專利名稱：膨脹閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及膨脹閥，更確切地說是用于空調器、冰箱設備等制冷循環用制冷劑的膨脹閥。
在現有技術中，這多種膨脹閥是用于汽車空調器或類似設備的制冷循環中。圖7是現有技術的熱膨脹閥的剖面圖及制冷循環的說明圖。熱膨脹閥10的閥體30是棱柱形鋁質的，有一個制冷循環的制冷劑的通道11，此通路則有第一通道32及第二通道34，一個通道位于另一個通道上面，相距一定距離。第一通道32是供液相制冷劑流經冷凝器5的出口，再經貯存器6而到蒸發器8的制冷劑入口的。第二通道34是供液相制冷劑經蒸發器8的出口而流向壓縮機4的制冷劑入口的。
在第一通道32上有個孔32a，它是供從貯存器6上的制冷劑出口流出的液相制冷劑進行絕熱膨脹用，而第一通道32經過孔32a及通通321接入蒸發器8入口處。孔32a的中心閥是沿閥體30的中心線延伸。閥座位于孔32a的入口處，閥心32b由閥的部件32c加以支撐并聯同閥座構成閥的結構。閥心32b及閥部件32c焊接固定在一起，閥件32c固定于閥心32b上并由彈簧裝置32d，例如壓縮螺旋彈簧，頂緊。
第一通道32是液相制冷劑通道，流經其中是貯存器6來的液相制冷劑，它有進口322及閥室35，二者相連。閥室35是一個下底面部分與孔32a同軸線的小室，并用螺塞39密封。
此外，為了根據蒸發器8出口溫度對閥心32b施加驅動力，在閥體30的上述中心閥上制成一個小孔37及較孔37直徑為大的大孔38，它們穿過第二通道34。為了固定動力元件36在閥體30上端制有螺孔361，動力元件是作為熱傳感器的。
動力元件36由不銹鋼膜片36a、上蓋36d及下蓋片36h構成。它們組成由所述膜片隔成的上壓力動作室36b及下壓力動作室36c。并在膜片36a的上下形成兩個密閉室，管子36i用以封入上壓力動作室36c預定的制冷劑，用作膜片驅動液體。動力元件用螺紋361固定在閥體30上。所述的下壓力動作室36c經由與孔32a同心的壓力孔36e與所述的第二通道34相連通。從蒸發器8來的制冷劑蒸汽流經第二通道34。第二通道34是氣相制冷劑的通道，而所述制冷劑蒸汽的壓力則經過壓力孔36e施加于所述的下部壓力動作室36c。
此外，在下壓力動作室36c中有用不銹鋼制成的熱傳感軸36f及動作軸37f。熱傳感軸36f水平方向暴露于第二通道34中，而且可以在第二通道34中沿大孔38滑動，接觸膜片36a，因而可以將蒸發器8制冷劑出口溫度傳遞到下壓力動作室36c，而且依靠在大孔38中的移動，根據膜片36a的位移可以提供驅動力，膜片的位移是根據上壓力動作室36b與下壓力動作室36c間的壓力差。動作軸37f在小孔37中可以滑動，根據熱傳感軸36f的位移，頂著彈簧32d的彈簧力可以向閥心32b施加力量。熱傳導軸36f包括一個較大直徑的止動部312，用作膜片36a的承受部分，膜片36a與表面接觸，較大直徑部分314的一個端面與止動部312的下表面接觸，并裝在下壓力動作室36c中，可以滑動，熱傳感部位318的一個端面與所述大直徑部位314另一表面接觸，而其另一端面則與動作軸37f相連。
此外，熱傳感軸36f上裝有圓形密封件，例如O形圈36g，以保證第一通道32與第二通道34的密封。熱傳感軸36f與動作軸37f的布設是互相可接觸的，而動作軸37f也與閥心32b相接觸。熱傳感軸36f與動作軸37f構成閥的動作軸或桿件。
在以上所述結構的熱膨脹閥中，已知的膜片驅動液注入上壓力動作室36b中，動作室則位于膜片36b的上部。而蒸發器8的制冷劑出口的制冷劑蒸汽的熱量則經過第二通道34，經由膜片36a及暴露在第一通道32及第二通道34的閥壓力孔36e中的閥傳動軸而傳至膜片驅動液。
上壓力動作室36b中膜片驅動液根據前述傳入的熱量轉化為蒸汽。而在膜片36a上面施加壓力。膜片36a則根據膜片驅動汽體施加到上部及下部的壓力之差向上及向下位移。
膜片36a中心部分上下方向的移動經過閥件驅動軸傳向閥心32b，并使閥心32b接近或遠離閥座孔32a。結果制冷劑流量得以控制。
也就是說，蒸發器8出口側氣相制冷劑的溫度被傳遞到上壓力動作室36b，而根據此溫度上壓力動作室36b內的壓力發生變化。在蒸發器8的出口側溫度升高，蒸發器熱負荷增大時，上壓力動作室36b內壓力增大，熱傳感軸36f或閥心驅動軸相應地向下移動，并通過動作軸37推動閥心32b向下，使得孔口32a的開度增大，這將使通向蒸發器的制冷劑供給量增加，使蒸發器8的溫度降低。反之蒸發器8出口溫度降低時，蒸發器的熱負荷也降低，閥心32b被推向反方向，因而孔32a的開度減小，通往蒸發器的制冷劑流量減少，而使蒸發器8的溫度升高。
上面介紹的熱膨脹閥中，使用O型密封圈40作為密封件，其放大剖面如圖8所示。圖中O型圈是用橡膠材料例如硅橡膠模制成環形，而其剖面410為圓形實心。
用以制造O型圈的模具由上下兩半組成，每個對應O型圈的一半，因此，在上下模具接合部位，接縫線420及422要相應在圈內外側圓周上產生。
當O型圈沿箭頭F方向嵌入熱膨脹閥10的大孔38時，外側接縫線420將要卷向孔38的側壁38a，而如箭頭R1及R2所示的扭應力將要施加在O型圈40上，使O型圈受到扭轉，當O型圈產生這種扭轉時，其作為密封件的作用會降低，造成如泄漏等問題。
此外，O型圈接縫線420及422位于密封部分，因此可能會造成泄漏及其它問題。
甚至，使用O型圈作為密封件時，磨擦阻力會太大。
因此，本發明的目的是提供一種能夠解決上述問題的熱膨脹閥。
為解決上述問題，本發明的熱膨脹閥包括一個閥體；一個安裝在閥體上的動力元件部分；一個膜片，在上述動力元件部分內構成一個密閉室以及另一個密閉室，還有一個桿件，它根據所述密閉室的壓差而產生的膜片位移來控制閥的開度。此處，上述桿件靠閥的開度來控制制冷劑的流量，特征在于在上述桿件上安裝一個X型圈。
此外，本發明的熱膨脹閥包括一個閥體，它具有第一通道，液相制冷劑從中流向蒸發器，第二通道，氣相制冷劑從中由蒸發器流向壓縮機；一個安裝在第一通道中的孔，一個控制通過此孔的制冷劑流量的閥心；一個動力元件部分安裝在所述閥體上，內有膜片，它根據對上述氣相制冷劑溫度的感受發生位移，而桿件作為熱傳感軸根據上述膜片位移推動閥心；此處所述桿件安裝在連接上述第一及第二通道的通孔中，可以滑動，而X型圈裝在所述桿件與所述通孔之間。
另外，本發明的熱膨脹閥包括一個閥體及設置在所述閥體內的高壓通道及低壓通道以供制冷劑流動；一個垂直于所述低壓通道的孔以連接所述高壓通道及所述低壓通道并具有一個閥門開口，它連接到所述低壓通道；一個閥心與所述閥門開口接觸或分離；和一個穿過所述孔的桿件用以使上述閥心離開或接觸閥口，此處所述桿件還包括一個在所述閥體內布設的X型圈。
具有上述結構的熱膨脹閥，包括一個X型圈作為密封件，它裝設在控制閥門開度的桿件上，桿件推動閥心，因而密封件的扭轉與變形是可以避免的。也就避免了泄漏的發生。
還有，密封件即X型圈上沒有接縫線，因而可以避免泄漏。
此外，X型圈與相關部件之間的磨擦可以減少。
圖1是本發明的熱膨脹閥的一個實施例的垂直剖面圖。
圖2是圖1實施例中X型圈的剖面圖。
圖3是本發明的熱膨脹閥的另一個實施例的垂直剖面圖。
圖4是圖3實施例中的主要部分的剖面圖。
圖5是本發明的熱膨脹閥的另一個實施例的垂直剖面圖。
圖6是本發明熱膨脹閥另一個實施例的垂直剖面圖。
圖7是現有技術的熱膨脹閥的垂直剖面圖。以及圖8是O型圈的剖面圖，說明圖7的結構。
在圖1中50代表裝在桿件36f上的X型圈，但其它結構與圖4相同，同樣的標號表示同樣的部件。
圖2中，X型圈50的剖面510有4個唇形密封部位，即521，522，523及524，在X型圈的四角上形成。
在四個唇型密封部位中，有兩個密封部位即521和522位于外側并與外側部件發生磨擦，在本實施例中唇型密封部位521及522將與閥體30的大孔38相磨擦。然而，在沿F方向推時，箭頭R1及R2代表的大孔38的內壁38a產生的扭轉應力所產生的圈50的扭轉是可以避免的，因為X型圈有兩個分開設置的唇形密封部位與其它部件接觸。
同樣，X型圈50的內周面也要與桿件316發生磨擦，但是是兩個唇形密封部位523與524，因而扭轉得以避免，不會發生泄漏。此外，圈上的接縫線所致的泄漏也可以解決。
如上所述，X型圈是由幾個唇形密封部位與其他件發生接觸，因而實現密封僅需要對唇形部位施加不大的壓力。
此外，在X型圈上，制造過程中生成的接縫線僅在凹入部位的中央530及532處生成，因而它們不與其它部件產生抵觸。所以，附加給X型圈與其它部件間的壓力將會減少，因而二者之間阻力小，并在一個穩定的程度上。
此外，在上述實施例，熱膨脹閥有第一通道，其中液相制冷劑流向蒸發器，第二通道中氣相制冷劑由蒸發器流向壓縮機；在穿過第一及第二通道中心的孔中裝有可滑動的桿件，它帶動閥心以控制孔的開度。
X型圈作為密封件裝在通孔與桿件之間。
圖3是本發明的另一個實施例的剖面圖，而圖4則是圖3中主要部分的剖視圖。
在圖3中，熱膨脹閥10的閥體30包括一第一通道32及一第二通道34，孔32a則設置在第一通道32中。孔32a的開度由球形閥心32b控制。第一通道32與第二通道34由通孔37及38連接。穿入通孔37及38的細軸形桿件316可以在其中滑動，用來將膜片36a的動作傳遞給閥心32b。
熱傳感部分318包括一個具有熱傳感軸36f的大直徑止動部312，和膜片36a，止動部312與膜片36a的表面接觸并且作為膜片36a的承受部分；一個大直徑部位314，一端與止動部312背面相接觸，而在它的突出塊315上形成可以滑動地裝入下壓力動作室36c中另一端的中心；還有桿件316，它端部裝入大直徑部位314的突出塊315中，而另一端面則與閥心32b相接觸，并且構成一體。
此外在本實施例中，現有技術的熱膨脹閥體被用作閥體，構成熱傳感軸36f的桿件316，穿過通道34，對應動力元件36中的膜片36a的位移，前后推動，因此沿著桿件316，會形成連通通道321及通道34的間隙37與38。為了密封這些間隙，X型圈裝在桿件316的外圓周上，并裝入大孔38中，因而X型圈位于兩通道之間。另外，如圖4大孔38的放大視圖中所示，作為自鎖螺母，一個推力螺母裝在桿件316上，在大孔38中與X型圈相接觸，因而X型圈并不因螺旋彈簧32d的力量及通道321中縱向(即動力元件所在方向)制冷劑壓力而移動。至于桿件316，與現有技術熱膨脹閥相比被制成較小直徑(例如2.4mm，而現有技術的熱膨脹閥為5.6mm)，因而傳熱面積即斷面較小，這是為了避免不規則的擾動現象。因此當按與現有技術熱膨脹閥所用閥體的同一構造制造閥體時，可能形成所述連接。為避免此種事并求牢固固定X型圈，推力螺母是有效的。桿件316與閥心32b之間的聯接是利用小直徑部分316a，并穿過孔32a。所以在這種結構中，其動作與圖1的實施例相同。
在這個實施例中，圖2中4個唇形密封部位中的兩個向外形成唇形密封環512及522將與大孔38的內孔壁相磨擦，X型圈將與其它部件用兩個分開的唇形密封部位發生接觸，因而沿箭頭F方向在孔38的內壁38a中推X型圈時，不會發生因箭頭R1及R2所表示的扭轉應力而致的扭轉及變形。因此，泄漏可以防止。當然，在圈上生成的接縫線引起的泄漏也可以防止。
同樣，X型圈50的內周表面將與桿件316發生磨擦，但是由應力而產生的扭轉及變形不會發生，因為它將由兩個唇形密封部位523及524與桿件接觸。
如前所述，本實施例中X型圈是由幾個唇形密封部位與其它部件接觸，所以為實現密封而對唇形部位所需施加的壓力不大。
此外，在X型圈上，制造時形成的接縫線位于中間凹入部位530及532處，因而它們不會干涉其它部件。因此，施加于X型圈及其它部件的附加壓力減小，兩種部件間的阻力也變小，并在一個穩定的程度上。
因此X型圈在小直徑桿件316上使用是適宜的，而操作時軸向力亦小。
圖5是本發明另一實施例的垂直剖面圖，其基本構造在公開中的日本專利申請No.H7-198230中示出。
圖紙中包括閥心100，用以對高壓的液相制冷劑減壓，還有動力元件120用以對上述閥心的開度進行控制。
動力元件120包括一個膜片126，它裝入并焊接在上蓋122及下蓋124的外緣上。所述上蓋122及下蓋124連同膜片126構成上部壓力動作室126b及下部動作室126c。
上壓力動作室126b與一個已知的熱傳感管內部(未示出)經由管子128連通。此熱傳感管位于蒸發器出口，以便在接近蒸發器出口處對溫度取樣，并將此溫度轉換為壓力P1，它將是動作室126b的壓力。當增加時，所述壓力P1將膜片壓向下方，并打開閥心106。
另一方面，蒸發器出口處制冷劑壓力P2經過管道132引入膜片126的壓力動作室126c，此壓力P2連同偏置彈簧104的力是使閥心106關閉的。
也就是說，要控制流入蒸發器的制冷劑量，在過熱度(過熱度即蒸發器出口制冷劑溫度與蒸發溫度之差，亦即P1-P2)大時要將閥門大開，當過熱度小時，閥門要有所關閉。
閥100上有高壓制冷劑入口107及低壓制冷劑出口109及閥體102，它有一個壓力孔103以供壓力管道132連接，閥體102有個止動部114來限制膜片向下方向的位移，還有一個桿件作為動作軸，將膜片126的位移傳遞到閥心106，以使之接觸或離開閥口105。閥心106是由閥件107支持的。閥件107是由偏置彈簧104支持的，而偏置彈簧104是與螺塞108裝在一起的，螺塞108是用作調整元件來調整彈簧偏置力的。桿件100橫穿過低壓通道109a，穿過孔200，其一端用止動部114加以固定而另一端在高壓通道107內固定在閥心106上。
此外，閥體102有一個凹洞106，位于低壓通道109a的上方，與桿件100在同一同心圓上。一個X型圈50、一個墊圈51和一個壓縮彈簧52裝入此凹洞106內，而X型圈則裝在桿件100及閥體102之間，因此，X型圈50用壓縮彈簧52施加壓力以便密封凹洞106在低壓通道109a側的開口，而且下壓力動作室126c也得到氣密。這也是說，X型圈用作密封件，因此由于接縫線及扭轉而造成的泄漏可以防止。而且不會造成過大滑動阻力即可實現密封。此外，在圖4中，201是一個用來握持壓縮彈簧的圈形件，因此如圖5中所示，在閥心106從閥口105離開預定距離的情況下，高溫高壓的液相制冷劑從冷凝器流入高壓通道107a的入口107時，要從閥口105經過孔200達到低壓通道109a。此外從孔200流到低壓通道109a時，液相制冷劑迅速膨脹變成低壓低溫的制冷劑。
圖6是本發明的另一個實施例，與圖4構造不同是墊圈51與推塊52使用時沒有用壓縮彈簧，其它構造與圖4相同。在圖6所示實施例中，X型圈作為密封件裝在凹洞106的桿件100上，因而由于密封件接縫線及扭曲而發生的泄漏可以防止。而此實現密封并不造成過大的滑動阻力。
根據本發明的熱膨脹閥，使用X型圈在熱膨脹閥中作為桿件的密封件，在密封件中由于接縫線或扭曲而造成的空氣泄漏可以有效地避免，而滑動阻力可以減少。
權利要求
1一個閥體；一個熱膨脹閥，包括一個安裝在閥體上的動力元件；一個膜片，構成一個在上述動力元件內的密閉室及另一個密閉室；和一個桿件，根據所述密閉室中壓差而引起的所述膜片的位移來控制閥的開度；其中通過開啟所述閥門，所述桿件控制制冷劑流量，其特征在于在所述桿件上裝用X形圈。
2.一個熱膨脹閥，包括一個閥體，包括第一通道，其中有液相制冷劑流向蒸發器，第二通道，其中有氣相制冷劑由蒸發器流入壓縮機；一個安裝在所述第一通道中的孔；一個用以控制流過所述孔的制冷劑流量的閥心；一個動力元件裝在所述閥體上，其中一個膜片通過對上述氣相制冷劑溫度的敏感而產生位移；和一個桿件作為熱傳感軸，根據所述膜片的位移來推動所述閥心；其中所述桿件裝入連通所述第一通道及所述第二通道的通孔中，并可滑動；一個X型圈裝在所述桿件及所述通孔之間。
3.一個熱膨脹閥，包括一個閥體；裝在所述閥體中的一個高壓通道和一個低壓通道，供制冷劑流動之用；一個孔與所述低壓通道垂直裝設，用以聯接所述高壓通道及所述低壓通道，并有一個閥通向低壓通道；一個閥體，與上述閥口接觸或分離，以及一個桿件，通過所述孔口裝設，用于使所述閥心與閥口接觸或分開；其中，所述桿件中還包括一個設置在所述閥體中的X形圈。
全文摘要
利用一個舊式熱膨脹閥的閥體作為閥體,而熱傳感軸的桿件是小直徑的,它根據動力元件部分中膜片的位移穿過通道往返推動。沿著通道及穿過通道的桿件要形成間隙。為了封閉此間隙,在大孔中裝用與桿件外圓相接觸的X型圈,因而X型圈是裝設在兩個通道之間。此外使用一個止推螺帽作為自鎖螺帽,將它裝在大孔的桿件上,它與X型圈接觸,因而防止由螺旋彈簧的彈簧力及通道中制冷劑壓力所引起的X型圈縱向(即向動力元件部分)移動。
文檔編號B60H1/32GK1193094SQ97120428
公開日1998年9月16日 申請日期1997年10月14日 優先權日1997年3月11日
發明者矢野公道, 渡辺和彥 申請人:株式會社不二工機