CN101726139B - 热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

一种热力膨胀阀，包括连接蒸发器进、出口的箱型阀体；根据蒸发器的出口排出的冷媒温度及压力，控制从与连接蒸发器进、出口的阀体的端面相对向的端面上所形成的阀体进口，进入到蒸发器进口的冷媒流量；阀体上形成有第1通路；在阀体上与设置有阀体进口的端面相邻的端面上设置有压力缓冲部件，阀室具有与压力缓冲部件相对向设置的开口，压力缓冲部件连通所述开口且与第1通路相连通；压力缓冲部件由缸体、和在缸体中能在接离开口的方向上进退自由的活塞、以及位于活塞和缸体底部之间的弹性体组成。本发明的热力膨胀阀能抑制因其压力变动而引起的球状阀芯的振动；即使产生了压力变动，根据球状阀芯接离阀孔的动作，也可正确的控制液体冷媒的流量。

Description

热力膨胀阀

技术领域

本发明涉及一种热力膨胀阀，特别是汽车用空调装置内使用的一种热力膨胀阀。

背景技术

热力膨胀阀的类型繁多，其中之一例如连接蒸发器进、出口的箱型热力膨胀阀。该热力膨胀阀通过管路与压缩机、冷凝器、蒸发器一同构成冷冻循环。

构成该冷冻循环的热力膨胀阀是一种公知膨胀阀，其相对供给到蒸发器的高压冷媒通过的通路中途形成的阀孔设置有与上流侧对向配置的球状阀芯，根据蒸发器排出的低压冷媒温度和压力而使阀芯接离阀孔。

至于现有热力膨胀阀的构成概要，请见图6所示的中央纵剖视图。

图6中热力膨胀阀1的块状即角柱状的铝制阀体7，由将冷媒从冷凝器2a通过贮液器2b而供给到蒸发器3进口3a的第1通路4、和将蒸发器3出口3b排出的冷媒供给到压缩机5的第2通路6形成。第1通路4和第2通路6相互间隔设置在阀体7的上部和下部。

第1通路4由与蒸发器3的进口3a相连通的低压侧通路4a、和与冷凝器2a以及贮液器2b相连通的高压侧通路4b、和将低压侧通路4a与高压侧通路4b相连接的阀孔8构成。第2通路6从低压侧通路4a的开口端面到高压侧通路4b的开口端面之间横方向穿设。

阀孔8将贮液器2b供给的液体冷媒隔热膨胀，并具有沿阀体7轴方向的中心线。阀孔8的上流侧的进口形成有阀座8a，其阀座8a上的球状阀芯9通过压缩螺旋弹簧所构成的预紧部件10而预紧。低压侧通路4a相对高压侧通路4b错位设置在阀体7的轴方向。低压侧通路4a的出口通道4a1开口在与高压侧通路4b的进口通道4b1开口的阀体7的端面21b相对向的端面21a上，出口通道4a1的开口端部上连接蒸发器3的进口3a。

供贮液器2b的液体冷媒导入的高压侧通路4b具有所述进口通道4b1和与其进口通道4b1相连接的阀室11，该阀室11为与阀孔8的中心线同轴形成的有底室，并通过调节螺丝12密封。

因此，供贮液器2b的液体冷媒导入的高压侧通路4b和低压侧通路4a之间形成所述阀室11。阀室11与进口通道4b1相连，阀室11的上部形成所述阀孔8。从而高压侧通路4b和低压侧通路4a通过阀孔8以及阀室11而连通。

阀室11内收容设置在固定球状阀芯9的阀芯支撑部件13和调节螺丝12之间的预紧部件10；球状阀芯9介于阀芯支撑部件13和传动杆15之间，通过预紧部件10进行预紧。

阀体7设置有通过形成在其轴方向的纵孔14而贯通第2通路6和低压侧通路4a的传动杆15。传动杆15由大径部15f和小径部15g构成，小径部15g与大径部15f相连接而贯通阀孔8，小径部15g的底端部抵接球状阀芯9的上部。另外传动杆15的小径部15g贯通阀孔8并在阀孔8的周围形成有间隙。球状阀芯9通过压缩螺旋弹簧构成的预紧部件10而向关闭阀孔8的方向预紧。

传动杆15的大径部15f与膜片16相连接，该膜片16密闭在阀体7的上端部所装配的气箱头17内，划分为膜片室18和与第2通路6相连通的均压室19。膜片室18内通过毛细管18a而填充公知的膜片驱动介质。膜片室18的膜片驱动介质利用传动杆15而传导热和第2通路6侧的热量，膜片的驱动介质根据其所传导的热量而气化，其压力作用于膜片16的上面。当压缩螺旋弹簧构成的预紧部件10通过所述传动杆15而处于与作用于所述膜片16的力相平衡的位置时，球状阀芯9动作，形成接近或远离阀孔8的阀座8a的状态。

从而通过调节阀孔8的开度而控制了将从高压侧通路4b进口通道4b1的冷媒通过低压侧通路4a而导入到蒸发器3的冷媒流量。

因此，通过阀芯9和阀孔8而使高压侧通路4b到低压侧通路4a的冷媒隔热膨胀，然后从低压侧通路4a的出口通道4a1供给到蒸发器3的进口3a(例如，参照特许文献1)。

由所述热力膨胀阀可知，高压侧通路4b的进口通道4b1内所导入的高压液体冷媒由于某些原因，例如由于汽车空调压缩机的转速急剧变化时，随着其压力的变动，球状阀芯9有可能产生振动的现象。当阀芯产生振动时，噪音也伴随着振动同时产生。

因此，为了抑制因压力变动而引起阀芯9的振动，进而形成热力膨胀阀1产生噪音，特许文献1(特开平11-182984)展示了一种将球状阀芯9与小径的传动杆15g和阀芯支撑部件13共同焊接的构造。但在此球状阀芯与传动杆以及阀芯支撑部件共同焊接的方案中，当焊接球状阀芯时，由于很难对位，所以很难对三者焊接后的同轴度进行高精度的控制。

再者，为了减退因压力变动而产生的压力脉动的压力波，特许文献2(特开2006-145149)公开了与阀芯形成为一体的活塞收容在缸体内，活塞和缸体构成背压室，通过活塞的动作对压力波进行缓冲的方案。但此阀芯和活塞形成一体的方案，由于阀芯与活塞一起动作，所以存在很难实现正确控制冷媒流量的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题而提供一种热力膨胀阀，即使高压液体冷媒产生压力变动，也可抑制因其压力变动而引起的球状阀芯的振动，进而防止了因球状阀芯的振动而出现的热力膨胀阀产生噪音；即使产生了压力变动，根据球状阀芯接离阀孔的动作，也可正确的控制液体冷媒的流量。

本发明的热力膨胀阀，包括连接蒸发器进、出口的箱型阀体；根据所述蒸发器的出口排出的冷媒温度及压力，而控制从与连接所述蒸发器进、出口的所述阀体的端面相对向的端面上形成的阀体进口，导入到所述蒸发器进口的冷媒流量；所述阀体上形成有第1通路，所述第1通路包括所述阀体进口和与阀体进口相连的阀室；在与所述阀体上设置有阀体进口的端面相邻的端面上设置有压力缓冲部件，所述阀室具有与所述压力缓冲部件相对向设置的开口，所述压力缓冲部件连通所述开口且与所述第1通路相连通；所述压力缓冲部件由缸体、和在所述缸体中能在接离所述开口的方向上进退自由的活塞、以及位于所述活塞和缸体底部之间的弹性体组成。

在一个优选的实施方式中，所述活塞由圆盘部和垂直设置在其侧面的圆筒状的周壁组成；所述活塞的侧面具有与所述缸体的内周面相压接的O形圈。

在一个优选的实施方式中，所述弹性体为将所述活塞向所述开口方向预紧的弹簧；所述弹簧设置在所述活塞的周壁的圆筒内和所述缸体的底部之间。

在一个优选的实施方式中，所述活塞由圆盘部构成，所述圆盘部的侧面具有与所述缸体的内周面相压接的O形圈。

在一个优选的实施方式中，所述弹性体为将所述活塞向所述开口方向预紧的毛毡；所述毛毡填充在所述活塞的圆盘部和所述缸体的底部之间。

在一个优选的实施方式中，所述开口的径比所述活塞的圆盘部的径小。

在一个优选的实施方式中，所述缸体具有形成在其底部的小孔。

在一个优选的实施方式中，所述缸体具有开口缘部，与阀体设置有阀体进口的端面相邻的端面上形成有凹槽，所述开口缘部镶嵌在所述凹槽内，且所述开口缘部的外部周围焊接在与阀体设置有阀体进口的端面相邻的所述端面上，或者所述开口缘部设有外螺纹，而所述凹槽设有内螺纹，所述开口缘部螺接在所述凹槽内。

根据上述方案，本发明相对于现有结构的效果是显著的：

一、本发明的热力膨胀阀连接蒸发器进、出口的箱型阀体，在与连接所述蒸发器进出口的端面相对向的端面上形成有高压液体冷媒导入的阀体进口，与设有阀体进口的端面的相邻端面上由于设置有压力缓冲部件，所以即使所述阀体进口导入的液体冷媒压力产生了压力变动，通过压力缓冲部件也可将其大的压力变动吸收并减退。可抑制因压力变动而引起的球状阀芯产生振动的现象；进而，防止了因球状阀芯振动而出现的热力膨胀阀噪音问题。

二、本发明的热力膨胀阀，由于压力缓冲部件由活塞和缸体构成，所以不但构造简单，而且也比较容易配置在热力膨胀阀上，从而实现了以低成本就可将压力缓冲部件装配在热力膨胀阀上的这一优点。

三、装配在热力膨胀阀上的压力缓冲部件，由于构造简单，所以还具有牢固保持在阀体上的效果。

附图说明

图1为本发明设置有压力缓冲部件的热力膨胀阀的外观立体图。

图2为图1中的热力膨胀阀装设在冷冻循环内的示意图。

图3为图1中的热力膨胀阀的中央纵剖视图。

图4为图1中的热力膨胀阀上设置了与图3中所示的压力缓冲部件不同的另一压力缓冲部件的另一实施方式的热力膨胀阀的中央剖视图。

图5为图1中的热力膨胀阀设置了与图3、图4所示压力缓冲部件与阀体端面不同连接方式的另一实施方式的热力膨胀阀的中央剖视图。

图6为冷冻循环中现有热力膨胀阀的剖视图。

具体实施方式

现在参照图纸详细说明本发明的实施方式。如图1、2、3所示，图1为与本发明实施方式相关的热力膨胀阀的立体图。图2为现有冷冻循环中采用了本发明图1中热力膨胀阀的示意图。图3为图1中热力膨胀阀的局部剖视图。图1中符号20为本发明的热力膨胀阀；符号21为箱型即角柱状的铝制阀体；基本构造与图6中的现有热力膨胀阀基本相同，与图6相同的部分用同一符号表示，省去详细说明。符号22为装配在热力膨胀阀20上的压力缓冲部件。压力缓冲部件22通过安装在与阀体21上形成的高压冷媒导入的进口通道4b1的端面21b相邻的端面21c上而装配在阀体21内。

与形成进口通道4b1的端面21b相对向的端面(图1箭头R1方向所示的端面)上，形成有无图示的出口4a1。

符号23为热力膨胀阀20的安装孔。

带有压力缓冲部件22的热力膨胀阀20装入在如图2所示的空调装置的冻循环内。

图2中，用符号20e表示整体的冷冻循环，该冷冻循环20e的构成包括：通过管路24而连接的利用电机等(无图示)驱动的压缩机5、冷凝器2a、收容冷凝器2a液化后冷媒的贮液器2b和热力膨胀阀20，热力膨胀阀20控制贮液器2b的液体冷媒导入到热力膨胀阀20的端面21b上所形成的进口通道4b1的液体冷媒通过量。热力膨胀阀20的端面21a上所形成的出口通道4a1排出的低压冷媒，送入到端面21a上连接的蒸发器3的进口3a内后供给到蒸发器3。

蒸发器3的出口3b排出的冷媒通过形成在热力膨胀阀20上的第2通路6而流向压缩机5。

图2中热力膨胀阀20的构造与图6几乎相同，其中唯一的不同点是，压力缓冲部件22装设在阀体21的端面21c上。因此，与图6相同的部分用同一符号表示，省去详细说明。由于图中所示的热力膨胀阀20，取消了角柱状的阀体21的一部分，所以展示了与端面21b(以及端面21a)相邻的端面21c上所装设的压力缓冲部件22，阀体21的端面21b上形成有进口通道4b1以及端面21a上形成有出口通道4a1，且贯穿端面21b和端面21a而形成第2通路6。

热力膨胀阀20与所图6所示的热力膨胀阀1相同。高压侧通路4b的进口通道4a1上连接有阀室11，压力缓冲部件22与阀室11相对向而设置。

图3为图1以及图2所示的热力膨胀阀20上装设有压力缓冲部件22的中央纵剖视图。

图3所示的实施方式中的热力膨胀阀主要说明使图6所记载的热力膨胀阀的压力变动衰减的压力缓冲部件。

图3为压力缓冲部件22以及装配有压力缓冲部件22的热力膨胀阀20的剖视图。热力膨胀阀20的其他部分用外观图表示。图中符号24为热力膨胀阀20的阀室11上形成的开口，压力缓冲部件22与开口24对向配置。即压力缓冲部件22由杯状的圆筒部组成的缸体22a和收容在缸体22a中的活塞22b以及弹性体22f构成。其中活塞22b的径大于开口24的径。缸体22a的底部具有小孔22c，活塞22b由圆盘部22d和垂直设置在其侧面的圆筒状的周壁22e组成，周壁22e的圆筒内和缸体22a的底部之间由于配置有作为弹性体22f的例如压缩螺旋弹簧预紧部件，所以活塞22b被预紧到了接近开口24的方向。

周壁22e具有与缸体22a的内周面相压接的O形圈22g，活塞22b可在缸体22a中自由进退。缸体22a的环状开口缘部插入在热力膨胀阀20的阀体21的端面21c内。其插入，通过将缸体22a的开口缘部22a’镶嵌在阀体21的端面21c上所形成的环状凹槽部21d内而进行。当插入时，缸体22a为了与设置在阀室11上的开口24相对向，通过缸体22a的开口缘部22a’而设定。缸体22a的开口缘部22a’的外部周围通过焊接例如钎焊部22h加强固定在阀体21的端面21c上，且可防止冷媒的泄漏；而使压力缓冲部件22配置在阀体21上形成进口通道4b1的端面21b的相邻端面21c上。进而，将由缸体22a、活塞22b、以及弹性体22f所组成的压力缓冲部件22装配在热力膨胀阀20上。此外，缸体22a以及活塞22b为金属制材料例如铝材或不锈钢。开口24的直径比活塞22b的圆盘部22d的直径小且形成在阀室11内。

由设置有压力缓冲部件22的该热力膨胀阀20可知，从贮液器2b导入到热力膨胀阀20的进口通道4b1内的高压冷媒流入到高压侧通路4b内，根据其冷媒所产生的压力变动，当球状阀芯9产生振动时，所述压力变动通过开口24而传达给高压侧通路4b上所连通的压力缓冲部件22。因此，具有比开口24直径大的活塞22b根据压力变动而吸收其压力，从而活塞22b压缩弹性体22f即预紧部件，使活塞22b在缸体22a中向脱离开口24的方向驱动。

进而所述压力变动通过缸体22a、活塞22b、以及弹性体22f即预紧部件的动作而减退。因此，通过使压力变动得到缓冲而防止了因冷媒的压力变动传达给球状阀芯9所导致的球状阀芯9产生振动的现象，进一步，热力膨胀阀20也不会出现产生噪音的现象。此外，小孔22c为缸体22a的压力平衡孔。

当冷媒的压力变动复原到正常压力时，活塞22b在缸体22a中通过弹性体22f即预紧部件而向接近开口24的方向驱动，从而活塞22b关闭开口24，即活塞22b的圆盘部22d与开口24相接触。

并且即使冷媒压力产生了变动，也可使球状阀芯9的动作稳定；并正确的控制冷媒流量。

压力缓冲装置22由于构成简单，所以比较容易安装在热力膨胀阀20上，且可低成本的装配在热力膨胀阀20的阀体21上。

活塞22b由于具有比形成在阀室11内的开口24的径大的径，所以通过与开口24对向配置的缸体22a的环状开口缘部，可将活塞22b和缸体22a强固在端面21c上。

本发明的实施方式中，针对缸体和活塞以及作为预紧部件的弹性体22f例如压缩螺旋弹簧所构成的压力缓冲部件，设置在热力膨胀阀上进行了说明，但本发明并不仅仅局限于所述构成，也可使用其他的构成。图4所示的为使用了其他构成的压力缓冲部件，图4所示为设置在热力膨胀阀上的本发明的另一实施方式图。

图4为与图3所示的活塞和弹性体(预紧部件)不同的实施方式。其他构成由于均相同，所以同一部分用同一符号表示，省去详细说明。图中的符号22i为圆柱形状的板体活塞，由金属材质构成例如铝材或不锈钢，该方案中的活塞22i，可理解为图3所示的活塞22b仅包括圆盘部22d，而不包括圆筒状的周壁22e。

活塞22i的板体的侧面上设置有O形圈22k，O形圈22k与缸体22a的内周面相压接。活塞22i的一端与作为弹性体22f的例如具有弹性的圆柱状毛毡22L相接触，其弹性体22f设置在活塞22i和缸体22a的底部之间。

上述实施方式中所示的圆柱状毛毡22L的材质为纤维材料，例如聚酯制毛毡或纯羊毛制毛毡。

如上所述的压力缓冲部件22，当冷媒产生压力变动时，由于利用开口24可传达给与高压侧通路4b相连通的压力缓冲部件22，所以活塞22i吸收其压力，活塞22i将弹性体的毛毡22L压缩，从而活塞22i在缸体22a中向脱离开口24的方向驱动。

进而压力变动能通过缸体22a和活塞22i以及毛毡22L的动作而减退。因此，可抑制冷媒的压力变动传达给球状阀芯9，从而球状阀芯9不会产生振动，进而也不会出现热力膨胀阀产生噪音的问题。

此外，当冷媒的压力变动复原到正常的压力时，活塞22i根据弹性体毛毡22L的弹性而向接近开口24的方向驱动。从而活塞22i与开口24相接触，开口24被关闭。此外，弹性体并不局限毛毡22L，具有弹性的橡胶形成为圆柱状也可以。在图4实施方式中的热力膨胀阀20可使阀芯9的动作稳定，并可正确的控制冷媒流量。此外，由于压力缓冲部件22的构成较为简单，所以可方便且低成本的安装在热力膨胀阀20上。

再者，本发明也可将空气作为弹性体来替换图3或图4所示的实施方式中的压缩螺旋弹簧或毛毡22L。

以上如图3、图4所示以及相对应的描述，所述压力缓冲部件22与阀体端面21c的连接，均是使缸体22a的开口缘部22a’的外部周围通过焊接例如钎焊部22h加强固定在阀体21的端面21c上，以防止冷媒的泄漏。而实际上，压力缓冲部件22与阀体端面21c的连接方式并不仅仅局限于焊接，图5所示为压力缓冲部件22与阀体端面21c不同连接方式的另一实施方式的热力膨胀阀的中央剖视图。缸体22a的开口缘部22a’的外周面设置有外螺纹22m，而阀体端面21c上的环状凹槽部21d设有内螺纹，从而使开口缘部22a’通过外螺纹22m螺入到内螺纹中而实现螺纹连接，并且缸体22a’的外端面与环状凹槽部21d的底端面之间采用硬密封的方式实现密封，以防止冷媒的泄漏，当然也可以采用粘胶等密封剂进行密封，但必须保证冷媒不泄漏。

图5仅示出了与图3相同的活塞22b由圆盘部22d和圆筒部组成、弹性体22f为压缩螺旋弹簧的示意图。显然地，活塞也可以采用图4所示的板体柱状活塞22i；弹性体22f也可以采用上文所述的毛毡或者空气以及任何本领域技术人员可以根据公知技术进行替换的部件。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种热力膨胀阀，包括连接蒸发器进、出口的箱型阀体；根据所述蒸发器的出口排出的冷媒温度及压力，控制从与连接所述蒸发器进、出口的所述阀体的端面相对向的端面上所形成的阀体进口，进入到所述蒸发器进口的冷媒流量；所述阀体上形成有第1通路，所述第1通路包括所述阀体进口和与阀体进口相连的阀室；其特征是：在所述阀体上与设置有阀体进口的端面相邻的端面上设置有压力缓冲部件，所述阀室具有与所述压力缓冲部件相对向设置的开口，所述压力缓冲部件连通所述开口且与所述第1通路相连通；所述压力缓冲部件由缸体、和在所述缸体中能在接离所述开口的方向上进退自由的活塞、以及位于所述活塞和缸体底部之间的弹性体组成。

2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征是：所述活塞由圆盘部和垂直设置在其侧面的圆筒状的周壁组成；所述活塞的侧面具有与所述缸体的内周面相压接的O形圈。

3.根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征是：所述弹性体为将所述活塞向所述开口方向预紧的弹簧；所述弹簧设置在所述活塞的周壁的圆筒内和所述缸体的底部之间。

4.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征是：所述活塞由圆盘部构成，所述圆盘部的侧面具有与所述缸体的内周面相压接的O形圈。

5.根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征是：所述弹性体为将所述活塞向所述开口方向预紧的毛毡；所述毛毡填充在所述活塞的圆盘部和所述缸体的底部之间。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的热力膨胀阀，其特征是：所述开口的径比所述活塞的圆盘部的径小。

7.根据权利要求2、3、4或5所述的热力膨胀阀，其特征是：所述缸体具有形成在其底部的小孔。

8.根据权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征是：所述缸体具有开口缘部，与阀体设置有阀体进口的端面相邻的端面上形成有凹槽，所述开口缘部镶嵌在所述凹槽内；同时所述开口缘部的外部周围焊接在与阀体设置有阀体进口的端面相邻的所述端面上，或者所述开口缘部设有外螺纹，而所述凹槽设有内螺纹，所述开口缘部螺接在所述凹槽内。

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