CN212457529U - 膨胀阀、制冷控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阀门领域，提供了一种膨胀阀、制冷控制系统。该膨胀阀包括压力传感器、弹性件、驱动件、阀体以及设于阀体内的阀杆和固定块；阀体的底端形成有出液口，阀体的侧壁形成有进液口；驱动件用于驱动阀杆转动；固定块与阀体固定连接，固定块纵向贯穿开设有第一螺纹孔，阀杆的侧壁形成有与第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，阀杆的底端连接有阀针，阀针用于与出液口配合；压力传感器固定于阀杆的上方，弹性件的一端与阀杆的顶端连接，弹性件的另一端抵设于压力传感器。本实用新型不仅可以利用压力传感器通过检测弹性件对其施加的压力大小准确确定出液口的开度，而且还可以通过弹性件对压力传感器施加的压力的变化趋势确定阀杆的转动方向。

Description

膨胀阀、制冷控制系统

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，尤其涉及一种膨胀阀、制冷控制系统。

背景技术

电子膨胀阀是制冷系统中的一个重要部件，一般安装于储液筒和蒸发器之间。中温高压的制冷剂液体经过电子膨胀阀节流后转变为低温低压的制冷剂湿蒸汽，制冷剂湿蒸汽在蒸发器中吸收热量达到制冷效果。电子膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门开度，以防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。而现有的大多数电子膨胀阀都没有位置反馈功能，无法准确反映阀门开度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种结构简单、成本低、可靠性高、能够准确反映阀门开度的膨胀阀。

本实用新型还提出一种制冷控制系统。

根据本实用新型第一方面实施例的膨胀阀，包括压力传感器、弹性件、驱动件、阀体以及设于所述阀体内的阀杆和固定块；所述阀体的底端形成有出液口，所述阀体的侧壁形成有进液口；所述驱动件用于驱动所述阀杆转动；所述固定块与所述阀体固定连接，所述固定块纵向贯穿开设有第一螺纹孔，所述阀杆的侧壁形成有与所述第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，所述阀杆的底端连接有阀针，所述阀针用于与所述出液口配合；所述压力传感器固定于所述阀杆的上方，所述弹性件的一端与所述阀杆的顶端连接，所述弹性件的另一端抵设于所述压力传感器。

根据本实用新型实施例的膨胀阀，不仅可以利用压力传感器通过检测弹性件对其施加的压力大小准确确定出液口的开度，而且还可以通过弹性件对压力传感器施加的压力的变化趋势还可以确定阀杆的转动方向。

另外，根据本实用新型实施例的膨胀阀，还可以具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述压力传感器为压电压力传感器、压阻压力传感器或电容式压力传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动件包括电枢和永磁体，所述永磁体纵向贯穿开设有第二螺纹孔，所述阀杆的侧壁形成有与所述第二螺纹孔螺纹配合的第二外螺纹，所述电枢套设于所述永磁体的外侧，所述电枢用于驱动所述永磁体转动。

根据本实用新型的一个实施例，所述阀体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的顶端、所述上壳体的底端和所述下壳体的顶端均为封闭端，所述上壳体的底端与所述下壳体的顶端固定连接，所述下壳体的底端形成有所述出液口，所述下壳体的侧壁形成有所述进液口；所述驱动件和所述压力传感器设于所述上壳体内，所述固定块设于所述下壳体内；所述阀杆的顶端伸入所述上壳体内，所述阀杆的底端伸入所述下壳体内。

根据本实用新型的一个实施例，所述上壳体包括第一螺纹套、第二螺纹套、第一封堵件、第二封堵件和接线片；所述第一封堵件与所述第一螺纹套的顶端螺纹连接，所述第一螺纹套的底端与所述第二螺纹套的顶端螺纹连接，所述第二封堵件与所述第二螺纹套的底端螺纹连接，所述第二封堵件纵向贯穿开设有用于穿设所述阀杆的第一通孔；所述第一螺纹套的底端的内壁形成有台阶面，所述接线片放置于所述第二螺纹套的顶端端面，且所述台阶面压紧所述接线片；所述驱动件设置于所述第二封堵件上，所述驱动件的导线和所述压力传感器的导线均依次穿过所述接线片和所述第一封堵件。

根据本实用新型的一个实施例，所述驱动件的导线和所述压力传感器的导线位于所述接线片的部分烧结有陶瓷。

根据本实用新型的一个实施例，所述下壳体包括第三螺纹套、第三封堵件、套筒和进液管；所述第三封堵件纵向贯穿开设有用于穿设所述阀杆的第二通孔，所述第三封堵件的顶端与所述上壳体的底端固定连接，所述第三封堵件的底端与所述第三螺纹套的顶端螺纹连接，所述第三螺纹套的底端固定套设于所述套筒的顶端；所述固定块固定于所述套筒内，且所述出液口与所述固定块相对设置，所述进液管与所述套筒的侧壁连通，所述进液管和所述出液口均位于所述固定块的下方。

根据本实用新型的一个实施例，还包括放大器和滤波器，所述压力传感器通过所述放大器与所述滤波器电连接。

根据本实用新型的一个实施例，还包括控制器和运算分析器，所述控制器的输出端与所述驱动件电连接，所述运算分析器的输入端与所述滤波器电连接，所述运算分析器的输出端与所述控制器的输入端电连接。

根据本实用新型第二方面实施例的制冷控制系统，包括上述所述的膨胀阀。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型结构简单、成本低、可靠性高、使用寿命长，由于固定块纵向贯穿开设有第一螺纹孔，阀杆的侧壁形成有与第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，因此当驱动件驱动阀杆转动时，阀杆带动阀针上下移动，弹性件对压力传感器施加的压力随之增大或减小。由此，本实用新型不仅可以利用压力传感器通过检测弹性件对其施加的压力大小准确确定出液口的开度，而且还可以通过弹性件对压力传感器施加的压力的变化趋势还可以确定阀杆的转动方向。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种膨胀阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种膨胀阀的控制原理图。

附图标记：

100、驱动件；101、电枢；102、永磁体；200、压力传感器；

300、阀杆；301、阀针；302、弹性件；400、固定块；

500、上壳体；510、第一封堵件；520、第一螺纹套；

530、第二封堵件；540、第二螺纹套；550、接线片；

560、第一密封圈；600、下壳体；601、进液口；602、出液口；

610、第三封堵件；620、第三螺纹套；630、套筒；640、进液管；

650、出液管；660、第二密封圈；710、放大器；720、滤波器；

730、运算分析器；740、控制器。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种膨胀阀，该膨胀阀包括压力传感器200、弹性件302、驱动件100、阀体以及设于阀体内的阀杆300和固定块400；阀体的底端形成有出液口602，阀体的侧壁形成有进液口601；驱动件100用于驱动阀杆300转动；固定块400 与阀体固定连接，固定块400纵向贯穿开设有第一螺纹孔，阀杆300 的侧壁形成有与第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，阀杆300的底端连接有阀针301，阀针301用于与出液口602配合；压力传感器200 固定于阀杆300的上方，弹性件302的一端与阀杆300的顶端连接，弹性件302的另一端抵设于压力传感器200。其中，压力传感器200 可以但不限于是压电压力传感器、压阻压力传感器或电容式压力传感器；弹性件302可以但不限于是压簧。

下面以本实用新型实施例中的膨胀阀应用于制冷系统为例，对该膨胀阀的工作原理进行说明：

安装时，将阀体的进液口601通过管道连接至冷凝器的出口，将阀体的出液口602通过管道连接至蒸发器的进口。从冷凝器排出的制冷剂通过进液口601流入阀体，流入阀体的制冷剂再通过出液口602 流出阀体，并最终通过管道流入蒸发器。

由于固定块400纵向贯穿开设有第一螺纹孔，阀杆300的侧壁形成有与第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，因此当驱动件100驱动阀杆300顺时针转动时，在阀杆300与固定块400的螺纹配合下，阀杆 300相对固定块400向下移动、阀针301逐渐伸入出液口602，进而使得出液口602的开度减小。随着出液口602开度的减小，通过出液口602流出阀体的液体流量逐渐减少。在阀杆300向下移动的过程中，阀杆300的顶端与压力传感器200之间的间距增大，弹性件302恢复形变，弹性件302对压力传感器200施加的压力减小。同理，当驱动件100驱动阀杆300逆时针转动时，阀杆300相对固定块400向上移动、阀针301逐渐远离出液口602，进而使得出液口602的开度增大。随着出液口602开度的增大，通过出液口602流出阀体的液体流量便逐渐增大。在阀杆300向上移动的过程中，阀杆300的顶端与压力传感器200之间的间距减小，弹性件302被压缩，弹性件302对压力传感器200施加的压力增大。由上可知，在阀杆300带动阀针301上下移动的过程中，弹性件302对压力传感器200施加的压力随之增大或减小。由此，压力传感器200通过检测弹性件302对其施加的压力便可确定出液口602的开度。此外，通过弹性件302对压力传感器200 施加的压力的变化趋势还可以确定阀杆300的转动方向。

如图1所示，驱动件100包括电枢101和永磁体102，永磁体102 纵向贯穿开设有第二螺纹孔，阀杆300的侧壁形成有与第二螺纹孔螺纹配合的第二外螺纹，电枢101套设于永磁体102的外侧，电枢101 用于驱动永磁体102转动。当电枢101通入三相电流时，电枢101产生旋转的磁场，进而驱动永磁体102转动。由于永磁体102纵向贯穿开设有第二螺纹孔，阀杆300的侧壁形成有与第二螺纹孔螺纹配合的第二外螺纹，因此当永磁体102转动时，在第二螺纹孔和第二外螺纹的配合下，阀杆300相对永磁体102转动并向上或向下移动。当然，驱动件100也可以采用其他结构形式，例如驱动件100可以直接采用电机，电机设于阀杆300的一侧，电机的输出轴固定有第一锥形齿轮，阀杆300的外侧套设有与第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮，第二锥形齿轮的轴心开设有螺纹孔，阀杆300的侧壁形成与第二锥形齿轮螺纹配合的外螺纹。由于第二锥形齿轮与阀杆300螺纹连接，因此电机通过第一锥形齿轮驱动第二锥形齿轮转动的过程中，阀杆300相对第二锥形齿轮向上或向下移动。

如1图所示，阀体包括上壳体500和下壳体600，上壳体500的顶端、上壳体500的底端和下壳体600的顶端均为封闭端，上壳体 500的底端与下壳体600的顶端固定连接，下壳体600的底端形成有出液口602，下壳体600的侧壁形成有进液口601；驱动件100和压力传感器200设于上壳体500内，固定块400设于下壳体600内；阀杆300的顶端伸入上壳体500内，阀杆300的底端伸入下壳体600内。其中，阀杆300与阀针301一体成型。

进一步地，上壳体500包括第一螺纹套520、第二螺纹套540、第一封堵件510、第二封堵件530和接线片550；第一封堵件510与第一螺纹套520的顶端螺纹连接，第一螺纹套520的底端与第二螺纹套540的顶端螺纹连接，第二封堵件530与第二螺纹套540的底端螺纹连接，第二封堵件530纵向贯穿开设有用于穿设阀杆300的第一通孔；第一螺纹套520的底端的内壁形成有台阶面，接线片550放置于第二螺纹套540的顶端端面，且台阶面压紧接线片550；驱动件100 设置于第二封堵件530上，驱动件100的导线和压力传感器200的导线均依次穿过接线片550和第一封堵件510。为了提高密封效果，驱动件100的导线和压力传感器200的导线位于接线片550的部分烧结有陶瓷。

此外，为了提高第二螺纹套540的顶端端面与接线片550之间的密封性，第二螺纹套540的顶端端面与接线片550之间安装有第一密封圈560，具体地，第二螺纹套540的顶端端面开设有第一环槽，第一环槽内嵌设有第一密封圈560。

如1图所示，下壳体600包括第三螺纹套620、第三封堵件610、套筒630和进液管640；第三封堵件610纵向贯穿开设有用于穿设阀杆300的第二通孔，第三封堵件610的顶端与上壳体500的底端固定连接，第三封堵件610的底端与第三螺纹套620的顶端螺纹连接，第三螺纹套620的底端固定套设于套筒630的顶端；固定块400固定于套筒630内，且出液口602与固定块400相对设置，进液管640与套筒630的侧壁连通，进液管640和出液口602均位于固定块400的下方。进一步地，阀体还包括出液管650，出液管650的一端与出液口 602连通，出液管650的另一端向下延伸。同理，为了提高套筒630 的顶端端面与第三封堵件610之间的密封性，套筒630的顶端端面与第三封堵件610之间安装有第二密封圈660，具体地，套筒630的顶端端面开设有第二环槽，第二环槽内嵌设有第二密封圈660。

进一步地，如1图和图2所示，该膨胀阀还包括放大器710和滤波器720，压力传感器200通过放大器710与滤波器720电连接。进一步地，为了实现闭环控制，该膨胀阀还包括控制器740和运算分析器730，控制器740的输出端与驱动件100电连接，运算分析器730 的输入端与滤波器720电连接，运算分析器730的输出端与控制器 740的输入端电连接。更进一步地，该膨胀阀还包括与控制器740电连接的警报器。其中，警报器可以但不限于是蜂鸣或警示灯。

以本实用新型实施例中的膨胀阀应用于制冷系统为例，控制器 740根据接收到制冷系统的实际要求制冷量向驱动件100发送驱动信号，以使驱动件100驱动阀杆300转动，阀杆300通过与固定块400 的螺纹配合向下或向上移动，进而使弹性件302对压力传感器200施加指定压力。压力传感器200将检测到的压力信号依次经过放大器 710放大、滤波器720滤波后输入运算分析器730，运算分析器730 确定出压力传感器200的实际压力和指定压力的偏差，控制器740根据运算分析器730反馈的偏差控制驱动件100动作，以消除偏差。当压力传感器200检测到的压力的变化趋势发生错误时，说明阀杆300 的转动方向发生错误，此时控制器740则控制警报器发出警报。需要说明的是，控制器740内可预存制冷量与压力传感器200所受压力的关系对照表，也可以预存制冷量与压力传感器200所受压力的关系式。此外，控制器740内还可以预存压力传感器200所受压力与出液口 602开度的关系表或关系式。

另外，本实用新型实施例还提供了一种制冷控制系统，该制冷控制系统包括上述膨胀阀。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种膨胀阀，其特征在于，包括压力传感器、弹性件、驱动件、阀体以及设于所述阀体内的阀杆和固定块；所述阀体的底端形成有出液口，所述阀体的侧壁形成有进液口；所述驱动件用于驱动所述阀杆转动；所述固定块与所述阀体固定连接，所述固定块纵向贯穿开设有第一螺纹孔，所述阀杆的侧壁形成有与所述第一螺纹孔螺纹配合的第一外螺纹，所述阀杆的底端连接有阀针，所述阀针用于与所述出液口配合；所述压力传感器固定于所述阀杆的上方，所述弹性件的一端与所述阀杆的顶端连接，所述弹性件的另一端抵设于所述压力传感器。

2.根据权利要求1所述的膨胀阀，其特征在于，所述压力传感器为压电压力传感器、压阻压力传感器或电容式压力传感器。

3.根据权利要求1所述的膨胀阀，其特征在于，所述驱动件包括电枢和永磁体，所述永磁体纵向贯穿开设有第二螺纹孔，所述阀杆的侧壁形成有与所述第二螺纹孔螺纹配合的第二外螺纹，所述电枢套设于所述永磁体的外侧，所述电枢用于驱动所述永磁体转动。

4.根据权利要求1所述的膨胀阀，其特征在于，所述阀体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的顶端、所述上壳体的底端和所述下壳体的顶端均为封闭端，所述上壳体的底端与所述下壳体的顶端固定连接，所述下壳体的底端形成有所述出液口，所述下壳体的侧壁形成有所述进液口；所述驱动件和所述压力传感器设于所述上壳体内，所述固定块设于所述下壳体内；所述阀杆的顶端伸入所述上壳体内，所述阀杆的底端伸入所述下壳体内。

5.根据权利要求4所述的膨胀阀，其特征在于，所述上壳体包括第一螺纹套、第二螺纹套、第一封堵件、第二封堵件和接线片；所述第一封堵件与所述第一螺纹套的顶端螺纹连接，所述第一螺纹套的底端与所述第二螺纹套的顶端螺纹连接，所述第二封堵件与所述第二螺纹套的底端螺纹连接，所述第二封堵件纵向贯穿开设有用于穿设所述阀杆的第一通孔；所述第一螺纹套的底端的内壁形成有台阶面，所述接线片放置于所述第二螺纹套的顶端端面，且所述台阶面压紧所述接线片；所述驱动件设置于所述第二封堵件上，所述驱动件的导线和所述压力传感器的导线均依次穿过所述接线片和所述第一封堵件。

6.根据权利要求5所述的膨胀阀，其特征在于，所述驱动件的导线和所述压力传感器的导线位于所述接线片的部分烧结有陶瓷。

7.根据权利要求4所述的膨胀阀，其特征在于，所述下壳体包括第三螺纹套、第三封堵件、套筒和进液管；所述第三封堵件纵向贯穿开设有用于穿设所述阀杆的第二通孔，所述第三封堵件的顶端与所述上壳体的底端固定连接，所述第三封堵件的底端与所述第三螺纹套的顶端螺纹连接，所述第三螺纹套的底端固定套设于所述套筒的顶端；所述固定块固定于所述套筒内，且所述出液口与所述固定块相对设置，所述进液管与所述套筒的侧壁连通，所述进液管和所述出液口均位于所述固定块的下方。

8.根据权利要求1至7任一项所述的膨胀阀，其特征在于，还包括放大器和滤波器，所述压力传感器通过所述放大器与所述滤波器电连接。

9.根据权利要求8所述的膨胀阀，其特征在于，还包括控制器和运算分析器，所述控制器的输出端与所述驱动件电连接，所述运算分析器的输入端与所述滤波器电连接，所述运算分析器的输出端与所述控制器的输入端电连接。

10.一种制冷控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的膨胀阀。

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