具有静止元件的轴向阀的制作方法
【专利说明】
[0001]发明背景
技术领域
[0002]本发明涉及轴向阀，8卩，这些阀带有沿着阀的纵向范围轴向地移动的阀元件，该纵向范围是沿着穿过该阀的流体的主要流动方向。本发明更具体地涉及蒸气压缩系统例如制冷系统中的轴向电子阀。本发明还涉及用于组装此阀的方法、用于阀的静止元件以及具有此阀的蒸气压缩系统。
【背景技术】
[0003]众所周知，轴向阀是用于流动控制。轴向阀具有一个基本上平行于流体流动路线的通路。轴向阀典型地包括一个致动器，并且该致动器可以是一个步进电动机，该步进电动机具有一个定子、一个转子以及一根主轴。
[0004]已知的轴向阀通常都相当复杂。转子的旋转运动被转化成主轴的线性移动，该主轴的一端具有一个头部。当该主轴在一个方向上被移动时，该头部与一个阀座共同作用以关闭该用于流体通过的阀孔，并且当该主轴在相反的方向上被移动时，该头部从该阀座被移开以便打开以供流体穿过该孔。该轴向阀具有很多零件而使得组装变得很复杂并且需要重要的过程控制以便减少次品。该阀的这许多零件增加了由于生产失败或由于在该阀的运行过程中这许多零件之间的故障而产生的该阀的零件失效的风险。
[0005]此外，在阀工作时由流体的流动所产生的力可以是显著的并且可能妨碍这些可移动零件的运动。因此，这些流动力可以阻碍在该阀的进口与出口之间达到高容量或高的差压。
[0006]本发明的概述
[0007]本发明的目的是制造一种简单的、成本有效的、具有低复杂度和很少零件的轴向电子膨胀阀或吸入压力调节阀或蒸气压缩循环中的其他类型的阀。
[0008]本发明的目的是通过一种阀而获得，该阀包括一个壳体和一个致动器，该致动器包括一个相对于该阀的该壳体静止的元件以及一个放置于该壳体内部并且相对于该阀的该壳体可移动的关闭元件，
[0009]-该阀沿着穿过该阀的流体的主要流动方向具有一个基本上纵向的延伸范围，
[0010]-该静止元件由该壳体的内圆周支撑并且相对于该壳体的该内圆周处于一个固定位置，
[0011]-该阀包括一个中心元件，该中心元件具有一个或多个孔，用于当该关闭元件未处于完全关闭位置时允许流体流动穿过该阀并且穿过该中心元件，所述中心元件由该静止元件支撑并且相对于该静止元件处于一个固定位置，
[0012]-该关闭元件沿着该中心元件或在该中心元件的延伸部中放置，并且当在一个第一位置中时所述关闭元件至少部分地沿着该中心元件的一个侧壁延伸或对接该侧壁，在该第一位置中该关闭元件关闭该一个或多个孔，
[0013]-该关闭元件沿着该阀的纵向延伸部可移动并且相对于该中心元件在该第一位置与一个第二位置之间移动，在该第一位置中该关闭元件关闭该一个或多个孔，进而不允许流体通过该一个或多个孔，在该第二位置中该一个或多个孔打开，因此允许流体通过该一个或多个孔。
[0014]具备所提到特征的阀的优点是该阀的功能零件借助于不同于该壳体的一个静止元件而相互对准，并且该阀的致动器的中心元件和可移动零件由该静止元件支撑，从而得到该阀的可靠的功能以及该阀的容易组装。
[0015]在本发明的一个实施例中，该中心元件是一个相对于该阀的该纵向延伸部平行放置的中心管道，该关闭元件沿着该中心管道放置，并且当在该第一位置中时所述关闭元件至少部分地沿着该中心管道的一个侧壁延伸。作为中心管道的该中心元件在该中心管道与该关闭元件之间沿着这些元件的侧壁提供靠近的对接。
[0016]在本发明的另一个实施例中，该中心元件是一个关于该阀的该纵向延伸部倾斜地放置的中心托架，该关闭元件放置于该中心托架的延伸部中，并且当在该第一位置中时所述关闭元件至少部分地对接该中心托架的一个侧壁。作为中心托架的该中心元件可减少元件之间的相互摩擦，其中该关闭元件和该中心托架仅当该关闭元件处于第一关闭位置时对接。
[0017]根据该阀的一个实施例，该致动器包括一个步进电动机，并且其中该步进电动机构成该静止元件的零件，并且其中该步进电动机的一根主轴沿着相对于该静止零件的一个旋转方向可移动，所述主轴能够在该第一位置与该第二位置之间移动该关闭元件。
[0018]步进电动机是操作该关闭元件的可靠的装置，并且移动该关闭元件的主轴是操作该关闭元件的机械稳定方式。当该主轴未既定同时可沿着该阀的纵向方向移动时优选地提供可沿着旋转方向移动的该主轴。
[0019]根据该阀的另一个实施例，该致动器包括一个步进电动机，并且其中该步进电动机构成该静止元件的零件，并且其中该步进电动机的一根主轴沿着相对于该静止零件的一个纵向方向可移动，所述主轴能够在该第一位置与该第二位置之间移动该关闭元件。
[0020]步进电动机是操作该关闭元件的可靠的装置，并且移动该关闭元件的主轴是操作该关闭元件的机械稳定方式。当该主轴未既定同时可沿着该阀的旋转方向移动时优选地提供可沿着纵向方向移动的该主轴。
[0021]根据该阀的优选实施例，该步进电动机包括该步进电动机的一个定子和一个转子的一个囊封体，并且其中该定子和该转子的该囊封体由该静止元件的一个框架支撑并且处于相对于该框架的一个固定位置中，所述囊封体相对于穿过该阀的该流体提供该定子和该转子的一个密闭式罩壳。被密闭地封闭的该定子和转子的优点在于，例如制冷剂等流体的流动将不伤害该定子和转子的导线、磁体和其他结构元件。
[0022]该中心元件至少部分地由该静止元件的一个框架支撑并且处于相对于该静止元件的该框架的一个固定位置中，这提供了该中心元件与框架之间的良好结构集成，从而确保相对于壳体静止的元件的可靠功能。
[0023]该静止元件优选地包括该框架的一个中间零件以及该框架的一个连接零件，该框架的所述中间零件以及该框架的所述连接零件沿着该阀的该纵向延伸部彼此移位而定位，并且在该中心元件是一个中心管道的条件下，其中该中心管道的一个末端固定到该框架的该连接零件上，并且该中心管道的一个第二末端固定到该框架的该中间零件上，以使得该中心管道的该纵向延伸部与该静止元件的一个纵向延伸部对准。此结构提供该中心管道与框架之间的良好结构集成，从而确保相对于壳体静止的元件的可靠功能。
[0024]根据该阀的实施例，该关闭元件的一个滑件沿着该中心管道的一个侧壁定位，并且其中该关闭元件的该滑件由该中心管道可移动地导引，并且其中该关闭元件的该滑件至少部分地由该中心管道支撑。沿着该中心管道的侧壁提供滑件具有的优点是该中心管道与该滑件之间的良好并且可靠的相互交互。该中心管道和滑件构成用于允许和阻挡穿过该阀的实施例的流体流动的一些主要功能零件。
[0025]—个或多个孔设置于该中心元件中，定位于该中心管道的一个侧壁中，当该关闭元件未处于第一位置时允许流体穿过该中心元件的侧壁通过该中心元件。在其中该中心元件是一个中心管道的实施例中，在该中心管道的侧壁中提供一个或多个孔的优点在于该中心管道的一端通向该中心管道的内部，并且该一个或多个孔提供该中心管道的内部与外部之间的通道，该中心管道的内部和该中心管道的外部进而分别构成该流体的高压力区和低压力区，或反之亦然。
[0026]优选地，该中心管道的该一个或多个孔定位于该中心管道的第一末端中，当该关闭元件未处于第一位置时允许流体通过从该中心管道的侧壁的外部表面通过到该中心管道的内部或从该中心管道内部到该中心管道的侧壁的外部表面，穿过该中心管道的第一末端而通过到该中心管道的内部或从该中心管道的内部通过。提供于该中心管道的第一末端中并且不在该中心管道的中心部分的该一个或多个孔的优点在于释放该中心管道的另一末端用于支撑例如滑件的关闭元件。
[0027]该关闭元件的该滑件是杯形的，其中该关闭元件的该滑件的一个纵向延伸部沿着该中心管道的该纵向延伸部延伸，并且其中在该关闭元件在该第一位置与该第二位置之间的移位期间该关闭元件的该滑件的该纵向延伸部的仅一部分沿着该中心管道的一个侧壁延伸，反之亦然，并且其中该关闭元件的该滑件的另一部分由该电动机的主轴支撑。为杯形的滑件提供使用杯的基座用于插入主轴的可能。该杯形滑件的侧壁可沿着该中心管道延伸，并且该基座可由电动机的主轴支撑。
[0028]替代地，该关闭元件的滑件可为圆柱形的，具有尖头顶端，其中该关闭元件的滑件的纵向延伸部在该中心元件的延伸部中，并且其中在该关闭元件在该第一位置与该第二位置之间的移位期间没有该关闭元件的滑件的纵向延伸部的部分沿着该中心元件的侧壁延伸，反之亦然，并且其中该关闭元件的滑件的另一部分由电动机的主轴支撑。为圆柱形的滑件提供使用杯的基座用于插入主轴的可能。该滑件的尖头顶端可朝向该中心元件延伸，并且该基座可由电动机的主轴支撑。
[0029]在杯形滑件的优选实施例中，该杯形滑件的第一末端在该关闭元件的该第一位置中关闭该一个或多个孔，进而不允许流体通过这些孔，并且在该关闭元件的该第二位置中至少部分地打开该一个或多个孔，因此允许流体通过这些孔，并且其中该滑件的第二末端在该关闭元件的该第一位置和该第二位置两者中由该电动机的主轴支撑。进而，在该滑件在该第一位置与该第二位置之间的任何位置期间该杯形滑件的侧壁由该中心管道的侧壁支撑。
[0030]在一个实施例中，该关闭元件的该滑件沿着该中心管道的该侧壁的内表面延伸。这可具有的优点是该杯形滑件同时构成该滑件和该中心管道两者的基座。
[0031]该滑件的操作优选地由配备有螺纹的电动机的主轴以及配备有螺纹的滑件的基座执行，该主轴的所述螺纹与该滑件的该基座处的所述螺纹相互啮合，并且其中该主轴的旋转移动被变换为该关闭元件的该滑件相对于该中心元件的轴向移动。
[0032]在另一实施例中，该关闭元件的该滑件沿着该中心管道的该侧壁的外表面延伸。当该滑件沿着该中心管道的外圆周而不是内圆周延伸时，该滑件相对于该中心管道的组装以及该滑件的操作的检测和控制更容易。
[0033]该滑件的操作优选地由配备有螺纹的电动机的主轴以及配备有螺纹的滑件的基座执行，该主轴的所述螺纹与该滑件的该基座处的所述螺纹相互啮合，并且其中该主轴的旋转移动也被变换为该关闭元件的该滑件相对于该中心管道的轴向移动。
[0034]该滑件可由优选地为一个弹簧的一个偏置元件以一个偏置力朝向该第一位置恒定地偏置，或者由优选地为一个弹簧的一个偏置元件以一个偏置力朝向该第二位置恒定地偏置，并且其中该偏置元件能够恒定地维持该滑件与该主轴之间的无游隙的相互啮合，进而消去该主轴的该基座的内螺纹与该主轴的外螺纹之间的任何游隙。进而，当在滑件朝向该第一位置或朝向该第二位置的移动开始期间操作该阀时，可消除滞后，或可至少显著减小滞后。
[0035]该滑件的该基座处的该螺纹可设置于安装在该滑件的该基座中的一个螺母中。根据此实施例，该关闭元件包括安