CN101520100B - 单向控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单向控制阀，包括具有内腔的阀体、固定在所述阀体内腔中且具有轴向通孔的阀座以及与所述阀座的轴向通孔配合的阀芯；所述阀座分为前段和后段，所述阀座的前段具有阀口，所述阀座的后段设置有阻挡所述阀芯运动的阻挡件，所述阀芯可在所述阀座的轴向通孔内轴向滑动，所述阀芯的外圆面具有环形凹陷部；该单向控制阀工作过程中，所述阀芯上的环形凹陷部内可滞留一定量的制冷剂，当阀芯沿阀座的通孔做轴向运动时，滞留在环形凹陷部内的制冷剂可将阀芯的外圆面与阀座的内圆面隔开，进而可以减少阀芯在运动过程中与阀座内圆面的摩擦力，从而减小阀芯与阀座摩擦产生的噪音。此外该单向控制阀还具有密封性好和使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种单向控制阀，尤其涉及一种用于制冷系统中的单向控制阀。
背景技术
通常，在制冷系统中，特别是热泵式空调或冰箱的制冷循环流路中安装有单向控制阀，该单向控制阀与毛细管并联，控制制冷剂的正反向流量，可防止制冷系统中压缩机停止时，形成高压逆流，并且在制热时增大冷媒流量，提高制热的效果。
参考图1，图1为现有技术单向控制阀的结构的局部示意图。
如图1所示，现有的单向控制阀包括中空圆柱形的阀体4a、安装在阀体4a中空内腔41a的具有轴向通孔13a的阀座1a、可在阀座1a的通孔内轴向滑动的阀芯2a以及安装在靠近阀座1a后端面位置的挡销3a。
阀座1a分为前段16a和后段17a，其前段16a外圆面上具有凹槽15a，前段16a的内圆面上具有阀口11a，阀座1a通过该凹槽15a与阀体4a的缩颈固定连接，阀座1a的轴向通孔13a内安装有不锈钢材料的阀芯2a，阀芯2a的前端部为圆锥状结构，阀座1a的后端17a靠近端面的位置具有一个固定在阀座1a的轴向通孔13a中的挡销3a，该挡销3a用于阻挡阀芯2a的轴向运动，因而，阀芯2a可在阀座1a的阀口11a和挡销3a之间轴向运动。
当制冷系统流路为正向时，由于压力的作用，制冷剂将阀芯2a向阀座1的后段17a移动，阀芯2a与阀座1a的阀口11a分开，从而打开阀座1a的阀口11a，制冷剂进入阀座1a轴向通孔13a后，再通过阀座1a外圆上的四个流通孔12a流出完成循环；当系统流路为反向时，同样由于压力作用，制冷剂将阀芯2a向阀座1a的阀口11a方向移动，阀芯2a的前端部与阀座1a的阀口11a接触，进而将系统制冷剂流路切断。
由于阀芯2a在阀座1a的轴向通孔13a内轴向移动，因而阀芯2a的外圆面与阀座1的内圆面会产生摩擦噪音。
此外，阀芯2a闭合时，阀芯2a与阀座1a接触碰撞产生噪音，且阀芯2a与阀座1a的阀口11a采用金属材料的刚性接触，密封性能差；同时，当制冷系统中制冷剂液流压力不稳定时，会导致阀芯2a在阀座1a的轴向通孔13a内轴向运动过程中对阀座1a的冲击力大，降低该单向控制阀的使用寿命。
发明内容
针对上述问题，本发明解决的技术问题在于，提供一种单向控制阀，该单向控制阀在使用过程中噪音小，且密封性好、使用寿命长。
本发明提供的单向控制阀，包括具有内腔的阀体、固定在所述阀体内腔中且具有轴向通孔的阀座以及与所述阀座的轴向通孔配合的阀芯；所述阀座分为前段和后段，所述阀座的前段具有阀口，所述阀座的后段具有阻挡所述阀芯运动的阻挡件，所述阀芯可在所述阀座的轴向通孔内轴向滑动，所述阀芯的外圆面具有环形凹陷部；当所述阀芯的前端部与所述阀座的阀口接触时，该单向控制阀闭合；当所述阀芯的前端部与所述阀座的阀口分开时，该单向控制阀开启；所述阀芯与所述阻挡件之间具有与所述阀座的轴向通孔配合的缓冲件，该缓冲件具有至少一个轴向的溢流孔。
优选地，所述阀芯具有朝向所述缓冲件的第一开口腔。
优选地，所述缓冲件具有朝向所述阀芯的第二开口腔。
优选地，所述阀芯具有朝向所述缓冲件的第一开口腔，所述缓冲件具有朝向所述阀芯的第二开口腔。
优选地，所述阀座的阀口为喇叭口状锥面结构。
优选地，所述阀芯与所述阀座的阀口的接触端具有密封垫。
优选地，所述密封垫外侧还设置有垫圈，该垫圈与所述密封垫紧密接触。
优选地，所述密封垫的材料为聚四氟乙烯或尼龙。
优选地，所述阻挡件具体为挡环或挡销。
与现有技术的单向控制阀相比，本发明提供的单向控制阀中，由于阀芯的外圆面具有环形凹陷部，因而单向控制阀工作过程中，阀芯上的环形凹陷部内可滞留一定量的制冷剂，当阀芯沿阀座的通孔做轴向运动时，滞留在环形凹陷部内的制冷剂可将阀芯的外圆面与阀座的内圆面隔开，进而可以减少阀芯在运动过程中与阀座内圆面的摩擦力，从而减小阀芯与阀座摩擦产生的噪音。
在本发明的优选实施例中，阀芯的主体采用金属材料，具有良好的刚性，所述阀芯的前端部安装了非金属材料的密封垫，因而阀芯与阀座阀口之间具有良好的密封性能，而且，在阀芯开启和关闭的过程中，密封垫也可减小阀芯与阀座碰撞产生的噪音。
在本发明的另一优选实施例中，所述阀芯的第一开口腔与所述缓冲件的第二开口腔共同形成一个相对封闭的缓冲腔，该缓冲腔对阀芯的运动起缓冲作用，减小阀芯在运动过程中对阀座的冲击，从而延长该单向控制阀的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术单向控制阀的结构的局部示意图；
图2为本发明所述单向控制阀第一具体实施例在阀芯开启状态的结构示意图；
图3为图2所述单向控制阀在阀芯关闭状态结构示意图；
图4为图2中所示I处的局部放大示意图；
图5为图2所述单向控制阀的阀座具体实施方式的结构示意图
图6为图2所述单向控制阀的阀芯具体实施方式的结构示意图；
图7为图2所述单向控制阀的缓冲件具体实施方式的剖视图；
图8为本发明所述缓冲件第二种具体实施方式的主视图；
图9为图8所述缓冲件的剖视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参考图2和图3，图2为本发明所述单向控制阀第一具体实施例在阀芯开启状态的结构示意图；图3为图2所述单向控制阀在阀芯关闭状态结构示意图；
如图2和图3所示，本实施例提供的单向控制阀具体包括具有圆柱形内腔41的阀体4、固定在阀体4的圆柱形内腔41中且具有轴向通孔13的阀座1、可在阀座1的轴向通孔13内做轴向运动的阀芯2。
阀座1分为前段16和后段17，所述前段16具有阀口11，所述后段17具有阻挡所述阀芯2运动的阻挡件3，在本实施例中，该阻挡件具体为挡环，(也可为挡销或其他结构的部件)。
当阀芯2的前端部与阀座1的阀口11接触时，该单向控制阀闭合(图3所示)，制冷剂不能通过该单向控制阀；当阀芯2的前端部与阀座1的阀口11分开时，该单向控制阀开启(图2所示)，制冷剂进入阀座1的轴向通孔13内，再通过阀座1侧壁上的流通孔12流过该单向控制阀。
参考图4，图4为图2中所示I处的局部放大示意图。
如图4所示，阀芯2与阀座1配合面上具有环形凹陷部22，该环形凹陷部22开设在阀芯2的外圆面上，该环形凹陷部22沿阀芯2轴向的截面为矩形，所述环形凹陷部22的深度H为0.05-0.25mm。
通过对比试验，在正常情况下，当所述阀芯的环形凹陷部的深度H小于0.05mm时，存留的制冷剂较少，改进效果不明显；而当所述阀芯的环形凹陷部的深度H大于0.25mm时，制冷剂与阀芯和阀座的附着力下降，在稳定状态下制冷剂滞留也较少，所以最佳的范围在0.05-0.25mm之间选择。
此外，环形凹陷部22的沿阀芯2轴向的截面也可为凹弧形或其他形状。
单向控制阀工作过程中，阀芯2上具有合适深度H的环形凹陷部22内可滞留一定量的制冷剂，在阀芯2沿阀座1的轴向通孔13内做轴向运动时，滞留在环形凹陷部22内的制冷剂可将阀芯2的外圆面与阀座1的内圆面隔开，进而可以避免阀芯2在运动过程中外圆面与阀座1内圆面的接触摩擦，从而减小阀芯2与阀座1摩擦产生的噪音。
参考图5，图5为图2所述单向控制阀的阀座具体实施方式的结构示意图。
如图5所示，阀座1为具有轴向通孔13圆柱形结构，具体分为前段16和后段17，所述前段16外径与阀体4的内腔41直径相匹配，后段17的外径小于前段16的外径，轴向通孔13为阶梯孔，包括前段17的内孔18和后段17的内孔19，其中前段16的内孔18的孔径小于后段17的内孔19的孔径，前段16的内孔18与后段17的内孔19的过渡部分形成具有喇叭口状锥面的阀口11。
阀座1的后段17靠近后端面的位置的内圆面上具有用于安装阻挡件3(本实施例中具体为挡环)的第一环形凹槽14，阀座1的后段17靠近阀口11的侧壁上均匀分布四个流通孔12，阀座1的前段16靠近中间的位置的外圆面具有第二环形凹槽15。
在装配时，首先将所述阀座1放置到所述阀体4的内腔41中的预定位置，再在阀体4的外圆面上对应于与阀座1的第二环形凹槽15的位置使用专用工具滚压/刻槽，将阀座1与阀体4固定在一起。
参考图6，图6为图2所述单向控制阀的阀芯具体实施方式的结构示意图。
如图6所示，阀芯2的主体为圆柱体结构，采用不锈钢金属材料制成，阀芯2的前端部具有开口的环状凸起23，在该环状凸起23上套接有圆形的非金属材料的密封垫6，该密封垫6采用聚四氟乙烯材料，当然，也可采用尼龙等其他非金属材料。
密封垫6的外径与阀座1的阀口11的孔径相匹配，保证阀芯2闭合时，密封圈6可将阀座1的阀口11密闭。
在环状凸起23上还套接一个圆形的垫圈7，垫圈7位于密封垫6的相对于阀芯2的另外一侧，通过专用工具将环状凸起23的边缘扩口外翻，压在垫圈7上，便可将垫圈7和密封垫6固定。
为保证密封垫6与阀口11接触，垫圈7的外径应小于密封垫6的外径。
阀芯2主体部分为金属材料，具有良好的刚性，由于阀芯2的前端部安装了非金属材料的密封垫6，因而阀芯2与阀座1阀口之间具有良好的密封性能，而且，在阀芯2开启和关闭的过程中，密封垫6也可减小阀芯2与阀座1碰撞产生的噪音。
参考图7，图7为图2所述单向控制阀的缓冲件具体实施方式的剖视图。
如图7所示，缓冲件5大致为圆柱状结构，缓冲件5具有圆柱形的第二开口腔51(也可为其他形状)，该第二开口腔51的开口方向朝向阀芯2(图2所示)，缓冲件5的封闭端具有一个溢流孔52。
如图2所示，缓冲件5可与阀座1的轴向通孔13配合，安装在阀芯2与挡环3之间，可在阀座1的轴向通孔13内轴向滑动。
如图2或图6所示，阀芯2具有圆柱形的第一开口腔21，该第一开口腔21的开口方向朝向缓冲件5，当阀芯2和缓冲件5抵接在一起，第一开口腔21与第二开口腔51开口端接触形成共同的缓冲腔26。
如图2和图3所示，由于缓冲件5和阀芯2受流路系统的压力作用，无论在阀芯2开启或闭合的稳定状态下，阀芯2和缓冲件5均抵接在一起，阀芯2的第一开口腔21和缓冲件5的第二开口腔51共同形成一个相对封闭的缓冲腔26。
当系统的压力方向改变，阀芯2在通过轴向运动来切换开启或闭合位置的过程中，由所述第一开口腔21和第二开口腔51共同形成的缓冲腔26容积会改变。
当单向控制阀由开启向闭合状态转换时，阀芯2向阀口11方向运动，缓冲腔26容积增大，制冷剂由缓冲件5的溢流孔52进入缓冲腔26内，随后，缓冲件5向阀芯2方向运动，缓冲腔26容积减小，缓冲腔26内的制冷剂由溢流孔52流出，最终达到平衡。
当单向控制阀由闭合向开启状态转换时，阀芯2向挡环3方向运动，制冷剂由缓冲件5的溢流孔52进入缓冲腔26，使得该缓冲腔的容积增大，当缓冲件5与挡环3接触时，缓冲件5停止运动，阀芯2继续向缓冲件5的方向运动，进而使得缓冲腔26容积变小，缓冲腔26中的制冷剂通过溢流孔52流出，最终达到平衡。
上述过程减缓了阀芯2在运动过程中对阀座1的冲击，减小了阀芯2与阀座1碰撞产生噪音，而且可提高单向控制阀的使用寿命。
参考图8和图9，图8为本发明所述缓冲件第二种具体实施方式的主视图；图9为图8所述缓冲件的剖视图。
如图8和图9所示，缓冲件5具有四个溢流孔52，同样，也可根据不同制冷系统的压力情况，通过系统运行试验确定溢流孔52的最佳的数量和孔径尺寸。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于制冷系统中的单向控制阀，包括具有内腔的阀体、固定在所述阀体内腔中且具有轴向通孔的阀座以及与所述阀座的轴向通孔配合的阀芯；所述阀座分为前段和后段，所述阀座的前段具有阀口，所述阀座的后段设置有阻挡所述阀芯运动的阻挡件，所述阀芯可在所述阀座的轴向通孔内轴向滑动，所述阀芯的外圆面具有环形凹陷部；当所述阀芯的前端部与所述阀座的阀口接触时，该单向控制阀闭合；当所述阀芯的前端部与所述阀座的阀口分开时，该单向控制阀开启；其特征在于，所述阀芯与所述阻挡件之间具有与所述阀座的轴向通孔配合的缓冲件，该缓冲件具有至少一个轴向的溢流孔。
2.根据权利要求1所述的单向控制阀，其特征在于，所述阀芯具有朝向所述缓冲件的第一开口腔。
3.根据权利要求1所述的单向控制阀，其特征在于，所述缓冲件具有朝向所述阀芯的第二开口腔。
4.根据权利要求1所述的单向控制阀结构，其特征在于，所述阀芯具有朝向所述缓冲件的第一开口腔，所述缓冲件具有朝向所述阀芯的第二开口腔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的单向控制阀，其特征在于，所述阀座的阀口为喇叭口状锥面结构。
6.根据权利要求1-4任一项所述的单向控制阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀座的阀口的接触端设置有密封垫。
7.根据权利要求6所述的单向控制阀，其特征在于，所述密封垫外侧还设置有垫圈，该垫圈与所述密封垫紧密接触。
8.根据权利要求7所述的单向控制阀，其特征在于，所述密封垫的材料为聚四氟乙烯或尼龙。
9.根据权利要求1-4任一项所述的单向控制阀，其特征在于，所述阻挡件具体为挡环或挡销。
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