CN108253157B - 膨胀开关阀 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种膨胀开关阀，包括阀体，该阀体上形成有进口、出口以及连通在进口和出口之间的内部流道，内部流道上安装有一个阀芯并具有分别与出口连通的第一流道和第二流道，第二流道上形成有节流孔，阀芯沿轴向往复移动以具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，阀芯截止第二流道使得进口和出口直接连通，在第二工作位置，阀芯截止第一流道使得进口通过节流孔连通。通过切换该阀芯的第一工作位置和第二工作位置，能够实现制冷剂的直接连通控制或节流膨胀控制功能，结构简单，易于生产和安装；当本公开提供的膨胀开关阀应用于热泵***时，可以简化管路连接降低成本，并且减少整个热泵***的制冷剂充注量，便于压缩机回油。

Description

膨胀开关阀
技术领域
本公开涉及控制阀领域，具体地，涉及一种膨胀开关阀。
背景技术
热泵***中有时需要控制制冷剂节流降压或者只通过不节流，而现有的电子膨胀阀只能控制制冷剂节流或者不通过。为满足热泵***的这种需求，现有技术要用到电子膨胀阀和电磁开关阀并联的结构。这种结构需要用到两个三通接头、六根管路，结构比较复杂，不便于安装。当电磁阀关闭，使用电子膨胀阀时，电子膨胀阀进口为中温高压的液态制冷剂，电子膨胀阀出口为低温低压的液态制冷剂，由于管路是连通的，所以电磁阀的进出口也分别跟电子膨胀阀进出口的制冷剂状态一致，电磁阀进出口的制冷剂压力温度不一样，容易对电磁阀的内部结构造成损坏。另外，由于管路比较多，会提高整个热泵***的制冷剂充注量，提高成本。热泵***在低温下工作时，压缩机回油会比较困难，这种复杂的结构还会不利于热泵***的回油。
发明内容
本公开的目的是提供一种膨胀开关阀，该膨胀开关阀能够实现对流经媒介的通断控制和节流控制两种功能，且结构简单。
为了实现上述目的，本公开提供一种膨胀开关阀，包括阀体，其中，该阀体上形成有进口、出口以及连通在所述进口和所述出口之间的内部流道，所述内部流道上安装有一个阀芯并具有分别与所述出口连通的第一流道和第二流道，所述第二流道上形成有节流孔，所述阀芯能够沿轴向往复移动以具有第一工作位置和第二工作位置，在所述第一工作位置，所述阀芯截止所述第二流道使得所述进口和所述出口直接连通，在所述第二工作位置，所述阀芯截止所述第一流道使得所述进口通过所述节流孔连通。
可选地，所述内部流道包括用于供所述阀芯滑动的滑道，该滑道通过第三流道与所述进口连通，该滑道分别通过所述第一流道和第二流道与所述出口连通，所述阀芯选择性地封堵所述第一流道和第二流道。
可选地，所述滑道的底端垫设有缓冲弹簧。
可选地，在所述阀芯的轴向移动方向上，所述第三流道位于所述第一流道和第二流道之间。
可选地，所述滑道竖直向下地开设在所述阀体上。
可选地，所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道均垂直于所述滑道设置。
可选地，所述第一流道和第三流道分别形成为开设在所述滑道的侧壁上的第一通孔和第二通孔，所述第二流道形成为开设在所述滑道的侧壁上的所述节流孔。
可选地，所述阀体包括形成所述内部流道的阀座，该阀座上安装有磁性阀杆，该磁性阀杆和所述阀座之间安装有电磁驱动部，以通过所述磁性阀杆驱动所述阀芯沿轴向往复移动。
可选地，所述磁性阀杆和所述阀座之间形成有限位部，以在所述电磁驱动部作用于所述磁性阀杆时限定所述磁性阀杆的运动。
可选地，所述限位部包括形成于所述阀座上的限位台阶槽，以及形成于所述磁性阀杆的端部上的限位凸缘，该限位凸缘形状配合地***至所述限位台阶槽中。
可选地，所述磁性阀杆的端面上形成有避让凹槽，以用于避让所述阀芯。
可选地，所述阀座形成为多面体结构，所述磁性阀杆、所述进口和所述出口分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，所述进口和所述出口相互平行地开设在所述阀体的相对两侧，所述磁性阀杆安装方向分别与所述进口和所述出口相互垂直。
通过上述技术方案，在同一阀体的内部流道上安装一个阀芯，并切换该阀芯的第一工作位置和第二工作位置，从而能够实现制冷剂的直接连通控制或节流膨胀控制功能，且结构简单，易于生产和安装；另外，当本公开提供的膨胀开关阀应用于热泵***时，可以简化管路连接降低成本，并且减少整个热泵***的制冷剂充注量，便于压缩机回油。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一示例性的实施方式提供的膨胀开关阀的立体结构示意图；
图2是根据本公开的一示例性的实施方式提供的膨胀开关阀的剖面结构示意图，其中，第一流道处于导通状态，第二流道处于截止状态；
图3是根据本公开的一示例性的实施方式提供的膨胀开关阀的剖面结构示意图，其中，第二流道处于导通状态，第一流道处于截止状态；
图4是根据本公开的一示例性的实施方式提供的膨胀开关阀的内部结构示意图，其中，第一流道处于导通状态，第二流道处于截止状态；
图5是根据本公开的一示例性的实施方式提供的膨胀开关阀的内部结构示意图，其中，第二流道处于导通状态，第一流道处于截止状态。
附图标记说明
500阀体 501进口 502出口
503阀芯 504滑道 505第二流道
515节流孔 506第三流道 516第二通孔
507第一流道 517第一通孔 508缓冲弹簧
510阀座 511磁性阀杆 512电磁驱动部
513限位台阶槽 514限位凸缘 518避让凹槽
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是相对于附图的图面方向而言的，“上游、下游”是相对于媒介，如，制冷剂的流动方向而言的，具体地，朝向制冷剂的流动方向为下游，背离制冷剂的流动方向为上游，“内、外”是指相应部件轮廓的内与外。
如图1和图2所示，本公开提供一种膨胀开关阀，包括阀体500，其中，该阀体500上形成有进口501、出口502以及连通在进口501和出口502之间的内部流道，内部流道上安装有一个阀芯503并具有分别与出口502连通的第一流道507和第二流道505，第二流道505上具有节流孔515，阀芯503能够沿轴向往复移动以具有第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，阀芯503截止第二流道505使得进口501和出口502直接连通，在第二工作位置，阀芯503截止第一流道507使得进口501和出口502通过节流孔515连通。
换言之，阀体500的内部流道上形成有分流连通进口501和出口502的第一流道507和第二流道505，且该内部流道上还安装有阀芯503，以使得该进口501和出口502直接连通或者通过该节流孔515连通。
其中，阀芯503所实现的“直接连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂可以越过阀芯503而通过内部流道不受影响地直接流到阀体500的出口502。阀芯503所实现的“通过节流孔连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂可以越过阀芯503而通过节流孔515的节流后流到阀体500的出口502。
这样，通过对阀芯503的位置控制，即，切换该阀芯503的第一工作位置和第二工作位置，从而使得本公开的膨胀开关阀可以使得从进口501进入的冷却剂实现两种状态。即，1)越过阀芯503的直接连通状态；以及2)越过第阀芯503的节流连通状态。
其中，高温高压的液态制冷剂经过节流孔515节流后，可以成为低温低压的雾状的液压制冷剂，可以为制冷剂的蒸发创造条件，即节流孔515的横截面积均小于进口501、出口502和第一流道507的横截面积。即，阀芯503和阀体500的配合可以使得膨胀开关阀具有膨胀阀的功能。
这样，在同一阀体500的内部流道上安装一个阀芯503，并切换该阀芯503的第一工作位置和第二工作位置，以实现进口501和出口502的直接连通控制或节流控制功能，结构简单，易于生产和安装；且当本公开提供的膨胀开关阀应用于热泵***时，可以减少整个热泵***的制冷剂充注量，降低成本，简化管路连接，更利于热泵***的回油。
作为阀体500的一种示例性的内部安装结构，如图1至图5所示，阀体500包括形成内部流道的阀座510，该阀座510上安装有磁性阀杆511，该磁性阀杆511和阀座510之间安装有电磁驱动部512，以通过磁性阀杆511驱动阀芯503沿轴向往复移动。
其中，通过对电磁驱动部512，如，电磁线圈，的通断电的控制能够方便地控制阀芯503切换第一工作位置和第二工作位置，进而控制进口501和出口502直接连通或者通过节流孔515连通。具体地，当电磁驱动部512通电时，能够强化磁性阀杆511的磁场，从而使得磁性阀杆511能够克服阀芯503的重力而吸附阀芯503，阀芯503在磁力作用下移动至滑道504的顶部，进而使得阀芯503截止第一流道507和第二流道505中的一者；当电磁驱动部512断电时，磁性阀杆511的自身磁场不足以使得磁性阀杆511克服阀芯503的重力而吸附阀芯503，阀芯503在重力的作用下，下落至滑道504的底部，进而使得阀芯503截止第一流道507和第二流道505中的另一者。
换言之，阀体500内并联安装有共有进口501和出口502的电子膨胀阀和电磁阀，因而能够实现膨胀开关阀的通断或节流的自动化控制，且简化管路走向。
如图2和图3所示，为避免电磁驱动部512通电时，磁性阀杆511在电磁力的作用下运动，磁性阀杆511和阀座510之间形成有限位部，以在电磁驱动部512作用于磁性阀杆511时限定磁性阀杆511的运动。
其中，限位部可以有多种实施方式，如图2和图3所示，为方便磁性阀杆511装配到阀座510上，限位部包括形成于阀座510上的限位台阶槽513，以及形成于磁性阀杆511的端部上的限位凸缘514，该限位凸缘514形状配合地***至限位台阶槽513中。以此方式，能够方便地将磁性阀杆511安装到阀座510上。另外，如图2所示，当电磁驱动部512通电后，限位凸缘514和限台阶槽513的相互配合，能够抑制磁性阀杆511在电磁力的作用下向下运动。
进一步地，为便于磁性阀杆511牢靠地装配到阀座510上，该限位台阶槽513可以形成为顺次相连的多级限位台阶槽，且该多级限位台阶槽的槽口的口径沿磁性阀杆511的***方向逐渐减小，以便磁性阀杆511的拆装。
为增加阀芯503在滑道504(下文将详述)的移动行程，如图2所示，所述磁性阀杆511的端面上形成有避让凹槽518，以用于避让阀芯503。即，当磁性阀杆511吸附上阀芯503后，阀芯503的部分可以容纳于避让凹槽518中，从而使得阀芯503在截止第一流道507或第二流道505的同时，避免阀芯503截止第三流道506(下文将详述)。
为充分利用膨胀开关阀的各个方向的空间位置，避免膨胀开关阀和不同管路连接产生干涉，阀座510形成为多面体结构，阀座510形成为多面体结构，磁性阀杆511、进口501和出口502分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，进口501和出口502相互平行地开设在阀体500的相对两侧，磁性阀杆511安装方向分别与进口501和出口502相互垂直。这样，可以将进口、出口管路连接在多面体结构的不同表面上，能够避免管路布置凌乱、纠缠的问题。
作为电磁膨胀阀的一种典型的内部结构，如图2至图5所示，内部流道包括用于供阀芯503滑动的滑道504，该滑道504通过第三流道506与进口501连通，该滑道504分别通过第一流道507和第二流道505与出口502连通，阀芯503选择性地封堵第一流道507和第二流道505。
即，通过在滑道504内变换阀芯503的位置来选择性地导通由进口501、第三流道506、第一流道507和出口502组成的通流流道或者由进口501、第三流道506、第二流道505和出口502组成的节流流道，从而可以实现上文描述的电磁阀的连通功能以及电子膨胀阀的节流功能。
为保护阀芯503，同时允许阀芯503的长度设计地更短，从而增大阀芯503的移动行程，滑道504的底端垫设有缓冲弹簧508。这样，当电磁驱动部512由导电状态切换至断电状态时，阀芯503掉落过程中能够避免直接与滑道504的底部产生碰撞，影响阀芯503的使用寿命；另外，缓冲弹簧508还增加了阀芯503在滑道504内的高度，更利于截止第二流道505。
为保证阀芯503能够选择性地封堵第二流道或第一流道，如图2所示，在阀芯503的轴向移动方向上，第三流道506位于第一流道507和第二流道505之间。
滑道504可以以任意合适的方式布设在阀体内，为防止阀芯503受到不必要的摩擦力，延长阀芯503的使用寿命，如图2至图5所示，滑道504竖直向下地开设在阀体500上。
为保证内部流道的总长度最短，减少制冷剂流经内部流道的时间，如图2至图5所示，第一流道507、第二流道505和第三流道506均垂直于滑道504设置。以此方式，能保证从第三流道流出的制冷剂快速地流向第二流道或者第一流道。
为方便加工，简化电磁膨胀阀的结构，第一流道507和第三流道506分别形成为开设在滑道504的侧壁上的第一通孔517和第二通孔516，第二流道505形成为开设在滑道504的侧壁上的节流孔515。
使用时，当需要使用膨胀开关阀的电磁阀功能时，如图2和图4所示，磁性驱动部512通电，阀芯503吸合到磁性阀杆511上，移动至第一工作位置，截止第二流道505，从进口501流入至内部流道的制冷剂完全不能通过节流孔515，只能依次通过第二通孔516、滑道504和第一通孔517流入至出口502中。
需要说明的是，图2和图4中的带箭头的虚线代表制冷剂在使用电磁阀功能时的流通路线以及走向。
当只需要使用膨胀开关阀的电子膨胀阀功能时，如图3和图5所示，磁性驱动部512断电，阀芯503脱离磁性阀杆511，移动至第二工作位置，截止第一流道507，从进口501流入至内部流道的制冷剂无法通过第一通孔517，只能依次通过第二通孔516、滑道504和节流孔515流入至出口502中。
需要说明的是，图3和图5中的带箭头的虚线代表制冷剂在使用电子膨胀阀功能时的流通路线以及走向。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种膨胀开关阀，包括阀体(500)，其特征在于，该阀体(500)上形成有进口(501)、出口(502)以及连通在所述进口(501)和所述出口(502)之间的内部流道，所述内部流道上安装有一个阀芯(503)并具有分别与所述出口(502)连通的第一流道(507)和第二流道(505)，所述第二流道(505)上具有节流孔(515)，所述阀芯(503)能够沿轴向往复移动以具有第一工作位置和第二工作位置，在所述第一工作位置，所述阀芯(503)截止所述第二流道(505)使得所述进口(501)和所述出口(502)直接连通，在所述第二工作位置，所述阀芯(503)截止所述第一流道(507)使得所述进口(501)和所述出口(502)通过所述节流孔(515)连通。
2.根据权利要求1所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述内部流道包括用于供所述阀芯(503)滑动的滑道(504)，该滑道(504)通过第三流道(506)与所述进口(501)连通，该滑道(504)分别通过所述第一流道(507)和第二流道(505)与所述出口(502)连通，所述阀芯(503)选择性地封堵所述第一流道(507)和第二流道(505)。
3.根据权利要求2所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述滑道(504)的底端垫设有缓冲弹簧(508)。
4.根据权利要求2所述的膨胀开关阀，其特征在于，在所述阀芯(503)的轴向移动方向上，所述第三流道(506)位于所述第一流道(507)和第二流道(505)之间。
5.根据权利要求2所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述滑道(504)竖直向下地开设在所述阀体(500)上。
6.根据权利要求5所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第一流道(507)、所述第二流道(505)和所述第三流道(506)均垂直于所述滑道(504)设置。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第一流道(507)和第三流道(506)分别形成为开设在所述滑道(504)的侧壁上的第一通孔(517)和第二通孔(516)，所述第二流道(505)形成为开设在所述滑道(504)的侧壁上的所述节流孔(515)。
8.根据权利要求1所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述阀体(500)包括形成所述内部流道的阀座(510)，该阀座(510)上安装有磁性阀杆(511)，该磁性阀杆(511)和所述阀座(510)之间安装有电磁驱动部(512)，以通过所述磁性阀杆(511)驱动所述阀芯(503)沿轴向往复移动。
9.根据权利要求8所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述磁性阀杆(511)和所述阀座(510)之间形成有限位部，以在所述电磁驱动部(512)作用于所述磁性阀杆(511)时限定所述磁性阀杆(511)的运动。
10.根据权利要求9所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述限位部包括形成于所述阀座(510)上的限位台阶槽(513)，以及形成于所述磁性阀杆(511)的端部上的限位凸缘(514)，该限位凸缘(514)形状配合地***至所述限位台阶槽(513)中。
11.根据权利要求10所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述磁性阀杆(511)的端面上形成有避让凹槽(518)，以用于避让所述阀芯(503)。
12.根据权利要求8所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述阀座(510)形成为多面体结构，所述磁性阀杆(511)、所述进口(501)和所述出口(502)分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，所述进口(501)和所述出口(502)相互平行地开设在所述阀体(500)的相对两侧，所述磁性阀杆(511)安装方向分别与所述进口(501)和所述出口(502)相互垂直。
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