CN1324436A - 用于制冷装置中的产冷回路 - Google Patents

Abstract

为制冷装置提供一种产冷回路,它与现有技术相比在运行期间磨损低和噪音低。根据本发明,它是这样实现的:设有一转换阀(1),阀内不设置与两个磁极(6、7)连接的返回装置,返回装置用来使一个或多个永久磁铁(28、29)向磁极(6、7)的磁返回。

Description

用于制冷装置中的产冷回路

本发明涉及一种用于制冷装置的产冷回路。根据权利要求1前序特征部分该制冷装置有多个制冷空间。

DE3718490公开了这种类型的装置。根据该专利说明书的产冷回路包括一个转换阀，阀中一个阀腔位于在两个磁极之间，有一个入口管和两个出口管。两个永久磁铁紧邻阀腔侧面设置。一个磁极伸进一控制线圈内部，该线圈用来改变由永久磁铁形成的双稳态阀。一个阀件设在阀腔内并且在两个出口管之间前后移动。

用于永久磁铁和线圈向两个磁极返回的磁轭叠片绕整个装置超过两个永久磁铁直到电磁线圈的后侧。

当线圈起作用时，设在阀件一侧的控制线圈对阀件产生不同驱动力。控制线圈必须有相当大的尺寸，以便对甚至更远的闭合位置也能产生适当的驱动力。

不过为了保证一个对两个工作位置都相同的确定的闭合力，阀件中有两个球并且通过一个螺旋弹簧可复位地安装该球。该压缩弹簧的弹力由此确定阀的闭合力。

控制线圈的起动转矩不但导致相应的用做闭合体的可复位安装的球的急剧碰撞，还导致磁极上的作为整体的阀件的急剧碰撞，从而引起相应的磨损，尤其还产生令人不快的噪音。另外，压缩弹簧装置在闭合件中的安装复杂并且造价很高。

相反，基于现有技术的本发明目的是提出一种在工作期间磨损低和噪音低的产冷回路。

基于根据权利要求1前序特征部分的一个产冷回路，通过后面的特征部分实现本发明目的。

本发明的有益变型和改进结构可能是从属权利要求中的提到的措施。

据此，根据本发明，提供一个转换阀，在其中不设置与两个磁极连接的返回装置，用于一个或多个永久磁铁向磁极的磁返回。

到现在为止，这种与两磁极连接的返回装置需要安装与阀腔或磁极的中心轴同轴的线圈。在相同时间与该返回装置一起保留在两个磁极之间的线圈的不同位置会导致磁短路，通过它控制线圈产生的磁场在磁极外部运行，作为一个规则，由于阀件的阀作用，在至少一个点处有一个轴向气隙并且因此增加磁阻。

省去这种持续返回装置使有一不同线圈位置成为可能，从而使实施根据本发明的转换阀的构造成为新的可能。尤其是，既然这样，可以构造这样的转换阀：各个磁极之间的控制线圈的距离以及因此由控制线圈产生的起步阻力可以在两个控制方向上彼此相等。从而可以大体将控制线圈做得较小。迄今，减小了近线圈磁极上过多的起步阻力，以便削弱在该点的碰撞从而降低了噪音和磨损的产生。

另外，因为无返回装置的永久磁铁回路中存在大的气隙，永久磁铁中的制造公差有更小的影响，结果可以至少部分补偿花在强磁铁上的费用。

对于本发明的一个有利的改进结构，有可能免去装有弹簧的闭合体，以便阀的闭合力只由一个或多个永久磁铁的尺寸和布置决定。既然这样，结合控制线圈的相应尺寸或启动，可以大大避免根据现有技术的阀件在磁极上的强烈碰撞，从而该改进结构还降低了噪音和磨损。

在本发明的一个优选实施例中，控制线圈平行并紧邻阀腔布置。同时，与两个磁极有关的布置真正是镜面对称，以便控制线圈作用在阀件上的驱动力实际相同，所述驱动力作用在两个方向上。线圈尺寸或它的控制电流、控制电流的脉冲持续时间等等，可以因此被减小到这样的程度：线圈的起步阻力仅仅引起线圈从某一稳定的工作位置向另一位置倾斜。作用在阀座上的碰撞最低并且主要由永久磁铁确定的需要的闭合力确定。

在本发明的一个改进结构中，阀的总构成被设计成关于阀腔中心面镜面对称，该中心面横切形成阀件的转子的运动方向。两个出口管相应被布置在纵向上，入口管布置在中心面的横断方向上，这种镜面对称式的构成保证了转子的两个工作位置出现的力的条件相同，这样可以进一步降低运行期间出现的最大起步阻力和因此作用在阀座上的转子或闭合件的碰撞。

为了长期使用阀，建议用抗磨损的和硬的材料，尤其是在密封面上。由于通常使用的制冷剂有时化学腐蚀性高，在这一点上，还需要保证合适选择材料。比如，合适的金属如钢或类似材料、或陶瓷等其他材料就可以满足这两个先决条件。这些材料既硬又抗腐蚀并且有高抗化学性能。

在本发明的一个较佳实施例中，转子或阀件包括一个硬化表面，比如通过提供用于密封出口孔的被硬化的闭合体。

在密封性及其使用寿命两个方面，根据本发明的阀必须完非常符合苛刻的要求。甚至阀在制冷回路中运行了很多年仍然不能降低其运行可靠性。正如上面所述的，通过一个硬的表面或一个变硬的闭合体增加阀的抗磨损性。

为了同一目的建议提供一硬的阀座，在上述对称的总构件的情况下，该阀座设在磁极的内侧。

由于热处理会导致磁化，从而最终得到一种磁性变硬的材料，所以磁性软材料的硬化出现一个问题。通过局部硬化尤其用激光硬化或边缘分层堆积(edge-layer)硬化可以抵消该问题。硬化的密封面在降低磨损的同时允许更大的闭合力。

在本发明的一个具体实施例中，这种阀座最好由阀座的边缘分层堆积(edge-layer)硬化与磁极材料一起生产。

在本发明的一个具体实施例中，采用的闭合体是一个球。在本发明的阀中，正如上面已经叙述的，该球固定地与转子连接，因为阀的闭合力受永久磁铁的尺寸和布置的限制，并且没有现有技术那样的机构帮助。

由于更有利的线圈布置和省掉可移动安装闭合体，与闭合体一起的阀件或转子可以被完全做得更小。结果，在阀从一个工作位置向另一个位置调整时，加在阀件上的动能较小，这样，轮流削弱作用在各个阀座上的碰撞并进一步降低磨损或噪音的产生。

另外，一个环绕在阀内的小磁铁转子装置是短的，流体绕该阀流过，以便降低颗粒进入转子和阀体壁面之间引起污染或堵塞的风险。

有利的，选择阀件或转子的直径与长度的比率大于1∶4，比如1∶1.5。如果合适的话，可以通过有高能量密度的永久磁铁补偿转子中能磁化材料的减少，只要这是阀有足够闭合力所需要的。

在本发明的一个改进结构中，例如通过合适的精确安装闭合体，阀件构造可能的设计可用于如下结果：甚至当阀在关闭状态，在转子和各磁极之间残留有残存气隙。从而减小剩磁的影响。

另外，结果是避免了磁转子碰撞某个磁极上的情况。结果，磁转子的端面上没有磨损，从而保证阀的长期使用。

与现有技术相比由于省掉闭合体的弹簧偏移，磁转子的行程可以整体做小。

在本发明的一个改进结构中，阀腔被设计成一端是锥形的管。该实施例保证很高的密封度以防制冷剂泄露，具体的，可以因此更容易地实现防止氦的泄漏，氦是这种类型阀所需要的。

在本发明的一个改进结构中，线圈设计为可拆卸的。既然这样，由于被省掉的磁铁返回装置，容易使得线圈也紧邻阀腔布置。

本发明的一个具体实施例配置有一种被设置为至少部分环绕阀腔的填料。这种填料有衰减噪声的作用并且因此进一步增加根据本发明能被实现的优点。

填料最好用来固定一个或多个永久磁铁，因为它们还可以至少部分地被填料包围。

任何磁轭叠片也可以由这种填料装置固定。

这种填料还可以包围制冷剂的管道接头或其他紧固件并且因此为防止机械负载提供保护。具体地在管接头情况下，因此可以避免因机械变形引起泄露的风险。

附图中对本发明的典型实施例进行说明，下面参考附图进行详细说明。

特别地，

图1是根据本发明的用于制冷剂回路的穿过一阀的纵截面图，

图2是根据图1的穿过一阀的剖面图，

图3是在垂直后者的一个截面内、穿过根据图1的一阀的纵截面图，

图4是在根据图3的截面内的另一个示范实施例的示意图。

根据图1的阀1包括一个外壳2，其中设置一个有锥形端头4、5的管3。管3内设置两个由磁性材料组成的磁极6、7。每个磁极6、7有一个轴向通孔8、9，所述通孔将居中布置的阀腔10与两个出口管11、12连通。出口管11、12由管3的端部延伸构成。

一个入口管14在阀腔10的中部垂直于阀轴线13与管3比如焊接地连接。入口管14通过一通孔15与阀腔10连通。

阀腔10内安放一个由磁性材料组成的转子16，其上有固定在凸出端面上的每个承窝17、18中的、作为闭合体的球19、20。

比如通过磁极6、7的材料的边缘分层堆积(edge-layer)硬化，在每个所述磁极内侧上(也就是说面对阀腔10)设有一个圆锥形的阀座21、22。

平行于构成阀体的管3、相对中心轴23对称地设置一控制线圈24，可以相对阀轴13横向运动。一个紧固U-形夹27可转动地安放在两个托架25、26内，托架与外壳2连接并且在同一时间作为线圈24向磁极6、7的磁返回的磁轭叠片，在其闭合位置时，所述紧固U-形夹一定程度地啮合在线圈的磁心周围，这样线圈24可释放地与阀体3连接。

图2也表示出由虚线所示的紧固U-形夹27固定的这种类型线圈。

还有，图中还显示了阀体3两侧的两个永久磁铁28、29的布置以及位于其中的转子16。填料30施加在永久磁铁28、29外侧，它作为磁轭叠片顶住磁铁28、29和托架25、26。

从图3还可以看到阀的整个结构相对中心轴31和中心轴23(见图1)覆盖的一中心面对称。当然，只有当转子16处于其工作点之间的中间位置时才能呈现完全对称，但是，由于阀的双稳态功能，该位置在运行期间非常不稳定而且是不理想的。

两个磁铁28、29安在阀体3的两侧，与中心轴31等高，与它们各自的相同磁极一起指向阀腔10。从而获得由四条环形线32表示的所得到磁场的磁场轮廓。依靠这样的布置，转子16被安排在它的两个工作点，在这两点，球19、20被搁置在各自的阀座21、22上。

如图3所示，没有用于永久磁铁的返回装置，这样安排在图中所示的平面的前面或后面的控制线圈24的磁场轮廓基本上穿过它的磁轭叠片和磁极6,7运转，并且可以因此将它的全部影响加在转子16上。

根据图3还可以看到，甚至对于闭合的阀，转子16和磁极6或磁极7之间因凸出的承窝17、18而存在残留气隙33，其结果是减小了剩磁的影响。

图4显示一个可选择的实施例，其中在所有情况下，永久磁铁28、29通过返回铁芯33、34与在所有情况下的磁极6、7连接。任何情况下，在磁场的成束磁场轮廓中，这产生在阀体3的一侧，该成束磁场轮廓是通过各自磁极6、7的、轴向平行的关系，从而增加转子16上的起步转矩。因该布置不是轴对称，所以磁场同样不是镜面对称，磁场在转子16上引起一个转矩，虽然如果在轴向上精确引导转子，但是这一点在专门应用中不会引起任何麻烦，因为球19、20相当重要，球起关闭阀的作用并且在各自的阀座21、22内是不受外界影响的。

返回铁芯33、34必须不让两个磁极相互连接，也就是说不能在阀1的整个长度上连续形成，从而致使控制线圈的磁场穿过磁极6、7并且不会通过返回铁芯短路，该控制线圈被平行且在侧面紧邻阀体3布置。

Claims (17)

1．用于制冷装置的产冷回路，该装置有多个制冷空间、一个压缩机和一个冷凝器、在所有情况下有多个分配给每个制冷空间的蒸发器，并且有用来连接冷凝器与一个或多个蒸发器的至少一个电子双稳态转换阀，所述回路有下面特征：

一个有至少一个入口和至少两个出口的阀腔，

一个阀件，至少部分地由磁性材料组成并且可以在阀腔内在至少两个工作位置之间移动，在任何情况下，在同一时间关闭两个出口中的一个而打开另一个，

产生一永久磁场的装置，用来在任何情况下保持阀件在一个工作位置，该装置有两个磁极和至少一个永久磁铁，

一个用来产生控制磁场的控制线圈，该控制磁场使阀件在工作位置之间可选择的移动，

其特征在于，不设置与两个磁极(6、7)连接的返回装置，该装置是用于从至少一个永久磁铁向磁极(6、7)的磁返回。

2．根据权利要求1所述的产冷回路，其特征在于，转换阀的闭合力由一个或多个永久磁铁(28、29)确定。

3．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，闭合体(19、20)固定地与转子(16)连接。

4．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，控制线圈(24)平行并紧邻阀腔(10)布置。

5．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀有相对阀腔的中心面成镜面对称的整体构造，该平面横截转子(16)的运动方向。

6．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀(1)的转子(16)包括一硬化的密封面。

7．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀(1)的转子(16)包括一个至少部分被硬化的闭合体(19、20)。

8．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀(1)包括一个硬化的阀座(21、22)。

9．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，一个球(19、20)作为一个闭合体被安装在转换阀(1)的转子(16)内。

10．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转子(16)的直径和长度的比值大于1∶4。

11．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，在转子(16)和磁极(6、7)之间设有残留气隙(33)。

12．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀(1)的控制线圈(24)是可拆卸的。

13．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，在转换阀(1)内设置一填料，填料至少部分地包围阀体(3)。

14．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀有一个用来固定至少一个永久磁铁(28、29)的填料。

15．根据上述任一权利要求所述的产冷回路，其特征在于，转换阀(1)包括一个用来固定至少一个用于控制线圈(24)的磁轭叠片(25、26)的填料(30)。

16．尤其用于制冷装置的产冷回路的双稳态电磁阀，其特征在于，该阀根据上述权利要求中的一个来设计。

17．冰箱或冷藏箱，其特征在于，它有一个根据上述任一权利要求的产冷回路。

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