CN107289684B - 热力膨胀阀及具有其的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热力膨胀阀及具有其的空调系统，其中，热力膨胀阀包括：阀体具有第一阀腔；感温部件设置在阀体的第一端，感温部件包括根据感温腔内压力的变化产生位移的膜片；阀芯组件设置在阀体的第二端，阀芯组件包括：阀芯座、阀芯以及阀芯弹簧，阀芯座具有第二阀腔以及阀口连通第二阀腔和第一阀腔；传动件设置在第一阀腔内，阀芯组件还包括支撑部和定位部，定位部使阀芯组件在与阀体连接之前，能沿第一阀腔的轴向可移动地设置在第一阀腔内并固定在阀体的预设位置，以使支撑部与定位部配合将阀口处的开度调整成预设值。本发明解决了热力膨胀阀的开度的一致性难以保证的问题。

Description

热力膨胀阀及具有其的空调系统

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，具体而言，涉及一种热力膨胀阀及具有其的空调系统。

背景技术

在制冷、空调等系统中，热力膨胀阀通过感应制冷系统中蒸发器出口或压缩机吸入段的过热度来控制阀的开度大小，从而实现系统制冷剂流量调节和节流降压的作用。

制冷系统的制冷循环过程一般如下：

如图1所示，来自冷凝器1’的低温高压液体通过热力膨胀阀2’的节流降压后形成低温低压的液体，并进入到蒸发器3’内，在蒸发器3’中吸热蒸发而成为高温低压的气体。来自蒸发器3’的高温低压气体进入压缩机4’转变为高温高压气体，再进入到冷凝器1’，并在冷凝器1’中冷凝成低温高压的液体，从而完成制冷循环。

在上述制冷系统中，热力膨胀阀的感温包30’位于蒸发器3’出口或压缩机4’吸入段，并用来感受蒸发器3’出口或压缩机4’吸入段的温度，进而将该温度对应的压力引入到热力膨胀阀2’气箱内。该压力为阀芯的开启驱动力，同时阀芯下部的压缩弹簧会对阀芯产生关闭方向的力。当膜片达到受力平衡时，阀芯相对于阀座产生一定开度，从而可以调节冷凝器1’到蒸发器3’的制冷剂流量。

具体地，如图2至图4所示，热力膨胀阀的出口与蒸发器的进口相连，当进入蒸发器的制冷剂流量偏小时，蒸发器出口温度过高，会使感温包30’的温度也偏高。这样，感温包30’内的制冷剂压力偏大，该压力传递到气箱盖13’的腔内，导致膜片40’向下移动。膜片40’向下移动会顶着传动片12’，传动片12’顶着支持座11’，支持座11’顶着传动杆62’，传动杆62’顶着阀芯52’，使阀芯52’向下移动，从而使阀芯52’与阀芯座51’形成的开度h’增大。进而，制冷剂通过热力膨胀阀阀口90’的流量变大，最终调节使进入蒸发器的流量也变大。反之，当进入蒸发器的制冷剂流量偏大时，蒸发器出口温度过低，导致感温包30’的温度也偏低。感温包30’内的制冷剂压力偏小，该压力传递到气箱盖13’的腔内，在和阀芯52’下部的压缩弹簧的共同作用下，膜片40’向上移动，导致阀芯52’向上移动，使阀芯52’与阀芯座51’形成的开度h’减小，制冷剂通过热力膨胀阀阀口90’的流量变小，最终调节使进入蒸发器的流量也变小。

热力膨胀阀主要是通过调整阀芯与阀口处的开度h’来调节制冷剂流量，因此，阀的开度一致性要好。上述开度是指阀芯动作的两个极限位置(关闭位置及最大流通面积位置)之间的距离。上述开度是热力膨胀阀的特性，一旦热力膨胀阀组装好以后无法再调节。在上述热力膨胀阀中，由于阀的开度是由多个零部件尺寸决定的，各零部件加工公差和装配公差叠加，很难确保开度的一致性。开度一致性不好会使膜片的总位移及上下位移分配出现偏差，进而影响热力膨胀阀的最大制冷量、使用寿命及产品的一致性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热力膨胀阀及具有其的空调系统，以解决现有技术中的阀芯的轴向装配精度的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种热力膨胀阀，包括：阀体，阀体具有第一阀腔，阀体的中部设置有出口；感温部件，设置在阀体的第一端，感温部件包括根据感温腔内压力的变化产生位移的膜片；阀芯组件，设置在阀体的第二端，阀芯组件至少部分地设置在第一阀腔内，阀芯组件包括：阀芯座、阀芯以及阀芯弹簧，阀芯座具有第二阀腔以及阀口，阀芯和阀芯弹簧设置在第二阀腔内，阀口连通第二阀腔和第一阀腔，阀芯弹簧与阀芯抵顶配合并使阀芯穿设在阀口内；传动件，设置在第一阀腔内，传动件的两端分别与膜片及阀芯抵接配合，其中，阀芯组件还包括支撑部和定位部，定位部使阀芯组件在与阀体连接之前，能沿第一阀腔的轴向可移动地设置在第一阀腔内并固定在阀体的预设位置，以使支撑部与定位部配合将阀口处的开度调整成预设值。

进一步地，定位部为定位环，定位环的周向外壁与阀体的内壁相配合。

进一步地，支撑部在阀芯座的径向上突出于阀芯座，支撑部的周向侧壁与阀体的内壁相适配并且相配合。

进一步地，支撑部的上表面的边缘设置有定位台阶结构，定位台阶结构的台阶面与定位环的下表面配合。

进一步地，支撑部上设置有过流孔，支撑部上连接有进口接管，过流孔连通进口接管与第二阀腔。

进一步地，传动件包括传动片和传动杆，传动片包括中心通孔，传动杆的一端铆接在中心通孔内。

进一步地，热力膨胀阀还包括安装在第一阀腔内的底座，底座位于阀体的第一端和阀体的出口之间，传动片和底座之间设置有调节弹簧。

进一步地，传动片包括叠置的第一传动片和第二传动片，第一传动片位于膜片和第二传动片之间，第二传动片的直径小于第一传动片的直径，调节弹簧套设在第二传动片上。

进一步地，热力膨胀阀还包括安装在底座上的套筒，传动杆穿设在套筒的内孔中。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统，包括蒸发器、冷凝器和热力膨胀阀，热力膨胀阀为上述的热力膨胀阀，热力膨胀阀的入口与冷凝器的出口连通，热力膨胀阀的出口与蒸发器的入口连通，空调系统还包括平衡线，平衡线将蒸发器的出口与膜片的下端连通。

应用本发明的技术方案，在阀芯组件中设置了定位部。定位部与阀体连接之前，通过轴向移动位置以调整定位部使其连接在阀体的预设位置。这样，当支撑部连接在阀体上时，连接部会受到定位部的限位，进而使得连接部能够调整至所需位置。在对膜片的上方施加一定压力的情况下，与膜片抵接配合的传动件相对于阀体位置固定。由于传动件与阀芯组件中的阀芯抵接配合，阀芯相对于阀体位置固定。阀芯组件中的阀芯弹簧设置在阀芯与支撑部之间，并与阀芯抵顶配合。由于阀芯穿设在阀口内，可以通过调整阀芯与阀芯组件中的阀芯座的相对位置来调整阀口处的开度。定位部的移动能够引起阀芯座的移动，进而可以调整阀口处的开度，从而有效地解决了开度的一致性难以保证的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中制冷系统的工作过程示意图；

图2示出了现有技术中的热力膨胀阀的结构示意图；

图3示出了现有技术中的热力膨胀阀的阀芯与阀口处的开度h’的示意图；

图4示出了现有技术中的热力膨胀阀的传动件的结构示意图；

图5示出了根据本发明的热力膨胀阀的实施例一的结构示意图；

图6示出了图5的A部位放大示意图；

图7示出了图5的定位环的安装位置示意图；

图8示出了图5的阀芯组件的结构示意图；

图9示出了图5的传动杆和阀芯的装配示意图；

图10示出了图5的定位环的主视示意图；

图11示出了图10的定位环的俯视示意图；

图12示出了根据本发明的热力膨胀阀的实施例二的定位环的剖视示意图；以及

图13示出了图12的定位环的俯视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、冷凝器；2’、热力膨胀阀；3’、蒸发器；4’、压缩机；11’、支持座；12’、传动片；13’、气箱盖；30’、感温包；51’、阀芯座；52’、阀芯；40’、膜片；62’、传动杆；90’、阀口；h’、开度；10、阀体；21、第一阀腔；22、第二阀腔；30、感温包；40、膜片；50、阀芯组件；51、阀芯座；52、阀芯；53、阀芯弹簧；54、支撑部；55、定位部；61、传动片；62、传动杆；70、底座；80、调节弹簧；90、阀口；100、套筒；13、气箱盖；14、毛细管；h、开度。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图5至图9所示，实施例一的热力膨胀阀包括：阀体10、感温部件、阀芯组件50和传动件。阀体10具有第一阀腔21，阀体10的中部设置有出口。感温部件设置在阀体10的第一端，感温部件包括根据感温腔内压力的变化产生位移的膜片40。阀芯组件50设置在阀体10的第二端，阀芯组件50至少部分地设置在第一阀腔21内。阀芯组件50包括：阀芯座51、阀芯52以及阀芯弹簧53，阀芯座51具有第二阀腔22以及阀口90，阀芯52和阀芯弹簧53设置在第二阀腔22内，阀口90连通第二阀腔22和第一阀腔21，阀芯弹簧53与阀芯52抵顶配合并使阀芯52穿设在阀口90内。传动件设置在第一阀腔21内，传动件的两端分别与膜片40及阀芯52抵接配合。其中，阀芯组件50还包括支撑部54和定位部55，定位部使阀芯组件50在与阀体10连接之前，能沿第一阀腔21的轴向可移动地设置在第一阀腔21内并固定在阀体10的预设位置，以使支撑部54与定位部55配合将阀口90处的开度h调整成预设值。

应用实施例一的热力膨胀阀，在阀芯组件50中设置了定位部55。定位部55与阀体10连接之前，通过轴向移动位置以调整定位部55使其连接在阀体的预设位置。这样，当支撑部54连接在阀体上时，连接部会受到定位部55的限位，进而使得连接部能够调整至所需位置。在对膜片40的上方施加一定压力的情况下，与膜片40抵接配合的传动件相对于阀体10位置固定。由于传动件与阀芯组件50中的阀芯52抵接配合，阀芯52相对于阀体10位置固定。阀芯组件50中的阀芯弹簧53设置在阀芯52与支撑部54之间，并与阀芯52抵顶配合。由于阀芯52穿设在阀口90内，可以通过调整阀芯52与阀芯组件50中的阀芯座51的相对位置来调整阀口90处的开度。定位部55的移动能够引起阀芯座51的移动，进而可以调整阀口90处的开度，从而有效地解决了热力膨胀阀的开度的一致性难以保证的问题。当定位部55的位置确定后，支撑部54与定位部55配合，然后可以将支撑部54与阀体10固定连接在一起，连接的方式优选为焊接。具体地，感温腔内压力的变化是通过感温包30的温度的变化来实现的。

如图6、图10和图11所示，在实施例一的技术方案中，定位部55为定位环，定位环的周向外壁与阀体10的内壁相配合。优选地，定位环与支撑部54的上表面配合以实现对阀芯座51的定位。上述结构设置简单，降低了加工难度。定位环的周向外壁与阀体10的内壁采用焊接的方式进行，优选的焊接方式为点焊，这样定位环的变形较小。当定位环因为热应力变形时，可以通过机加工等方式修正定位环的变形。上述结构保证了阀芯的周向装配的精度。

如图10和图11所示，在实施例一的技术方案中，定位环具有缺口。定位环与支撑部54配合的表面减少，这样需要精加工的定位环与支撑部54配合的表面相应减少，上述结构进一步地减少了加工量，降低了加工成本。

如图5所示，在实施例一的技术方案中，支撑部54在阀芯座51的径向上突出于阀芯座51，支撑部54的周向侧壁与阀体10的内壁相适配并且相配合。上述结构简单，容易实现。支撑部54的周向侧壁与阀体10的内壁相适配并且相配合，也可以增强膨胀阀的密封性。

如图5和图6所示，在实施例一的技术方案中，支撑部54的上表面的边缘设置有定位台阶结构，定位台阶结构的台阶面与定位环的下表面配合。当机加工时仅对定位台阶结构和台阶面和定位环与台阶面相配合的部分进行精加工，这样减小了加工难度。

如图5和图6所示，在实施例一的技术方案中，支撑部54上设置有过流孔，支撑部54上连接有进口接管，过流孔连通进口接管与第二阀腔22。进口接管与过流孔、第二阀腔22连通，可以使制冷剂顺畅地流入到第二阀腔22。

如图5所示，在实施例一的技术方案中，传动件包括传动片61和传动杆62，传动片61包括中心通孔，传动杆62的一端铆接在中心通孔内。传动杆62和传动片61的铆接连接结构简单，易于实现，并且连接牢固性较强。

如图5所示，在实施例一的技术方案中，热力膨胀阀还包括安装在第一阀腔21内的底座70，底座70位于阀体10的第一端和阀体10的出口之间，传动片61和底座70之间设置有调节弹簧80。传动片61包括叠置的第一传动片和第二传动片，第一传动片位于膜片40和第二传动片之间，第二传动片的直径小于第一传动片的直径，调节弹簧80套设在第二传动片上。

具体地，底座70固定设置在第一阀腔21内，传动片61和底座70之间设置有调节弹簧80。调节弹簧80的一端套设在第二传动片上，调节弹簧80的另一端设置在底座70上。当对膜片40的上方施加一定压力时，调节弹簧80对传动片61和膜片40产生向上的力，膜片40向下移动一定的距离，膜片40顶着传动片61，传动片61顶着传动杆62，传动杆62顶着阀芯52，阀芯52相对于阀芯座51向下移动，阀芯52和阀口90之间产生开度h。调节弹簧80的设置，可对膜片40起到缓冲的作用，减轻膜片40因上方压力过大而造成的损坏，延长膜片40的使用寿命。

如图5所示，在实施例一的技术方案中，热力膨胀阀还包括安装在底座70上的套筒100，传动杆62穿设在套筒100的内孔中。套筒100可以对传动杆62起到定位的作用。

如图5所示，在本实施例中，气箱座中的套筒100以同心轴的形式组装在阀体10内，套筒100的上端面可以限制传动片61的向下位移的距离。

如图5所示，在本实施例的热力膨胀阀中，感温部件由气箱盖13、毛细管14和感温包30预先通过焊接的方式形成。上述感温部件与图5所示的气箱座的顶部焊接在一起，并且感温部件的轴线和气箱座的轴线重合。膜片40设置在感温部件和气箱座之间，并且感温部件与膜片40相互独立，气箱座与膜片40相互独立。

如图5和图7所示，在本实施例中，在装配包括阀体10等部件的主体部件与阀芯组件50时，先在主体部件的膜片40上方施加气压，使膜片40向下位移达到最大。此时，传动片61与套筒100紧密贴合，传动杆62向下位移达到最大，传动杆62的下端面与阀体10的下端面形成距离N。因为距离N一旦组装完成无法变动，各零部件设计公差及装配公差的影响会导致距离N的一致性不好。

如图5所示，支撑部54的周向侧壁与阀体10的内壁相适配并且相配合，支撑部54通过与定位部55的配合，将阀芯组件50固定在预设位置，从而保证阀口的开度为h，使开度达到设定值，从而减小加工公差和装配公差产生的偏差的影响。

本申请还提供了一种空调系统。本申请的空调系统的实施例包括蒸发器、冷凝器和热力膨胀阀。其中，热力膨胀阀为上述的热力膨胀阀，热力膨胀阀的入口与冷凝器的出口连通，热力膨胀阀的出口与蒸发器的入口连通，空调系统还包括平衡线，平衡线将蒸发器的出口与膜片40的下端连通。具体地，感温腔内压力的变化是通过设置在蒸发器的出口管线上的感温包30来实现的。

如图12和图13所示，实施例二的热力膨胀阀与实施例一的区别在于：定位环为封闭环结构，其安装方式及工作原理均与实施例一相似，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热力膨胀阀，其特征在于，包括：

阀体(10)，所述阀体(10)具有第一阀腔(21)，所述阀体(10)的中部设置有出口；

感温部件，设置在所述阀体(10)的第一端，所述感温部件包括根据感温腔内压力的变化产生位移的膜片(40)；

阀芯组件(50)，设置在所述阀体(10)的第二端，所述阀芯组件(50)至少部分地设置在所述第一阀腔(21)内，所述阀芯组件(50)包括：阀芯座(51)、阀芯(52)以及阀芯弹簧(53)，所述阀芯座(51)具有第二阀腔(22)以及阀口(90)，所述阀芯(52)和所述阀芯弹簧(53)设置在所述第二阀腔(22)内，所述阀口(90)连通所述第二阀腔(22)和所述第一阀腔(21)，所述阀芯弹簧(53)与所述阀芯(52)抵顶配合并使所述阀芯(52)穿设在所述阀口(90)内；

传动件，设置在所述第一阀腔(21)内，所述传动件的两端分别与所述膜片(40)及所述阀芯(52)抵接配合，

其中，所述阀芯组件(50)还包括支撑部(54)和定位部(55)，所述阀芯座(51)连接在所述支撑部(54)上，所述定位部(55)使所述阀芯组件(50)在与所述阀体(10)连接之前，能沿所述第一阀腔(21)的轴向可移动地设置在所述第一阀腔(21)内并固定在所述阀体(10)的预设位置，以使所述支撑部(54)与所述定位部(55)配合将所述阀口(90)处的开度(h)调整成预设值。

2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述定位部(55)为定位环，所述定位环的周向外壁与所述阀体(10)的内壁相配合。

3.根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述支撑部(54)在所述阀芯座(51)的径向上突出于所述阀芯座(51)，所述支撑部(54)的周向侧壁与所述阀体(10)的内壁相适配并且相配合。

4.根据权利要求3所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述支撑部(54)的上表面的边缘设置有定位台阶结构，所述定位台阶结构的台阶面与所述定位环的下表面配合。

5.根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述支撑部(54)上设置有过流孔，所述支撑部(54)上连接有进口接管，所述过流孔连通所述进口接管与所述第二阀腔(22)。

6.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述传动件包括传动片(61)和传动杆(62)，所述传动片(61)包括中心通孔，所述传动杆(62)的一端铆接在所述中心通孔内。

7.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀还包括安装在所述第一阀腔(21)内的底座(70)，所述底座(70)位于所述阀体(10)的第一端和所述阀体(10)的出口之间，所述传动片(61)和所述底座(70)之间设置有调节弹簧(80)。

8.根据权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述传动片(61)包括叠置的第一传动片和第二传动片，所述第一传动片位于所述膜片(40)和所述第二传动片之间，所述第二传动片的直径小于所述第一传动片的直径，所述调节弹簧(80)套设在所述第二传动片上。

9.根据权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀还包括安装在所述底座(70)上的套筒(100)，所述传动杆(62)穿设在所述套筒(100)的内孔中。

10.一种空调系统，包括蒸发器、冷凝器和热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀为权利要求1至9中任一项所述的热力膨胀阀，所述热力膨胀阀的入口与所述冷凝器的出口连通，所述热力膨胀阀的出口与所述蒸发器的入口连通，所述空调系统还包括平衡线，所述平衡线将所述蒸发器的出口与所述膜片(40)的下端连通。

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