熱力膨脹閥的製作方法

2023-09-16 20:02:00

專利名稱：熱力膨脹閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱力膨脹閥，屬蒸氣壓縮式製冷技術領域，適用 於製冷系統各種結構的單向熱力膨脹閥，更適用於各種結構的雙向熱 力膨脹閥。
已知的各種結構單向熱力膨脹閥和各種結構雙向熱力膨脹閥，其 閥座孔均為圓柱形孔，對於單向熱力膨脹閥普遍存在的缺點是，調節 過程中產生波動或振蕩，即在製冷系統中，通過熱力膨脹閥供給蒸發 器的液體製冷劑流量忽大忽小或周期性波動，導致系統製冷量下降和 能效比降低。對於雙向熱力膨脹閥除了存在上述缺點外，並存在不能 同時滿足製冷與制熱條件下的不同流量需求，例如在熱泵型房間空 氣調節器的製冷系統中，在各種不同製冷工況條件下熱力膨脹閥正向 工作時蒸發器的液態製冷劑需求量，與制熱工況條件下熱力膨脹閥反 向工作時蒸發器的液態製冷劑需求量是不同的。已知的用於熱泵型房 間空氣調節器製冷系統的雙向熱力膨脹閥不能同時滿足製冷和制熱 條件下的流量需求，導致熱泵型房間空氣調節器的製冷(熱)量下降 和能效比降低。

發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種設計合理，結構簡 單，對於單向工作的熱力膨脹閥在調節過程中不會產生波動或振蕩， 對於雙向工作的熱力膨脹閥不但在調節過程中不會產生波動和振蕩，
並能同時滿足製冷和制熱條件下的不同流量需求。
本發明的熱力膨脹閥，包括膜盒、閥體、閥針、彈簧和調節螺柱 等，其特徵在於閥座孔和閥芯均為圓錐形。
所述圓錐形閥座孔和圓錐形閥芯的錐角a小於10°時，圓錐形 閥芯軸向設有測試槽。
本發明的熱力膨脹閥由於閥座孔為圓錐形，閥芯也是圓錐形。
對於單向熱力膨脹閥，本發明節流方式與已知熱力膨脹閥的節流 方式不同，已知熱力膨脹閥為圓環形孔板節流，調節過程是調節圓環 形孔板的通道截面積，屬孔板節流，節流過程為單相(液相)節流， 調節過程流量變化大，容易產生波動或振蕩。本發明的熱力膨脹閥為 圓錐環形管節流，調節過程是調節圓錐環形管的通道截面積，屬管狀 節流，節流過程為兩相(氣、液兩相)節流，調節過程的流量變化平 穩，不會產生波動或振蕩，使系統的製冷量和能效比得到提高。
對於雙向熱力膨脹閥，本發明除了具有上述單向熱力膨脹閥的優 點外，同時能滿足製冷和制熱條件下的不同流量需求，使系統的製冷 (熱)量和能效比得到提高。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。


圖1為已知外平衡內感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖2為已知外平衡內感溫單向熱力膨脹閥結構的局部放大圖。
圖3為已知外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥的結構圖。
圖4為己知外平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖5為已知外平衡外感溫雙向熱力膨脹閥的結構圖。
圖6為已知內平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖7為本發明實施例l一外平衡內感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖8為本發明實施例l一外平衡內感溫單向熱力膨脹閥結構的 局部放大圖。
圖9為本發明實施例2 —外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥的結構圖。
圖10為本發明實施例3—外平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖11為本發明實施例4一外平衡外感溫雙向熱力膨脹閥的結構圖。
圖12為本發明實施例5—內平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構圖。
圖13為設有測試槽的圓錐形閥芯的結構圖。 圖l、圖2所示
ll一膜盒、12—閥體、13 —閥針、14一圓柱形閥座孔、15 —球形 閥芯、16—彈簧、17 —調節螺柱 圖3所示
31—膜盒、32—閥體、33_閥針、34—圓柱形閥座孔、35 —球形 閥芯、36—彈簧、37 —調節螺柱 圖4所示
41一膜盒、42—閥體、43 —閥針、44一圓柱形閥座孔、45 —球形 閥芯、46—彈簧、47—調節螺柱、48—外感溫管、49一壓力傳遞管 圖5所示
51—膜盒、52 —閥體、53 —閥針、54—圓柱形閥座孔、55 —球形 閥芯、56—彈簧、57 —調節螺柱、58—外感溫管、59—壓力傳遞管 圖6所示
61—膜盒、62 —閥體、63 —閥針、64—圓柱形閥座孔、65 —圓錐 形閥芯、66—彈簧、67—調節螺柱、68—外感溫管
具體實施例方式
本發明實施例l一外平衡內感溫單向熱力膨脹閥的結構如圖7、 圖8所示
71—膜盒、72—閥體、73 —閥針、74—圓錐形閥座孔、75 —圓錐 形閥芯、76—彈簧、77 —調節螺柱 單冷型製冷系統的工作過程如下
經壓縮機壓縮後的高壓高溫氣態製冷劑進入冷凝器冷凝成為高 壓液態製冷劑，高壓液態製冷劑經外平衡內感溫單向熱力膨脹閥節流 成為低壓低溫液態製冷劑，低壓低溫液態製冷劑進入蒸發器吸熱蒸發 成為低壓氣態製冷劑，低壓氣態製冷劑回到壓縮機再壓縮成為高壓高 溫氣態製冷劑完成循環。從蒸發器獲得冷量。
外平衡內感溫單向熱力膨脹閥的調節過程如下-通過膜盒71感受流經其上部通道從蒸發器出來的回氣溫度，自 動調節圓錐環形管的通道截面積，當膜盒71感受到的回氣溫度升高
時，膜盒71內感溫劑的壓力隨之上升。膜盒71內的膜片71a向下變 形量增大，通過閥針73和圓錐形閥芯75壓縮彈簧76使圓錐形閥芯 75向下移動。圓錐形閥座孔74與圓錐形閥芯75之間的圓錐環形管 通道截面積增大，使進入蒸發器的低壓低溫液態製冷劑的流量增加。 反之，當膜盒71感受到的回氣溫度降低時，膜盒71內感溫劑的壓力 隨之降低，彈簧76的彈簧力通過圓錐形閥芯75和閥針73使膜盒71 內的膜片71a向下變形量減小，使圓錐形閥芯75向上移動，圓錐形 閥座孔74與圓錐形閥芯75之間的圓錐環形管通道截面積減少，使進 入蒸發器的低壓低溫液態製冷劑的流量減少，由於閥座孔與閥芯均為 圓錐形，節流方式不同於已知熱力膨脹閥的圓環形孔板節流，而是圓 錐環形管節流，因此調節平穩，不會產生波動或振蕩，使系統的製冷 量和能效比得到提高。
本發明實施例2—外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥的結構如圖9所
示
91一膜盒、92 —閥體、93 —閥針、94一圓錐形閥座孔、95 —圓錐 形閥芯、96—彈簧、97—調節螺柱 熱泵型製冷系統的工作過程如下
製冷時，經壓縮機壓縮後的高壓高溫氣態製冷劑進入室外熱交換 器(冷凝器)冷凝成為高壓液態製冷劑，高壓液態製冷劑經外平衡內 感溫雙向熱力膨脹閥正向節流成為低壓低溫液態製冷劑，低壓低溫液 態製冷劑進入室內熱交換器(蒸發器)吸熱蒸發成為低壓氣態製冷劑， 低壓氣態製冷劑回到壓縮機再壓縮成為高壓高溫氣態製冷劑，如此不
斷循環。從室內熱交換器(蒸發器)獲得冷量。
外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥正向節流時的調節過程如下 通過膜盒91感受流經其上部通道從室內熱交換器(蒸發器)出
來的回氣溫度，自動調節圓錐環形管的通道截面積，當膜盒91感受
到的回氣溫度升高時，膜盒91內感溫劑的壓力隨之升高，膜盒內的 膜片91a向下變形量增大，通過閥針93和圓錐形閥芯95壓縮彈簧 96，使圓錐形閥芯95向下移動，圓錐形閥座孔94與圓錐形閥芯95 之間的圓錐環形管通道截面積增大，進入室內熱交換器(蒸發器)的 低壓低溫液態製冷劑的流量增加。反之，當膜盒91感受到的回氣溫 度降低時，膜盒91內感溫劑的壓力隨之降低，彈簧96的彈簧力通過 圓錐形閥芯95和閥針93使膜盒91內的膜片91a向下變形量減小， 使圓錐形閥芯95向上移動，圓錐形閥座孔94與圓錐形閥芯95之間 的圓錐環形管通道截面積減小，使進入室內熱交換器(蒸發器)的低 壓低溫液態製冷劑的流量減少。
制熱時，經壓縮機壓縮後的高壓高溫氣態製冷劑通過四通電磁換 向閥換向(四通電磁換向閥換向的目的是，使室內熱交換器由製冷時 的蒸發器轉變為冷凝器，室外熱交換器由製冷時的冷凝器轉變為蒸發 器)進入室內熱交換器冷凝成為高壓液態製冷劑，高壓液態製冷劑經 外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥反向節流成為低壓低溫液態製冷劑，低 壓低溫液態製冷劑進入室外熱交換器吸熱蒸發成為低壓氣態製冷劑， 低壓氣態製冷劑回到壓縮機再壓縮成為高壓高溫氣態製冷劑完成循 環。從室內熱交換器(冷凝器)獲得熱量。外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥反向節流時的調節過程相同於正 向節流。
由於閥座孔和閥芯均為圓錐形，節流方式不同於已知膨脹閥的圓 環形孔板節流，而是圓錐環形管節流，因此，調節平穩，不會產生波 動或振蕩。又由於制熱時，冷凝後的高壓液態製冷劑從反向進入外平
衡內感溫雙向熱力膨脹閥，高壓反向作用於圓錐形閥芯95，其作用 力促使圓錐環形管通道截面積增大，而製冷時，高壓液態製冷劑從正 向進入外平衡內感溫雙向熱力膨脹閥，高壓正向作用於圓錐形閥芯 95，高壓作用力促使圓錐環形管通道截面積減小，通過分別調整圓錐 形閥芯95和圓錐形閥座孔94的錐角和直徑，可同時滿足正向流量需 求和反向流量需求，使系統的製冷(熱)量和能效比得到提高。
本發明實施例3—外平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構如圖10
所示
101 —膜盒、102 —閥體、103 —閥針、104—圓錐形閥座孔、 105 —圓錐形閥芯、106 —彈簧、107 —調節螺柱、108 —外感溫管、 109—壓力傳遞管
單冷型製冷系統的工作過程和調節過程相同於實施例1，但膜盒 101的感溫方式不同於實施例1是通過膜盒71感受流經其上部通道 從蒸發器出來的回氣溫度，而是通過與膜盒101相連通的外感溫管 108與從蒸發器出來的回氣管接觸感受回氣溫度。膜盒IOI內的膜片 101a下端所承受的壓力不同於實施例1是來自流經其上部通道從蒸 發器出來的回氣壓力，而是通過壓力傳遞管將從蒸發器出來的回氣壓
力傳遞至膜片101a下端。
本發明實施例4一外平衡外感溫雙向熱力膨脹閥的結構如圖11
所示
lll一膜盒、112 —閥體、113 —閥針、114一圓錐形閥座孔、 115 —圓錐形閥芯、116 —彈簧、117 —調節螺柱、118 —外感溫管、 119—壓力傳遞管
熱泵型製冷系統的工作過程和調節過程相同於實施例2，而膜盒 111的感溫方式相同於實施例3。
本發明實施例5——內平衡外感溫單向熱力膨脹閥的結構如圖 12所示
121—膜盒、122 —閥體、123 —閥針、124—圓錐形閥座孔、 125 —圓錐形閥芯、126—彈簧、127—調節螺柱、128 —外感溫管 圖13所示
5 —圓錐形閥芯、5a—測試槽
單冷型製冷系統的工作過程相同於實施例1，膜盒121感溫方式 相同於實施例3，但膜盒121內的膜片121a下端所承受的壓力不同 於實施例3承受蒸發器的出口壓力，而是承受蒸發器的進口壓力。
綜合上述各實施例，與己知各種結構熱力膨脹闊相比，由於閥座 孔的結構不同，其節流方式和節流過程也不相同，已知的各種結構熱 力膨脹閥，其閥座孔均為圓柱形孔。節流方式為圓環形孔板節流，節 流過程是單相(液相)節流。本發明的各種結構熱力膨脹閥，其閥座 孔均為圓錐形孔和圓錐形閥芯，節流方式為圓錐環形管節流，節流過
程是兩相(氣、液相)節流。
為避免圓錐形閥座孔與圓錐形閥芯的錐角《<10°時，熱力膨脹 閥處於關閉狀態時，圓錐形閥芯卡在圓錐形閥座孔內，圓錐形閥芯與
圓錐形閥座孔之間應有空隙，為測試其間隙量，如圖13所示，圓錐
形閥芯軸向設有測試槽，用氣體測試圓錐形閥芯與圓錐形閥座孔之間 間隙時，測試氣體通過測試槽進入上述間隙，根據通過上述間隙氣體 量確定間隙量。
本發明的各種結構單向熱力膨脹閥其所產生的積極效果是調節 過程中流量不會產生波動或振蕩，製冷系統的製冷量和能效比得到提高。
本發明的各種結構雙向熱力膨脹閥所產生的積極效果是調節過 程中流量不會產生波動或振蕩，同時能有效滿足製冷和制熱條件下的 不同流量需求，使製冷系統的製冷(熱)量和能效比得到提高。
權利要求
1、一種熱力膨脹閥，包括膜盒、閥體、閥針、彈簧和調節螺柱等，其特徵在於閥座孔和閥芯均為圓錐形。
2、 根據權利要求1所述的熱力膨脹閥，其特徵還在於圓錐形閥座孔 和圓錐形閥芯的錐角oc小於10。時，圓錐形閥芯軸向設有測試槽。
全文摘要
本發明公開了一種熱力膨脹閥，屬蒸氣壓縮式製冷技術領域，其包括膜盒、閥體、閥針、彈簧和調節螺柱等，其特徵在於閥座孔和閥芯均為圓錐形，使其節流方式成為圓錐環形管節流，對於單向熱力膨脹閥可消除調節過程中的流量波動或振蕩，對於雙向熱力膨脹閥，同時能有效滿足製冷與制熱條件下的不同流量需求，使製冷系統的製冷(熱)量和能效比得到提高。
文檔編號F16K1/32GK101377239SQ20071007103
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月30日 優先權日2007年8月30日
發明者葉興海, 幹寶牛, 徐立中, 方巧珍, 鄧永林, 顧其江 申請人:浙江春暉智能控制股份有限公司;鄧永林