CN111396599B - 一种流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量控制阀，包括膨胀阀、以及固定在膨胀阀上的截止阀，膨胀阀包括阀体、阀芯部件、推杆、调节座，阀体开设有阀腔，阀腔包括第一腔和第二腔，调节座至少部分位于第一腔，截止阀至少部分位于第二腔，第一腔的上部设置有第一阀口，调节座大致为一中空筒状结构，调节座包括有大径部和小径部，大径部内壁部形成有一台阶部，台阶部上设置有垫片，第一腔内还设置有弹性组件，阀芯部件通过弹性组件弹性力预紧向关闭第一阀口的方向移动，通过推杆向打开第一阀口的方向移动。本发明提供的流量控制阀通过在第一腔内设置弹性组件，制冷剂流迹规则，削弱了湍流的产生，排除了汽车空调系统产生噪音因素，提高了汽车的工作性能。

Description

一种流量控制阀

技术领域

本发明涉及节流控制领域，尤其涉及一种应用于汽车空调系统的流量控制阀。

背景技术

制冷循环中，为了避免不必要的能耗及节约空间，通常采用流量控制阀作为控制通路中制冷剂通断的控制部件，现有的流量控制阀通过将截止阀安装在膨胀阀阀体上，一定程度减小了额外的结构空间，使得空调系统结构更为紧凑；然而阀芯通过阀芯架及螺旋弹簧弹性抵接阀孔，制冷剂在流入阀腔时，由于螺旋弹簧本身的结构，造成制冷剂流动方向杂乱，在阀室内形成湍流，该湍流能诱发空调制冷系统噪音；另外高温高压制冷剂在流经阀腔时，由于压力较大，有时会冲击阀芯架导致阀芯振动，产生噪音。

因此，如何降低汽车空调系统的噪音，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术缺陷，本发明提供一种流量控制阀，包括膨胀阀、以及固定在膨胀阀上的截止阀，所述膨胀胀阀包括阀体、阀芯部件、推杆、调节座，所述阀体开设有阀腔，所述阀腔包括第一腔和第二腔，所述调节座至少部分位于第一腔，所述截止阀至少部分位于第二腔，所述第一腔的上部设置有第一阀口，其特征在于，所述调节座大致为一中空筒状结构，所述调节座包括有大径部和小径部，所述大径部内壁部形成有一台阶部，所述台阶部上设置有垫片，所述小径部远离第一阀口的一端形成有第二阀口，所述第一腔内还设置有弹性组件，所述弹性组件一端与所述阀芯部件抵接，一端与所述垫片抵接，所述阀芯部件通过所述弹性组件弹性力预紧向关闭所述第一阀口的方向移动，通过所述推杆向打开所述第一阀口的方向移动。

所述截止阀包括有线圈、电磁阀芯和活塞，所述电磁阀芯包括有阀座和芯铁，所述阀座为大致为一中空圆柱形管状结构，所述活塞部件形成在所述阀座与所述阀体固定后形成的腔中，所述阀座包括固定部和支撑部，所述固定部周壁部设置有螺纹，所述固定部周壁部还部分地凹陷形成有环形凹槽，所述凹槽用于安装弹性密封件，所述支撑部上形成有若干缺口，当线圈通电时，所述芯铁带动所述活塞部件移动，打开所述第二阀口，所述缺口连通所述第二阀口与所述阀腔；

和/或，所述大径部肩部开设有凹槽，当线圈通电时，所述芯铁带动所述活塞部件移动，打开所述第二阀口，所述凹槽连通所述第二阀口与所述阀腔。

所述弹性组件由正反相对设置的碟形弹簧构成。

所述垫片为一圆形薄片结构，所述垫片包括本体，所述本体包括有轴孔和至少一个通孔。

所述阀芯部件包括有阀芯和导向杆，所述导向杆一端插接在轴孔内，一端与阀芯一体成型。

所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面还开设有贯穿孔，所述导向杆穿过所述贯穿孔插入所述轴孔，所述弹性组通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

所述阀芯部件为钢球结构的芯体。

所述所述阀芯部件包括有阀芯和导向杆，所述导向杆一端插接在轴孔内，一端与阀芯固定连接。

所述第一腔靠近所述阀体顶部，所述第二腔靠近所述阀体底部，所述第一腔的内径小于所述第二腔的内径，所述第一腔内壁至少形成有一个定位部，所述调节座大径部外壁部没有设置螺纹部，所述调节座大径部靠近第一阀口的一端周壁部设置有第一限位部，所述第一限位部与所述第一腔定位部卡接定位，所述支撑部与所述大径部肩部抵接。

所述阀体包括有第一接口、第二接口，所述阀体上还设有旁通通道，所述旁通通道一端与所述第一接口连通，一端与所述阀腔连通。

与现有技术相比，本发明提供的流量控制阀通过在导向杆外周设置由正反相对的碟形弹簧组成的弹性组件，制冷剂在流经阀腔时，流迹规则，削弱了湍流的产生，排除了诱发空调系统产生噪音的因素，极大地提高了汽车系统工作的可靠性。

附图说明

图1是现有技术中制冷剂在流入阀腔时的流体模拟示意图。

图2为本发明的第一实施方式提供一种流量控制阀100剖面示意图。

图3是图2中局部放大图。

图4是图1中阀芯部件结构示意图。

图5是图1中调节座的结构示意图。

图6是垫片的剖面结构示意图。

图7是构成弹性组件的碟形弹簧剖面示意图。

图8是图1中阀座结构示意图。

图9是本发明另一实施例流量控制阀剖面示意图。

图10是图9中调节座的结构示意图。

图11是图9中阀座的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中汽车空调系统中噪音的问题，本发明对组成空调制冷系统中的流量控制阀进行了重点研究。通过大量的实验，本发明发现现有技术中流量控制阀的阀腔内部结构是诱发空调噪音的一个原因。

请参考图1，图1为现有技术中制冷剂在流入阀腔中流体模拟示意图，从图中可以看出制冷剂一部分会进入螺旋弹簧的内部空间，一部分流出阀腔，且制冷剂流动方向杂乱，在阀腔内形成湍流，该湍流能诱发空调制冷系统噪音。

在上述发现的基础上，本发明进一步提出了削减湍流的技术方案，具体描述如下。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

请参考图2、图3，图2为本发明的第一实施方式提供一种流量控制阀100剖面示意图，图3为图2的局部放大图。该流量控制阀100可以用于汽车空调系统中，包括膨胀阀1、以及固定在阀体上的截止阀2，该截止阀2能实现膨胀阀1的通断。

膨胀阀1包括阀体11、推杆12、阀芯部件13、调节座14及动力头15。为了便于描述，这里把图示中的阀体11处于上方的端部称为顶部，处于下方的端部称为底部。

阀体11采用金属型材例如铝型材制成，其形状大致为长方体。在阀体1的侧面，设有从贮液器侧导入的高温高压的液态冷媒第一接口111，和经过膨胀阀节流降压后的低温低压的冷媒向蒸发器导出的第二接口112；此外，在阀体1的侧面，设有在蒸发器中蒸发后将冷媒导入的第三接口113，和向压缩机侧导出冷媒的第四接口114。第一接口111和第二接口112均为大致呈圆柱形的横向延伸的通孔，分别设置在阀体1下部的相对两侧。在阀体1中，由第一接口111、第二接口112和连接他们的冷媒通道构成第一通道，此外，由第三接口113、第四接口114和连接他们的冷媒通道构成的第二通道(相当于回流通道)，第二通道是大致为圆柱形的通孔，横向的贯通在阀体11上部。

阀体11还开设有阀腔16，阀腔16是开设在阀体底部并纵向延伸的腔体，阀腔16包括第一腔161和第二腔162，第一腔161靠近阀体顶部，第二腔162靠近阀体底部，第一腔161的内径小于第二腔162的内径，第一腔161内壁至少形成有一个定位部1612。第一腔161的上部设置有第一阀口1611，第一阀口1611、第一腔161与第二腔162同轴地连通，该阀腔16底部开口，且该阀腔16底部固定设置有截止阀2，截止阀2至少部分位于第二腔162。

动力头15固定于阀体11顶部，调节座14至少部分位于第一腔161，推杆12位于阀体11内部，推杆12一端与动力头15固定，另一端与阀芯部件13抵接。参考图4所示，阀芯部件13包括有阀芯131和导向杆132，阀芯131与导向杆132一体成型，当然也可以设置为阀芯131与导向杆132固定连接而成，如：焊接固定。请参考图5所示，图5为调节座的结构示意图，调节座14大致为一中空筒状结构，包括有大径部141和小径部142，大径部141靠近第一阀口1611的一端周壁部设置有第一限位部1411，第一限位部1411为台阶状，第一限位部1411与第一腔定位部1612抵接，以卡接定位，调节座大径部141外壁部没有设置螺纹部，调节座14另一端与截止阀抵接，小径部142远离第一阀口的一端形成有第二阀口1421。另外，调节座大径部141内壁部形成有一台阶部1412，台阶部上设置有垫片17。上述实施方式中，第一限位部1411为台阶状，也可以设置其他形式。

垫片17是用金属材料制成的圆形薄片，请参考图6所示，图6为垫片的剖面示意图，垫片包括本体，其本体中央开设有供导向杆132插入的轴孔171和至少一个通孔172。本实施例中通孔均为圆形孔，且绕着着轴孔171在本体上均匀分布。当然实际设置时，通孔的数量可以根据流量控制阀在系统的工作性能来设置，通孔的形状也不局限于本实施例中的圆形通孔，还可以设为椭圆形、方形等也是可以的，为了流量控制的要求，还可以是各种异形结构。进一步，上述轴孔为通孔，轴孔直径略大于导向杆的直径。

导向杆132一端插接在轴孔内171，一端与阀芯131一体成型，轴孔轴线与推杆轴线在同一条线上，这样，阀芯131随着推杆12在轴向作往复运动的时候，阀芯131能更好的关闭第一阀口1611。为了使得阀芯131能感受动力头15的变化而打开和关闭第一阀口1611调节制冷剂流量，导向杆132外周设置有弹性组件18，弹性组件18一端与阀芯131抵接，一端与垫片17抵接，阀芯131通过弹性组件18弹性力预紧向关闭第一阀口1611的方向移动，通过推杆12向打开第一阀口1611的方向移动。这种结构的膨胀阀，结构简单，方便安装，能够有效降低成本。

为了提高流量控制阀100的工作性能，降低流量控制阀在工作过程中产生的噪音，弹性组件18由正反相对设置的碟形弹簧构成，参考图7所示，图7为碟形弹簧的结构示意图，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体181和底面182，碟形弹簧本体181大致呈锥台状，所述底面182呈平面结构，且所述底面还开设有贯穿孔1821，所述导向杆131穿过贯穿孔1821插入垫片轴孔171内。相较于现有技术，本实施方式中，由于在阀腔16内设置有弹性组件18，制冷剂在流入阀腔16时，流迹较为规则，形成了一个稳定的环形流路，削弱了湍流的产生，排除了诱发空调系统产生噪音的因素；另外，通过在导向杆132外周设置弹性组件18，弹性组件18对导向杆132给予势能，抑制阀芯131的横向扰动，进一步降低了噪音。

为了使导向杆132能在轴向方向上顺畅移动，碟形弹簧底面的贯穿孔1821内径可以设置成略大于导向杆132的直径；此外，为防止制冷剂泄露，调节座14与阀体11之间还设置有密封件进行密封。

截止阀2包括有线圈21、电磁阀芯22和活塞部件23，其中电磁阀芯22包括有阀座221和芯铁222，阀座221为大致为一中空圆柱形管状结构，活塞部件23形成在阀座22与阀体11固定后形成的腔中，活塞部件23在外力作用下可以在中空腔体自由的滑动。截止阀2这部分结构为现有技术，具体工作过程，这里不再赘述。

参考图8所示，阀座221包括固定部2211和位于固定部上的支撑部2212，支撑部2212的外径小于固定部2211的外径，固定部2211周壁部还设置有螺纹，阀座221通过螺纹固定在阀体11底部，为了提高阀座221与阀体11的密封性，固定部2211周壁部还部分地凹陷形成有环形凹槽2213用于安装弹性密封件。

支撑部2212上还形成有若干缺口2214，缺口2214连通第二阀口1421与阀腔16，本实施方式中，缺口2214为沿着支撑部2212端部均匀设置的一段弧形凹槽，当然，缺口2214形式不局限于上述弧形凹槽，也可以为方形凹槽或其他异形槽；另外，缺口2214也可以为设置在支撑部222壁部的贯穿孔，上述凹槽的形式及形成位置在这里不作限定，只要能满足缺口2214连通第二阀口1421与阀腔16即可。

阀体11上还设有旁通通道115，旁通通道115一端与第一接口111连通，另一端与阀腔16连通，本实施方式中，旁通通道115为开设在阀体上的倾斜孔，也可以设置大概呈L形状的通道，当然也可以设置其他形式的，这里只要能满足制冷剂可以从第一接口111、旁通通道115流向阀腔16中即可，具体形式不作限定。

在需要流量为零的情况下，线圈21不通电，截止阀2处于关闭状态，活塞部件23密封第二阀口1421，截断了从第一接口111进入调节座14的制冷剂；线圈通电时，芯铁222受线圈磁力吸引带动活塞部件23移动，打开第二阀口1421，如此，由冷凝器流出的制冷剂从第一接口111、旁通通道115、阀腔16、缺口2224、第二阀口1421、通孔172，并通过阀芯部件13的调节作用，控制由第二接口112流向蒸发器的流量。

参考图9，图9示出另一实施方式流量控制阀200的结构示意图，该流量控制阀的大部分特征均可参照上述第一实施方式，为避免重复累赘，此处不再详细叙述膨胀阀1'与截止阀2'的具体结构，仅对与第一实施方式中不同的调节座及阀座的结构进行说明。

参考图10、图11，图10为另一实施方式中调节座14'结构示意图，。该流量控制阀的调节座的大部分特征均可参照上述第一实施方式的调节座，主要区别在于大径部肩部开设有凹槽1413'；此时，参考图11所示，图11为另一实施方式中阀座阀座221'结构示意图，支撑部2212'上未开设有缺口，制冷剂可以经由凹槽1413'流入第二阀口。

当然，也可以同时在调节座上开设凹槽1413'，阀座支撑部上开设缺口(图中未示出)，这样也能满足制冷剂从第一接口流入第二接口。

进一步，上面实施方式中，导向杆通过插入垫片17上的轴孔171在轴向上作往复移动，本发明还可以通过其他方式来实现。比如导向杆171不插接在轴孔171内，或者阀芯部件13仅为钢球结构的阀芯，这样也能满足阀芯在轴向上作往复运动从而打开和关闭第一阀口1611，其他部分的结构与上面实施方式类似，这里就不再赘述。

以上对本发明所提供的热力膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及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 (7)

1.一种流量控制阀，包括膨胀阀、以及固定在膨胀阀上的截止阀，所述膨胀阀包括阀体、阀芯部件、推杆、调节座，所述阀体开设有阀腔，所述阀腔包括第一腔和第二腔，所述调节座至少部分位于第一腔，所述截止阀至少部分位于第二腔，所述第一腔的上部设置有第一阀口，其特征在于，所述调节座大致为一中空筒状结构，所述调节座包括有大径部和小径部，所述大径部内壁部形成有一台阶部，所述台阶部上设置有垫片，所述小径部远离第一阀口的一端形成有第二阀口，所述第一腔内还设置有弹性组件，所述弹性组件一端与所述阀芯部件抵接，一端与所述垫片抵接，所述阀芯部件通过所述弹性组件弹性力预紧向关闭所述第一阀口的方向移动，通过所述推杆向打开所述第一阀口的方向移动;所述弹性组件由正反相对设置的碟形弹簧构成; 所述垫片为一圆形薄片结构，所述垫片包括本体，所述本体包括有轴孔和至少一个通孔，

所述截止阀包括有线圈、电磁阀芯和活塞，所述电磁阀芯包括有阀座和芯铁，所述阀座为大致为一中空圆柱形管状结构，所述活塞形成在所述阀座与所述阀体固定后形成的腔中，所述阀座包括固定部和支撑部，所述固定部的周壁部设置有螺纹，所述固定部的周壁部还部分地凹陷形成有环形凹槽，所述凹槽用于安装弹性密封件，所述支撑部上形成有若干缺口，当线圈通电时，所述芯铁带动所述活塞移动，打开所述第二阀口，所述缺口连通所述第二阀口与所述阀腔；

和/或，所述大径部的肩部开设有凹槽，当线圈通电时，所述芯铁带动所述活塞移动，打开所述第二阀口，所述凹槽连通所述第二阀口与所述阀腔。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述阀芯部件包括有阀芯和导向杆，所述导向杆一端插接在轴孔内，一端与阀芯一体成型。

3.根据权利要求2所述的流量控制阀，其特征在于，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面还开设有贯穿孔，所述导向杆穿过所述贯穿孔插入所述轴孔，所述弹性组件 通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

4.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述阀芯部件为钢球结构的芯体。

5.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述所述阀芯部件包括有阀芯和导向杆，所述导向杆一端插接在轴孔内，一端与阀芯固定连接。

6.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，所述第一腔靠近所述阀体顶部，所述第二腔靠近所述阀体底部，所述第一腔的内径小于所述第二腔的内径，所述第一腔内壁至少形成有一个定位部，所述调节座的大径部外壁部没有设置螺纹部，所述调节座的大径部靠近第一阀口的一端周壁部设置有第一限位部，所述第一限位部与所述第一腔的定位部卡接定位，所述支撑部与所述大径部的肩部抵接。

7.根据权利要求1-6所述的任一项流量控制阀，其特征在于，所述阀体包括有第一接口、第二接口，所述阀体上还设有旁通通道，所述旁通通道一端与所述第一接口连通，一端与所述阀腔连通。

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