CN2453351Y - 低成本电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

一种低成本电子膨胀阀,阀的开度大小是由电磁线圈的电磁力吸合衔铁臂,衔铁臂带动棘轮步进,棘轮由丝杆推动阀杆上下运动而完成的。其中：电磁线圈固定在棘轮的两侧,阀杆的丝杆部分与棘轮相连,棘轮的轴芯上套着衔铁臂,衔铁臂下方定位棘轮爪,衔铁臂在回位弹簧的作用下回位。其特点是具有精确的过热度调节品质和很好的动态特性,结构紧凑,成本低廉,智能化接口方便,可广泛应用于空调、冰箱等制冷设备中,作为调节制冷效率及调配制冷量的机构。

Description

低成本电子膨胀阀

本实用新型涉及一种应用于制冷系统中完成过热度调节及制冷量控制的电子节流膨胀装置，具体地说是一种低成本的电子膨胀阀。

在制冷系统过热度调节及制冷量控制中，使用较多是带有智能接口的电子膨胀阀，它是由步进电机驱动减速机构来调节阀开度大小的，这种电子膨胀阀的缺点是：采用步进电机带动，成本较高、驱动信号复杂，体积也难以减小。目前，较普及的一台制冷机带多个蒸发器的系统中，采用的是传统毛细管式膨胀装置，而这种毛细管式固定通径膨胀装置，根本无法实现对单个散热器的制冷量的调配，更无法适应变频调速制冷系统所要求的大动态范围的流量变化。

本实用新型的目的正是要提供一种具有精确的过热度调节品质和很好的动态特性、驱动信号简单、易推广的低成本电子膨胀阀。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：该低成本电子膨胀阀，其特征在于阀的开度大小是由电磁线圈的电磁力吸合衔铁臂，衔铁臂带动棘轮步进，棘轮由丝杆推动阀杆上、下运动来完成的。其中：电磁线圈固定在棘轮的两侧，阀杆中间的丝杠部分与棘轮相连，棘轮的轴芯上套着衔铁臂，衔铁臂下用固定螺钉将棘轮爪定位，衔铁臂在回位弹簧的作用下回位。

当需要阀杆推进减小阀的开度时，每在正向线圈上加一个驱动脉冲，产生电磁吸力，就会将衔铁臂吸合一次，棘爪带动棘轮旋转动作一个齿距，从而推动阀杆向前动作一次。当需要阀杆后退增大阀的开度时，就在负向线圈上加一个驱动脉冲，也会将衔铁臂反向吸合一次，棘爪带动棘轮向相反方向旋转动作一个齿距，从而推动阀杆向后动作一次。这样就实现了利用简单的高脉冲驱动继电器的方式完成膨胀阀的开度控制。

由上述方案设计制造的电子膨胀阀，采用电磁继电器机构驱动一棘轮，用棘轮来带动阀杆上下运动，从而达到调节阀的开度大小。阀杆的运动可以由外界输入一个高脉冲使继电器吸合一下带动棘轮完成一个步进动作。其特点是结构紧凑、简单可靠，成本低廉，智能化接口方便。棘轮结构与丝杆推进方式相结合，能使机构在很小的电磁力下，阀杆也可以进退自如，降低了消耗，在空闲时间根本无需耗电。整个系统加工容易，装配方便，可以广泛地用于空调、冰箱等制冷设备中作为调节制冷效率及调配制冷量的机构。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1为低成本电子膨胀阀的结构示意图；

图2为图1去掉外壳上盖后的俯视图；

图3是本实用新型的一个具体运用实例图。

图中：1-上锁紧螺母；2-阀杆；3-外壳上盖；4-电磁线圈；5-衔铁臂；6-固定螺钉；7-垫片；8-棘轮爪；9-外壳下盖；10-棘轮；11-丝套；12-阀杆防转动销；13-下锁紧螺母；14-阀杆零位调节螺芯；15-控制线；16-回位弹簧。

如图1、图2，压缩机输出管道由上锁紧螺母1与本实用新型相接。

该低成本电子膨胀阀的设计要点在于，阀的开度大小是由电磁线圈4的电磁力吸合衔铁臂，衔铁臂5带动棘轮10步进，棘轮10由丝杆推动阀杆2上、下运动来完成的。其中：电磁线圈4固定在棘轮的两侧，阀杆2的中间部分有一段丝杆与棘轮10通过丝套11相连，构成一种丝杆力矩放大机构，棘轮10的轴芯上套着衔铁臂5，衔铁臂5下用固定螺钉6将棘轮爪8定位，衔铁臂在回位弹簧的作用下回位。所述阀的开度大小是由阀杆2的头部与阀杆零位调节螺芯14的间隙构成。阀杆2的下端还穿有阀杆防转动销12，阀杆防转动销12可以在阀杆零位调节螺芯14的开口鞘里滑动。阀体的外壳上盖3和下盖9是通过螺纹连接的，垫片7是为防止泄露而设置的。外壳上盖3和下盖9将阀杆2的两端固定。为了减小体积，使流道更为简洁，在设计中采用了独特的中心流动方案，即上述阀杆2为中空阀杆，其下端设有小孔，压缩过的制冷工质可经中空阀杆2下端的小孔流出。

当有转动脉冲由控制线15输入电磁线圈4时，产生电磁吸力，将衔铁臂5吸向该端，从而由棘轮爪8带动棘轮10正向或反向动作一次，脉冲结束，衔铁臂5由回位弹簧16作用而回位，阀杆2也随即进或退一段距离。由于棘轮10及丝杆的力矩放大作用，只需要很小的电磁力就可以推动阀杆2运动。该电子膨胀阀的部分件可以采用工程塑料或粉末冶金，适宜于大批量低成本生产。

如图3所示，下面介绍一种采用该低成本电子膨胀阀完成制冷效率调整及制冷量调配的实例：

一台制冷压缩机拖带了两套蒸发器(两间房各一套)，在每套蒸发器的两相区段的管外和蒸发器的出口管外各贴热敏电阻片1块，由于管壁热阻很小，热敏电阻感应到的温度，即是该处工质温度，两个温度片之间的温度差即为制冷工质的过热度。在制冷系统启动及负荷变动时，根据过热度的变化，单片机系统迅速作出增大或减小电子膨胀阀开度的判断，使系统获得最佳流量状态。如果系统接到需要改变某一部分的制冷量甚至关闭时，电子膨胀阀可以迅速调节开度直至关闭。这是普通固定式节流膨胀装置无法比拟的，与其相比该方式可节电10％-15％，如果和变频调速机构结合起来更可达到40％左右。电子膨胀阀精确的过热度调节品质和很好的动态特性，能使系统在变动工况下快速进入稳定状态，避免了流量调节波动造成压缩机回液，也就不会象使用其它膨胀阀一样，为防止回液要对蒸发器留出足够的设计裕度，由此可将蒸发器的效率提高20％左右，给整个系统节省了材料，降低了成本和重量。

综合比较，采用电子节流膨胀阀，无论从节能角度，还是可调节性上看，都是发展方向。可以预见，只要降低了成本，提高了可靠性，会有更多的产品改到采用电子膨胀阀上来。

Claims (5)

1、一种低成本电子膨胀阀，其特征在于膨胀阀的开度大小是由电磁线圈(4)的电磁力吸合衔铁臂(5)，衔铁臂(5)带动棘轮(10)步进，棘轮(10)由丝杆推动阀杆(2)上、下运动来完成的。

2、根据权利要求1所述的低成本电子膨胀阀，其特征在于上述电磁线圈(4)固定在棘轮(10)的两侧，阀杆(2)中间的丝杠部分与棘轮(10)相连，棘轮(10)的轴芯上套着衔铁臂(5)，衔铁臂(5)下用固定螺钉(6)将棘轮爪(8)定位，衔铁臂(5)在回位弹簧16)的作用下回位。

3、根据权利要求1所述的低成本电子膨胀阀，其特征在于上述膨胀阀的开度大小是由阀杆(2)的头部与阀杆零位调节螺芯(14)的间隙构成。

4、根据权利要求1所述的低成本电子膨胀阀，其特征在于上述阀杆(2)为中空阀杆，其下端设有小孔。

5、根据权利要求1所述的低成本电子膨胀阀，其特征在于阀杆(2)的下端穿有阀杆防转动销(12)，阀杆防转动销(12)可以在阀杆零位调节螺芯(14)的开口鞘里上下滑动。

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