CN103791664A - 一种带有单向控制功能的热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有单向控制功能的热力膨胀阀包括带有入口通道和出口通道的阀体、置于阀体一端的感温部件、置于阀体的内腔中的第一阀芯部件，第一阀芯部件包括抵接感温部件的阀杆，和与设置在内腔中的第一阀口配合以控制从入口通道流向出口通道的介质流体流量的第一阀芯；阀体还包括从入口通道向阀体内延伸的容纳部，容纳部上开设有第二阀口，容纳部中设置有第二阀芯部件；阀杆与阀体之间套设有限位套，限位套向内延伸至容纳部中，以限制第二阀芯部件打开工作位置；当介质从所述入口通道流向出口通道时，第二阀口关闭；当介质从出口通道流向所述入口通道时，第二阀口开启。与现有技术相比，本发明在提升加工工艺性的基础上可有效提升工作可靠性。

Description

一种带有单向控制功能的热力膨胀阀

技术领域

本发明涉及制冷元件技术领域，具体涉及一种带有单向控制功能的热力膨胀阀。

背景技术

作为节流装置的热力膨胀阀广泛使用于制冷系统的回路中，通过感知特定位置制冷剂的温度和压力，来控制制冷剂流量的大小；随着商用制冷设备的不断推广，热力膨胀阀在商用大容量制冷系统中的使用也很广泛。

现有技术中，在制冷系统中若蒸发器、冷凝器距压缩机管路距离较长(大于25米)情况下，热力膨胀阀采用并联一个单向阀(方向与膨胀阀方向相反)来实现，以提高系统工作稳定性。单向阀流向与膨胀阀阀口流向方向相反，系统制冷剂正向流动时(进口流向出口)，单向阀由于压差关闭，热力膨胀阀起作用；系统制冷剂反向流动时，单向阀由于压差打开，热力膨胀阀不起作用。然而，单独的单向阀和旁路通道会增加安装费用和维护费用,潜在的泄漏也会增加。

基于上述状况，近年来为简化制冷系统的元器件，将带有单向控制功能的热力膨胀阀取代单个设置的膨胀阀和单向阀在制冷系统逐步普及。中国申请号为CN200310103606的专利文件公开了一种热力膨胀阀。具体如图1所示，该热力膨胀阀具体包括阀体54’，在阀体54’上设置有入口通道和出口通道，在阀体54’内加工有与入口通道和出口通道连通的内腔40’。在内腔40’中设置有阀口42’。感温部件30’置于阀体54’的一端并封闭内腔40’。阀芯部件置于内腔40’中，其阀芯部件的阀杆32’抵接感温部件30’，阀芯部件的阀芯33’与阀口42’配合，以控制从入口通道流向出口通道的介质流体流量。在阀体54’中还安装有螺母盖64’，其上面具有与内腔40’相通的容纳孔48’。在容纳孔48’中设置有阀芯70’，阀体54’上加工有辅助阀口50’。当介质从入口通道流向出口通道时，辅助阀口50’关闭；当介质从出口通道流向所述入口通道时，辅助阀口50’开启。

显然，上述结构虽然可以将单个设置的膨胀阀和单向阀整合成一体结构，但由于需要在阀体上另行加工一个开口设置螺母盖，并安置单向阀装置，易于造成膨胀阀外漏，直接导致产品的可靠性下降。此外，此结构复杂，对加工工艺要求较高。

有鉴于此，亟待针对现有具有单向阀的热力膨胀阀结构进行结构优化，以提升加工工艺性及工作可靠性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种带有单向控制功能的热力膨胀阀，在提升加工工艺性的基础上，可有效提升工作可靠性。

本发明提供的带有单向控制功能的热力膨胀阀，包括带有入口通道和出口通道的阀体、置于所述阀体一端的感温部件、置于所述阀体的内腔中的第一阀芯部件，所述第一阀芯部件包括抵接所述感温部件的阀杆，和与设置在所述内腔中的第一阀口配合以控制从所述入口通道流向所述出口通道的介质流体流量的第一阀芯；其特征在于，所述阀体还包括从所述入口通道向所述阀体内延伸的容纳部，所述容纳部上开设有第二阀口，所述容纳部中设置有第二阀芯部件；所述阀杆与所述阀体之间套设有限位套，所述限位套向内延伸至所述容纳部中，以限制所述第二阀芯部件打开工作位置；当介质从所述入口通道流向所述出口通道时，所述第二阀口关闭；当介质从所述出口通道流向所述入口通道时，所述第二阀口开启。

优选地，所述第一阀口上方的所述阀体上开设有用于容置所述限位套内伸端的定位止口，且所述限位套上开设有连通所述入口通道和容纳部的通孔。

优选地，所述第一阀口处的所述阀体上开设有用于容置所述限位套内伸端的插装孔，且所述第一阀口形成于所述限位套内伸端；且所述限位套上开设有连通所述入口通道和容纳部的通孔。

优选地，所述限位套上具有与所述插装孔旁侧的所述阀体相抵的定位面，所述定位面与所述阀体之间设置有第一密封件。

优选地，所述通孔的中心线位于所述入口通道的中心线下方。

优选地，伸出所述限位套的所述阀杆与所述阀体之间设置有第二密封件。

优选地，所述限位套与所述阀杆之间设置有第三密封件，所述限位套与所述阀体之间设置有第四密封件。

优选地，所述第二阀芯部件的轴心线与所述入口通道的中心线同轴设置。

优选地，所述限位套的与所述第二阀芯部件的配合位置处设置弹性部件。

本发明提供的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其第二阀芯部件的容纳部为阀体上的入口通道的延伸部，不需要另外加工孔，便于进行结构加工；同时，第二阀芯部件内置于阀体内部，安装简单可靠，减少了外漏的隐患。此外，本方案采用套设于阀杆与阀体之间的限位套限制第二阀芯部件打开工作位置，也就是说，限位套与阀杆同轴设置，则无需针对限位套单独加工安装结构，而限位套本身对阀杆也起到了定位作用，可以减少原结构中阀体在相对位置的定位孔的长度，即阀体材料的厚度较少；同时阀体的出口端(膨胀阀工作时)较短，阀的重心偏离轴线较小，阀体部件焊接放置时能自平衡，不需要专用焊接夹具，因此，在有效限制第二阀芯部件打开工作位置的基础上，可以进一步提高产品工艺性。

在本发明的优选方案中，在第一阀口上方的所述阀体上开设有用于容置所述限位套内伸端的定位止口或者插装孔，且所述限位套上开设有连通入口通道和容纳部的通孔，介质经由该通孔流经第一阀口。如此设置，该定位止口可以实现对于限位套内伸端的定位，使得限位套具有较好的受力状态，从而避免非正常压力冲击可能导致的损坏，可进一步提高工作稳定性。

在本发明的另一优选方案中，第二阀芯部件的轴心线与入口通道的中心线同轴设置，如此设置，减小了流体的阻力，改善了流路系统的环境。

附图说明

图1是现有技术中一种典型的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；

图2是具体实施方式中一种实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；

图3是图2中所示热力膨胀阀的阀体结构示意图；

图4是图3的A－A剖视图；

图5是图2中所示第二阀芯的结构示意图；

图6是第二种实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；

图7是图6中所示热力膨胀阀的限位套结构示意图；

图8是第三种实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；

图9是图8中所示热力膨胀阀的限位套结构示意图。

图2－图9中：

阀体1、入口通道11、出口通道12、内腔13、第一阀口14、第二阀口15、容纳部16、孔17、定位止口1931、插装孔1932、感温部件2、第一连接通道31、第二连接通道32、底端面33、第一阀芯部件4、阀杆41、阀芯42、第二阀芯部件5、第二阀芯52、第一段521、第二段522、弹性部件53、限位套56、通孔561、定位面562、接管6、接管7、阀座组件8、阀支承座81、弹簧82、底座83、第二密封件91、第一密封件92、第三密封件93、第四密封件94。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种结构优化的带有单向控制功能的热力膨胀阀，以在提升加工工艺性的基础上，有效降低对单向阀流通能力的影响。下面结合说明书附图通过三个实施例进行详细说明。

实施例1：

请参见图2和图3，其中，图2是第一实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图，图3是图2中所述热力膨胀阀的阀体结构示意图。

如图2和图3所示。在本实施例中，热力膨胀阀包括阀体1，在阀体1上设置有入口通道11和出口通道12，在阀体1内加工有与入口通道11和出口通道12连通的内腔13，感温部件2置于阀体1的一端。在阀体1的内腔13还包括与感温部件2连通的垂直贯穿孔17，孔17的下部与内腔13相交形成第一阀口14。

第一阀芯部件4贯穿的设置于内腔13中的贯穿孔17中，其第一阀芯部件4包括阀杆41和阀芯42，阀杆41抵接感温部件2。图中所示，在本实施例中的阀杆41和阀芯42为一体成型形成，当然，也可以为分体加工后组合。

在阀体1的内腔13中还设置有阀座组件8，该阀座组件8包括固定在阀体1上的底座83、通过弹簧82抵接阀芯42的阀支承座81。在本实施例中，流体流入的接管6和流体流出的接管7密闭焊接在阀体1上。接管6与入口通道11连通，而接管7直接伸入到出口通道12内并直接抵接在其底端面33上。阀体1的内腔13与出口通道12之间通过第一连接通道31连通。优选地，出口通道12可以与第一连通通道31为平行贯通设置，这样能减少流体从第一连通通道31进入出口通道12的阻力。

另外，为减少接管7的管径，可以将第一连通通道31的横截面设计为大致椭圆形结构，具体请一并参见图4，该图为图3的A－A剖面图。如此设置，可以降低第一连通通道31在轴向的宽度，如具体的可以设计成椭圆或类似跑道形的结构。

其中，第一阀芯部件4的阀芯42与阀口14配合以控制从入口通道11流向出口通道12的介质流体流量，即当感温部件2内的压力增加时，感温部件2的传动片推动第一阀芯部件4克服弹簧82的力向下移动，阀芯42与第一阀口14之间的开度加大，使流体流量加大；相反，当感温部件2内的压力降低时第一阀芯部件4在弹簧82的回复力作用下向上移动，阀芯42与第一阀口14之间的开度减少，使流体流量较少。

沿与入口通道11的同轴线方向，向阀体1内延伸形成一个容纳部16，在该实施例中，容纳部16与入口通道11具体为同心的台阶孔设置，在台阶孔的底部形成第二阀口15，容纳部16与出口通道12之间通过第二连接通道32通连，出口通道12与第二连接通道32之间为平行贯通设置，这样能减少流体从出口通道12进入第二连接通道32的阻力。

在容纳部16中还设置有第二阀芯部件5，而阀杆41横穿过容纳部16与入口通道11之间。当然，在本发明中，容纳部16也可以为入口通道11延伸段的同径孔，即容纳部和入口通道实际为一个孔的两个部分，相应地，第二阀口15可以开设在该孔的底部。

如图所示，第二阀芯部件5包括内置于容纳部16中的第二阀芯52和限位套56。其中，第二阀芯52具体包括第一段521和第二段522，具体请参见图5，第二段522为与限位套56配合的阀芯本体，第一段521为圆锥形结构并与第二阀口15配合；其中，限位套56套装在阀杆41与阀体1之间，该限位套56向内延伸至容纳部16中，用于限制第二阀芯52的打开工作位置。具体来说，限位套56的内端低于第二阀芯52的中心线为最优受力状态，当然，该限位套56伸入容纳部16的总长度还应当保证对第一阀芯42导向及膨胀阀工作时的流通能力。

工作过程中，当介质从所述入口通道11流向所述出口通道12时，膨胀阀节流，在流体压力作用下，第二阀芯52抵接第二阀口15，使阀口14处于关闭状态；而当介质从所述出口通道12流向所述入口通道11时，在流体压力作用下，第二阀芯52远离第二阀口15，使阀口14处于开启状态，此状态下，第二阀芯52与限位套56相抵，膨胀阀不工作。

上述方案设计，使热力膨胀阀满足单向控制功能的前提下，而无需针对限位套56单独加工安装结构，在有效限制第二阀芯部件打开工作位置的基础上，结构紧凑，加工方便；同时，第二阀芯部件安装简单可靠，不需要另外加工孔，减少了外漏的隐患。

结合图2和图3所示，限位套56与阀杆41同轴设置在孔17内，且其上部可以设计有定位台阶，以便限位套56相对于阀体1的轴向定位；可以理解的是，限位套56及与其相适配的孔17的截面形状可以任意选择，例如，圆形截面或者多边形截面。显然，圆形截面的工艺性最好。

为了最大限度的控制限位套56对于第二阀芯部件5所在流道通流面积的影响，在垂直于第二阀芯部件5位移方向的投影面内，可以控制位于容纳部16的限位套56与容纳部16的面积比小于0.3，从而在保证耐冲击强度的条件下减小对流通通道的阻挡。

此外，第二阀芯部件5的轴心线与入口通道11的中心线同轴设置，同样可以有效控制第二阀芯部件5所在流道的流阻。

优选地，限位套56的设置方向与第二阀芯部件5的位移方向相垂直，由此，两者限位状态下具有较大的接触面积。在此基础上，还可以在限位套56的与第二阀芯部件5的配合位置处设置弹性部件53，如此设置，第二阀芯52打开瞬间的流体压力产生冲击可以被弹性部件53适当吸收，以避免第二阀芯52直接抵压于限位套56形成开启噪音。

众所周知，阀体1内介质具有一定的工作压力，限位套56与孔17和阀杆41之间均应当密封配合。如图2所示，在伸出限位套56的阀杆41与阀体1之间设置有第二密封件91，也就是说，第二密封件91承担实现限位套56与孔17之间，以及限位套56与阀杆41之间的密封。当然，上述两个密封位置也可以分别独立设置密封件。

实施例2：

本实施例与第一实施例相比，两者的主体构成及连接关系完全相同。区别在于，本方案针对限位套56的内端部增设有进一步的定位功能。

请一并参见图6和图7，其中，图6是第二种实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；图7是图6中所示热力膨胀阀的限位套结构示意图。为清楚示出本方案与第一实施例的区别联系，同样功能的构件及结构均采用相同附图标记进行标示。

如图6和图7所示，与孔17轴向相对地，第一阀口14上方的阀体1上开设有用于容置限位套56内伸端的定位止口1931，且限位套56上开设有连通入口通道11和容纳部16的通孔561。本方案中，限位套56的内伸端被可靠定位，有别于第一实施例中悬臂梁式的受力状态，更进一步提高了其工作稳定性。另外，由于定位止口1931的设置还能够实现限位套56与阀体1之间的轴向定位，因此限位套56的上部则无需再设计定位台阶。

其中，通孔561主要形成自入口通道11流经第一阀口14的通道，基于此，可以将通孔561的中心线设置成位于入口通道11的中心线下方，以最大限度的降低流阻。

特别说明是，本实施例的图中未示出设置在限位套56的与第二阀芯部件5的配合位置处的弹性部件53，显然，根据实际需要，本领域技术人员参照第一实施例实现。

实施例3：

本实施例与第二实施例相比，两者的主体构成及连接关系完全相同。区别在于，本方案针对限位套56的内端部的不同定位结构。

请一并参见图8和图9，其中，图8是第三种实施例所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀结构示意图；图9是图8中所示热力膨胀阀的限位套结构示意图。为清楚示出本方案与第一、二实施例的区别联系，同样功能的构件及结构均采用相同附图标记进行标示。

如图8和图9所示，与孔17轴向相对地，第一阀口14处的阀体1上开设有用于容置限位套56内伸端的插装孔1932，第一阀口14形成于该限位套56的内伸端；且限位套56上开设有连通入口通道11和容纳部16的通孔561。由于第一阀芯42定位更加可靠，能保证与第一阀口14的位置关系，能保证静止过热度和流通性能。

与前述实施例的另一区别点为限位套56相对于阀体1轴向相对位置的定位，本方案中，限位套56上具有与插装孔1932旁侧的阀体1相抵的定位面562。

相应地，定位面562与阀体1之间设置有第一密封件92。应当理解，定位面562与阀体1之间也可以采用其他形式实现密封，例如，限位套56与阀体1之间采用材料过盈配合方式进行密封，只要满足功能需要均在本申请请求保护的范围内。此外，该限位套56与阀杆41之间设置有第三密封件93，限位套56与阀体1之间设置有第四密封件94，也就是说，针对限位套56与孔17之间以及限位套56与阀杆41之间的两处密封位置，本方案采用了如第一实施例中所提及的分别独立设置密封件的方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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 (9)

1.一种带有单向控制功能的热力膨胀阀，包括带有入口通道(11)和出口通道(12)的阀体(1)、置于所述阀体(1)一端的感温部件(2)、置于所述阀体(1)的内腔中的第一阀芯部件(4)，所述第一阀芯部件(41)包括抵接所述感温部件(2)的阀杆(41)，和与设置在所述内腔(13)中的第一阀口(14)配合以控制从所述入口通道(11)流向所述出口通道(12)的介质流体流量的第一阀芯(42)；其特征在于，所述阀体(1)还包括从所述入口通道(11)向所述阀体(1)内延伸的容纳部(16)，所述容纳部(16)上开设有第二阀口(15)，所述容纳部(16)中设置有第二阀芯部件(5)；所述阀杆(41)与所述阀体(1)之间套设有限位套(56)，所述限位套(56)向内延伸至所述容纳部(16)中，以限制所述第二阀芯部件(5)打开工作位置；当介质从所述入口通道(11)流向所述出口通道(12)时，所述第二阀口(15)关闭；当介质从所述出口通道(12)流向所述入口通道(11)时，所述第二阀口(15)开启。

2.根据权利要求1所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀口(14)上方的所述阀体(1)上开设有用于容置所述限位套(56)内伸端的定位止口(1931)，且所述限位套(56)上开设有连通所述入口通道(11)和容纳部(16)的通孔(561)。

3.根据权利要求1所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀口(14)处的所述阀体(1)上开设有用于容置所述限位套(56)内伸端的插装孔(1932)，且所述第一阀口(14)形成于所述限位套(56)内伸端；且所述限位套(56)上开设有连通所述入口通道(11)和容纳部(16)的通孔(561)。

4.根据权利要求3所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述限位套(56)上具有与所述插装孔(1932)旁侧的所述阀体(1)相抵的定位面，所述定位面与所述阀体(1)之间设置有第一密封件。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述通孔(561)的中心线位于所述入口通道(11)的中心线下方。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，伸出所述限位套(56)的所述阀杆(41)与所述阀体(1)之间设置有第二密封件。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述限位套(56)与所述阀杆(41)之间设置有第三密封件，所述限位套(56)与所述阀体(1)之间设置有第四密封件。

8.根据权利要求7所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述第二阀芯部件(5)的轴心线与所述入口通道(11)的中心线同轴设置。

9.根据权利要求8所述的带有单向控制功能的热力膨胀阀，其特征在于，所述限位套(56)的与所述第二阀芯部件(5)的配合位置处设置弹性部件(53)。

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