CN105402477B - 防止微型阀中的堵塞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了防止微型阀中的堵塞的方法。一种从流体系统中的阀上清洁污染物的方法，所述污染物包括颗粒污染物，所述方法包括响应于除过热上的变化之外的在所述流体系统中的条件上的变化而将所述阀的阀流量控制元件从第一位置移动到第二位置。

Description

防止微型阀中的堵塞的方法
技术领域
本发明总体涉及用于控制流体通过流体回路的流动的微型阀。特别地，本发明涉及在这样的微型阀中清洁和防止对污染物的不期望堵塞的改进方法，所述污染物包括污染物颗粒。本发明还涉及在滑阀中清洁和防止对污染物的不期望堵塞的改进方法，所述污染物包括污染物颗粒。
背景技术
一般而言，微机电系统是这样一种系统，它不仅包括电气部件和机械部件两者，而且又在物理上较小，其通常包括具有一般在大约10微米的范围内或更小的尺寸的特征。术语“微机械加工”通常被理解为涉及这样的微机电系统设备的三维结构和运动部件的生产。在过去，微机电系统中使用改良的集成电路(例如，计算机芯片)制造技术(诸如化学蚀刻)和材料(诸如硅半导体材料)，所述材料被微机械加工以提供这些非常小的电气和机械部件。然而，最近，其他的微机械加工技术和材料已变得可用。
如本文所使用的，术语“微机械加工设备”指的是包括具有的尺寸一般在约十微米的范围内或更小的特征的设备，并且由此至少部分地通过微机械加工形成。同样如本文所使用的，术语“微型阀”指的是包括具有的尺寸一般在约十微米的范围内或更小的特征的阀，并且由此至少部分地通过微机械加工形成。最后，术语“微型阀设备”指的是包括微型阀并且还包括其他部件的微机械加工设备。应当注意的是，如果不是微型阀的部件包括在所述微型阀设备内，这些其他部件可以或者是微机械加工部件或者是标准尺寸(即更大)部件。类似地，微机械加工设备可既包括微机械加工部件又包括标准尺寸部件。
多种微型阀结构在本领域中已知用于控制流体通过流体回路的流动。一种公知的微型阀结构包括可移动构件，其支撑在设置于阀体中的封闭的内部空腔内，用于在关闭位置与打开位置之间进行枢转或其他运动。当置于关闭位置时，所述可移动构件基本上堵塞了另外与第二流体端口流体连通的第一流体端口，从而防止流体在第一与第二流体端口之间的流动。当置于打开位置时，所述可移动构件基本没有堵塞第一流体端口与第二流体端口的流体连通，从而允许流体在第一与第二流体端口之间流动。
在这种常规的微型阀结构中，已经发现的是，在一些情况下，流体端口可变得堵塞有污染物，使得所述微型阀至少部分地不起作用。另外，已经发现的是，在一些情况下，滑阀可变得堵塞有污染物，使得所述滑阀至少部分地不起作用。由此，所期望的是提供一种清洁、疏通并且防止微型阀中的流体端口的不期望堵塞的方法，以及类似地提供一种清洁、疏通并且防止滑阀中的不期望堵塞的方法。
发明内容
本发明总体涉及用于控制流体通过流体回路的流动的微型阀。特别地，本发明涉及在这样的微型阀中清洁和防止通过污染物颗粒的不期望堵塞的改进方法。本发明还涉及在构造为混合滑阀中的先导阀的微型阀中清洁和防止由污染物的不期望堵塞、并且防止在滑阀中由污染物颗粒的不期望堵塞的改进方法。在一个实施例中，从在流体系统中的阀上清洁污染物颗粒的方法包括，包括响应于除过热上的变化之外的流体系统中条件上的变化而将所述阀的阀流量控制元件从第一位置移动到第二位置。
当考虑附图阅读时，本发明的多种优点从以下详细描述中对本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是一种微型阀的基本结构的分解透视图，所述微型阀包括盖板、中间板和基板。
图2是显示为组装好的图1所示的微型阀的基本结构的透视图。
图3是在图1和图2中所示的盖板的内表面的平面图。
图4是在图1和图2中所示的中间板的平面图。
图5是在图1和图2中所示的基板的内表面的平面图。
图6是在图3中所示的盖板的内表面的一部分的透视图。
图7是在图5中所示的基板的内表面的一部分的透视图。
图8是显示为组装好的在图3至图7中所示的盖板、中间板和基板的剖切正视图。
图9是将根据本发明的改进方法应用到其上的一种制冷系统的实施例的框图。
图10是在图9中所示的微型阀先导的滑阀的一个实施例的剖切正视图。
图11是示出根据本发明的改进方法的第一实施例的流程图。
图12是示出根据本发明的改进方法的第二实施例的流程图。
图13是根据本发明的清洁方案的图形表示。
图14是示出根据本发明的改进方法的第三实施例的流程图。
图15是示出根据本发明的改进方法的第四实施例的流程图。
具体实施方式
现在参考附图，在图1至图8中示出了常规微型阀1的基本结构。所示出的微型阀1包括盖板2、中间板3和基板4。盖板2具有外表面5和内表面6。盖板2还具有一个或多个穿过其中形成的开口(两个这样的开口2a和2b在所示实施例中示出)，以本领域公知的方式，所述开口允许一根或多根导电线(未示出)在其中穿过。中间板3具有第一表面7和第二表面8。基板4具有内表面9和外表面10。基板4还具有一个或多个穿过其中形成的开口(三个这样的开口4a、4b和4c在所示实施例中示出)，以本领域公知的方式，所述开口允许流体流入或流出所述微型阀1。
当微型阀1如图2所示而组装好时，盖板2的内表面6接合中间板3的第一表面7，并且基板4的内表面9接合中间板3的第二表面8。所述盖板2、中间板3和基板4可以任何期望的方式保持在这种朝向中。例如，盖板2和/或基板4的部分可以被粘接到中间板3，诸如通过熔合粘接、化学粘接或物理粘接(诸如，机械紧固件和/或粘接剂)。盖板2、中间板3和基板4可由任何期望的材料或材料的组合构成。例如，所述盖板2、中间板3和基板4可以由硅和/或类似材料构成。
用于微型阀1的盖板2的内表面6的结构在图3和图6中详细地示出。如在那里示出的，盖板2包括设置在其内表面6上的总体上用11标示的致动器腔。所示出的致动器腔11包括上致动器臂腔部分11a、中致动器臂腔部分11b、下致动器臂腔部分11c、致动器肋腔部分11d、致动器脊腔部分11e、致动器铰接腔部分11f。上致动器臂腔部分11a具有设置在其中的一对凹入区域12a、12b。所示致动器腔11还具有一个或多个设置在其中的压力平衡凹陷13。
盖板2具有第一密封结构14a，其从致动器腔11的底表面延伸，并且完全地绕第一凹入区域12a的周边。类似地，盖板2还具有第二密封结构14b，其从致动器腔11的底表面延伸，并且完全地绕第二凹入区域12b的周边。在示出的实施例中，各密封结构14a和14b是横截面形状为大致梯形的壁，并且包括四个直线地延伸的壁段，所述壁段邻近凹入区域12a和12b的四个侧面延伸。然而，密封结构14a和14b可形成为具有任何所期望的横截面形状或形状组合，并且可以任何所期望的方式(直线地或以其他方式)绕凹入区域12a和12b延伸。例如，密封结构14a和14b可以大致形成如在图3和图6中所示的，但是可在相邻的直线延伸壁段之间具有倒圆的角，可以具有一个或多个非直线地延伸的壁段，或者在形状上是完全地非直线的。密封结构14a和14b的目的将在下面解释。
用于微型阀1的中间板3的第一表面7的结构在图4中详细地示出。如在那里示出的，常规的中间板3包括总体上用30指示的可动阀构件或可移动构件，所述构件包括具有穿过其中形成的一对开口31a和31b的密封部分31。所述密封部分31通过细长臂部分32连接到铰接部分33，所述铰接部分与常规中间板3一体地形成。中间板3还包括致动器，其包括多个致动器肋34，所述致动器肋34通过中央脊35在密封部分31与铰接部分33的中间位置处连接到细长臂部分32。
如图4所示，多个致动器肋34的第一部分(观察图4时的上肋34)的第一端部柔性地在其第一端部处接合到中间板3的第一非移动部分。多个致动器肋34的第一部分的第二端部连接到中央脊35。中间板3的第一非运动部分电连接到设置在中间板3上的第一焊盘(未示出)。类似地，多个致动器肋34的第二部分(观察图4时的下肋34)的第一端部柔性地在其第一端部处接合到中间板3的第二非移动部分。多个致动器肋34的第二部分的第二端部也连接到中央脊35。中间板3的第二非运动部分电连接到设置在中间板3上的第二焊盘(未示出)。除了通过所述多个致动器肋34之外，所述第二焊盘从第一焊盘电隔离。
以本领域中公知的方式，电流可从第一焊盘通过多个致动器肋34传递到第二焊盘。这样的电流导致所述多个致动器肋34的热膨胀，这会导致中央脊35轴向移动，如上所述，中央脊35连接到细长臂部32。因此，中央脊35的轴向运动导致可移动构件30的细长臂部分32(和，因此的密封部分31)绕铰接部分33枢转，或以其他方式相对于中间板3的其余部分运动(这样的运动发生在由中间板3的其余部分所限定的平面内)。由此，图示的可移动构件30起到常规微机电系统的热致动器的作用。
基板4的内表面9的结构详细地示于图5和图7中。如在那里示出的，基板4包括总体上用40指示的致动器腔，其设置在它的内表面9上。图示的致动器腔40包括上致动器臂腔部分40a、中致动器臂腔部分40b、下致动臂腔部分40c、致动器肋腔部分40d、致动器脊腔部分40e，以及铰接腔部分40f。图示的致动器腔体40还具有设置在其中的一个或多个压力均衡凹陷41。
该基板4具有第一密封结构42a，其从致动器腔40的底表面延伸，并且完全地绕第一开口4a的周边。类似地，基板4还具有第二密封结构42b，其从致动器腔40的底表面延伸，并且完全地绕第二开口4b的周边。在示出的实施例中，各密封结构42a和42b是横截面形状为大致梯形的壁，并且包括四个直线地延伸的壁段，所述壁段邻近开口4a和4b延伸。然而，密封结构42a和42b可以形成为具有任何所期望的横截面形状或形状组合，并且还可以任何所期望的方式(直线地或以其他方式)绕开口4a和4b延伸。例如，密封结构42a和42b可以在相邻直线延伸的壁段之间具有倒圆的角，可以具有一个或多个非直线地延伸的壁段，或者在形状上是完全地非直线的。密封结构42a和42b的目的将在下面解释。
图8示出了在图3至图7中示出的组装好的常规微型阀1的结构。如其中所示，盖板2的内表面6的非凹陷部分接合中间板3的第一表面7的相应非凹陷部分。类似地，基板4的内表面9的非凹陷部分接合中间板3的第二表面8的相应非凹陷部分。设置在盖板2上的上致动臂腔部分11a、中间板3和设置在基板4上的上致动器臂腔部分40a全部合作以限定封闭的内部空腔，所述可移动构件30的密封部分31被布置用于进行相对枢转运动(观察图8时朝向左侧和右侧的运动)。
图8示出了在图1至图7中示出的这个发明的组装好的微型阀1的结构。如其中所示，盖板2的内表面6的非凹陷部分接合中间板3的第一表面7的相应非凹陷部分。类似地，基板4的内表面9的非凹陷部分接合中间板3的第二表面8的相应非凹陷部分。设置在盖板2上的上致动器臂腔部分11a、中间板3和设置在基板4上的上致动器臂腔部分40a全部合作以限定封闭的内部空腔，所述可移动构件30的密封部分31被布置用于相对枢转运动(观察图8时朝向左侧和右侧的运动)。
封闭的内部空腔的第一厚度D1限定在设置于盖板2的上致动器臂腔部分11a的底表面与设置在基板4的上致动器臂腔部分40a的底表面之间(包括布置在其间的可移动构件30的密封部分31)。该第一厚度D1显著地大于通过可移动构件30的密封部分31的相对表面所限定的第二厚度D2。封闭的内部空腔的第三厚度D3限定在设置于盖板2上的密封结构14a和14b的延伸表面与设置在基板4上的密封结构42a和42b的延伸表面之间。与第一厚度D1不同，该第三厚度D3仅稍大于通过可移动构件30的密封部分31的相对表面限定的第二厚度D2。
其结果是，第一相对较大的空间S1限定在设置于盖板2上的上致动器臂腔部分11a与可移动构件30的相邻表面(观察图8时的上表面)之间。如图8所示，此第一相对较大的空间S1延伸贯穿设置于盖板2的上致动器臂腔部分11a与可移动构件30的密封部分31的相邻(上)表面的大部分，但未完全地贯穿。此第一相对较大的空间S1的厚度可以是不太可能导致包含在通过这样的相对较大空间S1泄漏的流体中的一个或多个颗粒(未示出)卡在其间的任何期望的值，所述颗粒诸如污染物颗粒。例如，此第一相对较大的空间S1的厚度可以是约50μm。
如本文所使用的，微型污染颗粒是具有在约1微米至约4微米范围内的尺寸的固体或半固体颗粒。然而，微型污染颗粒也可以是小于1微米或大于4微米的固体或半固体颗粒。
类似地，第二相对较大的空间S2限定在设置于基板4的上致动器臂腔部分40a与可移动构件30的相邻表面(观察图8时的下表面)之间。如图8所示，此第二相对较大的空间S2延伸贯穿设置于基板4的上致动器臂腔部分40a与可移动构件30的密封部分31的相邻(下)表面的大部分，但未完全地贯穿。此第二相对较大的空间S2的厚度可以是不太可能导致包含在通过这样的相对较大空间S2泄漏的流体中的一个或多个颗粒(未示出)卡在其间的任何期望的值。例如，此第二相对较大的空间S2的厚度可以是约50μm。
如上所述，第一和第二密封结构14a和14b从致动器腔11的底表面延伸，并分别地完全围绕第一和第二凹入区域12a和12b的周边。其结果是，第一相对较小的空间S3限定在第一和第二密封结构14a和14b与可移动构件30的相邻表面(观察图8时的上表面)之间。此第一相对较小的空间S3完全地延伸贯穿第一和第二凹入区域12a和12b的周边。如上所述，此第一相对较小的空间S3的厚度可以是不太可能造成过度泄漏的任何期望的值。例如，此第一相对较小的空间S3的厚度可以是约1μm至3μm。
类似地，第一和第二密封结构42a和42b从致动器腔40的底表面延伸，并分别地完全围绕第一和第二凹入区域4a和4b的周边。其结果是，第二相对较小的空间S4限定在第一和第二密封结构42a和42b与可移动构件30的相邻表面(观察图8时的上表面)之间。此第二相对较小的空间S4完全地延伸贯穿第一和第二开口4a和4b的周边。如上所述，此第二相对较小的空间S4的厚度可以是不太可能造成过度泄漏的任何期望的值。例如，此第二相对较小的空间S4的厚度可以是约1μm至3μm。
所述微型阀1可以用作混合滑阀中的先导阀，所述混合滑阀诸如在图9和图10中所示的混合滑阀118。当例如用作先导阀时，开口4a限定计量阀口或常开端口，而开口4b限定常闭端口。
现在参照图9，所示出的是用于整体用100标示的致冷系统的常规结构的框图。常规制冷系统100包括蒸发器112，诸如蒸发器盘管。蒸发器112可以是本领域中常规的，并且被构造为在其入口处接收相对低压的液体制冷剂。相对温暖的流体，诸如空气，流过蒸发器112，导致在蒸发器112中流动的相对低压的液体制冷剂膨胀，从流过蒸发器112的流体中吸收热量，并且在蒸发器112内蒸发。制冷剂由此从在蒸发器112入口处的相对低压的液体变化为在蒸发器112的出口处的相对低压的气体。蒸发器112的出口连接到压缩机114的入口。
压缩机114可以是本领域中常规的，并且构造为压缩来自压缩机112的低压气体制冷剂，并移动制冷剂通过制冷系统100。
相对高压的气体从压缩机114的出口排出到冷凝器116的入口。所述冷凝器116可以是本领域中常规的，并且构造为在相对高压的气体从其中穿过时从所述气体中移走热量。其结果是，高压气体冷凝并成为相对高压的液体。
高压液体然后从冷凝器116的出口移动到膨胀设备。在示出的实施例中，所述膨胀设备是构造为将流体流动限制在其中的混合滑阀118，并且其结果是，流体压力在流体离开所述滑阀118时降低。然后相对低压的流体返回到蒸发器112的入口，并且重复所述制冷循环。所述制冷系统100还可以包括多种其他公知的部件，以便利于并优化所述过程。
控制机构，诸如其中具有处理器的过热传感器/控制器124，可以流体地连接到流体或抽吸管路，所述管路连接蒸发器112与压缩机114。外部传感器126也附接到所述抽吸管路。电信号传输线(未示出)连接外部传感器126、过热控制器124以及微型膨胀阀22。Arunasalam等在2012年7月31日提交的美国专利申请编号13/563,017，其公开内容通过引用以其整体并入本文，描述了过热传感器、控制器和处理器，以及它们的操作。外部传感器126可以是任何期望的传感器，诸如，温度传感器、压力传感器或温度与压力传感器的组合。
现在参考图10，所示出的混合滑阀118包括限定纵向延伸孔52的主体50，所述纵向延伸孔具有第一开口端54和第二开口端56。所述孔52包括第一部分52a和直径小于第一部分52a的第二部分52b。连接流体通路58连接第一部分52a与第二部分52b。第一开口端54可以被合适的第一插头60封闭，而第二开口端56可以被合适的第二插头62封闭。插头60和62可以通过任何合适的机制密封地固定在它们各自的开口端54和56中，并且通过一个或多个密封件或O型圈64制成防漏的，所述密封机制诸如焊接、压配、滚压或如示出地通过螺纹连接保持就位。电连接器51从插头60的外轴向端部向外延伸。
微型阀1在连接流体通路58与第一插头60之间坐落在孔52的第一部分52a内。
孔52的第二部分52b包括限定流体入口腔室66的圆周延伸的第一凹槽。流体入口腔室66经由入口端口68连接到冷凝器116。孔52的第二部分52b还包括限定流体出口腔室70的圆周延伸的第二凹槽。流体出口腔室70经由出口端口72连接到蒸发器112。
呈大致圆柱形阀芯(spool)74的形式的可动阀元件布置在所述纵向延伸的孔52的第二部分52b中。阀芯74具有靠近连接流体通路58布置的第一端部74a，和靠近在第二开口端56处的第二插头62布置的第二端部74b。阀芯74包括形成在其外表面上的圆周延伸的流体流动凹槽76。阀芯74具有形成在其中的纵向孔78，其从在阀芯74的第二端部74b的轴向端面中的开口延伸到在阀芯74的第一端部74a处的封闭端部。一个或多个径向端口80穿过阀芯74形成，并且提供了纵向孔78与孔52的第二部分52b之间的流体连通。压缩弹簧82可以被布置在阀芯74的第二端部74b与在孔52的第二开口端56处的第二插头62之间。
所示的滑阀118在如图10所示的关闭位置与打开位置(未示出)之间是可动的。在常规方式中，通过流过微型阀1(诸如流过开口4c)的流体产生的流体压力以及连接流体通路58进入孔52的第二部分52b，将促使阀芯74朝向孔52的第二开口端56(观看图10时的向下)并进入打开位置，其中，所述流体流动凹槽76连接流体入口腔室66和流体出口腔室70，由此允许流体在入口端口68与出口端口72之间流动。
在所示出的实施例中，孔52在流体出口腔室70之上的第二部分52b，以及所述孔在流体入口腔室66与流体出口腔室70之间的部分限定阀芯减小的间隙区域。这些阀芯减小的间隙区域在干净时可以具有仅约3微米到约10微米的间隙，并且可以变得堵塞有上面描述的污染物颗粒，由此降低了滑阀118的效能，使得它仅是部分地起作用的，或者使滑阀不起作用。
类似地，在示例性微型阀1中，小空间S3和S4具有约1μm到3μm的厚度。这种约1μm到3μm的厚度或空间限定了关键间隙区域，诸如在开口4a和4b处。开口4a和4b可变得堵塞有上面描述的污染物颗粒，由此降低了微型阀1的效能，使得它仅是部分地起作用的，或者使所述微型阀1不起作用。
本发明涉及清洁微型阀1和/或滑阀118的方法的实施，由此防止这样的由微型污染物颗粒造成的堵塞。另外，如果微型阀1和滑阀118中的任一个变得被微型污染物颗粒堵塞，本文描述的方法可用来疏通它们。
当微型阀1用在例如制冷系统100中时，在制冷系统100内部或其外部的条件可在一持久的时间段内保持基本不变，所述时间段诸如几分钟到几小时或更长，并且所述常开端口4a可在这个持久的时间段内保持打开并保持在固定的位置上。所述常闭端口4b也可在这个持久的时间段内保持在固定的位置上。当在这样的持久时间段内处于固定的位置上时，在常开端口4a和常闭端口4b处的关键间隙区域可变得堵塞有污染物颗粒。
类似地，当在制冷系统100内部或其外部的条件可在持久的时间段内保持基本不变时，所述混合滑阀118可在这个持久的时间段内保持在固定的位置上。当在这样的持久时间段内处于固定的位置上时，在阀芯74与孔52的第二部分52b之间的阀芯减小的间隙区域可变得堵塞有污染物颗粒。
一种确保污染物颗粒不会有机会不希望地积聚在开口4a和4b处的关键间隙区域中的方法是执行一种清洁循环，其中所述可移动构件30的密封部分31被促使以足够快的速度移动，使得致冷系统100没有时间充分响应这种移动，并且制冷剂通过制冷系统100的流动保持基本未被可移动构件30的移动改变。
根据本发明的一个方面，通过使微型阀1的可移动构件30的密封部分31移动限定的时间段，并随着时间的推移而重复运动周期，能够防止关键间隙区域的堵塞并能够疏通或清洁；即，使被困住的污染物颗粒从在开口4a和4b中和周围的关键间隙区域脱离。
如本文所使用的，清洁循环可被限定为一个或多个清洁循环步骤。此外，一个清洁循环步骤可被限定为移动或循环在流体系统中的阀以改进所述阀的操作，诸如通过除去污染物。清洁循环步骤由从第一位置移动阀流量控制元件到至少一个第二位置组成，诸如在图13中的224处示出的。可选地，清洁循环步骤可以由从第一位置移动阀流量控制元件到至少一个第二位置并返回到第一位置，诸如在图13中的224'处示出的，或者到至少一个第二位置然后到在第二与第一位置中间的位置(未示出)组成，所述移动是足够快的，使得在清洁循环步骤的执行过程中在流体系统上没有实质性的影响。另外，如本文中所使用的，术语循环速率可被定义为每单位时间的清洁循环步骤的数量。
微型阀1和混合滑阀118可以各自具有通过在控制器124的处理器中的算法执行和控制的一个或多个清洁循环。
微型阀1可以通过一个或多个清洁循环步骤进行操作，其中所述阀流量控制元件，例如，可移动构件30的密封部分31，在指定时间内相对于孔从第一位置移动到至少第二位置，例如常开端口4a或常闭端口4b。微型阀1通过一个或多个清洁循环步骤的移动优选地以不实质影响微型阀1的总流量控制要求并防止关键间隙区域被微型污染物颗粒堵塞的循环速率执行。由此，清洁循环可以被认为是确保关键间隙区域不会被堵塞的预防性步骤。
以类似于微型阀1的方式，该混合滑阀118可以通过一个或多个清洁循环步骤进行操作，其中所述阀流量控制元件，例如，阀芯74，在孔52的第二部分52b内在指定时间内相对于本文所描述的流体q阀118从第一位置移动到至少第二位置。所述一个或多个清洁循环步骤优选地以不实质影响混合滑阀118的总流量控制要求并确保微型污染物颗粒不会导致阀芯减少的间隙区域被堵塞的循环速率执行。由此，当应用到混合滑阀118时，清洁循环可以被认为是确保关键间隙区域不会被堵塞的预防性步骤。
如图11所示，根据本发明的清洁阀并因此防止堵塞的方法的第一实施例在200处示出。在图11中，T＝时间，而I＝时间间隔。
例如，在清洁阀方法的第一实施例200中，清洁循环可以在微型阀1、滑阀118或制冷系统100的操作期间的任何时间开始。微型阀1的可移动构件30的密封部分31，或混合滑阀118的阀芯74可以在指定的循环速率下移动并且以时间间隔I重复；所述循环速率即每单位时间清洁循环步骤的指定数量。只要流体系统在运转，清洁阀方法的第一实施例200就可以继续，所述流体系统诸如制冷系统100，微型阀1和/或滑阀118是所述流体系统中的运转部件。
在例如微型阀1的操作期间，时间T以诸如一秒钟增量的指定增量测量，直到时间T等于时间间隔I。一旦到达时间间隔I，清洁阀的方法200的清洁循环以预定的循环速率执行。如果在完成清洁循环之后，制冷系统100仍然在运转，那么计时器计数重置为零，然后计时器重新开始。清洁阀方法的第一实施例200会以其指定的循环速率和时间间隔I继续。如果制冷系统100停止运转，清洁阀方法的第一实施例200结束。
在清洁阀方法的第一实施例200的一个例子中，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可以在每秒12个清洁循环步骤的循环速率下并且以每分钟一秒的时间间隔I移动。在示例性的清洁阀方法的第一实施例200中，循环速率在最快的速率下执行，使得可移动构件30的密封部分31可以移动通过指定数量的清洁循环步骤而不会损害微型阀1的总流量要求，即不会实质性地改变通过微型阀1的总流量，并且同时又足够慢以确保微型污染物颗粒不会堵塞关键间隙区域。
可选地，也可以使用其他的循环速率和其他的时间间隔I。例如，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可在处于每秒约十二次到约二十四次清洁循环步骤的范围内的循环速率下以时间间隔I移动，所述时间间隔具有以任何期望的时间间隔重复的期望持续时间。
执行清洁阀方法的第一实施例200可以防止在开口4a和4b处被微型污染物颗粒堵塞。此外，已经被证明的是，除了在控制程度上的改进，清洁阀方法的第一实施例200在微型阀1、混合滑阀118的功能上，以及在由微型阀1先导的混合滑阀118的整体过热控制上的影响是微不足道的。例如，在有10°F的目标过热并且有被微型污染物颗粒的存在妨碍了操作的微型阀1的制冷系统100中，过热的量的控制可能被削弱，导致过热改变1.8°F或更多。清洁阀方法的第一实施例200的执行被证明改进了制冷系统100中的过热控制，使得它从任何期望的目标过热的变化将仅在约+/-1°F的范围内，所述期望的目标过热诸如10°F的目标过热。
清洁阀方法的第一实施例200还可以被应用到混合滑阀118。随着阀芯74在孔52b的第二部分内移动通过清洁循环步骤，任何被困在阀芯74与孔52b的第二部分之间的微型污染物颗粒被脱离并移动进入流体入口腔室66和流体出口腔室70，并最终通过出口端口72移出滑阀118。
现在参考图12，清洁阀方法的第二实施例在210处示出。清洁阀方法的第二实施例210类似于清洁阀方法的第一实施例200，但包括在同一阀内执行两次清洁循环。
例如，微型阀1的可移动构件30的密封部分31，或混合滑阀118的阀芯74可以在指定的第一循环速率下移动并以第一时间间隔I1重复，并且还可以在指定的第二循环速率下移动并以第二时间间隔I2重复，其中，第二时间间隔I2大于第一时间间隔I1。只要流体系统在运转，清洁阀方法的第二实施例210就可以继续，所述流体系统诸如制冷系统100，微型阀1和/或混合滑阀118是所述流体系统中的运转部件。
如图12所示，在例如微型阀1的操作期间，时间T以诸如一秒钟增量的指定增量测量，直到时间T等于时间间隔I1和I2。由于第二时间间隔I2大于第一时间间隔I1，在每次时间增加时，清洁阀的方法的第二实施例210会确定时间T是否等于时间间隔I2。如果尚未达到时间间隔I2，清洁阀的方法的第二实施例210然后会确定时间T是否等于时间间隔I1。一旦到达时间间隔I1，第一清洁循环会以其预定的第一循环速率执行。如果制冷系统100仍然在运转，方法210将返回增加时间计数器。如果制冷系统100停止运转，方法210结束。
在时间间隔I1的结尾处执行第一清洁循环之后，清洁阀方法的第二实施例210将继续测量时间T，直到时间T等于时间间隔I2，随后，第二清洁循环以其预定的第二循环速率执行。在完成第二清洁循环之后，如果制冷系统100仍然在运转，那么计时器计数重置为零，然后计时器重新开始。如果制冷系统100停止运转，方法210结束。
在清洁阀方法的第二实施例210的一个例子中，第一清洁循环可以与清洁阀方法的第一实施例200相同，其中，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可以在每秒十二次清洁循环步骤的第一循环速率下并且以每分钟一秒的第一时间间隔I1移动。在第二清洁循环中，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可以在每秒五次清洁循环步骤的第二循环速率下并且以每两分钟五秒的时间间隔I2移动。根据需要，在清洁阀方法的第二实施例210内的第二清洁循环可以是或多或少比第一清洁循环严格的，并且进一步使得被困在开口4a和4b的关键间隙区域中的任何微型污染物颗粒脱离开口4a和4b的关键间隙区域，而不会损害制冷系统100的总流量要求。
可选地，可以使用其他的第一循环速率和其他的第一时间间隔I1。例如，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可在处于每秒约十二次到约二十四次清洁循环步骤的范围内的第一循环速率下以第一时间间隔I1移动，所述第一时间间隔I1具有以任何期望的时间间隔重复的持续时间。类似地，可以使用其他的第二循环速率和其他的第二时间间隔I2。例如，微型阀1的可移动构件30的密封部分31可在处于每秒约一次到约五次清洁循环步骤的范围内的第二循环速率下以第二时间间隔I2移动，所述第二时间间隔I2具有以任何期望的时间间隔重复的持续时间。
清洁阀方法的第一实施例200和清洁阀方法的第二实施例210两者都意图防止微型阀1或混合滑阀118中的一个或两者的堵塞。清洁阀方法的第一和第二实施例200和210中的任一个分别地在微型阀1、混合滑阀118的功能上、以及在由微型阀1先导的混合滑阀118的整体过热控制上的影响优选地是微不足道的。应理解的是，清洁阀方法的第一和第二实施例200和210可以分别地应用到在任何应用中的微型阀上，而不受限于作用为制冷系统中的混合滑阀的先导阀的微型阀。清洁阀的方法200和210的第一和/第二实施例也可以分别地应用到在任何应用的任何滑阀上，而不受限于在制冷系统中的混合滑阀。
应理解的是，清洁阀方法的第一实施例200可以应用到微型阀1和混合滑阀118中的一个或两者上。
应理解的是，清洁阀方法的第二实施例210可以应用到微型阀1和混合滑阀118中的一个或两者上。
此外，应理解的是，清洁阀方法的第一实施例200可以应用到微型阀1和混合滑阀118中的一个或两者上，而清洁阀方法的第二实施例210被应用到微型阀1和混合滑阀118中的一个上。
由此，在流体系统中，清洁阀方法的第一实施例200和清洁阀方法的第二实施例210可以独立地执行、一起同时地执行、一起连续地执行，或者以两种清洁循环的任何顺序的任何组合一起执行。
除了由已经被清洁的阀的改进操作提供的改进控制之外，在微型阀1中执行清洁阀方法的第二实施例210并且在混合滑阀118中执行清洁阀方法的第一实施例200在由微型阀1先导的混合滑阀118的整体过热控制上的影响优选地是微不足道的。例如，在微型阀1中执行清洁阀方法的第二实施例210并且在混合滑阀118中执行清洁阀方法的第一实施例200将导致制冷系统100中的过热从任何期望的目标过热(诸如10°F的目标过热)的变化仅在约+/-1.8°F的范围内。
根据本发明，清洁阀的方法可包括任何数量的清洁方案和其组合。如图13所示，清洁方案220显示为阀元件的位置随着时间变化的曲线图。所示的清洁方案220包括清洁循环222，其包括一个或多个清洁循环步骤224和224'。所述清洁循环222以时间间隔226重复。每个清洁循环步骤224和224'具有幅度228，其定义为阀元件从第一或开始位置230移动到第二位置232的距离。应理解的是，所述清洁方案220可以通过调整或改变清洁方案220的任何可变部分而调整，所述可变部分诸如清洁循环222、清洁循环步骤224、间隔226以及阀元件运动的幅度228。
虽然本发明已经关于从阀上清洁微粒污染物进行了讨论，可以预计的是，上述清洁循环过程在去除一些非微粒污染物上也可以是有用的，并且这种应被认为在发明的范围之内。
还可以预计的是，清洁循环的执行周期或时间间隔、在清洁循环步骤期间流量控制阀元件在第一位置与第二位置之间的运动距离、在清洁循环步骤过程中在第一位置与第二位置之间运动的速度，以及在清洁循环中执行的清洁循环步骤的数量中的一个或多个可取决于流体系统在其中操作的环境的一个或多个环境条件而变化，所述流体系统诸如制冷系统100，或者以所需的其他方式变化。这些环境条件例如可包括环境温度和压力、一年中的时间，用于流体系统的控制设置的改变、自从流体系统服务后经过的时间、设备运行时间、测得的流经微型阀1、滑阀118或制冷系统100的污染物水平，或者通过在微型阀1或滑阀118探测到的污染物积累。
图14示出了清洁阀方法的第三实施例240。除了如上所述的制冷系统100在其中操作的环境的一个或多个环境条件通过一个或多个传感器(未示出)检测或探测的存在之外，清洁阀方法的第三实施例240类似于清洁阀方法的第一实施例200。如果检测了一个或多个环境条件，清洁方案基于所述一个或多个检测到的环境条件而选择。所选择的清洁方案可以调整清洁方案220中任何可变部分，诸如清洁循环222、清洁循环步骤224、间隔226以及阀元件运动的幅度228。
图15示出了清洁阀方法的第四实施例250。除了如上所述的制冷系统100在其中操作的环境的一个或多个环境条件通过一个或多个传感器(未示出)检测或探测的存在之外，清洁阀方法的第四实施例250类似于清洁阀方法的第二实施例210。如果检测了一个或多个环境条件，清洁方案基于所述一个或多个检测到的环境条件而选择。与在清洁阀方法的第三实施例240中一样，所选择的清洁方案可以调整清洁方案220中任何可变部分，诸如清洁循环222、清洁循环步骤224、间隔226以及阀元件运动的幅度228。
在清洁阀方法的实施例200、210、240和250中，指定的循环速率以时间间隔I、I1或I 2执行。可选地，指定的循环速率可以响应于在制冷系统100中的条件上的任何变化而执行，而不是响应于过热上的变化。制冷系统100的条件上这样的变化的非限制性例子包括用于制冷系统100的控制设置的改变、自从流体系统服务后经过的时间、设备运行时间、测得的流经微型阀1、滑阀118或制冷系统100的污染物水平，或者通过在微型阀1或滑阀118探测到的污染物积累。
本发明的原理和操作模式已经在其优选实施例中进行了描述。然而，应当注意的是，在不脱离其范围的情况下，本文所描述的发明可以以不同于具体示出和描述的方式实施。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月5日提交的美国临时申请编号62/008,195的权益，其公开内容通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种从流体系统中的阀上清洁污染物的方法，其包括：
操作阀处于打开位置，其中阀流量控制元件相对于阀的流体端口定位成允许流体流过所述流体端口；和
在阀处于打开位置时，移动阀的阀流量控制元件通过清洁循环步骤，所述清洁循环步骤包括将所述阀流量控制元件从第一位置移动到第二位置，然后移动到所述第一位置和在所述第一与第二位置中间的位置这二者之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，经由清洁循环步骤移动所述阀的阀流量控制元件的步骤还包括响应于除过热上的变化之外的在所述流体系统中的条件上的变化移动所述阀流量控制元件。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括连续地重复清洁循环步骤一预定的时间段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中一个或多个清洁循环步骤限定了清洁循环，其中所述清洁循环可以以一时间间隔重复，并且其中所述清洁循环以足够快的循环速率执行而不影响流体流过所述阀。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，除过热上的变化之外，在所述流体系统中的条件上的变化包括：时间间隔、用于所述流体系统的控制设置的改变、自从所述流体系统服务后经过的时间、设备运行时间、测得的流经所述阀或流体系统的污染物水平以及探测到的在所述阀中的污染物积累。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阀是微型阀。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述微型阀限定在混合滑阀中的先导阀；以及
其中，经由所述清洁循环步骤移动所述阀的阀流量控制元件的步骤在所述微型阀上或所述混合滑阀上执行。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述流体系统是制冷系统。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阀是滑阀。
10.一种从流体系统中的阀上清洁污染物的方法，其包括：
将所述阀的阀流量控制元件以第一循环速率移动通过清洁循环步骤；
将所述阀的阀流量控制元件以不同于第一循环速率的第二循环速率移动通过清洁循环步骤；
其中，所述清洁循环步骤包括将所述阀流量控制元件从第一位置移动到第二位置；
其中，所述第一和第二循环速率限定为每单位时间一次或多次清洁循环步骤；以及
其中，每个清洁循环步骤被执行而未在所述清洁循环步骤的执行期间影响流体流动通过所述流体系统。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述阀的阀流量控制元件以第一和第二循环速率移动通过清洁循环步骤的步骤在微型阀上执行。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述微型阀限定在混合滑阀中的先导阀；以及
其中，将所述阀的阀流量控制元件以第一和第二循环速率移动通过清洁循环步骤的步骤在所述微型阀上或所述混合滑阀上执行。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述流体系统是制冷系统。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述阀的阀流量控制元件以第一和第二循环速率移动通过清洁循环步骤的步骤在滑阀上执行。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，各清洁循环步骤是在清洁循环期间执行的多个清洁循环步骤中的一个。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述阀的阀流量控制元件以第一循环速率并以第一时间间隔移动通过清洁循环步骤的步骤限定第一清洁循环；以及
将所述阀的阀流量控制元件以第二循环速率并以第二时间间隔移动通过清洁循环步骤的步骤限定第二清洁循环。
17.一种从流体系统中的阀上清洁污染物的方法，其包括：
将所述阀的阀流量控制元件移动通过清洁循环步骤；
其中，所述清洁循环步骤包括将所述阀流量控制元件从第一位置移动到第二位置并返回到所述第一位置；并且
其中，所述清洁循环步骤被执行而未在该清洁循环步骤的执行期间影响流体流动通过所述流体系统。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述阀是微型阀，并且所述清洁循环步骤是下列中的一种：
第一清洁循环，其执行使得所述阀流量控制元件能够在足够快以不会影响所述流体系统又足够慢以确保污染物不会堵塞在所述微型阀的关键间隙区域中的速率下移动通过一个或多个清洁循环步骤；以及
第二清洁循环，其执行使得所述阀流量控制元件能够在所述流体系统不受影响的可能的最慢速率下移动通过一个或多个清洁循环步骤。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述清洁循环步骤是由一个或多个清洁循环步骤组成的周期性执行的清洁循环的一部分；
其中，清洁循环的执行周期、在清洁循环步骤过程中在第一位置与第二位置之间的距离、在清洁循环步骤过程中在第一位置与第二位置之间的运动速度，以及在清洁循环中执行的清洁循环步骤的数量中的至少一项取决于流体系统在其中操作的环境的一个或多个环境条件而变化。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述环境条件包括：环境温度和压力、用于所述流体系统的控制设置的改变、自从所述流体系统服务后经过的时间、设备运行时间、测得的流经所述阀或流体系统的污染物水平以及探测到的在所述阀中的污染物积累。
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