CN107860160B - 一种双向自锁mems膨胀阀及控制方法 - Google Patents

一种双向自锁mems膨胀阀及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向自锁MEMS膨胀阀及控制方法，包括设有先导阀腔的先导阀模块和设有主阀腔的先导阀，所述先导阀腔与主阀腔之间设有毛细管组，所述先导阀包括设于主阀腔中的微阀，所述先导阀连接有第一接口和第二接口，所述毛细管组包括设有第一单向阀的第一毛细管、设有第二单向阀的第二毛细管、设有第三单向阀的第三毛细管、设有第四单向阀的第四毛细管；在制冷模式下，第一毛细管由微阀控制与第二接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第二毛细管卸掉；在制热模式下，第三毛细管由微阀控制与第一接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第四毛细管卸掉。本发明通过简单的结构实现了双向效果。

Description

一种双向自锁MEMS膨胀阀及控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术，尤其涉及微电子膨胀阀。
背景技术
现有MEMS膨胀阀多是采用2根毛细管实现单向连通功能，存在内泄露风险，因此限制了在热泵上的应用，且减少内泄露对加工工艺要求很高，限制了应用领域，提高了应用成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种双向自锁MEMS膨胀阀及控制方法，通过简单结构实现MEMS膨胀阀的双向功能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种双向自锁MEMS膨胀阀，包括设有先导阀腔的先导阀模块和设有主阀腔的先导阀，所述先导阀腔与主阀腔之间设有毛细管组，所述先导阀包括微阀，所述先导阀连接有第一接口和第二接口，所述毛细管组包括设有第一单向阀的第一毛细管、设有第二单向阀的第二毛细管、设有第三单向阀的第三毛细管、设有第四单向阀的第四毛细管；在制冷模式下，第一毛细管由微阀控制与第二接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第二毛细管卸掉；在制热模式下，第三毛细管由微阀控制与第一接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第四毛细管卸掉。
优选的，所述先导阀模块设有与先导阀腔连通的泄压口、高压口和第一控制口，所述微阀包括上下层叠设置的阀口层、执行层和电极层，所述阀口层设有与高压口相通的常闭口、与泄压口相通的常开口、与第一控制口相通的第二控制口，所述电极层用于接通电源并在通电后控制执行层的执行部件动作以使常闭口与第二控制口连通。
优选的，所述先导阀设有控制第一毛细管/第三毛细管与第一接口/第二接口单向连通的第一阀芯和第二阀芯。
所述阀芯包括顶杆，所述先导阀设有供顶杆穿过的阀孔，所述顶杆的头部设有在弹簧作用下与阀孔端口密封作用的密封头。
优选的，所述顶杆的尾端设有驱动部，所述先导阀设有容纳驱动部的驱动腔。
优选的，所述密封头包括嵌套于弹簧内部的弹簧定位柱、与弹簧端面作用的凸缘以及与阀孔密封的球形部。
本发明还提供了一种双向自锁MEMS膨胀阀控制方法，当制冷模式开启时，第一接口为进口，第一单向阀使第一毛细管导通，而第二单向阀使第二毛细管不导通，第一毛细管通过高压口与先导阀常闭口相通，先导阀通电后，执行层的执行部件动作使常闭口与第二控制口连通，流体通过高压口经过常闭口以及第二控制口控制阀芯往下压，第一毛细管与第二接口单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口通过第二毛细管卸掉；当制热模式开启时，第二接口为进口，第三单向阀使第三毛细管导通，而第四单向阀使第四毛细管不导通，第三毛细管通过高压口先导阀常闭口相通，先导阀通电后，常闭口与第二控制口连通，控制阀芯往下压，第三毛细管与第一接口单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口通过第四毛细管卸掉。
本发明采用的技术方案，采用四根毛细管，并在毛细管上设置单向阀，通过对微阀的控制实现相应的单向阀开启，这样，在制冷模式下，第一毛细管与第二接口单向导通，第二毛细管用于在阀关闭后泄压；在制热模式下，第三毛细管与第一接口单向导通，第四毛细管在阀关闭后泄压，最终通过简单的结构实现了双向效果。另外，本发明在先导阀中设有两个阀芯，双阀芯结构可以有效防止内泄露，且对加工工艺要求不高，便于推广应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
图1是本实用新型的结构原理图；
图2是微阀的分解示意图；
图3是先导阀的剖面结构示意图；
图4是双阀芯在正向流动状态下的示意图；
图5是双阀芯在反向流动状态下的示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种双向自锁MEMS膨胀阀，包括设有先导阀腔的先导阀模块6和设有主阀腔的先导阀7。所述先导阀模块6设有泄压口9、高压口10和第一控制口11。所述先导阀7包括微阀，所述微阀包括上下层叠设置的阀口层101、执行层102和电极层103，所述阀口层设有常闭口1013、常开口1012、第二控制口1011。其中高压口10与先导阀常闭口1013相通，泄压口9与先导阀常开口1012相通，第一控制口11与第二控制口1011相通。电极层103用于接通电源并在通电后控制执行层102的执行部件动作以使常闭口1013与第二控制口1011连通。
其中，先导阀腔与主阀腔之间设有毛细管组，先导阀连接有第一接口1a和第二接口1b，所述毛细管组包括设有第一单向阀5的第一毛细管1、设有第二单向阀12的第二毛细管2、设有第三单向阀13的第三毛细管3、设有第四单向阀14的第四毛细管4。
所述先导阀设有阀芯8，且阀芯设有两个，即第一阀芯和第二阀芯。如图4和图5所示，所述阀芯包括顶杆，所述先导阀设有供顶杆穿过的阀孔，所述顶杆的头部设有在弹簧作用下与阀孔端口密封作用的密封头，阀孔是由外部钻孔形成，然后封闭钻孔孔端。所述顶杆的尾端设有驱动部，所述先导阀设有容纳驱动部的驱动腔。所述密封头包括嵌套于弹簧内部的弹簧定位柱、与弹簧端面作用的凸缘以及与阀孔密封的球形部。在弹簧作用下，顶杆弹起，密封头将管路封闭，当压力通过第二控制口1011往下顶阀芯时，管路流通，当阀关闭时，弹簧回弹，密封头将管路锁死，可防止流体泄露。
如图4和图5所示，一种双向自锁MEMS膨胀阀控制方法，当制冷模式开启时，第一接口1a为进口，第一单向阀5使第一毛细管1导通，而第二单向阀12使第二毛细管2不导通，第一毛细管1通过高压口10与先导阀常闭口1013相通，先导阀通电后，执行层102的执行部件动作使常闭口1013与第二控制口1011连通，流体通过高压口10经过常闭口1013以及第二控制口1011控制阀芯往下压，第一毛细管1与第二接口1b单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口9通过第二毛细管2卸掉；当制热模式开启时，第二接口1b为进口，第三单向阀13使第三毛细管3导通，而第四单向阀14使第四毛细管4不导通，第三毛细管3通过高压口10先导阀常闭口1013相通，先导阀通电后，常闭口1013与第二控制口1011连通，控制阀芯往下压，第三毛细管3与第一接口1a单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口9通过第四毛细管4卸掉。

Claims (7)

1.一种双向自锁MEMS膨胀阀，包括设有先导阀腔的先导阀模块和设有主阀腔的先导阀，所述先导阀腔与主阀腔之间设有毛细管组，所述先导阀包括微阀，所述先导阀连接有第一接口和第二接口，其特征在于：所述毛细管组包括设有第一单向阀的第一毛细管、设有第二单向阀的第二毛细管、设有第三单向阀的第三毛细管、设有第四单向阀的第四毛细管；在制冷模式下，第一毛细管由微阀控制与第二接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第二毛细管卸掉；在制热模式下，第三毛细管由微阀控制与第一接口单向导通且当该膨胀阀关闭时阀内压力通过第四毛细管卸掉。
2.根据权利要求1所述的一种双向自锁MEMS膨胀阀，其特征在于：所述先导阀模块设有与先导阀腔连通的泄压口、高压口和第一控制口，所述微阀包括上下层叠设置的阀口层、执行层和电极层，所述阀口层设有与高压口相通的常闭口、与泄压口相通的常开口、与第一控制口相通的第二控制口，所述电极层用于接通电源并在通电后控制执行层的执行部件动作以使常闭口与第二控制口连通。
3.根据权利要求2所述的一种双向自锁MEMS膨胀阀，其特征在于：所述先导阀设有控制第一毛细管/第三毛细管与第一接口/第二接口单向连通的第一阀芯和第二阀芯。
4.根据权利要求3所述的一种双向自锁MEMS膨胀阀，其特征在于：所述阀芯包括顶杆，所述先导阀设有供顶杆穿过的阀孔，所述顶杆的头部设有在弹簧作用下与阀孔端口密封作用的密封头。
5.根据权利要求4所述的一种双向自锁MEMS膨胀阀，其特征在于：所述顶杆的尾端设有驱动部，所述先导阀设有容纳驱动部的驱动腔。
6.根据权利要求4所述的一种双向自锁MEMS膨胀阀，其特征在于：所述密封头包括嵌套于弹簧内部的弹簧定位柱、与弹簧端面作用的凸缘以及与阀孔密封的球形部。
7.一种对权利要求1至6任意一项所述的双向自锁MEMS膨胀阀进行控制的方法，其特征在于：当制冷模式开启时，第一接口为进口，第一单向阀使第一毛细管导通，而第二单向阀使第二毛细管不导通，第一毛细管通过高压口与先导阀常闭口相通，先导阀通电后，执行层的执行部件动作使常闭口与第二控制口连通，流体通过高压口经过常闭口以及第二控制口控制阀芯往下压，第一毛细管与第二接口单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口通过第二毛细管卸掉；当制热模式开启时，第二接口为进口，第三单向阀使第三毛细管导通，而第四单向阀使第四毛细管不导通，第三毛细管通过高压口先导阀常闭口相通，先导阀通电后，常闭口与第二控制口连通，控制阀芯往下压，第三毛细管与第一接口单向导通，当该膨胀阀关闭时，阀内压力经过泄压口通过第四毛细管卸掉。
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