DE102012211519A1 - Expansion valve for use in refrigerant circuit that is flow throughable by fluid to cool battery in e.g. electrical vehicle, has throat part whose flow cross-section is controllable by movement of one component relative to another component - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Expansionsventil, insbesondere zum Einsatz in einem Kältemittelkreislauf, welches von einem Fluid durchströmbar ist, mit einem Gehäuse, einer ersten Engstelle und einer zweiten Engstelle.The invention relates to an expansion valve, in particular for use in a refrigerant circuit, which can be flowed through by a fluid, with a housing, a first constriction and a second constriction.
Stand der TechnikState of the art
Um in Kältemittelkreisläufen eine bedarfsgerechte Durchströmung des Verdampfers zu gewährleisten, ist es notwendig eine Vorrichtung in den Kreislauf zu integrieren, die es ermöglicht abhängig von der auftretenden Last den Kältemittelstrom anzupassen.In order to ensure a demand-based flow through the evaporator in refrigerant circuits, it is necessary to integrate a device in the circuit, which makes it possible to adjust the refrigerant flow depending on the load occurring.
Hierzu werden häufig sogenannte thermostatische Expansionsventile eingesetzt. Diese ermöglichen zum einen ein vollständiges Absperren eines Kältemittelzweiges, andererseits ermöglichen sie im geöffneten Zustand eine Regulierung des Massenstroms des Kältemittels in Abhängigkeit von dem Hochdruck, dem Niederdruck und den Fluidtemperaturen, welche im Kältemittelkreislauf vorherrschen.For this purpose, so-called thermostatic expansion valves are often used. On the one hand, these enable a complete shut-off of a refrigerant branch, while on the other hand they allow a regulation of the mass flow of the refrigerant in the open state as a function of the high pressure, the low pressure and the fluid temperatures prevailing in the refrigerant circuit.
Insbesondere für den Einsatz in Kältemittelkreisläufen zur Kühlung von Batterien, wie sie etwa in Elektro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, wird häufig ein zweiter Kältemittelkreislaufzweig neben dem Kältemittelkreislauf für die Fahrzeugklimatisierung in Fahrzeugen integriert.In particular, for use in refrigerant circuits for cooling batteries, as used for example in electric and hybrid vehicles, often a second refrigerant circuit branch is integrated next to the refrigerant circuit for vehicle air conditioning in vehicles.
Hierbei werden häufig Kältemittelkreisläufe verwendet, in denen ein Kabinen- und ein Batterieverdampfer parallel zueinander mit Kältemittel durchströmt werden. Zur Steuerung der bedarfsgerechten Durchströmung der beiden Verdampfer werden häufig in beiden Kreislaufzweigen absperrbare thermostatische Expansionsventile eingesetzt.In this case, refrigerant circuits are frequently used in which a cabin and a battery evaporator are flowed through in parallel with each other with refrigerant. To control the demand-based flow through the two evaporators lockable thermostatic expansion valves are often used in both circuit branches.
Die dauerhafte Durchströmung des Batteriezweiges mit Kältemittel kann zu einer zu starken Abkühlung der Batterie führen, daher wird oftmals der Batteriezweig bedarfsweise je nach Betriebsbedingungen mit Kältemittel durchströmt. Es entsteht so ein Zweipunktbetrieb des Batteriezweiges, unabhängig vom Klimaverdampferzweig des Kältemittelkreislaufes.The continuous flow of the battery branch with refrigerant can lead to excessive cooling of the battery, therefore, often the battery branch is, if necessary, flows through depending on the operating conditions with refrigerant. This creates a two-point operation of the battery branch, regardless of the climatic evaporator branch of the refrigerant circuit.
Da in der Regel die Last im Kabinenkältemittelkreislauf größer als im Batteriekreislauf ist, wird der Hochdruck im Kreislauf durch die Kabinenklimatisierung bestimmt. Außerdem ergibt sich häufig eine im Mittel nicht stark variierende Verdampfer-Last im Batteriezweig.Since usually the load in the cabin refrigerant circuit is greater than in the battery circuit, the high pressure in the circuit is determined by the cabin air conditioning. In addition, often results in an average not very varying evaporator load in the battery branch.
Sofern die Leistung am Batterieverdampfer nicht stark variiert, ist keine Massenstromregulierung im Batteriezweig erforderlich, was dazu führt, dass keine Rückkopplung zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite, wie sie bei herkömmlichen thermostatischen Expansionsventilen herrscht, notwendig ist. Es können dann Rohre bzw. Blenden mit fixer Engstellengeometrie eingesetzt werden, die mittels einer Drosselöffnung das Kältemittel von einer Hochdruck- auf eine Niederdruckseite überführen.Unless the performance of the battery evaporator varies widely, there is no need for mass flow regulation in the battery leg, which eliminates the need for high pressure and low pressure side feedback, as in conventional thermostatic expansion valves. It can then be used pipes or diaphragms with fixed bottleneck geometry, which convert the refrigerant from a high pressure to a low pressure side by means of a throttle opening.
Nachteilig am Stand der Technik ist insbesondere, dass herkömmliche thermostatische Expansionsventile verhältnismäßig kostenintensiv sind und eine Rückführung des Kältemittelstroms nach dem Verdampfer durch das thermostatische Expansionsventil notwendig ist.A disadvantage of the prior art is in particular that conventional thermostatic expansion valves are relatively expensive and a return of the refrigerant flow to the evaporator through the thermostatic expansion valve is necessary.
Bisher bekannte einstufige Expansionsventile, welche durch ein Rohr bzw. eine Blende mit fixer Engstellengeometrie gebildet werden, können hingegen nicht den gesamten möglichen Betriebsbereich abdecken.On the other hand, previously known single-stage expansion valves, which are formed by a tube or a diaphragm with fixed bottleneck geometry, can not cover the entire possible operating range.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Expansionsventil bereitzustellen, welches kostengünstig herzustellen ist, ein geringes Gewicht aufweist, gut in einen Kältemittelkreislauf integrierbar ist und eine bedarfsgerechte, zweistufige Druckreduzierung ermöglicht.Therefore, it is the object of the present invention to provide an expansion valve, which is inexpensive to manufacture, has a low weight, is well integrated into a refrigerant circuit and allows a demand-based, two-stage pressure reduction.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Expansionsventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the present invention is achieved by an expansion valve having the features of claim 1.
Vorteilhaft ist ein Expansionsventil, insbesondere zum Einsatz in einem Kältemittelkreislauf, welches von einem Fluid durchströmbar ist, mit einem Gehäuse, einer ersten Engstelle und einer zweiten Engstelle, wobei die erste Engstelle den Fluideinlass des Gehäuses bildet oder diesem in Strömungsrichtung nachgeordnet ist und einen konstanten Durchflussquerschnitt aufweist, und die zweite Engstelle der ersten Engstelle in Strömungsrichtung des Fluids nachgeordnet ist und einen variablen Durchflussquerschnitt aufweist, wobei der variable Durchflussquerschnitt durch eine Bewegung eines im Gehäuse angeordneten, beweglichen ersten Bauteils relativ zu einem im Gehäuse angeordneten zweiten Bauteils steuerbar ist.Advantageously, an expansion valve, in particular for use in a refrigerant circuit, which is traversed by a fluid having a housing, a first constriction and a second constriction, wherein the first constriction forms the fluid inlet of the housing or downstream of this in the flow direction and a constant flow cross-section and the second constriction is arranged downstream of the first constriction in the flow direction of the fluid and has a variable flow cross section, wherein the variable flow cross section is controllable by a movement of a movable first component arranged in the housing relative to a second component arranged in the housing.
Auch zu bevorzugen ist es, wenn das zweite Bauteil im Gehäuse lagefixiert, was bewirkt, dass die Steuerbarkeit der Relativbewegung des ersten und des zweiten Bauteils zueinander verbessert wird.It is also preferable if the second component is fixed in position in the housing, which has the effect of improving the controllability of the relative movement of the first and of the second component relative to one another.
Außerdem zu bevorzugen ist es, wenn sich der variable Durchflussquerschnitt der zweiten Engstelle abhängig von einem Differenzdruck einstellt, so dass sich der Durchflussquerschnitt aufgrund eines steigenden Differenzdruckes verkleinert, wobei der Differenzdruck im Wesentlichen die Differenz eines Druckniveaus vor der ersten Engstelle und eines Druckniveaus nach der zweiten Engstelle ist. In addition, it is preferable if the variable flow cross-section of the second bottleneck adjusts depending on a differential pressure, so that the flow cross-section decreases due to an increasing differential pressure, wherein the differential pressure substantially the difference of a pressure level before the first bottleneck and a pressure level after the second Bottleneck is.
Vor der ersten Engstelle des Expansionsventils herrscht ein Druckniveau, das im Vergleich zum Druckniveau, welches nach der zweiten Engstelle herrscht größer ist. Zwischen diesem Druckniveau vor der ersten Engstelle und dem Druckniveau nach der zweiten Engstelle herrscht somit ein Differenzdruck.There is a pressure level in front of the first constriction of the expansion valve, which is greater in comparison to the pressure level prevailing after the second constriction. Between this pressure level before the first constriction and the pressure level after the second constriction there is thus a differential pressure.
Gemäß dem vorherrschenden Differenzdruck stellt sich der variable Querschnitt der zweiten Engstelle über eine Rückstellkraft ein, wobei diese Rückstellkraft in Öffnungsrichtung der zweiten Engstelle wirkt. Das heißt, dass mit steigendem Differenzdruck der Öffnungsquerschnitt der zweiten Engstelle reduziert wird.In accordance with the prevailing differential pressure, the variable cross section of the second constriction adjusts via a restoring force, this restoring force acting in the opening direction of the second constriction. This means that with increasing differential pressure the opening cross-section of the second bottleneck is reduced.
Die Drücke vor der ersten Engstelle und nach der zweiten Engstelle wirken dabei jedoch nicht unmittelbar auf die beweglichen Bauteile innerhalb des Expansionsventils. Die Drücke, welche schließlich auf die beweglichen Bauteile des Expansionsventils wirken sind jedoch eine direkte Folge der Drücke vor der ersten und nach der zweiten Engstelle.However, the pressures in front of the first constriction and after the second constriction do not act directly on the moving components within the expansion valve. However, the pressures that eventually act on the moving components of the expansion valve are a direct consequence of the pressures before the first and second bottlenecks.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das erste Bauteil zumindest eine erste Öffnung aufweist und das zweite Bauteil zumindest eine zweite Öffnung aufweist, durch welche die Bauteile vom Fluid durchströmbar sind.It is also advantageous if the first component has at least one first opening and the second component has at least one second opening through which the components can be flowed through by the fluid.
Auch zweckmäßig ist es, wenn das erste Bauteil in Strömungsrichtung nach der ersten Engstelle angeordnet ist.It is also expedient if the first component is arranged downstream of the first constriction in the flow direction.
Hierdurch wird sichergestellt, dass die zweite Engstelle, welche durch das erste Bauteil mit ausgebildet ist, hinter der ersten Engstelle angeordnet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da somit die zweite Engstelle in einem Bereich des Expansionsventils ist, an der das Druckniveau des Kältemittels im Vergleich zum Druckniveau vor dem Expansionsventil bereits reduziert ist, wodurch sich insbesondere die Auslegung der Rückstellkraft des Expansionsventils z. B. über eine Feder vorteilhaft gestaltet.This ensures that the second constriction, which is formed by the first component, is arranged behind the first constriction. This is particularly advantageous, since thus the second bottleneck is in a region of the expansion valve at which the pressure level of the refrigerant is already reduced in comparison to the pressure level before the expansion valve, which in particular the design of the restoring force of the expansion valve z. B. designed advantageous over a spring.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das zweite Bauteil so im Gehäuse angeordnet ist, dass es erst nachdem das erste Bauteil durchströmt ist, durchströmt wird.It is also advantageous if the second component is arranged in the housing such that it flows through only after the first component has flowed through.
Durch die Anordnung der Teile nacheinander in Strömungsrichtung und die Eigenschaften des ersten Bauteils, welches innerhalb des Gehäuses verschiebbar ist und des zweiten Bauteils, welches innerhalb des Gehäuses fixiert ist, ist es möglich, dass sich das erste Bauteil relativ zum zweiten Bauteil so bewegt, dass zwischen den Bauteilen entweder ein Raum veränderlicher Größe entsteht oder eine Öffnung veränderlicher Größe im ersten Bauteil.Due to the arrangement of the parts successively in the flow direction and the properties of the first component, which is displaceable within the housing and the second component, which is fixed within the housing, it is possible that the first component relative to the second component moves so that between the components either a space of variable size or an opening of variable size in the first component.
Der Gesamtdurchflusswiderstand wird durch die fixe Öffnung der ersten Engstelle und in der zweiten Engstelle durch die fixe oder variable Öffnung des ersten Bauteils, dem fixen oder variablen Raum zwischen den Bauteilen und der fixen Öffnung des zweiten Bauteils bestimmt, welche in dieser Reihenfolge von dem Fluid durchströmt werden.The total flow resistance is determined by the fixed opening of the first constriction and in the second constriction by the fixed or variable opening of the first component, the fixed or variable space between the components and the fixed opening of the second component, which flows through the fluid in this order become.
Auch zu bevorzugen ist es, wenn das erste und/oder das zweite Bauteil so ausgebildet ist, dass jeweils ein minimaler Durchflussquerschnitt größer 0 gewährleistet ist.It is also preferable if the first and / or the second component is designed such that in each case a minimum flow cross-section greater than 0 is ensured.
Hierdurch ist gewährleistet, dass das Expansionsventil zu jeder Zeit mit mindestens einem Minimaldurchsatz durchströmt werden kann. Ein vollständiger Verschluss des Expansionsventils würde den gesamten Kältemittelkreislauf, in dem das Expansionsventil verbaut ist, zum Stillstand bringen. Vorteilhafterweise ist die Auslegung des Minimaldurchsatzes an den Erfordernissen der restlichen im Kältemittelkreislauf integrierten Komponenten zu orientieren.This ensures that the expansion valve can be flowed through with at least a minimum throughput at all times. A complete closure of the expansion valve would bring the entire refrigerant circuit in which the expansion valve is installed to a standstill. Advantageously, the design of the minimum flow rate should be based on the requirements of the remaining components integrated in the refrigerant circuit.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die erste Engstelle durch ein Rohr oder eine Blende mit einem konstanten Durchflussquerschnitt gebildet ist.Moreover, it is advantageous if the first constriction is formed by a pipe or a diaphragm with a constant flow cross-section.
Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn das Expansionsventil eine Federhülse als erstes Bauteil aufweist, welche an den in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen des Gehäuses in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist.It is further expedient if the expansion valve has a spring sleeve as the first component, which is supported movably in the flow direction on the inner surfaces of the housing extending in the flow direction.
Die Federhülse ist hier besonders vorteilhaft, da eine Hülse bessere Gleiteigenschaften auf den Innenflächen des Gehäuses aufweist als etwa eine Scheibe. Die Gefahr des Verklemmens durch Verkippen ist durch den Einsatz einer Hülse deutlich reduziert.The spring sleeve is particularly advantageous here, since a sleeve has better sliding properties on the inner surfaces of the housing than, for example, a disk. The risk of jamming by tilting is significantly reduced by the use of a sleeve.
Auch zweckmäßig ist es, wenn im Inneren der Federhülse eine Feder parallel zur Strömungsrichtung angeordnet ist, die stirnseitig zwischen dem Gehäuse und der Federhülse abgestützt ist.It is also expedient if, in the interior of the spring sleeve, a spring is arranged parallel to the flow direction, which is supported on the end face between the housing and the spring sleeve.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Federhülse die zumindest erste Öffnung in der in Strömungsrichtung liegenden Stirnseite aufweist.It is also advantageous if the spring sleeve has the at least first opening in the end face lying in the flow direction.
Außerdem zu bevorzugen ist es, wenn das Expansionsventil eine Anschlaghülse als zweites Bauteil aufweist, welche im Gehäuse in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen lagefixiert ist. In addition, it is preferable if the expansion valve has a stop sleeve as the second component, which is fixed in position in the housing in the direction of flow extending inner surfaces.
Die Abstützung der Feder am Gehäuse führt dazu, dass die Federhülse direkt relativ zum Gehäuse und damit zum im Gehäuse fixierten zweiten Bauteil, welches durch eine Anschlaghülse gebildet ist, beweglich ist. Dies ist vorteilhaft für die Funktionsweise des zweistufigen Expansionsventils.The support of the spring on the housing causes the spring sleeve directly relative to the housing and thus fixed in the housing second component, which is formed by a stop sleeve, is movable. This is advantageous for the operation of the two-stage expansion valve.
Durch den oben beschriebenen Aufbau wird ein wirksames zweistufiges Expansionsventil mit einer geringen Anzahl von Bauteilen und einem einfachen Aufbau geschaffen. Insbesondere hinsichtlich der kostengünstigen Massenfertigung ist dies vorteilhaft.By the construction described above, an efficient two-stage expansion valve with a small number of components and a simple structure is provided. This is advantageous in particular with regard to cost-effective mass production.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn die Stirnseite der Federhülse der ersten Engstelle zugewandt ist, und in dieser ein erster Endbereich eines zweiten Rohres aufgenommen ist, welches an seinem zweiten Endbereich in einer Führungshülse aufgenommen ist.In an alternative embodiment, it is advantageous if the end face of the spring sleeve faces the first constriction, and in this a first end portion of a second tube is accommodated, which is accommodated at its second end portion in a guide sleeve.
Dabei auch vorteilhaft ist es, wenn in Strömungsrichtung nachfolgend auf die Führungshülse eine Anschlaghülse als zweites Bauteil angeordnet ist, welche im Gehäuse in Strömungsrichtung lagefixiert ist.It is also advantageous if a stop sleeve is arranged as a second component downstream of the guide sleeve in the flow direction, which is fixed in position in the housing in the flow direction.
Die beschriebene Ausführungsform zeichnet sich ebenfalls durch einen einfachen Aufbau aus, der nur einen geringen Bauraum beansprucht und dabei trotzdem eine wirksame zweistufige Expansion des Kältemittels zulässt.The embodiment described is also characterized by a simple structure, which requires only a small space and still allows an effective two-stage expansion of the refrigerant.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist es zweckmäßig, wenn das Expansionsventil einen Kolben als erstes Bauteil aufweist, der an den in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen des Gehäuses in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist.In a further alternative embodiment, it is expedient for the expansion valve to have a piston as the first component which is movably supported in the flow direction in the direction of flow in the inner surfaces of the housing.
Ein Kolben weist insbesondere vorteilhafte Gleiteigenschaften auf der Innenfläche des Gehäuses auf.A piston in particular has advantageous sliding properties on the inner surface of the housing.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Kolben durch einen abgestuften Körper mit jeweils zwei Innendurchmessern und zwei Außendurchmessern gebildet ist, wobei der Kolben mit den Außenflächen des größeren Außendurchmessers an den Innenflächen des Gehäuses in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist.Furthermore, it is expedient if the piston is formed by a stepped body with two inner diameters and two outer diameters, wherein the piston is movably supported with the outer surfaces of the larger outer diameter on the inner surfaces of the housing in the flow direction.
Durch die Abstufung des Kolbens ist es möglich den Kolben zum einen an der Innenfläche des Gehäuses zu führen und gleichzeitig den Kolben in eine Federhülse einzustecken, die ebenfalls an der Innenfläche des Gehäuses geführt ist, wodurch weniger Bauteile benötigt werden.By the gradation of the piston, it is possible to guide the piston on the one hand on the inner surface of the housing and at the same time insert the piston in a spring sleeve, which is also guided on the inner surface of the housing, whereby fewer components are needed.
Außerdem weist der Kolben im Bereich des kleineren Außendurchmessers zumindest einen ersten Schlitz auf, der in Strömungsrichtung verläuft und die zumindest erste Öffnung bildet. Der Schlitz kann hierbei auch eine Querschnittsänderung aufweisen.In addition, in the region of the smaller outer diameter, the piston has at least one first slot, which extends in the flow direction and forms the at least first opening. The slot can in this case also have a change in cross section.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Kolben im Bereich des kleineren Außendurchmessers zumindest teilweise in eine Federhülse eingesteckt ist, und gegen die in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen der Federhülse in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist.It is also advantageous if the piston is at least partially inserted into a spring sleeve in the region of the smaller outside diameter, and is movably supported in the flow direction against the inner surfaces of the spring sleeve extending in the direction of flow.
Auch zu bevorzugen ist es, wenn die Federhülse das zweite Bauteil bildet und beispielsweise im Gehäuse in Strömungsrichtung lagefixiert ist.It is also preferable if the spring sleeve forms the second component and is fixed in position in the housing in the flow direction, for example.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zwischen der Federhülse und dem Kolben eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufende Feder angeordnet ist, die zwischen der Federhülse und dem Kolben abgestützt ist.It is also advantageous if between the spring sleeve and the piston a parallel to the flow direction extending spring is arranged, which is supported between the spring sleeve and the piston.
Die Feder wirkt somit auf die Relativbewegung zwischen der Federhülse und dem Kolben ein, wodurch die variable Schlitzlänge vorteilhaft beeinflusst werden kann.The spring thus acts on the relative movement between the spring sleeve and the piston, whereby the variable slot length can be favorably influenced.
Außerdem vorteilhaft ist es, wenn die Federhülse auf einer Anschlaghülse abgestützt ist, wobei die Anschlaghülse das zweite Bauteil bildet, welche beispielsweise im Gehäuse an den in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen des Gehäuses fixiert ist.It is also advantageous if the spring sleeve is supported on a stop sleeve, wherein the stop sleeve forms the second component, which is fixed for example in the housing to the running in the direction of flow inner surfaces of the housing.
Die Federhülse kann an der fixierten Anschlaghülse abgestützt werden, was eine Relativbewegung des Kolbens zur Federhülse vorteilhaft unterstützt, da die Federhülse selbst in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist.The spring sleeve can be supported on the fixed stop sleeve, which advantageously supports a relative movement of the piston to the spring sleeve, since the spring sleeve is limited even in their freedom of movement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es zu bevorzugen, wenn das Expansionsventil einen Kolben als erstes Bauteil aufweist, welcher durch einen abgestuften Körper mit jeweils zwei Innendurchmessern und zwei Außendurchmessern gebildet ist, wobei der Kolben mit den Außenflächen des größeren Außendurchmessers an den in Strömungsrichtung liegenden Innenflächen einer Federhülse in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist, wobei die Federhülse im Gehäuse in Strömungsrichtung lagefixiert ist und das zweite Bauteil bildet.In a further advantageous embodiment, it is preferable if the expansion valve has a piston as the first component, which is formed by a stepped body with two inner diameters and two outer diameters, wherein the piston with the outer surfaces of the larger outer diameter at the inner surfaces lying in the flow direction a spring sleeve is movably supported in the flow direction, wherein the spring sleeve is fixed in position in the housing in the flow direction and forms the second component.
Auch zweckmäßig ist es, wenn zwischen der Federhülse und dem Kolben eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufende Feder angeordnet ist, die zwischen der Federhülse und dem Kolben abgestützt ist.It is also appropriate if between the spring sleeve and the piston a parallel to the flow direction extending spring is arranged, which is supported between the spring sleeve and the piston.
In einer alternativen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn im Inneren des Gehäuses eine Federhülse angeordnet ist, welche beispielsweise im Gehäuse an den in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen des Gehäuses fixiert ist, und das zweite Bauteil bildet.In an alternative embodiment, it is advantageous if a spring sleeve is arranged in the interior of the housing, which is fixed, for example in the housing on the inner surfaces extending in the flow direction of the housing, and forms the second component.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn im Inneren der Federhülse ein beweglicher Kolben angeordnet ist, der mit seinen in Strömungsrichtung verlaufenden Außenflächen an den in Strömungsrichtung verlaufenden Innenflächen der Federhülse in Strömungsrichtung beweglich abgestützt ist und das erste Bauteil bildet.It is also advantageous if a movable piston is arranged in the interior of the spring sleeve, which is supported with its outer surfaces extending in the direction of flow at the inner surfaces of the spring sleeve extending in the flow direction in the flow direction and forms the first component.
Auch zweckmäßig ist es, wenn zwischen dem Kolben und der Federhülse eine parallel zur Strömungsrichtung verlaufende Feder angeordnet ist, die zwischen dem Kolben und der Federhülse abgestützt ist.It is also expedient if between the piston and the spring sleeve, a parallel to the flow direction extending spring is arranged, which is supported between the piston and the spring sleeve.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn auf der, der ersten Engstelle zugewandten Seite der Stirnfläche der Federhülse zumindest ein Körper konzentrisch mit der zumindest ersten Öffnung des Kolbens angeordnet ist.It is also advantageous if at least one body is arranged concentrically with the at least first opening of the piston on the side of the end face of the spring sleeve facing the first constriction.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.Advantageous developments of the present invention are described in the subclaims and the following description of the figures.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:In the following the invention will be explained in detail by means of an embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die restlichen Bezugszeichen sind jeweils figurenspezifisch und werden zu jeder Figur einzeln eingeführt.The remaining reference numerals are each figure-specific and are introduced to each figure individually.
Die
Das Kältemittel strömt durch die erste Engstelle
Nach dem Durchströmen der ersten Engstelle
Die Federhülse
Die Federhülse
Die Anschlaghülse
Um eine korrekte Funktion des Expansionsventils zu erreichen, dürfen die Öffnungen
Die Anschlaghülse
Die Anschlaghülse
Die Durchströmungsrichtung
In den
Im Falle der in
Hierzu herrscht auf der, der ersten Engstelle
Der erste Druck resultiert aus dem Druck vor der ersten Engstelle
Der zweite Druck resultiert aus dem Druck nach der zweiten Engstelle, jedoch beeinflusst durch die Öffnungen
Die in
Nach dem Durchströmen des Rohres
Durch die Federhülse
Die Anschlaghülse
Für den Fall, dass die Federhülse
Dies ist sichergestellt durch die Länge des zweiten Rohres
Die Gestaltung der Anschlaghülse
Die Öffnung
Die zweite Engstelle wird insgesamt durch das zweite Rohr
Bezüglich der in Abhängigkeit eines Differenzdruckes variablen zweiten Engstelle
Der erste Druck wirkt hierbei abweichend von
In der
Im rechten Teil der
Der größere Außerdurchmesser des Kolbens
Das Kältemittel strömt damit von außen durch die Engstelle
Der Abschnitt des geringeren Außendurchmessers des Kolbens
Die Federhülse
In der Federhülse
Bezüglich der in Abhängigkeit eines Differenzdruckes variablen zweiten Engstelle
Der erste Druck wirkt hierbei abweichend von den
Der zweite Druck ist in
Die
Die Federhülse
In
Bezüglich der in Abhängigkeit eines Differenzdruckes variablen zweiten Engstelle
Der erste Druck wirkt hierbei wie in
Der zweite Druck resultiert in
In der
Der Kolben
An seinem der ersten Engstelle
Die fixe Federhülse
Bezüglich der in Abhängigkeit eines Differenzdruckes variablen zweiten Engstelle
Der erste Druck wirkt abweichend von den
Die
Die zweite Engstelle, die nach dem Kolben
Dadurch wird der Spalt, der zwischen der Öffnung
Die Federhülse
Bezüglich der in Abhängigkeit eines Differenzdruckes variablen zweiten Engstelle
Der erste Druck wirkt dabei abweichend von den
Die
Allen Ausführungsbeispielen der beschriebenen Figuren ist gemein, dass das Gehäuse
In alternativen Ausführungsformen sind auch andere Querschnitte der Bauteile vorsehbar, so könnte beispielsweise das Gehäuse und damit die im Gehäuse angeordneten Bauteile auch rechteckige Querschnitte aufweisen, oder es könnte ein nach außen hin rechteckiges Gehäuse einen zylindrischen Innerquerschnitt aufweisen mit ebenfalls zylindrischen Bauteil im Inneren. Besonders vorteilhaft ist die zylindrische Gestaltung insbesondere der Gehäuseinnenflächen und der im Gehäuse angeordneten Bauteile, da so die Bauteile besonders störungsfrei aufeinander gleiten können.In alternative embodiments, other cross sections of the components are providable, for example, the housing and thus arranged in the housing components could also have rectangular cross-sections, or it could have a cylindrical outwardly rectangular housing having a cylindrical inner cross-section with also cylindrical component in the interior. Particularly advantageous is the cylindrical design in particular of the housing inner surfaces and the components arranged in the housing, since in this way the components can slide on one another in a particularly trouble-free manner.
Charakteristisch für alle hier beschriebenen Expansionsventile
Hierbei ist jeweils die erste Engstelle
Die zweite Engstelle
Wie bereits beschrieben, liegt ein höheres Druckniveau vor der ersten Engstelle
Der Durchflusswiderstand der zweiten Engstelle
Die jeweils in den Expansionsventilen
Alle hier gezeigten Ausführungsformen des Expansionsventils
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