CN212775653U - 节流阀、换热系统及空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节流阀、换热系统及空调，所述节流阀包括阀体，所述阀体具有腔体、冷媒进口和冷媒出口，所述冷媒进口与所述冷媒出口均与所述腔体连通；阀芯，所述阀芯可移动地设置在所述阀体内，所述阀芯具有节流通道，所述阀芯具有节流位置和正常流通位置；在所述节流位置，所述阀芯位于所述冷媒进口位置处，所述节流通道的入口与所述冷媒进口连通，所述节流通道的出口与所述冷媒出口连通；在所述正常流通位置，所述阀芯避开所述冷媒进口和所述冷媒出口，所述冷媒进口通过所述腔体与所述冷媒出口直接连通，所述阀芯通过移动在所述节流位置和所述正常位置间切换。本实用新型的节流阀可以简化管路结构、提高可靠性。

Description

节流阀、换热系统及空调

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种节流阀、换热系统及空调。

背景技术

制冷系统中，由于节能需要、功能增加、性能要求等希望在某些系统管路上能安装一种简单的控制阀件，比如在运行模式一中该阀件进行节流降压、在运行模式二中该阀件能实现超低阻力流通。

常见的节流降压阀件是电子膨胀阀、热力膨胀阀等，这些阀门开度最大时，其节流降压作用还是很大即流通阻力非常大，无法实现超低阻力流通，故无法满足上述的技术设计需要。电磁阀能实现较低阻力的管路流通但又无法实现节流降压功能。如果电子膨胀阀和电磁阀并联使用，通过不同的开启组合方式可以实现节流减压或者低阻力流通的效果，但这样的控制器设计更复杂、可靠性也会下降。

实用新型内容

本实用新型公开了一种节流阀、换热系统及空调，解决了现有节流阀无法在节流和低阻力流通切换的问题。

根据本实用新型的一个方面，公开了一种节流阀，包括：阀体，所述阀体具有腔体、冷媒进口和冷媒出口，所述冷媒进口与所述冷媒出口均与所述腔体连通；阀芯，所述阀芯可移动地设置在所述阀体内，所述阀芯具有节流通道，所述阀芯具有节流位置和正常流通位置；在所述节流位置，所述阀芯位于所述冷媒进口位置处，所述节流通道的入口与所述冷媒进口连通，所述节流通道的出口与所述冷媒出口连通；在所述正常流通位置，所述阀芯避开所述冷媒进口和所述冷媒出口，所述冷媒进口通过所述腔体与所述冷媒出口直接连通，所述阀芯通过移动在所述节流位置和所述正常位置间切换。

进一步地，所述阀芯将所述腔体分隔为气压室和连通室，所述气压室与气源连通，所述连通室与所述冷媒出口连通；所述气压室与所述连通室之间存在压力差，所述阀芯在所述气压室与所述连通室之间存在的压力差驱动下移动。

进一步地，在所述正常流通位置，所述冷媒进口与所述连通室直接连通。

进一步地，所述冷媒进口位于所述阀体的侧壁上，所述节流通道的入口位于所述阀芯的侧壁上，在所述节流位置，所述节流通道的入口与所述冷媒进口位置相对应并连通。

进一步地，所述阀芯上还设置有凸起，所述凸起位于所述连通室内，所述节流通道的出口位于所述凸起的端部，所述节流通道与所述连通室连通。

进一步地，所述节流阀还包括：复位弹簧，所述复位弹簧弹性设置在所述连通室内，所述复位弹簧套设在所述凸起上，所述复位弹簧的一端抵接在所述阀体内壁上，所述复位弹簧的另一端抵接在所述阀芯上，所述复位弹簧用于将所述阀芯自所述节流位置复位至所述正常流通位置。

进一步地，所述凸起的端部指向所述冷媒出口。

进一步地，所述节流通道在位于所述凸起的部分形成直管通道，所述直管通道的轴线与所述凸起的回转轴线平行或共线。

进一步地，所述节流阀还包括：复位弹性件，所述复位弹性件弹性设置在所述气压室或者所述连通室内，所述复位弹性件的一端与所述阀体的内壁固定连接，所述复位弹性件的另一端连接在所述阀芯上，所述复位弹性件用于将所述阀芯自所述节流位置复位至所述正常流通位置。

进一步地，在所述阀芯位移至所述节流位置的位移方向上，所述连通室的过流面面积逐渐缩小。

进一步地，所述阀体上还设置有限位部，在所述节流位置，所述阀芯与所述限位部限位配合。

进一步地，所述限位部为所述阀体内壁上的环形凸起。

进一步地，所述阀体内壁上设置有第一导向部，所述阀芯上设置有与所述第一导向部对应的第二导向部，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀体的轴向上滑动配合，同时，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀体的周向上限位配合，以使所述阀芯仅能沿所述阀体的轴向移动。

进一步地，所述阀体内壁上设置有第一导向部，所述阀芯上设置有与所述第一导向部对应的第二导向部，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀芯的轴向上滑动配合，同时，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀芯的周向上限位配合，以使所述阀芯仅能沿所述自身的轴向移动。

进一步地，所述第一导向部为导轨或导槽，所述第二导向部为与所述第一导向部相匹配的导槽或导轨。

进一步地，所述阀体的横截面为非圆形。

进一步地，所述节流阀还包括：取压管，所述取压管第一端与所述气压室连通，所述取压管第二端与气源连通。

根据本实用新型的另一个方面，公开了一种换热系统，包括上述的节流阀。

根据本实用新型的另一个方面，公开了一种空调，包括上述的换热系统。

本实用新型的节流阀在阀芯上设置节流通道，通过阀芯的移动，可以使节流阀实现节流或者超低阻力流动，当阀芯在节流位置时，阀芯位于冷媒进口位置处，节流通道的入口与冷媒进口连通，节流通道的出口与冷媒出口连通，从而使节流阀实现节流作用；当阀芯位于正常流通位置时，阀芯避开冷媒进口和冷媒出口，冷媒进口通过腔体与冷媒出口直接连通，从而实现超低阻力流动，从而可以避免采用电子膨胀阀和电磁阀并联使用，简化管路结构、提高可靠性。

附图说明

图1是本实用新型第一个实施例的节流阀阀芯在正常流通位置的结构示意图；

图2是本实用新型第一个实施例的节流阀的结构示意图；

图3是本实用新型第一个实施例的节流阀阀芯在节流位置的结构示意图；

图4是本实用新型第二个实施例的节流阀阀芯在正常流通位置的结构示意图；

图5是本实用新型第二个实施例的节流阀的结构示意图；

图6是本实用新型第二个实施例的节流阀阀芯在节流位置的结构示意图；

图7是本实用新型第三个实施例的节流阀阀芯在正常流通位置的结构示意图；

图8是本实用新型第三个实施例的节流阀的结构示意图；

图9是本实用新型第三个实施例的节流阀阀芯在节流位置的结构示意图；

图例：10、阀体；11、冷媒进口；12、冷媒出口；13、气压室； 14、连通室；15、限位部；20、阀芯；21、节流通道；22、凸起；30、复位弹簧；40、复位弹性件；50、取压管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

如图1至9所示，本实用新型公开了一种节流阀，包括阀体10和阀芯20，阀体10具有腔体、冷媒进口11和冷媒出口12，冷媒进口11 与冷媒出口12均与腔体连通；阀芯20可移动地设置在阀体10内，阀芯20具有节流通道21，阀芯20具有节流位置和正常流通位置；在节流位置，阀芯20位于冷媒进口11位置处，节流通道21的入口与冷媒进口11连通，节流通道21的出口与冷媒出口12连通；在正常流通位置，阀芯20避开冷媒进口11和冷媒出口12，冷媒进口11通过腔体与冷媒出口12直接连通，阀芯20通过移动在节流位置和正常位置间切换。

本实用新型的节流阀在阀芯20上设置节流通道21，通过阀芯20 的移动，可以使节流阀实现节流或者超低阻力流动，当阀芯20在节流位置时，阀芯20位于冷媒进口11位置处，节流通道21的入口与冷媒进口11连通，节流通道21的出口与冷媒出口12连通，从而使节流阀实现节流作用；当阀芯20位于正常流通位置时，阀芯20避开冷媒进口11和冷媒出口12，冷媒进口11通过腔体与冷媒出口12直接连通，从而实现超低阻力流动，从而可以避免采用电子膨胀阀和电磁阀并联使用，简化管路结构、提高可靠性。

如图1至3所示的第一个实施例中，阀芯20将腔体分隔为气压室13和连通室14，气压室13与气源连通，连通室14与冷媒出口12连通；气压室13与连通室14之间存在压力差，阀芯20在气压室13与连通室14之间存在的压力差驱动下移动。本实用新型的节流阀通过采用阀芯20将腔体分隔为气压室13和连通室14，在使用时，可以在气压室13中施加气压，使气压室13与连通室14之间形成压力差，从而驱动阀芯20位移至节流位置。

在上述实施例中，在正常流通位置，冷媒进口11与连通室14直接连通。本实用新型的节流阀通过使冷媒进口11与连通室14直接连通，从而使冷媒可以通过连通室14直接从冷媒出口12排出，实现低阻力流通。

在上述实施例中，冷媒进口11位于阀体10的侧壁上，节流通道 21的入口位于阀芯20的侧壁上，在节流位置，节流通道21的入口与冷媒进口11位置相对应并连通。本实用新型的节流阀通过将节流通道 21的入口设置在阀体10侧壁上，当在节流位置时，节流通道21的入口与冷媒进口11位置相对接并连通，从而实现节流。

在上述实施例中，阀芯20上还设置有凸起22，凸起22位于连通室14内，节流通道21的出口位于凸起22的端部，节流通道21与连通室14连通。本实用新型的节流阀通过设置凸起22，使节流通道21 可以延伸至凸起22内，并在凸起22的端部形成出口，从而延长节流通道21的长度，提高节流效果，同时，由于凸起22最大直径小于阀体10的内径，因此，凸起22的外壁与阀体10内壁间具有间隙，使阀芯20移动较短的距离便可使冷媒进口11与连通室14连通，有效避免移动距离过长，并且还可以节省材料。

在上述实施例中，节流阀还包括复位弹簧30，复位弹簧30弹性设置在连通室14内，复位弹簧30套设在凸起22上，复位弹簧30的一端抵接在阀体10内壁上，复位弹簧30的另一端抵接在阀芯20上，复位弹簧30用于将阀芯20自节流位置复位至正常流通位置。本实用新型的节流阀通过在阀芯20上设置凸起22，可以使凸起22起到导向的作用，使复位弹簧30的运行更加可靠。使用时，在气压室13内高压的推动下，阀芯20克服复位弹簧30向节流位置移动；当气压室13气压减小到一定值时，复位弹簧30推动阀芯20复位至正常流通位置，从而实现截流状态和低阻力流通状态的切换。另外，可以将复位弹簧 30的端部分别与阀芯20、阀体10内壁固定，这样的好处是，复位弹簧30可以固定阀芯20与阀体10在周向上的相对位置，从而防止所述阀芯20绕轴线旋转，保证所述阀芯20的所述节流通道21的入口与所述冷媒进口11的位置相对应，提高使用的稳定性。

在上述实施例中，在阀芯20位移至节流位置的位移方向上，连通室14的过流面面积逐渐缩小。本实用新型的节流阀通过将连通室14 的过流面面积逐渐缩小，使连通室14内壁形成弯折台阶结构，从而实现对阀芯20的限位；另外，连通室14形成的斜面还可以加速冷媒的流动，实现一物多用。

在上述实施例中，凸起22的端部指向冷媒出口12。节流通道21 在位于凸起22的部分形成直管通道，直管通道的轴线与凸起22的回转轴线平行或共线。本实用新型的节流阀通过将凸起22的端部指向冷媒出口12，并且使直管通道的轴线与凸起22的回转轴线平行或共线，从而可以使节流后的冷媒直接进入冷媒出口12，缩短冷媒行程，使节流后的冷媒可以顺利排出。

当然，除了采用第一实施例的复位弹簧30，节流阀还包括复位弹性件40，复位弹性件40弹性设置在气压室13或者连通室14内，复位弹性件40的一端与阀体10的内壁固定连接，复位弹性件40的另一端连接在阀芯20上，复位弹性件40用于将阀芯20自节流位置复位至正常流通位置。如图4至图6所示的第二个实施例中，是将复位弹性件 40设置在气压室13中，本实用新型的节流阀通过设置复位弹性件40，可以使阀芯20从节流位置复位至正常流通位置，从而实现节流与低阻力流通之间的切换。另外，可以将复位弹性件40的端部分别与阀芯20、阀体10内壁固定，这样的好处是，复位弹性件40可以固定阀芯20与阀体10在周向上的相对位置，从而防止所述阀芯20绕轴线旋转，保证所述阀芯20的所述节流通道21的入口与所述冷媒进口11的位置相对应，提高使用的稳定性。

如图7至9所示的第三个实施例中，阀体10上还设置有限位部15，在节流位置，阀芯20与限位部15限位配合。限位部15为阀体10内壁上的环形凸起或限位凸包。本实用新型的节流阀通过设置限位部15 可以使阀芯20在节流位置处停止移动，从而实现节流。

在另一实施例中，阀体10内壁上设置有第一导向部，阀芯20上设置有与第一导向部对应的第二导向部，第一导向部与第二导向部在阀体10的轴向上滑动配合，同时，第一导向部与第二导向部在阀体10 的周向上限位配合，以使阀芯20仅能沿阀体10的轴向移动。本实用新型的节流阀通过设置第一导向部和第二导向部，可以使阀芯20仅能沿阀体10的轴向移动，从而防止阀芯20绕中轴线旋转，保证阀芯20 的节流通道21的入口与冷媒进口11的位置相对应。而且，在安装阀芯20过程中，将第一导向部和第二导向部对应安装后，即可保证节流通道21的入口与冷媒进口11相对应，属于一物多用。在具体实施过程中，第一导向部为导轨或导槽，第二导向部为与第一导向部相匹配的导槽或导轨。

在另一实施例中，阀体10内壁上设置有第一导向部，阀芯20上设置有与第一导向部对应的第二导向部，第一导向部与第二导向部在阀芯20的轴向上滑动配合，同时，第一导向部与第二导向部在阀芯20 的周向上限位配合，以使阀芯20仅能沿自身的轴向移动。本实用新型的节流阀通过设置第一导向部和第二导向部，可以使阀芯20仅能沿自身的轴向移动，从而防止阀芯20绕中轴线旋转，保证阀芯20的节流通道21的入口与冷媒进口11的位置相对应。而且，在安装阀芯20过程中，将第一导向部和第二导向部对应安装后，即可保证节流通道21 的入口与冷媒进口11相对应，属于一物多用。在具体实施过程中，第一导向部为导轨或导槽，第二导向部为与第一导向部相匹配的导槽或导轨。

在上述实施例中，阀体10的横截面为非圆形。本实用新型的节流阀的阀体10横截面为非圆形，例如：椭圆形、半圆形或多棱柱等，阀芯20为与阀体10匹配的形状，采用这种设置方式，可以防止阀芯20 与阀体10在周向上相对移动，保证阀芯20的节流通道21的入口与冷媒进口11的位置相对应。

在上述实施例中，节流阀还包括取压管50，取压管50第一端与气压室13连通，取压管50第二端与气源连通。本实用新型的节流阀通过设置取压管50，可以使气压室13通过取压管50与气源连通，从而使气压室13内产生可以推动阀芯20移动的高压。通过采用取压管50，由于取压管50内冷媒流速近似为0，其流通阻力忽略不计，而其余的绝大部分高压冷媒气体从冷凝器流过到达节流通道后压力会有很大的损失，因此，气压室13内的压力会大于连通室14的压力，故能推动活塞下行。

在具体实施过程中，阀体10可以设计为T型结构，通过缩径成型或者焊接成型等工艺可以得到阀体10，阀体10的冷媒进口11与进管焊接，较优的做法是将冷媒进口11做成向外翻折的翻边孔，进管直径为D，进管插入翻边孔进行焊接密封，并且保证进管的插入端不会突出阀体10的内壁，防止对阀芯20运动造成阻碍。

阀体10的一端为冷媒出口12，另一端设置有密封端盖，密封端盖与阀体10焊接密封，复位弹性件40固定在阀芯20端面与密封端盖上，密封端盖上连接有向外的取压管50或者取压管接口。

阀芯20朝向冷媒出口12的一端的凸起22可以制成倒圆台形状或锥形结构，当然并非限定形状，也可以是圆柱体、方柱体等结构的凸起，可以缩短冷媒流动行程、引导复位弹簧30、减少阀芯20移动距离以及减小阀芯20的质量等诸多作用，阀芯20内形成有节流通道21，节流通道21包括两部分，一部分是位于凸起内部的细长的节流段，孔径为d，起到节流作用，节流段的尽头垂直向外开具有另外一条较大直径并通向阀芯20外壁面的分配段，分配段孔径范围为0.5D≤孔径≤D，并且分配段在阀芯20体表面开具有倒边角形成圆滑过渡孔，其中外缘孔径D，分配段的水平深度超过节流段一定距离为宜，这样便于加工，分配段在阀芯20表面的倒边角孔边缘离阀芯20中部端面的最近距离为D-d。

需要说明的是，复位弹簧30或复位弹性件40需经设计计算，主要影响因素有气压室压力工作范围、活塞体质量、节流降低值、流量大小等。

另外，阀芯20采用低摩擦系数材料，比如聚四氟乙烯制成，其外径与阀体10内径密切配合，保证气压室13内通过阀芯20与阀体10 之间的间隙泄露量控制在设计范围之内，泄露后的压力不超过节流通道21节流减压后的压力值。

根据本实用新型的第四个实施例，公开了一种换热系统，包括上述的节流阀。

本实用新型的换热系统，可以将取压管50的第二端与压缩机排气管连通，通过高压排气驱动阀芯20运行，内置有节流通道21的阀芯 20在高压气体压力、弹簧力和阀芯20重力等作用下移动，节流通道 21串联到原来的超低阻力流道之中实现节流减压；换热系统停机则高压排气压力降低，阀芯20在弹簧力的驱动下返回原位，节流通道退出原超低阻力流道，则系统实现超低阻力运行模式。阀体10下部缩径变形或者采用限位环、限位凸包等限制活塞的下行最低位置。由于本实用新型的节流阀件无需外部电源驱动，能通过节流通道21节流减压，也能实现超低阻力的流通，从而降低系统控制难度、简化换热系统。

根据本实用新型的第五个实施例，公开了一种空调，包括上述的换热系统。

显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (19)

1.一种节流阀，其特征在于，包括：

阀体(10)，所述阀体(10)具有腔体、冷媒进口(11)和冷媒出口(12)，所述冷媒进口(11)与所述冷媒出口(12)均与所述腔体连通；

阀芯(20)，所述阀芯(20)可移动地设置在所述阀体(10)内，所述阀芯(20)具有节流通道(21)，所述阀芯(20)具有节流位置和正常流通位置；

在所述节流位置，所述阀芯(20)位于所述冷媒进口(11)位置处，所述节流通道(21)的入口与所述冷媒进口(11)连通，所述节流通道(21)的出口与所述冷媒出口(12)连通；

在所述正常流通位置，所述阀芯(20)避开所述冷媒进口(11)和所述冷媒出口(12)，所述冷媒进口(11)通过所述腔体与所述冷媒出口(12)直接连通，所述阀芯(20)通过移动在所述节流位置和所述正常位置间切换。

2.根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于，

所述阀芯(20)将所述腔体分隔为气压室(13)和连通室(14)，所述气压室(13)与气源连通，所述连通室(14)与所述冷媒出口(12)连通；

所述气压室(13)与所述连通室(14)之间存在压力差，所述阀芯(20)在所述气压室(13)与所述连通室(14)之间存在的压力差驱动下移动。

3.根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于，

在所述正常流通位置，所述冷媒进口(11)与所述连通室(14)直接连通。

4.根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于，

所述冷媒进口(11)位于所述阀体(10)的侧壁上，所述节流通道(21)的入口位于所述阀芯(20)的侧壁上，在所述节流位置，所述节流通道(21)的入口与所述冷媒进口(11)位置相对应并连通。

5.根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于，

所述阀芯(20)上还设置有凸起(22)，所述凸起(22)位于所述连通室(14)内，所述节流通道(21)的出口位于所述凸起(22)的端部，所述节流通道(21)与所述连通室(14)连通。

6.根据权利要求5所述的节流阀，其特征在于，所述节流阀还包括：

复位弹簧(30)，所述复位弹簧(30)弹性设置在所述连通室(14)内，所述复位弹簧(30)套设在所述凸起(22)上，所述复位弹簧(30)的一端抵接在所述阀体(10)内壁上，所述复位弹簧(30)的另一端抵接在所述阀芯(20)上，所述复位弹簧(30)用于将所述阀芯(20)自所述节流位置复位至所述正常流通位置。

7.根据权利要求5所述的节流阀，其特征在于，

所述凸起(22)的端部指向所述冷媒出口(12)。

8.根据权利要求5或7所述的节流阀，其特征在于，

所述节流通道(21)在位于所述凸起(22)的部分形成直管通道，所述直管通道的轴线与所述凸起(22)的回转轴线平行或共线。

9.根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于，所述节流阀还包括：

复位弹性件(40)，所述复位弹性件(40)弹性设置在所述气压室(13)或者所述连通室(14)内，所述复位弹性件(40)的一端与所述阀体(10)的内壁固定连接，所述复位弹性件(40)的另一端连接在所述阀芯(20)上，所述复位弹性件(40)用于将所述阀芯(20)自所述节流位置复位至所述正常流通位置。

10.根据权利要求6所述的节流阀，其特征在于，

在所述阀芯(20)位移至所述节流位置的位移方向上，所述连通室(14)的过流面面积逐渐缩小。

11.根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于，

所述阀体(10)上还设置有限位部(15)，在所述节流位置，所述阀芯(20)与所述限位部(15)限位配合。

12.根据权利要求11所述的节流阀，其特征在于，

所述限位部(15)为所述阀体(10)内壁上的环形凸起。

13.根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于，

所述阀体(10)内壁上设置有第一导向部，所述阀芯(20)上设置有与所述第一导向部对应的第二导向部，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀体(10)的轴向上滑动配合，同时，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀体(10)的周向上限位配合，以使所述阀芯(20)仅能沿所述阀体(10)的轴向移动。

14.根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于，

所述阀体(10)内壁上设置有第一导向部，所述阀芯(20)上设置有与所述第一导向部对应的第二导向部，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀芯(20)的轴向上滑动配合，同时，所述第一导向部与所述第二导向部在所述阀芯(20)的周向上限位配合，以使所述阀芯(20)仅能沿自身的轴向移动。

15.根据权利要求13或14所述的节流阀，其特征在于，

所述第一导向部为导轨或导槽，所述第二导向部为与所述第一导向部相匹配的导槽或导轨。

16.根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于，

所述阀体(10)的横截面为非圆形。

17.根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于，所述节流阀还包括：

取压管(50)，所述取压管(50)第一端与所述气压室(13)连通，所述取压管(50)第二端与气源连通。

18.一种换热系统，其特征在于，包括权利要求1至17中任一项所述的节流阀。

19.一种空调，其特征在于，包括权利要求18所述的换热系统。

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