CN106288547B - 一种带单向控制功能的热力膨胀阀 - Google Patents
一种带单向控制功能的热力膨胀阀 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种带单向控制功能的热力膨胀阀，包括阀体，第一腔体、第二腔体、第一阀口及第一阀芯，所述阀体上还开设有带第二阀口的副阀腔及连通所述副阀腔与所述第一腔体的旁路通道，所述副阀腔中设置有打开或关闭所述第二阀口的第二阀芯及对所述第二阀芯进行导向的导向件，所述导向件与所述阀体固定连接并封闭所述副阀腔的一端，所述导向件包括本体部及相对于所述本体部的朝向所述第二阀口的端面部伸出的导向部，所述第二阀芯设置于所述本体部与所述导向部限定的导向空间中，本发明的带单向控制功能的热力膨胀阀，通过将导向件与阀体固定连接，并使第二阀芯整体设置于导向件的导向空间中，避免了第二阀芯卡死的隐患，工作可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于流体控制技术领域，特别是涉及一种热力膨胀阀。
背景技术
热泵系统在夏天时能够制冷，冬天时能够制热，靠得是四通换向阀的换向来切换制冷剂的流向来实现。最初,为了防止热力膨胀阀切断制冷回路，在系统管路中加装一个单向阀与热力膨胀阀并联。其后，通过不断的改进，把单向阀设计到热力膨胀阀阀体内部，既减少了泄漏点，又降低了成本。
目前，在热力膨胀阀阀体内增设单向阀在现有市场上主要技术方案为：在平行于阀口的一侧加装设计一旁通通道，通道内置一钢球或一密封块作为阀芯。
如图1所示，为现有一种典型的带单向阀功能的热力膨胀阀的结构示意图。
现有该热力膨胀阀，包括阀体1′，所述阀体1′上开设有带流体进口的进口腔2′、带流体出口的出口腔3′、连通进口腔2′与出口腔3′的节流阀口4′，以及调节节流阀口4′开度的主阀芯5′，还包括设置于阀体1′中的旁通通道6′及与旁通通道6′连通的旁通腔7′，封闭旁通腔7′一端的封盖10′。旁通腔7′上设置有单向阀口8′。与单向阀口8′配合的单向阀芯′为“凹”字型结构，单向阀芯包括平面密封部91′及由平面部两侧延伸的导向杆92′，导向杆92′与单向阀口8′旁的导向槽11′配合。通过导向杆92′相对于导向槽11′的滑动实现单向阀芯相对于单向阀口8′的往复运动。
当制冷系统处于制冷状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀的流体进口进入进口腔2′中，再流向节流阀口及旁通腔7′中。单向阀芯在高背压的制冷剂的作用下，通过其自身的导向杆92′的导向，自动将单向阀口8′关闭，常温高压制冷剂全部从节流阀口4′流出，节流降压后变成常温低压的制冷剂，从流体出口流出。此时，该热力膨胀阀的作用相当于一般的热力膨胀阀的流量调节作用。
当系统处于制热状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀流体出口流入出口腔。高压制冷剂对单向阀口8′产生推力，使单向阀芯移离单向阀口8′，单向阀口8′被打开，制冷剂本部或大部分从单向阀口8′流入旁通腔7′后经旁通通道6′、进口腔2′从流体进口流出。(由于节流阀口4′的流通面积远远小于节流阀口8′的流通面积，因此不影响制冷剂近于零压降的通过)。
现有技术的该热力膨胀阀的不足之处在于：一、单向阀芯的密封部与导向杆一体式加工，为保证阀在制冷状态下的低泄漏率，单向阀芯的加工难度较大；二、单向阀芯上的导向杆与阀体上导向槽配合起导向作用的导向长度随着单向阀芯移动而不同。当系统由制热状态切换为制冷状态时，存在导向杆配合长度过短而卡死的隐患。而为了保证单向阀芯与封盖抵接时的导向杆与导向槽的配合，则势必要增加阀体的体积；三、导向槽的设置使阀体的加工工艺变得复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效防止第二阀芯卡死的带单向控制功能的热力膨胀阀，
本发明的带单向控制功能的热力膨胀阀，包括阀体，所述阀体上开设有带流体入口的第一腔体、带流体出口的第二腔体、连通所述第一腔体与所述第二腔体的第一阀口及与所述第一阀口配合的第一阀芯，
所述阀体上还开设有带第二阀口的副阀腔及连通所述副阀腔与所述第一腔体的旁路通道，
所述副阀腔中设置有打开或关闭所述第二阀口的第二阀芯(32)及对所述第二阀芯进行导向的导向件，
当所述第二阀芯与所述第二阀口接时，所述旁路通道与所述第二腔体不连通；当所述第二阀芯移离所述第二阀口时，所述旁路通道与所述第二腔体连通，
所述导向件与所述阀体固定连接并封闭所述副阀腔的一端，所述导向件包括本体部及相对于所述本体部的朝向所述第二阀口的端面部伸出的导向部，所述第二阀芯设置于所述本体部与所述导向部(53)限定的导向空间中。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述导向件为分体式结构，所述导向部包括间隔设置的3个或3个以上的导向销，各所述导向销通过焊接或过盈配合方式固定于所述本体部上。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述导向部为与所述本体部一体形成的设置于所述本体部的所述端面部上的周向具有开槽的圆筒形结构。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述导向件的所述本体部上开设有容纳槽，所述容纳槽中设置有一端抵接所述第二阀芯的回复弹簧。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述本体部上设置有伸入所述导向空间中的限位部，所述第二阀芯被限位于所述限位部与所述第二阀口之间并可往复移动。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述第二阀口伸入所述导向空间中，所述第二阀芯可在所述导向空间中相对于所述第二阀口往复移动。
如上所述结构的热力膨胀阀，所述第二阀芯为圆形金属膜片，设定其外径为D1,所述第二阀口所述限位部之间的距离设定为L，所述D1与所述L的比值在5～6之间。
本发明的带单向控制功能的热力膨胀阀，通过将导向件与阀体固定连接，并使第二阀芯整体设置于导向件的导向空间中，避免了第二阀芯卡死的隐患，工作可靠性高。并且，加工工艺简单，成本低，且阀体积小。
附图说明
图1所示，为现有一种典型的带单向阀功能的热力膨胀阀的结构示意图；
图2所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀在第二阀口处于打开状态时的示意图；
图3所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀在第二阀口处于关闭状态时的示意图；
图4所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀的导向件的立体图；
图5所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀的导向件的本体部的结构示意图；
图6所示为本发明的第二实施例热力膨胀阀在第二阀口处于封闭状态时的示意图；
图7所示为图6所示的热力膨胀阀的导向件的立体图；
图8所示为图6所示的热力膨胀阀的导向件又一实施例的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及原理进行详细的说明。
图2所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀在第二阀口处于打开状态时的示意图；图3所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀在第二阀口处于关闭状态时的示意图；图4所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀的导向件的立体图；图5所示为本发明的第一实施例热力膨胀阀的导向件的本体部的结构示意图。
如图2－图5所示，本实施例的带单向控制功能的热力膨胀阀，包括阀体10，阀体10上设置有带流体入口的第一腔体1、带流体出口的第二腔体2、连通第一腔体1与第二腔体2的第一阀口11及与第一阀口配合调整第一阀口开度的第一阀芯12。阀体10上还开设有带第二阀口31的副阀腔3及连通副阀腔3与第一腔体1的旁路通道4。在副阀腔3中设置有打开或关闭第二阀口31的第二阀芯32及对第二阀芯32进行导向的导向件5。导向件5与阀体10通过螺纹副连接并将副阀腔3的一端封闭。当第二阀芯32与第二阀口31抵接时，旁路通道4与第二腔体2不连通，流体可由流体入口经第一阀口11流至流体出口；当第二阀阀口32移离第二阀口31时，旁路通道4与第二腔体2连通，流体可全部或大部分由流体出口经第二阀口31流至流体入口。
导向件5包括本体部51，本体部51上具有与第二阀口31相对(即朝向第二阀口31)的端面部52。导向件5还包括相对于本体部51的端面部伸出的导向部53，导向部53与本体部51共同限定成一个导向空间54。第二阀芯32设置于导向空间54中。“设置于导向空间54中”是指第二阀芯32不从导向空间34中伸出，使导向件5对第二阀芯32进行充分导向。
本实施例的热力膨胀阀，通过将导向件5与阀体10连接，并将第二阀芯32设置在导向空间54中，避免第二阀芯32卡死，并且使第二阀芯32不论当阀处于何种安装角度，均能保证第二阀芯32在导向空间54中灵活地移动，。
作为优选，导向部5的本体部51上可以设置伸入导向空间54中的限位部55。这样，一方面，使第二阀芯32被限位于限位部55与第二阀口31之间，对第二阀芯32起到限位作用，另一方面，由于限位部55的存在，使第二阀芯32与导向件5的端面部52之间产生间隙，这样，在制冷系统由制热模式(此时第二阀芯关闭)向制冷模式(此时第二阀芯打开)切换时，第二阀芯32更容易在制冷剂的推动下向第二阀口31移动将第二阀口31关闭。
本发明的热力膨胀阀中，导向件5的具体结构并不是唯一的。图4所示的导向件5为分体式加工而成。其由本体部51及固定连接在本体部51上的导向部52构成。其中，导向部52包括间隔设置的3个圆柱形导向销56，本体部51上具有3个与各导向销56配合的安装孔57。导向销56过盈配合于安装孔57中。当然，各导向销56也可以通过焊接或其它方式固定在本体部51上。
当然，导向件5也可以为一体式结构。具体地，导向部53可以是周向具有开槽的圆筒形结构，其与本体部51一体的形成在本体部51的端面部52上。
作为一种实施方式，第二阀芯32可以是圆形金属膜片，圆形金属膜片的成本低且加工工艺简单。为进一步保障第二阀芯32在导向空间54中移动的灵活可靠，设定圆形金属膜片的外径为D1，设定第二阀口31与限位部55之间的距离为L时,D1与L的比值在5～6之间。
作为优选，本实施例中，第二阀口31伸入导向件5的导向空间54中。导向部53的一端抵接在阀体10的旁路通道4与第二腔体2之间的部分上，这样，第二阀芯32被更可靠的限位在导向空间54中，并在第二阀口31与限位部55之间可往复移动。
需要说明的是，本实施例中，导向件5与阀体10之间的固定方式不限于螺纹副连接方式固定，也可以焊接等其它方式固定，导向件5的形状也不作限定，只要是在本发明原理范围内的变形，均应在本发明的保护范围内。
本实施例的带单向控制功能的热力膨胀阀，其具体工作方式为：
当制冷系统处于制冷工作状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀的流体入口进入第一腔体1并流入旁路通道4，第二阀芯32在高压制冷剂的推力作用下，并由于导向部52的导向作用，向第二阀口32方向移动并最终关闭第二阀口31。则高压制冷剂全部经第一阀口11节流降压变成常温低压的制冷剂后流至第二腔体2中并最终流出流体出口。此时，该带单向控制功能的热力膨胀阀的作用相当于一搬的热力膨胀阀的作用。
当制冷系统处于制热工作状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀的流体出口流入第二阀腔2中。在高压制冷剂的作用下，第二阀芯32被推动移离第二阀口31。制冷剂全部或大部从第二阀口31流经旁路通道4后流入第一腔体1中并最终流出流体入口。(由于第二阀口31的流通面积远远大于第二阀口11的流通面积，因此，制冷剂全部或大部分流经第二阀口32)
图6所示为本发明的第二实施例热力膨胀阀在第二阀口处于封闭状态时的示意图；图7所示为图6所示的热力膨胀阀的导向件的立体图；图8所示为图6所示的热力膨胀阀的导向件又一实施例的立体图。
本实施例的主体结构及工作方式与实施例一基本相同，为方便理解，本实施例与实施例一中结构相同的部分采用相同的编号，下面就本实施例与实施例一的不同之处进行描述。
本实施例中的带单向控制功能的热力膨胀阀，为了进一步确保制冷系统由制热状态向制冷状态切换时第二阀芯32的关阀可靠性，增设了一回复弹簧6。具体方式为，在导向件5的本体部51的限位部55的周向与导向部53之间开设有容纳槽58，回复弹簧6设置于容纳槽58中并一端抵接容纳槽58的底壁，一端与第二阀芯32抵接。当然，导向件5的结构也可以是在导向件5的本体部51的中心开设图8所示的容纳槽58′，回复弹簧6一端抵接于容纳槽58′的底壁，一端抵接于第二阀芯32。
本发明的带单向控制功能的热力膨胀阀，通过将导向件与阀体固定连接，并使第二阀芯设置于导向件的导向空间中，避免了第二阀芯卡死的隐患，热力膨胀阀的工作可靠性高。并且，加工工艺简单，成本低，且阀体积小。
需要说明的是，本发明的具体实施例中的导向销的个数也可以为3个以上的多个、圆柱形导向销也可以设计为板状的导向杆，导向件的本体部51也可以是直接与阀体焊接的圆柱形等，第二阀芯的具体形状也可以在本发明目的内进行适当变更，这都在本发明的保护范围内。
本文中应用具体个例对本发明的原理及具体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 (3)
1.一种带单向控制功能的热力膨胀阀，包括阀体(10)，所述阀体(10)上开设有带流体入口的第一腔体(1)、带流体出口的第二腔体(2)、连通所述第一腔体(1)与所述第二腔体(2)的第一阀口(11)及与所述第一阀口(11)配合的第一阀芯(12)，
所述阀体(10)上还开设有带第二阀口(31)的副阀腔(3)及连通所述副阀腔(3)与所述第一腔体(1)的旁路通道(4)，
所述副阀腔(3)中设置有打开或关闭所述第二阀口(31)的第二阀芯(32)及对所述第二阀芯(32)进行导向的导向件(5)，
当所述第二阀芯(32)与所述第二阀口(31)抵接时，所述旁路通道(4)与所述第二腔体(2)不连通；当所述第二阀芯(32)移离所述第二阀口(31)时，所述旁路通道(4)与所述第二腔体(2)连通，
其特征在于，所述导向件(5)与所述阀体(10)固定连接并封闭所述副阀腔(3)的一端，所述导向件(5)包括本体部(51)及相对于所述本体部(51)的朝向所述第二阀口(31)的端面部(52)伸出的导向部(53)，所述第二阀芯(32)设置于所述本体部(51)与所述导向部(53)限定的导向空间(54)中，所述导向件(5)为分体式结构，所述导向部(53)包括间隔设置的3个或3个以上的导向销(56)，各所述导向销(56)通过焊接或过盈配合方式固定于所述本体部(51)上，所述本体部(51)上设置有伸入所述导向空间(54)中的限位部(55)，所述第二阀芯(32)被限位于所述限位部(55)与所述第二阀口(31)之间并可往复移动，所述第二阀口(31)伸入所述导向空间(54)中，所述第二阀芯(32)可在所述导向空间(54)中相对于所述第二阀口(31)往复移动。
2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向件(5)的所述本体部(51)上开设有容纳槽，所述容纳槽中设置有一端抵接所述第二阀芯(32)的回复弹簧(6)。
3.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第二阀芯(32)为圆形金属膜片，设定其外径为D1,所述第二阀口(31)与所述限位部(55)之间的距离设定为L，所述D1与所述L的比值在5～6之间。
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