CN101551038A - 压力控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种紧凑型的压力控制阀，包括：阀本体(10)，其设有含有与棒状阀芯(17)接触分离的阀座部(14)的阀室(15)、制冷剂流入口(11)和流出口(12)；压力应动元件(30)，其具有区划出所述阀室的上表面并对所述阀芯向开闭方向进行驱动的隔膜(20)以及与该隔膜一起区划出密封压力室(25)的具有凹部(36)的截面为倒凹形状的盖状构件(35)，在所述密封压力室(25)内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，该密封压力室的内容积设定成：当所述阀室(15)的压力从所述阀芯(7)开始打开的压力升高规定压力以上时，所述阀芯(7)成为全开状态。采用本发明，可实现结构简单化、零件个数减少和加工装配成本降低等，还可提高控制精度和扩大控制范围等。

Description

压力控制阀
技术领域
本发明涉及一种压力控制阀，例如涉及用于车辆空调等、具有由隔膜等构成的压力应动元件(压力応動ェレメント)的压力控制阀。
背景技术
这种压力控制阀，以往已知有例如下述专利文献1所示的结构。该压力控制阀设有：根据某特定部位的温度变化使内部压力变化的一个压力室(封入有热膨胀系数较大的气体)；根据制冷剂的温度变化使内部压力变化的另一个压力室；划分一个压力室和另一个压力室的隔膜；与该隔膜的位移联动并使阀开度变化的阀芯；以及对该阀芯施力的螺旋弹簧等。阀芯位移至使在增大阀开度的方向上起作用的一个压力室的内部压力与在减小阀开度的方向上起作用的另一个压力室的内部压力和螺旋弹簧的施力相平衡的位置。
专利文献11：日本特开平7-332807号公报
如上述的现有技术的压力控制阀，除了隔膜外，还需要螺旋弹簧等，结构变得复杂，这会导致成本上升，因此强烈希望结构进一步简单化、减少零件个数和降低加工装配成本等。另外，还要求提高控制精度和扩大控制范围，即要求阀开度与制冷剂保持线性的线形关系(控制特性线成为具有较缓慢倾斜的直线)等。
发明内容
鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种紧凑的压力控制阀，可实现结构简单化、零件个数减少和加工装配成本降低等，并可谋求提高控制精度和扩大控制范围。
为实现上述目的，本发明的压力控制阀基本包括：阀本体，其设有含有与棒状阀芯接触分离的阀座部的阀室、流入口和流出口；压力应动元件，其具有区划出所述阀室的上表面并对所述阀芯向开闭方向进行驱动的隔膜以及与该隔膜一起区划出密封压力室的盖状构件，在所述密封压力室内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，所述密封压力室的内容积设定成：当所述阀室的压力从所述阀芯开始打开的压力升高规定压力以上时，所述阀芯成为全开状态。
所述惰性气体最好使用氮气、氦气等单一气体或含有这些气体的混合气体。
较佳的形态是，所述阀芯的上端部与所述隔膜接合，且在所述阀芯上设有上表面开口的纵向孔，在所述隔膜上形成有使所述密封压力室与所述纵向孔连通的连通孔，以扩大所述密封压力室。
另一较佳的形态是，所述盖状构件为具有凹部的截面呈倒凹的形状。
更较佳的形态是，将所述阀芯为全闭状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmax、所述阀芯为全开状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmin，则所述密封压力室的内容积设定成Vmin/Vmax为0.7以下。
发明效果
本发明的压力控制阀，由于所述密封压力室内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，所述密封压力室的内容积设定成，当所述阀室的压力从所述阀芯开始打开的压力升高规定压力以上时，所述阀芯成为全开状态，因此，封入于所述密封压力室内的惰性气体起到对阀芯向例如闭阀方向施力的弹簧的作用。由此，隔膜及阀芯位移至使在闭阀方向上起作用的密封压力室的内压力与在开阀方向上起作用的阀室(制冷剂)的压力两者相平衡的位置，由此来调整阀开度(升阀量)。
此场合，内容积越小，密封压力室的内压力越受开阀时的容量变化的影响。即，如图5所示，设纵轴为阀开度(升阀量)、横轴为阀室(制冷剂)的压力(PH)来显示控制特性，阀开度与制冷剂压力保持线性的线形关系(控制特性线是倾斜的直线)，在密封压力室的内容积较大的场合，阀室(制冷剂)的压力仅从阀芯开始打开的压力Pa上升少许(压力Pu)，就成为全开状态(控制特性线的倾斜是急剧的)，而在密封压力室的内容积较小的场合，阀室(制冷剂)的压力不从阀芯开始打开的压力Pa不上升至某种程度(压力Pv)时，不成为全开状态(控制特性线的倾斜是缓慢的)。
这里，从提高控制精度和扩大控制范围的观点看，控制特性线的倾斜最好是缓慢的。
另外，图6表示将所述阀芯为全闭状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmax、所述阀芯为全开状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmin，并使Vmin/Vmax＝α变化时的控制特性。从图6中可知，要提高控制精度和扩大控制范围，最好将所述密封压力室的内容积设定成Vmin/Vmax＝α为0.7以下。
这样，在本发明的压力控制阀中，由于密封压力室内封入有规定值以下的惰性气体，且将该惰性气体用作弹簧，因此，不那么受制冷剂的温度影响，且不需要现有技术所需的螺旋弹簧等，可实现结构简单化、零件个数减少和加工装配成本降低等，同时，通过如上述那样设定密封压力室的内容积，还可提高控制精度和扩大控制范围等。
此外，例如在阀芯上设有上表面开口的纵向孔，扩大密封压力室，或将盖状构件做成具有凹部的截面呈倒凹的形状，则只要对设在一个构件(阀芯或盖构件)上的纵向孔或凹部大小进行变更，就可获得所需的控制特性。即，在制造规格(控制特性)不同的多种压力控制阀时，只要改变一个构件(阀芯或盖构件)，就可共用其他构件，可降低制造成本。
附图说明
图1是本发明的压力控制阀的一实施例的剖视图。
图2是表示图1所示的压力控制阀的规格变更例子的剖视图。
图3是表示本发明压力控制阀的另一实施例的剖视图。
图4是表示图3所示的压力控制阀的规格变更例子的剖视图。
图5是用来说明本发明压力控制阀的控制特性的曲线图。
图6是用来说明本发明压力控制阀的控制特性的曲线图。
图7是表示本发明压力控制阀的另一实施例的剖视图。
符号说明
1-压力控制阀，10-阀本体，11-制冷剂流入口，12-制冷剂流出口，15-阀室，17-阀芯，18-纵向孔，20-隔膜，25-密封压力室，30-压力应动元件，35-盖状构件，37-密封栓
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明压力控制阀的实施形态。
图1是表示本发明压力控制阀的一实施例的剖视图，图1的(A)显示全闭状态，图1的(B)显示全开状态。
图示例子的压力控制阀1具有：阀本体10，其设有含有与棒状阀芯17接触分离的阀座部14的阀室15、制冷剂流入口11及制冷剂流出口12；压力应动元件30，其具有构成阀室15的上表面并对阀芯17向开闭方向进行驱动的隔膜20以及具有凹部36的剖面呈倒置凹形状的盖状构件35，该盖状构件35与该隔膜20一起构成密封压力室25。隔膜20的外周端部被阀本体10的上端面和盖状构件35的下端面夹持，这三者通过焊接等方式被密封接合。
上述密封压力室25内封入有热膨胀系数为规定值以下的氮气等惰性气体，在盖状构件35的凹部36的顶部密封接合有密封栓37。
另外，阀芯17的上端部通过焊接等方式接合在隔膜20上，并在该阀芯17上设有上表面开口的有规定深度的纵向孔18，为扩大密封压力室25，在隔膜20上形成有使密封压力室25和纵向孔18连通的连通孔22。
并且，在本实施例中，上述密封压力室25的内容积被设定成：当阀室(制冷剂)15的压力从阀芯17开始打开的压力升高规定压力以上时，阀芯17成为全开状态。
在这种结构的压力控制阀1中，由于密封压力室25内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，密封压力室25的内容积被设定成当阀室15(制冷剂)压力从阀芯17开始打开的压力升高规定压力以上时阀芯17成为全开状态，故封入于密封压力室25内的惰性气体起到对阀芯向例如闭阀方向施力的弹簧的作用。因此，隔膜20及阀芯17位移至使在闭阀方向上起作用的密封压力室25的内压力PE和在开阀方向上起作用的阀室(制冷剂)15的压力PH两者相平衡的位置，由此来调整阀开度(升阀量)。
此时，内容积越小，密封压力室25的内压力越受开阀时的容量变化的影响。即，如图5所示，设纵轴为阀开度(升阀量)、横轴为阀室(制冷剂)的压力(PH)来显示控制特性，阀开度与制冷剂压力保持线性的线形关系(控制特性线是倾斜的直线)，但在密封压力室25的内容积较大的场合，阀室(制冷剂)15的压力PH仅从阀芯17开始打开的压力Pa上升了少许(压力Pu)，就成为全开状态(控制特性线的倾斜是急剧的)，而在密封压力室25的内容积较小的场合，阀室(制冷剂)15的压力PH不从阀芯17开始打开的压力Pa上升至某种程度(压力Pv)的话，就不成为全开状态(控制特性线的倾斜是缓慢的)。
这里，从提高控制精度和扩大控制范围的观点看，控制特性线的倾斜最好是缓慢的，因此在本实施例的压力控制阀1中，密封压力室25的内容积做得较小(后述)。
又，图6表示将阀芯17为全闭状态时的密封压力室25的内容积设为Vmax、将阀芯17为全开状态时的密封压力室25的内容积设为Vmin，并使Vmin/Vmax＝α变化时的控制特性。从图6中可知，要提高控制精度和扩大控制范围，最好将所述密封压力室的内容积设定成Vmin/Vmax＝α为0.7以下。据此，在本实施例中，将所述密封压力室25的内容积设定成Vmin/Vmax＝α例如为0.6(当阀室(制冷剂)压力PH为Pv3时成为全开状态)。
这样，在本实施例的压力控制阀1中，由于密封压力室25内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，且将该惰性气体用作弹簧，故不那么受制冷剂温度的影响，且不需要现有技术所需要的螺旋弹簧等，可实现结构简单化、零件个数减少和加工装配成本降低等，同时，通过如上述那样设定密封压力室25的内容积，还可谋求提高控制精度和扩大控制范围。
此外，由于在阀芯17上设有上表面开口的纵向孔18来扩大密封压力室，或将盖状构件35做成具有凹部的截面呈倒凹的形状，因此只要对设在一个构件(阀芯17或盖构件35)上的纵向孔18或凹部36大小进行变更，就可获得所需的控制特性。即，在制造规格(控制特性)不同的多种压力控制阀时，只要改变一个构件(阀芯17或盖构件35)，就可共用其他构件，可降低制造成本。图2的压力控制阀1’表示将纵向孔18’做大后的例子。另外，图3与图4的压力控制阀2、2’表示凹部36、36’大小不同的例子。
并且，图7的压力控制阀2”表示将盖状构件35分割构成为位于隔膜20上侧的上部构件35a和位于隔膜20下侧的下部构件35b的例子。下部构件35b和阀本体10通过螺纹接合或其他方式来结合。与隔膜20相接的构件，由适于隔膜20焊接的SUS等材料构成，而在本例子中，阀本体10也可用这种材料外的价廉材料，可降低制造成本。

Claims (5)

1.一种压力控制阀，其特征在于，包括：阀本体，其设有含有与棒状阀芯接触分离的阀座部的阀室、流入口和流出口；压力应动元件，其具有区划出所述阀室的上表面并对所述阀芯向开闭方向进行驱动的隔膜以及与该隔膜一起区划出密封压力室的盖状构件，
在所述密封压力室内封入有热膨胀系数为规定值以下的惰性气体，该密封压力室的内容积设定成，当所述阀室的压力从所述阀芯开始打开的压力升高规定压力以上时，所述阀芯成为全开状态。
2.如权利要求1所述的压力控制阀，其特征在于，所述惰性气体使用氮气、氦气等单一气体或含有这些气体的混合气体。
3.如权利要求1或2所述的压力控制阀，其特征在于，所述阀芯的上端部与所述隔膜接合，且在所述阀芯上设有上表面开口的纵向孔，在所述隔膜上形成有使所述密封压力室与所述纵向孔连通的连通孔，以扩大所述密封压力室。
4.如权利要求1～3中任一项所述的压力控制阀，其特征在于，所述盖状构件为具有凹部的、截面呈倒凹的形状。
5.如权利要求1～4中任一项所述的压力控制阀，其特征在于，将所述阀芯为全闭状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmax、将所述阀芯为全开状态时的所述密封压力室的内容积设为Vmin，则所述密封压力室的内容积设定成Vmin/Vmax为0.7以下。
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