CN102692106A - 一种减振消噪的热力膨胀阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减振消噪的热力膨胀阀，包括阀体(1)、动力头(2)、顶杆套(3)、顶杆(4)、钢珠阀芯(5)、阀芯托座(51)、阻尼夹(6)、弹簧(7)、调节螺帽(8)、O型圈。本发明采用在顶杆垂直穿过阀体的气道的位置设置一个尼龙质的顶杆套，隔离气道的制冷剂气流通过对顶杆产生径向振动影响钢珠阀芯的开度；在阀体的阀芯孔中设置一个连接阀芯托座并与阀芯孔孔壁弹性接触的阻尼夹，利用阻尼夹与阀芯孔的摩擦阻尼来迟滞钢珠阀芯的开度响应运动，错开热力膨胀阀的流量调节响应频率与汽车的振场频率的峰值相位，避免发生共振的技术方案，使汽车空调系统的运行达到了消除共振振动和噪音的目的。
Description
技术领域
本发明涉及制冷系统的热力膨胀阀，具体是指用于汽车空调系统，自动调节制冷剂流量的一种减振消噪的热力膨胀阀。
背景技术
车用空调系统的异常振动噪声，一直困扰着整个空调界，是目前顾客投诉较多的问题之一。由于汽车空调系统工作在汽车复杂的振动场中，如发动机的振动，汽车的振场与汽车空调系统的热力膨胀阀的流量调节响应振动形成了谐振，即所谓产生共振，导致了整个汽车空调系统的运行发生剧烈的共振振动和噪音。
现有技术的采用多种技术方案以期通过对热力膨胀阀的改进解决系统的共振噪音问题，诸如采取在热力膨胀阀中增大弹簧预紧力、增加密封圈的截面直径、增加顶板重量、减小阀芯球的直径等措施，由于上述方案的措施都过于单一，所以减振消噪效果并不明显。例如，上述增加顶板重量的方案，仅仅依靠增加顶板重量来使膨胀阀在工作时传动杆的轴向运动稍稍滞后，以期避开汽车发动机的固有振动频率，达到错峰减振的效果，但由于汽车的振场是漂移变化的，并非是固有的频率，加之传动杆的径向振动并没得以解决，故而起不到完全消噪的作用。因此，现有技术存在因共振引起的系统振动和噪音的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用在顶杆垂直穿过阀体的气道的位置设置一个尼龙质的顶杆套，使顶杆经顶杆套穿过气道，隔离通过气道的制冷剂气流对顶杆产生径向振动，消除径向振动经顶杆对钢珠阀芯的影响；在阀体的阀芯孔中设置一个托举阀芯托座和钢珠阀芯，且与阀芯孔的孔壁弹性接触的阻尼夹，利用阻尼夹与阀芯孔的孔壁的摩擦阻尼来迟滞钢珠阀芯的开度响应运动，避免热力膨胀阀的流量调节响应频率与汽车的振场频率产生共振的技术方案，提供一种减振消噪的热力膨胀阀，旨在通过顶杆套的隔离和阻尼夹的阻尼作用减少制冷剂气流和汽车的振场对钢珠阀芯的干扰，使汽车空调系统的运行达到消除振动和噪音的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种减振消噪的热力膨胀阀，包括阀体、动力头、顶杆套、顶杆、钢珠阀芯、阀芯托座、阻尼夹、弹簧、调节螺帽、第一O型圈、第二O型圈、第三O型圈，其中：所述的阀体为铝合金质矩形柱状的外壳，阀体内设有由进气口、出气口、气道，进液口、出液口、阀芯孔、阀杆孔、动力头接口构成的流体通道和机构连接通道，其中，所述出气口和进气口为分别位于阀体左、右侧面上部的、同轴线的圆形台阶沉孔，连接出气口和进气口相通的通道称为气道；所述出液口为位于阀体右侧面中部的圆形台阶沉孔；所述进液口为位于阀体左侧面的下部的圆形台阶沉孔；所述阀芯孔为位于阀体下面的圆形台阶沉孔，阀芯孔的下部台阶孔壁处设有用于配合连接所述调节螺帽的内螺纹，此处称为调节口；阀芯孔的上部台阶孔壁与所述进液口正交相通；所述阀杆孔为位于阀体上面的圆形台阶沉孔，阀杆孔的上部台阶孔壁处设有内螺纹，此处称为动力头接口；
阀杆孔由上至下垂直穿过阀体与阀芯孔同轴线相通，阀杆孔分别正交连通气道和出液口；阀杆孔与气道相通的台阶孔的直径大于所述顶杆套的中部柱面的直径，此处与所述顶杆套配合时形成的间隙称为气体测温通道；阀杆孔与阀芯孔的上面相交的口沿处设有与钢珠阀芯吻合配合的凹球面的阀口，由进液口向右至阀芯孔，再垂直向上经所述阀口、阀杆孔，再向右折至出液口构成的通道称为液道；
所述的动力头为由不锈钢质的膨胀膜盒、弹性膜片和顶板构成的，将温度变化转换为体积伸缩变化的传感转换元件，动力头的膨胀膜盒封闭的内部充有温敏压力转换流体工质；
所述的顶杆套为上部设有四棱凸缘的圆柱台阶形中空管状的尼龙质构件；顶杆套的顶端中心设有与动力头的所述顶板滑动配合的台阶沉孔构成的定位孔，顶杆套的下部柱面上均布设有六条与柱面平行的凸筋，六条所述凸筋的假想外径与顶杆套的中部柱面的直径相等；
所述的顶杆为不锈钢质的圆柱台阶形杆状构件；顶杆的下部为直径小于中上部的小圆柱台阶称为顶针部；
所述的钢珠阀芯为不锈钢质的钢珠；
阀芯托座为上部设有凸缘台阶的圆柱台阶形不锈钢质构件；钢珠阀芯固定焊接在阀芯托座的上面中心；
所述的阻尼夹为下方由八只均布的柱脚支撑着上方的圆形顶面所构成的呈空心圆锥台形的薄壁不锈钢质构件，阻尼夹的所述柱脚下部的外侧面设有向外凸出的球面形的柱脚凸包，阻尼夹的所述圆形顶面中心设有中心圆孔；
所述的弹簧为不锈钢质圆柱螺旋压缩弹簧；
所述的调节螺帽为上小下大的圆柱台阶形的铝合金质构件，调节螺帽的上部小圆柱台阶柱面设有用于装置O型圈的环柱面圆周的环形槽，调节螺帽的下部大圆柱台阶柱面上设有与阀体的所述阀芯孔的内螺纹连接配合的外螺纹；调节螺帽的下面中心设有用于旋转调节螺帽的内六角盲孔；
所述的第一O型圈、第二O型圈和第三O型圈为形状呈圆环形，截面为圆形的氢化丁腈橡胶质密封圈；
动力头与阀体的动力头接口经第一O型圈密封固定连接；顶杆套固定位于阀体的阀杆孔内的上部，动力头的下部所述顶板的下部滑动位于顶杆套的所述定位孔中，动力头的膨胀膜盒的外壁通过阀杆孔的所述气体测温通道和顶杆套上部的四棱凸缘的垭口与所述气道相通；顶杆套的底端垫有第二O型圈用于将所述气道与所述液道隔离开来；顶杆滑动位于顶杆套内，顶杆的顶端与动力头的所述顶板的下面接触，钢珠阀芯位于阀体的所述阀口处，顶杆的所述顶针部的底端面与钢珠阀芯的上面接触；调节螺帽的环形槽套有第三O型圈密闭旋接在阀芯孔的下部台阶孔中，由下向上，调节螺帽托举弹簧，弹簧托举阻尼夹和阀芯托座将钢珠阀芯压迫封堵在阀芯孔上面的所述阀口处；其中，阻尼夹的中心圆孔套在阀芯托座的凸缘台阶的下面，弹簧的上端套入阀芯托座的下部柱面台阶将阻尼夹与阀芯托座压紧连接在一起，阻尼夹的所述柱脚凸包与阀芯孔的上部台阶孔壁弹性滑动接触。
工作原理及有益效果
工作时，气态制冷剂高速由进气口经气道从出气口通过，动力头将汽车空调系统流经气道的制冷剂气流的温度变化转换成膨胀膜盒体积的伸缩变化经顶板、顶杆来推动钢珠阀芯作相应的升降运动，通过启闭调节阀口的开度来调节流过所述液道的液态制冷剂流量；液态制冷剂由钢珠阀芯的升降启闭调节阀口开度的运动通过所述液道。
本装置的顶杆套隔离了通过气道的气态制冷剂气流对顶杆的影响，消除了顶杆的径向振动，避免了顶杆径向振动对钢珠阀芯升降运动的干扰；阻尼夹与阀芯孔的孔壁的摩擦阻尼迟滞了钢珠阀芯的启闭调节阀口开度的响应运动，错开调节响应频率与汽车的振场频率的峰值相位，避免了热力膨胀阀的流量调节响应频率与汽车的振场频率耦合形成共振；使汽车空调系统的运行消除了共振振动和噪音。
上述，本发明采用在顶杆垂直穿过阀体的气道的位置设置一个尼龙质的顶杆套，使顶杆经顶杆套穿过气道，隔离通过气道的制冷剂气流对顶杆产生径向振动，消除径向振动经顶杆对钢珠阀芯的影响；在阀体的阀芯孔中设置一个托举阀芯托座和钢珠阀芯，且与阀芯孔的孔壁弹性接触的阻尼夹，利用阻尼夹与阀芯孔的孔壁的摩擦阻尼来迟滞钢珠阀芯的开度响应运动，错开热力膨胀阀的流量调节响应频率与汽车的振场频率的峰值相位，避免发生共振的技术方案，克服了现有技术存在因共振引起的系统振动和噪音的问题与不足，所提供的一种减振消噪的热力膨胀阀，通过顶杆套的隔离和阻尼夹的阻尼作用减少制冷剂气流和汽车的振场对钢珠阀芯的干扰，使汽车空调系统的运行达到了消除振动和噪音的目的。
附图说明
图1是本发明的一种减振消噪的热力膨胀阀的结构示意图；
图2是本发明的一种减振消噪的热力膨胀阀的顶杆套部件结构的俯视轴测示意图；
图3是本发明的一种减振消噪的热力膨胀阀的阻尼夹部件结构的仰视轴测示意图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制。
图中：阀体1、进气口11、出气口12、气道13、进液口14、出液口15、阀芯孔16、动力头2、顶板21、顶杆套3、顶杆4、钢珠阀芯5、阀芯托座51、阻尼夹6、弹簧7、调节螺帽8、第一O型圈9、第二O型圈91、第三O型圈92。
具体实施方式
参阅图1～图3，本发明的一种减振消噪的热力膨胀阀，包括阀体1、动力头2、顶杆套3、顶杆4、钢珠阀芯5、阀芯托座51、阻尼夹6、弹簧7、调节螺帽8、第一O型圈9、第二O型圈91、第三O型圈92，其中：所述的阀体1为铝合金质矩形柱状的外壳，阀体1内设有由进气口11、出气口12、气道13，进液口14、出液口15、阀芯孔16、阀杆孔、动力头接口构成的流体通道和机构连接通道，其中，所述出气口12和进气口11为分别位于阀体1左、右侧面上部的、同轴线的圆形台阶沉孔，连接出气口12和进气口11相通的通道称为气道13；所述出液口15为位于阀体1右侧面中部的圆形台阶沉孔；所述进液口14为位于阀体1左侧面的下部的圆形台阶沉孔；所述阀芯孔16为位于阀体1下面的圆形台阶沉孔，阀芯孔16的下部台阶孔壁处设有用于配合连接所述调节螺帽8的内螺纹，此处称为调节口；阀芯孔16的上部台阶孔壁与所述进液口14正交相通；所述阀杆孔为位于阀体1上面的圆形台阶沉孔，阀杆孔的上部台阶孔壁处设有内螺纹，此处称为动力头接口；
阀杆孔由上至下垂直穿过阀体1与阀芯孔16同轴线相通，阀杆孔分别正交连通气道13和出液口15；阀杆孔与气道13相通的台阶孔的直径大于所述顶杆套3的中部柱面的直径，此处与所述顶杆套3配合时形成的间隙称为气体测温通道；阀杆孔与阀芯孔16的上面相交的口沿处设有与钢珠阀芯5吻合配合的凹球面的阀口，由进液口14向右至阀芯孔16，再垂直向上经所述阀口、阀杆孔，再向右折至出液口15构成的通道称为液道；
所述的动力头2为由不锈钢质的膨胀膜盒、弹性膜片和顶板21构成的，将温度变化转换为体积伸缩变化的传感转换元件，动力头2的膨胀膜盒封闭的内部充有温敏压力转换流体工质；
所述的顶杆套3为上部设有四棱凸缘的圆柱台阶形中空管状的尼龙质构件；顶杆套3的顶端中心设有与动力头2的所述顶板21滑动配合的台阶沉孔构成的定位孔，顶杆套3的下部柱面上均布设有六条与柱面平行的凸筋，六条所述凸筋的假想外径与顶杆套3的中部柱面的直径相等；
所述的顶杆4为不锈钢质的圆柱台阶形杆状构件；顶杆4的下部为直径小于中上部的小圆柱台阶称为顶针部；
所述的钢珠阀芯5为不锈钢质的钢珠；
阀芯托座51为上部设有凸缘台阶的圆柱台阶形不锈钢质构件；钢珠阀芯5固定焊接在阀芯托座51的上面中心；
所述的阻尼夹6为下方由八只均布的柱脚支撑着上方的圆形顶面所构成的呈空心圆锥台形的薄壁不锈钢质构件，阻尼夹6的所述柱脚下部的外侧面设有向外凸出的球面形的柱脚凸包，阻尼夹6的所述圆形顶面中心设有中心圆孔；
所述的弹簧7为不锈钢质圆柱螺旋压缩弹簧；
所述的调节螺帽8为上小下大的圆柱台阶形的铝合金质构件，调节螺帽8的上部小圆柱台阶柱面设有用于装置O型圈9的环柱面圆周的环形槽，调节螺帽8的下部大圆柱台阶柱面上设有与阀体1的所述阀芯孔16的内螺纹连接配合的外螺纹；调节螺帽8的下面中心设有用于旋转调节螺帽8的内六角盲孔；
所述的第一O型圈9、第二O型圈91和第三O型圈92为形状呈圆环形，截面为圆形的氢化丁腈橡胶质密封圈；
动力头2与阀体1的动力头接口经第一O型圈9密封固定连接；顶杆套3固定位于阀体1的阀杆孔内的上部，动力头2的下部所述顶板21的下部滑动位于顶杆套3的所述定位孔中，动力头2的膨胀膜盒的外壁通过阀杆孔的所述气体测温通道和顶杆套3上部的四棱凸缘的垭口与所述气道13相通；顶杆套3的底端垫有第二O型圈91用于将所述气道13与所述液道隔离开来；顶杆4滑动位于顶杆套3内，顶杆4的顶端与动力头2的所述顶板21的下面接触，钢珠阀芯5位于阀体1的所述阀口处，顶杆4的所述顶针部的底端面与钢珠阀芯5的上面接触；调节螺帽8的环形槽套有第三O型圈92密闭旋接在阀芯孔16的下部台阶孔中，由下向上，调节螺帽8托举弹簧7，弹簧7托举阻尼夹6和阀芯托座51将钢珠阀芯5压迫封堵在阀芯孔16上面的所述阀口处；其中，阻尼夹6的中心圆孔套在阀芯托座51的凸缘台阶的下面，弹簧7的上端套入阀芯托座51的下部柱面台阶将阻尼夹6与阀芯托座51压紧连接在一起，阻尼夹6的所述柱脚凸包与阀芯孔16的上部台阶孔壁弹性滑动接触。
工作原理及有益效果
工作时，气态制冷剂高速由进气口11经气道13从出气口12通过，动力头2将汽车空调系统流经气道13的制冷剂气流的温度变化转换成膨胀膜盒体积的伸缩变化经顶板21、顶杆4来推动钢珠阀芯5作相应的升降运动，通过启闭调节阀口的开度来调节流过所述液道的液态制冷剂流量；液态制冷剂由钢珠阀芯5的升降启闭调节阀口开度的运动通过所述液道。
本装置的顶杆套3隔离了通过气道13的气态制冷剂气流对顶杆4的影响，消除了顶杆4的径向振动，避免了顶杆4径向振动对钢珠阀芯5升降运动的干扰；阻尼夹6与阀芯孔16的孔壁的摩擦阻尼迟滞了钢珠阀芯5的启闭调节阀口开度的响应运动，错开调节响应频率与汽车的振场频率的峰值相位，避免了热力膨胀阀的流量调节响应频率与汽车的振场频率耦合形成共振；使汽车空调系统的运行消除了共振振动和噪音。
Claims (1)
1.一种减振消噪的热力膨胀阀，其特征在于：包括阀体(1)、动力头(2)、顶杆套(3)、顶杆(4)、钢珠阀芯(5)、阀芯托座(51)、阻尼夹(6)、弹簧(7)、调节螺帽(8)、第一O型圈(9)、第二O型圈(91)、第三O型圈(92)，其中：所述的阀体(1)为铝合金质矩形柱状的外壳，阀体(1)内设有由进气口(11)、出气口(12)、气道(13)，进液口(14)、出液口(15)、阀芯孔(16)、阀杆孔、动力头接口构成的流体通道和机构连接通道，其中，所述出气口(12)和进气口(11)为分别位于阀体(1)左、右侧面上部的、同轴线的圆形台阶沉孔，连接出气口(12)和进气口(11)相通的通道称为气道(13)；所述出液口(15)为位于阀体(1)右侧面中部的圆形台阶沉孔；所述进液口(14)为位于阀体(1)左侧面的下部的圆形台阶沉孔；所述阀芯孔(16)为位于阀体(1)下面的圆形台阶沉孔，阀芯孔(16)的下部台阶孔壁处设有用于配合连接所述调节螺帽(8)的内螺纹，此处称为调节口；阀芯孔(16)的上部台阶孔壁与所述进液口(14)正交相通；所述阀杆孔为位于阀体(1)上面的圆形台阶沉孔，阀杆孔的上部台阶孔壁处设有内螺纹，此处称为动力头接口；
阀杆孔由上至下垂直穿过阀体(1)与阀芯孔(16)同轴线相通，阀杆孔分别正交连通气道(13)和出液口(15)；阀杆孔与气道(13)相通的台阶孔的直径大于所述顶杆套(3)的中部柱面的直径，此处与所述顶杆套(3)配合时形成的间隙称为气体测温通道；阀杆孔与阀芯孔(16)的上面相交的口沿处设有与钢珠阀芯(5)吻合配合的凹球面的阀口，由进液口(14)向右至阀芯孔(16)，再垂直向上经所述阀口、阀杆孔，再向右折至出液口(15)构成的通道称为液道；
所述的动力头(2)为由不锈钢质的膨胀膜盒、弹性膜片和顶板(21)构成的，将温度变化转换为体积伸缩变化的传感转换元件，动力头(2)的膨胀膜盒封闭的内部充有温敏压力转换流体工质；
所述的顶杆套(3)为上部设有四棱凸缘的圆柱台阶形中空管状的尼龙质构件；顶杆套(3)的顶端中心设有与动力头(2)的所述顶板(21)滑动配合的台阶沉孔构成的定位孔，顶杆套(3)的下部柱面上均布设有六条与柱面平行的凸筋，六条所述凸筋的假想外径与顶杆套(3)的中部柱面的直径相等；
所述的顶杆(4)为不锈钢质的圆柱台阶形杆状构件；顶杆(4)的下部为直径小于中上部的小圆柱台阶称为顶针部；
所述的钢珠阀芯(5)为不锈钢质的钢珠；
阀芯托座(51)为上部设有凸缘台阶的圆柱台阶形不锈钢质构件；钢珠阀芯(5)固定焊接在阀芯托座(51)的上面中心；
所述的阻尼夹(6)为下方由八只均布的柱脚支撑着上方的圆形顶面所构成的呈空心圆锥台形的薄壁不锈钢质构件，阻尼夹(6)的所述柱脚下部的外侧面设有向外凸出的球面形的柱脚凸包，阻尼夹(6)的所述圆形顶面中心设有中心圆孔；
所述的弹簧(7)为不锈钢质圆柱螺旋压缩弹簧；
所述的调节螺帽(8)为上小下大的圆柱台阶形的铝合金质构件，调节螺帽(8)的上部小圆柱台阶柱面设有用于装置O型圈(9)的环柱面圆周的环形槽，调节螺帽(8)的下部大圆柱台阶柱面上设有与阀体(1)的所述阀芯孔(16)的内螺纹连接配合的外螺纹；调节螺帽(8)的下面中心设有用于旋转调节螺帽(8)的内六角盲孔；
所述的第一O型圈(9)、第二O型圈(91)和第三O型圈(92)为形状呈圆环形，截面为圆形的氢化丁腈橡胶质密封圈；
动力头(2)与阀体(1)的动力头接口经第一O型圈(9)密封固定连接；顶杆套(3)固定位于阀体(1)的阀杆孔内的上部，动力头(2)的下部所述顶板(21)的下部滑动位于顶杆套(3)的所述定位孔中，动力头(2)的膨胀膜盒的外壁通过阀杆孔的所述气体测温通道和顶杆套(3)上部的四棱凸缘的垭口与所述气道(13)相通；顶杆套(3)的底端垫有第二O型圈(91)用于将所述气道(13)与所述液道隔离开来；顶杆(4)滑动位于顶杆套(3)内，顶杆(4)的顶端与动力头(2)的所述顶板(21)的下面接触，钢珠阀芯(5)位于阀体(1)的所述阀口处，顶杆(4)的所述顶针部的底端面与钢珠阀芯(5)的上面接触；调节螺帽(8)的环形槽套有第三O型圈(92)密闭旋接在阀芯孔(16)的下部台阶孔中，由下向上，调节螺帽(8)托举弹簧(7)，弹簧(7)托举阻尼夹(6)和阀芯托座(51)将钢珠阀芯(5)压迫封堵在阀芯孔(16)上面的所述阀口处；其中，阻尼夹(6)的中心圆孔套在阀芯托座(51)的凸缘台阶的下面，弹簧(7)的上端套入阀芯托座(51)的下部柱面台阶将阻尼夹(6)与阀芯托座(51)压紧连接在一起，阻尼夹(6)的所述柱脚凸包与阀芯孔(16)的上部台阶孔壁弹性滑动接触。
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