CN117739130A - 一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应用于空调制冷领域的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，包括导管、滑芯、阀针、主弹簧和小弹簧，采用上述结构，实现利用冷媒的压力依次压缩小弹簧和主弹簧，开启阀针与滑芯中心孔之间的间隙，使冷媒通过，并依靠主弹簧产生反弹力，抵消冷媒压力，并自动到达一个新的平衡点，使冷媒保持此平衡点的流通量进行流动，同时小弹簧的设置可以有效控制较小压力下的流量变化，使得大小流量转换平稳流畅，相比较现有的电子膨胀阀，本申请降低了电控故障点，延长了使用寿命，阀针与滑芯中心孔间隙的开度可根据冷媒压力的变化实时响应，减少了因压缩机突然的转速变化给制冷系统带来的压力冲击。
Description
技术领域
本发明涉及的一种膨胀阀，特别是涉及应用于空调制冷领域的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀。
背景技术
在变频空调系统中，现有的制冷膨胀阀技术，主要有电子膨胀阀和热力膨胀阀两大类。电子膨胀阀是由线圈和磁性材料组成的步进电机加动作执行结构组合，形成阀针开启、闭合的动力，并控制阀口开度，整体结构较为复杂，材料成本和加工成本都很高，在使用过程中容易出现因电子设备不稳定或结构卡死不转动等原因造成运行故障，影响膨胀阀的使用性能。热力膨胀阀的工作原理是通过感知外部的温度变化来控制阀口开度，结构复杂，控制精度低，响应速度慢。
为解决上述问题，中国专利CN201810966234.X说明书公开了一种无源自适应式单向制冷膨胀阀，包括外壳，在外壳内部设置有阀座及主阀芯，在主阀芯的外侧壁上设置有多条通流槽，在靠近阀座一端的外壳端部形成一个高压腔，在靠近主阀芯一端的外壳端部形成一个低压腔，在阀座中心处设置有一个阀口，在主阀芯的中空结构内设置有阀针，阀针穿过阀针孔进入阀口内，在主阀芯的中空结构内设置有先导阀芯，先导阀芯与主阀芯之间滑动连接，在先导阀芯与阀针之间设置有先导弹簧，阀针与先导阀芯能对先导弹簧进行压缩，在先导阀芯与出料区上的端盖之间设置有压控弹簧。本专利所得到的一种无源自适应式单向膨胀阀，其结构简单，无需动力源，运行稳定可靠且可实现自适应控制。
由于空调的制冷制热效果，运用在空调的膨胀阀需要具备双向流动功能，使得在制冷制热两种情况下实现冷媒的不同方向流动，但上述无源自适应控制的膨胀阀只实现了冷媒的单向流动。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是现有技术的无源自适应控制的膨胀阀只实现了冷媒的单向流动，难以实现冷媒在制冷制热两种情况下不同方向的流动。
为解决上述问题，本发明提供了一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，包括导管和一对端头，且导管的两端与一对端头之间通过阀座固定连通，所述导管的内部滑动连接有滑芯，所述端头的内部滑动连接有转子芯，所述转子芯的内部滑动连接有先导转子芯，所述先导转子芯与端头端壁之间设置有主弹簧，且主弹簧位于转子芯的内侧，所述先导转子芯靠近导管的一端开设有T型腔，所述T型腔的内部滑动连接有阀针，且阀针活动贯穿T型腔槽口以及转子芯并延伸至导管内侧，所述阀针远离导管的一端与T型腔端壁之间设置有小弹簧。
作为本申请的进一步补充，其中一个所述端头远离导管的一端固定连通有传输铜管一，另一个所述端头远离导管的一端固定连通有传输铜管二。
作为本申请的进一步补充，所述转子芯靠近导管一侧的外圈直径小于阀座的内圈直径，所述转子芯的外端开设有多个均匀分布用于供冷媒流动的通流槽。
作为本申请的进一步补充，所述阀针靠近导管的一端为圆锥体结构，且圆锥体的最大直径大于滑芯的中心孔内径，其另一端为与T型腔滑动配合的T型圆盘结构，所述圆锥体结构和T型圆盘结构之间的部分为圆柱形结构。
作为本申请的进一步补充，所述传输铜管一和传输铜管二二者外端面与一对端头的端口处均固定连接有焊环。
作为本申请的进一步补充，所述阀针的中心线和滑芯上中心孔处的中心线位于同于直线上。
作为本申请的进一步补充，所述滑芯的外圈直径大于阀座的内圈直径。
作为本申请的进一步补充，所述小弹簧的弹性系数小于主弹簧的弹性系数。
综上所述，本申请通过冷媒的压力依次压缩小弹簧和主弹簧，开启阀针与滑芯中心孔之间的间隙，使冷媒通过，并依靠主弹簧产生反弹力，抵消冷媒压力，并自动到达一个新的平衡点，使冷媒保持此平衡点的流通量进行流动，同时，小弹簧的设置可以有效控制较小压力下的流量变化，使得大小流量转换平稳流畅，相比较现有的电子膨胀阀，本申请降低了电控故障点，延长了使用寿命，阀针与滑芯中心孔间隙的开度可根据冷媒压力的变化实时响应，减少了因压缩机突然的转速变化给制冷系统带来的压力冲击。
附图说明
图1为本申请的立体剖面图；
图2为本申请的立体图；
图3为本申请的转子芯处的立体剖面图；
图4为本申请的转子芯的立体图一；
图5为本申请的转子芯的立体图二；
图6为本申请的正面结构示意图；
图7为本申请在使用时的正面结构示意图；
图8为本申请在使用时的局部正面结构示意图一；
图9为本申请在使用时的局部正面结构示意图二。
图中标号说明：
1端头、2导管、3阀座、4滑芯、5转子芯、501通流槽、6先导转子芯、601T型腔、7阀针、8小弹簧、9主弹簧、10传输铜管一、11传输铜管二、12焊环。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的实施方式作详细说明。
实施方式：
本发明提供了一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，请参阅图1-3，包括导管2和一对端头1，且导管2的两端与一对端头1之间通过阀座3固定连通，导管2的内部滑动连接有滑芯4，端头1的内部滑动连接有转子芯5，转子芯5的内部滑动连接有先导转子芯6，先导转子芯6与端头1端壁之间设置有主弹簧9，且主弹簧9位于转子芯5的内侧，先导转子芯6靠近导管2的一端开设有T型腔601，T型腔601的内部滑动连接有阀针7，且阀针7活动贯穿T型腔601槽口以及转子芯5并延伸至导管2内侧，阀针7远离导管2的一端与T型腔601端壁之间设置有小弹簧8。
其中一个端头1远离导管2的一端固定连通有传输铜管一10，另一个端头1远离导管2的一端固定连通有传输铜管二11，传输铜管一10和传输铜管二11二者均可作为冷媒的输入通道和输出通道，实现冷媒在制冷或制热过程中的双向流动。
请参阅图4-6，转子芯5靠近导管2一侧的外圈直径小于阀座3的内圈直径，使二者之间存在明显间隙，供冷媒流动通过，转子芯5的外端开设有多个均匀分布用于供冷媒流动的通流槽501，冷媒通过通流槽501实现在端头1内部流动。
如图6所示，阀针7靠近导管2的一端为圆锥体结构，且圆锥体的最大直径大于滑芯4的中心孔内径，其另一端为与T型腔601滑动配合的T型圆盘结构，圆锥体结构和T型圆盘结构之间的部分为圆柱形结构，阀针7的锥形端可进出滑芯4的中心孔，对滑芯4的中心孔进行封闭，从而控制冷媒流通量，阀针7的T型圆盘端可在T型腔601内部滑动，当冷媒压力推动阀针7移动时，阀针7的T型圆盘端先压缩小弹簧8，微小幅度打开阀针7和滑芯4之间的间隙，实现较小压力下的冷媒流动。
传输铜管一10和传输铜管二11二者外端面与一对端头1的端口处均固定连接有焊环12，即传输铜管一10和传输铜管二11二者与端头1之间通过焊环12焊接固定。
阀针7的中心线和滑芯4上中心孔处的中心线位于同于直线上，当滑芯4在冷媒压力下向两侧移动时，阀针7的锥形端刚好插入滑芯4的中心孔中，对其进行局部封闭，方便控制冷媒在中心孔处的流通量。
滑芯4的外圈直径大于阀座3的内圈直径，有效保证滑芯4在导管2内温度移动，不易通过阀座3进入端头1中。
小弹簧8的弹性系数小于主弹簧9的弹性系数，当阀针7受到冷媒压力后，阀针7先对小弹簧8进行压缩，随着压力的逐渐增大，阀针7无法在T型腔601内继续移动，再对主弹簧9进行压缩。
当冷媒由传输铜管一10至传输铜管二11方向流动时，请参阅图6和图7，冷媒通过传输铜管一10进入相邻端头1中后，通过通流槽501以及阀座3内侧区域进入导管2中，将滑芯4推动至靠近另一侧端头1，此时靠近传输铜管二11侧的阀针7插入滑芯4内中心孔，随着冷媒压力的增加，当达到阈值时，阀针7后侧的小弹簧8先被压缩，阀针7的T型圆盘端移动至与T型腔601后端壁相抵，阀针7与滑芯4中心孔的间隙小幅度打开，冷媒进行小流量通过，随后如图8所示，过大冷媒的压力再推动转子芯5和先导转子芯6移动，压缩主弹簧9，阀针7和滑芯4中心孔的间隙进一步打开，增大冷媒的流量，主弹簧9产生反弹力，抵消先导转子芯6的推力，其压缩程度稳定在某一平衡点上。
当冷媒由传输铜管二11至传输铜管一10方向流动时，工作原理同上过程一致。
当空调内的变频压缩机转速发生变化的时候，冷媒的压力发生变化，对主弹簧9的压缩程度也会随之变化，主弹簧9的反弹力也随先导转子芯6位置变化而变化，并自动达到一个新的平衡点，使冷媒保持此平衡点的流通量进行流动；转子芯5、先导转子芯6、小弹簧8和主弹簧9都在滑芯动作之后，滑芯中心孔承担了大部分的冷媒压力，使得执行机构工作在压力较小的范围内，这种分压状态，实现了小反弹力控制大压力流量的可能性；并且，小弹簧8的设计，可以有效控制较小压力下的流量变化，使得大小流量转换平稳流畅，本申请相比较现有的电子膨胀阀，省去了电子元件的设置，降低了电控故障点，延长了使用寿命，阀针7与滑芯4中心孔间隙的开度可根据冷媒压力的变化实时响应，减少了因压缩机突然的转速变化给制冷系统带来的压力冲击。
结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：包括导管(2)和一对端头(1)，且导管(2)的两端与一对端头(1)之间通过阀座(3)固定连通，所述导管(2)的内部滑动连接有滑芯(4)，所述端头(1)的内部滑动连接有转子芯(5)，所述转子芯(5)的内部滑动连接有先导转子芯(6)，所述先导转子芯(6)与端头(1)端壁之间设置有主弹簧(9)，且主弹簧(9)位于转子芯(5)的内侧，所述先导转子芯(6)靠近导管(2)的一端开设有T型腔(601)，所述T型腔(601)的内部滑动连接有阀针(7)，且阀针(7)活动贯穿T型腔(601)槽口以及转子芯(5)并延伸至导管(2)内侧，所述阀针(7)远离导管(2)的一端与T型腔(601)端壁之间设置有小弹簧(8)。
2.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：其中一个所述端头(1)远离导管(2)的一端固定连通有传输铜管一(10)，另一个所述端头(1)远离导管(2)的一端固定连通有传输铜管二(11)。
3.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述转子芯(5)靠近导管(2)一侧的外圈直径小于阀座(3)的内圈直径，所述转子芯(5)的外端开设有多个均匀分布用于供冷媒流动的通流槽(501)。
4.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述阀针(7)靠近导管(2)的一端为圆锥体结构，且圆锥体的最大直径大于滑芯(4)的中心孔内径，其另一端为与T型腔(601)滑动配合的T型圆盘结构，所述圆锥体结构和T型圆盘结构之间的部分为圆柱形结构。
5.根据权利要求2所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述传输铜管一(10)和传输铜管二(11)二者外端面与一对端头(1)的端口处均固定连接有焊环(12)。
6.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述阀针(7)的中心线和滑芯(4)上中心孔处的中心线位于同于直线上。
7.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述滑芯(4)的外圈直径大于阀座(3)的内圈直径。
8.根据权利要求1所述的一种无源自适应冷暖双向空调膨胀阀，其特征在于：所述小弹簧(8)的弹性系数小于主弹簧(9)的弹性系数。
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