专利名称：冷却剂流量控制装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及冷却系统，特别涉及一种用来控制从制冷系统的冷凝器到蒸发器的冷却剂流量的流量控制装置。
在离心式制冷器的冷却系统中，调节从系统的冷凝器到蒸发器或冷却器的液态冷却剂的流量是必要的。在这样做时，还必须防止冷却剂气体从冷凝器流到冷却器。在此之前，已出现了多种实现这一目的的方法。其中的一种方法揭示在1991年4月23日公告的美国专利5，009，079中并且已转让给本发明的受让人。这种方法非常简便并且既可以随着贮槽内的液态冷却剂的液位变化而作调节，而且同时还可以防止冷却剂气体旁路到冷却器，当采用例如R-22高压冷却剂时这是很重要的一个特性。
申请人的上述具有专利的装置所碰到的一个问题是可滑动地安装在圆筒形立管部件外侧的圆筒形套有时会搁浅在立管上或连续不断地上或下移动。申请人发现，这是由于作用在套上的不需要的轴向和/或径向力造成的。而这又部分地是由于冷凝器和冷却器之间的压差所引起的。即，冷凝器中的压力以及套和立管外侧上的压力一般为大约210psi，而蒸发器中以及立管内侧的压力大约为80psi。因此，当套有趋势移到相对于立管的一个不对称的位置上时，这个压差就使套偏置在那个位置上，从而造成套搁浅在立管上的现象。结果，装置不再能响应于贮槽内的冷却剂液位而作调节，从而造成低效率的损失。
因此，本发明的目的在于提供一种改进的、用于离心式制冷系统的冷却剂流量测量装置。
这一目的由一根据本发明的权利要求书的前述部分和其特征部分的装置来实现。
概括地说，根据本发明的一个方面，冷却剂从冷凝器贮槽中的一立管外侧流过立管下部的垂直的冷却剂流通槽。通过一可滑动地安装在立管内侧，并与一可垂直移动且响应于贮槽内冷却剂液位的、位于立管外侧的浮动器相连接的内套，流量可被有选择地控制。这样，内部套的垂直高度可以有选择地盖住或露出垂直槽，以便当贮槽内的液态冷却剂的液位上升时，允许液态冷却剂流到冷却器中。
根据本发明的另一个方面，该立管还包括位于冷却剂流过槽垂直上方的上部槽，并且用穿过上部槽的连杆机械地将浮动件连接到内(部)套上。槽和连杆最好对称地设置在立管的相对侧以保持力的平衡。
在下文结合附图叙述了一较佳实施例;然而，在本发明的精神实质和范围之内，熟悉本技术领域的人完全可以据以作出多种其它的变型和替换结构。
图1为具有本发明的流量控制装置的冷凝器的局部视图;
图2为本发明的流量控制装置的立体图;
图3为图2所示装置的截面视图，图中示出了分别处于最高和最低的位置的套和浮动件。
现请参见图1，图中本发明的流量控制装置总的用编号10表示，它安装在离心式冷却系统中的一冷凝器12的低侧的一贮槽11中。冷凝器12底部上的开口13允许液态冷却剂流进下方的贮槽11中。当贮槽11中冷却剂液位上升时，本发明的流量控制装置对流至一冷却剂回流管路14的冷却剂的流量进行计测，然后到冷却器(未画出)。
贮槽11包括上贮槽部16和下贮槽部17两部分。上贮槽部16为一圆筒形管，它延伸过冷凝器12的壁并用焊接或类似的方式固定于其上。上贮槽部16提供了一个容纳冷却剂流量控制装置10的上部的空间，而且还提供了将下贮槽部17固定于其下端的装置。
下贮槽部17包括一底板18、一焊接在底板18的外侧缘上并向上刚好延伸到上贮槽部下方的圆筒形侧壁19，以及一焊接在圆筒形侧壁19上并从其顶部径向向外延伸以啮合上贮槽部16的底面的安装凸缘21。提供一“O”形环22以保证在两者之间得以密封，以及多个螺栓23用来将两者牢固地固定在一起。在用螺栓24将冷却剂流量控制装置10固定在底板18上以后，下贮槽部17就这样固定到上贮槽部16上。
现请参见图1，2和3。图中所示的本发明的冷却剂流量控制装置包括一圆筒形立管26，它具有一封闭的顶部27和一有一完全敞开的开口29的底端28，还有径向向外突出的外凸缘31用以通过一夹持环32将立管26固定到底板18上，夹持环32被降低到与外凸缘31啮合并被用螺栓24固定到底板18上。
靠近立管底端28处，有多个细长而垂直的冷却剂流槽33以在圆筒形壁的外侧和内侧之间提供液态联通关系。为了控制通过这些槽的冷却剂流量，在立管26的圆筒形构件内可滑动地设置一个圆筒形套34。即，套34可以在圆筒形立管26内垂直移动以有选择地盖住或露出槽口33从而以下文将加以详细描述的方式控制穿过槽的冷却剂流的数量。在套34的相对侧设有一对开口30和35用来将它连接到一能使它上下移动的构件上，有关这方面的情况将在下文加以叙述。套34和立管26的内壁之间的间隙要使套能在立管中容易地作垂直方向的移动但不会让冷却剂在套和立管的内壁之间流动。例如，直径方向的间隙最好为0.010-0.014英寸。
在圆筒形立管26的壁上还有位于细长的冷却剂流槽33垂直上方的一对对称地设置在立管26相对侧的上部槽36和37。形成上部槽36和37的目的在于在圆筒形套34和围绕圆筒形立管26外侧的一环形浮动件38之间提供一机械连接。
浮动件38是由不会和冷却剂发出化学反应的浮性材料制成的。有一种已知可适用于这一目的的材料是通过环氧树酯粘结在一起的微球浆组成的合成泡沫状物，其密度为21-25磅/每立方英寸。圆筒形套34最好用与立管26一样的材料制成。已知的一种可适用的材料为一中硬度的XB40-8(铜合金C36000)。
在浮动件38内并位于其相对两侧的是用来容纳一管子42的开口39和41。管子42穿过浮动件38一侧的开口39，上部槽36进入圆筒形套34一侧的开口30，再穿过套34并从其另一侧的开口35穿过，然后再通过上部槽37，最终通过浮动件38另一侧的开口41。用环氧树酯粘合剂或其它类似将管子42固定在浮动件38的开口39和40内。为了在浮动件38和圆筒形立管26之间保持一对称关系，一较大的管子43安装在圆筒形套34范围内的管子42上，并且用开尾销44之类的方法将两者固定在一起。管子43的长度选择得，使其两端部都非常靠近套34的内壁从而防止管子43在套34内有任何明显的左右运动。
现请参见图3。图中示出了浮动件在阀的关闭和开启时的位置。在图的右侧，浮动件38位于其最低位置，这是贮槽11中液态冷却剂液位较低时的位置。可以看出，管子42处于上槽37内的最低位置时，套34也在一较低位置它完全覆盖住了下部槽33从而防止任何冷却剂流进套34的内部区域。当冷却剂液位面将上升时，浮动件38将随之上升且套34将被提升到细长槽33露出以允许冷却剂流过的位置，开口露出的程度与浮动件38的垂直高度有关。在其最大高度时，管子42将处在上部槽36和37内最高的位置，而套34则将在如图中左方所示的较高位置以使槽33充分露出从而使冷却剂的流量达到最大。
由于套34设置在立管26的内侧，立管26两边的压差将使两者之间保持一同心关系，从而防止套34搁浅在立管36的一侧。因此，保证了套34自由的垂直运动从而实现了冷却剂流量精确的控制。
权利要求
1.一种用来随着贮槽中的液态冷却剂液位的变化而调节来自一冷凝器贮槽中的冷却剂流量的冷却剂流量控制装置，其特征在于一从所述贮槽的下部向上延伸出的立管，在立管的下端附近至少有一个开口，以便在所述立管的外侧的排流管下部、所述立管以及一冷却剂回流管路之间建立液流的连通关系；一可滑动地设置在所述立管内的内套，所述内套可在一盖住所述立管开口的较低位置和一露出所述立管开口，以使所述液态冷却剂流过所述开口进入所述冷却剂回流管路中的较高位置之间移动，以及一可滑动地设置在所述立管外侧的浮动件，以便响应于贮槽内的冷却剂液位的变化而垂直地移动，所述浮动件与所述套相连以使所述套随所述浮动件作垂直移动，从而当所述贮槽内的冷却剂处于较低液位时它可盖住所述立管开口，而当贮槽中的液态冷却剂处于较高液位时，它可露出所述开口。
2.如权利要求1所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述立管包括至少一个垂直设置在所述立管开口上方的垂直槽，而且，所述浮动件通过一延伸过所述槽的固定件连接到所述套上。
3.如权利要求2所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述至少一个垂直槽包括一对位于所述立管相对两侧上的槽，而所述固定件包括一先后穿过位于套的侧壁上的两个开口，所述两个槽并穿过浮动件的相对两侧的管子。
4.如权利要求3所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，还包括一包围所述管子的较大的管子，并且它被固定到所述套的一个位置上从而限制所述管子的运动。
5.如权利要求1所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述立管开口为一垂直槽。
6.如权利要求1所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述立管为圆筒形。
7.如权利要求1所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述至少一个开口包括多个对称地位于所述立管侧面的开口。
8.如权利要求1所述的冷却剂流量控制装置，其特征在于，所述浮动件基本上呈环形，其中央有一圆筒形空腔。
全文摘要
一从液态冷却剂贮槽的槽底部向上延伸的圆筒形立管，以及形成在立管底端附近侧壁上的垂直槽。在立管内侧，设置一可滑动的套，当套垂直上升时盖住槽口。在立管外侧有一环形浮动件，它通过一延伸过立管内的上侧槽的管子固定到套上，并可响应于贮槽内的液态冷却剂的液位作垂直移动来调节套的垂直位置，因而可调节来自贮槽的冷却剂的流量。
文档编号F16K31/30GK1075002SQ9310005
公开日1993年8月4日 申请日期1993年1月2日 优先权日1992年1月21日
发明者托马斯·M·辛斯梅耶 申请人:运载器有限公司