本发明涉及空调器用的排水阀技术领域，特别涉及一种热泵冷暖窗式空调器用的压力式温控自动排水阀。
背景技术：
热泵冷暖窗式空调器在夏天制冷时保留流到底盘上的冷凝水，由室外机风扇叶溅起到室外热交换器（此时作为冷凝器）上，能够提高制冷效率；但在冬天热泵制热时，底盘上的化霜水必须流走，否则会溅起在室外热交换器（此时作为蒸发器）上并结霜，严重影响制热效果。目前采用安装在空调器底盘上的温控自动排水阀来实现自动的堵水和排水，由波纹管及固定在波纹管上的移动顶轴及移动顶轴端的圆锥形橡胶塞及支架等组成，波纹管内充入了冷媒工质，环境温度高时波纹管内部工质饱和压强增大，波纹管膨胀使胶塞堵住底盘出水口，环境温度低时波纹管内部工质压强减小使波纹管收缩排水。
中国专利cn2326896y公开了这样一种温控自动排水阀。该专利实际使用的工质是r160，其标准沸点为13.1℃，在环境温度高于其标准沸点时波纹管膨胀，在环境温度低于其标准沸点时波纹管收缩，当夏天环境（例如>20℃）时波纹管膨胀到胶塞堵住底盘出水口，当冬天环境（例如5℃）时波纹管收缩到距离底盘出水口5mm以上，保证积水完全排出。由于该工质标准沸点正好介于夏冬两季温度之间，波纹管的膨胀收缩行程都利用到了，因此可使用比较短的波纹管来实现上述功能，此时波纹管的波数为7个。但是，r160（一氯乙烷）含有氯离子，属于hcfc工质，报废后最终排放到大气中会对臭氧层产生破坏，是一种非环保工质，因此，发达国家从2015年起已完全禁止使用hcfc工质。
图1表示如果改用环保工质r600a后按现有常规设计的一种温控自动排水阀的方案。改用环保工质后，由于环保工质r600a的标准沸点为-11.7℃，即使在冬天环境（例如5℃）下波纹管也处于膨胀状态中，夏、冬两季环境转换只能利用波纹管膨胀状态的一部分，受波纹管单波允许最大位移量的限制（超过单波允许最大位移量，波纹管将永久塑性变形，从而改变了排水阀的工作状态甚至导致排水阀失效），波纹管的波数要选取13个，比采用工质r160时多将近一倍才可满足上述的温度位移要求。由于波纹管的波数多且一直工作在膨胀状态，所以，这种采用环保工质r600a的温度自动排水阀的高度和体积几乎是原来的一倍，在某些紧凑型的热泵冷暖窗式空调器机型上的应用受到了限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种压力式温控自动排水阀，它采用环保工质r600a，但却具有原来采用非环保工质r160的温控自动排水阀一样的高度和小体积，因而，能应用于紧凑型的热泵冷暖窗式空调器机型中。
本发明所提出的技术解决方案如下：
一种压力式温控自动排水阀，包括金属波纹管、毛细管、底板、固定架、支架、移动顶柱、胶塞，所述金属波纹管下端部与毛细管钎焊在底板上，通过毛细管端部充入环保工质r600a并封口，底板固定在固定架内底部，固定架上部铆接在支架上，移动顶柱焊接在金属波纹管上顶部，移动顶住的上端部固装有锥形胶塞7，在支架底部与金属波纹管上顶部之间设有一压力弹簧，所述压缩弹簧采用圆锥螺旋压缩弹簧，该压缩弹簧的小径端与金属波纹管上顶部接触连接，所述移动顶柱由大、小两级圆柱组成，小圆柱与支架的中心孔滑动连接，大小圆柱级面与支架底部定位接触连接。
由于压缩弹簧8的压力，即使在高于环保工质r600a的标准沸点-11.7℃的环境温度下，有可能使金属波纹管顶部克服内部压强而收缩。通过设计适当的压缩弹簧8的自由高和刚度，可以设计出堵塞温度、开启温度、开启行程等温控自动排水参数。
由于压缩弹簧采用圆锥螺旋压缩弹簧，可充分利用支架底部与金属波纹管顶部之间的空间，无须加大排水阀的体积。
本发明的工作原理如下：
金属波纹管可看成一个隔膜与一个弹性元件的组合体，一方面隔膜因内外压强之差而向压强低的一方移动，另一方面弹性体因位移而产生回复到自由状态的趋势，两者达到平衡，即（pg-pa）xa=mxs
式中pg---气体压强（绝对压力值），与温度对应（mpa）
pa---大气压（绝对压力值）（mpa）
a---波纹管有效面积（mm2）
m---波纹管弹性刚度（n/mm）
s---波纹管伸长位移（负值即为压缩）（mm）
当采用标准沸点为-11.7℃的环保工质r600a时，由于5℃>-11.7℃，pg（5℃）>pa，因此即使在5℃下s都是正数，波纹管膨胀；当20℃时，pg（20℃）>>pa，波纹管膨胀更多。由于波纹管只工作在膨胀段，受单波允许最大位移量的限制，如果超过了单波最大允许位移量则波纹管会发生永久塑性变形，需要更多波数，且需要预留膨胀的空间给移动顶柱，所以排水阀的长度和体积较大。
本发明加入压缩弹簧后，增加了压缩弹簧压力，三者达到平衡，即：
（pg-pa）xa=mxs+kxl
式中k---压缩弹簧刚度
l---压缩弹簧压缩量
其中l与s具有相同的运动变化量，即s增加1mm则l也增加1mm。通过适当设计压缩弹簧刚度k和初始（移动顶柱缩到最低位置时）压缩量l0，就可以实现5℃时波纹管有一定压缩（s为负值）、而20℃时波纹管刚好膨胀到最高位置。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
（1）本发明的压力式温控自动排水阀采用环保工质r600a并以较小的体积达到了温控自动排水阀所要求的性能参数，完全满足紧凑型的热泵冷暖窗式空调器机型的安装和工作要求。
（2）由于核心部件金属波纹管的波数大幅减少，其制造难度大大降低，制造成本也大大降低，使得温控自动排水阀的整体成本大为降低。
附图说明
图1表示如果按常规设计的采用环保工质r600a的温控自动排水阀在胶塞顶起状态下的模拟结构示意图。
图2是本发明一种压力式温控自动排水阀在胶塞顶起状态下的结构示意图。
图3是本发明一种压力式温控自动排水阀在金属波纹管收缩状态下的结构示意图。
图中标号表示：1、金属波纹管；2、毛细管；3、底板；4、固定架；5、支架；6、移动顶柱；6-1、大圆柱；6-2、小圆柱；6-3、大小圆柱级面；7、胶塞；8、压缩弹簧。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
图1是采用标准沸点为-11.7℃的环保工质r600a后按现有温控自动排水阀结构进行的一个模拟设计，由于只能利用金属波纹管膨胀位移的一部分，受波纹管单波最大允许位移量的限制，所以需要多波数（13个波）的波纹管才可实现排水阀所需的性能参数，因此排水阀的高度和体积要比原来的大近一倍。
参见图2-图3所示，一种压力式温控自动排水阀，由金属波纹管1、毛细管2、底板3、固定架4、支架5、移动顶柱6、胶塞7、压缩弹簧8组成，所述金属波纹管1下端部与毛细管2钎焊在底板3上，通过毛细管2端部充入标准沸点为-11.7℃的环保工质r600a并封口，底板3铆接固定在固定架4内底部，固定架4上部铆接在支架5上，移动顶柱6焊接在金属波纹管1上顶部，移动顶柱6的上端部固装有胶塞7，在支架5底部与金属波纹管1上顶部之间设有一压力弹簧8，所述压缩弹簧8采用圆锥螺旋压缩弹簧，该压缩弹簧8的大径端与支架5底部接触连接，该压缩弹簧8的小径端与金属波纹管1上顶部接触连接。
所述移动顶柱6由大、小两级圆柱6-1、6-2组成，小圆柱6-2与支架5的中心孔滑动连接，大小圆柱级面6-3与支架5底部定位接触连接。
所述金属波纹管1采用7个波的设计，充分利用了金属波纹管每个波的单波允许最大位移量。
所述压缩弹簧8的小径端套在移动顶柱6的大圆柱6-1上并与金属波纹管1顶部接触连接。压缩弹簧8选用圆锥螺旋型弹簧，是考虑到该弹簧即使被压缩至极限，也只占用一个弹簧钢丝直径的高度，（圆柱型弹簧不可能做到），这能充分地利用支架5底部与金属波纹管1顶部之间的空间，故无须增加该排水阀的整体高度和体积。大圆柱6-1的高度选取稍大于所述压缩弹簧8的钢丝直径，但考虑到大圆柱6-1与金属波纹管1之间的焊接工艺和焊接特性，其高度选取4～5mm。
通过适当选取压缩弹簧8的弹簧钢丝直径以保证足够强度，并设计适当的弹簧刚度和自由高，就可以实现移动顶柱6到达最高位置时对应的上限温度为20℃，移动顶柱6离开最高位置为5mm（称开启行程）时对应的开启温度为5℃。
所述压缩弹簧8采用不锈钢丝制造而成，在多水高湿度环境下具有持久的耐腐蚀性。
本发明的压力式温控自动排水阀是倒转放置的通过支架5安装在热泵冷暖窗式空调器的底盘上，安装使得胶塞7在移动顶柱6距离上限1~2mm处就顶住塞死底盘排水口，则该排水阀就能够自动在夏天堵住排水口、在冬天则自动打开排水口进行排水。