CN104633231B - 电磁膨胀阀和具有其的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁膨胀阀和具有其的热泵系统，所述电磁膨胀阀包括：阀体和阀芯组件，所述阀体上形成有第一阀口和第二阀口；所述阀芯组件设在所述阀体内以导通和隔断所述第一阀口和所述第二阀口，其中所述电磁膨胀阀内具有连通所述第一阀口和所述第二阀口的第一通道和第二通道，所述第一通道的横截面积大于所述第二通道的横截面积，所述电磁膨胀阀被构造成在所述第一通道和所述第二通道之间可切换。根据本发明的电磁膨胀阀，通过在电磁膨胀阀内设置第一通道和第二通道，当电磁膨胀阀应用于热泵系统时，不仅可以实现直接通过高压阀充注冷媒，满足大流量冷媒充注需求，而且实现了热泵系统正常工作时的小流量调节功能。

Description

电磁膨胀阀和具有其的热泵系统

技术领域

本发明涉及空调制造技术领域，尤其是涉及一种电磁膨胀阀和具有其的热泵系统。

背景技术

相关技术中指出，家用空调器冷媒充注工艺生产效率低且具有一定风险性。具体而言，充注前，首先，需要在热泵系统上增加一个充注接口，并焊接一根冷媒充注管，这在一定程度上制约了生产效率；其次，充注冷媒后充注管封口过程中可能会造成冷媒喷出伤人的情况；再者，冷媒充注管封口焊接时也会因为少量冷媒泄漏产生焊接砂眼或虚焊，造成生产线样机现场返修，或市场上整机冷媒泄漏风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电磁膨胀阀，所述电磁膨胀阀的结构简单。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述电磁膨胀阀的热泵系统。

根据本发明第一方面实施例的电磁膨胀阀，包括：阀体，所述阀体上形成有第一阀口和第二阀口；和阀芯组件，所述阀芯组件设在所述阀体内以导通和隔断所述第一阀口和所述第二阀口，其中所述电磁膨胀阀内具有连通所述第一阀口和所述第二阀口的第一通道和第二通道，所述第一通道的横截面积大于所述第二通道的横截面积，所述电磁膨胀阀被构造成在所述第一通道和所述第二通道之间可切换。

根据本发明实施例的电磁膨胀阀，通过在电磁膨胀阀内设置第一通道和第二通道，当电磁膨胀阀应用于热泵系统时，不仅可以实现直接通过高压阀充注冷媒，满足大流量冷媒充注需求，而且实现了热泵系统正常工作时的小流量调节功能。另外，电磁膨胀阀的结构简单。

可选地，所述阀芯组件包括：阀针，所述阀针可移动地设在所述阀体内；和节流件，所述节流件可移动地设在所述阀体内，所述节流件内具有所述第二通道，其中当所述阀针与所述节流件配合时所述节流件与所述阀体之间限定出所述第一通道，当所述阀针与所述节流件脱离配合时所述阀针与所述节流件通过所述第二通道连通。

进一步地，所述节流件通过复位弹性件可移动地设在所述阀体内，其中所述电磁膨胀阀进一步包括：阀针支架，所述阀针支架固定在所述阀体内，其中所述阀针相对于所述阀针支架可移动；弹性限位栓，所述弹性限位栓设在所述阀针支架上，且所述弹性限位栓止抵在所述阀针和所述节流件之间，当所述阀针与所述节流件脱离配合时所述弹性限位栓的一端与所述节流件的远离所述复位弹性件的一端止抵。

可选地，所述阀针支架上形成有安装孔，所述安装孔包括彼此连通的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的横截面积小于所述第二安装孔的横截面积，所述弹性限位栓可移动地设在所述安装孔内，所述弹性限位栓具有径向向外延伸的止挡件，所述止挡件适于与所述第二安装孔的与所述第一安装孔相连的一侧表面止抵以防止所述弹性限位栓从所述安装孔脱出。

具体地，所述弹性限位栓包括：栓体，所述栓体可移动地设在所述安装孔内，所述栓体的一端敞开，其中所述止挡件设在所述栓体的所述一端；和移动件，所述移动件可移动地设在所述栓体内，所述移动件的邻近所述阀针的一端从所述栓体的所述一端伸出。

进一步地，所述阀针的外表面上形成有与所述弹性限位栓配合的配合槽，当所述弹性限位栓的另一端配合在所述配合槽内时所述弹性限位栓的所述一端与所述节流件的远离所述复位弹性件的一端分离。

更进一步地，所述阀针的外表面上形成有与所述配合槽连通的导向槽。

或者可选地，所述阀芯组件包括形成为球形形状的阀芯，所述阀芯可转动地设在所述阀体内，所述阀芯内具有在周向上设置的所述第一通道和所述第二通道。

可选地，所述第一通道和所述第二通道垂直。

根据本发明第二方面实施例的热泵系统，包括根据本发明上述第一方面实施例的电磁膨胀阀。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电磁膨胀阀在第一阀口和第二阀口通过第一通道连通时的示意图；

图2是图1中所示的电磁膨胀阀在第一阀口和第二阀口通过第二通道连通时的示意图；

图3是图1中所示的电磁膨胀阀在阀针和节流件隔断第一阀口和第二阀口时的示意图；

图4是图1中所示的电磁膨胀阀在移动件与导向槽配合时的示意图；

图5是图1中所示的电磁膨胀阀在移动件与配合槽配合时的示意图；

图6是图5中圈示的A部的放大图；

图7根据本发明另一个实施例的电磁膨胀阀的示意图；

图8是沿图7中B-B线的剖面图；

图9是图7中所示的阀芯的立体图；

图10是图7中所示的电磁膨胀阀在第一阀口和第二阀口通过第一通道连通时的示意图；

图11是图7中所示的电磁膨胀阀在阀芯隔断第一阀口和第二阀口时的示意图；

图12是图7中所示的电磁膨胀阀在第一阀口和第二阀口通过第二通道连通时的示意图。

附图标记：

100：电磁膨胀阀；

1：阀体；11：第一阀口；12：第二阀口；13：第一通道；

111：第一阀管；121：第二阀管；

21：阀针；211：配合槽；212：导向槽；

22：节流件；221：第二通道；23：阀芯；

3：复位弹簧；4：阀针支架；

41：安装孔；411：第一安装孔；412：第二安装孔；

5：弹性限位栓；51：止挡件；52：栓体；53：移动件；54：第二弹簧；

6：第一弹簧；200：电磁线圈。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图12描述根据本发明实施例的电磁膨胀阀100，电磁膨胀阀100可以用于热泵系统(图未示出)中。其中，热泵系统可以仅具有制冷功能，也可以仅具有制热功能，或者同时具有制冷和制热功能。在本申请下面的描述中，以电磁膨胀阀100用于热泵系统中为例进行说明。当然，本领域内的技术人员可以理解，电磁膨胀阀100还可以用于其它类型的系统中。

如图1和图6所示，根据本发明第一方面实施例的电磁膨胀阀100，包括阀体1和阀芯组件。

参照图1和图7，阀体1内限定出阀腔，阀芯组件设在阀体1的阀腔内。其中，阀体1上形成有第一阀口11和第二阀口12，第一阀口11和第二阀口12均与阀腔内部连通。阀芯组件用于导通和隔断第一阀口11和第二阀口12。

具体而言，例如，在图1的示例中，第一阀口11形成在阀体1的底部，第二阀口12形成在阀体1的侧壁上，第一阀口11处可以连接有竖直向下延伸的第一阀管111，第二阀口12处可以连接有第二阀管121，第二阀管121先水平延伸、再竖直向下延伸，此时第二阀管121大致成倒L形。在图7的示例中，第一阀口11和第二阀口12分别形成在阀体1的两个相对侧壁上，第一阀口11和第二阀口12处分别连接有水平向外延伸的第一阀管111和第二阀管121。由此，通过设置第一阀管111和第二阀管121，第一阀口11和第二阀口12适于通过第一阀管111和第二阀管121与热泵系统中的其它部件连接。

其中，电磁膨胀阀100内具有连通第一阀口11和第二阀口12的第一通道13和第二通道221，也就是说，第一阀口11和第二阀口12可以通过第一通道13连通，也可以通过第二通道221连通。第一通道13的横截面积大于第二通道221的横截面积，当电磁膨胀阀100应用于热泵系统中时，经过第一通道13内的冷媒的流量大于经过第二通道221内的冷媒的流量。

电磁膨胀阀100被构造成在第一通道13和第二通道221之间可切换。例如，当充注冷媒时，电磁膨胀阀100的第一阀口11和第二阀口12可以切换至由第一通道13连通，从而可以直接从高压阀进行冷媒充注，取消了传统的充注工艺接口和冷媒充注管，提高了生产效率和成品率，避免了传统的在充注冷媒后充注管封口过程中造成冷媒喷出伤人的情况，且由于第一通道13的横截面积较大，冷媒充注速度得以提高。当热泵系统正常工作时，可以将第一阀口11和第二阀口12切换至由第二通道221连通，由于第二通道221的横截面积较小，从而可以对热泵系统中冷媒的流量进行调节。

根据本发明实施例的电磁膨胀阀100，通过在电磁膨胀阀100内设置第一通道13和第二通道221，当电磁膨胀阀100应用于热泵系统时，不仅可以实现直接通过高压阀充注冷媒，满足大流量冷媒充注需求，而且实现了热泵系统正常工作时的小流量调节功能。另外，电磁膨胀阀100的结构简单。

根据本发明的一个可选实施例，阀芯组件包括：阀针21和节流件22，阀针21和节流件22均可移动地设在阀体1内。节流件22内具有第二通道221，其中当阀针21与节流件22配合时节流件22与阀体1之间限定出第一通道13，当阀针21与节流件22脱离配合时阀针21与节流件22通过第二通道221连通。

具体而言，例如，如图1-图5所示，阀针21与阀体1内部螺纹配合，阀针21与阀体1内部之间设有磁性材料件，阀体1外部可以设有与磁性材料件相对的电磁线圈200，当电磁线圈200通电时，阀针21在电磁线圈200电磁力的作用下转动，从而阀针21相对于阀体1可上下移动。由此，通过将阀针21与阀体1内部设置为螺纹配合，可以保证阀针21运动的平稳性。

节流件22设在阀针21的下端，节流件22的底部和侧壁分别形成有贯通的通孔，两个通孔和节流件22内部共同构成上述第二通道221。参照图1，阀针21与节流件22配合，此时节流件22与阀体1的底部分离，节流件22与阀体1内部之间限定出连通第一阀口11和第二阀口12的第一通道13，从而冷媒可以从第一阀口11经由第一通道13流至第二阀口12，阀针21的下端伸入节流件22底部的通孔内，此时阀针21将第二通道221隔断。当阀针21与节流件22脱离配合时，参照图2，节流件22封堵阀体1的底部的通孔，此时节流件22将第一通道13隔断，阀针21从节流件22底部的通孔向上退出，节流件22的底部和侧壁上的两个通孔连通，从而第一阀口11和第二阀口12通过第二通道221连通，冷媒可以从第一阀口11经由第二通道221流至第二阀口12。

可选地，节流件22通过复位弹性件可移动地设在阀体1内。例如，如图1-图5所示，复位弹性件优选为复位弹簧3，复位弹簧3套设在节流件22的下端，且复位弹簧3止抵在节流件22和阀体1的底部之间。当电磁膨胀阀100需要切换至第一通道13时，节流件22可以在复位弹簧3的作用下向上移动以与阀针21配合。

参照图5并结合图6，电磁膨胀阀100进一步包括：阀针支架4和弹性限位栓5，阀针支架4固定在阀体1内，此时阀针支架4相对于阀体1是固定不动的，阀针支架4优选与阀体1一体成型。阀针21相对于阀针支架4可移动。其中，阀针21可以与阀针支架4螺纹配合。

弹性限位栓5设在阀针支架4上，且弹性限位栓5止抵在阀针21和节流件22之间，当阀针21与节流件22脱离配合时弹性限位栓5的一端(例如，图5和图6中的左端)与节流件22的远离复位弹性件的一端(例如，图5中的上端)止抵。

具体而言，如图6所示，阀针支架4上形成有水平延伸的安装孔41，安装孔41贯穿阀针支架4，安装孔41包括彼此连通的第一安装孔411和第二安装孔412，第一安装孔411和第二安装孔412优选同轴设置以方便加工、降低成本，第一安装孔411的横截面积小于第二安装孔412的横截面积，弹性限位栓5可移动地设在安装孔41内，弹性限位栓5具有径向向外延伸的止挡件51，止挡件51适于与第二安装孔412的与第一安装孔411相连的一侧表面止抵以防止弹性限位栓5从安装孔41脱出，此时止挡件51的外周尺寸介于第一安装孔411和第二安装孔412的横向尺寸之间。

进一步地，止挡件51与第二安装孔412的与第一安装孔411相连的一侧内壁之间设有第一弹簧6，从而弹性限位栓5的右端可以与阀针21的外表面始终保持止抵。

具体而言，参照图6，弹性限位栓5包括：栓体52和移动件53，栓体52可移动地设在安装孔41内，栓体52的一端(例如，图6中的右端)敞开，其中止挡件51设在栓体52的上述一端，移动件53可移动地设在栓体52内，移动件53的邻近阀针21的一端(例如，图6中的右端)从栓体52的上述一端伸出，以保证移动件53运动的平稳性，移动件53的另一端(例如，图6中的左端)可以通过第二弹簧54连接在栓体52的与其敞开一端相对的内壁上。其中，移动件53的邻近阀针21的一端表面可以形成为球面，以减小与阀针21的外表面之间的摩擦。

进一步地，阀针21的外表面上形成有与弹性限位栓5配合的配合槽211，配合槽211可以由阀针21的外表面的一部分朝向阀针21中心的方向凹入形成，配合槽211可以形成为环绕阀针21设置的环形槽。其中，配合槽211的内表面可以形成为与移动件53的邻近阀针21的一端的外表面的形状相适配的形状。

当弹性限位栓5的另一端(例如，图6中的右端)配合在配合槽211内时弹性限位栓5的上述一端与节流件22的远离复位弹性件的一端(例如，图5中的上端)分离，此时弹性限位栓5的远离阀针21的一端(例如，图6中的左端)完全收纳在安装孔41内，节流件22的上端被释放，从而节流件22可以在复位弹性件例如复位弹簧3的作用下向上运动并与阀针21配合。

更进一步地，阀针21的外表面上形成有与配合槽211连通的导向槽212。例如，如图6所示，导向槽212位于配合槽211的上部，导向槽212的内表面形成为从上到下倾斜朝向阀针21的中心方向延伸的斜面。由此，当阀针21在向上移动的过程中，移动件53的右端会经由导向槽212进入配合槽211内，此时导向槽212对移动件53的运动起到导向的作用，保证移动件53运动平稳，延长了移动件53的使用寿命，且不易发出噪声。

电磁膨胀阀100应用于热泵系统中，当电磁膨胀阀100工作时，如图1所示，阀针21在电磁线圈200电磁力的作用下转动，由于阀针21与阀针支架4为螺纹配合，阀针21在转动的同时向下移动，并带动节流件22也向下运动，此时弹性限位栓5在阀针21与节流件22的相互挤压下收缩。当阀针21继续向下运至最低位置(例如，图3中所示的位置)时，弹性限位栓5在栓体52内部第二弹簧54的张力作用下从第二安装孔412的左端弹出，并刚好卡在节流件22上端，起到限位作用，此时节流件22被限定在弹性限位栓5和阀体1的底部之间。此时电磁膨胀阀100处于全闭状态，即电控程序上对应的0步(一般电磁膨胀阀100流量调节设置0步～480步，0步为全闭状态，480步为全开状态)。阀针21在电磁线圈200电磁力的作用下向上运动，当阀针21运动至图2所示的位置时为全开状态，即对应电控程序上的480步。阀针21可在图3和图2之间的位置往复运动，从而实现流量的增加与减小，实现小流量调节。当电控程序控制阀针21超过480步向上运动至图5所示的位置时，弹性限位栓5在第一弹簧6的作用下，被推至阀针21的配合槽211内，节流件22限位失效并在复位弹簧3的作用下被推至图1所示的位置。

其中，根据本发明实施例的电磁膨胀阀100在出厂时可以设置为图1所示的位置，这样生产时电磁膨胀阀100可以直接安装至热泵系统中，并可以直接用来冲注冷媒。当热泵系统正常使用时，电控上电后，先对电磁膨胀阀100进行复位动作，即运行至图3所示的位置，复位完成后再以图3所示的位置点作为基准(即0步)进行流量调节。

根据本发明的另一个可选实施例，参照图7并结合图9，阀芯组件包括形成为球形形状的阀芯23，阀芯23可转动地设在阀体1内，阀芯23内具有在周向上设置的第一通道13和第二通道221。例如，如图7和图8所示，第一通道13和第二通道221均沿阀芯23的径向贯穿阀芯23，且第一通道13和第二通道221相互垂直，此时第一通道13和第二通道221彼此连通。当然，第一通道13和第二通道221还可以彼此不连通。其中，球状阀芯23与磁性套壳固定在一起作为转子部分。

当充注冷媒时，转动阀芯23使得电磁膨胀阀100的第一阀口11和第二阀口12切换至由第一通道13连通，如图10所示，从而可以直接从高压阀进行冷媒充注，取消了传统的充注工艺接口和冷媒充注管，提高了生产效率和成品率，避免了传统的在充注冷媒后充注管封口过程中造成冷媒喷出伤人的情况，且由于第一通道13的横截面积较大，冷媒充注速度得以提高。当热泵系统正常工作时，可以再次旋转阀芯23以将第一阀口11和第二阀口12切换至由第二通道221连通，如图7、图8和图12所示，由于第二通道221的横截面积较小，从而可以对热泵系统中冷媒的流量进行调节。

参照图7，在电磁线圈200电磁力的作用下，阀芯23可以在阀体1内部实现旋转。在阀芯23旋转到图7和图8所示的位置时，第一通道13被隔断，第二通道221将第一阀口11和第二阀口12导通，从而冷媒可以从第一阀口11经由第二通道221流至第二阀口12。当阀芯23转到图11所示的位置时，对应电控程序上的0步；当通孔位置转到图12所示的位置时，对应电控程序上的480步。在图11和图12所示的位置之间可以实现小流量调节。而阀芯23旋转到图10所示的位置时，第二通道221被隔断，第一通道13将第一阀口11和第二阀口12导通，从而冷媒可以从第一阀口11经由第一通道13流至第二阀口12，此时可以满足大流量冲注冷媒要求。其中，根据本发明实施例的电磁膨胀阀100在出厂时可以保持在图10所示的位置。

由此，通过采用根据本发明实施例的电磁膨胀阀100，不仅可以满足大流量冷媒充注需求，实现直接通过高压阀充注冷媒，而且在热泵系统正常工作时实现小流量调节功能。

根据本发明第二方面实施例的热泵系统，包括根据本发明上述第一方面实施例的电磁膨胀阀100。

根据本发明实施例的热泵系统的其他构成以及操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电磁膨胀阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体上形成有第一阀口和第二阀口；和

阀芯组件，所述阀芯组件设在所述阀体内以导通和隔断所述第一阀口和所述第二阀口，其中所述电磁膨胀阀内具有连通所述第一阀口和所述第二阀口的第一通道和第二通道，所述第一通道的横截面积大于所述第二通道的横截面积，所述电磁膨胀阀被构造成在所述第一通道和所述第二通道之间可切换，

所述阀芯组件包括：阀针和节流件，所述阀针可移动地设在所述阀体内，所述节流件可移动地设在所述阀体内，所述节流件内具有所述第二通道，其中当所述阀针与所述节流件配合时所述节流件与所述阀体之间限定出所述第一通道，当所述阀针与所述节流件脱离配合时所述阀针与所述节流件通过所述第二通道连通，所述节流件通过复位弹性件可移动地设在所述阀体内，其中所述电磁膨胀阀进一步包括：阀针支架和弹性限位栓，所述阀针支架固定在所述阀体内，其中所述阀针相对于所述阀针支架可移动，所述弹性限位栓设在所述阀针支架上，且所述弹性限位栓止抵在所述阀针和所述节流件之间，当所述阀针与所述节流件脱离配合时所述弹性限位栓的一端与所述节流件的远离所述复位弹性件的一端止抵，所述阀针的外表面上形成有与所述弹性限位栓配合的配合槽，当所述弹性限位栓的另一端配合在所述配合槽内时所述弹性限位栓的所述一端与所述节流件的远离所述复位弹性件的一端分离。

2.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于，所述阀针支架上形成有安装孔，所述安装孔包括彼此连通的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔的横截面积小于所述第二安装孔的横截面积，

所述弹性限位栓可移动地设在所述安装孔内，所述弹性限位栓具有径向向外延伸的止挡件，所述止挡件适于与所述第二安装孔的与所述第一安装孔相连的一侧表面止抵以防止所述弹性限位栓从所述安装孔脱出。

3.根据权利要求2所述的电磁膨胀阀，其特征在于，所述弹性限位栓包括：

栓体，所述栓体可移动地设在所述安装孔内，所述栓体的一端敞开，其中所述止挡件设在所述栓体的所述一端；和

移动件，所述移动件可移动地设在所述栓体内，所述移动件的邻近所述阀针的一端从所述栓体的所述一端伸出。

4.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于，所述阀针的外表面上形成有与所述配合槽连通的导向槽。

5.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于，所述阀芯组件包括形成为球形形状的阀芯，所述阀芯可转动地设在所述阀体内，所述阀芯内具有在周向上设置的所述第一通道和所述第二通道。

6.根据权利要求5所述的电磁膨胀阀，其特征在于，所述第一通道和所述第二通道垂直。

7.一种热泵系统，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的电磁膨胀阀。