CN104343994A - 一种热力膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热力膨胀阀，能够通过简单的结构实现阀口开度的调节。本发明包括呈中空结构并具有阀口的阀体以及内置在所述阀体中的阀芯，所述阀芯设有用于密封所述阀口的密封结构，所述阀芯和所述阀体设有能够相互配合的台阶结构，以便将所述阀芯的密封结构限位在与所述阀口呈预定距离处。通过台阶结构的限位将阀芯的密封结构限定在与阀口呈预定距离的位置，以便阀口保持一定的最小开度；仅通过台阶结构的设置即实现了阀口开度的控制，其结构简单，无需增加装配工序，成本较低，不存在中间传递环节，故其操作精度和定位可靠性较高；调节台阶结构的位置即可调节阀口的开度大小；定位结构的简化减少了连接点，以减少阀体的泄漏点，提高综合性能。

Description

一种热力膨胀阀

技术领域

本发明涉及阀体技术领域，特别涉及一种热力膨胀阀。

背景技术

对于停机时需要泄压的系统，需要配置阀口带泄漏的热力膨胀阀。现有技术中，一般通过在阀口钻孔或者设置阀口压槽来控制阀口的泄漏量。

请参考图1，图1为现有技术中热力膨胀阀在一种具体实施方式中的剖面图。

专利号为US5257737的美国专利公开了一种热力膨胀阀，如图1所示，所述热力膨胀阀具有调节机构，所述调节机构包括调整座1’、支撑座2’和弹簧组件3’，所述弹簧组件3’通过多个小弹簧组成；调整座1’连接有顶丝11’，顶丝11’能够推动调整座1’沿其轴向移动；支撑座2’与调整座1’连接，且其具有用于容纳阀杆4’的杆端的腔体，则阀杆4’以其一个端部伸入支撑座2’内，与支撑座2’轴向固连；弹簧组件3’周向环绕在支撑座2’的外部，用于调整支撑座2’对阀杆4’的夹紧力，且弹簧组件3’通过支撑座2’对阀杆4’施加轴向作用力；阀杆4’的另一端具有锥面41’，锥面41’与阀口5’之间始终保持一定的最小距离；当顶丝11’驱动调整座1’轴向移动时，调整座1’通过支承座2’作用于阀杆4’，使得阀杆4’产生较小的轴向位移，则处于阀杆4’端部的锥面41’相应地轴向移动较小距离，锥面41’与阀口5’之间的距离发生变化，即调整座1’可以控制阀口5’与锥面41’之间的距离大小。

当膨胀阀工作时，制冷剂由进口管6’流入，通过阀口5’的节流后由出口管7’流出，阀口5’始终保持一定的最小流量。

但是，在上述现有的热力膨胀阀中，调节机构包括调整座1’、支撑座2’和弹簧组件3’三个部分，且各个部分中的零部件较多，装配工艺较为复杂，其成本较高。

有鉴于此，如何设置一种热力膨胀阀，通过简单的机构实现阀口开度的调节，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种热力膨胀阀，能够通过简单的结构实现阀口开度的调节。

本发明提供的热力膨胀阀，包括呈中空结构并具有阀口的阀体以及内置在所述阀体中的阀芯，所述阀芯设有用于密封所述阀口的密封结构，所述阀芯和所述阀体设有能够相互配合的台阶结构，以便将所述阀芯的密封结构限位在与所述阀口呈预定距离处。

本发明的热力膨胀阀，在阀芯和阀体上设有相互配合的台阶结构，进而通过台阶结构的限位将阀芯的密封结构限定在与阀口呈预定距离的位置，以便阀口保持一定的最小开度，使得膨胀阀具有一定的泄漏量；本发明仅仅通过台阶结构的设置即实现了阀口开度的控制，其结构简单，无需增加装配工序，成本较低；另一方面，由于台阶结构较为简单，其定位通过阀芯和阀体上相应的台阶限位即可完成，不存在中间传递环节，故其操作精度和定位可靠性较高；而且，在上述结构中，通过调节台阶结构的位置即可调节阀口的开度大小，使用更加便捷；最后，定位结构的简化从整体上减少了连接点，从而可以减少阀体的泄漏点，提高阀体的综合性能。

优选地，所述台阶结构包括由所述阀体的内孔壁向外侧延伸形成的台阶槽和沿所述阀芯的径向突出设置的凸缘，当所述凸缘抵顶所述台阶槽的槽壁时，所述密封结构与所述阀口之间的轴向距离为所述预定距离。

台阶结构可以具体包括设置在阀芯上的凸缘和处于阀体上的台阶槽，在进行阀芯装配的过程中，同时实现了对阀口开度的预先设置，无需增加额外的装配步骤，也不会对阀芯的装配产生干扰，其结构设置更为合理。

优选地，所述阀芯以其连接部纵向贯穿所述阀口，所述连接部的直径小于所述阀口的口径，所述凸缘和所述密封结构分属所述连接部的两侧，所述凸缘与所述密封结构的轴向距离大于所述台阶槽到所述阀口的轴向距离。

优选地，所述密封结构设置在所述阀芯的顶端，所述凸缘与所述密封结构的轴向距离小于所述台阶槽到所述阀口的轴向距离。

凸缘和密封结构的位置关系具体可以分为两种情况，当两者处于阀口的两侧时，凸缘和密封结构的轴向距离要大于台阶槽道阀口的轴向距离，则凸缘运动到台阶槽时整个阀芯被限位，此时密封结构与阀口之间的距离即为所述预定距离；当两者处于阀口的同侧时，凸缘和密封结构的轴向距离就要小于台阶槽到阀口的轴向距离，则台阶槽可以在密封结构未将阀口封闭时通过凸缘将阀芯定位；也就是说，操作者可以通过调整凸缘和密封结构之间的间距实现对阀口开度的调整。

优选地，所述密封结构呈锥体状设置，所述阀口呈与所述密封结构的锥面适配的锥形槽设置。

优选地，所述阀体的中空结构内设有阀芯导向套，所述台阶结构包括沿所述阀芯的径向突出设置的突出部和所述阀芯导向套的套筒由其两侧端壁向内弯折形成的凸台，当所述突出部与所述凸台抵接时，所述密封结构与所述阀口之间的轴向距离为所述预定距离。

阀体中还可以设置阀芯导向套，然后在阀芯导向套上设置凸台作为对阀芯进行限位的台阶结构，在进行安装时，首先将阀芯导向套装入阀体中，然后将阀芯套装在阀芯导向套上，则阀芯导向套可以同时实现对阀芯的导向和限位作用，从而将阀口开度限定在一定范围内；采用上述结构设置，无需对阀体进行改进，也就不会对阀体的强度和密封性等产生影响；此外，该结构中只需对阀芯导向套进行小幅度改进，其加工强度较低。

优选地，所述阀芯以其连接部纵向贯穿所述阀口，所述连接部的直径小于所述阀口的口径，所述突出部和所述密封结构处于所述连接部的同侧，所述突出部与所述密封结构的轴向距离小于所述凸台到所述阀口的轴向距离。

优选地，所述热力膨胀阀还包括阀芯支撑座，所述阀芯支撑座的一端与所述阀芯连接，另一端连接有弹性部件，以便推动所述阀芯的密封结构朝向所述阀口运动。

附图说明

图1为现有技术中热力膨胀阀在一种具体实施方式中的剖面图；

图2为本发明所提供热力膨胀阀在第一种具体实施方式中的剖面结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为本发明所提供阀芯在第一种具体实施方式中的剖面结构示意图；

图5为本发明所提供热力膨胀阀在第二种具体实施方式中的剖面结构示意图；

图6为图5中B部分的局部放大示意图；

图7为本发明所提供热力膨胀阀在第三种具体实施方式中的剖面结构示意图；

图8为图7中阀芯和阀芯导向套的局部放大示意图。

图1中：

1’调整座、11’顶丝、2’支撑座、3’弹簧组件、4’阀杆、41’锥面、5’阀口、6’进口管、7’出口管

图2-8中：

1阀体、11阀口、12台阶槽、13阀芯导向套、131凸台、2阀芯、21密封结构、22凸缘、23连接部、24突出部、3阀芯支撑座、4、弹性部件、41调节弹簧、42弹簧座、5进口管、6出口管

具体实施方式

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2-4，图2为本发明所提供热力膨胀阀在第一种具体实施方式中的剖面结构示意图；图3为图2中A部分的局部放大示意图；图4为本发明所提供阀芯在第一种具体实施方式中的剖面结构示意图。

热力膨胀阀是实现适用于制冷、空调、热泵等使用场合。通常，热力膨胀阀具有阀体1，阀体1的两端分别与进口管5和出口管6相连，阀体1呈中空结构设置，且其具有阀口11；工作时，制冷剂从热力膨胀阀的进口管5流入，然后通过阀口11的节流后由出口管6流出，这就要求阀口11始终保持一定的最小流量，即阀口11具有一定的开度。

本发明的热力膨胀阀还包括内置在阀体1中的阀芯2，阀体1具有阀口11，阀芯2设有用于密封阀口11的密封结构21；阀芯2和阀体1设有能够相互配合的台阶结构，当阀芯2与阀体1上的台阶结构配合时，阀芯2的密封结构21与阀口11之间存在一定的间隙，密封结构21在与阀口11呈预定距离的位置停止运动，避免将阀口11封闭，从而使得阀口11保持一定的开度，则本发明的热力膨胀阀具有一定的泄漏量。

所述预定距离根据热力膨胀阀的工作需求进行设置，也就是说，根据热力膨胀阀所应用场所的不同，阀口11的开度大小要求不同，当要求阀口11具有较大开度时，所述预定距离的值较大，相反，所述预定距离的值较小。

在一种具体实施方式中，阀体1的中空结构具有内孔壁，由所述阀体1的内孔壁可以向其外侧延伸，以便与其内孔壁的主体部分形成台阶槽12；阀芯2内置在阀体1的中空结构中，阀芯2可以沿其径向突出设置形成凸缘22，凸缘22能够与台阶槽12相配合，两者共同构成所述台阶结构；在凸缘22朝向台阶槽12运动的过程中，阀芯2的密封结构21逐渐靠近阀口11运动，当凸缘22抵顶在台阶槽12的槽壁时，台阶槽12的阻挡限制了凸缘22的继续运动，从而限制了阀芯2的轴向运动，此时密封结构21与阀口11之间的轴向距离即为所述预定距离，阀口11保持在该开度。

其中，根据凸缘22和密封结构21与阀口11的相对位置的不同，又可以分为两种情况，即凸缘22与密封结构21分属阀口11的两侧或者两者均处于阀口11的同侧。

在图2-4所示的第一种具体实施方式中，凸缘22和密封结构21处于阀口11的两侧；阀芯2还可以具有连接部23，安装时，阀芯2以其连接部23纵向贯穿阀口11，且连接部23的直径要小于阀口11的口径，以便阀口11处于开启状态，制冷剂可以从进口管5流入出口管6内；阀芯2在其连接部23的一侧设置密封结构21，该密封结构21与阀口11的开口处相匹配，从而能够将阀口11封堵；为使得阀口11处于开启状态且具有一定的开度，就要设置相应的限位结构，将密封结构21限制在与阀口11呈预定距离的位置，在该具体实施方式中，阀芯2沿其径向突出设置的凸缘22构成了所述的限位结构；凸缘22可以设置在连接部23的另一侧，相应的，阀体1上的台阶槽12也开设在与凸缘22相对应的一侧。

在上述具体实施方式中，设定凸缘22与密封结构21之间的轴向距离为A，阀口11到台阶槽12之间的轴向距离为B；由于凸缘22和密封结构21均设置在阀芯2上、阀口11和台阶槽12均设置在阀体1上，故凸缘22和密封结构21保持运动的同步性，当A大于B时，凸缘22运动到台阶槽12的位置即被限位，此时的密封结构21被没有运动到阀口11处，就不会将阀口11封闭，则阀口11保持一定的开度。

当然，本领域技术人员应该可以理解，当阀芯2被限位时，阀口11处于最小开度值，但是，这并非表明阀口11的开度只能保持在最小开度值，而无法进行调整；本发明的热力膨胀阀中阀口11的开度是可以进行调整的，由于密封结构21远离阀口11方向的运动没有被限定，故阀口11的开度也可以大于上述最小开度值，本发明的台阶结构只是为了避免阀口11的闭合，使其具有一定的最小开度，以保证热力膨胀阀的正常使用。

此外，需要说明的是，凸缘22与密封结构21之间的轴向距离A是指凸缘22的台阶面至密封结构21的密封处的轴向距离，凸缘22的台阶面是指其径向突出设置的端面，密封结构21的密封处是指能够将阀口11密封的位置，也可以理解为与阀口11的口径相等的位置；同理，阀口11到台阶槽12之间的轴向距离B中，是指阀口11的开口端端面至台阶槽12的台阶面之间的轴向距离；当阀口11的口径在轴向上存在变化时，其口径取轴向上的最小值，也就是说，密封结构21的密封处是指与阀口11的最小口径相等的位置。

请参考图5-6，图5为本发明所提供热力膨胀阀在第二种具体实施方式中的剖面结构示意图；图6为图5中B部分的局部放大示意图。

在第二种具体实施方式中，凸缘22和密封结构21处于阀口11的同侧，也可以说，密封结构21设置在阀芯2的端部，阀芯2处于阀口11的一侧，并没有贯通阀口11设置；如图5和图6所示，密封结构21可以设置在阀芯2的顶端，仍假定凸缘22与密封结构21之间的轴向距离为A，阀口11到台阶槽12之间的轴向距离为B，此时，凸缘22与密封结构21的轴向距离A小于台阶槽12到阀口11的轴向距离B。

在密封结构21朝向阀口11运动的过程中，凸缘22逐渐靠近台阶槽12，由于A小于B，则凸缘22与台阶槽12之间的距离要小于密封结构21与阀口11之间的距离，当凸缘22抵顶台阶槽12后将阀芯2定位，此时的密封结构21与阀口11之间具有间隙，故阀口11具有一定的开度。

其中，密封结构21可以呈锥体状设置，阀口11呈锥形槽口状设置，且其锥度与密封结构21的锥面适配，如图5和图6所示。当阀口11和密封结构21具有一定锥度时，在凸缘22与台阶槽12定位后，密封结构21的顶端可以部分伸入阀口11内，但并不会将阀口11封闭，此时在密封结构21的两侧外壁分别与阀口11的两侧内壁形成两条通道，则制冷剂能够通过所述通道分别从阀口11的两侧流出，能够起到一定的限流作用，以便有效地控制制冷剂的流量和流速，在阀口11开度一定的情况下实现了分流与调速。

详细地，当密封结构21与阀口11呈锥形设置时，凸缘22与密封结构21之间的轴向距离A是指密封结构21能够将阀口11的小口径一端封闭的位置至凸缘22的轴向距离；阀口11到台阶槽12之间的轴向距离B是指台阶槽12至阀口11的锥形顶端端面之间的轴向距离，由于密封结构21能够与阀口11的顶端端面处形成密封，故阀口11的锥形顶端即为其开口端的端面，如图6中所示。

可以说，阀口11的开口端端面相当于一个参照面，当密封结构21和阀口11设置为其他形状时，A与B的大小均以阀口11的开口端端面为参照进行衡量，密封结构21的密封处是指能够将阀口11的开口端密封的位置。

请参考图7和图8，图7为本发明所提供热力膨胀阀在第三种具体实施方式中的剖面结构示意图；图8为图7中阀芯和阀芯导向套的局部放大示意图。

在第三种具体实施方式中，阀体1的中空结构内还可以设有阀芯导向套13，阀芯导向套13呈套筒状设置，阀芯2套装在阀芯导向套13的套筒内，并以其两端贯穿所述套筒向外伸出；阀芯导向套13的套筒由其两侧端壁向内弯折形成凸台131，阀芯2沿其径向突出设置有突出部24，且突出部24能够与凸台131相抵接，所述台阶结构包括凸台131和突出部24；当突出部24与凸台131抵接时，密封结构21与阀口11之间的轴向距离为所述预定距离。

在该种具体实施方式中，阀体1中内置有阀芯导向套13，然后在阀芯导向套13上设置凸台131，以便对阀芯2进行限位，而无需对阀体1进行改进，由于阀体1的结构相对比较复杂，而对阀芯导向套13的加工相对容易，故该种结构设置有利于简化加工工艺；同时，由于阀体1保持原有的结构，则阀体1的强度和密封性等性能基本上不会受到影响，考虑到阀体1为整个热力膨胀阀的主体部件，故该种方案中热力膨胀阀的性能较好；另一方面，阀芯导向套13还可以实现阀芯2的导向作用，则阀芯2在进行导向安装的同时，突出部24与凸台131之间的位置关系也相应地确定，简化了安装步骤。

在此基础上，可以参照第一种具体实施方式，将阀芯2贯穿阀口11设置；阀芯2可以具有连接部23，并以其连接部23纵向贯穿阀口11，连接部23的直径小于阀口11的口径；由于阀芯导向套13通常设置在阀芯2的一端，此时的突出部24和密封结构21可以处于连接部23的同侧，该侧与阀芯1上设置阀芯导向套13的一侧相对应；突出部24与密封结构21的轴向距离A小于凸台131到阀口11的轴向距离B，以便将密封结构21定位在与阀口11呈预定距离处，其原理请参照第二种具体实施方式。

可以想到，在上述三种具体实施方式中，热力膨胀阀还可以包括阀芯支撑座3，阀芯支撑座3的一端与阀芯2连接，另一端连接有弹性部件4，以便推动阀芯2的密封结构21朝向阀口11运动。

阀芯支撑座3主要用于支撑阀芯2，并通过弹性部件4驱动阀芯2运动；弹性部件4可以包括调节弹簧41和弹簧座42，如图2-8所示，调节弹簧41的一端连接在阀芯支撑座3上，另一端固定在弹簧座42上，当调节弹簧41沿阀体1的轴向移动时，其形变量产生的弹性回复力作用于阀芯支撑座3，进而传递到阀芯2上，以推动阀芯2朝向阀口11的方向运动。

本领域技术人员应该可以理解，弹性部件4的结构形式并非仅限于上述弹簧结构，还可以通过其他形式的弹性件实现上述功能，此处不再赘述。

以上对本发明所提供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 (8)

1.一种热力膨胀阀，包括呈中空结构并具有阀口（11）的阀体（1）以及内置在所述阀体（1）中的阀芯（2），所述阀芯（2）设有用于密封所述阀口（11）的密封结构（21），其特征在于，

所述阀芯（2）和所述阀体（1）设有能够相互配合的台阶结构，以便将所述阀芯（2）的密封结构（21）限位在与所述阀口（11）呈预定距离处。

2.如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述台阶结构包括由所述阀体（1）的内孔壁向外侧延伸形成的台阶槽（12）和沿所述阀芯（2）的径向突出设置的凸缘（22），当所述凸缘（22）抵顶所述台阶槽（12）的槽壁时，所述密封结构（21）与所述阀口（11）之间的轴向距离为所述预定距离。

3.如权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯（2）以其连接部（23）纵向贯穿所述阀口（11），所述连接部（23）的直径小于所述阀口（11）的口径，所述凸缘（22）和所述密封结构（21）分属所述连接部（23）的两侧，所述凸缘（22）与所述密封结构（21）的轴向距离（A）大于所述台阶槽（12）到所述阀口（11）的轴向距离（B）。

4.如权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述密封结构（21）设置在所述阀芯（2）的顶端，所述凸缘（22）与所述密封结构（21）的轴向距离（A）小于所述台阶槽（12）到所述阀口（11）的轴向距离（B）。

5.如权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述密封结构（21）呈锥体状设置，所述阀口（11）呈与所述密封结构（21）的锥面适配的锥形槽设置。

6.如权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体（1）的中空结构内设有阀芯导向套（13），所述台阶结构包括沿所述阀芯（2）的径向突出设置的突出部（24）和所述阀芯导向套（13）的套筒由其两侧端壁向内弯折形成的凸台（131），当所述突出部（24）与所述凸台（131）抵接时，所述密封结构（21）与所述阀口（11）之间的轴向距离为所述预定距离。

7.如权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯（2）以其连接部（23）纵向贯穿所述阀口（11），所述连接部（23）的直径小于所述阀口（11）的口径，所述突出部（24）和所述密封结构（21）处于所述连接部（23）的同侧，所述突出部（24）与所述密封结构（21）的轴向距离（A）小于所述凸台（131）到所述阀口（11）的轴向距离（B）。

8.如权利要求1-7任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀还包括阀芯支撑座（3），所述阀芯支撑座（3）的一端与所述阀芯（2）连接，另一端连接有弹性部件（4），以便推动所述阀芯（2）的密封结构（21）朝向所述阀口（11）运动。