CN102003849B - 一种微机电硅膨胀阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种由微机电平滑控制的硅膨胀阀。其包括主阀体和阀芯,在主阀体内设有阀腔;阀芯密闭地安装于阀腔中,可在阀腔内上下运动;阀腔与设置于主阀体上的入口管和出口管连通;阀芯将阀腔分为互不相通的上腔和下腔;在上腔内设有用于将阀芯推向下方的上弹簧,在下腔内设有用于将阀芯推向上方的下弹簧;阀芯的上下运动控制入口管与出口管之间的流量;还包括一个安装在主阀体上的硅导流阀;硅导流阀为三口PDA装置,三口PDA装置通过入口导流管与入口管连通,通过出口导流管与出口管连通,通过导阀流道与所述上腔连通。本发明外形尺寸小、控制精度高、密封效果好、使用寿命长、控制简单,是较为理想的制冷空调冷媒流量调节阀。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于制冷或制热系统中的膨胀阀,具体地说是一种控制冷媒流量的微机电硅膨胀阀。
背景技术
目前,膨胀阀通常分为热力膨胀阀和电子膨胀阀两大类。热力膨胀阀通过感温介质探测制冷剂的温度,并转换为感温介质的压力来调节膨胀阀的开度和制冷剂的流量,调节幅度相对较小,时间滞后较大。电子膨胀阀则是通过电或磁传感器探测制冷剂的温度,并采用电动执行部件调节膨胀阀的开度和制冷剂的流量,调节范围大,反应迅速。当制冷、空调、热泵系统的制冷量或制热量调节幅度较大,或制冷温度、制热温度的变化范围较大时,一般需采用电子膨胀阀。
现时电子膨胀阀的电动执行部件通常为步进电机和电磁铁。采用步进电机为执行部件的电子膨胀阀控制精度高,但结构复杂;采用电磁铁为执行部件的电子膨胀阀结构相对简单,但控制精度低,且易于产生振荡。
发明内容
本发明的目的是提供一种由微机电平滑控制的硅膨胀阀,它不仅结构简单,加工方便,而且耐压密封性好,流量控制精确。
为达到上述目的,本发明采取以下的技术方案:
一种微机电硅膨胀阀,包括主阀体和阀芯,在主阀体内设有阀腔;所述阀芯密闭地安装于阀腔中,可在阀腔内上下运动;所述阀腔与设置于主阀体上的入口管和出口管连通;特别地,阀芯将阀腔分为互不相通的上腔和下腔;在上腔内设有用于将阀芯推向下方的上弹簧,在下腔内设有用于将阀芯推向上方的下弹簧;阀芯的上下运动控制入口管与出口管之间的流量;还包括一个安装在主阀体上的硅导流阀;所述硅导流阀为三口PDA装置,所述三口PDA装置通过入口导流管与入口管连通,通过出口导流管与出口管连通,通过导阀流道与所述上腔连通。
本发明的工作原理如下:阀芯在上弹簧和下弹簧的共同作用下,将达到平衡状态而停留于阀腔内的某一位置。由于阀芯将阀腔分为互不相通的上腔和下腔,在三口PDA装置的控制下,上腔的压力会相应增大或减少,于是此时阀芯在阀腔中的平衡位置也会随之而改变。阀芯平衡位置的改变将同时改变入口管与出口管之间的流量。因此,当三口PDA装置的控制信号反映蒸发器出口处的冷媒的过热度时,本发明可用于精确控制输入至蒸发器入口处的冷媒流量,从而提高蒸发器的效率和延长冷媒系统的寿命。
以上所述的三口PDA装置由三口PDA、防爆盖、电路板、导线和护盖构成;所述三口PDA与电路板导通,所述电路板与导线导通;所述防爆盖覆盖于三口PDA的外侧,所述护盖遮挡三口PDA以及所述电路板。
以上所述的入口导流管和入口副腔,出口导流管和出口副腔,可以在主阀体上一体制得,并以钢球封堵工艺孔。但钢球封堵的密封效果难以保证。于是,最好采用以下结构方式:入口导流管由入口导流通道、入口副腔和入口毛细管依次连通组成,入口导流通道在主阀体上直接制得,入口副腔与入口毛细管一体制成,入口副腔通过焊接方式与入口导流通道接驳,入口毛细管通过焊接的方式与入口管接驳;出口导流管由出口导流通道、出口副腔和出口毛细管依次连通组成,出口导流通道在主阀体上直接制得,出口副腔与出口毛细管一体制成,出口副腔通过焊接方式与出口导流通道接驳,出口毛细管通过焊接的方式与出口管接驳。
同样地,为获得较好的密封效果,主阀体上的阀腔最好通过堵头密封,所述堵头与主阀体之间采用螺纹连接。
本发明外形尺寸小、控制精度高、耐压密封效果好、使用寿命长、控制简单,是较为理想的硅膨胀阀。
附图说明
图1是实施例的结构示意图;
图2是图1的A-A向剖视图;
图3是图1的B-B向剖视图。
附图标记说明:1-主阀体;2-阀芯;3-入口管;4-出口管;5-上腔;6-下腔;7-上弹簧;8-下弹簧;9-导阀流道;10-圆台台阶;11-孔塞;12-阀芯腔;13-过液孔;14-入液腔;15-出液腔;16-入口导流通道;17-入口副腔;18-入口毛细管;19-出口导流通道;20-出口副腔;21-出口毛细管;22-过滤网;23-过滤网;24-三口PDA;25-防爆盖;26-电路板;27-导线;28-护盖;29-堵头;30-胶盖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。
如图1、图2、图3所示,本实施例的微机电硅膨胀阀由主阀体1、阀芯2、入口管3、入口导流管、出口管4、出口导流管以及作为硅导流阀的三口PDA装置构成。
在主阀体1内设有阀腔;阀芯2密闭地安装于阀腔中,可在阀腔内上下运动。阀腔与设置于主阀体1上的入口管3和出口管4连通。阀芯2将阀腔分为互不相通的上腔5和下腔6;在上腔5内设有用于将阀芯2推向下方的上弹簧7,在下腔6内设有用于将阀芯2推向上方的下弹簧8。在主阀体1上,还设有一个与上腔5连通的导阀流道9。
本实施例中,阀芯2采用以下结构方案:在阀芯2的上方设有凸出的用于对上弹簧7进行导向的圆台台阶10;在阀芯2的内部设有一个通过孔塞11封堵而形成的阀芯腔12;所述孔塞11的下部向阀芯腔12方向凹入而对下弹簧8进行导向;在阀芯2的表面设有与所述阀芯腔12连通的过液孔13。由于上腔5压力的改变会使阀芯2相应地上下运动,过液孔13与入口管3之间的连通面积以及过液孔13与出口管4之间的连通面积也会随之而改变,因此如本实施例结构的阀芯其上下运动可控制入口管3与出口管4之间的流量。本实施例的阀腔上还制有与入口管3相通的环槽状的入液腔14,以及与出口管4相通的环槽状的出液腔15,这样可增加过液孔13与入口管3之间、过液孔13与出口管4之间单位时间的流量,以提高膨胀阀的响应速度。
本实施例中,入口导流管由入口导流通道16、入口副腔17和入口毛细管18依次连通组成,入口导流通道16在主阀体1上直接制得,入口副腔17与入口毛细管18一体制成,入口副腔17通过焊接方式与入口导流通道16接驳,入口毛细管18通过焊接的方式与入口管3接驳;出口导流管由出口导流通道19、出口副腔20和出口毛细管21依次连通组成,出口导流通道19在主阀体1上直接制得,出口副腔20与出口毛细管21一体制成,出口副腔20通过焊接方式与出口导流通道19接驳,出口毛细管21通过焊接的方式与出口管4接驳。本实施例中,在入口副腔17内装有过滤网22,在出口副腔20内装有过滤网23。
三口PDA装置安装在主阀体1上,它是由多层硅晶片组成的作导阀之用的电子控制阀。本实施例的三口PDA装置由三口PDA24、防爆盖25、电路板26、导线27和护盖28构成。三口PDA24与电路板26导通,电路板26与导线27导通;防爆盖25覆盖于三口PDA24的外侧,护盖28遮挡三口PDA24以及电路板26。
三口PDA24上设有分别与入口导流通道16、出口导流通道19和导阀流道9相对应的接口。于是三口PDA24通过入口导流通道16、入口副腔17和入口毛细管18可与入口管3连通,通过出口导流通道19、出口副腔20和出口毛细管21可与出口管4连通,通过导阀流道9可直接与上腔5连通。
本实施例主阀体1上的阀腔通过堵头29密封,堵头29与主阀体1之间采用螺纹连接密封。另外,在主阀体1的上部还设有一个用于保护三口PDA装置以及入口毛细管和出口毛细管的胶盖30,导线27从胶盖30的顶部穿出。
本说明书列举的仅为本发明的较佳实施方式,凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换,均视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种微机电硅膨胀阀,包括主阀体和阀芯,在主阀体内设有阀腔;所述阀芯密闭地安装于阀腔中,可在阀腔内上下运动;所述阀腔与设置于主阀体上的入口管和出口管连通;其特征在于:阀芯将阀腔分为互不相通的上腔和下腔;在上腔内设有用于将阀芯推向下方的上弹簧,在下腔内设有用于将阀芯推向上方的下弹簧;阀芯的上下运动控制入口管与出口管之间的流量;还包括一个安装在主阀体上的硅导流阀;所述硅导流阀为三口PDA装置,所述三口PDA装置通过入口导流管与入口管连通,通过出口导流管与出口管连通,通过导阀流道与所述上腔连通。
2.如权利要求1所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:所述三口PDA装置由三口PDA、防爆盖、电路板、导线和护盖构成;所述三口PDA与电路板导通,所述电路板与导线导通;所述防爆盖覆盖于三口PDA的外侧,所述护盖遮挡三口PDA以及所述电路板。
3.如权利要求1所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:在阀芯的上方设有凸出的用于对上弹簧进行导向的圆台台阶;在阀芯的内部设有一个通过孔塞封堵而形成的阀芯腔;所述孔塞的下部向阀芯腔方向凹入而对下弹簧进行导向;在阀芯的表面设有与所述阀芯腔连通的过液孔。
4.如权利要求3所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:阀腔上还制有与入口管相通的环槽状的入液腔,以及与出口管相通的环槽状的出液腔。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:入口导流管由入口导流通道、入口副腔和入口毛细管依次连通组成,入口导流通道在主阀体上直接制得,入口副腔与入口毛细管一体制成,入口副腔通过焊接方式与入口导流通道接驳,入口毛细管通过焊接的方式与入口管接驳;出口导流管由出口导流通道、出口副腔和出口毛细管依次连通组成,出口导流通道在主阀体上直接制得,出口副腔与出口毛细管一体制成,出口副腔通过焊接方式与出口导流通道接驳,出口毛细管通过焊接的方式与出口管接驳。
6.如权利要求5所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:主阀体上的阀腔通过堵头密封,所述堵头与主阀体之间采用螺纹连接。
7.如权利要求5所述的一种微机电硅膨胀阀,其特征在于:在主阀体的上部还设有一个用于保护三口PDA装置以及入口毛细管和出口毛细管的胶盖。
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