热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气调节设备领域，更具体地，涉及一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。
【背景技术】
[0002]热泵系统在夏天时能够制冷，冬天时能够制热，靠的是四通换向阀的换向来切换制冷剂的流向，而节流降压用的是热力膨胀阀，使用单一热力膨胀阀来节流降压就会出现制冷时可以自动调节制冷剂流量，制热时阀会切断制冷剂回路。所以在最初开始时，为了防止热力膨胀阀切断制冷回路，在系统管路中加装一个单向阀与热力膨胀阀并联。经过不断的改进，目前出现了把单向阀设计到热力膨胀阀阀体内部的内置单向阀的热力膨胀阀。内置单向阀的热力膨胀阀在阀口的一侧设计加装一旁通道，通道内为一密封垫或一密封块。当制冷时，正向的高压冷凝压力把钢球或密封块推向旁通孔关死阀口，靠阀芯的动作来调节流量；制热时，反向的高压冷凝压力把单向阀口处的钢球或密封块顶开，从而打开制冷剂通道。减少了泄漏点，也降低了成本。
[0003]图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图。图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图。如图1和图2所示，在热泵系统中，压缩机10’的进口和出口分别与四通换向阀20’的第一端口和第二端口连通；室内机30’的第一端与四通换向阀20’的第三端口连通，室内机的第二端通过两个内置单向阀的热力膨胀阀50’和室外机40’的第一端连通，室外机40’的第二端与四通换向阀20’的第四端口连通。
[0004]如图1所示，在制冷状态下，四通换向阀20’的第一端口和第三端口连通，而第二端口和第四端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室外机40’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室内机30’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制冷循环。
[0005]如图2所示，在制热状态下，四通换向阀20’的第一端口和第四端口连通，而第二端口和第三端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室内机30’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室外机40’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制热循环。
[0006]图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图。图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图。在图3和图4中，1’是热力膨胀阀进口端、2’是热力膨胀阀与阀口并联的旁通流道、3’是旁通流道中设置的阀口、4’是开闭旁通流道阀门的阀芯、5’是旁通导向密封塞、6’是密封圈、7’是热力膨胀阀自动调节制冷剂流量的阀芯、8’是热力膨胀阀与旁通流道并联的调节制冷剂流量的阀口、9’是膨胀阀调节内腔。
[0007]如图3所示，当制冷系统工作在制冷状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀进口端1’流入阀内，流向阀口 8’及旁通流道2’，由于旁通流道阀口 3’截面积前大后小，在制冷剂高压的作用下，阀芯4’自动将阀口 3’关闭，常温高压制冷剂全部从阀口 8，流出，节流降压后变成常温低压的制冷剂通过调节内腔9’流出阀出口端，相当于一般的热力膨胀阀的流量调节作用。
[0008]如图4所示，当系统工作在制热状态时，高温高压的制冷剂一方面从热力膨胀阀调节内腔9’处的出口端进入阀内，在制冷剂高压的作用下，对旁通阀门的阀芯4’产生作用力，促使阀芯4’向左运动，从而打开旁通阀门，制冷剂从阀门3’流入旁通道2’再流入阀进口端1’最后流出阀体，从而保证制冷剂流道畅通。其中，阀芯7’不管是趋于关闭还是打开，节流口截面积远远小于旁通截面积，可以忽略。
[0009]在实现本发明的过程中，发明人发现，以上现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀具有如下缺点:
[0010]由于需要阀体内设置连接动力头和阀芯的阀杆，以通过动力头控制阀芯，旁通结构设置在了主阀腔的旁侧，而要保证制冷剂在热力膨胀阀内近于零压降的通过阀体，旁通道截面积与进口端截面积不能相差太大，无形中要增大阀体体积，同时要增加零部件，也就增加了成本；
[0011]多了一个旁通道，也就多了一处制冷剂泄漏的可能，而且要增设密封垫或密封块，成本相对要高一些；而且由于阀体加工装配的需要，在阀体上要增设装配孔，尽管有密封圈和密封塞起密封作用，但是在一定程度上增加了该处制冷剂泄漏的可能，增加了检测成本。
【发明内容】
[0012]本发明目的在于提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统、空调系统，该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0013]本发明第一方面提供了一种热力膨胀阀，包括:阀体，所述阀体包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，所述第一阀腔和所述传动孔均位于所述动力头和所述第二阀腔之间，所述第一阀腔与所述传动孔彼此隔离地设置在所述阀体内部，且所述传动孔位于所述第一阀腔的外侧，所述进口端与所述第一阀腔连通，所述出口端与所述第二阀腔连通，且所述出口端与所述第一阀腔通过单向阀口连通，所述第一阀腔与所述第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯，所述主阀芯设置于所述第二阀腔内并与所述动力头驱动连接，所述主阀芯的阀头与所述节流阀口配合以控制所述节流阀口的开度；传动杆，所述传动杆穿设于所述传动孔内并与所述传动孔滑动配合，通过所述传动杆实现所述主阀芯与所述动力头驱动连接；单向阀芯，所述单向阀芯设置于所述第一阀腔内，所述单向阀芯的阀头与所述单向阀口配合以控制所述单向阀口的开闭。
[0014]进一步地，所述第一阀腔朝向所述进口端的一侧具有敞口从而所述进口端与所述第一阀腔连通，所述单向阀口与所述敞口相对设置，所述单向阀芯设置于所述敞口和所述单向阀口之间。
[0015]进一步地，所述单向阀芯与所述进口端同轴设置。
[0016]进一步地，所述热力膨胀阀还包括单向阀芯导向套，所述单向阀芯导向套固定于所述第一阀腔内，所述单向阀芯导向套包括具有导向孔的套筒，所述单向阀芯的阀杆设置于所述导向孔内并与所述导向孔滑动配合，所述单向阀芯导向套的内部和/或所述单向阀芯导向套与所述第一阀腔的壁面之间设置有流体通道。
[0017]进一步地，所述单向阀芯导向套还包括设置在所述套筒的外周、沿所述单向阀芯导向套的轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条，所述流体通道包括所述多个凸条之间形成形的轴向通槽。
[0018]进一步地，所述传动杆的第一端与所述动力头抵接，所述传动杆的第二端与所述主阀芯抵接。
[0019]进一步地，所述热力膨胀阀还包括弹性元件，所述弹性元件设置于所述第二阀腔内，所述弹性元件对所述主阀芯施加使主阀芯的阀头具有朝向所述节流阀口的运动趋势的力。
[0020]进一步地，所述传动杆为多根，所述多根传动杆围绕所述主阀芯的中心轴线均匀布置。
[0021]进一步地，所述传动杆与所述传动孔之间的间隙满足如下条件:在0.2MPa的压力下，通过所述传动杆与所述传动孔之间的间隙的气体流量合计不超过300ml/min。
[0022]本发明第二方面提供一种热泵系统，所述热泵系统包括热力膨胀阀，其中，所述热力膨胀阀为本发明第一方面中任一项所述的热力膨胀阀。
[0023]根据本发明的热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统，热力膨胀阀包括阀体、主阀芯、传动杆和单向阀芯，阀体包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔与传动孔彼此隔离地设置在阀体内部，且传动孔位于第一阀腔的外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯设置于第二阀腔内并与动力头驱动连接，主阀芯的阀头与节流阀口配合以控制节流阀口的开度；传动杆穿设于传动孔内并与传动孔滑动配合，通过传动杆实现主阀芯与动力头驱动连接；单向阀芯设置于第一阀腔内，单向阀芯的阀头与单向阀口配合以控制单向阀口的开闭。
[0024]由于设置了传动杆驱动主阀芯，传动杆与第一阀腔隔离设置且位于第一阀腔外侦牝从而给第一阀腔提供了充足的设置空间，可以将旁通结构设置在第一阀腔内，也就是说，可以将旁通结构设置在阀体内部而不必在主阀芯所在的阀腔旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。
[0025]进一步地，由于单向阀芯设置于第一阀腔内，而第一阀腔通过朝向进口端的敞口直接与进口端连通，因此，不必为安装单向阀芯而在阀体上专门开设旁通道，而是直接利用了进口端的通道，从而该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0026]另