一种截止阀的制作方法

文档序号:13143570阅读:156来源:国知局
技术领域本发明涉及制冷系统的控制部件技术领域,特别涉及一种用于控制冷媒流路通断的截止阀。

背景技术:
目前,随着人们生产生活对环境条件的要求不断提高,对家用、办公用及生产用的制冷系统性能的要求也随之提高。制冷系统的基本组成是压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器,另外还包括其他辅助部件如截止阀等。截止阀作为制冷系统的室内机和室外机的连接阀门,这样在设备出厂安装的时候,可以按照要求为室外机抽真空,并加注制冷剂,通过关闭截止阀储存制冷剂;如维修空调器的制冷系统时,也是通过截止阀使制冷系统与维修设备相连接,从而完成抽空和加注制冷剂的操作。目前的截止阀因为其连接接口与充注嘴多采用普通截止阀的充注嘴,因为气门芯突出阀体,使阀体锻造成品率下降。为改进技术,在中国专利ZL201310129195.5的文献中,公开了一种如图1所示的制冷系统中使用的截止阀结构。在该结构中,将充注嘴设置在阀杆上,以解决现有技术中存在的密封性能差的缺陷,并降低材料成本,提供制造的成品率。但是该结构没有替代结构复杂的“气门芯”部件,而“气门芯”结构复杂,在冷/热环境中的密封部容易松动,从而影响密封性能。另一方面,在充注制冷剂时,要使用机械方法打开“气门芯”的阀芯,同时,“气门芯”存在充注方式固定,在打开阀口后,阀口的开启量是一定的,其充注曲线如图2所示,不能根据系统需要进行优化。还需要通过其他辅助器材来确是否已充注到设定值,并手动方式关闭充注阀口。以上缺陷尤其不能适应近年不断推出的各种大容纳商用制冷设备的控制需要。

技术实现要素:
鉴于以上问题,本发明提供了一种截止阀,包括:阀本体,所述阀本体内设有流通通道;阀座,所述阀座设置在所述阀本体的下端部,其上设置有阀口;阀杆,所述阀杆设置在所述本体内并通过与所述阀口配合以打开或关闭所述流通通道;包括充注阀芯,所述阀杆上还设置有充注通道和充注阀口,所述充注阀芯设置在所述充注通道中并从所述流通通道的一侧弹性地抵接所述充注阀口,所述充注阀芯通过所述充注通道与所述流通通道之间的流体压力差的变化来与所述充注阀口配合以打开或关闭所述充注通道。如上述截止阀,进一步,所述充注阀芯的朝向所述充注阀口的端部,具有中心端面和沿所述中心端面向边缘延伸的导向锥面;优选地,所述中心端面具体为圆平面,所述圆平面的直径(D1)大于所述充注阀口的直径(D2)的1/2;优选地,所述充注阀芯的中心端面具体为向轴心内凹的圆弧面;进一步,所述阀杆在朝向所述流通通道一端的外周部具有直径变大的台阶段,所述充注阀芯设置在与所述大台阶段相对的充注通道中;进一步,所述阀座与所述阀本体为分体结构。所述阀杆从所述阀本体的下端部装入所述流通通道中,在所述大台阶段的变径过渡段上具有所述流通通道的密封部;优选地,所述充注阀芯为非金属材料制成;进一步,在所述阀杆的朝向所述流通通道的端部设置有止挡件,在所述止挡件与所述充注阀芯之间设置有抵接弹簧;优选地,所述止挡件具体为铆接在所述阀杆(11)上的挡环。进一步,在所述阀杆的充注通道中设置有充注流体导向的台阶孔或锥形孔。本发明提供的截止阀,通过充注通道与流通通道之间的流体压力差,开打或关闭充注通道,并可以设定充注阀芯的开启值,无须人员控制,减少了差错的出现,使充注过程更加可靠,而且在充注阶段,随着压差减少,阀口的开度减小,单位时间的充注量也减少,充注可以平稳进行。而且,本发明可以通过调整充注阀芯和阀杆的结构得到需要充注过程曲线,能够根据不同制冷系统的需要进行优化,满足不同规格、不同容量及不同使用环境的制冷设备的需要,结构简单成本较低,控制方便。附图说明图1为现有技术的截止阀的剖视图;图2为现有技术的截止阀在充注过程中单位时间充注曲线图;图3为本发明给出的一种截止阀的具体实施例的剖视图;图4为图3中的装配了充注阀芯的阀杆的解剖图;图5为图3中的充注阀芯的剖视图;图6a为本发明给出的截止阀在充注过程中的充注曲线图1;图6b为本发明给出的截止阀在充注过程中的充注曲线图2;图7为另一种充注阀芯的具体实施例的剖视图;图8为本发明给出的另一种阀杆的具体实施例的剖视图。图中符号说明:1-阀本体、11-流通通道;12-下端接口、13-上端接口、14-横向接口;2-阀座、21-阀口、22-台阶面;3/3’-阀杆、31-充注通道;32-充注阀口、33-台阶段;34-过渡段、34-密封部;35-台阶孔、36-锥形孔、37-下端部;4/4’-充注阀芯;41/41’-中心端面、42-导向锥面;5-止挡件;6-抵接弹簧;7-密封圈。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。图3为本发明给出的一种截止阀的具体实施例的剖视图,图4为图3中的装配了充注阀芯的阀杆的解剖图,图5为图3中的充注阀芯。如图3、图4及图5所示。用于制冷系统的截止阀一般设置在制冷系统的室外机上,包括通过锻造或铸造等方式制成的阀本体1,阀本体1是内部贯通以形成流通通道11的“三通式”结构,具有三个端口。一般阀本体1的下端接口12与室外机管路件连通,横向接口14通过连接管与制冷系统的室内机连接。当需要维修或装配制冷系统时,需要关闭流通通道11,即切断横向接口14与下端接口12之间的制冷剂通路。阀杆3为内部具有通腔形式的柱状结构,在通腔的上端可以设置六边形或矩形内孔(图中未示出)。阀杆3从阀本体1的下端接口12向上通过螺纹装入到阀本体1的内部。阀座2的外部具有台阶面22,通过该台阶面22使阀座2抵接阀本体1实现轴向定位,并通过焊接固定在阀本体1的下端部。阀座2的上端部形成阀口21。阀杆3的下端部37为锥形状。操作时,可以将六边形或矩形的工具从阀本体1的上端接口13插入到阀杆3的上端通腔中带动阀杆3转动,通过螺纹幅作用上下移动,使阀杆3的锥形状的下端部37与阀座2的阀口21接触或分离,从而打开或关闭所述流通通道11。在本实施例中,阀杆3内的通腔具体作为充注通道31,在充注通道31内设置有台阶孔作为充注阀口32。充注通道31通过充注阀口32与流通通道11连通。充注阀芯4从流通通道11的一侧(即从阀本体1的上端接口13相反一侧)装入充注通道31。作为止挡件5的挡环,铆接固定在阀杆3的朝向流通通道11的下端部37上。在充注阀芯4与止挡件5之间设置有抵接弹簧6,这样充注阀芯4就弹性地抵接到充注阀口32上。抵接弹簧6的压力参数可以根据系统要求设定。当常态下,充注阀芯4抵接充注阀口32而关闭充注通道31;当截止阀的阀本体1的上端接口13连接到充注设备中,充注阀芯4朝向充注阀口32的端部受到充注设备内的充注液体施加的向下趋于开启充注通道31的压力F1;同时充注阀芯4还分别受到抵接弹簧的压力F2和流通通道11内流体的压力F3,F2和F3与F1方向相反。当流通通道11内流体的压力F3较高,不需要充注时,即F1<F2+F3时,充注阀口32关闭,截止阀不充注制冷剂;当流通通道11内流体的压力F3较低,需要充注时,即F1>F2+F3时,充注阀芯4向下移动使充注阀口32打开实现液体充注。充注阀芯4的上端部设置成中心部分的中心端面41,和沿中心端面41向边缘延伸的导向锥面42。作为进一步的优选方案,在本实施例中,中心端面41可以设置成圆平面。圆平面由垂直方向接受充注设备中的流体压力F1,能减少外部流体压力不稳定造成的波动,减少控制误差。而导向锥面42承受一定的流体压力使充注阀芯4具有向心的平衡分力,使阀芯开启过程更平稳。为适应一般制冷设备的制冷剂充注压力的变化,圆平面的直径D1大于充注阀口32的直径D2的1/2时(即D1>1/2D2),使充注阀芯4的运行更加平稳可靠。当然,本领域的技术人员还可以根据本发明给出的技术启示,对充注阀芯进行多种延伸设计来提高流体的压力稳定性。如图7为另一种充注阀芯的具体实施例的剖视图。如图7所示,在该具体实施例中,充注阀芯4’的中心端面41’具体为内凹的圆弧面,也能起到前述方案的效果,在此不再赘述。作为进一步的优选方案,具体在本实施例中,阀杆3在朝向流通通道11的一端具有直径变大的台阶段33,充注阀芯设置在大台阶段33相对的充注通道31中。在大台阶段33的直径变大的过渡部分,设置成锥面台阶面,在锥面台阶面上具有密封部34。当阀杆3转动上移打开阀口21后,继续上移,直到该密封部34与所述阀本体1设置在流通通道11内的相应的止挡密封部位抵接,可以实现阀杆3的上止动定位,及流通通道11实现硬密封(属于第二道密封,阀杆3外周面的密封圈7进行第一道软密封),这种结构可以有效利用阀杆材料的厚度,设计紧凑,使产品小型化。在上述方案中,阀座2与阀本体1可以为整体结构。但是,由于阀杆3下面具有大径台阶,所以优选的设计是阀座2与所述阀本体1采用分体结构。在装配时,先将阀杆3从阀本体1的下端部装入到流通通道11中,再将阀座2焊接在阀本体1的下端。为进一步提高充注过程中的充注阀芯受力的稳定性,在本例中,在阀杆11的充注通道31中,靠近充注阀口32的位置设置了一段台阶孔35作为流体导向。这样流体进入充注通道31后通过台阶孔35的作用,使流体压力集中到中心的孔中通过充注阀口32。当然,也可以采用其他的方式实现以上效果。如图8中给了另一种阀杆的具体实施例的剖视图。如图8所示。与前述方案不同的是,在本实施例中,在阀杆11的充注通道31中靠近充注阀口32的位置,设置了导流效果更加明显的锥形孔36,流体压力更加平稳。由前述介绍可知,充注通道31的启/闭与F1、F2及F3之间的关系有关。另外还与充注阀芯4本身的重量有关,由于系统设备中的截止阀安装的角度可能方式多样,所以充注阀芯4的重量的影响因素具有不确定性。为减少其因素,充注阀芯优选使用质量较轻的材料,如非金属工程塑料材料等,可以减少对设定参数的影响。以上结合具体事实例,对本发明的技术思想进行了说明。该发明的有益之处是,取消了标准化的“气门芯”,可以根据系统的不同特点和设备的工作环境及方式。预先设定启动和关闭制冷剂充注的压力点,并对充注过程进行控制。如设定单位时间的充注量,充注时间等,尤其适应大容纳商用制冷设备的控制需要。以下可进一步说明。图6a和图6b为本发明给出的截止阀在充注过程中的两种充注曲线图。如图6a所示。安装了本发明给出的截止阀的不同设备包括装置1、装置2和装置3,如各截止阀的充注阀口等参数相同,而各装置在充注前的制冷剂系统压力不同,刚打开充注阀芯时,阀口开启的程度不同,但基本上曲线是平行的。如图6b所示。安装了本发明给出的截止阀的不同设备包括装置1’、装置2’和装置3’,如各截止阀的充注阀口参数设计不同,各装置在充注前的制冷剂系统压力不同,刚打开充注阀芯时,阀口开启的程度不同,但可以灵活设计各曲线变化方式,使大致在相同的时间内完成充注。以上参数的设计,可以通过改变充注阀口的大小,阀芯的端面面积。弹簧的压力等实现,在此不再赘述。以上对本发明所提供的截止阀装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
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