用於COP最優調節的Δp膨脹閥在高壓側接頭中尤其在內部熱交換器中的結合的製作方法

2023-09-16 20:16:05 2

專利名稱：用於COP最優調節的Δp膨脹閥在高壓側接頭中尤其在內部熱交換器中的結合的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在冷循環或者熱循環中通過膨脹閥處的壓差進行質量流量 調節(Regelimg)的膨脹閥。
背景技術：
由文件US2006/0117793A1得知一種膨脹閥，其設置用於在冷循環中尤其是在用 於車輛的空調中調節質量流量。該膨脹閥在管道區段中安裝在內部熱交換器和蒸發器之 間。為此，該膨脹閥具有基體，該基體包括通孔，該通孔由閥座圍繞且可利用閥元件在閉合 位置中被關閉。該閥元件可在開啟方向上朝向低壓側移位以用於調節高壓。膨脹閥的基體 在高壓側被插入到適合用於容納膨脹閥的管道區段的孔口中。通過單獨的螺栓連接，膨脹 閥固定在其在管道區段中的位置中。該布置具有如下缺點，S卩，由於該額外的用於將膨脹閥固定在管道區段中的螺栓 連接而需要另一螺栓連接，其聯接至內部熱交換器。這具有如下缺點，即，需要額外的密封 部位，由此降低了冷卻劑循環的密封性。此外，存在增加的裝配成本和材料成本。

發明內容
因此，本發明的目的在於，提出一種這樣的膨脹閥，S卩，其不需要額外的接口或部 件以用於弓丨入到冷循環或者熱循環中。該目的根據本發明通過權利要求1的特徵來實現。通過膨脹閥的根據本發明的這樣的設計方案，S卩，膨脹閥帶有基體，該基體構造成 用於安裝到內部熱交換器的接頭(尤其是高壓側接頭)的孔口區段中或安裝到冷循環或者 熱循環的管道的接頭尤其是高壓側接頭中，並且在外周緣處具有固定區段，該固定區段利 用互補的固定區段以可鬆開的方式固定在接頭中，具有如下優點，即，使得膨脹閥的簡單的 且快速的裝配成為可能。例如，直接在聯接到內部熱交換器處的導管接頭之前，膨脹閥可安裝到內部熱交 換器的接頭或導管區段的接頭中以用於固定在內部熱交換器處，且隨後管道區段或者其接 頭聯接在內部熱交換器的接頭處。除了節省空間的設計方案之外，這樣的布置此外具有如 下優點，即，冷循環或者熱循環具有較少密封部位，由此提高了整個冷循環或者熱循環的密 封性。同時，由此可提供材料成本上的減少，因為不需要用於容納閥元件的額外的殼體。根據本發明的一種優選的設計方案設置成，在基體處的固定區段構造成螺紋。由 此可使得固定區段的簡單製造和快速的安裝成為可能。在使用作為螺紋的固定區段中，這 樣的膨脹閥同樣被稱作旋入式插裝件(Einschraubpatrone)。備選地，該固定區段可構造成 卡口閉鎖部(Bajonettverschluss)。由此將同樣獲得螺紋的優點。根據本發明的另一種備選的實施形式設置成，在基體處的固定區段構造成優選徑 向取向的支撐面，該支撐面貼靠在聯接部位的孔口區段的環繞的優選徑向取向的環面處，其中，該環面鄰接孔口區段的孔壁。該布置具有如下優點，即，由此可應用成將膨脹閥簡單 地插入到接頭的聯接部位中且隨後通過另一連接器件或類似者定位在聯接部位中。優選地，為了在聯接部位中位置正確地布置和固定膨脹閥還設置有儲能元件，其 作用在基體的端側處。相對而置地，儲能元件優選地支撐在另一管區段處，該管區段通過外 部的螺栓連接固定在聯接部位處，從而使得膨脹閥的基體貼靠在接頭的孔口區段中的環面 處。根據本發明的另一種有利的設計方案，在基體處鄰近於固定區段設置有密封元 件，該密封元件優選地相對於在基體處的固定區段設置在冷卻劑的下遊。由此以如下方式 提高裝配可靠性，即，密封元件在膨脹閥安裝或推進到內部熱交換器或管道的接頭中時不 與固定區段相接觸。優選地，0形環設置作為密封元件，其固定地保持在基體處的環繞的槽 口中。膨脹閥優選地從接頭的自由端部安裝到孔口區段中且優選地如此，S卩，基體和閥 元件完全布置在該接頭中。由此，在一定程度上創造了一種在內部熱交換器或管道的接頭 中處在內部的膨脹閥，其在先前的實施形式中的聯接部位可保留。根據本發明的另一有利的設計方案設置成，閥元件構造成銷狀，其中，閥元件的閥 閉合節段相對於通孔布置在下遊且閥元件優選地穿過通孔，以使得在上遊設置有儲能元 件，該儲能元件將閥閉合節段定位在閥座中。通過該布置，此外可使得非常細長的且緊湊的 設計方案成為可能，從而使得膨脹閥同樣可被安裝到較小的孔口直徑或者導管直徑中。此 外，膨脹閥設有最小數量的構件，更確切地說帶有基體、閥元件和儲能元件以及優選地帶有 調整螺母、彈簧座或調整螺母，其在組裝的狀態中形成單元且因此優選地行成旋入式插裝 件或插入式插裝件(Einsteckpatrone)。根據本發明的另一種有利的設計方案設置成，閥閉合節段以在其周緣之上單個或 多個(einmal oder mehrmals)分布的方式包括凹口作為旁路，該凹口與閥座相對而置地布 置。由此可獲得，在閉合的膨脹閥中洩漏質量流量可流過。此外，該布置具有如下優點，即， 在閥元件的開始的衝程中關於開啟橫截面(0ffnungsquerschnitt)的特性線不受影響，因 為在閥閉合節段中的凹處遠離閥座。優選地設置成，至少一個凹口構造成缺口。這樣的缺口可以簡單的方式來製造。根據本發明的另一種優選的設計方案設置成，基體具有用於閥元件的在通孔的上 遊延伸的引導區段。由此，閥元件可在其開啟運動和閉合運動期間被引導，並且通過通孔確 保正確地佔據閥元件的閉合位置。根據本發明的另一種優選的設計方案設置成，儲能元件的一端部作用在引導區段 處。由此不需額外的部件。相反地可通過該布置以及引導區段相對基體的優選單件式的構 造創造緊湊的且部件減少的設計方案，其完全有效。根據本發明的另一種優選的設計方案設置成，在調整螺母處設置有彈簧座，其作 用為用於儲能元件的浮動支承。由此可獲得，儲能元件以較小的遲滯來工作。根據本發明的另一種優選的設計方案，在閥元件的開啟方向上在閥座處緊隨地設 置有開啟橫截面，該開啟橫截面不依賴於閥閉合節段的開啟位置與閥閉合節段的外周緣構 造節流。在此設置成，開啟橫截面的長度至少包括閥衝程的長度，從而使得不依賴於閥衝程 提供恆定的節流橫截面。由此可獲得後置節流(Nachdrosselimg)，其相對前置節流具有如下優點，即，減小了在節流部位處的氣體形成。該節流部位因此，在壓力上升為較高時限制 了質量流量，由此創造了冷循環或者熱循環的改進的工作條件。膨脹閥(其尤其地構造成內裝式插裝件(Einbaupatrone))此外具有如下優點， 即，至少一個輸送孔(其穿過引導區段且通向通孔)以在1°和90°之間的角度來設置，其 中，優選地設置有小於60°的角度。這意味著，輸送孔在冷卻劑的上遊取向，從而在流動方 向上需要較少的改變。這可有助於減少氣體形成。因此，輸送孔完全地或部分地相反於流 動方向指向，從而使得降低紊流的形成。


本發明以及本發明的另外的有利的實施形式和改進方案在下面藉助在附圖中示 出的例子作進一步描述和說明。由說明書和附圖獲得的特徵根據本發明可單獨地或多個地 以任意組合的方式被應用。其中圖1顯示了冷循環的示意性圖示，圖2顯示了穿過內部熱交換器的接頭的示意性的橫截面，圖3顯示了被安裝在根據圖2的接頭中的膨脹閥的示意性放大視圖，圖4顯示了根據圖2的膨脹閥的用於後置節流的布置的示意性放大視圖，圖5顯示了相對圖3的膨脹閥的備選的實施形式的示意性放大視圖，圖6顯示了帶有在接頭中的備選的固定的根據圖5的膨脹閥的示意性放大視圖，圖7顯示了用於說明後置節流的效果的圖表，且圖8顯示了相對於圖2的備選的實施形式的透視視圖。
具體實施例方式圖1顯示了尤其地被安裝在機動車中的空調的冷循環和/或熱循環11。在冷卻劑 壓縮機12中，氣體狀的冷卻劑(尤其是R134a)被壓縮。經壓縮的冷卻劑被輸送給冷凝器 13，在該冷凝器13處進行在已壓縮的冷卻劑和環境之間的熱交換，以便於冷卻冷卻劑。在 冷凝器13的下遊可設置有積聚器17，以便於分開氣相和液相的冷卻劑且同時收集液相冷 卻劑。離開冷凝器13或者積聚器17的冷卻劑到達內部熱交換器14。在內部熱交換器14 和蒸發器16之間設置有膨脹閥15。通過膨脹閥15，依賴於存在的(anliegend)壓差調節 空調的質量流量。冷卻劑由膨脹閥15到達蒸發器16。在蒸發器16中，冷卻劑從環境中吸 收熱量。從該蒸發器16起，冷卻劑通過內部熱交換器14又被輸送給冷卻劑壓縮機12。在圖2中示意性放大地示出了內部熱交換器14的接頭21。內部熱交換器14由雙 重管組件22形成，其中，外部的管橫截面(Rohrquerschnitt)與冷凝器13處於連接中。通 過膨脹閥15，冷卻劑被引導至蒸發器16。接頭21具有第一聯接部位沈，在該第一聯接部 位沈處可聯接有通向蒸發器16的管道。接頭21在該第二聯接部位沈附近具有第二聯接 部位27，該第二聯接部位27將冷卻劑由蒸發器16引導至內部熱交換器14。從該聯接部位 27起，冷卻劑通過內部熱交換器14的內部管道區段觀到達冷卻劑壓縮機12。因此，膨脹閥15安裝在高壓側，其中，膨脹閥15如此地安裝在第一聯接部位沈的 孔口區段四中，即，使得可無阻礙地聯接在第一聯接位置沈處的管道連接。在圖3中示出了根據圖2的膨脹閥15的示意性放大的視圖。膨脹閥15包括基體31，該基體31包括帶有鄰接於其處的閥座33的通孔32。此外，基體31容納閥元件34，該 閥元件34例如構造成銷狀且包括閥閉合節段(Ventilschlie β glied) 36，該閥閉合節段36 在閉合位置中閉合通孔32且貼靠在閥座33處。為了閉合位置的布置設置有儲能元件37， 該儲能元件37以一端部布置在閥元件34處。在相對而置的端部處，優選地設置有調整螺母 38，以便於調整彈簧預緊力或者閥元件34的開啟時刻。相對於調整螺母38，儲能元件37作 用在引導區段39處，該引導區段39優選地與基體31構造成單件。通常，閥閉合節段36被 引導直接穿過引導區段39。補充地，可優選地在引導區段39處設置有引導套41，以便於引 導閥元件34。在引導區段39中設置有輸送孔43，通過該輸送孔43冷卻劑到達通孔32。一 旦高壓已超過確定的值，則閥元件34在流動方向上打開，也就是說，實現向左的開啟運動。基體31在其外周緣46處具有固定區段47，該固定區段47接合到互補的固定區 段48中，該固定區段48設置在第一聯接部位沈的孔口區段四中。在根據圖3的實施例 中，固定區段47構造成螺紋，尤其是構造成細螺紋。為了調整定位或者位置，可在聯接部位 沈處構造凸肩50，以便於確保膨脹閥15在孔口區段四中的限定的位置。在固定區段47 的下遊，優選地在基體31處設置有凹槽狀的凹口 52，在該凹口 52中布置有密封元件53，優 選地0形環密封件。因此，可實現在孔口區段四和膨脹閥15的基體31之間的密封，從而 創造密封的布置且不產生洩漏流量。備選地，在該區域中可特意地設置有凹陷部或銑削部 (Ausfrasung)，以便於確保這樣的限定的洩漏流量。基體31具有開口錐形部55，從而使得流過通孔32的冷卻劑可流走。在開口錐形 部55的下遊設置有裝配區段56，該裝配區段56例如使得如下成為可能，即，利用工具以簡 單的方式將膨脹閥15以相對接頭21固定的方式固定。除了先前所描述的實施形式之外可設置成，閥元件在通孔32的上遊閉合布置在 其處的閥座。在圖4中示出了通過膨脹閥15的後置節流的示意性放大視圖。在該實施形式中， 鄰近於閥座33設置有開啟橫截面58，其包括這樣的長度，即，該長度至少包括閥元件34的 最大的開啟運動的衝程以及閥閉合節段36的外周緣區段60的長度。優選地，閥閉合節段 36的外周緣區段60和開啟橫截面58構造成恆定的，從而構造後置節流，也就是說，雖然衝 程運動增加但是恆定的節流橫截面起作用且因此提供後置節流，該後置節流同樣限制在通 孔32中的質量流量。優選地，在閥閉合節段36處設置有凹口 45以用於形成旁路44該凹口 45優選地 優選地構造成缺口。該凹口 45單個或多個地布置在閥閉合節段36處的周緣上，且優選地 與閥座33相對而置。通過凹口 45 (其同樣可構造成不是缺口)，獲得所謂的洩漏質量流量。在圖5中示出了相對圖3的膨脹閥15的備選的實施形式的示意性截面圖示。下 面僅涉及不同的構造形式。另外，該實施相對圖3適用。在該實施形式中，通孔43不垂直於在開啟運動和閉合運動期間的閥元件34的衝 程運動取向，而是在流動方向上傾斜。例如，通孔43以相對於閥元件34的縱軸線約為30° 的角度傾斜。由此可給出有利於流動的布置。此外，在該實施形式中例如設置有過濾器或濾網65，其例如通過螺紋66直接固定 在基體31處。此外，該實施形式除了用於儲能元件37的調整螺母38之外例如還具有彈簧座40，該彈簧座40使得儲能元件37的浮動支承成為可能，由此儲能元件尤其是彈簧元件以較小 的遲滯來工作。在圖6中示出了帶有根據圖5的構造的膨脹閥15。相對圖5中的實施形式，根據 圖6的實施形式在膨脹閥15在接頭21中的固定方面不同。其餘適用先前的實施方案。作 為由螺紋構造成固定區段47，48的替代，該實施形式具有帶有環面71的階梯式孔口區段 29,該環面71由孔口區段四鄰接。基體31的支撐面70支撐在環面71處，該支撐面70同 樣優選地構造成徑向環面。在基體31的相對而置的端側73處作用有另一儲能元件74，該 儲能元件74將膨脹閥15固定在孔口區段沈中。儲能元件74的相對而置的端部(其未進 一步示出)通過另一管道(其通過外部的螺旋聯接件來固定)被保持。在圖7中示出了示意性的圖表，其示出了後置節流的效果。由一定的開啟橫截面 起，雖然壓力繼續上升但是不可釋放更大的開啟橫截面，如由特徵線61示出的那樣。這意 味著，質量流量保持受限且不持續地增加，如由特徵線62示出的那樣。在圖8中示出了相對圖2的備選的實施形式。在該實施形式中如此地設置有冷卻 劑流的引導，即，載有高壓的冷卻劑由冷凝器通過內部熱交換器14的雙重管或者同軸管的 中間的通道觀輸送給接頭21。在通過膨脹閥15(該膨脹閥15布置在接頭21的第一聯接 部位沈中)膨脹之後，載有低壓的冷卻劑流動至蒸發器16。由蒸發器16起，冷卻劑通過接 頭21的第二聯接部位27輸送給內部熱交換器14。在接頭21中例如建議，在端側安裝膨脹 閥15。其餘適用上述圖的實施方案。
權利要求
1.一種用於在冷循環或者熱循環中通過膨脹閥處的壓差進行質量流量調節的膨脹閥， 該膨脹閥帶有基體(31)，所述基體(31)包括通孔(32)，所述通孔(3 由閥座(3 包圍； 且帶有閥元件(34)，所述閥元件(34)在閉合位置中閉合所述通孔(3 並且貼靠在所述閥 座(33)中，並且設置成可在開啟方向上相對於在所述基體(31)處的閥座(33)移位，其特 徵在於，所述基體(31)構造成用於安裝到內部熱交換器(14)的接頭的聯接部位06， 27)的孔口區段09)中或安裝到在所述冷循環或者熱循環中的管道的接頭中，並且在 所述基體(31)的外周緣G6)處具有固定區段(47)，所述固定區段07)利用互補的固定區 段G8)以可鬆開的方式固定在所述接頭的聯接部位(沈，27)處。
2.根據權利要求1所述的膨脹閥，其特徵在於，所述固定區段(47，48)構造成螺紋或卡 口閉鎖部。
3.根據權利要求1所述的膨脹閥，其特徵在於，在所述基體(31)處的固定區段07)構 造成支撐面(70)，所述支撐面(70)貼靠在環繞的優選徑向地取向的構造成固定區段G8) 的環面(71)處，並且由孔口區段09)來限制。
4.根據權利要求3所述的膨脹閥，其特徵在於，儲能元件(74)作用在所述基體(31)的 端側(7 處且相對所述環面(71)固定所述基體(31)。
5.根據權利要求1或2所述的膨脹閥，其特徵在於，在所述基體(31)處鄰近於所述固 定區段G7)設置有密封元件(43)，所述密封元件優選地相對在所述基體(31)處的固 定區段G7)布置在冷卻劑的下遊。
6.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，所述基體(31)可從所述接 頭的聯接部位06，27)的自由端部被完全地插入。
7.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，所述閥元件(34)構造成銷 狀，其中，所述閥元件(34)的閥閉合節段(36)相對於所述通孔(3 布置在下遊，並且所述 閥元件(34)優選地穿過所述通孔(32)，其中，在上遊設置有儲能元件(37)，所述儲能元件 (37)將所述閥閉合節段(36)定位在所述閥座(3 中。
8.根據權利要求1所述的膨脹閥，其特徵在於，所述閥閉合節段(36)以在其周緣上單 個或多個地分布的方式具有凹口 G5)作為旁路(44)，所述凹口 05)以與所述閥座(33)相 對的方式布置在所述閥閉合節段(36)處。
9.根據權利要求8所述的膨脹閥，其特徵在於，所述至少一個凹口05)構造成缺口。
10.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，所述基體(31)具有用於 所述閥元件(34)的在所述通孔(32)的上遊延伸的引導區段(39)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，所述儲能元件(37)的一 個端部作用在所述引導區段(39)處且相對而置的端部作用在所述閥元件(34)處或作用在 布置在其處的調整螺母(38)處。
12.根據權利要求8所述的膨脹閥，其特徵在於，在所述調整螺母08)處設置有彈簧座 (40)，所述彈簧座00)優選地作用為用於所述儲能元件(37)的浮動支承。
13.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，在閥元件(34)的開啟方 向上在所述閥座(33)處緊隨地設置有開啟橫截面(58)，所述開啟橫截面(58)不依賴於所 述閥閉合節段(36)的開啟位置在所述閥元件(34)的外周緣和所述開啟橫截面(58)之間 形成節流部位。
14.根據前述權利要求中任一項所述的膨脹閥，其特徵在於，至少一個輸送孔G3)相 對於所述通孔(3 或在所述通孔(3 之前以在1°和90°之間的角度來設置，其中，優選 地相對於所述閥元件(34)的縱軸線構造有小於60°的角度。
全文摘要
本發明涉及一種用於在冷循環或者熱循環中通過膨脹閥處的壓差進行質量流量調節的膨脹閥，該膨脹閥帶有基體(31)，該基體(31)包括由閥座(33)包圍的通孔(32)；且帶有閥元件(34)，該閥元件(34)在閉合位置中閉合通孔(32)且貼靠在閥座(33)中並且設置成可在開啟方向上相對於在基體(31)處的閥座(33)移位，其中，基體(31)構造成用於安裝到內部熱交換器(14)的接頭(21)的聯接部位(26，27)的孔口區段(29)中或安裝到在冷循環或者熱循環中的管道的接頭(21)中，並且在基體(31)的外周緣(46)處具有固定區段(47)，該固定區段(47)利用互補的固定區段(48)以可鬆開的方式固定在接頭(21)的聯接部位(26，27)處。
文檔編號F25B41/06GK102119308SQ200980128825
公開日2011年7月6日 申請日期2009年7月9日 優先權日2008年7月15日
發明者J·阿古拉, P·克盧格 申請人:奧託.埃傑爾霍夫兩合公司, 易通液壓能力有限責任公司