CN102589206A - 制冷系统及其热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热力膨胀阀，包括上端设有气箱的阀体(1)，且所述气箱的内腔由膜片(21)分隔为上腔(22)和下腔(23)；所述阀体(1)的内腔中形成有与阀芯部件(3)配合的阀口(11)，且所述阀口(11)与所述阀芯部件(3)之间的密封线(31)或者密封面分隔所述阀体(1)的内腔为第一接口腔(12)和第二接口腔(13)；所述下腔(23)与所述平衡腔(14)连通，且所述平衡腔(14)均与所述第一接口腔(12)和所述第二接口腔(13)隔离密封。该热力膨胀阀的结构设计能够减小阀芯部件(3)受到的系统压差，从而提高阀芯部件的调节精度。此外，本发明还公开了一种包括该热力膨胀阀的热交换装置。

Description

制冷系统及其热力膨胀阀

技术领域

本发明涉及冷媒流体控制部件技术领域，特别涉及一种热力膨胀阀。此外，本发明还涉及一种包括该热力膨胀阀的制冷系统。

背景技术

热力膨胀阀是组成制冷系统的重要部件，是制冷系统四个基本部件中除去蒸发器、压缩机和冷凝器之外的另一基本部件。热力膨胀阀的主要作用是通过感应制冷系统中蒸发器出口端或压缩机吸入端的过热度来控制阀的开度大小，从而实现系统冷媒流量调节和节流降压的目的。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图。

该热力膨胀阀包括阀体1′，阀体1′的上端连接有包括气箱座2′4和气箱盖2′5的气箱，该气箱的内腔由膜片2′1分隔为上腔2′2和下腔2′3；如图1所示，上腔2′2通过充满有冷媒并通过毛细管4′1与感温包4′2连接，感温包4′2用于感受蒸发器出口端或者压缩机入口端的冷媒的过热度，并在上腔中产生一个温度压力P_b；同时，下腔2′3通过平衡管(图中未示出)与所述蒸发器出口端连通，从而在下腔2′3中产生一个蒸发压力P_o。

此外，如图1所示，阀体1′的内腔中形成有阀口1′1，该阀口1′1配合有阀芯3′1，阀芯3′1的上端连接有传动杆3′2，该传动杆3′2的连接有位于下腔的传动片3′3；需要说明的是，在本现有技术中，阀芯3′1、传动杆3′2和下文所述的导向球3′4合称为阀芯部件，因而本现有技术中阀芯部件为一种分体部件；阀芯3′1的外部套装有导向环7′，该导向环7′以下的腔体为平衡腔1′4，平衡腔1′4中设有支撑阀芯3′1的弹簧6′，该弹簧6′给阀芯3′1一个向上的弹力P_t。

以阀芯3′1和传动杆3′2作为受力分析对象，阀芯3′1和传动杆3′2受到一个向上的弹力P_t，同时会受到传动片3′3给予的向下的推力，该推力由膜片2′1推动传动片3′3形成，因而该推力亦即使得膜片2′1向下运动的力，亦即P_b-P_o；当阀芯3′1处于平衡状态时，P_b-P_o＝P_t，亦即P_b＝P_o+P_t，当蒸发器出口端的温度过高时，P_b增大，从而推动阀芯3′1向下运动，从而增大冷媒的流量；当蒸发器出口端的温度过低时，P_b减小，从而推动阀芯3′1向上运动，从而减小冷媒的流量。

然而，如图1所示，在实际工作过程中，阀芯3′1除了会受到上述温度压力P_b、蒸发压力P_o和弹簧弹力P_t之外，还会受到第一接口腔1′2中冷媒产生的使阀芯3′1开启的压力和第二接口腔1′3中使阀芯3′1关闭的压力，该两个压力的差值产生一个系统压差；对于小容量阀或者低压制冷系统而言，该系统压差的对阀芯3′1的影响基本可以忽略不计，但是对于大容量阀或者高压制冷系统而言，该系统压差的对阀芯3′1的影响很大，从而严重影响着阀芯3′1的调节精度。

有鉴于此，如图1所示，阀芯3′1开设通孔3′11连通第一接口腔1′2和平衡腔1′4，该通孔3′11的下端配合有导向球3′4，该导向球3′4与通孔3′11之间具有间隙，从而使得两个腔室的压力相等，同时使得第一接口腔1′2中的第二承压面S′2与平衡腔1′4中的第一承压面S′1的受力面积相等，由于第一承压面S′1和第二承压面S′2的受力方向相反，因而第一接口腔1′2中的冷媒对阀芯3′1产生的压力相互抵消；如图2所示，第二接口腔1′3中设有受力方向相反的第三承压面S′3和第四承压面S′4，由于该两个承压面的受力面积相等，因而第二接口腔1′3中的冷媒对阀芯3′1产生的压力相互抵消。因而，冷媒无论由第一接口腔1′2流向第二接口腔1′3，还是由第二接口腔1′3流向第一接口腔1′2，系统压差基本为零，因而热力膨胀阀可以实现双向平衡流动。

虽然，图1所示的热力膨胀阀可以实现双向平衡流动，但是这种平衡仅仅是一种基本平衡，系统压差并没有完全为零，并没有实现完全平衡。具体地，如图1所示，由于传动片3′3与传动杆3′2之间的连接是一种间隙连接，因而下腔2′3中冷媒的压强作用于传动杆3′2的上端面上，进而给阀芯3′1一个向下的作用力，该作用力的存在使得系统压差并不能完全为零，因而仍然会对阀芯3′1的调节精度造成影响。

需要说明的是，当传动片3′3与传动杆3′2之间是一种完成密封连接，二者之间没有间隙时，此时以传动片3′3、传动杆3′2和阀芯3′1三者整体作为受力分析对象，此时传动片3′3顶面仍然会受到下腔2′3中的冷媒压强产生的一个向下的作用力，该作用力的受力面积亦即传动杆3′2与传动片3′3之间的密封面积，亦即传动杆3′2的上端面的面积，进而阀芯3′1仍然会受到一个向下的作用力，该作用力的存在使得系统压差并不能完全为零，仍然会对阀芯3′1的调节精度造成影响。

此外，图1中所示的热力膨胀阀还存在如下缺陷：

第一，传动杆3′2、阀芯3′1和导向球3′4分别设置，零件多，导致轴向尺寸公差累计较大，从而降低了热力膨胀阀的调节精度和性能，同时装配也比较麻烦；

第二，平衡腔1′4与第一接口腔1′2连通，当第一接口腔1′2是高压端时，平衡腔1′4内压强高，导致密封要求较高，同时也增大了泄漏的风险；

第三，在较小的阀芯3′1上设置通孔3′11，加工比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种热力膨胀阀，该热力膨胀阀的结构设计能够减小阀芯部件受到的系统压差，从而提高阀芯部件的调节精度。此外，本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括该热力膨胀阀的制冷系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种热力膨胀阀，包括上端设有气箱的阀体，且所述气箱的内腔由膜片分隔为上腔和下腔；所述阀体的内腔中设有阀芯部件和与所述阀芯部件配合的阀口，所述阀体的下端部还设有平衡所述阀芯部件的平衡腔；所述阀芯部件的上端部设于所述下腔中，其下端部设于所述阀体的平衡腔中；所述平衡腔与所述下腔连通，且与所述阀体的内腔隔离密封。

优选地，所述阀芯部件的上端部承受所述下腔内压力的上承压面与所述阀芯部件的下端部承受所述平衡腔内压力的下承压面在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。

优选地，当所述阀芯部件与所述阀口闭合时，所述阀口与所述阀芯部件之间的密封线或密封面分隔所述阀体的内腔为第一接口腔和第二接口腔；在所述第一接口腔内所述阀芯部件的侧壁上开设有受力方向相反的第一承压面和第二承压面。

优选地，所述第一承压面与所述第二承压面在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。

优选地，在所述第二接口腔内所述阀芯部件的侧壁上开设有受力方向相反的第三承压面和第四承压面。

优选地，所述第三承压面与所述第四承压面在垂直于所述阀芯部件轴线的平面内的投影面积基本相等。

优选地，所述阀芯部件设有密封所述阀口的倾斜密封面，当所述阀芯部件与所述阀口闭合时，所述阀芯部件与所述阀口之间的密封线分隔所述倾斜密封面为处于所述第一接口腔中的所述第二承压面和处于所述第二接口腔中的所述第三承压面。

优选地，所述平衡腔与蒸发器的出口端连通。

优选地，所述阀体上设有与所述下腔连通的导通孔，所述导通孔通过设于所述阀体外部的第一毛细管与所述平衡腔连通。

优选地，所述阀体的侧壁开设有与所述导通孔连通的第一安装孔，及与所述平衡腔连通的第二安装孔；所述第一毛细管的一端设于所述第一安装孔中，其另一端设于所述第二安装孔中。

优选地，所述气箱包括与所述阀体连接的气箱座，所述气箱座朝上或者朝下时所述第一安装孔与所述第二安装孔均以其内端向下外端向上的方式倾斜设置。

优选地，所述第一安装孔的轴线与所述第二安装孔的轴线与所述阀体的轴线的夹角相同。

优选地，所述气箱包括与所述阀体连接的气箱座，所述气箱座朝上或者朝下时所述阀体的侧壁上设有上端向内下端向外的斜面，所述第一毛细管附着于该斜面上。

优选地，所述阀体的侧壁上设有毛细管槽，所述第一毛细管设于所述毛细管槽中。

优选地，所述导通孔的下方连通有一体加工形成的连接孔，所述连接孔直接与所述平衡腔连通。

优选地，所述阀芯部件的上承压面间隙连接有传动片，所述阀芯部件沿轴向开设有阀芯部件通孔，所述下腔通过所述阀芯部件通孔与所述平衡腔连通。

优选地，所述阀体的上端部设有环形腔，所述环形腔内设有弹性部件，所述弹性部件的底端支撑于所述环形腔的底壁或者第一弹簧座上，其顶端支撑与所述阀芯部件连接的传动片。

优选地，所述环形腔进一步通过第一毛细管与所述平衡腔连通。

优选地，所述阀体下端部的内腔中设有套于所述阀芯部件外部的导向部件，所述平衡腔通过所述导向部件及设于导向部件上的密封件与所述第二接口腔隔离密封；所述平衡腔的下部开口螺纹连接有阀帽，且所述阀帽支撑所述导向部件。

优选地，在所述平衡腔内所述阀芯部件下端部的外部设有便于夹具夹持的夹紧沟槽。

此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种制冷系统，包括蒸发器；所述热交换装置还包括上述任一项所述的热力膨胀阀，所述上腔通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接，所述下腔通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通。

在现有技术的基础上，本发明所提供的热力膨胀阀的气箱的下腔与所述平衡腔连通，且所述平衡腔均与所述阀体的内腔隔离密封。由于下腔与平衡腔连通，因而下腔和平衡腔中的压强相等，因而当阀芯部件上承压面和阀芯部件下承压面在垂直于阀芯部件轴线的平面内的投影面积相等时，下腔中冷媒和平衡腔中的冷媒给阀芯部件的作用力大小相等，方向相反，因而互相抵消，从而有效减少了阀芯部件受到的系统压差。需要说明的是，即使当阀芯部件的上承压面和阀芯部件下承压面在垂直于阀芯部件轴线的平面内的投影面积不相等时，但是由于两个腔体中的压强相等，因而相对于现有技术，该种结构设计也能减少阀芯部件受到的系统压差。

综上所述，本发明所提供的热力膨胀阀能够减小阀芯部件受到的系统压差，从而提高阀芯部件的调节精度。

此外，本发明所提供的包括上述热力膨胀阀的制冷系统，其技术效果与上述热力膨胀阀的技术效果基本相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图；

图2为本发明第一种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图3为图2中热力膨胀阀的侧视图；

图4为本发明第二种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图5为图4中热力膨胀阀的侧视图；

图6为本发明第三种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图7为本发明第四种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图8为图7中热力膨胀阀的侧视图；

图9为本发明第五种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图10为图9中热力膨胀阀的侧视图；

图11为本发明第六种实施例中热力膨胀阀的第一毛细管安装结构示意图；

图12为本发明第七种实施例中热力膨胀阀的第一毛细管安装结构示意图；

图13为本发明第八实施例中热力膨胀阀的结构示意图；

图14为图13中热力膨胀阀的侧视图；

图15-1为图1至图10中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图；

图15-2为图15-1中阀芯部件的俯视图；

图15-3为图15-1中阀芯部件的仰视图；

图15-4为图15-1中阀芯部件AA向剖视图；

图15-5为图15-1中阀芯部件BB向剖视图；

图15-6为图15-1中阀芯部件CC向剖视图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1′阀体；1′1阀口；1′2第一接口腔；1′3第二接口腔；1′4平衡腔；

2′1膜片；2′2上腔；2′3下腔；2′4气箱座；2′5气箱盖；

3′1阀芯；3′11通孔；3′2传动杆；3′3传动片；3′4导向球；

S′1第一承压面；S′2第二承压面；S′3第三承压面；S′4第四承压面；

4′1毛细管；4′2感温包；6′弹簧；7′导向环。

图2至图12中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1阀体；11阀口；12第一接口腔；13第二接口腔；14平衡腔；15导通孔；151连接孔；16外平衡接头；17第一安装孔；18第二安装孔；19斜面；

21膜片；22上腔；23下腔；24气箱座；25气箱盖；

3阀芯部件；31密封线；32传动片；33阀芯部件通孔；34夹紧沟槽；35密封件；36上段；37中段；38下段；S1第一承压面；S2第二承压面；S3第三承压面；S4第四承压面；S5上承压面；S6下承压面；

41第一毛细管；42第二毛细管；43毛细管槽；5环形腔；

6弹性部件；61第一弹簧座；62第二弹簧座；63第三弹簧座；

7导向部件；71密封件；72卡簧；

81阀帽；82调节座；83调节杆。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种热力膨胀阀，该热力膨胀阀的结构设计能够减小阀芯部件受到的系统压差，从而提高阀芯部件的调节精度。此外，本发明另一个核心为提供一种包括该热力膨胀阀的制冷系统。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

首先，需要说明的是，本文所述的“上、下、左、右”均是以附图所示位置作为参照，因而不能作为对本发明保护范围的限制。

请参考图2、图3、图15-1、图15-2、图15-3、图15-4、图15-5和图15-6，图2为本发明第一种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；图3为图2中热力膨胀阀的侧视图；图15-1为图1至图10中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图；图15-2为图15-1中阀芯部件的俯视图；图15-3为图15-1中阀芯部件的仰视图；图15-4为图15-1中阀芯部件AA向剖视图；图15-5为图15-1中阀芯部件BB向剖视图；图15-6为图15-1中阀芯部件CC向剖视图。

在本发明的基础技术方案中，如图2所示，热力膨胀阀包括阀体1，该阀体1的上端部设有气箱，该气箱包括气箱座24和气箱盖25，并且气箱中设有膜片21，该膜片21将气箱的内腔分隔为上腔22和下腔23；具体地，如图2所示，上腔22通过第二毛细管42与感温部件(图中未示出)连接，感温部件设于蒸发器出口端或者压缩机入口端，用于感受此此处冷媒的温度，并在上腔中产生一个温度压力P_b；如图3所示，下腔23通过导通孔15与外平衡接头16连通，该外平衡接头16进一步通过平衡管与蒸发器出口端或者压缩机入口端连通，从而在下腔中产生一个蒸发压力Po。

此外，如图2所示，阀体1的内腔中设有形成有阀口11，该阀口11配合有阀芯部件3，当阀芯部件3与阀口11闭合时，即膨胀阀关闭时，阀口11与阀芯部件3之间的密封线31(本领域的技术人员应该可理解的是，即阀芯部件3与阀口11的接触部位，也可以称为密封面)分隔阀体1的内腔为第一接口腔12和第二接口腔13(需要说明的是，在本发明中，阀体1的内腔的内涵仅包括第一接口腔12和第二接口腔13)，并且阀芯部件3的上端设于下腔23中，其下端设于阀体1的平衡腔14中。如图2所示，平衡腔14通过导向部件7及设于其上的密封件71与第二接口腔13隔离密封，导向部件通过卡簧72支撑定位，并且平衡腔14中设有弹性部件6(需要说明的是，如图9和图10所示，该弹性部件6也可以设有阀体1的上端部的环形腔5中)，该弹性部件6部件给予阀芯部件3一个向上的弹力P_t。

以阀芯部件3作为受力分析对象，阀芯部件3受到一个向上的弹力P_t，同时会受到传动片32给予的向下的推力，该推力由膜片21推动传动片32形成，因而该推力亦即使得膜片21向下运动的力，亦即P_b-P_o；当阀芯部件3处于平衡状态时，P_b-P_o＝P_t，亦即P_b＝P_o+P_t，当蒸发器出口端的温度过高时，P_b增大，从而推动阀芯部件3向下运动，从而增大冷媒的流量；当蒸发器出口端的温度过低时，P_b减小，从而推动阀芯部件3向上运动，从而减小冷媒的流量。

在上述现有技术的基础上，本发明所提供的热力膨胀阀的气箱的下腔23与平衡腔14连通，且平衡腔14均与第一接口腔12和第二接口腔13隔离密封。由于下腔23与平衡腔14连通，因而下腔23和平衡腔14中的压强相等，因而如图15-1、图15-2和图15-3所示，当阀芯部件3的上承压面S5在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS5和阀芯部件3的下承压面S6在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS6基本相等时，下腔23中冷媒和平衡腔14中的冷媒给阀芯部件3的作用力大小相等，方向相反，因而互相抵消，从而有效减少了阀芯部件3受到的系统压差。此外，即使当阀芯部件3的上承压面S5和阀芯部件3的下承压面S6在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积不相等时，但是由于两个腔体中的压强相等，因而相对于现有技术，该种结构设计也能减少阀芯部件受到的系统压差。需要说明的是，在本文中，凡涉及到的“投影面积基本相等”，其内涵为除了包括完全相等的情况外，还包括左右偏差正负5％的的情况。

需要说明的是，在本基础技术方案中，本发明关注的重点在于下腔23和平衡腔14是否连通，而不在于下腔23和平衡腔14以何种结构连通，因而任一种结构设计，只要能够使得下腔23和平衡腔14连通，就均应该在本发明的保护范围之内，此其一。其二，在本基础技术方案中，本发明对于阀芯部件3的结构不作限制，该阀芯部件3既可以为前文现有技术中的分体部件，包括阀芯3′1和传动杆3′2，亦可以为本发明图2和图3中的一体部件，当然也可以为其他类型的结构；其三，在本基础技术方案中，本发明对于热力膨胀阀是否具有下文的第一承压面S1、第二承压面S2、第三承压面S3和第四承压面S4不作限制，只要下腔23和平衡腔14连通，无论热力膨胀阀是否具有上述四个承压面，就均应该在本发明的保护范围之内。

在上述基础技术方案中，可以作出进一步改进。比如，请参考图2，在第一接口腔12内阀芯部件3的侧壁上开设第一承压面S1和第二承压面S2，该两个承压面受力方向相反，并且如图15-4和图15-5所示，第一承压面S1在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS1与第二承压面S2在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS2基本相等。又由于第一承压面S1和第二承压面S2承受的压强相等，因而第一接口腔12内冷媒给予阀芯部件3的系统压力可以相互抵消。需要说明的是，当第一承压面S1与第二承压面S2在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积不相等时，此时阀芯部件3受到的第一接口腔12内的冷媒压力也可以部分抵消，因而也能降低阀芯部件3受到的系统压差。

如图1所示的现有技术中，第一承压面S′1设于平衡腔1′4中，并且阀芯3′1开设有通孔3′11将两个腔体导通，因而导致阀体部件需要采用分体结构，包括阀芯3′1、传动杆3′2和导向球3′4，零部件多，导致轴向尺寸公差累计较大，此其一；其二，平衡腔1′4与第一接口腔1′2连通，当第一接口腔1′2是高压端时，平衡腔1′4内压强高，导致密封要求较高，同时也增大了泄漏的风险；其三，在较小的阀芯3′1上设置通孔3′11，加工比较困难。

而在本发明中，第一承压面S1和第二承压面S2均开设于第一接口腔12中，因而无须在阀芯部件3上开设通孔，进而无须采用导向球和传动杆的设置，因而阀芯部件3可以采用一体结构，零部件只有一个，从而保证了轴向尺寸公差，提高了调节精度；其二，阀芯部件3上无须开设通孔，因而平衡腔14不与第一接口腔12连通，因而当第一接口腔12是高压端时，平衡腔14内的压强较低，密封要求较低，进而减少了泄漏的风险；其三，省却了在阀芯部件3上开设通孔的加工工艺，使得加工变得方便，降低了加工成本。

在上述基础技术方案中，还可以作出进一步改进。比如，如图2所示，在第二接口腔13内阀芯部件3的侧壁上开设有第三承压面S3和第四承压面S4，该两个承压面受力方向相反，并且如图15-5和图15-6所示，第三承压面S3在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS3与第四承压面S4在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积ΔS4基本相等。又由于第三承压面S3和第四承压面S4承受的的压强相等，因而第二接口腔13内冷媒给予阀芯部件3的系统压力可以相互抵消。需要说明的是，当第三承压面S3与第四承压面S4在垂直于阀芯部件3轴线的平面内的投影面积不相等时，此时阀芯部件3受到的第二接口腔13内的冷媒压力也可以部分抵消，因而也能降低阀芯部件3受到的系统压差。

具体地，在上述基础技术方案中，当阀芯部件3关闭时，若冷媒从第一接口腔12流向第二接口腔13，此时，第一承压面S1和第二承压面S2承受的压强相等，方向相反；第三承压面S3和第四承压面S4不承受冷媒的压力；同时，阀芯部件3的上承压面S5和下承压面S6也不承受冷媒的压力，又由于第一承压面S1和第二承压面S2的受力面积相等，因而此时阀芯部件3受到的系统冷媒的压力达到平衡，阀芯部件3不受系统冷媒压力的波动影响。同理，当阀芯部件3关闭时，若冷媒从第二接口腔13流向第一接口腔12，其分析过程与上述过程基本相反，阀芯部件3受到的系统冷媒的压力达到平衡，阀芯部件3不受系统冷媒压力的波动影响。

当阀芯部件3开启后，若冷媒从第一接口腔12流向第二接口腔13，此时第一承压面S1和第二承压面S2承受的是高压流体压强，并方向相反；第三承压面S3和第四承压面S4承受的是节流后的低压流体压强，并方向相反；阀芯部件3的上承压面S5和下承压面S6承受的是蒸发器出口端的流体压强，并方向相反；由于第一承压面S1和第二承压面S2的受力面积相等，第三承压面S3和第四承压面S4的受力面积相等，阀芯部件3的上承压面S5和下承压面S6的受力面积相等，因而阀芯部件3受到的系统冷媒的压力达到平衡，阀芯部件3不受系统冷媒压力波动的影响。同理，当阀芯部件3开启时，若冷媒从第二接口腔13流向第一接口腔12，其分析过程与上述过程基本相反，阀芯部件3受到的系统冷媒的压力达到平衡，阀芯部件3不受系统冷媒压力的波动影响。

综上所述，本发明所提供的热力膨胀阀可以实现双向平衡流动，并且区别于现有技术中的平衡仅是一种基本平衡，本发明中的平衡是一种完全平衡。

在上述基础技术方案中，可以具体设定下腔23和平衡腔14之间的连通结构。具体地，请同时参考图3、图4和图5，图4为本发明第二种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；图5为图4中热力膨胀阀的侧视图。

如图3和图5所示，阀体1设有与下腔23连通的导通孔15，导通孔15连接有外平衡接头16，该外平衡接头16进一步通过平衡管与蒸发器出口端连通，从而实现下腔23与蒸发器出口端之间的连通；在此基础上，导通孔15进一步与平衡腔14连通。该中结构设计利用了现有的导通孔15设计，因而使得下腔23与平衡腔14之间的连通结构变得简便。

具体地，如图5所示，导通孔15的下方连通有一体加工形成的连接孔151，连接孔151直接与平衡腔14连通。在该种结构设计中，导通孔15与连接孔151在同道工序中一体加工形成，亦即将连接孔151直接打穿到平衡腔14，从而实现下腔23与平衡腔14之间的连通。显然，该种结构设计进一步简化了下腔23与平衡腔14之间的连通结构，降低了加工成本。

此外，在导通孔15的基础上，还可以采用另一种连通结构。比如，如图3所示，导通孔15的下方连通有一体加工形成的连接孔151，连接孔151通过设于阀体1外部的第一毛细管41与平衡腔14连通。在图5所示的述技术方案中，连接孔151直接打穿到平衡腔14的结构，虽然连通结构非常简单，但是由于轴向尺寸较大，并且孔径较小，导致加工起来较为困难。而在图3所示的技术方案中，连接孔151并不打穿到平衡腔14，而是进一步通过第一毛细管41与平衡腔14连通，因而使得连接孔151的加工变得容易。

在上述连通结构的基础上，还可以作出进一步改进。请参考图11和图12，图11为本发明第六种实施例中热力膨胀阀的第一毛细管安装结构示意图；图12为本发明第七种实施例中热力膨胀阀的第一毛细管安装结构示意图。

具体地，阀体1的侧壁开设有与连接孔151连通的第一安装孔17，及与平衡腔14连通的第二安装孔18；第一毛细管41的一端设于第一安装孔17中，其另一端设于第二安装孔18中。

进一步地，如图11所示，当气箱座24在下、阀体1在上或者阀体1在上、气箱座24在下时，第一安装孔17与第二安装孔18均以其内端向下外端向上的方式倾斜设置。该种结构设计可以便于第一毛细管41挂于第一安装孔17和第二安装孔18中，防止其脱落，从而便于第一毛细管41与阀体1之间的装配。具体地，如图11所示，第一安装孔17的轴线与第二安装孔18的轴线与阀体1的轴线的夹角分别为α和β，并且两个夹角可以相等。

此外，如图12所示，当气箱座24在下、阀体1在上或者阀体1在上、气箱座24在下时，阀体1的侧壁上均设有上端向内下端向外的斜面19，如图2所示，该斜面与阀体轴线的夹角为θ，第一毛细管41附着于该斜面19上。该斜面19的结构设计可以对第一毛细管41形成支撑，从而防止其从第一安装孔17和第二安装孔18中脱落。

进一步地，如图11和图12所示，阀体1的侧壁上可以设有毛细管槽43，第一毛细管41设于毛细管槽43中，该毛细管槽43可以对第一毛细管41起到保护作用，从而防止第一毛细管41受到损坏。

请参考图6，图6为本发明第三种实施例中热力膨胀阀的结构示意图。

在该实施例中，阀芯部件3的上承压面S5与传动片32为间隙连接；在此基础上，阀芯部件3沿轴向开设有阀芯部件通孔33，下腔23通过阀芯部件通孔33与平衡腔14连通。显然，该种结构设计也能实现连通下腔23和平衡腔14的目的。

请参考图9和图10，图9为本发明第五种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；图10为图9中热力膨胀阀的侧视图。

在上述任一种技术方案的基础上，还可以作出进一步改进。比如，可以将弹性部件6设于阀体1的上端部。具体地，如图9和图10所示，阀体1的上端部设有环形腔5，该环形腔5与下腔23连通；环形腔5内设有弹性部件6，弹性部件6的底端支撑于环形腔5的底壁上，其顶端支撑与阀芯部件3连接的传动片32。如图9和图10所示，该种结构设计使得弹性部件6通过环形腔5套装于阀芯部件3的外部，因而相对于本发明其他实施例中的热力膨胀阀，减少了阀芯部件3与弹性部件6装配的轴向尺寸，进而减少了热力膨胀阀的轴向尺寸，实现了热力膨胀阀体积小型化的目的。

进一步地，在上述实施例中，环形腔5进一步通过第一毛细管41与平衡腔14连通，从而实现了下腔23与平衡腔14之间的连通。该种结构设计避免了连接孔151的结构设计，因而连通结构变得简单。

此外，如图9和图10所示，环形腔5的底壁上设有支撑弹性部件6的第一弹簧座61，显然通过装配不同厚度的第一弹簧座61，可以调节弹性部件6的弹力，进而可以调整热力膨胀阀的过热度。

如图9和图10所示，阀体1下端部的内腔中设有套于阀芯部件3外部的导向部件7，平衡腔14通过导向部件7及设于导向部件7上的密封件71与第二接口腔13隔离密封；平衡腔14的下部开口螺纹连接有阀帽81，且阀帽81支撑导向部件7。通过阀帽81直接支撑定位导向部件7，可以避免再设置支撑定位导向部件7的卡簧72，因而减少了零部件，降低了零部件支出成本和装配成本。

再者，如图9和图10所示，在平衡腔14内阀芯部件3下端部的外部设有便于夹具夹持的夹紧沟槽34。该夹紧沟槽34与阀体1下承压面平齐或者基本平齐，或者高于阀体1的下承压面，从而方便夹具装夹。夹具装夹后，可以往开阀方向压缩弹性部件6，可以方便膜片21、气箱盖25等组件进行焊接装配。

请参考图7和图8，图7为本发明第四种实施例中热力膨胀阀的结构示意图；图8为图7中热力膨胀阀的侧视图。

该种实施例与图2和图3所示的技术方案基本相同，所不同的是：弹性部件6直接由阀帽81支撑，因而弹性部件6不可调。由于弹性部件6不可调，因而热力膨胀阀的过热度不可调。

而在图2、图4和图6所示的技术方案中，阀体1的下端部装配有调节座82，该调节座82中设有调节杆83，该调节杆83的上端部螺纹连接有第二弹簧座62，该第二弹簧座62支撑弹性部件6，弹性部件6的上端进一步通过第三弹簧座63支撑阀芯部件3，调节座82的下端配合有阀帽81。正反两个方向旋转调节杆83，可以旋紧或者放松弹性部件6，从而调节热力膨胀阀的过热度。

请参考图13和图14，图13为本发明第八实施例中热力膨胀阀的结构示意图；图14为图13中热力膨胀阀的侧视图。

在此实施例中，如图13和图14所示，阀芯部件3为分体结构，包括上段36、中段37和下段38。当然，进一步地，传动片32和上段36可以为一体结构，此时传动片32可以认为是阀芯部件3的一部分。

在此需要说明的是，在上述任一种实施例中，上承压面S5均为在密封件35所在位置阀芯部件3的垂直于其轴线的横截面；下承压面S6均为在密封件71所在位置阀芯部件3的垂直于其轴线的横截面；如图13和图14所示，上承压面S5亦为密封件35所在位置上段36垂直于其轴线的横截面，下承压面S6亦为密封件71所在位置下段38垂直于其轴线的横截面。

此外，需要说明的是，如图15-1、图15-2和图15-3所示，由于阀芯部件3的上端面在垂直于其轴线的平面内的投影面积等于密封件35所在位置阀芯部件3的垂直于其轴线的横截面的面积，因而此时上承压面S5亦即为阀芯部件3的上端面，由于阀芯部件3的下端面在垂直于其轴线的平面内的投影面积等于密封件71所在位置阀芯部件3的垂直于其轴线的横截面的面积，因而此时下承压面S6亦即为阀芯部件3的下端面。

此外，本发明还提供一种制冷系统，包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器；所述热力膨胀阀为上述任一种实施例中的热力膨胀阀，上腔22通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接，所述下腔23通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通；该制冷系统具体可以为热泵或者空调，所述制冷系统的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

以上对本发明所提供的制冷系统及其热力膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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 (21)

1.一种热力膨胀阀，包括上端设有气箱的阀体(1)，且所述气箱的内腔由膜片(21)分隔为上腔(22)和下腔(23)；所述阀体(1)的内腔中设有阀芯部件(3)和与所述阀芯部件(3)配合的阀口(11)，所述阀体(1)的下端部还设有平衡所述阀芯部件(3)的平衡腔(14)；所述阀芯部件(3)的上端部设于所述下腔(23)中，其下端部设于所述阀体(1)的平衡腔(14)中；其特征在于，所述平衡腔(14)与所述下腔(23)连通，且与所述阀体(1)的内腔隔离密封。

2.如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯部件(3)的上端部承受所述下腔(23)内压力的上承压面(S5)与所述阀芯部件(3)的下端部承受所述平衡腔(14)内压力的下承压面(S6)在垂直于所述阀芯部件(3)轴线的平面内的投影面积基本相等。

3.如权利要求1或2所述的热力膨胀阀，其特征在于，当所述阀芯部件(3)与所述阀口(11)闭合时，所述阀口(11)与所述阀芯部件(3)之间的密封线(31)或密封面分隔所述阀体(1)的内腔为第一接口腔(12)和第二接口腔(13)；在所述第一接口腔(12)内所述阀芯部件(3)的侧壁上开设有受力方向相反的第一承压面(S1)和第二承压面(S2)。

4.如权利要求3所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一承压面(S1)与所述第二承压面(S2)在垂直于所述阀芯部件(3)轴线的平面内的投影面积基本相等。

5.如权利要求3所述的热力膨胀阀，其特征在于，在所述第二接口腔(13)内所述阀芯部件(3)的侧壁上开设有受力方向相反的第三承压面(S3)和第四承压面(S4)。

6.如权利要求5所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第三承压面(S3)与所述第四承压面(S4)在垂直于所述阀芯部件(3)轴线的平面内的投影面积基本相等。

7.如权利要求5所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯部件(3)设有密封所述阀口(11)的倾斜密封面，当所述阀芯部件(3)与所述阀口(11)闭合时，所述阀芯部件(3)与所述阀口(11)之间的密封线(31)分隔所述倾斜密封面为处于所述第一接口腔(12)中的所述第二承压面(S2)和处于所述第二接口腔(13)中的所述第三承压面(S3)。

8.如权利要求1至7任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述平衡腔(14)与蒸发器的出口端连通。

9.如权利要求8所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)上设有与所述下腔(23)连通的导通孔(15)，所述导通孔(15)通过设于所述阀体(1)外部的第一毛细管(41)与所述平衡腔(14)连通。

10.如权利要求9所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)的侧壁开设有与所述导通孔(15)连通的第一安装孔(17)，及与所述平衡腔(14)连通的第二安装孔(18)；所述第一毛细管(41)的一端设于所述第一安装孔(17)中，其另一端设于所述第二安装孔(18)中。

11.如权利要求10所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述气箱包括与所述阀体(1)连接的气箱座(24)，所述气箱座(24)朝上或者朝下时所述第一安装孔(17)与所述第二安装孔(18)均以其内端向下外端向上的方式倾斜设置。

12.如权利要求11所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一安装孔(17)的轴线和所述第二安装孔(18)的轴线与所述阀体(1)的轴线的夹角基本相同。

13.如权利要求10所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述气箱包括与所述阀体(1)连接的气箱座(24)，所述气箱座(24)朝上或者朝下时所述阀体(1)的侧壁上均设有上端向内下端向外的斜面(19)，所述第一毛细管(41)附着于该斜面(19)上。

14.如权利要求9至13任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)的侧壁上设有毛细管槽(43)，所述第一毛细管(41)设于所述毛细管槽(43)中。

15.如权利要求8所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导通孔(15)的下方连通有一体加工形成的连接孔(151)，所述连接孔(151)直接与所述平衡腔(14)连通。

16.如权利要求1至7任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯部件(3)的上承压面(S5)间隙连接有传动片(32)，所述阀芯部件(3)沿轴向开设有阀芯部件通孔(33)，所述下腔(23)通过所述阀芯部件通孔(33)与所述平衡腔(14)连通。

17.如权利要求1至7任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)的上端部设有与下腔(23)连通的环形腔(5)，所述环形腔(5)内设有弹性部件(6)，所述弹性部件(6)的底端支撑于所述环形腔(5)的底壁或者第一弹簧座(61)上，其顶端支撑与所述阀芯部件(3)连接的传动片(32)。

18.如权利要求17所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述环形腔(5)进一步通过第一毛细管(41)与所述平衡腔(14)连通。

19.如权利要求17所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)下端部的内腔中设有套于所述阀芯部件(3)外部的导向部件(7)，所述平衡腔(14)通过所述导向部件(7)及设于导向部件(7)上的密封件(71)与所述第二接口腔(13)隔离密封；所述平衡腔(14)的下部开口螺纹连接有阀帽(81)，且所述阀帽(81)支撑所述导向部件(7)。

20.如权利要求19所述的热力膨胀阀，其特征在于，在所述平衡腔(14)内所述阀芯部件(3)下端部的外部设有便于夹具夹持的夹紧沟槽(34)。

21.一种制冷系统，包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器；其特征在于，所述热力膨胀阀为如权利要求1至20任一项所述的热力膨胀阀，所述上腔(22)通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接，所述下腔通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通。

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