CN111219533A - 一种热力膨胀阀及汽车空调*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热力膨胀阀及汽车空调***，包括阀体、动力头、推杆、阀芯部件及调节螺栓，推杆设置在所述阀芯部件和所述动力头之间，阀体还开设有阀室，阀室上部设置有阀孔，阀室底部开口并通过调节螺栓密封，阀芯部件包括阀芯和导向杆，阀室内没有设置阀芯架，阀室内还设置有弹性组件，阀芯通过弹性组件预紧向关闭阀孔的方向移动，通过推杆向阀孔的开阀方向移动。本发明提供的膨胀阀通过在阀室内设置弹性组件，制冷剂流迹规则，削弱了湍流的产生，排除了汽车空调***产生噪音因素，提高了汽车的工作性能。

Description

一种热力膨胀阀及汽车空调***

技术领域

本发明涉及制冷***技术领域，尤其涉及一种汽车空调***及热力膨胀阀。

背景技术

热力膨胀阀是空调和制冷设备普遍采用的节流部件，它可以对来自冷凝器的液态制冷剂进行节流和降压，并根据蒸发器出口的温度来调节从冷凝器送入蒸发器的制冷剂的流量，以适应制冷负荷不断变化的需要。热力膨胀阀对制冷剂流量进行控制的一般原理是：通过气箱头感测蒸发器出口的温度，气箱头内的介质根据气箱头所感测的温度产生对应程度的热膨胀，通过热膨胀对和气箱头连接的阀杆产生压力，推杆在压力的驱动下推动阀芯移动，从而调节阀孔的开度，达到调节制冷剂流量的效果。

但是在现有技术节流过程中，阀芯通过阀芯架及螺旋弹簧弹性抵接阀孔，高温高压制冷剂在流经阀室时，由于螺旋弹簧本身的结构，造成制冷剂流动方向杂乱，在阀室内形成湍流，该湍流能诱发空调制冷***噪音；另外高温高压制冷剂在流经阀室时，由于压力较大，有时会冲击阀芯架导致阀芯振动，产生噪音。

因此，如何降低汽车空调***的噪音，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种热力膨胀阀，能够削弱湍流，排除诱发空调制冷***产生噪音的因素。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种热力膨胀阀，包括阀体、动力头、推杆、阀芯部件及调节螺栓，所述推杆设置在所述阀芯部件和所述动力头之间，所述阀体还开设有阀室，所述阀室上部设置有阀孔，所述阀室底部开口并通过所述调节螺栓密封，所述调节螺栓由基体、比基体直径小的连接部以及设置在所述连接部上的支撑部一体构成，所述支撑部具有开口部和与其开口部相对的底部，其特征在于，所述阀芯部件包括阀芯和导向杆，所述阀室内没有设置阀芯架，所述阀室内还设置有弹性组件，所述弹性组件一端与阀芯抵接，一端与所述支撑部底部抵接，所述阀芯通过所述弹性组件预紧向关闭所述阀孔的方向移动，通过所述推杆向所述阀孔的开阀方向移动。

所述弹性组件为正反相对设置的碟形弹簧构成，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面大致中心位置处还开设有贯穿孔。

所述导向杆距离所述调节螺栓底部有一定距离，所述导向杆一端穿过所述贯穿孔，所述弹性组件套设在所述导向杆外周，所述弹性组件通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

所述调节螺栓底部大致中心位置处还开设有盲孔，所述导向杆一端穿过所述贯穿孔***调节螺栓的盲孔，所述弹性组件套设在导向杆外周，所述弹性组件通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

所述弹性组件靠近调节螺栓一端的碟形弹簧与调节螺栓底部相抵接或靠接而支撑所述碟形弹簧，所述弹性组件靠近阀芯的一端碟形弹簧底面与阀芯抵接或靠接，所述阀芯至少部分位于贯穿孔，所述阀芯的直径不小于贯穿孔的内径。

所述阀芯、导向杆和推杆一体形成。

所述碟形弹簧底面的贯穿孔内径略大于导向杆的直径。

一种热力膨胀阀，包括阀体、动力头、推杆、阀芯部件及调节螺栓，所述推杆设置在所述阀芯部件和所述动力头之间，所述阀体还开设有阀室，所述阀室上部设置有阀孔，所述阀室底部开口并通过所述调节螺栓密封，所述调节螺栓由基体、比基体直径小的连接部以及设置在所述连接部上的支撑部一体构成，所述支撑部具有开口部和与其开口部相对的底部，其特征在于，所述阀芯部件为钢球结构的芯体，所述阀室内没有设置阀芯架，所述阀室内还设置有弹性组件，所述弹性组件为正反相对设置的碟形弹簧构成，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面大致中心位置处还开设有贯穿孔，所述弹性组件靠近调节螺栓一端的碟形弹簧与调节螺栓底部相抵接或靠接而支撑所述碟形弹簧，所述弹性组件靠近阀芯部件的一端碟形弹簧底面与阀芯抵接或靠接，所述阀芯部件通过所述弹性组件预紧向关闭所述阀孔的方向移动，通过所述推杆向所述阀孔的开阀方向移动。

与现有技术相比，本发明提供的热力膨胀阀通过在阀室设置由正反相对的碟形弹簧组成的弹性组件，制冷剂在流经阀室时，流迹规则，削弱了湍流的产生，排除了诱发空调***产生噪音的因素，极大地提高了汽车***工作的可靠性；无需再另外设置阀芯架，可以比较容易地实现一种以简单构造即可减小噪音的方案。

此外，本发明还提供了一种汽车空调***，包括冷凝器、蒸发器以及热力膨胀阀，所述热力膨胀阀为上述所述的热力膨胀阀。

因汽车空调***具有上述所述热力膨胀阀，故汽车空调***具有上述热力膨胀阀的技术效果。

附图说明

图1是现有技术中制冷剂在流入阀室时的流体模拟示意图；

图2是本发明一实施例的热力膨胀阀剖面示意图；

图3是图2中阀芯部件示意图；

图4是图2中调节螺栓剖面示意图；

图5是图2中构成弹性组件的碟形弹簧立体示意图；

图6为制冷剂流入阀室内设有弹性组件的流体模拟示意图；

图7是本发明另一实施例热力膨胀剖面示意图；

图8是图5中阀芯、导向杆及推杆一体成型的结构示意图；

图9是本发明又一实施例热力膨胀阀剖面示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中汽车空调***中噪音的问题，本发明对组成空调制冷***中的膨胀阀进行了重点研究。通过大量的实验，本发明发现现有技术中膨胀阀的结构是诱发空调噪音的一个原因。

请参阅图1，图1为现有技术中制冷剂在流入阀室中流体模拟示意图，从图中可以看出制冷剂一部分会进入螺旋弹簧的内部空间，一部分流出阀室，且制冷剂流动方向杂乱，在阀室内形成湍流，该湍流能诱发空调制冷***噪音。

在上述发现的基础上，本发明进一步提出了削减湍流的技术方案，具体描述如下。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图2及图3，图2示出热力膨胀阀100的剖面示意图。热力膨胀阀100包括阀体1、推杆2、阀芯部件3、调节螺栓4及动力头5。为了便于描述，这里把图示中的阀体1处于上方的端部称为顶部，处于下方的端部称为底部。

动力头5固定于阀体1顶部，调节螺栓4固定于阀体1底部，推杆2位于阀体1内部，推杆2一端与动力头5固定，另一端与阀芯部件3抵接，阀芯部件3包括有阀芯31和导向杆32，阀芯31与导向杆32固定连接而成，这里可以通过焊接固定。

阀体1采用金属型材例如铝型材制成，其形状大致为长方体。在阀体1的侧面，设有从贮液器侧导入的高温高压的液态制冷剂第一接口11，和经过膨胀阀节流降压后的低温低压的制冷剂向蒸发器导出的第二接口12；此外，在阀体1的侧面，设有在蒸发器中蒸发后将制冷剂导入的第三接口13，和向压缩机侧导出制冷剂的第四接口14。第一接口11和第二接口12均为大致呈圆柱形的横向延伸的通孔，分别设置在阀体1下部的相对两侧。在阀体1中，由第一接口11、第二接口12和连接他们的制冷剂通道构成第一通道，此外，由第三接口13、第四接口14和连接他们的制冷剂通道构成的第二通道(相当于回流通道)，第二通道是大致为圆柱形的通孔，横向的贯通在阀体1上部。

阀体1还开设有阀室15，阀室15是开设在阀体底部并纵向延伸的圆柱形台阶孔，其一侧与第一接口11伸入阀体1内部的末端连通，阀室15的上部设置有阀孔6，阀孔6一端与阀室15同轴地连通，其另一端则与第二接口12的下侧(即接近阀体1底部的一侧)连通，该阀室15底部开口，且该阀室15底部通过调节螺栓4密封。为防止制冷剂泄露，调节螺栓4与阀体1之间还设置有密封件进行密封。

请参阅图4，图4为调节螺栓4的示意图，调节螺栓4由基体41、比基体41直径小的连接部42以及设置在所述连接部42上的支撑部43一体构成，所述支撑部43具有开口部44和与其开口部相对的底部45，所述底部45大致中心位置处还开设有盲孔45a，盲孔45a沿着阀体底部方向延伸。

为了提供关闭膨胀阀的预紧力，以及提高膨胀阀的工作性能，在阀室15内还设置与导向杆32相配合的弹性组件7。

具体地，弹性组件7为正反相对设置的碟形弹簧构成，弹性组件7一端靠近阀体1上部的一端与阀芯31抵接，靠近阀体1下部的一端与支撑部底部45相抵接，如图5所示，图5为碟形弹簧的结构示意图，碟形弹簧包括有碟形弹簧本体71和底面72，碟形弹簧本体71大致呈锥台状，所述底面72呈平面结构，且底面72还开设有贯穿孔73，所述导向杆32穿过贯穿孔73***调节螺栓的盲孔45a，阀芯31通过由正反相对设置碟形弹簧构成的弹性组件预紧向关闭阀孔的方向移动，通过推杆向阀孔6的开阀方向移动。

具体地，弹性组件7靠近阀芯31的一端碟形弹簧底面72与阀芯31抵接或靠接，阀芯31至少部分位于贯穿孔73，弹性组件7靠近调节螺栓4一端的碟形弹簧72与调节螺栓底部45相抵接或靠接而支撑所述碟形弹簧。

为了使导向杆32能在轴向方向上顺畅移动，碟形弹簧底面的贯穿孔73内径可以设置成略大于导向杆的直径。碟形弹簧设置不少于3个，本实施方式中为5个，实际设置时，碟形弹簧的数量可以根据***性能来设置，这里不作限定。由上述构成的弹性组件可知，当高压制冷剂进入阀室时产生压力变动及流量变化，阀芯产生振动并且伴随产生噪音时，通过碟形弹簧产生与振动方向相反的抵抗力，弹性组件可抑制阀芯的振动以及噪音的产生。这种结构的膨胀阀，无需在阀室15内安装阀芯架，这种结构简单，方便安装，能够有效降低成本。

通过在导向杆外周设置碟形弹簧组成的弹性组件，弹性组件通过贯穿孔与导向杆的配合，对导向杆给予势能，因制冷剂压力的变动导致轴和阀芯部件的振动被抑制，降低了噪音。

另外，请参阅图6，图6为制冷剂流入阀室内设有弹性组件的流体模拟示意图。通过在导向杆31外周设置正反相对设置的碟形弹簧构成的弹性组件7，与现有技术中螺旋弹簧相比，制冷剂在流入阀室15时，流迹较为规则，形成了一个稳定的环形流路，削弱了湍流的产生，排除了诱发空调***产生噪音的因素，极大地提高了汽车***工作的可靠性。

参阅图7、图8，图7为本发明的另一实施例剖面示意图，图8为杆状阀芯结构示意图。这种实施例与上一实施例的区别在于，阀芯、导向杆与推杆而成为一体的结构，热力膨胀阀工作时，消除了阀芯31与推杆2之间的冲击产生的振动，进一步削弱了噪音的产生。

为了避免膨胀阀工作时，阀芯从碟形弹簧的贯穿孔中脱落，上述实施方式中阀芯的直径应不小于贯穿孔的内径。

进一步，盲孔45a与推杆2、阀孔6、阀芯部件3同轴地设置，这样，阀芯部件3随着推杆2在轴向作往复运动的时候，阀芯31能更好的关闭阀孔6。

上面实施方式中，导向杆通过在支撑部底部45开设盲孔45a在轴向上作往复移动，本发明还可以通过其他实施方式来实现。如图9所示，图9是本发明又一实施例热力膨胀阀剖面示意图，与上述实施方式主要区别是，本实施方式中，支撑部底部45还可以不开设盲孔45a，导向杆31靠近阀体1下部的一端与支撑部底部45有一定距离，这里导向杆31与支撑部底部45之间有一定距离是为了满足阀芯31能随着推杆2在轴向上运动；或者，阀芯部件3仅为钢球结构的阀芯。这样也能满足阀芯3在轴向上作往复运动从而打开和关闭阀孔，其他结构与上面实施方式类似，这里就不再赘述。

工作时，第一接口11和第二接口12分别作为制冷剂介质的进口和出口，由冷凝器流出的制冷剂从第一接口11流入阀体1,经过阀孔6节流膨胀成雾状，并经由第二接口12流向蒸发器，经蒸发器后流入第三接口13，然后经由第二通道，最终由第四接口14导出到压缩机。

本发明还提供一种了一种汽车空调***，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀，热力膨胀阀为上述实施例中的结构，故采用了上述热力膨胀阀的汽车空调***也具有噪音小的技术效果。

以上对本发明所提供的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。

Claims (9)

1.一种热力膨胀阀，包括阀体、动力头、推杆、阀芯部件及调节螺栓，所述推杆设置在所述阀芯部件和所述动力头之间，所述阀体还开设有阀室，所述阀室上部设置有阀孔，所述阀室底部开口并通过所述调节螺栓密封，所述调节螺栓由基体、比基体直径小的连接部以及设置在所述连接部上的支撑部一体构成，所述支撑部具有开口部和与其开口部相对的底部，其特征在于，所述阀芯部件包括阀芯和导向杆，所述阀室内没有设置阀芯架，所述阀室内还设置有弹性组件，所述弹性组件一端与阀芯抵接，一端与所述支撑部底部抵接，所述阀芯通过所述弹性组件预紧向关闭所述阀孔的方向移动，通过所述推杆向所述阀孔的开阀方向移动。

2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述弹性组件为正反相对设置的碟形弹簧构成，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面大致中心位置处还开设有贯穿孔。

3.根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述导向杆距离所述调节螺栓底部有一定距离，所述导向杆一端穿过所述贯穿孔，所述弹性组件套设在所述导向杆外周，所述弹性组件通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

4.根据权利要求2所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述调节螺栓底部大致中心位置处还开设有盲孔，所述导向杆一端穿过所述贯穿孔***调节螺栓的盲孔，所述弹性组件套设在导向杆外周，所述弹性组件通过所述贯穿孔与所述导向杆配合，抑制所述阀芯部件的横向扰动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述弹性组件靠近调节螺栓一端的碟形弹簧与调节螺栓底部相抵接或靠接而支撑所述碟形弹簧，所述弹性组件靠近阀芯的一端碟形弹簧底面与阀芯抵接或靠接，所述阀芯至少部分位于贯穿孔，所述阀芯的直径不小于贯穿孔的内径。

6.根据权利要求5所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀芯、导向杆和推杆一体形成。

7.根据权利要求6所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述碟形弹簧底面的贯穿孔内径略大于导向杆的直径。

8.一种热力膨胀阀，包括阀体、动力头、推杆、阀芯部件及调节螺栓，所述推杆设置在所述阀芯部件和所述动力头之间，所述阀体还开设有阀室，所述阀室上部设置有阀孔，所述阀室底部开口并通过所述调节螺栓密封，所述调节螺栓由基体、比基体直径小的连接部以及设置在所述连接部上的支撑部一体构成，所述支撑部具有开口部和与其开口部相对的底部，其特征在于，所述阀芯部件为钢球结构的芯体，所述阀室内没有设置阀芯架，所述阀室内还设置有弹性组件，所述弹性组件为正反相对设置的碟形弹簧构成，所述碟形弹簧包括有碟形弹簧本体和底面，所述碟形弹簧本体大致呈锥台状，所述底面呈平面结构，所述底面大致中心位置处还开设有贯穿孔，所述弹性组件靠近调节螺栓一端的碟形弹簧与调节螺栓底部相抵接或靠接而支撑所述碟形弹簧，所述弹性组件靠近阀芯部件的一端碟形弹簧底面与阀芯抵接或靠接，所述阀芯部件通过所述弹性组件预紧向关闭所述阀孔的方向移动，通过所述推杆向所述阀孔的开阀方向移动。

9.一种汽车空调***，包括冷凝器、蒸发器以及膨胀阀，其特征在于，所述膨胀阀为权利要求6或7或8所述的热力膨胀阀。

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