CN2826315Y - 带有热质量动力元件的制冷膨胀阀 - Google Patents

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CN2826315Y CNU2003901000038U CN200390100003U CN2826315Y CN 2826315 Y CN2826315 Y CN 2826315Y CN U2003901000038 U CNU2003901000038 U CN U2003901000038U CN 200390100003 U CN200390100003 U CN 200390100003U CN 2826315 Y CN2826315 Y CN 2826315Y
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C·哈拉莫托
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Abstract

一种用于车辆空调***的热力膨胀阀，其包括壳体和由壳体支承的动力元件。该动力元件包括薄膜和抵靠薄膜的承压垫。该承压垫由铜、铜合金、其它材料制成一体，该材料可以是组合物、复合物、混合物及其组合，其导热率至少大约为800BTU－in／hr－ft2－（115w／m－K），优选为1200BTU－in／hr－ft2－（170W／m－K），更优选为2000BTU－in／hr－ft2－(280W/m－k)，并且密度至少大约为0.31b／in3（8g／cm3），并且承压垫在壳体内借助阀杆与阀元件连接，以便控制冷凝器与蒸发器之间的制冷剂流。在承压垫中这种材料的使用降低了阀对外界温度变化的影响并且降低了阀的猎振。

Description

带有热质量动力元件的制冷膨胀阀
技术领域
本实用新型总体上涉及用于空调***的热力膨胀阀，尤其涉及一种用于车辆空调***的热力膨胀阀。
背景技术
在通常的车辆空调***中，制冷剂由压缩机单元压缩，该压缩机单元由机动车发动机来驱动。处于高温高压的经压缩的制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中热量从经压缩的制冷剂中排散出去。制冷剂随后经过接收器/干燥器流向膨胀阀。当制冷剂流经阀孔口时，膨胀阀对制冷剂进行节流，这使得制冷剂进入蒸发器时从液相变为饱和的液体/蒸气混合物。在蒸发器中，从周围环境中吸收热量以便置换制冷剂的蒸发潜热，因此冷却环境空气。来自蒸发器的低压制冷剂返回到压缩机的吸入侧从而开始新的循环。
流经膨胀阀的高压制冷剂必须依据制冷剂流在蒸发器与压缩机的吸入侧之间的过热程度来调节，以便使得空调***的性能最大化。过热度定义为低压制冷剂流的实际温度与制冷剂流的蒸发温度之间的温度差。一种用于遥控感测制冷剂流的过热度的装置是感温包。该感温包定位成与携带低压制冷剂的管道接触。载压装置从感温包延伸到膨胀阀中的阀元件，以便调节蒸发器与冷凝器之间的制冷剂流。
另外，最近的用于感测制冷剂流过热度的装置是块式(“无感温包的”)热力膨胀阀(thermaostatic expansion valve)。无感温包的的热力膨胀阀通常包括动力元件，其包括安装在半球形头部与阀体上的支承杯之间的薄膜。“填充物”位于由半球形头部和薄膜的一个(上)表面限定的头部腔内。支承杯和薄膜的另一(下)表面与膨胀阀阀体一起限定薄膜腔。承压垫定位成抵靠薄膜的下表面，并且向下延伸穿过薄膜腔且穿过阀体中的开口从而进入来自蒸发器出口的制冷剂流动路径。阀杆与承压垫连接，并且进一步向下延伸穿过阀体中的孔从而延伸到阀元件，该阀元件调节在阀体中的第一端口中的孔(通向冷凝器)与在阀体中的第二端口(通向蒸发器)之间的阀孔口。
用于热力膨胀阀的通常阀元件包括位于球保持器或球座中的球，其由弹簧偏压以抵靠冷凝器端口与蒸发器端口之间的阀孔口。另外已知的是，直接支承该球以抵靠弹簧的端部簧圈，并且使用锥形元件以便代替球。在任何情况下，阀杆与球接合并且依据薄膜的运动从而促使该球离开阀孔口。弹簧由压盖或弹簧座保持就位，压盖或弹簧座可旋入到通向阀体出口的通道中。压盖的轴向位置可(例如通过将压盖旋入或旋出阀体来)调节，这可调节在阀球上的弹簧力，并且由此调节流经该阀的流动。球保持器和压盖通常由黄铜制成，并且由弹簧彼此分开。
为了控制制冷剂流，在动力元件中的薄膜感测离开蒸发器的制冷剂状况并且通过打开或关闭该阀孔口来补偿流向蒸发器的流率。在某一无感温包的阀中，承压垫是导热的，并且由于来自蒸发器出口的制冷剂在承压垫附近流过，借助传导使得热能从该承压垫传递给在头部腔中位于薄膜之上的制冷剂填充物。薄膜的围绕承压垫的一部分通常还暴露于且直接与来自蒸发器出口的制冷剂接触。来自蒸发器出口的制冷剂压力与阀元件上的调节弹簧的力一起抵靠在薄膜上，这趋向于使得阀关闭，通常来填充物的压力趋向于打开阀。在薄膜两侧上的力的平衡与薄膜的弹性常数一起确定了薄膜的挠曲并且由此确定了在冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀孔口的开度。该薄膜适当地挠曲以便薄膜这些力之间的平衡。
在薄膜之上位于头部腔中的填充物的压力由填充物中的气体的压力/温度关系来控制。承压垫的温度最好与流经该阀的制冷剂的温度相同，并且连同与薄膜直接接触的制冷剂一起，填充物的温度大致随离开蒸发器的制冷剂的温度而变化。Fukuda的美国专利6223994、Proctor的美国专利3691783、Treder的美国专利3537645、以及Orth的美国专利3450345示出了且描述了如上所述的无感温包的膨胀阀的示例。
US-A-2221062披露了一种膨胀阀，其具有铜的动力杆。JP-08-210734和JP-08-210734的摘要披露了一种具有黄铜承压垫的膨胀阀。
无感温包的膨胀阀的设计者必须解决的一个问题在于该阀对于外界状况的灵敏度。例如，在车辆发动机舱中，膨胀阀往往受到明显的瞬间热的影响，这不利地影响到阀的操作特性并且由此影响到***的性能。这被认为是部分地由于围绕阀的周围环境提供的热能借助传导经由动力元件传递给头部腔中的填充物而造成的。来自车辆发动机的热能在发动机工作过程中可能增加，这可导致头部腔内的温度和压力增大，即使承压垫具有衰减作用且制冷剂与薄膜直接接触的情况下也如此。在这种情况下，阀的打开超过了所希望的情况，这使得过多的制冷剂流经阀，并且由此使得液体制冷剂流向压缩机。液体制冷剂流向压缩机对于正常的压缩机的功能具有有害影响，并且还影响压缩机的性能并由此影响空调***的总体性能。
已经作出许多尝试以便使得填充物与制冷剂紧密地热耦合，以便实际上利用制冷剂作为吸热器。一种已知的技术是利用高导热的承压垫，例如由铝制成的承压垫，以便使得阀不易受到外界状况的影响，并且更接近地随制冷剂的温度改变而变化。
然而，在该技术方案中，阀可以对于制冷剂的温度改变过度灵敏。铝的承压垫例如几乎瞬时地在制冷剂与填充物之间实现热能传递。这也是有害的，这是因为阀总是在猎振(hunting)。即，在低压制冷剂流中的瞬间过热与膨胀阀中的补偿调节之间具有滞后时间。该阀趋向于沿两个方向过度补偿。应当理解，这还不利地影响空调***的性能。
已经认为这种灵敏度和猎振的问题的其中一个主要原因在于，常规构思是由铝形成承压垫。尽管铝是便宜的易加工材料；但是其不具有足够的热质量(thermal mass)以便吸收制冷剂中的瞬时热并且防止(或至少减少)阀的猎振。
试图在带有铝承压垫的阀中解决猎振问题的已知技术是已知的。已知技术是在承压垫的销周围设置隔热件例如塑料套筒以便传热率。这可改进阀的“猎振”，但是这增加了制造的复杂性。
因此，申请人认为在实现对于阀中的制冷剂蒸气的温度的适当灵敏度与阀的平稳工作之间还存在折衷，以便在制冷***中保持制冷剂流的适当控制。因此申请人认为在工业界中存在着这样的一种需求，即提供一种可克服以上问题的简单的热力膨胀阀，即提供一种对于外界温度瞬变特别是由发动机舱内的发动机热量导致的温度波动而言灵敏度降低的阀，该阀对于来自蒸发器的制冷剂的温度变化的响应更合适。
实用新型内容
本实用新型提供了一种新的独特的热力膨胀阀，其对于外界温度瞬变特别是由发动机舱内的发动机热量导致的温度波动具有降低的灵敏度，并且对于来自蒸发器的制冷剂的温度变化具有更合适的响应。
依据本实用新型，该热力膨胀阀包括由这样的材料制成的承压垫，该材料足够导热以便防止该阀对于外界状况过度灵敏；而且还具有足够的热质量以便降低阀的猎振。该承压垫包括实心的柱形主体、在一个端部处的变大头部、从另一端部轴向向下延伸的细长销，它们优选为整体成一体地形成，并且由铜、铜合金、其它材料制成，该材料可以是组合物、复合物、混合物及其组合，其导热率至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，优选为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，更优选为2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。有利的是，本实用新型的承压垫的制造简单并且成本合理。
因此本实用新型提供了一种新的独特的热力膨胀阀，其克服了现有技术的装置的许多缺点。该阀降低了阀对外界温度瞬变的灵敏度，并且对于来自蒸发器的制冷剂的温度变化可作出适当的响应。
参照对优选实施例的下列描述并结合附图，本领域的普通技术人员可以更好地理解本实用新型及其另外的特征。
附图说明
图1是依据本实用新型的原理来构造的膨胀阀的侧视截面图；
图2是膨胀阀的动力元件的侧视截面图；
图3是膨胀阀的承压垫的侧视截面图；
图4是包括依据本实用新型形成的热质量动力元件的代表性的热力膨胀阀与现有技术的动力元件相比的流率与时间的关系的图表；和
图5是包括依据本实用新型形成的热质量动力元件的代表性的热力膨胀阀与现有技术的动力元件相比的归一化的流率与时间的关系的图表。
具体实施方式
参照附图，首先参照图1，在空调***中的制冷剂从压缩机10流向冷凝器12，并且从冷凝器流向接收器/干燥器14或直接流向热力膨胀阀的入口端口15，其总体上由附图标记16表示。该膨胀阀包括主体17，其具有由附图标记18表示的控制感测部分和由附图标记19表示的节流部分。总体上由附图标记20表示的球式阀组件设置在节流部分的腔21中并且控制流经节流通道22的流动，该节流通道限定在入口端口15(冷凝器出口)与出口端口23(蒸发器入口)之间。阀组件20包括弹簧24，其偏压支承球阀26的保持器或杯25以抵靠阀座27从而对经过该通道22的制冷剂流进行节流。弹簧24支承在弹簧座32内，弹簧座与主体17螺纹连接，并且借助O形环密封件33密封到其上。阀组件20可通过将弹簧座32旋入或旋出主体17来进行调节。
球阀由推压销或杆36来促动，推压销或杆轴向延伸穿过与内孔37呈紧密滑动关系的壳体。O形环弹性密封件38在孔37内围绕杆36并且流体密封，并且借助环39保持就位。杆36又与承压垫40连接(参见图2和3)，承压垫与薄膜42连接。来自节流部分中的阀出口端口23的制冷剂流流入蒸发器46并随后流入主体的控制感测部分的入口端口48。随后该流动流经使得入口端口48与出口端口52在流体上互连的返回通道50，并且随后经过(未示出的)蒸发器出口控制阀返回，或直接流入压缩机10。
上述的膨胀阀优选为由适当材料例如金属(铝合金)制成的块式阀。阀体具有矩形构形，通常在主体17的两个(相对)侧表面上具有节流部分19的入口端口15和出口端口23，且定位成接近主体17的一个端部；同时控制感测部分18的入口端口48和出口端口52位于分别与出口端口23和入口端口15相同的侧表面上，但是定位成接近主体17的另一个端部。另外，安装孔54设置在主体中以便将该阀安装在***的适当固定装置上。应当注意，在控制感测部分18中的返回通道50通常横向延伸穿过主体17，或换言之，当膨胀阀16以图1所示的垂直定向来使用时，返回通道50大致水平延伸穿过该阀。
总体上由附图标记55表示的动力元件设置成与主体17的一个(上)端面成一体，优选为安装在一个(上)端面上。如图2所示，动力元件55包括环形薄膜42，其安装在环形半球形头部或上壳体部分62与环形支承杯或下壳体部分64之间。薄膜42优选为由导热材料制成，例如金属(如不锈钢)，并且借助焊接或钎焊从而围绕其外周密封到半球形头部62和支承杯64上。头部腔70限定在半球形头部62与薄膜42的一个(上)表面之间。头部腔70经由(未示出的)孔口或毛细管填充有对温度敏感的填充物，并且随后由插塞72或其它适当装置来密封。
在薄膜的另一侧面上，支承杯64具有环形套圈73，其借助螺纹旋入轴向控制通道74中(参见图1)，该轴向控制通道形成在阀体17的上端中以便将动力元件安装到阀体上。轴向控制通道74在其内端处在流体上通向在控制感测部分中在入口端口48和出口端口52之间延伸的横向通道50。O形环密封件75围绕支承杯64的外部并且使得其流体密封到主体17上。薄膜42的另一(下)表面和支承杯64限定一薄膜腔76(参见图3)。薄膜腔76与轴向控制通道74中流体连通。
依据本实用新型，为了对于流经阀的制冷剂流的温度的适当灵敏度，并且降低阀对于猎振的敏感性，承压垫40优选为大致完全地由相对致密且导热率高的材料制成，例如铜、铜合金、或另一材料，该材料还可以是组合物、复合物、混合物、或其它组合，其具有的导热率至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，并且优选为至少大约1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，更优选为至少大约2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。通过由这种材料形成该承压垫以便用于热力膨胀阀时，已经发现可获得特别有利的特性。这些特性包括i)良好的导热率，足以使得阀中的制冷剂的温度与填充物的温度紧密耦合，以便实现阀对于制冷剂的良好的灵敏度；以及ii)足够的热质量，以便使得动力元件对于猎振不太敏感，但是当承压垫由例如铝或常规的黄铜或青铜的材料制成时，该材料或是具有高导热率但不太致密，或是较致密但是导热率不高。例如铜或尤其是铜合金的材料容易进行加工并且成本合理。
如图2所示，承压垫40具有实心柱形主体77、在主体77的一个(上)端部处的环形的变大的圆形头部78、细长的柱形销或杆79，其从主体77的另一端部轴向(向下)延伸离开。主体77、头部78、和销79优选为整体地加工、铸造、冲压、模制、或以其它方式制成(单个部件)，但可形成为单独的部件，例如通过钎焊、焊接、粘接剂粘合、热熔接或溶剂熔接粘合、或以机械方式进行粘合或以其它方式连接在一起。承压垫40的主体77优选为设置在薄膜腔76中。头部78的上表面80与薄膜42的下表面进行表面与表面的接合接触，并且由此直接且紧密地与薄膜热耦合。头部78的相对于薄膜42的径向尺可改变，并且优选的是薄膜的围绕基部78的外周的至少一部分也可直接暴露于薄膜腔76中的的流体流动。
销79从主体77向下突伸以穿过轴向控制通道74和返回通道50。销79包括端部盲孔81，其从销的远端向内形成以便接收阀组件20的杆36(图1)，销(和承压垫)在操作上与阀连接。杆36可以以任何常规的方式例如通过压配合或螺纹连接从而固定地保持在孔81中。
另外，优选的是，整个承压垫由良好导热率的材料形成，并且可整体地构造成，或者由独立的部件组装成，而且还较致密，以便在总体上不易受到温度梯度的影响。即，由于如此制成的承压垫具有较高的热质量，因此这种材料提供了阀的平稳操作。
除了例如黄铜或青铜的铜和铜合金之外，其它的适当材料包括其它金属和合金，例如铝和不锈钢以及非金属例如陶瓷，在此可广泛地使用的材料包括氮化物、碳化物、和硼化物，除了氧化物之外，碳及其同素异形体例如石墨和钻石，以及塑料和其它聚合材料，其可以是热塑性或热固性的。两种或多种这些材料的组合，例如两种或多种不同的铜或铜合金，或者两种或多种不同的其它金属或合金、陶瓷、碳及其同素异形体、或塑料、或聚合材料也是适合的，以及这些材料中的一种或多种与不同于这些材料中的一种或多种的组合，例如一种或多种金属和一种或多种非金属也被认为在本实用新型的涉及的范围内。这些组合可以是混合物、合金、组合物、共聚物、或复合物。
在承压垫是整体结构的情况下，承压垫大致完全地由上述材料形成，或是大致均质地制成，或是作为层压物或例如在芯上设置的涂层的其它结构。在承压垫由独立部件组装形成的情况下，这些部件均由相同或不同材料形成。
在单种材料或多种材料组合的情况下，材料本身可如此选择、配制、或组合，即总体上展示出至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，并且优选为至少大约1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，更优选为至少大约2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)的导热率，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。在这方面，如此形成的承压垫本身相似地展示出至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，并且优选为至少大约1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，更优选为至少大约2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)的导热率，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。在组装的情况下，每一单独部件的材料可如此选择、配制、或组合，即总体上均展示出至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，并且优选为至少大约1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，更优选为至少大约2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)的导热率，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。以其它方式，该材料可如此选择、配制、或组合，即，使得承压垫组件本身展示出至少大约为800BTU-in/hr-ft2-(115W/m-K)，并且优选为至少大约1200BTU-in/hrft2-(170W/m-K)，更优选为至少大约2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)的导热率，并且密度至少大约为0.31b/in3(8g/cm3)。由于经济和便于制造的原因，铜或包括铜的合金或其它材料被认为是优选的。
从蒸发器出口进入入口端口48的制冷剂的一部分通常从经过通道50的流动路径分叉开并且流经通道74以便进入薄膜腔76。在腔76中的制冷剂与主体77和头部78的下表面以及薄膜42的围绕头部78的外周的下表面直接接触。该制冷剂随后离开腔76和通道74，并且与经过通道50的流动再聚合，以便经过出口端口52进入压缩机入口。来自蒸发器出口的制冷剂压力经由端口48且抵靠头部78的下表面和薄膜42，并且连同在阀元件上的调节弹簧24的力，趋向于迫使球阀抵靠阀座27；同时来自腔70中的填充物的压力趋向于使得阀打开，该压力受经由承压垫40和薄膜42的暴露部分的传热的影响。薄膜两侧的力的平衡连同薄膜的弹性常数一起确定薄膜的挠曲，并且由此确定冷凝器与蒸发器之间的膨胀阀孔口的开度。
另外，依据本实用新型的方面制成的铜、铜合金、或其它材料的承压垫具有良好的导热率，以便使得在头部腔70中的填充物与制冷剂紧密地热耦合，由此使得其随该制冷剂而不是随周围环境温度而变化。这种承压垫的热质量使得制冷剂中的温度瞬变衰减或以其它方式使其稳定，并且实际上对于填充物的温度改变的传递施加时间滞后或其它的延迟。总体而言，在头部腔中的填充物不易受到外界温度的影响，并且更接近地且平滑地随离开蒸发器的制冷剂的温度而变化。
以下给出了实施本实用新型的代表性的示例，其中所有的百分比和比例是按重量来计算的，除非明确指明的除外，并且这些示例不应理解为限制本实用新型。
示例
示例1
具有大致如图2-3所示构造的承压垫的热质量动力元件由铝(Type 6061)、易切削黄铜(Type C360000)、和铜碲(Type C14500)构造成。除了承压垫的结构的材料之外，这些动力元件大致相同。这些用于承压垫结构的材料的特性在表1中给出。
表1
  材料   密度1b/in3(8g/cm3)   导热率BTU-in/hr-ft2-(W/m-K)
  铝黄铜铜   0.0975(2.7)0.307(8.5)0.323(8.9)   1250(280)798(115)2460(350)
铜材料的密度和导热率落在本实用新型的范围内。因此，该包括铜的承压垫的动力元件被认为本实用新型的代表示例。
这些动力元件安装在如此构造的热力膨胀阀内。该阀又安装在典型的车辆制冷***(R-134a制冷剂)中，设置在隔热的外壳内以便使得热源处于该***之外。该***进行工作，直到实现稳态流动，由此在围绕该阀的外壳内周围温度升高到大约250(120℃)。当周围温度使得动力元件的温度升高时，所获得的较高的压力使得阀更大地打开并且使得更多的制冷剂流入蒸发器。增加的制冷剂流最终冷却该元件并降低压力，从而导致随时间的循环响应。
对于不同的承压垫的所测量的响应在图4中由图表示出，图4是流率与时间的关系的比较图表。为了简明，对于黄铜、铝、和铜的承压垫的单独曲线在图4中分别由110、112、114表示。
如图4所示，对于具有高密度和高导热率的铜114而言，循环的幅度较小。相反，铝112具有高导热率但密度低，因此其对于变化的反应快，这使得其非常容易受到周围灵敏度的影响。黄铜110具有的导热率小于铝，因此其相应较慢，但是其密度高，因此这样的组合与铝非常相似。
对于铜的承压垫，在不违反理论的情况下，认为高导热率使得从周围传递的热量传导离开流经该阀的制冷剂。该承压垫的高密度即高热质量防止动力元件出现外部或内部的即在***内引起的温度的快速变化。然而，高的导热率使得阀对***需求适当地作出响应，而且不会对***的改变过度地灵敏。
示例2
代表性的商用阀的性能与具有本实用新型的铜承压垫的阀的性能进行比较。该阀大致如示例1所述地进行检测，但是通过减去所观察到的平均流率从而对于R-134a制冷剂的流率进行归一化，以便使得可直接比较响应。这些响应在作为归一化流率与时间的图表的图5中以图表表示。该阀的检测如表2所示，并且曲线在图5中示出。
表2
  阀   曲线   简述
  中空1黄铜#1磷青铜铝#1黄铜#2铝#2铜   120122124126128130132   中空的销元件(美国专利5269459)实心黄铜(C360000)承压垫实心磷青铜(C5440001)热质量承压垫实心铝(6061)承压垫实心黄铜(C3600)热质量承压垫(体积大于黄铜#1)实心铝(6061)承压垫(体积大于铝#1)实心铜(C14500)热质量承压垫
1密度：0.321 1b/in3(8.9g/cm3)；
导热率：604BTU-in/hr-ft2-(87W/m-K)
参照图5，中空销的阀(120)表现最稳定。在这方面，可以构思到在动力元件中的制冷剂移动到其最冷点，即处于制冷剂流动中的销的底部。这使得阀保持基于制冷剂流的温度的控制而不是基于周围环境的控制。然而，中空销的结构较复杂并且制造昂贵。
铝#1的阀(126)表现出偏离平均初始流动设定点(在流率轴线上的“0”)的最大偏离。这种结构的承压垫是几乎没有热质量且导热率高的较小的铝部分。
黄铜#1的阀(122)的铜的承压垫的体积大于铝#1的阀的承压垫，但是小于黄铜热质量承压垫的阀(黄铜#2)(128)。
铝#2的阀(130)、铜的阀(132)、黄铜#2的阀(124)具有体积大于其它阀的承压垫的热质量承压垫。铝由于其导热率高因此响应快。磷青铜的承压垫吸收热量但是不能将热量较好地传递给制冷剂流，因此导致与其它热质量阀相比更大的偏离。
黄铜的承压垫具有勉强较高的导热率，因此其可比磷青铜的承压垫更好地传热，但是不比铝和铜的承压垫好。依据本实用新型，铜的承压垫具有最高的导热率，并且因此其可最佳地将热量从周围环境传递给制冷剂流并且由此最佳地控制该流动。铜的承压垫的较高的密度意味着尽管其传导热量，但是较大的热质量使得在热方面更稳定，并且由此不出现如同铝的承压垫一样的几乎瞬时地对温度变化的响应，因此可获得更稳定的工作。总之，铜的承压垫作为本实用新型的代表性示例，其性能相当于中空销结构，但是其制造便宜且容易制造。
因此，如上所述本实用新型提供了一种新的独特的热力膨胀阀，其使得该阀对外界温度瞬变的影响最小化，即，其可耐受周围温度的变化，并且对于制冷剂的温度变化具有更合适的响应，即，降低“猎振”或其它的振荡效应并且以其它方式使得工作稳定。本实用新型的膨胀阀在不需要复杂硬件的情况下以简单且低成本的方式在不需要困难的或费时的制造或组装步骤的情况下实现了这些技术效果。
尽管示出了且描述了本实用新型的优选实施例，但是对于本领域的普通技术人员而言明显的是，在不脱离由后附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下，可进行各种修改和变型。

Claims (17)

1.一种热力膨胀阀(16)，其包括：
阀体(17)，其具有与冷凝器出口端口(15)和蒸发器入口端口(23)流体连接的节流通道(22)以及与蒸发器出口端口(46)和压缩机入口端口(52)流体连接的返回通道(50)，该阀体(17)还包括与该返回通道(50)流体连接的控制通道(74)；
安装到该阀体(17)上的动力元件(55)，该动力元件包括支承薄膜(42)的薄膜壳体(62、64)，一个壳体部分(62)与该薄膜(42)的一个表面一起限定用于容纳流体填充物的头部腔(70)，以及另一壳体部分(64)与该薄膜(42)的另一表面一起与该阀体(17)配合且限定薄膜腔(76)，该控制通道(74)使得该薄膜腔(76)与返回通道(50)流体连接；
在位于该节流通道(22)与该返回通道(50)之间延伸的阀孔(37)中的阀组件(20)，该阀组件(20)具有设置在该节流通道(22)中可从防止流体流经该节流通道(22)的第一位置移动到允许流体流经该节流通道(22)的第二位置的阀元件(26)；和
承压垫(40)，其设置成至少部分地位于该返回通道(50)内，该承压垫(40)包括i)主体(77)，ii)变大头部(78)，该变大头部在该承压垫主体(77)的一个端部处设置成抵靠薄膜(42)并且可与其结合从而一起移动，和iii)与承压垫主体(77)的另一端部成一体且从其延伸离开的销(79)，并且该销在操作上与该阀元件(26)连接，该热力膨胀阀(16)的特征在于，
该承压垫(40)的导热率至少大约为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)。
2.如权利要求1所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫(40)的销(79)、承压垫主体(77)、和头部(78)是成一体的。
3.如权利要求2所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫主体(77)是实心的柱体。
4.如权利要求1所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫(40)的导热率至少大约为2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)。
5.如权利要求1所述的阀(16)，其特征在于，所述销(77)、承压垫主体(79)、和头部(78)中的一个或多个大致完全地由导热率至少大约为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)的材料制成。
6.如权利要求5所述的阀(16)，其特征在于，所述材料包括一种或多种金属、一种或多种金属合金、一种或多种陶瓷、碳、一种或多种碳的同素异形体、一种或多种聚合材料、或它们的组合物。
7.如权利要求5所述的阀(16)，其特征在于，该材料包括铜。
8.如权利要求2所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫(40)大致完全地由导热率至少大约为2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)的材料制成。
9.如权利要求2所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫(40)大致完全地由导热率至少大约为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)的材料制成。
10.如权利要求9所述的阀(16)，其特征在于，所述材料包括一种或多种金属、一种或多种金属合金、一种或多种陶瓷、碳、一种或多种碳的同素异形体、一种或多种聚合材料、或它们的组合物。
11.如权利要求9所述的阀(16)，其特征在于，该材料包括铜。
12.一种热力膨胀阀(16)，该热力膨胀阀包括：
阀体(17)，其具有一对侧表面以及上和下端面，该阀体(17)包括在一个侧表面上与冷凝器出口端口(15)和在另一侧表面上与蒸发器入口端口(23)流体连接的节流通道(22)以及在一个侧表面上与蒸发器出口端口(46)和在另一侧表面上与压缩机入口端口(52)流体连接的返回通道(50)，该阀体(17)还包括与该返回通道(50)流体连接的控制通道(74)；
安装到该阀体(17)的该一个端面上的动力元件(55)，该动力元件(55)包括由外部半球形头部(62)和内部支承杯(64)来支承的薄膜(42)，该半球形头部(62)与该薄膜(42)的一个外表面限定用于容纳流体填充物的填充物腔(70)，并且该支承杯(64)与该薄膜(42)的一个内表面与该阀体(17)配合以便包围薄膜腔(76)，该控制通道(74)使得该薄膜腔(76)与返回通道(50)流体连接；
具有阀杆(36)的阀组件(20)，该阀杆设置在位于该节流通道(22)与该返回通道(50)之间延伸的阀孔(37)中，该阀组件(20)在阀杆(36)的一个端部处包括阀元件(26)，其在该节流通道(22)中可从防止流体流经该节流通道(22)的第一位置移动到允许流体流经该节流通道(22)的第二位置；和
成一体的承压垫(40)，其在阀杆的另一端部处与薄膜(42)的内表面导热接触并且与流经该返回通道(50)的流体热接触，该承压垫(40)包括i)设置在薄膜腔(76)内的实心柱形主体(77)，ii)变大头部(78)，该变大头部在该承压垫主体(77)的一个端部处设置成与该薄膜(42)表面对表面地接触，和iii)与承压垫主体(77)的另一端部成一体且从其延伸离开以便进入该返回通道(50)的柱形销(79)，并且该柱形销在操作上与该阀组件(26)连接，该热力膨胀阀(16)的特征在于，
该承压垫(40)的导热率至少大约为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)，并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)。
13.如权利要求12所述的阀(16)，其特征在于，该承压垫(40)的导热率至少大约为2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)。
14.如权利要求12所述的阀(16)，其特征在于，所述承压垫(40)大致完全地由导热率至少大约为2000BTU-in/hr-ft2-(280W/m-K)并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)的材料制成。
15.如权利要求12所述的阀(16)，其特征在于，所述承压垫(40)大致完全地由导热率至少大约为1200BTU-in/hr-ft2-(170W/m-K)并且密度至少大约为0.3lb/in3(8g/cm3)的材料制成。
16.如权利要求12所述的阀(16)，其特征在于，所述材料包括一种或多种金属、一种或多种金属合金、一种或多种陶瓷、碳、一种或多种碳的同素异形体、一种或多种聚合材料、或它们的组合物。
17.如权利要求12所述的阀(16)，其特征在于，该材料包括铜。
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Patentee after: Zhejiang Xinjin Air-Conditioning Equipment Co., Ltd.

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CX01 Expiry of patent term

Expiration termination date: 20131017

Granted publication date: 20061011