CN112648761A - 基于记忆合金的节流控制元件 - Google Patents

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CN112648761A CN202011522526.8A CN202011522526A CN112648761A CN 112648761 A CN112648761 A CN 112648761A CN 202011522526 A CN202011522526 A CN 202011522526A CN 112648761 A CN112648761 A CN 112648761A
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钱小石
施骏业
金明江
陈江平
高天元
李园园
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Abstract

一种基于记忆合金的节流控制元件，包括：壳体和设置于壳体内的形状记忆合金弹簧和阀杆，其中：控制器通过控制加热棒加热功率控制形状记忆合金的位移，同时形状记忆合金弹簧应变与其电阻关系曲线近似线性，通过实时采样记忆合金的电阻得到阀杆的准确位置从而实现了***的闭环控制，壳体内进一步设有与壳体进出口并联的制冷剂通道，该制冷剂通道流经形状记忆合金弹簧，通过控制制冷剂通道内制冷剂的流量以及加热机构调节记忆合金弹簧的形变量，进而达到调节阀杆开度。本发明既保证了节流装置阀开度控制的执行精度及闭环控制，同时具有成本低、精度高、可靠性好等优点。

Description

基于记忆合金的节流控制元件
技术领域
本发明涉及的是一种车用空调领域的技术，具体是一种基于记忆合金的空调节流控制元件。
背景技术
在制冷技术领域中，节流装置是制冷***中的重要组成部件，其作用是对冷凝器流出的高温高压液态制冷剂进行节流降压，获得低温低压的两相制冷剂流体，并用于调节进蒸发器的制冷剂流量，为***提供最适合的制冷效果。
现有电子膨胀阀采用步进电机驱动，实现主动控制，通常采用脉冲步数进行粗略估计开度，由于实际使用中步进电机常常失步，导致控制逻辑混乱，***发生振荡，不能满足使用要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于记忆合金的节流控制元件，采用形状记忆合金弹簧，由于应用形状记忆合金弹簧作为驱动元件，控制器通过控制加热棒加热功率控制形状记忆合金的位移，同时形状记忆合金弹簧应变与其电阻关系曲线近似线性，通过实时采样记忆合金的电阻得到阀杆的准确位置，从而实现了***的闭环控制。同时通过制冷剂旁通记忆合金实现了阀杆的快速冷却复位。该节流原件既保证了节流装置阀开度控制的执行精度及闭环控制，同时具有成本低、精度高、可靠性好等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：壳体和设置于壳体内的形状记忆合金弹簧和阀杆，其中：控制器通过控制加热棒加热功率控制形状记忆合金的位移，同时形状记忆合金弹簧应变与其电阻关系曲线近似线性，通过实时采样记忆合金的电阻得到阀杆的准确位置从而实现了***的闭环控制，壳体内进一步设有与壳体进出口并联的制冷剂通道，该制冷剂通道流经形状记忆合金弹簧，通过控制制冷剂通道内制冷剂的流量以及加热机构调节记忆合金弹簧的形变量，进而达到调节阀杆开度。
所述的制冷剂通道与壳体的进出口之间设有截止阀，以实现流量精确控制；在需要对形状记忆合金弹簧降温时，打开截止阀，使得高压态的制冷剂由进口流入制冷剂通道并对形状记忆合金进行快速降温，以达到节流装置阀开度控制的快速复位。
技术效果
本发明通过采用记忆合金的节流原件，其优点为自带位置传感器功能，同时通过外部加热及冷却的方式能对阀杆位置进行快速精确的控制。同时具有成本低、精度高、可靠性好的优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1阀杆、2阀针、3进口、4出口、5加热块、6形状记忆合金弹簧、7低压制冷剂通道、8阀体上盖、9低压制冷剂截止阀、10高压制冷剂通道、11高压制冷剂截止阀。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：阀杆1、形状记忆合金弹簧6、位于形状记忆合金弹簧6内的加热块5以及位于壳体内的制冷剂通道7、8和设置于其两端的制冷剂截止阀9、11，其中：壳体的进口3与冷凝器出口相连，壳体的出口4与蒸发器进口相连，形状记忆合金弹簧6一端固定在阀体上盖8内表面上，另一端固定在阀杆1的上侧表面上，通过高压制冷剂截止阀11和低压制冷剂截止阀9调节给形状记忆合金弹簧6降温的制冷剂，通过高压制冷剂通道10、低压制冷剂通道7与进口3中的制冷剂流通，并通过出口4流出。
所述的冷凝器出口的制冷剂由进口3流进节流装置，开启空调***后，控制器根据***控制器策略的设定，将目标阀开度转化为对形状记忆合金弹簧6的目标温度，并对形状记忆合金弹簧6发出升温或降温的指令。当形状记忆合金弹簧6温度低于目标温度，则对加热块5进行加热，形状记忆合金弹簧6由于温度升高，会发生形变，进而驱动阀杆1产生向下位移；当形状记忆合金弹簧6温度高于目标温度，则控制高压制冷剂截止阀11和低压制冷剂截止阀9打开，使进口3的制冷剂通过高压制冷剂通道10进入阀体，并对形状记忆合金弹簧6进行降温，进而驱动阀杆1产生向上位移。进口3流入的制冷剂由阀针2与阀体的缝隙经出口4流出，通过对形状记忆合金弹簧6温度的控制，即可调节节流装置的开度。
综上，本发明同时采用外部加热及制冷剂直接冷却的方式从而实现节流原件的进行快速精确的控制。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (3)

1.一种基于记忆合金的节流控制元件，其特征在于，包括：壳体和设置于壳体内的形状记忆合金弹簧和阀杆，其中：控制器通过控制加热棒加热功率控制形状记忆合金的位移，同时形状记忆合金弹簧应变与其电阻关系曲线近似线性，通过实时采样记忆合金的电阻得到阀杆的准确位置从而实现了***的闭环控制。
2.根据权利要求1所述的基于记忆合金的节流控制元件，其特征是，所述的壳体内设有与壳体进出口并联的制冷剂通道，该制冷剂通道流经形状记忆合金弹簧，通过控制制冷剂通道内制冷剂的流量以及加热机构调节记忆合金弹簧的形变量，进而达到调节阀杆开度。
3.根据权利要求2所述的基于记忆合金的节流控制元件，其特征是，所述的制冷剂通道与壳体的进出口之间设有截止阀，以实现流量精确控制；在需要对形状记忆合金弹簧降温时，打开截止阀，使得高压态的制冷剂由进口流入制冷剂通道并对形状记忆合金进行快速降温，以达到节流装置阀开度控制的快速复位。
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Citations (6)

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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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