冰箱制冷系统用电动切换阀及其冰箱制冷系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及冰箱制冷系统用电动切换阀及其冰箱制冷系统，属于制冷系统流体控制技术领域。
【【背景技术】】
[0002]电动阀是制冷设备的冷媒流量控制部件，在制冷设备系统中开启或者关闭电动阀，可以控制冷媒的流通和中断，并且还可以调节冷媒流量的大小。目前市场上的冰箱，尤其是具备冷冻/冷藏/变温功能的冰箱，常利用现有技术的各种电动阀来控制其制冷剂的流动方向，但在实际应用时，存在如下问题:使用传统的双稳态电磁阀在切换工作状态时，内部的滑块撞击阀体产生噪音，严重影响到冰箱的使用品质；使用回转式电动切换阀，其由步进电机驱动滑块来控制其在不同的工作状态之间切换，然而步进电机温度过高会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，降低电动切换阀工作的可靠性；现有电动切换阀的滑块在阀座上做回转运动时，系统中的杂质易在底座的出口位置堵塞，造成滑块卡死导致电动切换阀失效。
【
【发明内容】
】
[0003]本发明所要解决的问题就是提供冰箱制冷系统用电动切换阀，有效减小工作噪音，并提高工作可靠性。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0005]冰箱制冷系统用电动切换阀，包括阀座和阀盖，所述阀盖与所述阀座形成收容腔，所述阀座上连接有进口管和出口管，所述收容腔内设有至少一个MEMS驱动器，所述MEMS驱动器具有与所述进口管相通的流体入口、与所述出口管相通的流体出口以及控制所述流体出口启闭的致动部件。
[0006]其中，所述MEMS驱动器包括依次层叠的第一阀板、第二阀板和第三阀板，所述流体出口和所述流体入口设置在所述第一阀板上，所述致动部件设置在所述第二阀板上。
[0007]其中，所述致动部件包括致动肋杆、致动脊杆、支撑杆和执行器，所述执行器一端设有流体通道，另一端连接所述支撑杆，所述致动肋杆连接所述致动脊杆，所述致动脊杆连接所述执行器。
[0008]其中，所述MEMS驱动器为常闭型MEMS驱动器，所述MEMS驱动器自由状态下，所述执行器遮挡住所述流体出口，所述MEMS驱动器工作状态下，所述流体出口部分或者全部露出于所述流体通道内。
[0009]其中，所述MEMS驱动器为常开型MEMS驱动器，所述MEMS驱动器自由状态下，所述流体出口部分或者全部露出于所述流体通道内，所述MEMS驱动器工作状态下，所述执行器遮挡住所述流体出口。
[0010]其中，所述MEMS驱动器采用热驱动，所述电动切换阀包括导线插针部，所述第三阀板上设有通孔，所述导线插针部的导线穿过所述通孔连接到所述第二阀板上。
[0011]其中，所述MEMS驱动器的数量至少为两个，至少两个MEMS驱动器加工成一体或者分别独立设置。
[0012]其中，所述MEMS驱动器键合在所述阀座上并通过所述阀盖和垫片压紧，所述阀盖固定在所述阀座上，所述阀座上设有入口通道和至少一个出口通道，所述出口管连接所述出口通道，所述进口管连接所述入口通道。
[0013]其中，所述入口通道包括变径的节流段和锥形的引导段，所述节流段连接所述进口管，所述引导段与所述MEMS驱动器的流体入口相对。
[0014]本发明还提出了冰箱制冷系统，包括压缩机、冷凝器、电动切换阀以及至少一个蒸发器，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口与所述电动切换阀的进口管连接，所述电动切换阀的出口管连接所述蒸发器的入口，所述蒸发器的出口连接所述压缩机的入口，所述电动切换阀为上述任一技术方案所述的冰箱制冷系统用电动切换阀。
[0015]本发明的有益效果:
[0016]本发明的冰箱制冷系统用电动切换阀具有MEMS驱动器，MEMS(Micro-Electro-Mechanic System,微电子机械系统)可以认为是一类系统，即可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的系统，该类系统的物理形体较小，可以具有电子部件和机械部件，这就区别于传统的电磁阀控制。本发明利用MEMS驱动器切换流体流向/控制流体流量，工作过程中不存在机械接触，从原理上杜绝了机械碰撞产生的噪音，有效减小了阀噪音；基于MEMS技术的流体控制驱动器取代现有技术的步进电机，不存在失步风险，可靠性提高，同时大大降低了产品体积和重量，便于在冰箱狭小的压缩机室安装。
[0017]本发明的这些特点和优点将会在下面的【具体实施方式】、附图中详细的揭露。
【【附图说明】】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
[0019]图1(a)为本发明实施例一中电动阀整体的纵向剖面示意图；
[0020]图1(b)为本发明实施例一中电动阀整体的纵向剖面示意图；
[0021]图2为本发明实施例一中电动阀的立体结构示意图(未装阀盖)；
[0022]图3为本发明实施例一中电动阀的立体结构示意图(安装阀盖);
[0023]图4为本发明实施例一中常闭型电动阀通电前的状态示意图；
[0024]图5为图4的A-A剖示图；
[0025]图6为本发明实施例一中常闭型电动阀通电后的状态示意图；
[0026]图7为图6的B-B剖示图；
[0027]图8为本发明实施例一中常开型电动阀通电前的状态示意图；
[0028]图9为图8的C-C剖示图；
[0029]图10为本发明实施例一中常开型电动阀通电后的状态示意图；
[0030]图11为图10的D-D剖示图；
[0031]图12为本发明实施例一中阀座的纵向剖面示意图；
[0032]图13为本发明实施例一中阀座的俯视图；
[0033]图14为本发明实施例一中阀座的仰视图；
[0034]图15为本发明实施例一中MEMS驱动器的爆炸结构示意图；
[0035]图16为本发明实施例二中MEMS驱动器的爆炸结构示意图；
[0036]图17为本发明冰箱制冷系统的原理图。
【【具体实施方式】】
[0037]下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0038]实施例一:
[0039]参照图1 (a)，本发明实施例所述提出的冰箱制冷系统用电动切换阀，包具有阀座I和阀盖2，阀盖2连接在阀座I上，以形成收容腔，收容腔内设置MEMS驱动器3，MEMS驱动器3的数量可以根据实际制冷系统中所需蒸发器的数量来调整，本实施例在收容腔内设置三个MEMS驱动器3，相应的，形成三个流体入口和三个流体出口，通过外部信号驱动，利用MEMS驱动器3控制制冷剂流向不同的流体出口，从而能达到控制流体流向的目的。
[0040]参照图4、15，本实施例设置三组MEMS驱动器3，这三组MEMS驱动器3本身结构是一样的，便于制造，且维修时便于更换，每个MEMS驱动器3均包括了依次层叠的第一阀板31、第二阀板32和第三阀板33，第一阀板31、第二阀板32和第三阀板33都可采用单晶硅材料制成，例如硼硅玻璃，其中:
[0041]第一阀板31上间隔开地设置有流体入口 311和流体出口 312。
[0042]第二阀板32上设置致动部件，信号驱动致动部件动作实现对应流体出口 312的启闭控制，致动部件包括致动肋杆321、致动脊杆322、支撑杆324和执行器323，执行器323 —端设有流体通道3231，另一端连接支撑杆324，致动肋杆321连接致动脊杆322，致动脊杆322连接执行器323。工作过程中，致动脊杆322带动执行器323以支撑杆324连接处为圆心来回摆动。通常来说，在制作MEMS驱动器时，上述的致动肋杆321、致动脊杆322、支撑杆324和执行器323这些微动机械部件已被一体成型在第二阀板32内，比如通过刻蚀等一系列工艺。本领域技术人员应当理解:上述结构仅仅是优选的，现有技术应用于其他MEMS微阀中且能实现相应功能的类似执行器结构也可以应用到本实施例中，当然，这是本领域技术人员所熟知的，不在此详述。
[0043]参照图3，第三阀板33上设置通孔331，电动切换阀还包括具有导线22和插针21的导线插针部，导线插针部的导线22穿过通孔331连接到第二阀板32上，实际应用时，可以在第二阀板32上安装一对电极，将导线22连接在电极上。
[0044]本实施例的MEMS驱动器采用热驱动，导线插针部的插针21与电源线接头插接，将第二阀板32的一对电极连接到外部电源上，电路由开关来控制。当开关闭合时，MEMS驱动器得到电信号，致动肋杆321受热膨胀，随着致动肋杆321的膨胀，致动肋杆321被延长使得致动脊杆322动作，从而带动执行器323以支撑杆324连接处为圆心摆动；当开关断开时，MEMS驱动器失去电信号，受致动肋杆321本身刚度的影响，执行器323可回复到初始位置。执行器323的位移量与电压呈比例对应关系，第一阀板31的流体出口 312可以实现全部或部分的打开，由此，通过施加电信号的电压高低对应比例地控制流体出口 312的开度，实现流体流量的对应比例控制，至少是可以实现开阀和闭阀两种工作模式。并且，本实施例的这种开关控制取代现有技术中的脉冲信号控制，控制方法简单、可靠性高。
[0045]除了本实施例所述的热驱动方式外，在其他实施例中，采用压电致动、磁致动、静电致动等驱动方式也可以实现。
[0046]参照图4、5，对于常闭