CN107461526B - 一种热力膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热力膨胀阀，包括动力头、阀体，阀体上设有回气接口、第一流体接口、第二流体接口，回气孔下端设有阻止第二流体接口与回气孔连通的密封装置；阀体内设有连接动力头的传动杆，传动杆下端连接有阀芯，阀芯设置在第一流体腔内，阀芯上端通过节流孔分别与第一流体接口和第二流体接口连通，阀芯下端设有调节弹簧和调节螺栓，调节螺栓内设有弹簧槽，调节螺栓内设有导向孔与阀芯连接，调节螺栓外侧与阀体内壁形成第二流体腔，第二流体腔与第二流体接口之间设有阀体通孔。本发明的有益效果是：当热泵系统正向/反向运行时，作用在阀芯部位的压力均能处于相对平衡状态；且降低了由于系统震动或者高压冲击下造成的系统不稳定带来的噪音。

Description

一种热力膨胀阀
技术领域
本发明涉及一种热力膨胀阀。
背景技术
热力膨胀阀是组成制冷装置的重要部件，实现从冷凝压力至蒸发压力的压降，直接决定整个系统的运行性能。热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。按照平衡方式不同，热力膨胀阀分为外平衡式和内平衡式。在工业冷却设备中，一般采用外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。感应机构中充注氟利昂工质，感温包设置在蒸发器出口处，其出口处温度与蒸发温度之间存在温差，即过热度。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个感应系统处于对应的饱和压力。该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。在压力腔上部的膜片仅有饱和压力存在，膜片的下方有调整弹簧的弹簧力和蒸发压力，三者处于平衡时有饱和压力等于弹簧力和蒸发压力。要保证热力膨胀阀工作在最佳匹配点，就必须保证热力膨胀阀有合适的过热度。保持一定过热度、防止液击和异常过热膨胀阀通过流量的调节使蒸发器具有一定的过热度，保证蒸发器总容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机引起液击；同时又能控制过热度在一定范围，防止异常过热现象的发生。
现有技术的热力膨胀阀中存在以下缺点：
1、热力膨胀阀在制冷制热换向运行时，忽略了阀芯位置的受力问题，当系统换向运行时，阀芯受力不平衡，系统的控制就会受到影响而导致系统运行不稳定；
2、节流口处的阀芯部件由于系统换向运行过程中的冲击或震动，容易导致阀芯及其元件也随之震动并导致的噪音问题。
例如专利号为200510060320.7的中国专利公开了一种双向热力膨胀阀，如图1所示，阀体下腔内当位置5为进口，6为出口运行时，系统压力始终作用在关阀方向；当6为进口，5为出口运行时，系统压力始终作用在开阀方向，阀芯的压力不平衡使双向工作影响了系统稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热力膨胀阀，在阀体底部设置流体腔、导向孔阀身通孔将底部流体引出到接口，能有效的减轻由于阀芯在双向系统运行时受力不平衡导致的系统稳定性问题；且通过阀芯及其部件的配合，使系统在换向运行过程中受到冲击或震动时不容易导致阀芯及其元件也随之震动，去除噪音。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种热力膨胀阀，包括动力头、阀体，所述阀体上设有回气接口、第一流体接口、第二流体接口，所述回气孔下端设有阻止第二流体接口与回气孔连通的密封装置；所述阀体内设有连接动力头的传动杆，所述传动杆下端连接有阀芯，所述阀芯设置在第一流体腔内，阀芯上端通过节流孔分别与所述第一流体接口和第二流体接口连通，阀芯下端设有调节弹簧和调节螺栓，所述调节螺栓内设有弹簧槽，所述调节螺栓内设有导向孔与阀芯连接，所述调节螺栓外侧与阀体内壁形成第二流体腔，所述第二流体腔与第二流体接口之间设有阀体通孔。
所述第二流体腔包括环形槽、连接导向孔和环形槽的环形槽通孔。
所述阀芯下端设有阀芯导向杆与所述导向孔间隙连接。
所述阀芯导向杆的底部在阀开关运行过程中始终位于所述环形槽通孔的上面。
所述导向孔上端设有密封槽，所述密封槽中设置有导向孔密封圈。
所述阀芯上的阀芯节流面为锥面或圆弧面。
所述环形槽上的环形槽通孔可设置一个或多个。
在调节螺栓外壁与环形槽之间的上方设有第二流体腔上密封圈。
在调节螺栓外壁与环形槽之间的下方设有第二流体腔下密封圈。
第二流体腔上密封圈或第二流体腔下密封圈两端的调节螺栓外壁与第一流体腔内壁直径相同。
本发明的有益效果是：当热泵系统正向/反向运行时，作用在阀芯部位的压力均能处于相对平衡状态；且降低了由于系统震动或者高压冲击下造成的系统不稳定带来的噪音。
附图说明
图1是现有技术热力膨胀阀的结构示意图，
图2是本发明热力膨胀阀的结构示意图，
图3是图1阀芯示意图，
图4是图1底部流体腔2结构的放大示意图。
其中：
1、动力头 2、阀体 3、回气接口 4、传动杆 5、密封装置 6、第一流体接口7、第二流体接口 8、第一流体腔 9、节流孔 10、阀芯 11、弹簧 12、导向孔 13、导向孔密封圈 14、第二流体腔 15、第二流体腔上密封圈 16、第二流体腔下密封圈 17、阀身通孔 18、调节螺栓 19、阀芯节流面 20、阀芯导向杆 21、弹簧槽 22、环形槽 23、环形槽通孔
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图2至4所示，一种热力膨胀阀，包括阀体2、设置在阀体2上端的动力头1，阀体2上设有回气接口3、第一流体接口6和第二流体接口7，阀体2内设有节流孔9、第一流体腔8和阀身通孔17，在节流孔上9设有连接动力头1与阀芯10的传动杆4，在回气接口3下端设有阻止第二流体接口7与回气接口3连通的密封装置5，在调节螺栓外侧与阀体内壁形成第二流体腔14，在第二流体腔14与节流孔9之间设置有阀芯10，阀芯包括阀芯节流面19和下端的阀芯导向杆20，阀芯上的节流面为锥面或圆弧面。在阀芯10下端设置有弹簧11，在弹簧11底部设置有调节螺栓18，调节螺栓18内侧有导向孔12，导向孔12与阀芯10下端的阀芯导向杆20间隙配合，在调节螺栓18的导向孔12上端设有密封槽，密封槽中设置有导向孔密封圈13。第二流体腔14上下分别设有第二流体腔上密封圈15和第二流体腔下密封圈16，使阀芯10的导向杆通过第二流体腔上密封圈15能自由在调节螺栓18通孔内进行径向运动，导向杆的长度足以使得在运动过程中不脱离导向孔密封圈13，使第二流体腔14与导向孔12不连通。
在阀体2内壁一侧设置有一个阀身通孔17，第二流体接口7通过阀身通孔17连接第二流体腔14。
调节螺栓18外侧的环形槽22与阀体2内壁形成第二流体腔14，并在第二流体腔14的上下两侧分别设有第二流体腔上下密封圈密封15、16。第二流体腔上密封圈15或第二流体腔下密封圈16两端的调节螺栓18外壁与第一流体腔8内壁直径相同。
在调节螺栓环形槽22中设有一个或多个环形槽通孔23，导向孔12通过环形槽通孔23与环形槽22所在的第二流体腔14连通，在阀芯10径向运动过程中，环形槽通孔23的位置使得阀芯导向杆20壁面始终不会全完盖住环形槽通孔23。
当热泵系统正向运行时，设定第一流体接口6作为制冷剂进口，第二流体接口7作为制冷剂出口，高压制冷剂进入到第一流体腔8中，通过阀芯10节流后变成低压流体进入节流孔9，在经过节流孔9进入到接口7流出的同时，会有一部分等同于节流后的压力进入到第二流体腔14中。在此过程中，第一节流腔8中的制冷剂为高压制冷剂，但是此时，由于阀芯10轴向上端的节流面中有一个大体等同于节流孔投影大小的面积不在第一流体腔8中，此时，在阀芯10的轴向径向下端有一个大体等同于节流孔投影大小的面积的阀芯导向杆20由于调节螺栓18与导向杆密封圈2的作用也不在第一流体腔8中，此时，第二流体腔14中的高压制冷剂作用在其腔体内的零件特别是阀芯10部位的压力处于大体平衡状态。当制冷剂完成节流而进入到第二流体接口7流出，此时作为低压的制冷剂对阀芯10的节流面上有一个径向朝下的压力，但是同时制冷剂通过第二流体接口7经过阀身通孔17、第二流体腔14进入到导向孔12内，形成一个作用在阀芯导向杆20的底部向上的力。此时，作为低压腔的第二流体接口7作用在阀芯10部位的压力处于大体平衡状态。
当系统反向运行时，设定第二流体接口7作为制冷剂进口，第一流体接口6作为制冷剂出口，高压制冷剂从第二流体接口7进入到第一流体腔8中通过阀芯10节流后变成低压流体进入节流孔9，再进入第二流体腔8流出，此状态下阀体2内各零件的受力由原来的低压变成了高压，而原来的高压变成了低压，其中受力原理与正向运行时保持一致，各零件在高低压均大体受力平衡。
另外，由于调节螺栓18中设有弹簧槽21，阀芯10与调节螺栓18处于径向间隙配合，而调节螺栓18则是固定在阀体2的第二流体腔14的下端。因此，能够极大的降低了由于系统震动或者高压冲击下造成的系统不稳定以及噪音问题。

Claims (8)

1.一种热力膨胀阀，包括动力头、阀体，所述阀体上设有回气接口、第一流体接口、第二流体接口，所述回气接口下端设有阻止第二流体接口与回气接口连通的密封装置；所述阀体内设有连接动力头的传动杆，所述传动杆下端连接有阀芯，所述阀芯设置在第一流体腔内，阀芯上端通过节流孔分别与所述第一流体接口和第二流体接口连通，阀芯下端设有调节弹簧和调节螺栓，所述调节螺栓内设有弹簧槽，其特征是：所述调节螺栓(18)内设有导向孔(12)与阀芯(10)连接，所述调节螺栓(18)外侧与阀体(2)内壁形成第二流体腔(14)，所述第二流体腔(14)与第二流体接口(7)之间设有阀体通孔(17)；所述第二流体腔(14)包括环形槽(22)、连接导向孔(12)和环形槽(22)的环形槽通孔(23)；所述阀芯(10)下端设有阀芯导向杆(20)；所述阀芯导向杆(20)的底部在阀开关运行过程中始终位于所述环形槽通孔(23)的上面。
2.根据权利要求1所述的一种热力膨胀阀，其特征是，所述阀芯(10)下端设有阀芯导向杆(20)与所述导向孔(12)间隙连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种热力膨胀阀，其特征是，所述导向孔(12)上端设有密封槽，所述密封槽中设置有导向孔密封圈(13)。
4.根据权利要求1所述的一种热力膨胀阀，其特征是，所述阀芯(10)上的阀芯节流面(19)为锥面或圆弧面。
5.根据权利要求1所述的一种热力膨胀阀，其特征是，所述环形槽(22)上的环形槽通孔(23)可设置一个或多个。
6.根据权利要求1所述的一种热力膨胀阀，其特征是，在调节螺栓(18)外壁与环形槽(22)之间的上方设有第二流体腔上密封圈(15)。
7.根据权利要求1所述的一种热力膨胀阀，其特征是，在调节螺栓(18)外壁与环形槽(22)之间的下方设有第二流体腔下密封圈(16)。
8.根据权利要求5或6所述的一种热力膨胀阀，其特征是，在调节螺栓(18)外壁与环形槽(22)之间的上方设有第二流体腔上密封圈(15)，在调节螺栓(18)外壁与环形槽(22)之间的下方设有第二流体腔下密封圈(16)，第二流体腔上密封圈(15)或第二流体腔下密封圈(16)两端的调节螺栓(18)外壁与第一流体腔(8)内壁直径相同。
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