CN108253671A - 节流阀 - Google Patents

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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves

Abstract

本发明公开了一种节流阀，包括第一固定法兰、多微孔节流元件和第二固定法兰，多微孔节流元件封装在第一固定法兰和第二固定法兰之间，多微孔节流元件开设有至少两个微孔。与单微孔节流阀相比，上述节流阀采用的多微孔节流元件在保证节流阀节流降温效果的基础上，可以增大节流循环的流量，进而提升节流制冷机的制冷量。此外，采用较小微孔进行节流制冷，制冷机效率较高，多微孔节流阀可以提高4K节流制冷机的效率。

Description

节流阀
技术领域
本发明涉及节流制冷设备技术领域，尤其涉及一种节流阀。
背景技术
随着空间技术的发展，液氦温区(4K)制冷技术在空间探测中获得了广泛的应用，其中，预冷型节流制冷机具有结构紧凑、运行效率高和可远距离输送冷量的优势，逐渐成为国内外研究的热点。节流阀是节流制冷机的关键部件，现有空间液氦温区节流制冷机均采用约20～30微米的单个微孔作为节流阀进行节流制冷。对于单孔节流阀，在节流前高压不变的情况下，为提高节流制冷机的制冷量，需要增大微孔直径以提升节流循环的流量。但增大微孔直径将导致节流阀阻力减小，高压氦气流过节流阀产生的压降降低，节流制冷效果变差，虽然此时流量增加，制冷量反而可能减小。在微孔直径过大时制冷机甚至无法通过节流降温获得液氦温区的温度。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能够在增加流量的同时能够提高制冷量的节流阀。
一种节流阀，包括第一固定法兰、多微孔节流元件和第二固定法兰，所述多微孔节流元件封装在所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间，所述多微孔节流元件开设有至少两个微孔。
在一个实施例中，每个所述微孔的直径均为10～50微米。
在一个实施例中，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间采用可拆卸的方式封装。
在一个实施例中，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间通过螺钉固定，铟丝密封的方式封装。
在一个实施例中，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间通过焊接方式封装。
在一个实施例中，所述第一固定法兰的一侧开设有第一凹坑，所述第二固定法兰的一侧开设有第二凹坑，所述第一固定法兰和所述第二固定法兰紧密贴合，所述多微孔节流元件收容于所述第一凹坑和所述第二凹坑形成的收容腔内。
在一个实施例中，所述第一凹坑内开设有第一凹槽，所述第二凹坑内开设有第二凹槽，所述多微孔节流元件的两侧分别设有凸条，所述多微孔节流元件的两侧的凸条分别设于所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
在一个实施例中，所述第一固定法兰设有第一通孔，所述第二固定法兰设有第二通孔，所述多微孔节流元件的微孔与所述第一通孔和所述第二通孔连通。
在一个实施例中，所述多微孔节流元件的中部的一侧设有第三凹坑，所述多微孔节流元件的另一侧设有第四凹坑，所述微孔贯穿所述第三凹坑底部和所述第四凹坑底部，所述第三凹坑与所述第一通孔靠近所述多微孔节流元件的一端的尺寸相同，所述第四凹坑与所述第二通孔靠近所述多微孔节流元件的一端的尺寸相同。
与单微孔节流阀相比，上述节流阀采用的多微孔节流元件在保证节流阀节流降温效果的基础上，可以增大节流循环的流量，进而提升节流制冷机的制冷量。此外，采用较小微孔进行节流制冷，制冷机效率较高，多微孔节流阀可以提高4K节流制冷机的效率。
附图说明
图1为一实施方式的节流阀的结构示意图；
图2为多微孔节流元件的结构示意图；
图3为具有两个微孔的多微孔节流元件的结构示意图；
图4为具有三个微孔的多微孔节流元件的结构示意图；
图5为具有四个微孔的多微孔节流元件的结构示意图；
图6为第一固定法兰的剖面结构示意图；
图7为第二固定法兰的剖面结构示意图；
图8为多微孔节流元件的剖面结构示意图；
图9为节流阀的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一实施方式的节流阀100，包括第一固定法兰10、多微孔节流元件20和第二固定法兰30。多微孔节流元件20封装在第一固定法兰10和第二固定法兰20之间，多微孔节流元件20开设有至少两个微孔。
请参考图2至图5，多微孔节流元件20的每个微孔的直径均为10～50微米。多微孔节流元件20上的微孔可以采用激光打孔的方式形成。如图3所示，多微孔节流元件开设有2个微孔22。如图4所示，多微孔节流元件开设有3个微孔22。如图5所示，多微孔节流元件开设有4个微孔22。多微孔节流元件20上微孔的数量可以根据实际需要进行设置。
可以理解，多微孔节流元件20与第一固定法兰10和第二固定法兰30之间可以采用可拆卸的方式封装。具体的，多微孔节流元件20与第一固定法兰10和第二固定法兰30之间可以通过螺钉固定，铟丝密封的方式封装。这种方式可以方便的对多微孔节流元件20进行更换调整，可对微孔的数目、直径进行实验研究。可以理解，多微孔节流元件20与第一固定法兰10和第二固定法兰30之间也可以通过焊接方式封装。
请参考图6和图7，第一固定法兰10的一侧开设有第一凹坑12。第二固定法兰30的一侧开设有第二凹坑32。第一固定法兰10和第二固定法兰30紧密贴合。多微孔节流元件20收容于第一凹坑12和第二凹坑32形成的收容腔内。进一步的，第一凹坑12和第二凹坑32均为圆形凹坑。多微孔节流元件20为与第一凹坑12和第二凹坑32匹配的圆柱形结构。可以理解，第一凹坑12和第二凹坑32也可以为正方形或长方形等其他结构，此时，多微孔节流元件20为与第一凹坑12和第二凹坑32相匹配的结构。
请参考图6至图9，进一步的，第一凹坑12内开设有第一凹槽14。第二凹坑32内开设有第二凹槽34。多微孔节流元件20的两侧分别设有凸条21。多微孔节流元件20的两侧的凸条21分别设于第一凹槽14和第二凹槽34内。进一步的，第一凹槽14和第二凹槽34均为环形凹槽，多微孔节流元件20的两侧的凸条21均为环形凸条。可以理解，第一凹槽14和第二凹槽34也可以为其他形状的凹槽，此时，多微孔节流元件20的两侧的凸条21为与第一凹槽14和第二凹槽34相匹配的结构。通过设置第一凹槽14、第二凹槽34和凸条21，可以使第一固定法兰10、多微孔节流元件20和第二固定法兰30之间的密封效果更好。
请参考图6至图9，第一固定法兰10设有第一通孔16。第二固定法兰30设有第二通孔36。多微孔节流元件20的微孔与第一通孔16和第二通孔36连通。多微孔节流元件20的中部的一侧设有第三凹坑24，多微孔节流元件20的另一侧设有第四凹坑26，微孔22贯穿第三凹坑24底部和第四凹坑26底部，第三凹坑24与第一通孔16靠近多微孔节流元件20的一端的尺寸相同，第四凹坑26与第二通孔36靠近多微孔节流元件20的一端的尺寸相同。通过在多微孔节流元件20的两侧分别设置与第一通孔16和第二通孔36尺寸相同的第三凹坑24和第四凹坑26，可以减少制冷工质的泄露，密封效果更好。
上述节流阀100可用于空间小型节流制冷机，具体的可用于空间4K温区节流制冷机。高压氦气由第一固定法兰10流入，通过多微孔节流元件20上的多个微孔进行节流膨胀降温，获得的4K低压冷流体从第二固定法兰20流出，再进入节流制冷机的蒸发器提供制冷量。上述节流阀100的多微孔节流元件20能够克服单微孔节流阀在增大微孔直径以提升节流循环流量时导致节流效应变差的问题。多微孔节流元件20可以在维持节流阀100的流动阻力，使节流制冷效应不发生显著降低的基础上，提升节流制冷机的流量，进而提升节流制冷机的制冷量。此外，采用多个直径较小微孔代替单个直径较大的微孔有利于提高节流制冷机的效率。多微孔节流元件20作为在空间小型节流制冷机中的应用，可以将其应用于空间4K节流制冷机中以提升制冷机的制冷量和效率。
与单微孔节流阀相比，上述节流阀100采用的多微孔节流元件20在保证节流阀100节流降温效果的基础上，可以增大节流循环的流量，进而提升节流制冷机的制冷量。此外，采用较小微孔进行节流制冷，制冷机效率较高，节流阀100可以提高4K节流制冷机的效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种节流阀，其特征在于，包括第一固定法兰、多微孔节流元件和第二固定法兰，所述多微孔节流元件封装在所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间，所述多微孔节流元件开设有至少两个微孔。
2.如权利要求1所述的节流阀，其特征在于，每个所述微孔的直径均为10～50微米。
3.如权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间采用可拆卸的方式封装。
4.如权利要求3所述的节流阀，其特征在于，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间通过螺钉固定，铟丝密封的方式封装。
5.如权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述多微孔节流元件与所述第一固定法兰和所述第二固定法兰之间通过焊接方式封装。
6.如权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述第一固定法兰的一侧开设有第一凹坑，所述第二固定法兰的一侧开设有第二凹坑，所述第一固定法兰和所述第二固定法兰紧密贴合，所述多微孔节流元件收容于所述第一凹坑和所述第二凹坑形成的收容腔内。
7.如权利要求6所述的节流阀，其特征在于，所述第一凹坑内开设有第一凹槽，所述第二凹坑内开设有第二凹槽，所述多微孔节流元件的两侧分别设有凸条，所述多微孔节流元件的两侧的凸条分别设于所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
8.如权利要求6所述的节流阀，其特征在于，所述第一固定法兰设有第一通孔，所述第二固定法兰设有第二通孔，所述多微孔节流元件的微孔与所述第一通孔和所述第二通孔连通。
9.如权利要求8所述的节流阀，其特征在于，所述多微孔节流元件的中部的一侧设有第三凹坑，所述多微孔节流元件的另一侧设有第四凹坑，所述微孔贯穿所述第三凹坑底部和所述第四凹坑底部，所述第三凹坑与所述第一通孔靠近所述多微孔节流元件的一端的尺寸相同，所述第四凹坑与所述第二通孔靠近所述多微孔节流元件的一端的尺寸相同。
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