尤其用於調節製冷系統的流體流量的調節閥的製作方法

2023-10-06 08:45:09

專利名稱：尤其用於調節製冷系統的流體流量的調節閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種尤其用於調節製冷系統中流體流量的調節閥。
背景技術：
目前，用於調節製冷系統中流體流量的調節閥的結構包括 -閥體，其設有流體的入口和出口，入口和出口通過連接隔室連接， -連接隔室流量控制裝置，其插入在適當設置的形成在閥體內的座部內。 流量控制裝置包括連接隔室流量控制活塞，該活塞功能地連接到電動機。 使用期間通過電動機的作用在用於連接隔室的打開位置和阻塞位置之間 調整活塞的位置。
在該類型閥的使用期間，由於其位置相對於連接隔室變化，所以流體在活 塞上的作用並不是恆定的。
這使流量控制裝置必須根據電動機賦予活塞的位置經受不同的力。
這些力基本上是由於流體施加到方向朝向連接隔室的活塞前表面的壓力 與活塞在與前表面相反的後表面上經受的壓力之間的差形成的。
目前已知的活塞具有跨越活塞的連接隔室，連接這些表面的前部內的區域 以平衡在某些操作條件下作用在其上的壓力。
具體地說，US6568656披露了一種設有截錐形頭部的活塞，該頭部內有構
成用於連接到所述連接隔室的埠的一個或多個孔。
根據本專利講授的閥具有截錐形頭部，該頭部在預定位置穿孔，這些位置
確定成使用時在活塞處於相對於連接隔室的所選調整位置時流體施加到活塞
的壓力的合力最小。
根據使用期間作用於閥的流體的流體動力學特性來確定這些預定位置。 因此，截錐形頭部內的孔設置在流體在使用期間具有施加到流量控制活塞
的後表面的壓力的區域，能夠實現其在預定位置內所經受的力的大致平衡。
4根據該講授提供的閥的一個缺點在於，活塞在閥的使用期間所經受的壓 力，雖然在處於預定位置時基本上平衡，但還可隨著閥使用期間其位置相對於 連接隔室的調整而大幅變化。
此外，根據該專利的講授提供的閥專用於預定用途，其幾何形狀根據設計 操作條件而預先確定。
因此這樣專用於預定操作條件的閥沒有應用靈活性，而該應用靈活性目前 是認為越來越重要的基本品質，旨在符合致使簡化物流管理和降低生產成本的 標準化要求。

發明內容
本發明的目標是提供一種能夠平衡活塞在使用期間所經受壓力的調節閥， 其在活塞所採用的打開位置和阻塞連接隔室的位置之間的所有位置都是基本 上有效的。
在該目標下，本發明的目的是提供一種能夠顯著改進活塞在使用時其位置 相對於連接隔室調整期間所經受壓力的平衡的閥。
本發明的另一目的是提供一種在穿過閥的流體流動反向時以同樣方式使 用的閥。
本發明的另一目的是提供一種使用簡單方便且製造成本相對低的閥。 這一 目標以及這些目的和其它目的將在下文中變得更加顯而易見，它們通 過一種尤其用於調節製冷系統中流體流量的調節閥來實現，該調節閥包括
-閥體，其具有流體的入口和出口，入口和出口通過連接隔室連接，
-用於所述連接隔室的流量控制裝置，其插入形成在所述閥體內的、設置 的座部內，並包括功能地連接到電動機以使其能夠沿滑動軸線軸向運動的流量 控制活塞，運動的方式使得可在所述連接隔室的打開位置和阻塞位置之間進行 調整，
所述活塞具有連接其方向面向所述隔室的前表面與其後表面之間的所述 隔室，用於平衡流體施加到所述前表面的壓力，所述閥的特徵是，所述活塞具 有面向所述隔室並形成所述前表面的頭部穹頂，所述連接隔室包括穿過所述穹 頂的多個孔。


從藉助附圖中的非限制性例子來說明的、根據本發明的閥的較佳的但非排 它性的某些實施例的以下詳細描述中，本發明的進一步特徵和優點將會變得更 加顯而易見，在附圖中
圖1是根據本發明的閥的局部側剖視圖2是根據本發明閥的流量控制裝置的細節的放大局部剖視圖； 圖3和4是根據本發明的閥的兩替代實施例的局部側剖視圖5a和5b分別是根據本發明的閥的穹頂的側剖視圖和平面圖。
具體實施例方式
應當注意，在申請專利過程中發現已知的任何內容都被理解為不要求保護 且是放棄的主題。
參照附圖，附圖標記10總地標示尤其用於調節製冷系統中流體流量的調
節閥，該調節閥包括
-閥體ll，其具有流體的入口 12和出口 13，入口和出口通過連接開口 14
連接，
-用於連接開口 14的流量控制裝置15，其插入形成在閥體11內的、設置 的座部16內，並包括功能地連接到電動機18以使其能夠沿滑動軸線A軸向運 動的流量控制活塞17，運動的方式使得可在連接開口 14的打開位置和阻塞位 置之間進行調整或控制。
流量控制活塞17具有用於連接在方向朝向連接開口 14的其前表面20與 其後表面21之間的開口 19，用於平衡流體施加到前表面20的壓力。
閩10的特性是流量控制活塞17具有面向連接開口 14的頭部穹頂22並設 有穿過穹頂22厚度並屬於連接開口 19的多個孔23。
穹頂22的外表面形成流量控制活塞17的前表面20。
有利的是，穹頂22具有圍繞其延伸軸線B基本上對稱的結構，該軸線在 使用期間方便地與滑動軸線A重合。
孔23設置在穹頂22上距離延伸軸線B的徑向距離處，這些距離較佳地根據負二次方級數增加。
換言之，從孔23的埠中心到延伸軸線B的距離實際上在穹頂22的外表 面上根據lV徑向增加，其中r是到延伸軸線B的徑向距離。
此外，具體參照圖5b,孔23具有實際上位於穹頂22的外表面上的其外 埠的中心，這些中心在從延伸軸線B相互間隔開的圓周C上，構成將面積相 互相等的環形帶分成可將穹頂22的平面投影分成兩個相等面積的環。
此外，孔23在穹頂22上方便地設置成相對於延伸軸線B對稱的孔組24a 和24b。
圖5b通過非限制性實例示出穹頂22的實施例，根據該實施例，有相對於 延伸軸線B對稱的兩個第一組24a和兩個第二組24b。
通常，在孔23之間，屬於同一組24a或24b的孔的中心軸線D基本上位 於徑向於(經過)延伸軸線B的公共平面E或F上。
具體地說，屬於第一組24a的孔23的相應中心軸線D位於徑向於(經過) 延伸軸線B的第一平面E上，第二組24b的孔23的相應中心軸線D設置在相 對於延伸軸線B的軸線徑向並通常垂直於第一平面E的第二平面F上。
此外，中心軸線D局部地基本上垂直於穹頂22的外表面，即垂直於流量 控制活塞17的前表面20。
有利的是，穹頂22通過螺紋聯接裝置固定到流量控制活塞17的本體25， 該螺紋聯接裝置包括螺杆26，該螺杆26用於將穹頂22固定到穿過其端部並攻 有內螺紋並適於容納螺杆26以將其擰緊的杆27。
在穹頂22與本體25的周向邊緣之間設置壓縮墊圈28，且該墊圈壓縮襯 墊29，這適於確保固定到本體25的穹頂22的周向聯接的密封性。
本體25宜於呈杯形，並具有
-側壁30，其適於在設置的缸體31內滑動，缸體31的軸線形成滑動軸線 A，以及
-背板32，其具有用於連接其兩相反表面之間的開口 33。
連接開口 33是連接開口 19的一部分，且在閥10的使用期間，它們使流
體能夠穿過背板32且因此，其壓力狀態從前表面20前的區域傳播到由側壁30、
背板32和的缸體31封閉的後表面21所面向的室34。在圖1和2中通過非限制實例示出的閥10的第一實施例中，穹頂22有利 地由金屬板製成。
因此，可通過衝裁模具方便地形成該穹頂。
在圖3通過示例示出的替代實施例中，根據本發明的閥100以基本上相同 的方式具有穹頂122，該穹頂裝備有用於連接到流量控制活塞117的本體125 的內螺紋，該內螺紋與外螺紋102相應設置。
與上述內容類似，在穹頂122與本體125的周向邊緣之間設有墊圈128， 用於壓縮襯墊129，這適於確保固定到流量控制活塞117的本體125的穹頂122 的周向聯接的密封性。
在圖4以非限制示例示出的根據本發明的閥200的另一替代實施例中，流 量控制裝置215包括流量控制活塞217，該活塞包括一體式穹頂22，它們都適 當地由塑料材料製成。
根據上述布置，在穹頂222上設有孔223，其中心軸線D基本上垂直於穹 頂222的外表面。
有利的是，在穹頂22、 122或222上設有三圈相應的孔23、 123、 223， 且其外部埠的中心在三個圓周C上，如圖5b所示。
在該情況下，以虛線示出的三個圓周C方便地具有這樣的到延伸軸線B 的徑向距離，以將三個環形帶G、 H、 I中的每一個分成兩個面積相等的環，這 兩個環同心且互補且由穹頂22、 122或222的平面投影分成；例如在圖5b中， 環形帶G、 H和I由點劃線界定。
根據穹頂的實施例的幾何形狀確定第一環形帶G的最小半徑，例如對於穹 頂22，該半徑與螺杆26的配合座部的外周35的半徑一致。
第三環形帶I的主要半徑與前表面20的周向邊緣36的半徑一致，且在穹 頂22的情況下，該半徑與穹頂的外周邊緣一致。
較佳的是，孔23、 123和223為具有lmm直徑的大致圓柱形。
根據本發明的閥10的操作如下。
應當注意，根據本發明的調節閥100和200的操作類似，且為此不再描述。 在調整流量控制活塞17相對於連接開口 14的位置期間，穿過閥體11的 流體施加可隨時間變化的壓力且該壓力對前表面20是不均勻的。具體地說，流量控制活塞17的前表面20不均勻地經受的靜態壓力和由流 體動力效應產生的壓力分量隨時間變化。
可將這些壓力的合力分解成垂直於滑動軸線A的分量和平行於該軸線的
流量控制活塞17所經受的垂直分量由保持其與滑動軸線A同軸的徑向支 承裝置的約束反力平衡。
使用時，與連接開口 19且尤其是孔23和連接埠 33配合的流體將作用 在前表面20上的流體的總壓力條件傳遞到作用在後表面21上的流體。
術語"總壓力"理解為是指靜態壓力和由流體動力效應產生的壓力分量的 代數和。
這樣，通過平行分量和流體平行於滑動軸線A施加到後表面21上的壓力 的代數和來給予流量控制活塞17沿滑動軸線A所經受的力的合力。
實驗室試驗出人意料地顯示流量控制活塞17沿滑動軸線A所經受的力的 合力在連接開口 14的開口調整變化時平均小於目前已知閥的流量控制活塞所 經受的該合力。
通過孔23相對於穹頂的延伸軸線B的徑向均勻布置而實現該結果，延伸 軸線B在使用時與滑動軸線A基本上重合。
實際上，這樣在閥10使用期間流過孔23的流體將壓力狀態傳輸到室34 內的流體，穹頂22在與之對應的該區域內經受該壓力狀態。
這樣，根據本發明的閥10能夠實現作用在流量控制活塞17的後表面21 上的流體壓力，該壓力相當精確地接近其前表面20所經受的壓力，基本上與 之平衡。
此外，出人意料的是，在流體流出的方向反向時，根據本發明的閥的特性 基本上等同。
更具體地說，當流體從出口埠或出口 13進入閥IO並從入口 12退出閥 10時，平衡沿滑動軸線A的壓力的所述效果基本上同樣有效。
實踐中，已發現本發明通過提供一種能夠平衡活塞在使用期間所經受壓力 的調節閥而實現所想要的目標和目的，該閥在活塞所採用的打開位置和阻塞連 接開口的流動的位置之間的所有位置都是基本上有效的，與穿過該閥的流體流
9出的方向無關。此外，根據本發明的閥由於分散的孔和較大尺寸的連接開口而能夠改進使 用時在相對於連接開口調整活塞位置期間活塞所經受的壓力的大致平衡。這樣構思的本發明可進行無數更改和改變，這些都落入所附權利要求書的 範圍內，所有的細節還可用其它技術同等元素來代替。實際上，所採用的材料以及伴隨的形狀和尺寸只要與具體用途相容，就可 以根據要求和技術領域的狀態為任何材料以及形狀和尺寸。
權利要求
1.一種尤其用於調節製冷系統的流體流量的調節閥(10、100、200)，所述調節閥包括-閥體(11)，所述閥體(11)具有流體的入口(12)和出口(13)，所述入口和出口通過連接開口(14)連接，-用於所述連接開口(14)的流量控制裝置(15)，所述流量控制裝置(15)插入形成在所述閥體(11)內的、設置的座部(16)內，並包括流量控制活塞(17、117)，所述流量控制活塞功能地連接到電動機(18)以使所述活塞沿滑動軸線(A)軸向運動，運動的方式使得能在所述連接開口(14)的打開位置和阻塞位置之間進行調整，所述流量控制活塞(17、117)具有開口(19)，所述開口用於在所述活塞的方向朝向所述連接開口(14)的前表面(20)與所述活塞的後表面(21)之間進行連接，用於平衡流體施加到所述前表面(20)的壓力，其特徵在於，所述流量控制活塞(17、117)具有面向所述連接開口(14)並形成所述前表面(20)的頭部穹頂(22、122、222)，所述連接開口(19)包括穿過所述穹頂(22、122、222)的多個孔(23、123、223)。
2. 如權利要求1所述的閥，其特徵在於，所述穹頂(22、 122、 222)具 有圍繞所述穹頂的延伸軸線(B)基本上對稱的結構，所述孔(23、 123、 223) 設置在所述穹頂上的且到所述延伸軸線(B)的徑向距離根據負二次方級數增 加。
3. 如權利要求2所述的閥，其特徵在於，所述孔(23)的向外面向所述 穹頂(22)的埠中心在相對於所述延伸軸線(B)相互隔開的圓周(C)上， 所述圓周(C)隔開成將相等表面面積的環形帶(G、 H、 I)分成所述穹頂(22) 的平面投影被分成相等面積的兩個環。
4. 如權利要求1所述的閥，其特徵在於，所述孔(23、 123、 223)成組 設置在所述穹頂(22、 122、 222)上，各所述組相對於所述延伸軸線(B)對 稱。
5. 如權利要求3所述的閥，其特徵在於，在所述孔(23、 123、 223)之中，屬於所述組中同一組的所述孔的中心軸線(D)基本上位於徑向於所述延 伸軸線(B)的公共平面(E、 F)上。
6. 如權利要求4所述的閥，其特徵在於，所述中心軸線(D)局部地基本 上垂直於所述穹頂(22、 122)的外表面。
7. 如權利要求1所述的調節閥，其特徵在於，所述穹頂(22)由金屬板 製成。
8. 如權利要求l所述的調節閥，其特徵在於，所述穹頂(222)和所述流 量控制活塞(217)是一體的。
9. 如權利要求l所述的調節閥，其特徵在於，所述穹頂(222)由塑料材 料製成。
全文摘要
一種尤其用於調節製冷系統的流體流量的調節閥(10、100、200)，該閥包括-閥體(11)，其具有流體的入口(12)和出口(13)，它們通過連接開口(14)連接，-用於開口(14)的流量控制裝置(15)，其插入閥體(11)內，並包括用於連接開口(14)的流量控制活塞(17、117)，該活塞由電動機(18)沿滑動軸線(A)驅動，驅動的方式使得可在連接開口(14)的打開位置和阻塞位置之間進行調整。該流量控制裝置(17、117)具有-開口(19)，其用於連接方向朝向連接開口(14)的活塞前表面20與其後表面(21)，用於平衡流體施加到前表面(20)的壓力，-頭部穹頂(22、122、222)，其面向連接開口(14)並形成前表面(20)，連接開口(19)包括穿過穹頂(22、122、222)的多個孔(23、123、223)。
文檔編號F16K39/00GK101655173SQ20091017042
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月18日 優先權日2008年8月18日
發明者A·達蘭, L·納裡尼 申請人:卡日爾工業有限公司