专利名称：内置感温控制元件的膨胀阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷系统节流机构，具体地说是一种内置感温控制元件的膨 胀阀，属于制冷技术领域。
背景技术：
制冷系统中膨胀阀的使用可有效控制蒸发器出口过热度，改善蒸发器的换热 效率和系统性能。目前已有技术中的膨胀阀分两类，即热力膨胀阀(TXV)和电 子膨胀阀(EEV)。热力膨胀阀在市场中的应用最为广泛，它用一个感温动力头组 件驱动阀杆升降运动，改变阀口流通面积来调节制冷剂流量，但其缺点显著，诸 如调节响应滞后、流量不稳定、系统易发生振荡、动力头组件易损坏等；电子膨 胀阀作为热力膨胀阀的替代产品，性能上有非常大的改善，主要表现在流量调节 精度高、调节范围宽、系统稳定性高、响应速度快、节能效果显著等方面，但由 于其需要歩进电机以及控制器驱动，使得生产成本相对过高，极大限制了它的市 场应用范围。由此可以看出，如果对现有膨胀阀的感温及驱动装置进行改进，将 提高膨胀阀的性价比。
经对现有关于膨胀阀的技术文献的检索发现中国专利公开号为 CN1978959A，
公开日为2007年6月13日，专利名称为热力膨胀阀，提出一种 热力膨胀阀，它包括一个配置在阀体上的通过驱动阀芯部件动作以控制流入蒸发 器的冷媒流量的气箱头，该气箱头具有由隔膜与外壁围成的气密室、并由封头密 封外壁上的孔以对通过该孔充注在气密室内的充注冷媒实现密封。其核心是改 进了一种焊接工艺，即所述孔设置在外壁凹部的底部，封头呈圆盘状并设置有突 起部，突起部与底部相接并通过电阻焊来密封所述孔，且在封头周围形成在所述 凹部内的间隙，这种工艺可防止焊接不良的问题。该方案中，首先需要在气箱头 充注额外的冷媒作为感温介质，其次针对热力膨胀阀产品普遍存在的气箱头密封 性难以保证的缺点，采用了一种非常复杂的焊接工艺保证充有冷媒的气箱头的密 封性，这些因素都增加了产品的加工难度和成本。另外，中国专利公开号为 CN1789768A，
公开日为2006年6月21日，专利名称为电子膨胀阀，提出一种步进电机驱动的电子膨胀阀，其核心是通电线圈产生的磁场使磁转子部件转动， 并将转动转换为轴向的升降运动，磁转子下端设有随之一起升降的阀杆，用以改 变阀口流通面积。这个方案中，需要引入外接电源给线圈通电，并且需要用压力 传感器、温度传感器以及控制器来调节蒸发器出口的过热度，这就增加了空调系 统的能耗。
到目前为止，还没有出现采用新型感温控制元件，不需要另外引入电源或者 感温动力头驱动的膨胀阀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内置感温控制元件的膨胀 阀，采用新型感温元件，能对蒸发器出口过热度进行自动调节，不需要引入控制 电路，并降低了同类型节流机构的生产成本。
本发明是通过下述技术方案实现的。本发明提出的内置感温控制元件的膨胀 阀包括阀体、调节螺栓、预紧弹簧、开阀弹簧、关阀弹簧、上传动板、下传动 板、传动杆、阀针、阀口、气腔、液腔、密封螺母、密封块。调节螺栓与阀体上 部螺纹连接，预紧弹簧置于调节螺栓与上传动板之间，阀体上部的气腔内放置一 开阀弹簧，与上传动板下表面相接触，上传动板下表面连接有阀针，位于气腔下 部设置一个与阀针紧密配合的密封块，阀针头部连接有一贯穿于阀口的传动杆， 传动杆与下传动板相连，位于液腔内的关阀弹簧放置在下传动板上表面，阀体底 部用密封螺母密封，阀体下部设有与冷凝器出口连接的进液管、与蒸发器进口连 接的出液管，上部设有与蒸发器出口连接的进气管，与压縮机吸气口连接的出气 管。
所述的预紧弹簧、开阀弹簧及关阀弹簧的压力通过上、下传动板作用于阀针 上，使阀针升降运动，以改变阀针头部与阀口形成的喉部的流通面积。
所述的开阀弹簧和关阀弹簧是采用形状记忆合金制成的记忆合金弹簧，它是 一种具有记忆特性的特殊合金弹簧，在不同温度下这种记忆弹簧会自动伸縮为所
记忆的形状。同时，这种材料还具有超弹性，它的应变量可高达20%，卸载应力
后，能完全恢复到原来的形状。本发明中所选用的两个开阀弹簧和关阀弹簧规格 完全相同，并且设计为在关阀状态时长度完全相等。
本发明的内置感温控制元件的膨胀阀安装在制冷循环中的冷凝器与蒸发器之间，液腔内的关阀弹簧用于感受由阀口流出的低干度制冷剂的蒸发温度，并通 过下传动板对阀针施加一向下的力Fu气腔内的开阀弹簧用于感受由蒸发器出口 流出的过热气体的温度，并通过上传动板对阀针施加一向上的力F2，同时预紧弹 簧也通过上传动板对阀针施加一个向下的力F。，预紧弹簧的压縮形变量是用调节 螺栓根据所需的不同静态过热度调节的。在制冷系统运行时，开阀弹簧与关阀弹 簧感受到的温度差即是蒸发器出口的过热度，当此过热度达到并超过预紧弹簧预 设的静态过热度，此时向上的开阀力F2将大于向下的关阀力，即F。与R的合力， 阀针向上运动并打开阀口，随着过热度不断增大，阀针所受合力方向也向上，使 得阀口的喉部流通面积也不断增大，直至达到某一过热度时，作用于阀针的F。、 Fm R三力达到平衡为止，此时喉部面积不变，流量达到稳定，同时过热度也不 再发生变化。
本发明所涉及的记忆合金弹簧对温度有很高的形状记忆精度，并具有快速的 形状恢复特点，将其用作调节膨胀阀开度的感温控制元件将大大提高调节精度与 灵敏度，同时也取代了传统的膨胀阀所必须的复杂感温组件和驱动单元，简化了 阀体的结构，并使控制调节方式更加简捷有效。
图1为本发明的结构示意图。
图中阀体l，调节螺栓2，第一密封圈3，预紧弹簧4，上传动板5，开阀 弹簧6，密封块7，第二密封圈8，阀针9，阀口IO，传动杆ll，关阀弹簧12， 下传动板13，底部密封螺母14，进液管15,出液管16，进气管17，出气管18， 气腔19，液腔20。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本发明包括阀体l，调节螺栓2，预紧弹簧4，上传动板5， 开阀弹簧6，密封块7，阀针9，阀口 10，传动杆11，关阀弹簧12，下传动板 13，密封螺母14，气腔19，液腔20。调节螺栓2与阀体1上部螺纹连接，预紧 弹簧4置于调节螺栓2与上传动板5之间，阀体1上部的气腔19内放置一开阀 弹簧6，与上传动板13下表面相接触，上传动板5下表面连接有阀针9，位于气 腔19下部设置一个与阀针9紧密配合的密封块7，阀针9头部连接有一贯穿于阀口 10的传动杆11，传动杆11与下传动板13相连，位于液腔20内的关阀弹 簧12放置在下传动板13上表面，阀体1底部用密封螺母14密封，阀体l下部 设有与冷凝器出口连接的进液管15、与蒸发器进口连接的出液管16，上部设有 与蒸发器出口连接的进气管17，与压縮机吸气口连接的出气管18。
所述的开阔弹簧6和关阀弹簧12是采用形状记忆合金制成的记忆弹簧，规 格完全相同，阀针9与阀口 10的接触点与上传动板5和下传动板13的距离相等， 预紧弹簧4始终处于压縮形变状态，阀针9的头部采用针阀的结构形式，调节螺 栓2的外周处嵌设有第一密封圈3，密封块7孔内处嵌设有第二密封圈8。
在制冷系统运行时，由冷凝器流出的过冷状态制冷剂通过进液管15流经阀 口10后成为两相制冷剂，继续通过液腔20并使其中的关阀弹簧12感温后，流 出出液管16流向蒸发器，由蒸发器出口流出的制冷剂通过进气管17流入气腔 19，并使其中的开阀弹簧6感温后，流出出气管18流向压縮机。在某一工况下， 用调节螺栓2调整的预紧弹簧4的预紧力和开阀弹簧6的开阔力及关阔弹簧12 的关阀力使阀针9升降运动到某一平衡位置后停下，此时阀针9与阀口 10构成 的喉部流通面积不再变化，流经膨胀阀的制冷剂流量以及蒸发器出口过热度保持 禾急定。
本发明膨胀阀的感温控制元件采用的是形状记忆合金材料制成的记忆弹簧， 制冷循环的蒸发器出口过热度发生变化可以使记忆弹簧发生形变，带动传动板连 同阀针上下运动，以此来调节膨胀阀喉部的流通面积，通过对流过膨胀阀的制冷 剂流量的调节来改变蒸发器出口过热度。本发明的控制单元不需要引入控制电 路，结构简单，整体设计合理，调节灵敏度高，具有较高的可靠性。
权利要求
1、一种内置感温控制元件的膨胀阀，包括阀体(1)，调节螺栓(2)，预紧弹簧(4)，上传动板(5)，开阀弹簧(6)，密封块(7)，阀针(9)，阀口(10)，传动杆(11)，关阀弹簧(12)，下传动板(13)，密封螺母(14)，气腔(19)，液腔(20)，其特征在于所述开阀弹簧(6)和关阀弹簧(12)是采用形状记忆合金制成的记忆弹簧，规格完全相同；调节螺栓(2)与阀体(1)上部螺纹连接，预紧弹簧(4)置于调节螺栓(2)与上传动板(5)之间，阀体(1)上部的气腔(19)内放置一开阀弹簧(6)，与上传动板(13)下表面相接触，上传动板(5)下表面连接有阀针(9)，位于气腔(19)下部设置一个与阀针(9)紧密配合的密封块(7)，阀针(9)头部连接有一贯穿于阀口(10)的传动杆(11)，传动杆(11)与下传动板(13)相连，位于液腔(20)内的关阀弹簧(12)放置在下传动板(13)上表面，阀体(1)底部用密封螺母(14)密封，阀体(1)下部设有与冷凝器出口连接的进液管(15)、与蒸发器进口连接的出液管(16)，上部设有与蒸发器出口连接的进气管(17)，与压缩机吸气口连接的出气管(18)。
2、 根据权利要求l所述的内置感温控制元件的膨胀阀，其特征在于所述阔 针(9)与阀口 (10)的接触点与上传动板(5)和下传动板(13)的距离相等。
3、 根据权利要求1所述的内置感温控制元件的膨胀阀，其特征在于所述预 紧弹簧(4)总处于压縮形变状态。
4、 根据权利要求1所述的内置感温控制元件的膨胀阀，其特征在于所述阀 针(9)的头部采用针阀的结构形式。
5、 根据权利要求1所述的内置感温控制元件的膨胀阀，其特征在于所述调 节螺栓(2)的外周处嵌设有第一密封圈(3)。
6、 根据权利要求l所述的内置感温控制元件的膨胀阀，其特征在于所述密 封块(7)孔内处嵌设有第二密封圈(8)。
全文摘要
一种内置感温控制元件的膨胀阀，属于制冷技术领域。本发明包括阀体、调节螺栓、预紧弹簧、开阀弹簧、关阀弹簧、上传动板、下传动板、传动杆、阀针、阀口、气腔、液腔、底部密封螺母、密封块。预紧弹簧、开阀弹簧及关阀弹簧的压力通过上、下传动板作用于阀针上，使阀针升降运动，以改变阀针头部与阀口形成的喉部的流通面积。开阀弹簧和关阀弹簧是采用形状记忆合金制成的记忆合金弹簧，对温度有很高的形状记忆精度，还具有超弹性。本发明的控制单元不需要引入控制电路，结构简单，整体设计合理，调节灵敏度高，具有较高的可靠性。
文档编号F25B41/04GK101298954SQ20081003957
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者亮 陈, 陈江平, 陈芝久 申请人:上海交通大学