專利名稱：模塊型感溫膨脹閥及其閥心的制作方法
技術領域：
本發明涉及在致冷系統和空調系統中用于控制致冷劑流的這類膨脹閥。在空調系統中，例如用于機動車座艙致冷的空調系統中，通常是以膨脹閥調節從冷凝器以較高壓力流出的加壓的液體致冷劑流，而把較低的壓力流提供給蒸發器，用于進行吸熱并由此返回到壓縮機入口。特別是，用在機動車空調系統中控制液體致冷劑流動到蒸發器中的膨脹閥是稱作為“塊型閥”的這種膨脹閥，其中的閥體或閥塊內設有一獨立的回流通道，由蒸發器排出的蒸發的致冷劑即流過其中，由此得以傳熱而用于控制目的。
機動車空調用的這種模塊型感溫膨脹閥的例子有示明并描述于美國專利4542852,5269459與5547126中的。
迄今，已知的感溫式膨脹閥采用有一種致動桿機構來移動閥件，同時將這一桿機構暴露于在回流通道中流向壓縮機的致冷劑流內，用以在其間進行傳熱。同時還知道，利用通過上述桿的傳熱可提供一溫度信號，此信號本身又啟動一與此致動桿機構連接的壓力響應裝置，用來響應從蒸發器排出的致冷劑的溫度變化來控制膨脹閥的工作。
還知道可設置一種其中具有加壓流體的流體充填室，它作用到作為壓力響應裝置的膜盒上來移動前述閥致動桿機構。也知道可使一部分上述的桿充填以加壓的流體，而使其與通過回流通道流到壓縮機入口的致冷劑存在傳熱關系。
用于機動車空調的這類已知的感溫式膨脹模塊閥，需對閥體的表面作精密的機加工，以在此閥體上進行閥的裝配或組裝而能對閥的調節作用提供精密的控制。通常，閥體中的通道一孔口特別是閥座，需從閥體的相對端部進行價昂的組裝和機加工作業，結果導致用于高容量機動車空調中的這類閥需要較高的制造費用。此外，需要在閥體上完善地裝配閥的各個部件以便對閥進行校正和測試。這樣就使得組裝和測試作業的費用高昂，妨礙了在整個閥已完全裝配好之前來探測有缺陷的部件或組件。
再者，構造已知的這類感溫式膨脹模塊閥需要昂貴的成套機器來控制此塊件表面的公差和定位以組裝閥的各個部件。已知的用于機動車空調器中的模塊型感溫式膨脹閥采用了鋁的塊件，它需要在進行阻極涂層之前作機加工處理，這樣就不能使此塊件從機加工到閥的最終組裝和測試工作為連續的作業。
為此，長期以來希望能有方法和裝置來提供感溫的膨脹閥以控制致冷或空調系統中的致冷劑，使得此閥的各個工作部件可以進行組裝并能在最終裝配好之前進行校正。同樣還希望能以這樣的方式來提供模塊型的感溫式膨脹閥，它對于塊件中閥件表面的定位和機加工只需最低限度的緊公差控制，而且可以按簡單的布置形式作機加工并能用連續的過程組裝。
本發明提供了這樣的模塊型的感溫式致冷劑膨脹閥，這特別適用于機動車空調系統。本發明的這種感溫型膨脹閥采用了預組裝和預校正的閥心，此閥心包括充有流體的膜盒閥操作桿機構以及閥塞與閥座，這一閥心子組件可以作為獨立單元制造和校正，然后組裝到閥體的一個有孔口端部中形成的盲孔中。本發明的這種感溫式膨脹閥不必要對閥體作機加工以及從閥體的兩相對端來組裝其部件。本發明的感溫式膨脹閥提供了一種可以在最終裝配之前對漏泄進行校正和試驗的閥，且這種閥可以從閥體的一側或一端進行組裝。
圖1是本發明的組裝好的感溫式膨脹閥的橫剖圖；圖2是沿圖1中2-2線截取的剖面圖；圖3是包括充有流體的膜盒式操作桿機構和閥塞的，用于組裝到圖1的閥體中的閥心的剖面圖。
參考圖1～3，本發明的閥組件統一以10標明，它包括一般以12標明的閥心子組件，此閥心子組件包括統一用14標明的充有流體的膜盒，此膜盒具有上殼16和下殼18，這兩個殼在其周邊間由薄膜片20結合到一起，膜片大致以夾層形式設置在其間。殼16、18以及膜片20可用任何適當的方法例如由圖3中以標號22指明的焊接形式使它們沿周邊固定并密封。
上殼16形成一個在膜片20之上可充填適當流體例如致冷劑的室24，并在充有流體時由塞子26密封。下殼18有一轂盤28，此轂盤內外制有螺紋，環形帽或調節器30螺合此轂盤中的內螺紋，應知此帽30是可旋轉的，用于在轂盤28中作軸向調節。
膜片20具有裝附于其上端且最好取中的空心管件32，此管件32的空心內部與充流體室24通連，膜片20的下端或相對端則封閉。圍繞膜片20底面的中心區設有加固的或支承板34，板34的底面則為一彈簧36的上端對合，彈簧36的下端則對合于帽30中形成的沉孔31的底部上。
管狀延伸件38以其一端裝附于帽30上而讓管件32的封閉端向下延伸到此延伸部38內。
延伸部38有一環形閥座40形成在其下端加工出的孔42的底部上，在閥座40上設置有一取球形件44形式的閥塞。延伸部38有一對形成于沉孔42壁部上的可變形薄片46、48，此薄片變形時即把一壓縮彈簧52俘獲于圖3所示位置，阻擋住彈簧52的下端而使其上端對合閥件44并給其加載使其反抗閥座40而向上。
管狀延伸部38中接納一操作桿50，使此桿上端與管狀延伸部38的封閉端接觸，使其下端與球形閥件44接觸。
延伸部38在其上部區于孔口部54、56處形成交叉的孔口，能讓致冷劑流體依后述方式進到此延伸部內并同充有室24中的流體的管狀件32形成傳熱關系。
延伸部38的下部區也形成有以標號58、60示明的交叉的孔口，可以在其打開時讓致冷劑流過閥座40上，流入延伸部38之內并通過孔口58、60外流。
應知操作桿50的上部有一尺寸精密或受控的直徑，得以與延伸部48的內徑相互緊配合，而只漏泄出很少的流體于操作桿50的周圍并進入交叉孔口54、56的區域中。
為了校正閥心子組件12，將膜盒14置于合適的附件(未示明)上，并使膜盒暴露于預選溫度下的流體進行校正。在一附件(未示明)上，以隔離的方式將流體壓力供給于延伸部38的下端，然后相對于下殼28轉動帽30，調節管狀延伸部38來反抗操作桿50，使閥44打開而產生通過出口58、60的所需致冷劑流。一旦校正完后，則可采用適當的方法例如用厭氧粘合劑或設置樁柱使帽30不能相對于下殼28旋轉。
當閥心子組件校正好后，即將其從未示明的校正裝置上取下而插入閥體64一端或一側中形成的盲孔62內。
膜盒14的轂盤28的外螺紋同閥體64的孔62上端中形成的沉孔或大直徑部的內設置的螺紋66嚙合。在閥體64上端中的環形槽內設有環形密封圈70，用來密封下殼18和閥體64的端部之間。
在有環形槽在交叉孔口54、56和交叉孔口58、60的延伸部38上，于此環形槽中設有環形密封圈72，用來密封延伸部38和在閥體64中所形成的孔62之間。另有一環形密封圈74設在延伸部38形成的一個環形槽內，配置于交叉孔口58、60和延伸部38的下端之間，封密延伸部38和閥體64的孔62之間。這樣，孔口58、60便隔離在密封圈72、74之間并只同閥體64中形成的出口通道或孔口76連通。高壓入口通道或孔口78形成于閥體64之中且位于密封圈74之下，使此孔口78只同閥座40的可動閥件一側通連。
閥體64中形成有一與通道76、78相分開并設置成只同孔口54、56連通的直通通道80。直通通道80由環形密封圈72與出口58隔開。
這樣，工作時致冷劑流過通道80和孔口54、56，使熱傳輸通過管件32的壁部并傳遞給管狀延伸部38的內部和室24。室24中流體的膨脹與收縮便促使膜片20、桿50以及閥件44運動，從而就控制了在此閥的高壓入口和出口通道76之間的流動。
應知此閥組件10一般是連接到致冷或空調系統中，使致冷劑流從冷凝器進入孔口78和使此減壓膨脹的致冷劑流處于同蒸發器(未示明)的入口連接的出口通道76中，而讓此蒸發器排出的流體經通道80返回到壓縮機(未示明)的入口。
這樣，本發明就提供了致冷劑膨脹閥的一種優越結構及其裝配方法，此膨脹閥具有的閥心子組件包括充填有感溫流體的膜盒與操作桿以及高壓閥件，以子組件預裝配成一個單元并可以在安裝到閥座或閥體中之前預行校正。
此閥心子組件在其前述感溫膜盒上具有帶螺紋的延伸部，調節此延伸部就能在預定的溫度下設定此閥的預加載和打開時刻，同時此閥心在組裝到閥體內時不要求再作校正。此閥心子組件不需對閥座作精密的機加工和定位，也不需在機加工閥體時進行緊公差的控制。用于接收閥心的在閥體中的盲孔是由機加工形成，而在閥體的一端形成螺紋則只需用簡單的機加工裝置，同時不需對閥體的另一端作機加工。這樣，本發明便提供了易于制造和能可靠地組裝并降低了費用的膨脹閥，以用于致冷或空調系統中，尤其適用于高容量，大規模生產的機動車空調系統中。
盡管上面已相對于圖示的實施例描述了本發明，但應認識到本發明是可以變動和更改的且它只受后附權利要求書的限制。
權利要求
1.用于致冷劑膨脹閥中的感溫式閥心，此閥心包括(a)充填有流體的膜盒，它具有響應壓力的可動壁以及從此膜盒墊下的空心管狀延伸部；(b)空心柱塞，它可動地容納于上述膜盒內并有一端與上述壁連接以隨其運動；(c)環形閥座，它由上述管狀延伸部限定，遠離上述可動壁，(d)閥塞，它設置成可相對于所述閥座運動，而上述延伸部則包括能有效地使此閥塞定位于前述閥座上的結構；(e)操作件，它同所述柱塞和閥塞接觸，用來在所述膜盒中的流體膨脹和收縮時，響應所述壁的運動而使此閥塞運動，其中所述延伸部包括有使所述閥座與其外部連通的流體流通孔口，而所述膜盒適合安裝于閥體上。
2.權利要求1所述的閥心，其中所述延伸部可調地安裝于所述膜盒上。
3.權利要求1所述的閥心，其中所述延伸部螺紋連接于所述膜盒上以相對于它進行調節。
4.權利要求1所述閥心，其中所述閥塞包括球形件。
5.權利要求1所述閥心，其中所述膜盒包括沿遠離所述閉塞的方向偏置所述可動壁的裝置。
6.權利要求1所述閥心，其中所述操作件包括細長的桿。
7.用于在循環系統中控制致冷劑流的感溫式膨脹閥組件，包括(a)閥體，它限定了入口、出口、通過所述閥體且與此入口和出口相分開的回流通道、以及與所述入口和出口連通的空腔；(b)可預校正的閥心，它具有充填有流體的膜盒，所述膜盒中包括壓力響應膜片以及帶閥座和閥塞的閥通道，還具有操作件來傳遞所述膜片的運動以使所述閥塞相對于所述閥座運動，其中上述閥心是接納于上述閥體的所述空腔中，而使所述閥座與所述入口連通，使所述閥通道與所述出口連通，且使所述操作件伸入上述通道。
8.權利要求7所述的閥組件，其中所述閥心是從所述閥件的一端插入所述空腔內，而所述膜盒則在所述閥體的外部延伸。
9.權利要求7所述的閥組件，其中所述閥心容納于所述空腔內，而所述入口則由環形密封件與所述出口隔離開。
10.權利要求7所述的閥組件，其中所述閥心是由第一環形密封件和第二環形密封件密封在所述空腔內，第一環形密封件設置成使所述入口和出口分隔開，第二環形密封件設置成使所述閥通道與所述閥體直通通道相分開。
11.制造感溫式膨脹閥的方法，此方法包括(a)形成具有入口、出口以及與此入口和出口相分開的直通通道的閥體；(b)在上述閥體內形成盲孔而使此盲孔與前述入口、出口和直通通道連通；(c)對具有充填了流體的膜盒和膜片操作閥的感溫式閥心進行預校正，然后將此閥心插入所述盲孔內，同時使所述入口和所述出口隔絕，使所述出口與所述直通通道隔絕；(d)使所述閥心保持于所述孔內。
12.權利要求11所述的方法，其中所述保持前述閥心的步驟包括將所述膜盒螺紋連接在所述閥體內。
13.權利要求11所述的閥組件，其中所述使該入口與出口隔絕的步驟包括將第一環形密封件設在前述閥心和盲孔之間，而所述使該出口與直通通道隔絕的步驟包括將第二環形密封件設于此閥心和盲孔之間。
14.權利要求11所述的方法，其中述形成盲孔的步驟包括從遠離前述入口和出口的上述閥體的一端鉆出所述盲孔。
全文摘要
用于控制循環系統中致冷劑流動的改進的感溫式膨脹閥，它具備帶有充裝了液體的膜盒的閥心子組件、操作桿機構、閥座與封閉的閥塞。在膜盒上可調節地擰合一帶有閥座的管狀延伸部。此閥心子組件可以在安裝到閥體的盲孔內之前進行感溫的預校正。在校正中，此管狀延伸部旋轉以調節膜片和操作桿機構，而提供在校正溫度下使閥塞相對于閥座進行所需的運動。
文檔編號F16K31/00GK1239215SQ9910679
公開日1999年12月22日 申請日期1999年5月20日 優先權日1998年5月20日
發明者W·N·艾伯根 申請人:易通公司