芯(7)向远离阀口(8)的方向支撑，其另一端由膜片(32b)驱动；
其特征是：所述的感温包(3)位于所述的低压通路(12)内。
2、根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征是所述的阀体(1)上与所述的低压通路(12)相交的方向上开设有大于所述感温包的置入孔(15)，且该置入孔(155)的端部密封连接有闭塞部件(14)。
3、根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征是所述的闭塞部件(14)与置入孔(15)通过螺纹连接，且该闭塞部件(14)与所述置入孔(15)的孔壁之间置有密封圈(142)。
4、根据权利要求2或3所述的热力膨胀阀，其特征是所述的感温包(3)具有两外壳(31a、31b)和设在两外壳间的支撑体(31c)，在所述支撑体(31c)与两外壳(31a、31b)之间各连有膜片(32a、32b)，所述的气密室由所述膜片(32a、32b)与支撑体(31c)围成；所述的闭塞部件(14)上设置有指向所述感温包(3)的传动棒(15a)，所述两外壳(31a、31b)的中心部位各设置有一个圆筒部，所述传动棒(15a)和阀杆(4)分别伸至对应的圆筒部内并抵触在对应的膜片上。
5、根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征是所述感温包(3)的支撑体(31c)上设置有冷媒充注管(33)。
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