制冷***及其热力膨胀阀
技术领域
本发明涉及流体控制部件技术领域,特别涉及一种热力膨胀阀。此外,本发明还涉及一种包括该热力膨胀阀的制冷***。
背景技术
热力膨胀阀是组成制冷***的重要部件,是制冷***四个基本部件中除去蒸发器、压缩机和冷凝器之外的另一基本部件。热力膨胀阀的主要作用是通过感应制冷***中蒸发器出口端或压缩机吸入端的过热度来控制阀的开度大小,从而实现***冷媒流量调节和节流降压的目的。
请参考图1,图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图。
该现有技术的热力膨胀阀包括阀体1′,阀体1′的上端设有气箱头5′,气箱头5′的内腔由膜片5′3分隔为上腔5′1和下腔5′2,上腔5′1通过毛细管5′4与设于蒸发器出口端或者压缩机入口端的感温部件5′5连接,感温部件5′5用来感受蒸发器出口端或者压缩机入口端的过热度,从而在上腔5′1内产生一个温度压力Pb。此外,如图1所示,下腔5′2中设有传动片6′1,该传动片6′1通过传动杆6′2与阀芯部件3′连接,具体地,传动杆6′2是与阀芯部件3′的阀芯导向座3′2连接,阀芯部件3′的阀芯3′1用于密封或者开启设于阀座2′上的阀座内孔2′1;下腔5′2通过平衡管(图1中未示出)与蒸发器出口端或者压缩机入口端连通,因而会在下腔5′2中产生一个蒸发压力Po。再者,如图1所示,阀芯导向座3′2下部连接有弹性部件4′,该弹性部件4′给予阀芯部件3′一个向上的弹力Pt。
如图1所示,上腔5′1内的温度压力Pb是使得阀芯部件3′开启的力,下腔5′2中的蒸发压力Po和弹力Pt是使得阀芯部件3′关闭的力,因而当Pb=Po+Pt时,阀芯部件3′处于平衡状态,制冷剂以固定的流量由第一接管7′1流向第二接管7′2,或者由第二接管7′2流向第一接管7′1。当蒸发器出口端的温度过高时,Pb增大,从而推动阀芯3′1向下运动,从而增大冷媒的流量;当蒸发器出口端的温度过低时,Pb减小,从而推动阀芯3′1向上运动,从而减小冷媒的流量。
然而,上述现有技术中的热力膨胀阀存在如下缺陷:
第一,为了保证制冷剂较为顺畅地由第一接口腔1′1流向第二接口腔1′2,或者由第二接口腔1′2流向第一接口腔1′1,阀芯导向座3′2的上端部设有台阶面3′21,并且使得该台阶面3′21尽量与第二接管1′2的最低点齐平,从而减少流阻。然而,该种结构设计使得阀芯3′1与阀芯导向座3′2的竖直导向面之间的距离过大,从而减弱了阀芯导向座3′2对阀芯3′1的导向作用,导致阀芯3′1运动的稳定性较差。
第二,在阀芯部件3′的两个组成部分中,阀芯导向座3′2设于阀芯3′1的下方,并且设于阀体1′的内腔中,因而导致阀芯导向座3′2的体积较大,增加了材料成本的支出;且因阀芯导向座3′2在下端,台阶面3′21又尽量与第二接管1′2的最低点齐平,增加了阀体1′的长度及材料成本支出。
有鉴于此,如何对现有技术中的热力膨胀阀作出改进,从而提高阀芯运动的稳定性,并减少导向部材料成本的支出,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种热力膨胀阀,该热力膨胀阀的结构设计一方面能够提高阀芯运动的稳定性,另一方面能够减少导向部材料成本的支出。此外,本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括该热力膨胀阀的制冷***。
为解决上述技术问题,本发明提供一种热力膨胀阀,包括设有阀座的阀体,所述阀座设有与阀芯部件配合的阀座内孔,且二者闭合时分隔所述阀体的内腔为第一接口腔和第二接口腔;所述阀芯部件设有密封或者开启所述阀座内孔下端部的阀芯;所述阀芯部件还设有连接于所述阀芯的上方并设于所述阀座内孔中的导向部,所述导向部上设有所述阀芯开启时连通所述第一接口腔和所述第二接口腔的通道。
优选地,所述导向部包括中心部及沿所述中心部的周向设置的多个导向筋,各所述导向筋的周向侧面与所述阀座内孔的孔壁贴合,且两个相邻所述导向筋之间的间隙形成所述通道。
优选地,所述阀芯的下方进一步连接有弹簧座;所述弹簧座包括弹簧座本体及设于所述弹簧座本体下方的定位部,所述热力膨胀阀的弹性部件的上端部与所述定位部配合。
优选地,所述定位部为定位凸台,所述弹性部件的上端部设于所述定位凸台的外部。
优选地,所述阀芯与所述弹簧座为一体化结构件。
优选地,所述阀芯与所述弹簧座为分体结构;所述阀芯的下方设有斜面段及连接于斜面段下方的圆柱段,所述弹簧座设有中心通孔,所述弹簧座以其中心通孔设于所述圆柱段的外部,并且所述弹簧座本体与所述斜面段连接。
优选地,所述定位部为定位孔,所述热力膨胀阀的弹性部件的上端部设于所述定位孔中。
优选地,所述阀芯与所述弹簧座为分体结构;所述弹簧座本体设有中心通孔,所述阀芯的下方连接有圆柱段,所述弹簧座本体以其中心通孔连接于所述圆柱段的外部。
优选地,所述阀芯和所述导向部为一体化结构件。
此外,为解决上述技术问题,本发明还提供一种制冷***,包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器;所述热力膨胀阀为上述任一项所述的热力膨胀阀,所述热力膨胀阀的气箱头的上腔通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接,所述气箱头的下腔与所述蒸发器的出口端连通。
在现有技术的基础上,本发明所提供的热力膨胀阀的阀芯部件还设有连接于所述阀芯的上方并设于所述阀座内孔中的导向部,所述导向部上设有所述阀芯开启时连通所述第一接口腔和所述第二接口腔的通道。导向部在阀座内孔中对阀芯起到导向作用,当阀芯开启时,制冷剂通过所述通道由第一接口腔流向第二接口腔,或者由第二接口腔流向第一接口腔。由于导向部设于阀芯的上方并设于阀座内孔中,因而导向部与阀芯之间的距离较近,导向部对阀芯的导向作用可以得到加强,因而阀芯运动的稳定性得到了显著提高。此外,由于导向部设于阀座内孔中,且阀座内孔明显小于阀体的内腔,因而导向部的材料成本可以得到显著减少;同时导向部在上端、下端弹簧座端无须导向,可以减少弹簧座外径,就没有现有技术中台阶面与第二接管的最低点齐平的限制,从而使得缩短阀体长度及减少材料消耗成为可能。
综上所述,本发明所提供的热力膨胀阀一方面能够提高阀芯运动的稳定性,另一方面能够减少阀体及导向部材料成本的支出。
此外,本发明所提供的包括上述热力膨胀阀的制冷***,其技术效果与上述热力膨胀阀的技术效果相同,在此不再赘述。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的热力膨胀阀的结构示意图;
图2为本发明第一种实施例中热力膨胀阀的结构示意图;
图3为图2中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;
图4为图2中阀芯部件的剖视图;
图5为本发明第二种实施例中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;
图6为图5中阀芯部件的剖视图;
图7为本发明第三种实施例中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;
图8为图7中阀芯部件的剖视图。
其中,图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1′阀体;1′1第一接口腔;1′2第二接口腔;2′阀座;2′1阀座内孔;
3′阀芯部件;3′1阀芯;3′2阀芯导向座;3′21台阶面;4′弹性部件;
5′气箱头;5′1上腔;5′2下腔;5′3膜片;5′4毛细管;5′5感温部件;6′1传动片;6′2传动杆;7′1第一接管;7′2第二接管。
图2至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1阀体;11第一接口腔;12第二接口腔;2阀座;21阀座内孔;
3阀芯部件;31阀芯;31a斜面段;31b圆柱段;32导向部;32a中心部;32b导向筋;33弹簧座;33a弹簧座本体;33b定位部;
4弹性部件;5气箱头;51上腔;52下腔;53膜片;
61传动片;62传动杆;71第一接管;72第二接管。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种热力膨胀阀,该热力膨胀阀的结构设计一方面能够提高阀芯运动的稳定性,另一方面能够减少阀体及导向部材料成本的支出。此外,本发明另一个核心为提供一种包括该热力膨胀阀的制冷***。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2、图3和图4,图2为本发明第一种实施例中热力膨胀阀的结构示意图;图3为图2中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;图4为图2中阀芯部件的剖视图。
如图2所示,热力膨胀阀包括阀体1,阀体1的上端设有气箱头5,气箱头5的内腔由膜片53分隔为上腔51和下腔52,上腔51通过毛细管与设于蒸发器出口端或者压缩机入口端的感温部件连接,感温部件用来感受蒸发器出口端或者压缩机入口端的过热度,从而在上腔51内产生一个温度压力Pb。此外,如图1所示,下腔52中设有传动片61,该传动片61通过传动杆62与阀芯部件3连接,阀芯部件3的阀芯31用于密封或者开启设于阀座2上的阀座内孔21;下腔52通过平衡管(图2中未示出)与蒸发器出口端或者压缩机入口端连通,因而会在下腔2中产生一个蒸发压力Po。再者,如图2所示,阀芯部件3下方连接有弹性部件4,该弹性部件4给予阀芯部件3一个向上的弹力Pt。
如图2所示,上腔51内的温度压力Pb是使得阀芯部件3开启的力,下腔52中的蒸发压力Po和弹力Pt是使得阀芯部件3关闭的力,因而当Pb=Po+Pt时,阀芯部件3处于平衡状态,制冷剂以固定的流量由第一接管71流向第二接管72,或者由第二接管72流向第一接管71。当蒸发器出口端的温度过高时,Pb增大,从而推动阀芯31向下运动,从而增大冷媒的流量;当蒸发器出口端的温度过低时,Pb减小,从而推动阀芯31向上运动,从而减小冷媒的流量。
如图2所示,在本发明的基础技术方案中,在上述现有技术的基础上,阀芯部件3还包括导向部32,该导向部32连接于阀芯31的上方并设于阀座内孔21中,并且如图4所示,导向部32上设有阀芯31开启时连通第一接口腔11和第二接口腔12的通道。
导向部32在阀座内孔21中对阀芯31起到导向作用,当阀芯31开启时,制冷剂通过所述通道由第一接口腔11流向第二接口腔12,或者由第二接口腔12流向第一接口腔11。由于导向部32设于阀芯31的上方并设于阀座内孔21中,因而导向部32与阀芯31之间的距离较近,导向部32对阀芯31的导向作用可以得到加强,因而阀芯31运动的稳定性得到了显著提高。此外,由于导向部32设于阀座内孔21中,且阀座内孔21明显小于阀体1的内腔,因而导向部32的材料成本可以得到显著减少。
需要说明的是,上述基础技术方案对于导向部32的结构以及通道的结构均不作限制,任一种导向部32,只要能够设于阀座内孔21中起到导向作用,任一种通道只要能够设于导向部32上用于在阀芯31开启时连通第一接口腔11和第二接口腔12,就均应该在本发明的保护范围之内。
当然,可以具体设计一种导向部32和通道的结构。比如,请参考图3,导向部32包括中心部32a及沿中心部32a的周向设置的多个导向筋32b,两个相邻导向筋32b之间的间隙形成所述通道;如图2所示,各导向筋32b的周向侧面与阀座内孔21的孔壁贴合,用于在阀座内孔21的孔壁的定位下起到导向作用。阀芯31开启时,制冷剂通过导向筋32b之间的间隙,由第一接口腔11流向第二接口腔12,或者由第二接口腔12流向第一接口腔11。
如图3和图4所示,在上述基础技术方案中,阀芯31的下方进一步连接有弹簧座33;弹簧座33包括弹簧座本体33a和定位部33b,该定位部33b连接于弹簧座本体33a的下方,用于对热力膨胀阀的弹性部件4进行定位。
具体地,在本发明第一种实施例中,如图3和图4所示,定位部33b为定位凸台,如图2所示,弹性部件4的上端部可以设于所述定位凸台的外部。在本实施例中,阀芯31和弹簧座33可以进一步为一体化结构件,该种结构设计可以减少零部件的数量,从而降低装配误差。
请参考图5和图6,图5为本发明第二种实施例中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;图6为图5中阀芯部件的剖视图。
在上述基础技术方案的基础上,作出另一种改进,便可得到本发明的第二种实施例。具体地,在该第二种实施例中,定位部33b也为定位凸台,弹性部件4的上端部可以设于该定位凸台的外部。并且,在该实施例中,阀芯31与弹簧座33为分体结构,弹簧座33连接于阀芯31上。
具体地,如图6所示,阀芯31的下方设有斜面段31a及连接于斜面段31a下方的圆柱段31b,弹簧座33设有中心通孔,弹簧座33以其中心通孔设于圆柱段31b的外部,并且弹簧座本体33a与斜面段31a连接。具体地,弹簧座本体33a是抵接于斜面段31a上。
阀芯31和弹簧座33为分体结构,两个零件分别加工,然后再连接一起,该种结构设计相对于上述第一种实施例中阀芯31和弹簧座33为一体化结构件的设计,可以节省材料,降低成本。
请参考图7和图8,图7为本发明第三种实施例中热力膨胀阀的阀芯部件的结构示意图;图8为图7中阀芯部件的剖视图。
本发明所提供的第三种实施例,也是在上述基础技术方案的基础上作得改进。具体地,在该第三种实施例中,如图7和图8所示,定位部33b为定位孔,所述热力膨胀阀的弹性部件4的上端部设于所述定位孔中。
具体地,在该第三种实施例中,为节省材料,降低成本,阀芯31与弹簧座33也可以为分体结构;具体地,如图8所示,弹簧座本体33a设有中心通孔,阀芯31的下方连接有圆柱段31b,弹簧座本体33a以其中心通孔连接于圆柱段31b的外部。具体地,弹簧座本体33a通过其中心通孔压装于圆柱段31b的外部。
此外,需要说明的是,在上述任一种技术方案中,阀芯31和导向部32可以为一体化结构件,亦可以分体结构,然后再连接在一起,本发明对此不作限制。
此外,此外,本发明还提供一种制冷***,包括压缩机、热力膨胀阀、蒸发器和冷凝器;所述热力膨胀阀为上述任一种实施例中的热力膨胀阀,上腔51通过感温部件与所述蒸发器的出口端连接,下腔52通过平衡管与所述蒸发器的出口端连通;该制冷***具体可以为热泵或者空调,所述制冷***的其他部分可以参照现有技术,本文不再展开。
以上对本发明所提供的制冷***及其热力膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。