CN101749900B - 一种双向热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

一种双向热力膨胀阀，包括开设有第一通道和第二通道的阀体、与所述第一通道连接的左/右节流导管和与所述第二通道连接的左/右回气导管、置于所述第一通道内的阀芯、抵接所述阀芯的传动杆、设置在所述第二通道内的带有罩体和弹性体的感温部件，改进后的膨胀阀能够通过在感温部件的罩体与阀体的容纳腔之间设置密封圈，或直接将罩体的周边部与所述容纳腔的腔壁过盈挤压密封，使感温部件的罩体密闭隔离所述第一通道与第二通道。与现有技术相比，感温部件的罩体与阀体相对静止实现静密封，防止第一通道内的制冷剂向第二通道泄漏，提高了密闭的可靠性。

Description

一种双向热力膨胀阀

技术领域

本发明属于制冷控制技术领域，尤其适合于蒸气压缩式热泵系统(如空调系统)等。具体涉及一种双向热力膨胀阀结构。

背景技术

作为节流装置的膨胀阀广泛使用于制冷系统的回路中，通过感知特定位置的温度，来控制制冷剂流量的大小，如专利号为200520013860.5的中国专利公开了一种如图7所示的双向热力膨胀阀结构。该结构包括开设有节流通道16′和回路通道17′的阀体1′，在节流通道中设置有阀芯6′，在阀体1′的一端固定有作为感温部件的气箱头200，气箱头200由气箱座201、传动片202、膜片203、气箱盖204焊接组成，在膜片203和气箱盖204之间的密封腔内充注有制冷剂205，在膜片203的与上述密封腔相对的一面与回路通道17′相通，当回路通道17′中的制冷剂温度变化时，密封腔内的制冷剂的压力就会产生变化，这个变化促使膜片203推动传动片202产生位移的变化，再将这种变化通过传动杆7′移动传递到阀口，控制阀开度的大小，达到调整节流通道的制冷剂流量作用。

为防止节流通道16′和回路通道17′中的制冷剂窜流，在现有技术中，通过在阀体1′的阀杆孔18′中形成一个台阶部181′，在台阶部181′放置适合尺寸的“O”型密封圈14′，密封圈14受压后，内圆紧靠传动杆7′的外壁，外圆紧靠阀杆孔18′的内壁，将第一通道16与第二通道17密闭隔离。这种密封结构，由于处于上下移动中的传动杆7′的影响，使动态接触的“O”型密封圈14′加快磨损，无法满足节流通道16′和回路通道17′的可靠密封，另一方面，由于“O”型密封圈14′对移动的传动杆7′施加阻力，会使膨胀阀的控制作用滞后，也影响膨胀阀的控制精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是采用一种新的感温部件结构来提高产品的可靠性。

为此本发明公开一种双向热力膨胀阀结构，该膨胀阀包括开设有第一通道和第二通道的阀体、与所述第一通道连接的左/右节流导管和与所述第二通道连接的左/右回气导管、置于所述第一通道内的阀芯、抵接所述阀芯的传动杆、设置在所述第二通道内的容纳腔，带有罩体和弹性体的感温部件，其特征在于，所述感温部件使用密闭的热敏蜡作为感温体，并通过所述罩体密闭隔离所述第一通道与第二通道。

作为上述结构的优选方案，该膨胀阀通过在所述第二通道内的容纳腔中设置密封圈，使所述第一通道与第二通道密闭。

进一步，所述密封圈设置在所述罩体的与所述容纳腔的腔壁抵接的端部；或所述密封圈设置在所述罩体的朝向所述容纳腔的腔壁的周边部。

作为上述结构的优选方案，该膨胀阀通过所述罩体的周边部与所述容纳腔的腔壁过盈配合，使所述第一通道与第二通道密闭。

优选地，在上述方案中，所述感温部件的弹性体具体为弹性橡胶；

进一步，所述感温部件还包括一个作动装置，所述传动杆与感温部件的作动装置为整体结构，所述感温部件的作动装置与感温体之间设置有隔温部件。

优选地，在上述方案中，所述感温部件的弹性体具体为蝶形弹片。

本发明的膨胀阀结构，使用热敏蜡作为感温体的感温部件，感应部分全部置于回路通道内被流经的制冷剂包围，不受外界环境影响，温度变化传递准确。通过感温部件结构的改进，使改进后的膨胀阀能够通过在感温部件的罩体与阀体的容纳腔之间设置密封圈，或直接将罩体的周边部与所述容纳腔的腔壁过盈挤压密封，使感温部件的罩体密闭隔离所述第一通道与第二通道。与现有技术相比，感温部件的罩体与弹性体(作动装置)相对运动，罩体与阀体相对静止实现静密封，所以提高了密闭的可靠性，同时避免原结构中移动中的传动杆受密封圈阻力影响，提高了膨胀阀的控制精度和产品的可靠性。

附图说明

图1：本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之一；

图1A：图1中双向热力膨胀阀使用的感温部件具体结构；

图2：本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之二；

图2A：图2中双向热力膨胀阀使用的感温部件具体结构；

图3：本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之三；

图3A：图3中双向热力膨胀阀使用的感温部件具体结构；

图4：本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之四；

图4A：图4中双向热力膨胀阀使用的感温部件具体结构；

图5：本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之五；

图6：双向热力膨胀阀应用于空调制冷系统的典型制冷流路图；

图7：现有技术的双向热力膨胀阀典型结构图。

图中符号说明：

(为便于说明，改进前后相同的部件/部位，使用同一符号)

1/1′-阀体；

2-右节流导管；

3-左节流导管；

4-右回气导管；

5-左回气导管；

6/6′-阀芯；

7/7′/7a/7b/7c/7d-传动杆；

8/8a/8b/8c/8d-感温部件；

81/81a/81b/81c/81d-弹性体、82-感温体；

83/83a/83b-作动装置、831/831a-隔板部、832/832a-杆部；

84/84a/84b/84c/84d-罩体；

841/841a/841b/841c/841d-下端部；842/842a/842b/842c/842d-周

部；843/843a/843b/843c-上端部、844/845-腔室；

85/85a-隔温部件；

86b/86c-环形槽；

9/9a/-封口螺母；

10-调节螺母；

11-阀芯底座；

12-回复弹簧；

13/14/15-密封圈；

16/16′-第一通道、161-容纳腔；

17/17′-第二通道、171-容纳腔、172-腔室端部、173-腔室周部、

18-容纳孔；181-台阶部；

19-阀口；

20-传动块；

100-热力膨胀阀；

101-压缩机、102-换向阀、103-第一热交换器、104-第二热交换器。200-气箱头；

201-气箱座、202-传动片、203-膜片、204-气箱盖、205-制冷剂。

具体实施方式

本发明的热力膨胀阀适合应用于制冷系统，由于制冷系统的原理基本相同，所以下面以一种热泵型的空调系统为例来进行说明。

图6为双向热力膨胀阀应用于一种热泵空调的制冷系统的典型制冷流路图。在制冷系统中，制冷剂流路中主要包括：压缩机101、换向阀102、热力膨胀阀100、第一热交换器103(如室外热交换器)、第二热交换器104(如室内热交换器)。

当空调制冷运行时，通过换向阀切换，制冷剂流通路径为：压缩机101排出的高压气体→换向阀102→第一热交换器103(室外热交换器)→热力膨胀阀100的第一通道16(节流通道)→第二热交换器104(室内热交换器)→换向阀102→热力膨胀阀100的第二通道17(回气通道)→压缩机101吸入；当空调制热运行时，通过换向阀102切换，制冷剂流通路径为：压缩机101排出的高压气体→换向阀102→第二热交换器104(室内热交换器)→热力膨胀阀100的第一通道16(节流通道)→第一热交换器103(室外热交换器)→换向阀102→热力膨胀阀100的第二通道17(回气通道)→压缩机101吸入。通过膨胀阀的节流通道双向工作，使空调实现夏天制冷冬天制热的一机两用的目的。

图1为本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之一，图1A是上述双向热力膨胀阀中的感温部件具体结构图。

参见图1A。感温部件8为罩体84包裹的密闭结构，一个相当于活塞的作动装置83的隔板部831将腔室分隔成上腔室844和下腔室845两个部分，在上腔室844内充注有热敏蜡作为感温体82，其隔板部831与感温体82之间设置有隔热部件85，在下腔室内置有硅橡胶作为弹性体81，作动装置83的杆部832延伸至罩体84外。

热敏蜡具有这样的特性：在特定的温度范围内，当温度升高时发生体积膨胀，当温度降低时发生体积收缩。可以通过调整热敏腊的混合材料比例确定发生热胀冷缩的特定温度范围与系统所需要的控制温度一致。

如图1所示。双向热力膨胀阀包括开设有第一通道16和第二通道17的阀体1，第一通道16作为制冷剂流路的节流通道，通道的两端口焊接有右节流导管2和左节流导管3，阀体1在该第一通道16内形成有阀口19，作为阀芯6的钢球与阀口相对构成阀开关。第二通道17作为制冷剂流路回路通道，在此检测由上游热交换器流出的制冷剂温度的变化，同样，回路通道的两端焊接有右回气导管4和左回气导管5，在第二通道17内开设有容纳腔171，以容纳感温部件8。

由阀体1开设的容纳孔18连接第一通道16与第二通道17。传动杆7贯穿于容纳孔18，传动杆7在第一通道16内的一端与作为阀芯6的钢球抵接，传动杆7在第二通道17内的一端与所述感温部件8连接(在本实施例中，传动杆7与感温部件8是做成一体结构，可以想到的是传动杆与感温部件也可以作为独立部件相抵接设置)，阀体1的容纳孔18向第二通道17的容纳腔171延伸并形成台阶部181，在台阶部181放置有适合尺寸的“O”型密封圈14，在阀体1偏于第二通道17的一端开设有螺纹孔与所述容纳腔171连通，感温部件8放入该容纳腔171，使感温部件8的罩体84的下端部841与腔室端部172抵接，再用封口螺母9将感温部件8压紧固定在第二通道17中，上述“O”型密封圈14受压的处于台阶部181与罩体84的下端部841之间，此时第一通道16与第二通道17密闭隔离。

在第一通道16内设置有容纳腔161，在阀体1偏于第一通道16的一端开设有螺纹孔与容纳腔161连接，阀芯底座11置于该容纳腔161内，并通过弹簧12弹性支撑阀芯6，调节螺母10可以调节弹簧12的预紧力，同时将容纳腔161密封。

在系统工作时，当流经第二通道17内的制冷剂的温度降低时，感温体82(热敏蜡)体积变小，在弹性体81的作用下，作动装置83的隔板部831推向感温体82一侧，杆部832向上移动，如图1所示，在本例中感温部件8的杆部832的下部即作为传动杆7，传动杆7向远离阀芯6方向移动，在回复弹簧12的作用下，阀芯6靠近阀口19，制冷剂流经节流通道16的流量减小；同样当流经第二通道17内的制冷剂的温度升高时，感温体82(热敏蜡)体积变大，将作动装置83的隔板部831推向弹性体81一侧，杆部832向下移动，传动杆7向阀芯6方向移动使阀芯6远离阀口19，制冷剂流经节流通道16的流量增加。

上述结构的膨胀阀，感应部件全部置于第二通道内被流经的制冷剂包围，不受外界环境影响；通过在感温部件中设置隔热装置，避免流经第一通道内的制冷剂的温度对感应部件的影响，温度变化传递准确；通过感温部件罩体的下端部与容纳腔的端部抵接，密闭隔离所述第一通道与第二通道，罩体与阀体相对静止实现静密封，提高了密闭的可靠性，避免第一通道中的制冷剂向第二通道泄漏，同时避免原结构中移动中的传动杆受密封圈阻力影响，提高了膨胀阀的控制精度和产品的可靠性。

图2为本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之二，图2A是上述双向热力膨胀阀中的感温部件具体结构图。

如图2和图2A所示。与前述方案不同的是，感温部件8a的罩体84a为半密闭结构，作为弹性体81a的蝶形弹片焊接在罩体84a的开口端形成密闭的腔室844，在腔室844内充注有热敏蜡作为感温体82，感温体82与弹性体81a之间还设置有隔热部件85。

由阀体1开设的容纳孔18连接第一通道16与第二通道17。传动杆7a贯穿于容纳孔18，传动杆7a在第一通道16内的一端与作为阀芯6的钢球抵接，传动杆7a在第二通道17内的一端与设置在容纳腔171中的传动块20抵接，在容纳腔171的端部172放置有适合尺寸的“O”型密封圈14，感温部件8a放入该容纳腔171，使感温部件8a的罩体84a的下端部841a抵接密封圈14，感温部件8a的弹性体81a抵接传动块20，再用封口螺母9a将感温部件8a压紧固定在第二通道17中，上述“O”型密封圈14受压的处于容纳腔171的端部172与罩体84a的下端部841a之间，此时第一通道16与第二通道17密闭隔离。

在系统工作时，当流经第二通道17内的制冷剂的温度降低时，感温体82(热敏蜡)体积变小，在弹性体81a的作用下，传动杆7a抵接传动块20向远离阀芯6方向移动，在回复弹簧12的作用下，阀芯6靠近阀19，制冷剂流经节流通道16的流量减小；同样当流经第二通道17内的制冷剂的温度升高时，在弹性体81a的作用下，传动杆7a抵接传动块20向靠近阀芯6方向移动，制冷剂流经节流通道16的流量增加。

图3为本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之三，图3A是上述双向热力膨胀阀中的感温部件具体结构图。

如图3和图3A所示。与第一种方案不同的是，感温部件8b为罩体84b包裹的密闭结构，一个相当于活塞的作动装置83a的隔板部831a将腔室分隔成上腔室844和下腔室845两个部分，在上腔室844内充注有热敏蜡作为感温体82，在下腔室内置有硅胶作为弹性体81b，作动装置83a的杆部832a延伸至罩体84b外，在罩体84b的周部842b开设有环形槽86b，其间设置有“O”型密封圈14。

装配时，将感温部件8b放入容纳腔171中，使感温部件8b的罩体84b的下端部841b与腔室端部172抵接，再用封口螺母9将感温部件8b压紧固定在第二通道17中，罩体84b的周部842b与腔室周部173具有适当的间隙，使上述“O”型密封圈14受压的处于罩体84b的周部842b与腔室周部173之间，此时第一通道16与第二通道17密闭隔离。

图4为本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之三，图4A是上述双向热力膨胀阀中的感温部件具体结构图。

如图4和图4A所示。与上述方案不同的是，感温部件8c的罩体84c为半密闭结构，作为弹性体81c的蝶形弹片焊接在罩体84c的开口端形成密闭的腔室844，在罩体84的的周部842c开设有环形槽86c，其间设置有“O”型密封圈14。该双向热力膨胀阀的结构其工作原理和所起的效果与前述方案基本相同，在此不再赘述。

图5为本发明给出的双向热力膨胀阀的典型结构例之三。

如图5所示。与第一种方案不同的是，感温部件8d为罩体84d包裹的密闭结构，一个相当于活塞的作动装置83d将腔室分隔成两个部分，在上腔室内充注有热敏蜡作为感温体82，在下腔室内置有硅橡胶作为弹性体81d。

感温部件8d的罩体84d的周部842b的外圆面直径尺寸略大于容纳腔171的周部173的内圆面直径尺寸，以能达到适合的过盈配合作用。优选的，感温部件8d的罩体84d使用硬度相对较大的如铜质材料，阀体1使用硬度相对较小的如铝质材料。装配时，将感温部件8d放入容纳腔171中，施适当的压力，罩体84d与容纳腔171过盈配合，再用封口螺母9将感温部件8d压紧固定在第二通道17中，此时第一通道16与第二通道17密闭隔离，该方案作用方式和所起的效果与前述方案相同，在此也不再赘述。

以上仅是为能更好的阐述本发明的技术方案，所例举的优选实施方式，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 (11)

1.一种双向热力膨胀阀，包括开设有第一通道(16)和第二通道(17)的阀体(1)；与所述第一通道(16)连接的左节流导管(3)、右节流导管（2）；与所述第二通道(17)连接的左回气导管(5)、右回气导管(4)；置于所述第一通道(16)内的阀芯(6)；抵接所述阀芯(6)的传动杆(7)；设置在所述第二通道内的容纳腔；带有罩体(84)和弹性体(81)的感温部件(8)，其特征在于，所述感温部件(8)使用密闭的热敏蜡作为感温体(82)，并通过所述罩体(84)隔离所述第一通道(16)与第二通道(17)。

2.如权利要求1所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，通过在所述第二通道内的容纳腔中设置密封圈(14),使所述第一通道(16)与第二通道(17)密闭。

3.如权利要求2所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，所述密封圈(14)设置在所述罩体的与所述容纳腔的腔壁抵接的端部。

4.如权利要求2所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，所述密封圈(14)设置在所述罩体的朝向所述容纳腔的腔壁的周边部。

5.如权利要求1所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，通过所述罩体的周边部与所述容纳腔的腔壁过盈配合，使所述第一通道(16)与第二通道(17)密闭。

6.如权利要求1-5所述的任一双向热力膨胀阀，其特征在于，所述感温部件(8)的弹性体(81)为弹性橡胶。

7.如权利要求6所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，所述感温部件(8)还包括一个作动装置(83)。

8.如权利要求7所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，所述传动杆(7)与感温部件(8)的作动装置(83)为整体结构。

9.如权利要求7所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，所述感温部件(8)的作动装置(83)与感温体(82)之间设置有隔温部件(85)。

10.如权利要求1-5所述的任一双向热力膨胀阀，其特征在于，所述感温部件(8)的弹性体(81)具体为蝶形弹片。

11.如权利要求10所述的双向热力膨胀阀，其特征在于，在所述感温部件(8)的弹性体(81)和感温体(82)之间设置有隔温部件(85)

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