CN101762121B - 一种电动流量分配器 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种制冷系统用的电动流量分配器，包括外壳、进口和与进口连通的进口接管、多个出口和与出口分别连通的出口接管和一个驱动用的步进电机，外壳内的阀腔内还有一个由磁转子部件所带动的传动杆和一个滑阀，滑阀与所述多个出口相对设置，通过步进电机驱动带动滑阀转动实现多个出口之间的流量分配，同时在多个出口所设置的平面上还设有与出口相连通的凹部，从而保证所有出口或部份出口接管能维持一个基本的流量，同时系统安装连接简单，制造成本较低。

Description

一种电动流量分配器

技术领域

本发明属于一种制冷系统用的电动流量分配器，特别是一种空调系统用的电动流量分配器。

背景技术

现有技术中的空调系统大都包括室内热交换器、室外热交换器、压缩机及节流装置等部件，在一些一拖多的空调系统中，为了提高热交换器的换热效率，内部冷媒的流量分配一直是一个技术难点；许多系统都采用电子膨胀阀对每个室内机进行单独控制并分配流量，如2006年11月29日申请的申请号为200610145015.2的发明专利申请公布说明书中所公开的方案，就采用对每个室内机都通过一控制调阀模块用于智能调节所述每个室内机的电子膨胀阀，从而实现一拖多空调冷媒流量的按需分配。又如于2002年10月23日申请并于2007年9月26日授权的申请号为02137580.1所公布的发明专利说明书所公开的方案，也是通过分别控制每个室内机的控制器实施单独控制到每个室内机的冷媒的流量，从而完成一拖多空调系统的流量分配，并自动调节电子膨胀阀的开启度和制冷剂流量，使每台室内机流量分配均匀，从而提高整个空调系统的效率。

通过上述控制方式来控制到每个室内机的冷媒的流量，每个室内机的流量能实现单独控制，使用精度较高，但相对使用零部件较多，如2006年11月29日申请的申请号为200610145015.2的发明专利申请公布说明书中所公开的方案每个室内机均单独配置一个电子膨胀阀及一控制调阀模块。这样部件数量多，制造成本很高，管路连接复杂，同时由于控制电路的数量及阀相应增多，其故障发生率也可能相应增多。2007年9月26日授权的申请号为02137580.1所公布的发明专利说明书中也一样存在同样问题。

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存在的部件数量多，制造成本高，管路连接复杂的问题，针对使用多个热交换器或一个热交换器的多组换热器的制冷系统包括空调系统，提供一种在多个热交换器或一个热交换器的多组换热器之间能进行智能流量分配的电动流量分配器，该电动流量分配器在保证对出口接管的流量进行智能分配的同时，能使部份或全部出口接管保持一定的基本流量，使系统的运行更加平稳。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种电动流量分配器，包括外壳、进口和与进口连通的进口接管、多个出口和与出口分别连通的出口接管和一个驱动用的步进电机，所述外壳内形成有一个阀腔，步进电机包括所述外壳外固定的线圈部件和阀腔内的磁转子部件，阀腔内还包括一个由所述磁转子部件所带动的传动杆和一个滑阀，所述进口与所述阀腔相连通，所述滑阀与所述多个出口相对设置，所述的多个出口之间的流量分配是通过步进电机来驱动带动滑阀转动而实现的，在与所述滑阀相对的所述的多个出口所设置的表面还设有与出口相连通的凹部。

可选的，所述电动流量分配器还包括一个阀座，所述出口与所述的凹部设置在阀座上。

可选的，所述的凹部与所有的出口相连通，另外所述的凹部也可以仅与部份出口相连通。

优选的，所述阀座靠近阀腔的一侧设有一平坦底面，所述的出口与所述的凹部均设置在或部份设置在所述阀座的平坦底面上。

可选的，所述的电动流量分配器还包括一个底座与一个底板，所述出口与所述的凹部设置在所述底板上，所述底座上设置有出口通孔，所述底板上的出口通过底座上的出口通孔与出口接管相连通。

优选的，所述的底板为冲压成形加工而成。

可选的，所述的凹部与所有的出口相连通，另外所述的凹部也可以仅与部份出口相连通。

可选的，所述的底板与底座直接或间接固定在一起。

本发明通过在电动流量分配器上设置多个出口和与出口相对配置的滑阀，使电动流量分配器在对每个出口进行流量的智能分配，从而减少同样功能下的系统的零部件，使每个热交换器或每组换热器之间流量分配均匀，使每台热交换器或每组换热器充分发挥其换热作用，减少换热面积的浪费，从而提高整个系统的效率；同时通过设置一个保持基本流量的凹部，还可以保证所有出口或部份出口接管能维持一个基本的流量，同时系统安装连接简单，基本不用增加其它零部件，制造成本较低。

附图说明

图1：本发明的电动流量分配器的第一种实施方式的结构示意图；

图2：图1所示的电动流量分配器的阀座与滑阀的第一种结构组合的局部示意图；

图3：图1所示的电动流量分配器的阀座与滑阀的第二种结构的局部示意图；

图4：图1所示电动流量分配器的阀座与滑阀的第三种结构的局部示意图；

图5：本发明的电动流量分配器的第二种实施方式的外形示意图；

图6：图6所示的电动流量分配器的阀座与滑阀部位的第一种结构的局部示意图；

图7：图6所示的电动流量分配器的阀座与滑阀部位的第二种结构的局部示意图；

图8：本发明的电动流量分配器的第三种实施方式的结构示意图；

图9：图8所示的电动流量分配器的阀座与滑阀的部位的局部示意图。

具体实施方式

本发明的电动流量分配器可以适用于有多个热交换器或多组换热器的制冷系统的流量的分配，如家用空调或冷冻冷藏箱等，特别适合于家用空调中一拖多的空调及新型热交换器中为提高系统能效比而采用多组换热器组合进行换热的系统中使用。下面结合附图，具体说明本发明的实施方式：

如图1所示，图1为本发明的电动流量分配器的第一种实施方式的结构示意图，图2为图1所示电动流量分配器阀座与滑阀部位的一种组合方式的局部结构示意图。电动流量分配器包括一个外壳709，一个阀座705，该阀座705的上半部固定在所述外壳709内，阀座705上设有一个进口702及焊接固定有进口接管701，阀座705上还设有三个出口704a、704b、704c及焊接固定有出口接管703a、703b、703c，阀座705与外壳709通过焊接密封固定从而共同形成一个阀腔710，阀腔710通过进口702与进口接管701相连通，阀座705在靠近阀腔710内的上半部设置有一个平坦底面705a，所述的三个出口704a、704b、704c设置在阀座705的平坦底面705a上，三个出口704a、704b、704c均设置有倒角(图中未画出)，三个出口704a、704b、704c分别与出口接管703a、703b、703c相连通。

本发明中所提到的进口接管、出口接管并不限于直的接管，而可以是一端带接头或两端大小不一的接管等多种形式，即中间有通孔的连接用的管件。

在外壳709外固定有作为步进电机定子部份的电磁线圈部件711，外壳709内的阀腔710则设置有作为步进电机动子部份的磁转子部件707，为了保证作为步进电机定子部份的电磁线圈部件711与作为步进电机动子部份的磁转子部件707之间的相位，在线圈部件711与外壳709有一个定位卡止装置进行固定。

与磁转子部件707固定在一起的有传动杆708，传动杆708是通过磁转子注塑成型时一起固定成型的，传动杆708的下部设置固定有滑阀706，滑阀706上设置有一个缺口，用于与磁转子部件707固定的带动杆(图中未标注)的定位，在电动流量分配器动作时，电动流量分配器的线圈部件711接收到系统控制部份发出的脉冲信号，在多个相位之间不断通断转换，从而带动外壳709内的磁转子部件707不停转动，磁转子部件再带动传动杆708及滑阀706不断转动，从而控制阀座上的多个出口704a、704b、704c与阀腔710导通的时间比例，从而实现对所述的多个出口704a、704b、704c之间流量的分配。例如，在与出口704a连通的热交换器或换热器的出口温度偏高如出口的过热度达到5℃以上时，这时系统就发出信号增大出口704a的流量分配的比例，这样与出口704a连通的热交换器或换热器的制冷剂的流量就加大了，从而可以使该热交换器或换热器的出口温度降低如出口的过热度降低到1℃左右，这样该热交换器或换热器的效率就能相应地提高。

同时该实施方式的电动流量分配器在所述阀座705的平坦底面705a上还设置了一个贯通三个出口704a、704b、704c的凹部712，凹部712的深度根据系统所需要的基本流量的大小来决定，一般情况下在凹部712的宽度与出口的通径相当的情况下，深度在0.10～0.50mm之间。这样在滑阀706将所述出口盖住的情况下，被盖住的出口还有一部份从凹部712流通的基本流量，如图2所示，出口704a、704b虽然被滑阀706所盖住，但仍有一部份制冷剂会通过凹部712流到出口704a、704b从而到达出口接管。凹部712和与凹部712连通的出口704a、704b、704c这一部份能保证每个出口接管有一定量的固定流量，这一部份流量的分配比例就取决于常通出口713a、713b、713c的通径的大小及凹部712的宽度、深度；而另外一部份就是通过出口704a、704b、704c的分配流量，这一部份关键在于滑阀与出口之间的分配比例，这一部份流量的分配比例取决于出口704a、704b、704c的通径与滑阀将出口704a、704b、704c导通的时间比例。这样既保证了系统所需要的基本流量，使流体分配时的波动减小，使被分配的制冷剂的流体的噪音减小，同时滑阀所受的压力也会比较小，同样地，磁转子部件带动滑阀转动所需消耗的功率也可以较小，并且这种实施方式加工方便，加工工序较少，与系统的连接也很方便，从而有利于降低制造成本。

从上面所述可以看出出口接管703a、703b、703c上流通的流量就分别是通过凹部712流到相应出口的固定的基本流量分别加上三个出口704a、704b、704c的分配流量，在三个出口704a、704b、704c之间流量进行分配的同时，即是对三个出口接管703a、703b、703c上的流量的分配。

具体转动时，磁转子部件可以向一个方向连续转动如连续进行顺时针或逆时针的不定速的转动，具体地，每个出口704a、704b、704c的流量就取决于每个出口704a、704b、704c的通径及滑阀706转动时通过这个出口时的速度，如果滑阀通过出口704a导通时的转动速度较慢，则相应地通过这个出口704a的导通的时间相应较长，通过这个出口704a的流量比例就相应较高；同样地，如果滑阀通过出口704a导通时的转动速度较快，则相应地通过这个出口704a的导通的时间相应较短，通过这个出口704a的流量比例就相应较低；其它几个出口的情况也是一样的，这里就不再复述。

作为对上述实施方式的一种改进，图3是上述实施方式中阀座与滑阀的第二种结构的局部示意图。如图所示，该结构与上述结构的区别在于所述凹部的位置，上述实施方式中凹部712设置在阀座表面出口的中心位置附近，而目前该结构凹部712a则设置在阀座表面上靠近出口内侧部位，其它的工作方式与原理与上面相同，这里不再复述。另外，还有一种实施方式，则是使阀座的内侧面的高度略低于外侧部高度，同时使出口位于阀座的这两个有落差的部位，出口各有部份在这两个平面上，这样，内侧的阀座表面与出口之间有一定间隙从而能保证有一定的基本流量与出口相连通，这种方式主要是加工更加方便，可以用冲压形式加工而成。

这种方式下，也可以使凹部仅与部份出口相连通，如图4所示，使凹部712a靠近出口704b、704c的内侧，出口704b、704c与凹部712a相连通，而出口704a位于凹部712a外侧并与凹部712a不相连通。这种方式适合于有的系统中部分热交换器或换热器是经常关闭状态，其中有一个或多个出口是不需要流量的情况，这时只需要将系统的流量分配到其余的几个出口就可以了，其它的工作原理与方式与上面相同。

下面结合图5和图6来说明本发明的电动流量分配器的第二种实施方式，图5为该实施方式的外形结构示意图，图6为该电动流量分配器的阀座与滑阀部位的一种组合结构的示意图。如图所示，该电动流量分配器具有6个出口接管703a、703b、703c、703d、703e、703f，相应地出口也为6个：704a、704b、704c、704d、704e、704f，每个出口与一出口接管相连通。同时，在阀座的表面还设有一与出口704a、704b、704c、704d、704e、704f相连通的凹部712a’，这种实施方式下，即使滑阀与出口不相连通的出口，也仍能有一部份从凹部712a’流通的流量能到达出口即每个出口接管上都能有一定的基本的固定流量；而另外一部份就是通过出口704a、704b、704c、704d、704e、704f的分配流量，这一部份流量就取决于滑阀的分配，这一部份流量的分配比例取决于出口704a、704b、704c、704d、704e、704f的通径与滑阀将出口704a、704b、704c、704d、704e、704f导通的时间比例。这种电动流量分配器适用于室内热交换器较多的空调或制冷系统中应用，同样地，出口与出口接管的数量可以根据系统的需要而变化，而不是局限于上述所描述的几种方式。

作为对上述实施方式所作的一种改进，图7是上述实施方式中阀座与滑阀的又一种结构的局部示意图。如图所示，该结构与上述结构的不同点在于凹部712a’并不是将所有出口都连通在一起，而只是将部份需要连通的出口连通，如图7中，凹部712a’与出口704a、704c、704e相连通，而与出口704b、c、704d、704f并没有连通。也就是说，电动流量分配器是根据系统的需要而进行分配，如果有的热交换器或换热器并不需要常通的基本流量时，相应地，电动流量分配器上就不进行设置，这样的好处是减少这部份的流量的浪费，使系统的流量分配到需要的热交换器或换热器。

下面结合图8与图9具体介绍该发明的电动流量分配器的第三种实施方式，图8是本发明的电动流量分配器的第三种实施方式的结构示意图；图9是图8所示的电动流量分配器的阀座与滑阀的部位的局部示意图。如图所示，该实施方式中，同样包括一个外壳709a，另外还包括一个底座714，底座714与外壳709a焊接密封固定并共同形成一个阀腔710，底座714上还设置有一个进口702及多个出口通孔并焊接固定有与进口相通的进口接管701、与多个出口通孔相通的出口接管703a、703b、703c；另外底座714上还固定有一个止动梢715及套设在止动梢715上的防振套716。同时在底座714上还嵌设固定有一个底板717，底板上设有一个光滑平面717a，底板717的位置与底座714相配合，使底板717上的出口与底座上的出口通孔相配合，从而使底板717上设置的多个出口704a、704b、704c分别与出口接管703a、703b、703c相连通，同时底板717上还设有与所述多个出口704a、704b、704c连通的凹部712b。底板717部份嵌入底座714通过压接而固定在一起。另外，底板与底座并不限于直接固定在一起这种方式，而可以在中间还加入一簧片而间接固定在一起，固定方式还可以采用铆接或点焊等其它方式。

同样地，在外壳709a外固定有作为步进电机定子部份的电磁线圈部件711，外壳709a内的阀腔710则设置有作为步进电机动子部份的磁转子部件707，磁转子部件707上配置有一个止动棒，与上面所述的止动梢715上的防振套716一起用于电动流量分配器开启时的定位及转动过程中的定位。为了保证作为步进电机定子部份的电磁线圈部件711与作为步进电机动子部份的磁转子部件707之间的相位，在线圈部件711与外壳709a之间有一个定位卡止装置进行固定。与磁转子部件707固定在一起的有传动杆708，传动杆708是通过磁转子注塑成型时一起固定成型的，传动杆708的下部设置固定有滑阀706，滑阀706上设置有一个缺口，用于与磁转子部件707固定的带动杆(图中未标注)的定位，在电动流量分配器动作时，电动流量分配器的线圈部件711接收到系统控制部份发出的脉冲信号，在多个相位之间不断通断转换，从而带动外壳709a内的磁转子部件707不停来回转动，磁转子部件再带动传动杆708及滑阀706不断来回转动，从而控制底板717上的多个出口704a、704b、704c与阀腔710导通的时间比例，从而实现对所述的多个出口704a、704b、704c之间流量的分配。

具体转动时，磁转子部件707转到止动棒与止动梢715上的防振套716相接触这个位置时或在没有到达这个位置时就不再转动，而是转为反方向转动，这样具体工作时磁转子部件707就是连续不断地进行往复转动，通过控制通过滑阀706导通每个出口704a、704b、704c的相应的时间比例，就能实现电动流量分配器对每个出口704a、704b、704c的流量的分配，同样地，每个出口704a、704b、704c的流量就取决于每个出口704a、704b、704c的通径及滑阀转动时通过这个出口时的速度，如果滑阀通过出口704a导通时的转动速度较慢，则相应地通过这个出口704a的导通的时间相应较长，通过这个出口704a的流量比例就相应较高；同样地，如果滑阀通过出口704a导通时的转动速度较快，则相应地通过这个出口704a的导通的时间相应较短，通过这个出口704a的流量比例就相应较低，这时相应地与出口704a对应的出口接管703a流量的分配比例也就比较低。

同时，由于底板717上设置的凹部712b与出口704a、704b、704c连通，因此，在滑阀706将出口盖住的情况下如图9滑阀706将出口704a、704b盖住时，出口704a、704b仍能从凹部712b得到一部份的流量。这一部份的流量取决于出口704a、704b、704c的通径与凹部712b的通流面积，在出口704a、704b、704c的通径与凹部712b的通流面积固定的情况下，所通过出口704a、704b、704c的流量的比例也保持不变。

该实施方式中，所述底板717采用冲压成形加工而成，所述底板的凹部所在面采用冲压时的光面，这样底板的这一侧表面光洁度较好。采用冲压加工的底板与底座一起组合可以减少材料的使用量，相应地，所述外壳709a也可以设置为台阶状的两部份，这种实施方式中，外壳709a的上部尺寸可以减小，相应地线圈部件与磁转子部件均能减小，从而有利于实现小型化，电机的功率也会比较小，在减少耗电的同时减少材料的使用量。其它工作原理与工作方式均与上面所描述的实施方式相同，这里就不再进行复述。

另外，该实施方式中，底板717上设置的凹部712b并不一定要与所有出口相连通，而是可以仅与部份出口相连通，如与出口704a、704b连通，但与704c不相连通，这与上面所描述的方式一致，所以就不再复述。

另外，还有一种实施方式，则是使底板的内侧面的高度略低于外侧面高度，同时使出口位于底板的这两个有落差的部位，出口各有部份在这两个平面上，这样，内侧面的底板表面与出口之间有一定间隙从而能保证有一定的基本流量与出口相连通，这种方式同样是加工方便，可以在冲压时一起形成。

另外，所述电动流量分配器的进口接管并不限于连接在所述电动流量分配器的下方，进口接管还可以连接在外壳的周向侧面，也不局限于连接在所述阀座或底座上，进口接管还可以直接连接在外壳上，这样在出口相应较多时比较合适。

综上所述，本发明的电动流量分配器，可以实现多个管路之间流量智能分配的目的，这样可以使系统的制冷剂流量得到合理的分配，可以使热交换器或换热器的效率得到充分发挥，而避免原先多组热交换器之间流量不均衡造成浪费的问题，同时采用这种设置一个凹部来保证基本流量的流量分配方式，可以使部件外形减小，降低步进电机的驱动功率，采用这种电动流量分配器连接使用简便，不需要多套管路连接，这样连接管路少，制造安装使用成本也相对较低。

以上所述仅是本发明的几种实施方式，而并不是对本发明的应用的限制，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 (10)

1.一种电动流量分配器，包括外壳、进口和与进口连通的进口接管、多个出口和与出口分别连通的出口接管和一个驱动用的步进电机，所述外壳内形成有一个阀腔，步进电机包括所述外壳外固定的线圈部件和阀腔内的磁转子部件，阀腔内还包括一个由所述磁转子部件所带动的传动杆和一个滑阀，所述进口与所述阀腔相连通，所述滑阀与所述多个出口相对设置，所述的多个出口之间的流量分配是通过步进电机来驱动带动滑阀转动而实现的，在与所述滑阀相对的所述的多个出口所设置的表面还设有与出口相连通的凹部，使得所述进口和与所述凹部相连通的出口之间始终保持一定的基本流量。 

2.如权利要求1所述的电动流量分配器，其特征是所述电动流量分配器还包括一个阀座，所述出口与所述的凹部设置在阀座上。 

3.如权利要求2所述的电动流量分配器，其特征是所述的凹部与所有的出口相连通。 

4.如权利要求2所述的电动流量分配器，其特征是所述的凹部仅与部分出口相连通。 

5.如权利要求2～4其中任一项所述的电动流量分配器，其特征是所述的阀座靠近阀腔的一侧设有一平坦底面，所述出口与所述的凹部均设置在或部分设置在所述阀座的平坦底面上。 

6.如权利要求1所述的电动流量分配器，其特征是所述的电动流量分配器还包括一个底座与一个底板，所述出口与所述的凹部设置在所述底板上，所述底座上设置有出口通孔，所述底板上的出口通过底座上的出口通孔与出口接管相连通。 

7.如权利要求6所述的电动流量分配器，其特征是所述的底板为冲压成形加工而成。 

8.如权利要求6所述的电动流量分配器，其特征是所述的凹部与所有的出口相连通。 

9.如权利要求6所述的电动流量分配器，其特征是所述的凹部仅与部分出口相连通。 

10.如权利要求6～9其中任一项所述的电动流量分配器，其特征是所述的底板与底座直接或间接固定在一起。 

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