CN104180566B - 一种具有单向阀功能的热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，包括具有第一阀口和第二阀口的阀体，阀体的阀座上设置有与其相配合的阀芯组件，阀芯组件包括膨胀阀阀芯和设置于膨胀阀阀芯的导向套上的单向阀阀芯，导向套固定于阀体上，单向阀阀芯轴向活动设置于导向套上，当热力膨胀阀反向工作时，连通第一阀口和第二阀口的介质导流通道形成于单向阀阀芯和阀座之间；本发明中的单向阀阀芯轴向活动设置于导向套上，当热力膨胀阀反向工作时，连通第一阀口和第二阀口的介质导流通道由单向阀阀芯和阀座形成，无需设置封堵部件，简化热力膨胀阀阀芯的结构，可以降低装配难度，并且阀座和单向阀阀芯轴向活动连接，无需设置固定部件，有利于简化阀座的加工难度。

Description

一种具有单向阀功能的热力膨胀阀

技术领域

本发明涉及冷媒流体控制部件技术领域，特别涉及一种具有单向阀功能的热力膨胀阀。

背景技术

热力膨胀阀是组成制冷系统的重要部件，是制冷系统基本部件之一。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口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。

一般地，热力膨胀阀在制冷系统中若蒸发器、冷凝器距压缩机管路距离较长情况下(约25米)，采用并联一个单向阀(方向与热力膨胀阀方向相反)来实现。单向阀流向与膨胀阀阀口流向方向相反，系统制冷介质正向流动时(进口流向出口)，单向阀由于压差关闭，热力膨胀阀起作用；系统制冷介质反向流动时，单向阀由于压差打开，热力膨胀阀不起作用。为降低成本一般将单向阀和热力膨胀阀进行集成设计。

请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型的带单向阀功能的热力膨胀阀的局部结构示意图；图2为图1中单向阀阀芯结构的示意图。

热力膨胀阀包括阀体1’，阀体1’上具有第一阀口C和第二阀口D，阀体1’的上端部连接有包括气箱座9’和气箱盖8’的气箱头，该气箱头的内腔由膜片分割为上、下两个腔室，上腔室与感温包连接，感温包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，并在上腔室中产生一个温度压力Pb；同时，下腔室通过平衡管与蒸发器出口端连通，从而在下腔中产生一个蒸发压力Po。

阀体1’内设置有单向阀阀芯2’和与单向阀阀芯2’相配合使用的膨胀阀阀芯5’，单向阀阀芯2’固定设置于膨胀阀阀芯的导向环4’上，导向环4’固定连接于阀体内，并且单向阀阀芯2’顶壁上设置有单向阀口22’，用于热力膨胀阀反向工作时的介质流通，为了保证热力膨胀阀正向工作时，避免介质从单向阀阀芯2’中的单向阀口21’中流过，在单向阀阀芯2’上还覆盖有盖片3’，导向环4’的周壁上设置有若干用于介质流通的开口42’，导向环4’、盖片3’上均设置有通孔41’、通孔31’，膨胀阀阀芯5’穿过通孔22’、41’、31’连接调节弹簧6’，且与各通孔周向密封。

当制冷介质由第一阀口C流向第二阀口D时，介质由导向环4’上的开口进入膨胀阀阀芯5’的膨胀阀口，在第一阀口C和第二阀口D压力作用下，膨胀阀口51’开启实现制冷介质的节流。

由上可以看出，组成热力膨胀阀的单向阀阀芯2’组件的部件比较多，装配相对比较复杂，并且需要在阀座11’上加工固定单向阀阀芯2’的固定座，导致阀座11’结构比较复杂，加工难度相对比较高。

因此，如何改进现有技术中热力膨胀阀的结构，使其结构比较简单，是现有技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，该热力膨胀阀结构比较简单。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，包括具有第一阀口和第二阀口的阀体，所述阀体的阀座上设置有与其相配合的阀芯组件，阀芯组件包括膨胀阀阀芯和设置于膨胀阀阀芯的导向套上的单向阀阀芯，导向套固定于阀体上，所述单向阀阀芯轴向活动设置于所述导向套上，当所述热力膨胀阀反向工作时，连通所述第一阀口和所述第二阀口的介质导流通道形成于所述单向阀阀芯和所述阀座之间。

优选地，还包括将所述单向阀阀芯压紧于所述阀座上的弹性部件。

优选地，所述膨胀阀阀芯还包括设置有节流端部的传动杆、所述传动杆的节流端部抵靠所述热力膨胀阀的调节弹簧，另一端穿过所述导向套上设置的通孔连接所述热力膨胀阀的传动片，所述单向阀阀芯设置于所述导向套上；所述导向套上还设有连通所述通孔的第一通道，当所述热力膨胀阀正向节流工作时，所述第一阀口和所述第二阀口通过所述通孔和所述第一通道节流导通。

优选地，所述导向套为台阶轴结构，大径端部固定于所述阀体上，所述单向阀阀芯设于所述台阶轴的小径端部，所述弹性部件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧压缩于所述台阶轴的台阶面和所述单向阀阀芯之间。

优选地，所述小径端部还设有环状凸台，所述单向阀阀芯和所述螺旋弹簧设于所述环状凸台和所述台阶面之间。

优选地，所述单向阀阀芯和所述阀座、所述单向阀阀芯和所述环状凸台、所述导向套和所述阀体之间均设置有密封部件。

优选地，所述第一通道的数量至少为两个，沿所述导向套的周向布置。

优选地，当所述热力膨胀阀反向工作时，连通所述第一阀口和所述第二阀口的介质导流通道为环形结构。

优选地，所述传动杆的节流端部为球型结构。

优选地，所述导向套和所述阀体两者通过螺纹连接固定，所述导向套上设置有外螺纹部，所述阀体上设置有与所述外螺纹部相配合的内螺纹部。

本发明中的单向阀阀芯轴向活动设置于导向套上，当热力膨胀阀反向工作时，连通第一阀口和第二阀口的介质导流通道形成于单向阀阀芯和阀座之间。

与现有技术中将热力膨胀阀反向工作的介质通道设置于单向阀阀芯上相比，本发明中热力膨胀阀的单向阀阀芯轴向活动设置于导向套上，当热力膨胀阀反向工作时，制冷介质由第二阀口进入阀体内部，在制冷介质压力作用下单向阀阀芯相对导向套向上运动，当运动至一定高度，单向阀阀芯和阀座之间具有一定间隙，制冷介质经两者之间的间隙从第一阀口流出，当热力膨胀阀反向工作停止时，单向阀阀芯可以在自身重力的作用下恢复至阀座上，实现第一阀口和第二阀口之间介质通道的隔断。

当热力膨胀阀正向节流工作，制冷介质由第一阀口流向第二阀口时，在制冷介质的压力下，单向阀阀芯与阀座抵靠，单向阀口自动关闭，膨胀阀阀芯开启，实现节流膨胀，无需设置第三部件封堵单向阀口，简化热力膨胀阀阀芯的结构，可以降低装配难度；并且单向阀阀芯与阀座抵靠即可实现两者的定位，与现有技术单向阀阀芯固定于阀座上相比，可以大大简化阀座的加工难度。

在一种优选的实施方式中，还包括将所述单向阀阀芯压紧于所述阀座上的弹性部件。

弹性部件不仅可以在热力膨胀阀正向工作时，将单向阀阀芯压紧于阀座上，以便制冷介质仅从膨胀阀阀芯中节流膨胀流过，进一步增加热力膨胀阀节流工作的可靠性；并且，当热力膨胀阀反向单向导通时，弹性部件不仅有利于单向阀阀芯向上开启的平稳性，而且当热力膨胀阀停止工作时，在弹性部件的回复力作用下，单向阀阀芯可以快速恢复于阀座上，实现阀座和单向阀阀芯之间流道的快速、准确关闭。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的具有单向阀功能的热力膨胀阀的局部结构示意图；

图2为图1所示热力膨胀阀中单向阀阀芯的爆炸图；

图3为本发明一种具体实施例中具有单向阀功能的热力膨胀阀的结构示意图；

图4为图3所示热力膨胀阀处于反向工作状态的结构示意图。

其中，图1和图2中的附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

1’阀体、11’阀座、2’单向阀阀芯、21’单向阀口、22’通孔、3’盖片、31’通孔、4’导向环、41’通孔、5’膨胀阀阀芯、51’膨胀阀口、6’调节弹簧、7’传动片、8’气箱盖、9’气箱座、10’膜片。

其中，图3和图4中的附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

1阀体、101阀座、2单向阀阀芯、3传动杆、4螺旋弹簧、5导向套、51第一通道、52通孔、6环状凸台、7调节弹簧、8调节座、9密封部件、10调节杆、11气箱座、12气箱盖、13膜片、14传动片、15毛细管、16感温包、17弹簧座、18接管、A第一阀口、B第二阀口。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，该热力膨胀阀结构比较简单。

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。

请参考图3和图4，图3为本发明一种具体实施例中具有单向阀功能的热力膨胀阀的结构示意图；图4为图3所示热力膨胀阀处于反向工作状态的结构示意图。

本发明所述的具有单向阀功能的热力膨胀阀是指该热力膨胀阀在制冷系统中制冷介质正反流向均可工作，分别具有节流膨胀功能和单向阀功能，本文中将热力膨胀阀处于节流膨胀工作状态定义为正向工作状态，也就是由第一阀口流向第二阀口为正向流动，相应地，相当于单向阀单向工作状态定义为反向工作状态。

本发明提供了一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，包括具有第一阀口A和第二阀口B的阀体1，热力膨胀阀通过连接于第一阀口A和第二阀口B的接管18装配于制冷系统中工作。阀体1的上端部连接有包括气箱座11和气箱盖12的气箱头，该气箱头的内腔由膜片13分割为上、下两个腔室，上腔室通过毛细管15与感温包16连接，感温包16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，并在上腔室中产生一个温度压力Pb；同时，下腔室通过平衡管与蒸发器出口端连通，从而在下腔中产生一个蒸发压力Po。

阀体1的阀座101上设置有与其相配合的阀芯组件，阀芯组件包括膨胀阀阀芯和设置于膨胀阀阀芯的导向套5上的单向阀阀芯2，导向套5固定于阀体1上，膨胀阀阀芯上端连接下腔室中的传动片14，膨胀阀阀芯的下端部支撑有弹性部件，该弹性部件给膨胀阀阀芯一个向上的弹力Pt，弹性部件的压缩量通过调节座8和调节杆10之间设置的配合螺纹副调节，一般地，该弹性部件为调节弹簧7，调节弹簧7可以通过设置于其上端的弹簧座17连接膨胀阀阀芯；当热力膨胀阀正向工作时，根据Pb、Po和Pt三者的关系，调节膨胀阀阀芯的开度，在此不再详述热力膨胀阀的膨胀阀阀芯开阀工作原理，请参考现有技术。

本发明中的单向阀阀芯2轴向活动设置于导向套5上，当热力膨胀阀反向工作时，连通第一阀口A和第二阀口B的介质导流通道形成于单向阀阀芯2和阀座101之间。

与现有技术中将热力膨胀阀反向工作的介质通道设置于单向阀阀芯2上相比，本发明中热力膨胀阀的单向阀阀芯2轴向活动设置于导向套上，当热力膨胀阀反向工作时，制冷介质由第二阀口B进入阀体1内部，在制冷介质压力作用下单向阀阀芯2相对膨胀阀阀芯向上运动逐渐脱离阀座101，当运动至一定高度，单向阀阀芯2和阀座101之间具有一定间隙，制冷介质经两者之间的间隙从第一阀口A流出，当热力膨胀阀反向工作停止时，单向阀阀芯2可以在自身重力的作用下恢复至原始位置抵靠于阀座101上，实现第一阀口A和第二阀口B之间介质通道的隔断。

当热力膨胀阀正向节流工作，制冷介质由第一阀口A流向第二阀口B时，在制冷介质的压力下，单向阀阀芯2与阀座101抵靠，膨胀阀阀芯开启，实现节流膨胀，无需设置第三部件封堵单向阀口，简化热力膨胀阀阀芯的结构，可以降低装配难度；并且单向阀阀芯2与阀座101抵靠即可实现两者的定位，与现有技术单向阀阀芯2固定于阀座101上相比，可以大大简化阀座的加工难度。

热力膨胀阀还可以包括将单向阀阀芯2压紧于阀座101上的弹性部件；弹性部件不仅可以在热力膨胀阀正向工作时，将单向阀阀芯2压紧于阀座101上，以便制冷介质仅从膨胀阀阀芯中节流膨胀流过，进一步增加热力膨胀阀节流工作的可靠性；并且，当热力膨胀阀反向单向导通时，弹性部件不仅有利于单向阀阀芯2向上开启的平稳性，而且当热力膨胀阀停止工作时，在弹性部件的回复力作用下，单向阀阀芯2可以快速恢复于阀座101上，实现阀座101和单向阀阀芯2之间流道的快速、准确关闭。

本文中的弹性部件可以为弹簧，也可以为橡胶等其他符合设计要求的弹性元件，弹性部件可以直接或间接抵靠于阀体1上。下面以弹性部件为螺旋弹簧4为例，介绍热力膨胀阀几种优选的实施方式。

在一种优选的实施方式中，膨胀阀阀芯还可以包括设置有节流端部的传动杆3、传动杆3的节流端部抵靠热力膨胀阀的调节弹簧7，另一端穿过导向套5上设置的通孔52连接热力膨胀阀的传动片14，单向阀阀芯2设置于导向套5上；导向套5上还设有连通通孔的第一通道51，当热力膨胀阀正向节流工作时，第一阀口A和第二阀口B通过通孔52和第一通道51节流导通。

该实施方式中单向阀阀芯2可以在导向套5的外周沿轴向上下移动，导向套5对单向阀阀芯2的运动起到导向的作用。

具体地，导向套5可以设计为台阶轴结构，大径端部固定于阀体1上，单向阀阀芯2设于台阶轴的小径端部，弹性部件为螺旋弹簧4，螺旋弹簧4压缩于台阶轴的台阶面和单向阀阀芯2之间；该实施方式中可以先将螺旋部件、单向阀阀芯2先安装至导向套5上，然后再将安装好组件作为一个整体安装进阀体1中，有利于实现热力膨胀阀的快速装配。

导向套5的小径端部还可以进一步地设有环状凸台6，单向阀阀芯2和螺旋弹簧4设于环状凸台6和所述台阶面之间；其中，环状凸台6可以通过螺纹连接或焊接等方式安装于导向套5上，在装配过程中，先将单向阀阀芯2和螺旋弹簧4安装于导向套5上，然后再将环状凸台6固定于导向套5上。

环状凸台6可以实现单向阀阀芯2和螺旋弹簧4于导向套5上的定位，提高导向套5、单向阀阀芯2和螺旋弹簧4组装后装入阀体1内部的准确性和快速性，并且环状凸台6还可以增加单向阀阀芯2和导向套5之间的密封性。

为了进一步增加各部件之间的密封性，上述各实施例中的单向阀阀芯2和所述阀座101、单向阀阀芯2和环状凸台6、导向套5和阀体1之间均可以设置有密封部件9，密封部件9可以为各种形式的密封圈，例如O型圈、V型圈等。

上述各实施例中的第一通道51的数量可以至少为两个，沿导向套5的周向布置，有利于制冷介质快速充满导向套5内的节流通道。

具体地，当热力膨胀阀反向工作时，连通第一阀口A和所述第二阀口B的介质导流通道为环形结构；环形结构通流面积比较大，可以进一步降低单向。

为了进一步增加膨胀阀阀芯定位的准确性，传动杆3用于节流调节的端部为球型结构。

上述各实施例中，导向套5和阀体1两者可以通过螺纹连接固定，导向套5上设置有外螺纹部，阀体1上设置有与外螺纹部相配合的内螺纹部；螺纹连接比较简单，并且固定可靠。

以上对本发明所提供的一种具有单向阀功能的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 (9)

1.一种具有单向阀功能的热力膨胀阀，包括具有第一阀口(A)和第二阀口(B)的阀体(1)，所述阀体(1)的阀座(101)上设置有与其相配合的阀芯组件，所述阀芯组件包括膨胀阀阀芯和设置于所述膨胀阀阀芯的导向套(5)上的单向阀阀芯(2)，所述导向套(5)固定于所述阀体(1)上，其特征在于，所述单向阀阀芯(2)轴向活动设置于所述导向套(5)上，当所述热力膨胀阀反向工作时，连通所述第一阀口(A)和所述第二阀口(B)的介质导流通道形成于所述单向阀阀芯(2)和所述阀座(101)之间；

所述膨胀阀阀芯还包括设置有节流端部的传动杆(3)、所述传动杆(3)的节流端部抵靠所述热力膨胀阀的调节弹簧(7)，另一端穿过所述导向套(5)上设置的通孔(52)连接所述热力膨胀阀的传动片(3)；所述导向套(5)上还设有连通所述通孔(52)的第一通道(51)，当所述热力膨胀阀正向节流工作时，所述第一阀口(A)和所述第二阀口(B)通过所述通孔(52)和所述第一通道(51)节流导通。

2.如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，还包括将所述单向阀阀芯(2)压紧于所述阀座(101)上的弹性部件。

3.如权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向套(5)为台阶轴结构，大径端部固定于所述阀体(1)上，所述单向阀阀芯(2)设于所述台阶轴的小径端部，所述弹性部件为螺旋弹簧(4)，所述螺旋弹簧(4)压缩于所述台阶轴的台阶面和所述单向阀阀芯(2)之间。

4.如权利要求3所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述小径端部还设有环状凸台(6)，所述单向阀阀芯(2)和所述螺旋弹簧(4)设于所述环状凸台(6)和所述台阶面之间。

5.如权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述单向阀阀芯(2)和所述阀座(101)、所述单向阀阀芯(2)和所述环状凸台(6)、所述导向套(5)和所述阀体(1)之间均设置有密封部件(9)。

6.如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一通道(51)的数量至少为两个，沿所述导向套(5)的周向布置。

7.如权利要求1至6任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，当所述热力膨胀阀反向工作时，连通所述第一阀口(A)和所述第二阀口(B)的介质导流通道为环形结构。

8.如权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述传动杆(3)的节流端部为球型结构。

9.如权利要求1至6任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向套(5)和所述阀体(1)两者通过螺纹连接固定，所述导向套(5)上设置有外螺纹部，所述阀体(1)上设置有与所述外螺纹部相配合的内螺纹部。