專利名稱：一種熱力膨脹閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車空調(diào)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種熱力膨脹閥。
背景技術(shù)：
熱力膨脹閥(TXV)是汽車空調(diào)普遍采用的節(jié)流部件，把來自冷凝器的高溫高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓為低溫低壓的液態(tài)制冷劑，并根據(jù)蒸發(fā)器出口過熱度調(diào)節(jié)送入蒸發(fā)器的制冷劑流量。熱力膨脹閥對制冷劑流量的控制原理是由氣箱頭感受蒸發(fā)器出口過熱度，由過熱制冷劑和氣箱頭內(nèi)飽和制冷劑導(dǎo)致的壓力差來驅(qū)動(dòng)閥孔開閉。從而使盡量多的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器發(fā)揮最大效能。對于匹配于特定容量空調(diào)系統(tǒng)的熱力膨脹閥，由于蒸發(fā)器出口處的制冷劑過熱度很低或沒有過熱，為使空調(diào)達(dá)到設(shè)定制冷量，熱力膨脹閥的容量必須設(shè)計(jì)得比常規(guī)產(chǎn)品大。 常規(guī)設(shè)計(jì)的熱力膨脹閥通常為球閥，在工作范圍內(nèi)流量曲線基本為線性。這也導(dǎo)致低負(fù)荷工況時(shí)流量過大，造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)、噪音。由于蒸發(fā)器出口制冷劑常常無過熱度，使熱力膨脹閥閥孔在似開非開的小開度位置，閥孔的不穩(wěn)定也容易造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)、噪音。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所述的缺陷提供一種熱力膨脹閥。本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種熱力膨脹閥，包括閥本體，所述閥本體包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口、與所述入口端口連通的閥室、設(shè)于所述閥室內(nèi)的閥孔、將因所述閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通道；滑動(dòng)安裝在所述閥本體內(nèi)穿過所述回流通道和閥孔的閥桿，其一端連接閥芯，另一端由熱力元件推動(dòng)從而控制所述閥孔的開度，所述閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔和至少兩個(gè)、相鄰的、開口逐漸變大的、與所述圓柱孔的一端連接的圓臺(tái)孔，所述閥芯與所述圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉所述閥孔。優(yōu)選地，所述閥孔包括依次相鄰的圓柱孔、第一圓臺(tái)孔和第二圓臺(tái)孔，所述第一圓臺(tái)孔和第二圓臺(tái)孔的高度比例范圍為1/6至1/4。優(yōu)選地，所述第一圓臺(tái)孔和第二圓臺(tái)孔沿閥孔軸線的剖面均為梯形，所述第一圓臺(tái)孔的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角小于所述所述第二圓臺(tái)孔的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾優(yōu)選地，所述第一圓臺(tái)孔的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50°。優(yōu)選地，所述第二圓臺(tái)孔的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。優(yōu)選地，所述閥芯為球形部件。優(yōu)選地，所述閥芯為多面體部件。本發(fā)明還提供了一種熱力膨脹閥，包括閥本體，所述閥本體包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口、與所述入口端口連通的閥室、設(shè)于所述閥室內(nèi)的閥孔、將因所述閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通本體內(nèi)穿過所述回流通道和閥孔的閥桿，其一端連接閥芯，另一端由熱力元件推動(dòng)從而控制所述閥孔的開度，其特征在于，所述閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔和開口逐漸變大的、內(nèi)徑較小的一端與所述圓柱孔的一端連接的圓臺(tái)孔，所述閥芯與所述圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉所述閥孔，所述閥芯在關(guān)閉所述閥孔時(shí)與所述閥孔的接觸面向所述閥芯內(nèi)部凹陷。優(yōu)選地，所述閥芯為多面體部件，大致呈錐臺(tái)形，所述閥芯在關(guān)閉所述閥孔時(shí)與所述閥孔的接觸面包括兩個(gè)側(cè)面第一側(cè)面和第二側(cè)面，兩個(gè)側(cè)面相交形成向所述多面體閥芯內(nèi)部凹陷的凹槽。優(yōu)選地，所述第一側(cè)面與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50° ；且所述第二側(cè)面與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。本發(fā)明的熱力膨脹閥的閥孔采用一段圓柱孔和至少兩段圓臺(tái)孔組合的喇叭形開口結(jié)構(gòu)，且第一圓臺(tái)孔采用小錐度設(shè)計(jì)，使閥在小開度時(shí)只有較小的流通面積以實(shí)現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)提高熱力膨脹閥的制冷劑節(jié)流面積至所需范圍。第二圓臺(tái)孔的錐度設(shè)計(jì)為大于第一圓臺(tái)孔的錐度，使正常工作時(shí)節(jié)流面積最小處在兩段錐面相交處，滿足了在大開度時(shí)熱力膨脹閥的流通面積足夠大。使得熱力膨脹閥的開閥行程與節(jié)流面積的流量曲線符合汽車空調(diào)的制冷劑流量需求。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，采用與上述實(shí)施方式相反的方式，保持閥口為一端圓柱孔和一段圓臺(tái)孔的喇叭形孔，在閥芯關(guān)閉閥孔時(shí)閥芯與閥孔的接觸面上設(shè)置凹槽，以滿足在大開度時(shí)熱力膨脹閥的流通面積足夠大。使得熱力膨脹閥的開閥行程與節(jié)流面積的流量曲線符合汽車空調(diào)的制冷劑流量需求。相較于現(xiàn)有技術(shù)的熱力膨脹閥，本發(fā)明的熱力膨脹閥解決了低過熱度空調(diào)系統(tǒng)大負(fù)荷、小負(fù)荷工況下的匹配問題。本發(fā)明的熱力膨脹閥既能滿足汽車空調(diào)的工作需求，且在滿足工作需求的前提下保持熱力膨脹閥的正常尺寸，降低了加工成本，且便于安裝。相應(yīng)的因閥口開度變化頻率大為降低，系統(tǒng)管道的流體分布相對較為均勻，因此汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大為提高，震動(dòng)、噪音等指數(shù)也大為降低。
圖1為本發(fā)明第一種具體實(shí)施例原理示意圖；圖加為圖1中C部分第一種具體實(shí)施方式
的局部放大示意圖；圖2b為圖加中E部分的局部放大示意圖；圖3a為圖1中C部分第二種具體實(shí)施方式
的局部放大示意圖；圖北為圖3a中D部分的局部放大示意圖；圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的熱力膨脹閥的節(jié)流面積與開發(fā)行程之間所呈函數(shù)關(guān)系的流量曲線圖與兩種現(xiàn)有技術(shù)的熱力膨脹閥的節(jié)流面積與開發(fā)行程之間所呈函數(shù)關(guān)系的流量曲線圖的對比圖；圖5為本發(fā)明第二種具體實(shí)施例原理示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的熱力膨脹閥的閥孔采用一段圓柱孔和至少兩段圓臺(tái)孔組合的喇叭形開口結(jié)構(gòu)，且第一圓臺(tái)孔采用小錐度設(shè)計(jì)，使閥孔在小開度時(shí)只有較小的流通面積。第二圓臺(tái)孔的錐度設(shè)計(jì)為大于第一圓臺(tái)孔的錐度，使正常工作時(shí)節(jié)流面積最小處在兩段錐面相交處，滿足了在大開度時(shí)熱力膨脹閥的流通面積足夠大。
相較于現(xiàn)有技術(shù)的熱力膨脹閥，解決了低過熱度空調(diào)系統(tǒng)大負(fù)荷、小負(fù)荷工況下的匹配問題。本發(fā)明的熱力膨脹閥既能滿足汽車空調(diào)的工作需求，且在滿足工作需求的前提下保持熱力膨脹閥的正常尺寸，降低了加工成本，且便于安裝。相應(yīng)的因閥口開度變化頻率大為降低，系統(tǒng)管道的流體分布相對較為均勻，因此汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大為提高，震動(dòng)、噪音等指數(shù)也大為降低。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的熱力膨脹閥，包括閥本體102，閥本體102包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口 104、與入口端口 104連通的閥室111、設(shè)于閥室111內(nèi)的閥孔、將因閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口 105、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通道103。
如圖1所示的熱力膨脹閥進(jìn)一步的包括滑動(dòng)安裝在閥本體102內(nèi)穿過回流通道 103和閥孔的閥桿101，其一端連接閥芯109，另一端由熱力元件100推動(dòng)從而控制閥孔的開度。
閥芯的具體形狀可根據(jù)實(shí)際使用需求任意設(shè)計(jì)，如圖加和圖3a所示，圖1中的C 部分局部放大后，根據(jù)本說明書給出的實(shí)施方式，閥芯109可以為球形部件或多面體部件。 這兩種閥芯結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方式
中，閥孔的具體結(jié)構(gòu)參見圖加中E部分的局部放大示意2b和圖3a中的D部分的局部放大示意北。
根據(jù)圖1至圖北所示，閥孔為喇叭形孔，本說明書所涉及的實(shí)施例中，閥孔包括一段圓柱孔106和至少兩個(gè)、相鄰的、開口逐漸變大的、與圓柱孔106的一端連接的圓臺(tái)孔，閥芯109與圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉閥孔。
具體的，在本實(shí)施例中，如圖1、圖2a、圖2b、圖3a和圖北中所示，閥孔包括依次相鄰的圓柱孔106、第一圓臺(tái)孔107和第二圓臺(tái)孔108，第一圓臺(tái)孔107和第二圓臺(tái)孔108的高度比例范圍為1/6至1/4。
進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，第一圓臺(tái)孔107和第二圓臺(tái)孔108沿閥孔軸線的剖面均為梯形，第一圓臺(tái)孔107的側(cè)壁與閥孔軸線的夾角小于第二圓臺(tái)孔108的側(cè)壁與閥孔軸線的夾角。優(yōu)選地，第一圓臺(tái)孔107的側(cè)壁與閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50°。第二圓臺(tái)孔108的側(cè)壁與閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。
如圖4所示為3種熱力膨脹的節(jié)流面積與閥芯行程的流量曲線對比圖。
002曲線所代表的是汽車空調(diào)對熱力膨脹閥在閥芯的不同開閥行程時(shí)對制冷劑流量的需求。如圖所示，汽車空調(diào)因其工況的特殊性需要熱力膨脹閥在小開度時(shí)能快速提高熱力膨脹閥出口端的過熱度，在熱力膨脹閥在大開度時(shí)能保證汽車空調(diào)系統(tǒng)的較大制冷劑流量的需求。本發(fā)明的熱力膨脹閥的閥孔結(jié)構(gòu)正是基于這種特殊的流量曲線而設(shè)計(jì)得來的。
本實(shí)施例的熱力膨脹閥的閥孔采用一段圓柱孔106和至少兩段圓臺(tái)孔組合的喇叭形開口結(jié)構(gòu)，且第一圓臺(tái)孔107采用小錐度設(shè)計(jì)，使閥孔在小開度時(shí)只有較小的流通面積以實(shí)現(xiàn)在較短時(shí)間內(nèi)提高蒸發(fā)器進(jìn)口、熱力膨脹閥的出口的過熱度。第二圓臺(tái)孔108的錐度設(shè)計(jì)為大于第一圓臺(tái)孔107的錐度，使正常工作時(shí)節(jié)流面積最小處在兩段圓臺(tái)孔的錐面相交處，滿足了在大開度時(shí)熱力膨脹閥的流通面積足夠大。
相較于現(xiàn)有技術(shù)的熱力膨脹閥，解決了低過熱度空調(diào)系統(tǒng)大負(fù)荷、小負(fù)荷工況下的匹配問題。本發(fā)明的熱力膨脹閥既能滿足汽車空調(diào)的工作需求，且在滿足工作需求的前提下保持熱力膨脹閥的正常尺寸，降低了加工成本，且便于安裝。相應(yīng)的因閥口開度變化頻率大為降低，系統(tǒng)管道的流體分布相對較為均勻，因此汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大為提高，震動(dòng)、噪音等指數(shù)也大為降低。
001曲線所代表的是為滿足閥孔小開度時(shí)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速制冷而增加熱力膨脹閥的容量的熱力膨脹閥的流量曲線，從圖中可以看出這種熱力膨脹閥雖然滿足了閥孔小開度時(shí)的實(shí)現(xiàn)熱力膨脹閥出口的過熱度快速增加，但是在系統(tǒng)處于高負(fù)荷工況時(shí)熱力膨脹閥處于較大開度，會(huì)出現(xiàn)熱力膨脹閥的制冷劑流量過剩，閥芯部件需要不斷的運(yùn)動(dòng)以調(diào)整系統(tǒng)的制冷量處于恰當(dāng)值，使得閥孔長期處于似開非開的小開度，系統(tǒng)極度不穩(wěn)定，閥孔的開度不穩(wěn)定也容易造成系統(tǒng)管道流體分布不均勻，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)，從而出現(xiàn)震動(dòng)、噪音寸。
003曲線所代表的是按額定容量設(shè)計(jì)的熱力膨脹閥的流量曲線圖，由圖中所示的流量曲線可以看出，按額定容量設(shè)計(jì)的熱力膨脹閥的制冷量無法滿足特定汽車空調(diào)在低負(fù)荷時(shí)的工作需求。
對應(yīng)的，同理，還可以是在不改變原始閥孔的情況下，在閥芯部件上與第一圓臺(tái)孔 107對應(yīng)的位置相對原始閥芯部件的局部位置設(shè)置向其內(nèi)側(cè)凹陷的接觸面，以增加在閥孔處于小開度時(shí)的制冷劑的節(jié)流面積，并保證在閥孔處于較大開度時(shí)保證制冷劑的節(jié)流面積處于適用范圍，以滿足汽車空調(diào)的非常規(guī)工況對熱力膨脹閥的特殊要求。
本發(fā)明針對上述結(jié)構(gòu)給出了第二種具體實(shí)施方式
，參考附圖5，第二種具體實(shí)施方式
基本結(jié)構(gòu)與第一種具體實(shí)施方式
大致相同，不同點(diǎn)在于
閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔106和開口逐漸變大的、內(nèi)徑較小的一端與圓柱孔106的一端連接的圓臺(tái)孔110，閥芯109與圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉閥孔，閥芯109在關(guān)閉閥孔時(shí)與閥孔的接觸面向閥芯109內(nèi)部凹陷。
在本實(shí)施例中，閥芯109為多面體部件，大致呈錐臺(tái)形，閥芯109在關(guān)閉閥孔時(shí)與閥孔的接觸面包括兩個(gè)側(cè)面第一側(cè)面119和第二側(cè)面129，兩個(gè)側(cè)面相交形成向多面體閥芯109內(nèi)部凹陷的凹槽。
具體的，第一側(cè)面119與閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50° ；且第二側(cè)面129 與閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。
本實(shí)施例的設(shè)計(jì)理念是根據(jù)第一種實(shí)施方式的的設(shè)計(jì)理念的反向思維進(jìn)行的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，能達(dá)到圖4中002曲線的技術(shù)效果。
以上對本發(fā)明所提供的熱力膨脹閥進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種熱力膨脹閥，包括閥本體，所述閥本體(10 包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口(104)、與所述入口端口(104)連通的閥室(111)、設(shè)于所述閥室(111)內(nèi)的閥孔、將因所述閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口(105)、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通道(10 ；滑動(dòng)安裝在所述閥本體(102)內(nèi)穿過所述回流通道(103) 和閥孔的閥桿(101)，其一端連接閥芯(109)，另一端由熱力元件(100)推動(dòng)從而控制所述閥孔的開度，其特征在于，所述閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔(106)和至少兩個(gè)、相鄰的、開口逐漸變大的、與所述圓柱孔(106)的一端連接的圓臺(tái)孔，所述閥芯(109)與所述圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉所述閥孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述閥孔包括依次相鄰的圓柱孔 (106)、第一圓臺(tái)孔(107)和第二圓臺(tái)孔(108)，所述第一圓臺(tái)孔(107)和第二圓臺(tái)孔(108) 的高度比例范圍為1/6至1/4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述第一圓臺(tái)孔(107)和第二圓臺(tái)孔(108)沿閥孔軸線的剖面均為梯形，所述第一圓臺(tái)孔(107)的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角小于所述所述第二圓臺(tái)孔(108)的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述第一圓臺(tái)孔(107)的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述第二圓臺(tái)孔(108)的側(cè)壁與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述閥芯(109)為球形部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述閥芯(109)為多面體部件。
8.一種熱力膨脹閥，包括閥本體，所述閥本體(10 包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口(104)、與所述入口端口(104)連通的閥室(111)、設(shè)于所述閥室(111)內(nèi)的閥孔、將因所述閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口(105)、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通道(105)；滑動(dòng)安裝在所述閥本體(102)內(nèi)穿過所述回流通道(103) 和閥孔的閥桿(101)，其一端連接閥芯(109)，另一端由熱力元件(100)推動(dòng)從而控制所述閥孔的開度，其特征在于，所述閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔(106)和開口逐漸變大的、內(nèi)徑較小的一端與所述圓柱孔(106)的一端連接的圓臺(tái)孔(110)，所述閥芯(109)與所述圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉所述閥孔，所述閥芯(109)在關(guān)閉所述閥孔時(shí)與所述閥孔的接觸面向所述閥芯(109)內(nèi)部凹陷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述閥芯(109)為多面體部件，大致呈錐臺(tái)形，所述閥芯(109)在關(guān)閉所述閥孔時(shí)與所述閥孔的接觸面包括兩個(gè)側(cè)面第一側(cè)面(119)和第二側(cè)面(1 )，兩個(gè)側(cè)面相交形成向所述多面體閥芯(109)內(nèi)部凹陷的凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱力膨脹閥，其特征在于，所述第一側(cè)面(119)與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為35°至50° ；且所述第二側(cè)面(129)與所述閥孔軸線的夾角取值范圍為45°至75°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱力膨脹閥，包括閥本體，所述閥本體包括將高壓制冷劑導(dǎo)入的入口端口、與所述入口端口連通的閥室、設(shè)于所述閥室內(nèi)的閥孔、將因所述閥孔的開閉而膨脹的制冷劑向外部導(dǎo)出的出口端口、以及流經(jīng)蒸發(fā)器向壓縮機(jī)返回的制冷劑的回流通道；滑動(dòng)安裝在所述閥本體內(nèi)穿過所述回流通道和閥孔的閥桿，其一端連接閥芯，另一端由熱力元件推動(dòng)從而控制所述閥孔的開度，所述閥孔為喇叭形孔，包括一段圓柱孔和至少兩個(gè)、相鄰的、開口逐漸變大的、與所述圓柱孔的一端連接的圓臺(tái)孔，所述閥芯與所述圓臺(tái)孔的側(cè)壁接觸時(shí)關(guān)閉所述閥孔。相較于現(xiàn)有技術(shù)的熱力膨脹閥，本發(fā)明的熱力膨脹閥解決了低過熱度空調(diào)系統(tǒng)大負(fù)荷、小負(fù)荷工況下的匹配問題。
文檔編號F25B41/06GK102538316SQ20111045676
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月4日
發(fā)明者尹斌, 王暉 申請人:浙江三花汽車零部件股份有限公司