CN103851842A - 控制元件和止回阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制元件和止回阀组件。一种布置，包括限定出第一和第二端口的壳体。第一流体通道提供端口之间的连通；第二流体通道提供与第一端口的连通。一元件设置在壳体中并通过力的平衡来定位，所述元件可定位到节流位置，以用于控制在第一方向上通过第一通道的流动，且元件可定位到打开位置，以允许在第二方向上的不受限的流动。止回阀设置在第二流体通道中，以用于当第一端口中的压力大于第二端口中的压力时防止其中从第一端口的流动，并且当第一端口中的压力小于第二端口中的压力时允许流动通过第二流体通道到第一端口，由此影响作用在元件上的力的平衡，使得元件被迫朝着完全打开位置移动。

Description

控制元件和止回阀组件

技术领域

本发明总体上涉及用于控制流体流动的阀，更特别地说，涉及一种流体流动控制组件，用于控制流体(比如制冷剂)在第一流动方向上的流动，并基本上允许流体在第二流动方向上不受限地流动。

背景技术

阀广泛地用于控制流体从加压流体源向负载装置或从负载装置向低压储存器的流动。常见地，泵、压缩机或其他增压装置设置为加压流体源，通常操作成从储存器抽吸低压流体，机械地作用在流体上以增加流体压力，并排出加压流体。从增压装置排出的流体的流动通常被阀选择性地控制，以控制负载装置的操作。

一种类型的阀是微阀。微阀系统是一种总体上涉及半导体电子机械装置的微电子机械系统(MEMS)。

MEMS是一类外形小、具有微米级别或更小尺寸的特征的系统。MEMS装置是一种至少部分地形成这种系统的一部分的装置。这些系统具有电子和机械部件。术语“微机械加工”通常被理解为生产MEMS装置的三维结构和移动零件。

MEMS最初被用于改进的集成电路(计算机芯片)制造技术(比如化学蚀刻)和材料(比如硅半导体材料)以微机械加工这些非常小的机械装置。现今可以使用更多的微机械加工技术和材料。

MEMS(微电子机械系统)是一类外形小、具有微米级别或更小(即，小于大约10微米)的特征或间隙的系统。这些系统具有电子和机械部件。术语“微机械加工”通常被理解为生产MEMS装置的三维结构和移动零件。MEMS最初被用于改进的集成电路(例如，计算机芯片)制造技术(比如化学蚀刻)和材料(比如硅半导体材料)以微机械加工这些非常小的机械装置。今天可以获得更多的微机械加工技术和材料。如在本申请中使用的术语“MEMS装置”是指包括微机械加工的部件的装置，该部件具有微米级别或更小的(即，小于大约10微米)尺寸的特征或间隙。应该注意的是如果除了微机械加工部件以外的部件被包括在MEMS装置中，那么这些其他的部件可以是微机械加工部件或标准尺寸(即，较大)部件(还被称为“宏观尺寸部件”)。相似地，如在本申请中使用的术语“微阀”是指具有微米级别或更小的(即，小于大约10微米)尺寸的特征或间隙的阀，并且因此根据定义其至少部分地通过微机械加工形成。如在本申请中使用的术语“微阀装置”是指包括微阀的装置，其可以包括其他部件。应该注意的是，如果除了微阀以外的部件包括在微阀装置中，那么这些其他部件可以是微机械加工部件或宏观尺寸部件(即，大于微机械加工部件的部件)。

已经提出各种微阀装置，用于控制流体在流体回路中的流动。典型的微阀装置包括可移位构件或控制元件，其由主体可移动地支撑并且可操作地联接到致动器，以在闭合位置和完全打开位置之间移动。当置于闭合位置时，控制元件阻挡或关闭置于与第二流体端口流体连通的第一流体端口，由此阻止流体在流体端口之间流动。当控制元件从闭合位置移动到完全打开位置时，流体被逐渐地允许在流体端口之间流动。

一种类型的微阀装置是直接式微阀，其包括一端弹性地支撑壳体中梁，以控制流体在形成于壳体中的端口之间的流动。在操作中，致动器迫使梁绕着梁的被支撑端弯曲。当梁弯曲时，揭开或覆盖(即，逐渐地打开或关闭)位于微阀壳体中的端口，以控制流体流过端口，由此流过微阀。这种直接式微阀可用作导阀，以控制主阀的操作，主阀是比如呈宏观尺寸阀或微阀形式的先导式滑阀。

另一种类型的微阀装置是先导式微阀。典型地，这种微阀装置包括微滑阀，其被如上所述类型的微阀先导操作。例如，美国专利No.6,494,804；6,540,203；6,637,722；6,694,998；6,755,761；6,845,962和6,994,115，公开了先导式微阀和作为导阀的微阀，这些专利的公开内容通过引用并入本文。一种类型的先导式微阀是微滑阀。微滑阀通常包括设置在室(形成在多层阀壳体的中间层中)中的微机械加工的滑柱(spool)。通过壳体各层的各个端口提供与室的流体连通。微机械加工的滑柱可以在室中是移动，以根据期望的结果通过阻挡特定的端口来选择性地允许通过室的流体连通。在操作中，改变作用在微机械加工的滑柱上的力的平衡，以将微机械加工的滑柱移动到期望的位置。典型地，力的平衡包括由作用在滑柱上的压差生成的力，该压差由导阀来控制。

微阀装置在许多领域中都有应用，以用于控制系统中的流体流动，比如液压、气压和制冷剂系统，这些领域包括采暖通风与空调(HVAC)领域。HVAC系统可以包括但并不限于如下系统，比如制冷系统、空调系统、换气系统、冷却水系统等等。许多HVAC系统包括空调和制冷系统，其通过使制冷剂流体在第一热交换器(蒸发器)(其中制冷剂流体获得热能)和第二热交换器(冷凝器)(其中制冷剂流体中的热能从HVAC系统被排出)之间循环而操作。

一种类型的HVAC系统是热泵系统(其还可被称作“热泵型制冷循环设备”)，其提供制冷剂反向流过HVAC系统的各部分的能力。传统地，在热泵型制冷循环设备中，膨胀阀置于室外热交换器和室内热交换器之间。在制冷模式中，来自室外热交换器的制冷剂通过膨胀阀膨胀，并被引导到室内热交换器。在加热模式中，来自室内热交换器的制冷剂通过膨胀阀膨胀，并被引导到室外热交换器。这使得在制冷模式下运行的热泵型制冷循环设备能够在夏天充当空调系统，通过将空气中的热量吸收到泵送通过第一热交换器的制却剂中而冷却流过第一热交换器的空气。然后制冷剂流到第二热交换器，在第二热交换器，排出由制冷剂在第一热交换器中所获得的热量。然而，在冬天，当热泵型制冷循环设备在加热模式下运行时，制冷剂在第一和第二热交换器之间的流动反向。在第二热交换器中热量被吸入制冷剂中，制冷剂流到第一热交换器中，在第一热交换器，热量从制冷剂排出到流过第一热交换器的空气中，加热穿过第一热交换器的空气。

在许多热泵型制冷循环设备中，膨胀阀设置在室外热交换器(室外单元)侧。在这种情形下，通过膨胀阀膨胀的制冷剂经由长管线流入室内热交换器中。这是有问题的，因为被膨胀的制冷剂受到了压力损失，并且由单个膨胀阀进行流率控制是困难的。如果单个膨胀阀设置在室内热交换器侧，那么存在相似的问题，当流动反向时，膨胀阀没有被最佳地放置以用于最好的控制。因此，一些热泵型制冷循环设备包括两个膨胀阀，每个都装配成邻近两个热交换器中的相应热交换器。根据哪一个被最佳地放置成邻近适当的热交换器以用于当前操作模式，两个热交换器中的仅仅一个热交换器每次控制流动，而另一个是非控制的。存在于这种具有两个膨胀阀的系统中的一个问题是如何使制冷剂流经非控制性膨胀阀所在的系统的部分。

图1示出处理这种问题的一个现有技术方法，其中第一膨胀阀10a安装在室外单元11上，第二膨胀阀10b安装在室内单元12上。如下面将进一步解释的，安装止回阀13以当第一膨胀阀10a是非控制性膨胀阀时允许流动绕过第一膨胀阀10a。相似地，安装止回阀15以当第二膨胀阀10b是非控制性膨胀阀时允许流动绕过第二膨胀阀10b。而且，室外热交换器20安装在室外单元11上，室内热交换器30安装在室内单元12上。流路转换阀40和压缩机50可以安装在室外单元11上。膨胀阀10a、10b、止回阀13、15、室外热交换器20、室内热交换器30、流路转换阀40和压缩机50如图1中所示般连接，并且构成热泵型制冷循环设备。附带部件，比如储蓄器、压力传感器、热传感器等没有在图1中显示。

流路转换阀40将制冷循环设备的流路转换到制冷模式或加热模式。在制冷模式中，如在图1中由实线箭头所指示的，由压缩机50压缩的制冷剂从流路转换阀40流到室外热交换器20(其中制冷剂放出热量)。然后，大多数或全部制冷剂(如下面将解释的)经由第一止回阀13绕着非控制性第一膨胀阀10a流动，由此经由管线60流到控制性第二膨胀阀10b。然后，制冷剂被该第二膨胀阀10b膨胀，并且流到室内热交换器30(其中热量被制冷剂吸收)，冷却室内空间。然后制冷剂从室内热交换器30经由流路转换阀40流入压缩机50。另一方面，在加热模式中，如在图1中由虚线箭头所指示的，由压缩机50压缩的制冷剂从流路转换阀40流到室内热交换器30(其中制冷剂放出热量)，加热室内空间。然后，大多数或全部制冷剂(如下面将解释的)经由第二止回阀15绕着非控制性第二膨胀阀10b流动，由此经由管线60流到第一膨胀阀10a。制冷剂被该第一膨胀阀10a膨胀，然后循环到室外热交换器20(其中热量从制冷剂排出)，流路转换阀40和压缩机50。因此，在制冷模式下，室外热交换器20工作为冷凝器，而室内热交换器30工作为蒸发器以冷却房间内部。此外，在加热模式下，室外热交换器20工作为蒸发器，而室内热交换器30工作为冷凝器以加热房间内部。

当膨胀阀10a，10b控制流动时，它们处于半闭合状态以控制制冷剂的流率，并且流过管线60的全部制冷剂流过控制性膨胀阀10a、10b。然而，当膨胀阀10a、10b是非控制性时，流过管线60的大多数或全部制冷剂经由相关止回阀13，15绕过非控制膨胀阀10a、10b。仅流过管线60的小部分(或可能没有，取决于膨胀阀10a、10b的设计)制冷剂流过非控制性膨胀阀10a、10b。在某些现有技术的设计中，当膨胀阀10a，10b是非控制性膨胀阀时，第一流路经由通过膨胀阀10a、10b而存在。该第一流路在与膨胀阀10a、10b是控制性膨胀阀时流体流动的方向相反的方向上通过膨胀阀10a、10b传送流体的最大流率，通过该第一流路的最大流率小于当膨胀阀10a、10b是非控制性膨胀阀时通过经过相关止回阀13、15的第二流路的流率。在其他现有技术的设计中，当膨胀阀10a、10b是非控制性膨胀阀时不存在通过膨胀阀10a、10b的流路。在这种情形下，通过非控制性膨胀阀10a、10b的最大流率是零，其将再次小于当膨胀阀10a、10b是非控性制膨胀阀时经过相关止回阀13、15的第二流率。

发明内容

本发明涉及一种改进的设备，用于控制系统(比如但不限于HVAC系统)中的流体流动，特别地，涉及一种热泵型制冷循环设备。

在一个方面，所述设备可以包括制冷剂膨胀阀布置，其包括具有用于连接到外部流体回路的第一和第二端口的壳体。第一流体通道提供第一端口和第二端口之间的流体连通，而第二流体通道提供与第一端口流体连通的第二路径。控制元件可定位在一个或多个节流位置，以控制流体从第一端口向第二端口流过第一流体通道，并且可定位在完全打开位置，以允许从第二端口向第一端口的自由流动。位于第二流体通道中的止回阀防止流体从第一端口流到第二端口，并且允许流体经过第一端口从第二端口流到第一端口，从而影响作用在控制元件上的力的平衡，以便朝着完全打开位置推动控制元件。

当阅读附图时，通过对下面的优选实施例的详细描述，本领域的技术人员会更加明白本发明的各个方面。

附图说明

图1是示出热泵型制冷循环设备的示意图。

图2是与图1相似的示意图，但是被修改成结合了新的阀布置。

图3是根据本发明的一方面，结合到图2中所图解的设备中的新的阀布置的示意图。

图4是示出图2所示设备中相关压力、温度和制冷剂的液相/气相状态的图表。

图5是图3所示新颖的阀布置的第一实施例的横截面图。

图6是相似于图5的视图，示出处于闭合位置的阀。

图7是相似于图5的视图，示出图3所示新颖的阀布置的第二实施例。

图8是图7所示止回阀的放大侧视图。

图8A是图8所示止回阀沿着线8A-8A截取的放大截面图。

图8B是图8A所示止回阀的放大透视图，但是显示与塞子分离。

图9是图3所示新颖的阀布置的第三实施例的透视图。

图9A是当沿着线9A观察时图9的装置的前视图。

图9B是当沿着线9B观察时图9的装置的侧视图。

图9C是图9B所示装置沿着线9C-9C截取的截面图。

图10是图3所示新颖的阀布置的第四实施例的第一顶部透视图。

图10A是图10的装置的第二顶部透视图。

图10B是当沿着线10B观察时图10A的装置的侧视图。

图10C是当沿着线10C观察时图10A的装置的前视图。

图10D是图10C所示装置沿着线10D-10D截取的截面图。

图10E是图10B所示装置沿着线10E-10E截取的截面图。

图10F是图10B所示装置沿着线10F-10F截取的局部放大截面图，其与图10E的观察方向相反，显示出处于完全打开位置的装置。

图10G是相似于图10F的视图，除了显示出处于中间节流位置的装置。

图10H是相似于图10F和图10G的视图，除了显示出处于闭合位置的装置。

具体实施方式

预先地，应该理解的是，在本说明书和权利要求中，所使用的单数单词“端口”、“孔”、“流体导管”、“流体通道”或相似含义的单词应该被认为包括具有被认为是单个端口(孔、流体导管、流体通道等)所有的相同功能的多个端口(孔、流体导管、流体通道等)的可能性，除非清楚且明确地限定为单数。而且，方向性术语，比如“左”和“右”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”的使用以及相似意义的单词应该在所讨论的附图的标记的框架中被理解，而不应该被理解为对使用时的方位或权利要求的保护范围的限制。而且，应该注意的是，如在本文中所使用的，可以预期术语“节流位置”和“多个节流位置”包含如下阀位置，其中所讨论的阀被完全关闭以及那些其中阀部分闭合的阀的位置。

现在参考附图，其中所有附图中相同的附图标记和字符可以表示相同的元件，在图2中示出可以实施本发明的系统的第一示例的示意图。图2示出热泵式制冷循环设备200。热泵式制冷循环设备200可以包括第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206，第一膨胀阀布置可以安装在室外单元204上，第二膨胀阀布置可以安装在室内单元208上。热泵式制冷循环设备200可以在加热模式(从周围环境吸取热量，并将热量释放到待加温的指定空间中)和制冷模式(从待冷却的指定空间吸取热量，并将热量排出到外部周围环境)下运行。

第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206优选地均包括若干部件。现在参考图3，以示意的形式示出这几个部件的优选实施例。根据该优选实施例，第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206均包括：先导式主滑阀210，能够充当控制性膨胀阀，以在第一方向上控制通过其的制冷剂的流动；导阀211，给先导式主滑阀210提供指令压力；反馈阀212，给先导式主滑阀210提供反馈压力；以及止回阀214，如下面将解释的，当先导式主滑阀210是非控制性膨胀阀时，该止回阀操作成完全打开先导式主滑阀210，以允许大部分制冷剂在与第一方向相反的反向方向上流过先导式主滑阀210。下面将讨论用于实施在图3中以示意的形式示出的第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206的各种结构。

室外热交换器220可以安装在室外单元204上，室内热交换器230可以安装在室内单元208上。流路转换阀240和压缩机250可以安装在室外单元204上。膨胀阀布置202、206、室外热交换器220、室内热交换器230、流路转换阀240和压缩机250可以如图2所示连接起来，并包括热泵式制冷循环设备200。图2未示出附带部件，比如储蓄器、压力传感器、热传感器等。

流路转换阀240转换制冷循环设备的流路，以使热泵式制冷循环设备200在制冷模式或者加热模式下运行。在制冷模式下，制冷剂在由图2中的实线箭头所指示的方向上流动。更确切地，由压缩机250压缩的制冷剂从流路转换阀240流到室外热交换器220(制冷剂放出热量)，然后大多数制冷剂(如下面将解释的)流过非控制性第一膨胀阀布置202的完全打开的先导式主滑阀210，由此经由管线260流到位于控制性第二膨胀阀布置206中的先导式主滑阀210。控制性第二膨胀阀布置206中的先导式主滑阀210将控制制冷剂流过下面将进一步解释的控制性第二膨胀阀布置。因此，先导式主滑阀210可以处于从完全打开到完全闭合的任何所需位置。然而，在图2所示设备的运行期间，控制性第二膨胀阀布置206中的先导式主滑阀210通常在完全打开和完全闭合位置之间的中间位置的范围内运行。然后，制冷剂通过该第二膨胀阀布置206而膨胀，并流到室内热交换器230，在室内热交换器，热量被制冷剂吸收，从而冷却室内空间。接着，制冷剂从室内热交换器230经由流路转换阀240流回到压缩机250。

图4是示出在上述制冷模式和下面将要描述的加热模式二者中，在图4所示系统中的制冷剂在系统的五个位置处的相对状态的表格。第一位置A位于流路转换阀240和室外热交换器20之间。第二位置B位于室外热交换器220和第一膨胀阀布置202之间。第三位置C在管线260中，位于第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206之间。第四位置D位于第二膨胀阀布置206和室内热交换器230之间。第五位置E位于室内热交换器230和流路转换阀240之间。结合上述对在制冷模式下的操作以及下面对在加热模式下的操作的描述来参考图2和3将有助于理解热泵式制冷循环设备200的部件对在热泵式制冷循环设备200中循环的制冷剂的效果(如果有的话)。注意的是，图4的表格意在总体性地说明，而不是精确的量化说明，同样忽略了小的影响，比如在如管线260或路径转换阀240这些部件中的压头损失和热损失。

现在考虑热泵式制冷循环设备200的加热模式，其中，制冷剂在由图2中的虚线箭头所指示的方向上流过设备的部件。由压缩机250压缩的制冷剂通过流路转换阀240排出到室内热交换器230(其中制冷剂冷凝，放出热量并且加温室内空间)中。然后制冷剂流过非控制性第二膨胀阀布置206，大多数制冷剂(如下面将解释的)流过非控制性第二膨胀阀布置206的完全打开的先导式主滑阀210。在离开非控制性第二膨胀阀布置206时，制冷剂经由管线260流到第一膨胀阀布置202，在该操作模式下，第一膨胀阀布置是控制性膨胀阀布置。在那里，制冷剂通过第一膨胀阀布置202的先导式主滑阀210而膨胀。然后制冷剂循环到室外热交换器220(其中热量被吸收到制冷剂中，制冷剂经历相变到热气)，流过流路转换阀240，返回压缩机250。

相应地，在加热模式中，室外热交换器220作为蒸发器，而室内热交换器230作为冷凝器以加热房间内部。与此相比，在先前描述的制冷模式中，室外热交换器220作为冷凝器，而室内热交换器230作为蒸发器以冷却房间内部。

再次参考图3，将进一步详细地解释第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206的结构和操作。图3反映了优选的布置，其中第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206具有相同的结构和操作。相应地，尽管下面的描述涉及第一膨胀阀布置202，并且图3中所示的布置被标记为第一膨胀阀布置202，但是可以理解的是，第二膨胀阀布置206的结构和操作优选地是相同的，因此无需单独地描述第二膨胀阀布置206的结构和操作。

在图3的顶部，第一膨胀阀布置202具有到管线260的连接件(可以是第一连接端口P1的形式)，当所示先导式主滑阀210是控制性膨胀阀，即在加热模式期间时，该连接件是高压侧。在图3的底部，第一膨胀阀布置202具有到室外热交换器220的连接件(可以是第二连接端口P2的形式)，当第一膨胀阀布置202是控制性膨胀阀时时，其是第一膨胀阀布置202的低压侧。当系统流动反向时(当热泵式制冷循环设备200在制冷模式下运行时)，第一膨胀阀布置202的顶部(如图3中所看到的)将是低压/流出侧，而底部将是高压/流入侧。

通过平衡三个主要力来操作先导式主滑阀210。第一个是由来自导阀211的控制压力所形成的力。导阀211优选地是电致动的比例MEMS硅阀(其可以是直动式芯片的形式，该芯片可从Texas的Austin的DunAn Microstaq获得)，但是导阀211可以是适于特定应用的任何阀。因此导阀211可以适当地是微阀或大尺寸阀。导阀211可以接收电子信号，并给先导式主滑阀210提供指令压力，该指令压力优选地与由导阀211接收的信号相称地变化。导阀211连接到第一膨胀阀布置202的高压和低压侧，并且通过选择性地改变与这些连接的流体连通，能够升高或者降低供给到先导式主滑阀210的指令压力。控制压力作用在先导式主滑阀210的滑柱210’的第一轴向末端261上，使得增加的控制压力意在打开先导式主滑阀210。注意的是滑柱210’(下面进一步讨论的滑柱310’和410’的情况也是如此)可以更一般地称为相关阀(即先导式主滑阀210)的控制元件。

注意的是，导阀211和先导式主滑阀210两者优选地是比例阀，它们的位置与信号成比例。在优选的实施例中，该信号可采取供给到导阀211的电信号的形式以及在供给到先导式主滑阀210的指令压力下呈流体形式的液压信号。还注意的是，导阀211和先导式主滑阀210两者优选地设计成在中间位置停止以节流通过它们的流体流动。

作用在先导式主滑阀210上的第二主要力是由弹簧209施加的力，该弹簧209朝着闭合位置推动先导式主滑阀210。与作用在先导式主滑阀210上的其它两个力，弹簧209的弹力相对较小，并且通常能够忽略，除非当其它两个力基本相等的时候。

作用在先导式主滑阀210上的第三主要力是反馈力，其由与出口压力成比例的反馈压力形成，出口压力作用在先导式主滑阀210的滑柱210’的与第一轴向末端261相对的第二轴向末端262上，使得增加的反馈力意在闭合先导式主滑阀210。

在优选的实施例中，先导式主滑阀210可以实施为具有两个通过其间的流路的滑阀：主流路，大多数制冷剂流过该主流路；以及“平行”反馈流路，基于先导式主滑阀210的物理位置形成可变的反馈压力。这种通过滑阀的平行流路布置在专利合作条约(PCT)的国际申请公布(国际公开号WO2008/121365)中得到描述，国际公布的公开内容通过引用并入本文。在图3中将该分离的反馈流路与先导式主滑阀210阻挡及将该分离的反馈流路接通到先导式主滑阀210的动作被示意性地显示为分离的反馈阀212，然而，物理上，反馈阀212优选地只是通过先导式主滑阀210的第二流路。反馈阀212与先导式主滑阀210的第二轴向末端262、管线260和到室外热交换器220的连接件流体连通。先导式主滑阀210移动得越多以打开通过先导式主滑阀的主流路时，反馈阀212增加管线260和第二轴向末端262之间的流体连通，并且同时可减少第二轴向末端262与到室外热交换器220的连接件之间的流体连通。先导式主滑阀210移动得越多以关闭通过先导式主滑阀的主流路时，反馈阀212可减少管线260和第二轴向末端262之间的流体连通，并且同时增加第二轴向末端262与到室外热交换器220的连接件之间的流体连通。因此，反馈压力优选地随着先导式主滑阀210的位置而改变，使得先导式主滑阀210随着导阀211而移动，重复线性运动。因此，先导式主滑阀210直接随着导阀的位置而改变。滑柱反馈压力与指令压力相反地作用，由反馈压力、指令压力和弹簧209的弹力所形成的力的平衡决定了先导式主滑阀210的位置。在正常的操作中，如果没有电源信号供给到导阀211，那么指令压力将是零，反馈压力将是零，并且弹簧209将迫使先导式主滑阀210朝着其闭合位置移动，即通过先导式主滑阀210的主流路闭合的位置。

除了导阀211和先导式主滑阀210以外，在第一膨胀阀布置202中有另一个阀，其是止回阀214。止回阀214设置在流体导管215中，其在管线260和在反馈压力下作用在先导式主滑阀210的第二轴向末端262上的流体之间流体连通。止回阀214仅仅允许流体在朝向管线260的方向上流过流体导管215。在正常的操作中，当先导式主滑阀210是控制性膨胀阀时，止回阀214保持闭合，这是因为管线260中的压力将大于在流体导管215的另一端处的反馈压力。

在操作中，当热泵型制冷循环设备200在加热模式下运行，并且先导式主滑阀210是“控制性”膨胀阀时，为了增加流过先导式主滑阀210的制冷剂，导阀211被致动成将高压流体从管线260传送通过导阀211，以增加在先导式主滑阀210的指令端口处的指令压力，其迫使先导式主滑阀210打开。这导致在第一膨胀阀布置202的出口侧(连接到室外热交换器220)的压力增加，该压力增加被反馈回先导式主滑阀210的第二轴向末端262，以抗衡指令压力，这使得先导式主滑阀210能够稳定在新的更完全打开的位置处。为了减少流过先导式主滑阀210的制冷剂，定位导阀211以将一些控制压力排出到第一膨胀阀布置202的低压侧会产生穿过先导式主滑阀210的滑柱210’的压力失衡，这意在导致先导式主滑阀210关闭，直到返回先导式主滑阀210的滑柱210’的第二轴向末端262的出口压力降低到与降低的指令压力新的平衡水平为止。

当热泵型制冷循环设备200在制冷模式下运行时，流路转换阀240改变位置，使得系统流动与先前段落中所描述的反向。如上所指示的，当热泵型制冷循环设备200在制冷模式下运行时，连接到管线260的第一膨胀阀布置202的顶部(如在图3中所看见的)将是低压/流出侧，而底部将是高压/流入侧，并且先导式主滑阀210变成离线非控制性膨胀阀。导阀211关闭(到导阀211的控制信号降低到零)，这使得导阀211能够移动到图3中所示位置，以便来自第一膨胀阀布置202底部的高压经由导阀211被引导，以将指令压力增加到相同的高压，该压力作用在先导式主滑阀210的第一轴向末端261上，意在打开先导式主滑阀210。然而，来自所述布置底部的高压流体还被引导通过反馈阀212，到达先导式主滑阀210的滑柱210’的第二轴向末端262，抵消来自控制压力的力。由于由反馈压力形成的力作用在与由弹簧209施加的力相同的方向上，所以这将会导致先导式主滑阀210关闭，但是事实是作用在滑柱210’上的反馈室280中的高压也作用在止回阀214上。

止回阀214具有位于止回阀214底侧(如在图3中所看到的)的高压和位于止回阀214顶侧的低压，止回阀打开，从而将供给到反馈室的高压流体的至少一些排出通过先导式主滑阀210的反馈孔267a。这充分地降低了反馈室280中的压力，使得施加到指令室278的高压克服弹簧的合力和由反馈室280中的低压形成的力，以迫使先导式主滑阀210完全打开。完全打开主滑阀210会允许不受限的系统流从第二连接端口P2向第一连接端口P1穿过先导式主滑阀210，即在与当先导式主滑阀210是控制性膨胀阀时发生的方向相反的方向上。止回阀214不必太大，以便它能够传送全部系统流或甚至大多数制冷剂通过第一膨胀阀布置202。止回阀214仅仅需要将非常少量的流传送到管线260，以充分降低压力，使得来自弹簧209的弹力和作用在先导式主滑阀210的滑柱210’的第二轴向末端262上的反馈压力的总和小于在相反的方向上作用在先导式主滑阀210的第一轴向末端261上的控制压力，这导致当先导式主滑阀210不是控制性膨胀阀时，先导式主滑阀210完全打开。

当热泵型制冷循环设备200在制冷模式下运行时，完全打开的先导式主滑阀210能够将多数制冷剂传送通过第一膨胀阀布置202。优选地，弹簧209设计成以提供相对弱的闭合力，使得可使用相对小的止回阀214，并且仅仅少量的传送通过第一膨胀阀布置202的制冷剂需要传送通过止回阀214，以充分降低反馈压力，从而当先导式主滑阀210不是控制性膨胀阀时，允许先导式主滑阀210完全打开。

图5是图4所示的新颖第一膨胀阀布置202的第一实施例的横截面视图。先导式主滑阀210显示为设置在块状阀壳体264中，但是这不是必须的。先导式主滑阀210可以放置在任何适当的环境中。阀壳体264可以包括两个连接端口，用于将第一膨胀阀布置202连接到热泵型制冷循环设备200的其他部分：第一连接端口P1，可连接到管线260；以及第二连接端口P2，可连接到提供与室外热交换器220的流体连通的管道。

滑阀211经由安装结构266固定到阀壳体264，如在图2中最优显示的，但是这不是必须的。必须理解的是，导阀211可以以任何方式适当地布置在第一膨胀阀布置202中的任何物理可能的地方。安装结构266可以额外地充当塞子，该塞子密封形成在阀壳体264中的阶梯孔268的端部。在优选的实施例中，导阀211是开中心三通阀，最优选地体现为微阀。安装结构266可以限定出用于将导阀211连接到第一连接端口P1的第一通道266a和用于将导阀211连接到第二连接端口P2的第二流体通道266b。如上所提及的，导阀211可以适当地布置在任何物理可能的地方，在图6所示实施例中，导阀211物理地安装在安装结构266的内部轴向末端，使得用于连接导阀211以将指令压力施加到滑柱210’的第一轴向末端261的第三通道266c可以简单地实施为导阀211中的端口，其和与滑柱210’的第一轴向末端261连通的室流体连通。实际上，导阀211可以设置在与滑柱210’的第一轴向末端261连通的室内。因此，图6所示实施例中的导阀211可以具有流过(flow-through)设计，具有位于面向其的顶部和底部(如图6中所看到的)的流体连接端口。注意的是，导阀211可以替代地以不同方式形成，比如所有流体连接端口形成在顶部表面中(如在图6中所看到的)，并且第三通道266c形成在安装结构266中，以连接导阀211，从而将指令压力施加到滑柱210’的第一轴向末端261。进一步注意的是，安装结构266可以替代地设置在阀壳体264上的任何其他位置，并且提供单独的塞子来密封阶梯孔268的末端。

阀壳体264可以包括多个通道和端口，以将第一膨胀阀布置202的不同部分连接到热泵型制冷循环设备200的其他部分或彼此连接。例如，第一通道264a可以提供第一通道266a和第一连接端口P1之间的流体连通，第二通道264b可以提供第二通道266b和第二连接端口P2之间的流体连通。通道和端口可以通过任何适当的方法形成在阀壳体264中，比如通过钻孔以及通过压入球体来以公知方式密封所钻通道的部分。

如在图5中最优地显示的，先导式主滑阀210包括滑柱210’。滑柱210’具有从第二轴向末端262沿纵向向内延伸的反馈孔267a。滑柱210’限定出与反馈孔267a连通的多个径向端口267b。滑柱210’还限定出周向延伸的凹槽267c。

滑柱210’可以设置在套管270内，套管固定到形成于阀壳体264中的孔268内。套管270包括多个主要流动端口，包括第一主要端口274和第二主要端口276。注意的是，使用套管270制造先导式主滑阀210具有各种优点和缺点，完全了解的是，先导式主滑阀210可以在不使用套管270的情况下适当地制造，而直接在阀壳体264中机加工出端口，如相对于图9至9C所示第三实施例中将看到的。

套管270、滑柱210’、阀体264和安装结构266可以协作以在滑柱210’的第一轴向末端261和安装结构266之间限定出可变容积的指令室278。第三通道266c与指令室278连通，以提供从导阀211到滑柱211’的第一轴向末端261的指令压力的流体连通。

如上所述，安装结构266密封阶梯孔268的末端。螺纹塞子279可以设置成密封阶梯孔268的第二末端。套管270、滑柱210’和塞子279可以协作以在套管270中限定出位于滑柱210’的第二轴向末端262和塞子279之间的可变容积的反馈室280。滑柱210’中的反馈孔267a与反馈室280连通以提供从反馈阀212到滑柱210’的第二轴向末端262的反馈压力的流体连通。

弹簧209可以设置在反馈室280中，被压缩在塞子279和滑柱210’的第二轴向末端262之间，并且用于迫使滑柱210’朝着先导式主滑阀210的完全闭合位置向上移动(如在图5中所看到的)。

当在加热模式下运行时，当滑柱210’移动，以便凹槽267c与第一主要端口274和第二主要端口276流体连通时，如在图5中所示，流过第一膨胀阀布置202的所有制冷剂的至少大多数进入第一连接端口P1，然后进入限定在套管270中的第一主要端口274，流过滑柱210’中的凹槽267c，并且经由限定在套管270中的第二主要端口276以及然后第二连接端口P2排出。当在制冷模式下运行时，制冷剂沿着第一连接端口P1和第二连接端口P2之间的该路径的流动方向是相反的。当凹槽267c和第一主要端口274之间的横截面流域处于最大并且等于凹槽267c和第二主要端口276之间的横截面流域时，先导式主滑阀210处于其最大的打开位置。当指令压力通过导阀211而降低时，滑柱210’向上移动(如在图5中所看到的)，逐渐地减少第二主要端口276和凹槽267c之间的横截面流域，关闭先导式主滑阀210(如在图6中所看到的)。

套管270还限定出至少一个第一参考端口281和一个第二参考端口282。当在加热模式下运行，以便先导式主滑阀210是控制性膨胀阀时，流过第一膨胀阀布置202的制冷剂的一部分可从第一连接端口P1流过“平行的”反馈流路，通过限定在套管270中的第一参考端口281，通过径向端口267b，并且进入反馈孔267a。反馈孔267a中的压力是反馈压力，经由反馈孔267a连通到反馈室280，并且作用在滑柱210’的第二轴向末端261上。平行的反馈流路还延伸通过其他的径向端口267b，以流过第二参考端口282，并且通过第二连接端口P2流出第一膨胀阀布置202。

注意的是，当作用在第一轴向末端261上的指令压力最大，使得使先导式主滑阀210移动到其完全打开位置(如在图5中所示的)时，来自第一连接端口P1的高压流体(制冷剂)能够通过第一参考端口281、相关的径向端口267b，进入反馈孔267a。然而(如也在图5中所示的)，在该位置，滑柱210’中与第二参考端口282相关的径向端口267b从第二参考端口282移位。因此，反馈孔267a中的压力不会流出到第二连接端口P2中的低压区域，并且反馈孔267a和反馈室280中的反馈压力达到最大压力。该最大反馈压力作用在滑柱210’的第二轴向末端262上，并且对滑柱210’的第二轴向末端262施加力，当增加由弹簧209施加的力时，该力基本上等于由指令压力形成的作用在滑柱210’上的力，并且与由指令压力形成的作用在滑柱210’上的力方向相反。

如果指令压力通过导阀211而降低，那么作用在滑柱210’上的力会不平衡，意在使滑柱210’朝着其闭合位置移动(如图5中所观察的向上，朝着图6中所示的闭合位置)。当滑柱210’以这种方式移动时，第二参考端口282和与反馈孔267a连通的相关径向端口267b之间的横截面流域增加，导致反馈压力降低。

注意的是，第二参考端口282和相关径向端口267b之间的流体连通的增加和减少由图3中的反馈阀212来表示。在图5所示实施例中，由于反馈阀212和先导式主滑阀210均通过滑柱210’的移动而操作，因此同时起作用以控制分别经由反馈流路和主流路通过第一膨胀阀布置202的流动。如果指令压力在小于最大压力的非零压力下被传递，那么滑柱210’将移动到第一参考端口281和第二参考端口282都部分打开的位置，并且制冷剂将从第一参考端口281通过滑柱210’中的反馈孔267a流到第二参考端口282。反馈孔267a中的反馈压力是处于第一连接端口P1和第二连接端口P2处的压力的中间压力，并且由弹簧209、反馈压力和指令压力施加的力与滑柱210’在与指令压力成比例的完全打开和完全闭合之间的位置处实现平衡。

图5还示出提供反馈室280和第一连接端口P1之间的流体连通的流体导管215。在热泵型制冷循环设备200在加热模式下运行期间，第一连接端口P1中的流体压力和反馈室280中的流体压力一样高或高于反馈室中的流体压力，所以止回阀214不会打开。

当在热泵型制冷循环设备的运行模式之间切换时，系统关闭作为中间步骤，压缩机250和导阀211断电，导致导阀211移动到图3所示的位置。指令压力将是零，并且弹簧209将使先导式主滑阀210的滑柱210’移动到其闭合位置，如图3和6所示。反馈阀212定位成阻挡第一参考端口281，而不阻挡第二参考端口。因此反馈室280将与第二连接端口P2流体连通，而不与第一连接端口P1连通。

当热泵型制冷循环设备200随后在制冷运行模式下启动时，可以认为的是，希望使导阀211保持断电，以便降低热泵型制冷循环设备200的能量需求。由于先导式主滑阀210已经足够大，使得当先导式主滑阀210是控制性膨胀阀时，能够处理通过其中的大多数系统流动，所以还可以认为的是，希望完全打开先导式主滑阀210，以允许至少大多数系统流动通过，因此当先导式主滑阀210是非控制性膨胀阀时，避免了提供尺寸足够大的其它部件来容纳大多数系统流动的需要。

再次参考图3，当热泵型制冷循环设备200随后在制冷运行模式下启动时，通过第一膨胀阀布置202的流动反向，并且第二连接端口P2中的压力将高于第一连接端口P1中的压力。在导阀211保持在断电位置的情况下，高压制冷剂流体将从第二连接端口P2，通过第二壳体通道264b，通过第二通道266b，通过导阀211，通过第三通道266c流到指令室278，升高指令压力，并且意在打开先导式主滑阀210。

然而，同时，高压制冷剂流体还将从第二连接端口P2，通过反馈阀212的第二参考端口282流到反馈室280中。没有其他影响，反馈压力将等于指令压力，在滑柱210’上生成相等且相反的力。再次，没有其他影响，弹簧209也对滑柱210’施加力，当与由反馈压力生成的力结合时，其将克服由指令压力生成的力，并且保持先导式主滑阀210处于闭合位置。然而，需要考虑另一种效果，即当反馈压力变得大于第一连接端口P1中的压力(在制冷运行模式期间，其在第一膨胀阀布置202的下游低压侧)时，止回阀214将打开。即使相对少量的流体从反馈室280，通过止回阀214和流体导管215流到第一连接端口P1也会排出反馈室中足够的压力，使得由反馈压力生成的力，即使添加到由弹簧209施加的力，仍不足以克服由指令压力生成的力，并且先导式主滑阀210将移动到完全打开位置，如图5所示。

图7是相似于图5的视图，示出图4所示的新颖膨胀阀布置的第二实施例，其中，第二实施例的膨胀阀布置一般被指示为202’。膨胀阀布置202’与膨胀阀布置202的不同之处在于与止回阀214功能上相似的止回阀214’设置在不同的物理位置处。由于膨胀阀布置202’的其他部件一般与膨胀阀布置202的相应部件相同，因此相同的附图标记将用于这些其他部件，包括先导式主滑阀210、导阀211、提供导阀211和第一连接端口P1之间的流体连通的通道264a以及提供导阀211和第二连接端口P2之间的流体连通的通道264b。

如图7以及图8、8A和8B中的放大视图所示，止回阀214’已经从限定在图5和6的阀壳体264中的通道215被重新布置。替代地，止回阀214’已经结合到塞子279’中。塞子279’可执行与上述塞子279相同的功能，即，密封阶梯孔268的第二末端，与其他部件协作以限定出反馈室280的边界，并且充当支撑弹簧209的表面。然而，塞子279’还可包括限定在塞子279’的内表面中的纵向孔290。径向孔292与孔290连通。当塞子279’完全插入以密封阶梯孔268的第二末端时，径向孔292与限定在阀壳体264中的与第一连接端口P1流体连通的通道294连通。

止回阀214’设置在孔290中，以防止流体从第一连接端口P1通过止回阀214’流到反馈室280，但是允许流体从反馈室280通过止回阀214’流到第一连接端口P1。在优选的实施例中，在图7、8、8A和8B中所示，止回阀214’由球214a和座214b构成。座214b被压入孔290中，座214b的外表面和限定孔290的阀塞279’的材料之间有相对不漏的密封。座214b限定出座表面214c，当经受通过止回阀214’的反向流动时球214a密封在该座表面上，座214b可以限定出裙部214d，其向内卷曲以将球214松散地保持在座214c的区域中，使得球214会被通过止回阀214’的反向流体流动快速地带入与座表面214c的密封接触。裙部214d的特征可在向前流过止回阀214’期间防止球214密封在裙部214d上，以防止继续向前流过止回阀214’。裙部214d的防止球214阻挡向前流过止回阀214’的这种特征可以包括形成在裙部214d中的凹槽(未示出)，或者形成穿过裙部214d的穿孔(未示出)或者形成在裙部214d上的凸起214e。所示凸起214e设置在裙部214d内表面上的各个位置处，并且用于在向前流过止回阀214’期间防止球214a落座在裙部214d内表面上的其他内部凸起(inter-boss)位置214f处，从而允许流体在这种内部凸起位置214f中流过位于球214a和裙部214d之间的止回阀214’。凸起214可以通过向内卷曲裙部214d的选择的间隔部分来形成，如在图8B中最清楚看到的。当然，有在裙部214d上形成凸起214e的其他方式，比如在铸造或机加工过程中形成裙部214d。如上所述，裙部214d可以向内卷曲(或者在选择的位置中以形成凸起214e，或者在使用交替方法时均匀地向内卷曲，以提供通过止回阀214的向前流路，比如通过裙部214d的穿孔)；这种卷曲以座214b保持球214a，这会便于在压入孔200中之前处理座214b和球214a，防止球214a与座214b分离。O形环296可以设置成防止在阀塞279’和阀壳体264之间绕着止回阀214的泄漏。

如上所述，第二膨胀阀布置206的结构可以与第一膨胀阀布置202相同。然而，结构可以不同，但是优选地，功能是相同的。例如，第一膨胀阀布置202可以采用图5所示的结构，而第二膨胀阀布置206可以采用图7所示的结构，这二者的功能如图4中所述和所示。在另外的替代布置中，第一膨胀阀布置202和第二膨胀阀布置206中的任一个或二者可以采用下述第三或第四实施例的结构，或者可以适当地采用处于所附权利要求的结构范围内的其他结构。

图9是图3所示的新颖的膨胀阀布置的第三实施例的透视图，第三实施例的膨胀阀布置一般表示为302。膨胀阀布置302设置在阀壳体364中。图9A是阀壳体364的前视图。第一连接端口P1’设置用于连接到外部系统管道，比如图2所示的热泵型制冷循环设备200的管线260。相似地，第二连接端口P2’设置用于连接到外部系统管道，比如连接到图2所示的室外热交换器220的流体导管。用于控制电子操作的导阀311的配线W(见图9C)延伸出阀壳体364的顶部(如在图9中所看到的)。图9B是图9的装置的侧视图，看到第一连接端口P1’。

图9C是图9B所示示装置沿线9C-9C截取的横截面视图。如能够容易地看到的，膨胀阀布置302相似于图5所示的第一膨胀阀布置202，除了没有使用相似于套管270的套管。替代地，总体上由310表示的先导式主滑阀包括滑柱310’，其可以在限定于阀壳体364中的阶梯孔368中在打开和闭合位置之间移动(优选地可定位到一个或多个节流位置)，以用于控制第一连接端口P1’和第二连接端口P2’之间的流体流动。在形式和功能上相似于塞子279的塞子379密封孔368的下端(如图9C中所看到的)。安装结构366(导阀311可以适当地安装在安装结构上)密封孔368的上端(如图9C中所看到的)。塞子379、阀壳体364和滑柱310’协作以限定出可变容积的反馈室380，其相似于上述反馈室280。像上述滑柱210’一样，滑柱310’通过由反馈室380、在形式和功能上相似于弹簧209的弹簧309和相似于指令室278的指令室378中的流体压力形成的力的相互作用而定位。与导阀211一样，导阀311，优选地是与指令室378连通的电子操作的微阀，以给指令室378提供指令压力。

如在图9C中所示的，膨胀阀布置302还包括设置在相似于流体导管215的流体导管315中的止回阀314。止回阀314相似于止回阀214操作以完全打开先导式主滑阀310，以当先导式主滑阀310是非控制性膨胀阀时允许大多数制冷剂在与第一方向相反的方向上流过先导式主滑阀310。

止回阀314设置在流体导管315中，在管线260和作用在先导式主滑阀310的第二轴向末端362上的反馈压力下的流体之间流体连通。止回阀314仅仅允许流体在朝着第一连接端口P1’的方向上流过流体导管315。在正常的运行中，当先导式主滑阀310是控制性膨胀阀时，止回阀314保持闭合，这是因为在管线260(因此第一连接端口P1’)中的压力将大于位于流体导管315的将止回阀314连接到反馈室380的另一端处的反馈压力。

在正常的运行中，当先导式主滑阀310不是控制性膨胀阀时，第一连接端口P1’连接到低压/流出侧，而第二连接端口P2’连接到高压/流入侧，这是由于在热泵型制冷循环设备200中的流动方向是反向的。导阀311关闭(到导阀311的控制信号降低到零)，从而允许导阀311移动到将指令室378连接到在第二连接端口P2’中的高压流体的位置，以便高压经由导阀311被引导，以将指令压力增加到相同的高压，该压力作用在先导式主滑阀310的第一轴向末端361上，意在打开先导式主滑阀310。然而，来自第二连接端口P2’的高压流体还通过反馈孔367a被引导到先导式主滑阀310的滑柱310’的第二轴向末端362，抵消来自控制压力的力。由于由反馈压力形成的力作用在与由弹簧309所施加的力相同的方向上，因此这将意在导致先导式主滑阀310关闭，但是事实是在反馈室380中的高压也作用在止回阀314上。

止回阀314具有来自位于止回阀314左侧的反馈室380的高压(如在图9C中所看到的)和位于止回阀314右侧的低压(如在图9C所看到的)，止回阀打开，从而将供给到反馈室380的高压流体的至少一些排出通过先导式主滑阀310的反馈孔367a。这充分降低了反馈室380中的压力，使得供给到指令室278的高压克服弹簧309和由反馈室380中的压力(现在较低)形成的力的合力，以迫使先导式主滑阀310完全打开，从而允许至少大多数系统流从第二连接端口P2’不受限地流过先导式主滑阀310，到达第一连接端口P1’，即在与当先导式主滑阀310是控制性膨胀阀时发生的方向相反的方向上。止回阀314不必太大，以便它能够传送全部系统流或传送通过阀布置302的甚至大多数制冷剂。止回阀314仅仅需要将非常少量的流传送到现在的低压端口P1’，以充分降低压力，使得来自弹簧309的弹力和作用在先导式主滑阀310的滑柱310’的第二轴向末端362上的反馈压力的总和小于在相反的方向上作用在先导式主滑阀310的第一轴向末端361上的控制压力，这导致当先导式主滑阀310不是控制性膨胀阀时，先导式主滑阀310完全打开。

图10是图4所示新颖的膨胀阀布置的第四实施例的第一顶部透视图，第四实施例的膨胀阀布置一般被指代为402。膨胀阀布置402设置在阀壳体464中。图10A是图10的膨胀阀布置402的第二顶部透视图，示出阀壳体464的邻近图10所示侧的一侧。图10B是阀壳体464的前视图。第一连接端口P1”设置用于连接到外部系统管道，比如图2所示热泵型制冷循环设备200的管线260。相似地，第二连接端口P2”设置用于连接到外部系统管道，比如连接到图2所示室外热交换器220的流体导管。用于控制电子操作的导阀411的配线W(见图10D和10E)延伸出阀壳体464的顶部(如图10中所看到的)。

参考图10D和图10E，图10D是图10C所示膨胀阀布置402沿着线10D-10D截取的截面图，图10E是图10B所示膨胀阀布置402沿着线10E-10E截取的截面图，可以理解的是，膨胀阀布置402相似于图7所示膨胀阀布置202’，具有两个显著的不同。

第一，相似于图9至9C所示的第三实施例，并且不同于图7所示第二实施例，没有使用相似于套管270的套管。替代地，一般被指代为410的先导式主滑阀包括基本密封在限定出孔468(限定在阀壳体464中)的表面上的滑柱410’。滑柱410’可以在孔468中移动，以控制在第一连接端口P1”和第二连接端口P2”之间的流体流动。因此先导式主滑阀410可以看成与图7所示第二实施例的先导式主滑阀210功能等同地运行。

第二，膨胀阀布置402可以具有功能上等同于图7所示第二实施例的第一壳体通道264a的第一壳体通道464a，以用于提供导阀411和第一连接端口P1”之间的流体连通。然而，不同于第一壳体通道264a，通道464a可以至少部分地限定通过在阀壳体464外部的管道464a’(在图10、10A、10C和10E中示出)。相似地，膨胀阀布置402可以具有功能上等同于第二壳体通道264b的第二壳体通道464b，以提供导阀411和第二连接端口P2”之间的流体连通。然而，不同于第二壳体通道264b，通道464b可以至少部分地限定通过在阀壳体464外部的管道464b’(在图10、10C、10F、10G和10H中示出)。最后，膨胀阀布置402可以具有功能上等同于流体通道294的通道494，以将止回阀414’连接到第一连接端口P1”。与通道294不同，通道494可以至少部分地限定通过在阀壳体464外部的管道494’(在图10、10A、10b、10C、10E、10F、10G和10H中示出)。

止回阀414’可以具有任何适当的布置，图10D-10H所示止回阀414’在结构和功能上与图7、8A和8B所示止回阀214’相同，因此将不会进一步描述。止回阀414’可以安装在塞子479’中，塞子密封孔468的下端(如在图10D和图10E中所看到的)。塞子479’可以在结构和功能上与图7、8和8A所示塞子279’相同，因此将不会进一步描述。相似地，导阀411可以在结构和功能上与图7所示实施例的导阀211相同。导阀411可以以功能上等同于导阀211的方式与膨胀阀布置402的其他部件相互连接。

可以理解的是，先导式主滑阀410可以以功能上等同于图7所示实施例的先导式主滑阀210的方式来运行。滑柱410’可以在打开位置(在图10F中示出)和在孔468中的闭合位置(在图10H中示出)之间移动(可以优选地定位到一个或多个节流位置，其中一个在图10G中示出)，以用于控制在第一连接端口P1”和第二连接端口P2”之间的流体流动。图10F所示打开位置是最大打开位置，滑柱410’可以在运行中移动到该位置，并且该位置可以被称为完全打开或无节流位置。图10H所示闭合位置可以被称为节流位置，更具体地称为完全节流位置。

因此，可以明白的是，相对于膨胀阀布置402的使用，在热泵型制冷循环设备200中的膨胀阀布置402的运行将如上所述为或者第一膨胀阀布置202或者第二膨胀阀布置206。

总之，本发明的一方面涉及一种阀布置(比如第一膨胀阀布置202或第二膨胀阀布置206)，其包括：

壳体(比如阀壳体264、364或464)，限定出：

第一端口(比如，第一连接端口P1(或P1’、P1”)和第二连接端口P2(P2’、P2”)中的一个)，用于连接到外部流体导管，

第二端口(比如，第一连接端口P1(或P1’、P1”)和第二连接端口P2(P2’、P2”)中的另一个)，用于连接到外部流体导管；

第一流体通道(比如通过先导式主滑阀210、310或410的主流路)，提供第一端口和第二端口之间的流体连通；以及

第二流体通道(比如流体导管215、294、315或494)，提供与第一端口的流体连通；以及

控制元件(比如滑柱210’、310’或410’)，设置在壳体中，并且通过作用在其上的力的平衡来定位，控制元件可以定位到一个或多个节流位置，以控制流体从第一端口向第二端口流过第一流体通道，控制元件可以定位到完全打开位置，以允许相对不受限的流体从第二端口向第一端口流过第一流体通道；

止回阀(比如止回阀214、214’、314、414’)，设置在第二流体通道中，以用于当第一端口的流体压力大于第二端口的流体压力时防止流体从第一端口流过第二流体通道，并且当第一端口的流体压力小于第二端口的流体压力时允许流体流过第二流体通道，流到第一端口，由此影响作用在控制元件上的力的平衡，使得控制元件被迫朝着完全打开位置移动。

本发明的另一方面涉及一种阀布置，其包括：

壳体，限定出第一端口和第二端口；

止回阀，当第一端口的流体压力大于第二端口的流体压力时该止回阀关闭，而当第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时该止回阀打开；以及

膨胀阀，用于当通电且第一端口的流体压力大于第二端口的流体压力时节流制冷剂流体从第一端口向第二端口的流动，当断电且第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时，所述膨胀阀在意在导致膨胀阀移动到闭合位置的力的平衡下操作，从而允许流体从第二端口向第一端口流过膨胀阀，对于止回阀的操作，当断电且第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时，所述止回阀打开，导致意在使膨胀阀移动到打开位置的力的平衡。

本发明的另一方面涉及一种设备，其包括：

制冷剂膨胀阀和止回阀，制冷剂膨胀阀包括

壳体，限定出：

第一端口；

第二端口；以及

第一流体通道，提供第一端口和第二端口之间的制冷剂流体连通；以及设置在第一通道中的控制元件，

控制元件可以定位到一个或多个节流位置，以用于控制流体从第一端口向第二端口流过第一通道，

控制元件可以定位到完全打开位置，以允许制冷剂流体从第二端口向第一端口流过第一通道的最大流率；

止回阀设置在第二流体通道中，提供第二端口和第一端口之间的制冷剂流体连通，止回阀防止制冷剂流体从第一端口向第二端口流过第二通道，止回阀允许制冷剂流体从第二端口向第一端口流过第二通道的第二流率，第一流率大于第二流率。

本发明的原理和运行模式已经在它的优选实施例中被解释和图解。然而，必须理解的是，在不偏离它的精神或范围的情形下，本发明可以以不同于特定解释和图解的方式被实施。

Claims (19)

1.一种阀布置，包括：

壳体，限定出：

第一端口，用于连接到外部流体导管；

第二端口，用于连接到所述外部流体导管；以及

第一流体通道，提供第一端口和第二端口之间的流体连通；

第二流体通道，提供与第一端口的流体连通；

控制元件，设置在壳体中，并通过作用在控制元件上的力的平衡而定位，所述控制元件可以定位到一个或多个节流位置，以控制流体从第一端口向第二端口流过第一流体通道，所述控制元件可以定位到完全打开位置，以允许相对不受限的流体从第二端口向第一端口流过第一流体通道；以及

止回阀，设置在第二流体通道中，以用于当第一端口中的流体压力大于第二端口中的流体压力时防止流体从第一端口流过第二流体通道，并且用于当第一端口中的流体压力小于第二端口中的流体压力时允许流体流过第二流体通道到达第一端口，由此影响作用在控制元件上的力的平衡，使得控制元件被迫朝向完全打开位置移动。

2.根据权利要求1所述的阀布置，其中，所述控制元件允许从第二端口向第一端口通过控制元件的流率，通过控制元件的流率大于通过止回阀的同时发生的流率。

3.根据权利要求1所述的阀布置，其中，所述控制元件和所述止回阀二者设置在壳体中，并控制通过限定在壳体中的流体通道的流动。

4.根据权利要求1所述的阀布置，其中，所述控制元件设置在限定于壳体中的孔中，以控制通过第一流体通道的流动。

5.根据权利要求4所述的阀布置，还包括塞子，所述塞子密封限定在壳体中的孔的端部。

6.根据权利要求5所述的阀布置，所述塞子限定第二流体通道的一部分，所述止回阀至少部分地设置在第二流体通道的限定在塞子中的所述部分中。

7.根据权利要求5所述的阀布置，所述壳体限定第二流体通道的一部分，所述止回阀至少部分地设置在第二流体通道的限定在壳体中的所述部分中。

8.根据权利要求1所述的阀布置，还包括连接到壳体的管，第一流体通道和第二流体通道中的至少一个的一部分限定在所述管中。

9.根据权利要求1所述的阀布置，其中，第二流体通道至少部分地限定在壳体外部。

10.根据权利要求1所述的阀布置，其中，

控制元件具有第一端和第二端；

所述壳体和所述控制元件协作以在控制元件的第一端处限定出指令室，所述指令室中的流体压力形成意在使控制元件朝向更完全打开的位置移动的控制力；

所述壳体和所述控制元件协作以在控制元件的第二端处限定出反馈室，所述反馈室中的流体压力形成意在使控制元件朝向更完全闭合的位置移动的反馈力；以及

所述第二流体通道的提供第二端口和止回阀之间的流体连通的一部分与反馈室流体连通。

11.根据权利要求10所述的阀布置，设备还包括弹簧，所述弹簧形成意在使控制元件朝向更完全闭合的位置移动的弹力。

12.根据权利要求10所述的阀布置，还包括导阀，所述导阀能够操作成选择性地使指令室与第一端口或第二端口流体连通。

13.根据权利要求12所述的阀布置，其中，所述导阀是微阀。

14.根据权利要求12所述的阀布置，其中，所述导阀是设置在指令室中的开中心三通微阀。

15.一种阀布置，包括：

壳体，限定出第一端口和第二端口；

止回阀，当第一端口的流体压力大于第二端口的流体压力时，止回阀关闭，而当第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时，止回阀打开；以及

膨胀阀，用于当通电且第一端口的流体压力大于第二端口的流体压力时，节流制冷剂流体从第一端口向第二端口的流动，当断电且第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时，所述膨胀阀在意在导致膨胀阀移动到闭合位置的力的平衡下操作，从而允许流体从第二端口向第一端口流过膨胀阀，对于止回阀的操作，当断电且第二端口的流体压力大于第一端口的流体压力时，所述止回阀打开，导致意在使膨胀阀移动到打开位置的力的平衡。

16.根据权利要求15所述的阀布置，其中，所述膨胀阀允许从第二端口向第一端口通过膨胀阀的流率，所述流率大于通过止回阀的同时发生的流率。

17.根据权利要求15所述的阀布置，其中，所述膨胀阀和所述止回阀二者设置在壳体中。

18.根据权利要求15所述的阀布置，其中，

所述壳体还限定出孔；

所述膨胀阀还包括设置在孔中的滑柱，所述滑柱可以移动，以控制制冷剂流体从第一端口向第二端口的流动；以及

所述阀布置还包括密封孔的端部的塞子，所述塞子限定出与第二端口连通的通道，所述止回阀设置在所述通道中。

19.一种设备，包括：

制冷剂膨胀阀，包括

壳体，限定出

第一端口；

第二端口；以及

第一流体通道，提供第一端口和第二端口之间的制冷剂流体连通；以及设置在第一流体通道中的控制元件，

所述控制元件可以定位到一个或多个节流位置，以控制流体从第一端口向第二端口流过第一流体通道，

所述控制元件可以定位到完全打开位置，以允许制冷剂流体从第二端口向第一端口通过第一流体通道的最大流率；以及

止回阀，设置在第二流体通道中，提供第二端口和第一端口之间的制冷剂流体连通，所述止回阀防止制冷剂流体从第一端口向第二端口流过第二流体通道，所述止回阀允许制冷剂流体从第二端口向第一端口通过第二流体通道的第二流率，第一流率大于所述第二流率。

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