一種雙向熱力膨脹閥的製作方法

2023-05-16 23:49:36

專利名稱：一種雙向熱力膨脹閥的製作方法
技術領域：
本發明屬於製冷控制技術領域，尤其適合於蒸氣壓縮式熱泵系統(如空調系統)
等。具體涉及一種雙向熱力膨脹閥結構。
背景技術：
作為節流裝置的膨脹閥廣泛使用於製冷系統的迴路中，通過感知特定位置的溫 度，來控制製冷劑流量的大小，如專利號為200520013860. 5的中國專利公開了一種如圖8 所示的雙向熱力膨脹閥結構。該結構包括開設有節流通道16'和迴路通道17'的閥體l'， 在節流通道中設置有閥芯6'，在閥體1'的一端固定有作為感溫部件的氣箱頭200，氣箱頭 200由氣箱座201、傳動片202、膜片203、氣箱蓋204焊接組成，在膜片203和氣箱蓋204之 間的密封腔內充注有製冷劑205，在膜片203的與上述密封腔相對的一面與迴路通道17'相 通，當迴路通道17'中的製冷劑溫度變化時，密封腔內的製冷劑的壓力就會產生變化，這個 變化促使膜片203推動傳動片202產生位移的變化，再將這種變化通過傳動杆7'傳遞到閥 口 ，控制閥開度的大小，達到調整節流通道的製冷劑流量作用。 這種感溫裝置的膨脹閥，由於製冷劑一般都是滷族元素，分子量很大，充入氣箱頭 的密封腔後的壓力與外界的大氣壓間存在著很大的壓力差，氣箱頭部件又是一個有著多個 焊接點的金屬部件，焊接的紕漏和材料本身的原因，使充入的製冷劑極易產生洩漏，是膨脹 閥失效的最重要原因，使製冷系統完全無法工作，雖然幾十年來世界各國在材料和焊接技 術上做了大量改進，洩漏失效的問題至今仍然不能杜絕，同時感溫裝置沒有完全設置在回 路通道內，外部環境溫度變化也影響閥的動作精度。

發明內容
本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是採用一種新的感溫部件結構來提 高產品的可靠性。 為此本發明公開一種雙向熱力膨脹閥結構，該膨脹閥包括開設有第一通道和第二 通道的閥體、與所述第一通道連接的左節流導管和右節流導管、以及與所述第二通道連接 的左回氣導管和右回氣導管、置於所述第一通道內的閥芯、貫穿所述第一通道與第二通道 的傳動杆、所述傳動杆的容納孔，其特徵在於，在所述閥體的第二通道內設置有使用密閉的 熱敏蠟作為感溫體的感溫部件。 進一步，上述結構的雙向熱力膨脹閥，所述感溫部件還包括彈性體。優選的，所述 彈性體具體為波紋管或蝶形彈片。 進一步，上述結構的雙向熱力膨脹閥，所述傳動杆與感溫部件為整體結構。 進一步，上述結構的雙向熱力膨脹閥，通過在傳動杆和容納孔之間設置密封材料，
密閉隔離第一通道與第二通道。優選的，所述密封材料具體為密封圈。 本發明的膨脹閥結構，使用熱敏蠟作為感溫體，改進後的熱動部件替代原來的氣 箱頭作為溫度感應裝置，降低了感溫部件的氣密性要求，解決了因氣箱頭內製冷劑洩漏造成的膨脹閥失效問題，同時簡化了產品結構和組裝工序，而且溫度感應部分全部置於迴路 通道內被流經的製冷劑包圍，不受外界環境影響，溫度變化傳遞準確。通過不同配比的熱敏 蠟材料，感溫裝置可具有特定的'溫度_體積'變化曲線，與製冷系統匹配實現產品的功能， 提高產品的可靠性。


圖1 :本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之一 ；
圖2 :圖1中雙向熱力膨脹閥使用的感溫部件具體結構；
圖3 :本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之二 ；
圖4 :圖3中雙向熱力膨脹閥使用的感溫部件具體結構；
圖4A :雙向熱力膨脹閥使用的另一種感溫部件具體結構；
圖5 :本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之三；
圖6 :圖5中雙向熱力膨脹閥使用的感溫部件具體結構；
圖6A :雙向熱力膨脹閥使用的另一種感溫部件具體結構；
圖7 :雙向熱力膨脹閥應用於空調製冷系統的典型製冷流路圖；
圖8 :現有技術的雙向熱力膨脹閥典型結構圖。
圖中符號說明(為便於說明，改進前後相同的部件/部位，使用同一符號)l/l' _閥體、2-右節 流導管、3-左節流導管、4-右回氣導管、5-左回氣導管、6/6'-閥芯、7/7' /7a/7b_傳動杆； 71a/71b-端平面；8/8a/8b-感溫部件、81/81a/81b/81c-彈性體、82_感溫體、83_作動裝 置、83a-隔板部、83b-杆部、84-筒體、85_端板、86_管狀部件、87-筒形部件；
9/9a/9b-封口螺母、10-調節螺母、11-閥芯底座、12-回復彈簧、13/14/15-密封 圈、16/16，-第一通道、16a-腔室、17/17，-第二通道、17a_腔室、18-容納孔;18a_臺階部、 19-閥口 ； 100-熱力膨脹閥、101-壓縮機、102-換向閥、103-第一熱交換器、105-第二熱交換 器。 200-氣箱頭、201_氣箱座、202_傳動片、203_膜片、204_氣箱蓋、205_製冷劑。
具體實施例方式
本發明的熱力膨脹閥適合應用於製冷系統，由於製冷系統的原理基本相同，所以 下面以一種熱泵型的空調系統為例來進行說明。 圖7為雙向熱力膨脹閥應用於一種熱泵空調的製冷系統的典型製冷流路圖。在制 冷系統中，製冷劑流路中主要包括壓縮機101、換向閥102、熱力膨脹閥100、第一熱交換器 103 (如室外熱交換器)、第二熱交換器105 (如室內熱交換器)。 當空調製冷運行時，通過換向閥切換，製冷劑流通路徑為壓縮機101排出的高 壓氣體一換向閥102 —第一熱交換器103(室外熱交換器)一熱力膨脹閥100的第一通道 16(節流通道)一第二熱交換器105(室內熱交換器)一換向閥102—熱力膨脹閥IOO的 第二通道17(回氣通道)一壓縮機101吸入；當空調製熱運行時，通過換向閥切換，製冷劑 流通路徑為壓縮機101排出的高壓氣體一換向閥102—第二熱交換器105(室內熱交換
4器)一熱力膨脹閥100的第一通道16(節流通道)一第一熱交換器103(室外熱交換器)一換向閥102—熱力膨脹閥100的第二通道17(回氣通道)一壓縮機101吸入。通過膨脹閥的節流通道雙向工作，使空調實現夏天製冷冬天制熱的一機兩用的目的。
圖1為本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之一。 如圖1所示。雙向熱力膨脹閥包括開設有第一通道16和第二通道17的閥體1，第一通道16作為製冷劑流路的節流通道，通道的兩埠焊接有右節流導管2和左節流導管3，閥體1在該第一通道16內形成有閥口 19，作為閥芯6的鋼球與閥口相對構成閥開關。第二通道17作為製冷劑流路迴路通道，在此檢測由上遊熱交換器流出的製冷劑溫度的變化，同樣，通道的兩埠焊接有右回氣導管4和左回氣導管5，在第二通道17內設置有感溫部件8。 由閥體1開設的容納孔18，連接第一通道16與第二通道17，傳動杆7貫穿於容納孔18，傳動杆7在第一通道16內的一端與作為閥芯6的鋼球抵接，傳動杆7在第二通道17內的一端與所述感溫部件8連接(在本實施例中，傳動杆7與感溫部件8是做成一體結構，可以想到的是傳動杆與感溫部件也可以作為獨立部件相抵接設置)，閥體1的容納孔18中形成有臺階部18a，在臺階部18a放置適合尺寸的"0"型密封圈14，密封圈14受壓後，內圓緊靠傳動杆7的外壁，密封圈14外圓緊靠容納孔18的內壁，將第一通道16與第二通道17密閉隔離。 在閥體1偏於第二通道17的一端，開設有與第二通道相連通的加工有內螺紋的腔室17a，從該腔室17a放入感溫部件8後，用封口螺母9使感溫部件8整體密封固定在第二通道內。在閥體1偏於第一通道16的一端開設有與第一通道相連通的加工有內螺紋的腔室16a，閥芯底座11置於該腔室16a內通過彈簧12的作用，彈性支撐閥芯6，調節螺母10將腔室16a密封。 圖2是上述雙向熱力膨脹閥中的感溫部件具體結構圖。 參見圖2。感溫部件8為筒體84包裹的密閉結構，在其腔室內充注有熱敏蠟作為
感溫體82，在腔室內還置有矽膠作為彈性體81，一個相當於活塞的作動裝置83置於腔室
內，其隔板部83a將感溫體82與彈性體81隔離，其杆部83b延伸至簡體84外。 熱敏蠟具有這樣的特性在特定的溫度範圍內，當溫度升高時，由固態向液態轉化
發生體積膨脹；當溫度降低時，由液態向固態轉化發生體積收縮。可以通過調整熱敏臘的混
合材料比例確定發生熱脹冷縮的特定溫度範圍與系統所需要的控制溫度一致。 在系統工作時，當流經第二通道17內的製冷劑的溫度降低時，感溫體82(熱敏蠟)
體積變小，在彈性體81的作用下，作動裝置83的隔板部83a推向感溫體82 —側，杆部83b
向上移動，如圖1所示，在本例中感溫部件8的杆部83b的下部即為傳動杆7，傳動杆7向遠
離閥芯6方向移動，在回復彈簧12的作用下，閥芯6靠近閥口 19，製冷劑流經節流通道16
的流量減小；同樣當流經第二通道17內的製冷劑的溫度升高時，感溫體82(熱敏蠟)體積
變大，將作動裝置83的隔板部83a推向彈性體81 —側，杆部83b向下移動，傳動杆7向閥
芯6方向移動使閥芯6遠離閥口 19，製冷劑流經節流通道16的流量增加。 圖3為本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之二，圖4為該雙向熱力膨脹
閥使用的感溫部件具體結構。 如圖3和圖4所示，與前述方案不同的是，在感溫部件8a中，管狀的波紋管作為彈性體81a，在波紋管兩端各密閉焊接有端板85，在由波紋管81a和端板85包裹的密閉腔室內充注有熱敏蠟作為感溫體82。傳動杆7a朝向感溫部件8a—側形成有一直徑放大的端平面71a，感溫部件8a裝入第二通道17並使一端的端板85抵接傳動杆7a的端平面71a，封口螺母9a抵接感溫部件8a的另一端的端板85將溫部件8a整體密封固定在第二通道內。
在系統工作時，當流經第二通道17內的製冷劑的溫度降低時，感溫體82(熱敏蠟)體積變小，作為彈性體81a的波紋管軸向收縮，傳動杆7a向遠離閥芯6方向移動，在回復彈簧12的作用下，閥芯6靠近閥口 19，製冷劑流經節流通道16的流量減小；同樣當流經第二通道17內的製冷劑的溫度升高時，作為彈性體81a的波紋管軸向伸長，傳動杆7a向閥芯6方向移動使閥芯6遠離閥口 19，製冷劑流經節流通道16的流量增加。 圖5為本發明給出的雙向熱力膨脹閥的典型結構例之三，圖6為該雙向熱力膨脹閥使用的感溫部件具體結構。 如圖5和圖6所示，與前述方案不同的是，在感溫部件8b中，蝶形彈片作為彈性體81b密閉焊接在一個管狀部件86的兩端，在作為彈性體81b的兩個蝶形彈片和管狀部件86包裹的密閉腔室內充注有熱敏蠟作為感溫體82。傳動杆7b朝向感溫部件8b —側形成有一直徑放大的端平面71b，感溫部件8b裝入第二通道17並使一端的蝶形彈片抵接傳動杆7b的端平面71b，封口螺母9b抵接感溫部件8b的另一端的蝶形彈片將感溫部件8b整體密封固定在第二通道內。 在系統工作時，當流經第二通道17內的製冷劑的溫度降低時，感溫體82(熱敏蠟)體積變小，作為彈性體81b的蝶形彈片向腔體內收縮，傳動杆7b向遠離閥芯6方向移動，在回復彈簧12的作用下，閥芯6靠近閥口 19，製冷劑流經節流通道16的流量減小；同樣當流經第二通道17內的冷劑的溫度升高時，作為彈性體81b的蝶形彈片向腔體外擴展，傳動杆7b向閥芯6方向移動使閥芯6遠離閥口 19，製冷劑流經節流通道16的流量增加。
圖4A和圖6A為在上述給出的雙向熱力膨脹閥基礎上對感溫部件的結構進行了變化，在圖4A中使用了一端開口的筒形結構波紋管作為彈性體81c，與端板85密閉焊接形成腔室，在腔室中充注作為感溫體82的熱敏蠟；在圖6A中使用了一端開口的筒形部件87，與一個作為彈性體81b的蝶形彈片密閉焊接形成腔室，在腔室中充注作為感溫體82的熱敏蠟，它們作用方式和所起的效果與前述方案相同，在此不再贅述。 以上僅是為能更好的闡述本發明的技術方案，所例舉的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種雙向熱力膨脹閥，包括開設有第一通道(16)和第二通道(17)的閥體(1)、與所述第一通道(16)連接的左/右節流導管(2)/(3)和與所述第二通道(17)連接的左/右回氣導管(4)/(5)、置於所述第一通道(16)內的閥芯(6)、貫穿所述第一通道(16)與第二通道(17)的傳動杆(7)、所述傳動杆(7)的容納孔(18)，其特徵在於，在所述閥體(1)的第二通道(17)內設置有使用密閉的熱敏蠟作為感溫體的感溫部件(8)。
2. 如權利要求l所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，所述感溫部件(8)還包括彈性體(81)。
3. 如權利要求2所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，所述感溫部件(8)的彈性體(81)具體為波紋管。
4. 如權利要求2所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，所述感溫部件的(8)彈性體(81)具體為蝶形彈片。
5. 如權利要求4所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，作為所述彈性體(81)的蝶形彈片具有2片。
6. 如權利要求1或2所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，所述傳動杆(7)與感溫部件(8)為整體結構。
7. 如權利要求l-5所述的任一雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，通過在傳動杆(7)和容納孔(18)之間設置密封材料，密閉隔離第一通道(16)與第二通道(17)。
8. 如權利要求7所述的雙向熱力膨脹閥，其特徵在於，所述密封材料具體為密封圈(14)。
全文摘要
一種雙向熱力膨脹閥，包括開設有第一通道和第二通道的閥體、與第一通道連接的左/右節流導管和與第二通道連接的左/右回氣導管、置於第一通道內的閥芯、貫穿第一通道與第二通道的傳動杆、傳動杆的容納孔，其特徵在於，在所述第二通道內設置有使用密閉的熱敏蠟作為感溫體的感溫部件，所述感溫部件包括彈性體。通過不同配比的熱敏蠟材料，感溫裝置可具有特定的『溫度-體積』變化曲線，與製冷系統匹配實現產品的功能，且熱敏蠟感溫部件全部置於迴路通道內為流經的製冷劑氣體包圍，不受外界環境影響，溫度變化傳遞準確，提高了產品的可靠性。
文檔編號F16K31/64GK101738027SQ200810178199
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年11月25日
發明者呂靈秋 申請人:浙江三花股份有限公司