CN103216980B - 一种双向流通膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双向流通膨胀阀，属于空调技术领域。它解决了现有的双向流通膨胀阀将两个膨胀阀组件并联，阀体与保护罩焊接固连在一起，潜在的泄露点较多，导致密封性较差的问题。本双向流通膨胀阀包括具有两个进口腔的阀体，阀体内设有双向阀组件一和双向阀组件二，双向阀组件一的阀腔和双向阀组件二的阀腔相连通，双向阀组件一的出口一和双向阀组件二的进口腔之间设有使制冷剂从出口一流入到进口腔流出的单向阀组件一，双向阀组件二的出口一和双向阀组件一的进口腔之间使制冷剂从出口一流入到进口腔流出的单向阀组件二。本双向流通膨胀阀零部件少，结构简单，组装比较容易。

Description

一种双向流通膨胀阀
技术领域
本发明属于空调技术领域，涉及一种变频空调制冷用机械自动膨胀阀，特别是一种双向流通膨胀阀。
背景技术
膨胀阀主要应用于空调制冷***中，是制冷***的重要组成部分。膨胀阀使中高温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果，膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。双向膨胀阀主要应用于冷暖型空调***中，采用两个膨胀阀组件并联或串联设置，实现双向流通功能。
如申请号为201210418305.5的发明专利，该发明公布了一种双向流通膨胀阀，包括具有两个互相平行的通道的阀块，每个通道具有进口端和出口端，每个出口端处均连接有上述的膨胀阀组件，阀块上开设有使一通道上的膨胀阀组件的出口与另一通道的进口端相连通的旁通孔，在所述的出口端处还焊接有防止制冷剂流经旁通孔与出口之间时外泄的保护罩。这种双向流通膨胀阀将两个膨胀阀组件并联，零部件繁多，结构复杂，组装比较困难；而且多个阀体、保护罩焊接固连在一起，通道或出进口之间的接口太多，潜在的泄露点较多，导致密封性较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可实现双向流通的膨胀阀。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种双向流通膨胀阀，包括具有两个进口腔的阀体，其特征在于，所述的阀体内设有双向阀组件一和双向阀组件二，所述的双向阀组件一的阀腔和双向阀组件二的阀腔相连通，双向阀组件一的出口一和双向阀组件二的进口腔之间设有使制冷剂从出口一流入到进口腔流出的单向阀组件一，双向阀组件二的出口一和双向阀组件一的进口腔之间使制冷剂从出口一流入到进口腔流出的单向阀组件二。
本双向流通膨胀阀为对称结构，双向阀组件一和双向阀组件二结构相同，单向阀组件一和单向阀组件二结构相同，制冷剂从双向阀组件一的进口腔进入，经过双向阀组件一的出口，然后通过单向阀组件一流入到双向阀组件二的进口腔处，最后排出阀体，反之亦然，实现双向流通的功能。
在上述的双向流通膨胀阀中，还包括具有两个接口的外壳，两个接口分别与阀体的两个进口腔相连通，所述的阀体呈直筒状，所述的单向阀组件一和单向阀组件二分别具有与进口腔相连通的出口二，所述的出口一和出口二均开设在阀体的侧壁上。
本双向流通膨胀阀只有一个外壳和阀体，当制冷剂流量较小时，可以从外壳的接口进入，通过双向阀组件一进入到阀腔，再从阀腔到双向阀组件二，从另一接口流出。由于双向阀组件一和双向阀组件二的阀腔相连通，制冷剂从另一接口反向流动也是可以的，实现双向流通的功能。当制冷剂流量较大时，从外壳的接口进入到进口腔，通过双向阀组件一经阀体侧壁的出口一进入到外壳与阀体之间的间隙，然后通过单向阀组件一，经出口二直接进入到另一进口腔，由于具有两组对称的出口一和出口二，大流量也可以实现双向流通的功能。本阀焊接结构少，阀门内各零部件的工作都是在一个外壳内完成的，因此密封性较好，而且结构简单。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的单向阀组件一包括固定在接口处的弹簧座和套在阀体外侧且能沿着阀体外侧滑动的阀块，所述的外壳相对出口一和出口二之间的内壁上具有凸出的呈环形的挡沿，所述的弹簧座与挡沿之间设使阀块具有向挡沿移动趋势的弹簧一，且当阀块与挡沿相抵靠时所述的阀块能将出口二挡住。弹簧一套在弹簧座上，当制冷剂流量较小时，阀块受弹簧一的弹力作用而抵靠在挡沿上，出口二被阀块侧面阻挡而处于关闭状态；当制冷剂流量增大到一定时，能够将封住在出口二处的阀块推开，使弹簧一受挤压，制冷剂便从出口二进入到进口腔然后排出。
作为另一种方案，在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的单向阀组件一包括固定在接口处的弹簧座和套在阀体外侧且能沿着阀体外侧滑动的阀块，所述的外壳相对出口一和出口二之间的内壁上具有凸出的呈环形的挡沿，所述的挡沿与阀块之间还设有挡圈，所述的弹簧座与挡圈之间设使阀块具有向挡圈移动趋势的弹簧一，且当阀块与挡沿相抵靠时所述的阀块能将出口二挡住。挡圈设于挡沿与阀块之间，由于阀块需要相对滑动，所以与外壳之间存在间隙，而挡沿是由外壳成型加工而成，有一个过渡圆弧，可能发生阀块定位不可靠，那么制冷剂容易从间隙中流入到弹簧一所处的腔室，造成阀块两边的压力平衡而导致阀块不动，所以设置挡圈后，具有一定密封效果。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的挡圈外侧面与外壳的内壁紧紧相抵靠。将高低压制冷剂阻隔在阀块两侧，防止高压制冷剂直接从出口二进入进口腔。为防止挡圈在流体作用下发生移动，需要将挡圈与阀体固连，挡圈中间设置凹槽，通过在阀体上滚槽或打点与凹槽相嵌实现固定，所以挡圈也具有一定密封效果。为保证制冷剂的微小流量在一个在比较小的范围变动，需提高阀块的密封效果，防止制冷剂从出口二直接进入到阀体与外壳之间的间隙中,阀块与外壳之间的间隙很小。为保证阀体不被阀块磨损，阀块采用硬度低于阀体的材料制成。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的弹簧座一端与外壳相卡嵌，另一端与阀体相卡嵌，所述的弹簧座具有连通接口与进口腔的中心孔，所述的弹簧座上还开设有连通中心孔与外壳体的侧孔。弹簧座固定在外壳上，具体来说，其中一个弹簧座的内端与阀体的一端部相卡嵌，而另一弹簧座的内端套在阀体上内，不仅起固定支撑阀体的作用，而且保证阀体热胀冷缩的余量。弹簧一套在弹簧座的外侧，弹簧座中部开中心孔，方便制冷剂流通，侧孔与弹簧一所处的腔室相连通，由于弹簧一受挤压时阀块向后滑动，挤压弹簧一所处的腔室，开通侧孔后主要作用是卸荷降压。由于弹簧座外端大于阀块进口腔，起阀块限位作用。而当制冷剂从弹簧座侧孔中流入到弹簧一所处的腔室时，将压力作用于阀块外圆和弹簧侧,所以阀块的形成压力差是本阀进出口差与弹簧力之和,使得能够阀块始终紧靠挡沿不动。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的双向阀组件包括两个固定在阀体内且位于出口一和出口二之间的阀座，所述的阀腔中设有能沿着阀腔滑动且与阀座一一相配对的阀芯，所述的阀腔中还设有使阀芯具有向阀座移动趋势的弹簧组件，所述的阀芯与对应的阀座上均开设有连通阀腔和进口腔的通孔结构。当流量较小时，制冷剂可直接从通孔结构进入到阀腔中，然后从另一端的通孔结构中流出；弹簧组件使阀芯靠向阀座，当流量较大时，通孔结构不足以满足制冷剂的流通，由于进口腔的压力变大，阀芯将被推开，大部分制冷剂直接从出口一流入到阀体与外壳之间的间隙中，推开阀块，从另一进口腔流出。
作为另一种方案，在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的双向阀组件包括两个固定在阀体内且位于出口一和出口二之间的阀座，所述的阀腔中设有能沿着阀腔滑动且与阀座一一相配对的阀芯，所述的阀腔中还设有使阀芯具有向阀座移动趋势的弹簧组件，所述的阀芯和阀座上开设有连通阀腔和进口腔的通孔结构，在所述的阀腔中还设有连通两个通孔结构的挡管，挡管连通两端的通孔结构。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的阀芯具有圆锥状的头部，所述的通孔结构包括阀座上开设有与阀芯头部相匹配的锥孔，阀座上还开设有连通锥孔与阀体的进口腔的节流小孔，所述的阀芯上开设有连通锥孔与阀腔的节流通道。制冷剂流量微小时,阀芯可以不动作，减少弹簧二的频繁动作，提高了膨胀阀组件的使用寿命。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，作为另一方案，在所述的外壳上设有连通两端进口腔的毛细管。可以进一步提高制冷剂的微小流量稳定性，同时为实现制冷剂的微小流量可变性，减低阀座和阀芯金加工难度。在阀芯和阀座之间增加密封垫，防止制冷剂从阀芯和阀座之间泄漏。在本阀的两进口腔之间设有连通的毛细管，通过改变毛细管的大小和长短调节微小流量的大小。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的弹簧组件包括分别与两个阀芯的尾部相抵靠的弹簧二，所述的弹簧二套在挡管外，所述的挡管两端伸入两侧阀芯的节流通道内。只设置一个弹簧二就能满足两个阀芯的运行，而且弹簧二套在挡管外，使得结构简单紧凑，挡管直接***阀芯的节流通道内，安装也比较方便。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的挡管呈直管状且两端上具有与能阀芯底部相抵靠的限位结构。两个阀芯可以相对阀体独立滑动的，所以挡管不能与两个阀芯都固连。因此，将挡管也设计成能在节流通道内滑动，而节流通道也因具备一条较长的直孔方便挡管滑动。为了防止挡管一端伸入节流通道太深，导致另一端脱出另一阀芯的节流通道，还需在挡管两端上设置限位结构；当两个阀芯距离缩短时，至少一端的限位结构能与阀芯底部相抵靠。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的限位结构包括挡管两端具有的向外膨胀的凸起。
作为另一种方案，在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的限位结构包括固定套设在挡管外的套管。
作为另一种方案，在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的限位结构包括焊接固连在挡管两端的挡块。
在上述所述的双向流通膨胀阀中，所述的进口腔处设有过滤网。为使本阀能正常工作，在进口端处设过滤网。
与现有技术相比，本双向流通膨胀阀具有以下优点：
1.整个阀门的组装可以完全不需焊接，只采用滚槽固定即可，安装比较方便。
2.单向阀组件和双向阀组件处于同一外壳内，体积较小，结构紧凑，稳定性较好，不容易发生泄漏。
3.当制冷剂流量较小时，阀芯可以不动作，可直接从双向阀组件上的通孔结构中通过，减少弹簧组件的频繁动作以及阀芯与阀座间的摩擦，提高了膨胀阀的使用寿命。
4．通过在两端的进口腔之间设有外挂毛细管，可以降低阀芯阀座的金加工难度，并且很容易实现微小流量变动。
附图说明
图1是本实施例一双向流通膨胀阀结构剖视图。
图2是本实施例一阀芯阀座的结构示意图。
图3是实施例二的结构示意图。
图中，1、外壳；1a、接口；1b、挡沿；2、阀体；2a、阀腔；2b、进口腔；2c、出口二；2d、出口一；3、弹簧座；3a、中心孔；3b、侧孔；4、阀块；5、挡圈；6、弹簧一；7、阀座；7a、锥孔；7b、节流小孔；8、阀芯；8a、节流通道；9、挡管；9a、凸起；10、弹簧二；11、垫圈；12、毛细管。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本双向流通膨胀阀为呈对称结构，包括呈直筒状具有两个进口腔2b的阀体2，阀体2内设有双向阀组件一和双向阀组件二，双向阀组件一的阀腔2a和双向阀组件二的阀腔2a相连通。双向阀组件一的出口一2d和双向阀组件二的进口腔2b之间设有使制冷剂从出口一2d流入到进口腔2b流出的单向阀组件一，双向阀组件二的出口一2d和双向阀组件一的进口腔2b之间使制冷剂从出口一2d流入到进口腔2b流出的单向阀组件二。双向阀组件一和双向阀组件二结构相同，单向阀组件一和单向阀组件二结构相同。本双向流通膨胀阀还包括具有两个接口1a的外壳1，两个接口分别与双向阀组件一和双向阀组件二的进口腔2b相连通，单向阀组件一和单向阀组件二分别具有与进口腔相连通的出口二2c，所述的出口一2d和出口二2c均开设在阀体2的侧壁上。
具体来说，单向阀组件一/单向阀组件二包括固定在接口1a处的弹簧座3和套在阀体2外侧且能沿着阀体2外侧滑动的阀块4。弹簧座3一端与外壳1相卡嵌，另一端与阀体2相卡嵌，本实施例中的弹簧座3是通过对外壳1或阀体2进行滚槽加工方法而固定的。弹簧座3具有连通接口1a与进口腔2b的中心孔3a，弹簧座3上还开设有连通中心孔3a与外壳1体的侧孔3b。外壳1相对出口一2d和出口二2c之间的内壁上具有凸出的呈环形的挡沿1b，挡沿1b也是通过滚槽方式生成。挡沿1b与阀块4之间设有挡圈5，弹簧座3与挡圈5之间设使阀块4具有向挡圈5移动趋势的弹簧一6，且当阀块4与挡沿1b相抵靠时阀块4能将出口二2c挡住。阀块4采用硬度低于阀体材料的材料制成，套在阀体2外侧，挡圈5外侧面与外壳1的内壁紧紧相抵靠，挡圈5内径大于阀体2外径，所以挡圈5与阀体2不接触。
如图1、图2所示，双向阀组件包括两个固定在阀体2内且位于进口2c和出口2d之间的阀座7，阀腔2a中设有能沿着阀腔2a滑动且与阀座7一一相配对的阀芯8。阀腔2a中还设有使阀芯8具有向阀座7移动趋势的弹簧组件。阀芯8和阀座7上开设有连通阀腔2a和进口腔2b的通孔结构，在阀腔2a中还设有连通两个通孔结构的挡管9，挡管9呈直管状且两端上具有与能阀芯8底部相抵靠的限位结构，本实施例的限位结构为挡管9两端向外膨胀的凸起9a。当然，挡管9的限位结构也可以用固定套设在挡管外的套管或焊接固连在挡管两端的挡块代替。阀芯8具有圆锥状的头部，通孔结构包括阀座7上开设有与阀芯8头部相匹配的锥孔7a，阀座7上还开设有连通锥孔7a与阀体2的进口腔2b的节流小孔7b，阀芯8上开设有连通锥孔7a与阀腔2a的节流通道8a。本实施例中的弹簧组件包括分别与两个阀芯8的尾部相抵靠的弹簧二10，弹簧二10套在挡管9外，挡管9两端伸入两侧阀芯8的节流通道8a内。
在外壳1的接口1a处加装过滤网，以便本阀正常工作。本阀工作原理如下：
在制冷剂流量较小时，从接口1a进入到进口腔2b，由于流量较小，固不能推开阀芯8，只能从阀座7的节流小孔7b流入，由于阀芯8阀座7相抵靠，所以出口一2d被阀芯8挡住，无法流入到外壳1与阀体2的间隙中，只能经过阀芯8的节流通道8a后进入到挡管9中，挡管9另一端与另一阀芯8的节流通道8a相连通，再经过节流小孔7b流出本阀。制冷剂反向流入也是经过同一条通道。
随着制冷剂的流量不断增大，进口腔2b的压力也逐渐增大，当制冷剂流量增大到预设值时，由于节流小孔7b的直径较小而无法满足大量的制冷剂涌入时，阀芯8被推开，弹簧二10受挤压。而阀体2侧壁的出口一2d也处于打开状态，制冷剂从出口一2d流入到阀体2与外壳1的间隙中。阀体2与外壳1的间隙由于单向阀组件一的阀块4存在，所以必须推开阀块4才能经过出口二2c进入到进口腔2b中。另一端的阀块4由于两侧压力不平衡，导致阀块4被推开，制冷剂进入到另一端的进口腔2b，从而排出本阀；而这一端的阀块4由于其两侧压力平衡，所以不会被推开，制冷剂不会返回原来的进口腔2b。
实施例二
如图3所示，当然也可以取消阀芯8与阀座7之间连通阀腔2a和进口腔2b的通孔结构，在阀芯8上套连有垫圈11，提高密封效果，不管大小流量制冷剂都从阀芯8推开的间隙中通过。至于怎么实现制冷剂的微量平衡，可以将阀体2的进口腔2b直接通过毛细管12相连，毛细管12的两端可以设在弹簧座3所在的型腔壁上，也可以设在接口1a处。另外，为了避免阀体2及外壳1受到外力的碰撞而变形，可以在外壳1***加装防护罩，起到保护作用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种双向流通膨胀阀，包括具有两个进口腔(2b)的阀体(2)，其特征在于，所述的阀体(2)内设有双向阀组件一和双向阀组件二，所述的双向阀组件一的阀腔(2a)和双向阀组件二的阀腔(2a)相连通，双向阀组件一的出口一(2d)和双向阀组件二的进口腔(2b)之间设有使制冷剂从出口一(2d)流入到进口腔(2b)流出的单向阀组件一，双向阀组件二的出口一(2d)和双向阀组件一的进口腔(2b)之间使制冷剂从出口一(2d)流入到进口腔(2b)流出的单向阀组件二。
2.根据权利要求1所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，还包括具有两个接口(1a)的外壳(1)，两个接口(1a)分别与阀体(2)的进口腔(2b)相连通，所述的阀体(2)呈直筒状，所述的单向阀组件一和单向阀组件二分别具有与进口腔(2b)相连通的出口二(2c)，所述的出口一(2d)和出口二(2c)均开设在阀体(2)的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的单向阀组件一包括固定在接口(1a)处的弹簧座(3)和套在阀体(2)外侧且能沿着阀体(2)外侧滑动的阀块(4)，所述的外壳(1)相对出口一(2d)和出口二(2c)之间的内壁上具有凸出的呈环形的挡沿(1b)，所述的弹簧座(3)与挡沿(1b)之间设使阀块(4)具有向挡沿(1b)移动趋势的弹簧一(6)，且当阀块(4)与挡沿(1b)相抵靠时所述的阀块(4)能将出口二(2c)挡住。
4.根据权利要求2所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的单向阀组件一包括固定在接口(1a)处的弹簧座(3)和套在阀体(2)外侧且能沿着阀体(2)外侧滑动的阀块(4)，所述的外壳(1)相对出口一(2d)和出口二(2c)之间的内壁上具有凸出的呈环形的挡沿(1b)，所述的挡沿(1b)与阀块(4)之间还设有挡圈(5)，所述的弹簧座(3)与挡圈(5)之间设使阀块(4)具有向挡圈(5)移动趋势的弹簧一(6)，且当阀块(4)与挡沿(1b)相抵靠时所述的阀块(4)能将出口二(2c)挡住。
5.根据权利要求4所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的弹簧座(3)一端与外壳(1)相卡嵌，另一端与阀体(2)相卡嵌，所述的弹簧座(3)具有连通接口(1a)与进口腔(2b)的中心孔(3a)，所述的弹簧座(3)上还开设有连通中心孔(3a)与外壳(1)体的侧孔(3b)。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的双向阀组件包括两个固定在阀体(2)内且位于出口二(2c)和出口一(2d)之间的阀座(7)，所述的阀腔(2a)中设有能沿着阀腔(2a)滑动且与阀座(7)一一相配对的阀芯(8)，所述的阀腔(2a)中还设有使阀芯(8)具有向阀座(7)移动趋势的弹簧组件，所述的阀芯(8)与对应的阀座(7)上均开设有连通阀腔(2a)和进口腔(2b)的通孔结构。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的双向阀组件包括两个固定在阀体(2)内且位于出口二(2c)和出口一(2d)之间的阀座(7)，所述的阀腔(2a)中设有能沿着阀腔(2a)滑动且与阀座(7)一一相配对的阀芯(8)，所述的阀腔(2a)中还设有使阀芯(8)具有向阀座(7)移动趋势的弹簧组件，所述的阀芯(8)和阀座(7)上开设有连通阀腔(2a)和进口腔(2b)的通孔结构，在所述的阀腔(2a)中还设有连通两个通孔结构的挡管(9)。
8.根据权利要求7所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的阀芯(8)具有圆锥状的头部，所述的通孔结构包括阀座(7)上开设有与阀芯(8)头部相匹配的锥孔(7a)，阀座(7)上还开设有连通锥孔(7a)与阀体(2)的进口腔(2b)的节流小孔(7b)，所述的阀芯(8)上开设有连通锥孔(7a)与阀腔(2a)的节流通道(8a)。
9.根据权利要求2或3或4或5所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，在所述的外壳(1)上设有连通两端进口腔(2b)的毛细管(12)。
10.根据权利要求8所述的双向流通膨胀阀，其特征在于，所述的弹簧组件包括分别与两个阀芯(8)的尾部相抵靠的弹簧二(10)，所述的弹簧二(10)套在挡管(9)外，所述的挡管(9)两端伸入两侧阀芯(8)的节流通道(8a)内。
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