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CN107355570A - 膨胀开关阀 - Google Patents

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CN107355570A
CN107355570A CN201610305624.3A CN201610305624A CN107355570A CN 107355570 A CN107355570 A CN 107355570A CN 201610305624 A CN201610305624 A CN 201610305624A CN 107355570 A CN107355570 A CN 107355570A
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port
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CN201610305624.3A
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黄健
陈雪峰
叶梅娇
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BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
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Priority to EP17795473.2A priority patent/EP3453929A4/en
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Abstract

本发明公开了一种膨胀开关阀，包括阀体(500)，该阀体上形成有进口(501)、出口(502)以及连通在所述进口和所述出口之间的内部流道，所述内部流道上安装有第一阀芯(503)和第二阀芯(504)，所述第一阀芯(503)使得所述进口和所述出口直接连通或断开连通，所述第二阀芯(504)使得所述进口和所述出口通过节流口(505)连通或断开连通。这样，通过在同一阀体的内部流道上集成安装第一阀芯和第二阀芯，能够实现冷剂的通断控制和/或节流膨胀控制功能，结构简单，易于生产和安装，且当本发明提供的膨胀开关阀应用于热泵系统时，可以简化管路连接降低成本，并且减少整个热泵系统的制冷剂充注量，便于压缩机回油。

Description

膨胀开关阀
技术领域
本发明涉及控制阀领域，具体地，涉及一种膨胀开关阀。
背景技术
热泵系统中有时需要控制制冷剂节流降压或者只通过不节流，而现有的电子膨胀阀只能控制制冷剂节流或者不通过。为满足热泵系统的这种需求，现有技术要用到电子膨胀阀和电磁开关阀并联的结构。这种结构需要用到两个三通接头、六根管路，结构比较复杂，不便于安装。当电磁阀关闭，使用电子膨胀阀时，电子膨胀阀进口为中温高压的液态制冷剂，电子膨胀阀出口为低温低压的液态制冷剂，由于管路是连通的，所以电磁阀的进出口也分别跟电子膨胀阀进出口的制冷剂状态一致，电磁阀进出口的制冷剂压力温度不一样，容易对电磁阀的内部结构造成损坏。另外，由于管路比较多，会提高整个热泵系统的制冷剂充注量，提高成本。热泵系统在低温下工作时，压缩机回油会比较困难，这种复杂的结构还会不利于热泵系统的回油。
发明内容
本发明的目的是提供一种膨胀开关阀，该膨胀开关阀能够实现对流经媒介的通断控制和节流控制两种功能，且结构简单。
为了实现上述目的，本发明提供一种膨胀开关阀，包括阀体，其中，该阀体上形成有进口、出口以及连通在所述进口和所述出口之间的内部流道，所述内部流道上安装有第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯使得所述进口和所述出口直接连通或断开连通，所述第二阀芯使得所述进口和所述出口通过节流口连通或断开连通。
可选地，所述内部流道包括分别与所述进口连通的第一流道和第二流道，所述第一流道上形成有与所述第一阀芯配合的第一阀口，所述节流口形成在所述第二流道上以形成为与所述第二阀芯配合的第二阀口，所述第一流道和所述第二流道交汇于所述第二阀口的下游并与所述出口连通。
可选地，所述第二流道与所述出口同向开设，所述第一流道形成为与所述第二流道相互垂直的第一通孔，所述进口通过开设在所述第二流道侧壁上的第二通孔与所述第二流道连通，所述第一通孔和所述第二通孔与所述进口分别连通。
可选地，所述进口与所述出口相互垂直地开设在所述阀体上。
可选地，所述第一阀芯沿移动方向与所述第一阀口同轴布设以可选择地封堵或脱离所述第一阀口。
可选地，所述第二阀芯沿移动方向与所述第二阀口同轴布设以可选择地封堵或脱离所述第二阀口。
可选地，所述第一阀芯包括第一阀杆和连接在该第一阀杆端部的第一堵头，该第一堵头用于密封压靠在所述第一阀口的端面上以封堵所述第一流道。
可选地，所述第二阀芯包括第二阀杆，该第二阀杆的端部形成为锥形头结构，所述第二阀口形成为与该锥形头结构相配合的锥形孔结构。
可选地，所述阀体包括形成所述内部流道的阀座和安装在该阀座上的第一阀壳和第二阀壳，所述第一阀壳内安装有用于驱动所述第一阀芯的第一电磁驱动部，所述第二阀壳内安装有用于驱动所述第二阀芯的第二电磁驱动部，所述第一阀芯从所述第一阀壳延伸至所述阀座内的所述内部流道，所述第二阀芯从所述第二阀壳延伸至所述阀座内的所述内部流道。
可选地，所述阀座形成为多面体结构，所述第一阀壳、所述第二阀壳、所述进口和所述出口分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，所述第一阀壳和所述第二阀壳的安装方向相互垂直，所述进口和所述出口的开口方向相互垂直。
通过上述技术方案，通过在同一阀体的内部流道上安装第一阀芯和第二阀芯，能够实现冷剂的通断控制和/或节流膨胀控制功能，结构简单，易于生产和安装，且当本发明提供的膨胀开关阀应用于热泵系统时，可以简化管路连接降低成本，并且减少整个热泵系统的制冷剂充注量，便于压缩机回油。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的俯视结构示意图；
图2是沿图1中线AB-AB所剖得的剖面结构示意图，其中，第一阀口和第二阀口均处于打开状态；
图3是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的沿一个视角的正视结构示意图；
图4是沿图1中线AB-AB所剖得的剖面结构示意图，其中，第一阀口处于打开状态，第二阀口处于闭合状态；
图5是沿图1中线AB-AB所剖得的剖面结构示意图，其中，第一阀口处于闭合状态，第二阀口处于打开状态；
图6是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的沿另一个视角的正视结构示意图；
图7是沿图6中线AC-AC所剖得的剖面结构示意图，其中，第一阀口处于打开状态，第二阀口处于闭合状态；
图8是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的第一内部结构示意图，其中，第一阀口和第二阀口均处于打开状态；
图9是图8中A部的局部放大图；
图10是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的第二内部结构示意图，其中，第一阀口处于打开状态，第二阀口处于关闭状态；
图11是本发明优选实施方式提供的膨胀开关阀的第三内部结构示意图，其中，第一阀口处于关闭状态，第二阀口均处于打开状态。
附图标记说明
500 阀体 501 进口 502 出口
503 第一阀芯 513 第一阀杆 523 第一堵头
504 第二阀芯 514 第二阀杆 505 节流口
506 第一流道 516 第一阀口 526 第一通孔
507 第二流道 517 第二阀口 527 第二通孔
510 阀座 511 第一阀壳 521 第一电磁驱动部
512 第二阀壳 522 第二电磁驱动部
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是相对于附图的图面方向而言的，“上游、下游”是相对于媒介，如，制冷剂的流动方向而言的，具体地，朝向制冷剂的流动方向为下游，背离制冷剂的流动方向为上游，“内、外”是指相应部件轮廓的内与外。
如图1所示，本发明提供一种膨胀开关阀，包括阀体500，其中，该阀体500上形成有进口501、出口502以及连通在进口501和出口502之间的内部流道，内部流道上安装有第一阀芯503和第二阀芯504，第一阀芯503使得进口501和出口502直接连通或断开连通，第二阀芯504使得进口501和出口502通过节流口505连通或断开连通。
其中，第一阀芯所实现的“直接连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂可以越过第一阀芯而通过内部流道不受影响地直接流到阀体500的出口502，第一阀芯所实现的“断开连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂无法越过第一阀芯而不能通过内部流道流向阀体500的出口502。第二阀芯所实现的“通过节流口连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂可以越过第二阀芯而通过节流口的节流后流到阀体500的出口502，而第二阀芯所实现的“断开连通”是指从阀体500的进口501进入的冷却剂无法越过第二阀芯而不能通过节流口505流到阀体500的出口502。
这样，通过对第一阀芯和第二阀芯的控制，本发明的膨胀开关阀可以使得从进口501进入的冷却剂至少实现三种状态。即，1)截止状态；2)越过第一阀芯503的直接连通状态；以及3)越过第二阀芯504的节流连通方式。
其中，高温高压的液态制冷剂再经过节流口505节流后，可以成为低温低压的雾状的液压制冷剂，可以为制冷剂的蒸发创造条件，即节流口505的横截面积小于出口504的横截面积，并且通过控制第二阀芯，节流口505的开度大小可以调节，以控制流经节流口505的流量，防止因制冷剂过少产生的制冷不足，以及防止因制冷剂过多而使得压缩机产生液击现象。即，第二阀芯504和阀体500的配合可以使得膨胀开关阀具有膨胀阀的功能。
这样，通过在同一阀体500的内部流道上安装第一阀芯503和第二阀芯504，以实现进口501和出口502的通断控制和/或节流控制功能，结构简单，易于生产和安装，且当本发明提供的膨胀开关阀应用于热泵系统时，可以减少整个热泵系统的制冷剂充注量，降低成本，简化管路连接，更利于热泵系统的回油。
作为阀体500的一种示例性的内部安装结构，如图1至图6所示，阀体500包括形成内部流道的阀座510和安装在该阀座510上的第一阀壳511和第二阀壳512，第一阀壳511内安装有用于驱动第一阀芯503的第一电磁驱动部521，第二阀壳512内安装有用于驱动第二阀芯504的第二电磁驱动部522，第一阀芯503从第一阀壳511延伸至阀座510内的内部流道，第二阀芯504从第二阀壳512延伸至阀座510内的内部流道。
其中，通过对第一电磁驱动部521，如，电磁线圈，的通断电的控制能够方便地控制第一阀芯503的位置，进而控制进口501和出口502直接连通或断开连通；通过对第二电磁驱动部522，如，电磁线圈，的通断电的控制能够方便地控制第二阀芯504的位置，从而控制进口501和出口502是否与节流口505连通。换言之，阀体500内并联安装有共有进口501和出口502的电子膨胀阀和电磁阀，因而能够实现膨胀开关阀的通断和/或节流的自动化控制，且简化管路走向。
为充分利用膨胀开关阀的各个方向的空间位置，避免膨胀开关阀和不同管路连接产生干涉，阀座510形成为多面体结构，第一阀壳511、第二阀壳512、进口501和出口502分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，第一阀壳511和第二阀壳512的安装方向相互垂直，进口501和出口502的开口方向相互垂直。这样，可以将进口、出口管路连接在多面体结构的不同表面上，能够避免管路布置凌乱、纠缠的问题。
作为电磁膨胀阀的一种典型的内部结构，如图1至图4所示，内部流道包括分别与进口501连通的第一流道506和第二流道507，第一流道506上形成有与第一阀芯503配合的第一阀口516，节流口505形成在第二流道507上以形成为与第二阀芯504配合的第二阀口517，第一流道506和第二流道507交汇于第二阀口517的下游并与出口502连通。
即，通过变换第一阀芯503的位置来实现对第一阀口516的关闭或打开，进而控制连通进口501和出口502的第一流道506的截断或导通，从而可以实现上文描述的电磁阀的连通或断开连通的功能。同样地，通过变换第二阀芯504的位置来实现对第二阀口517的截断或导通，从而可以实现电子膨胀阀的节流功能。
第一流道506和第二流道507可以以任意合适的布置方式分别连通进口501和出口502，为减少阀体500的整体占用空间，如图5所示，第二流道507与出口502同向开设，第一流道506形成为与第二流道507相互垂直的第一通孔526，进口501通过开设在第二流道507侧壁上的第二通孔527与第二流道507连通，第一通孔526和第二通孔527与进口501分别连通。其中，第一通孔526可以与第二通孔527在空间垂直设置或者平行设置，本发明对此不作限制，均属于本发明的保护范围之中。
为进一步简化阀体500的整体占用空间，如图8至图11所示，进口501与出口502相互垂直地开设在阀体500上。这样，如图8至图10所示，进口501的轴线、出口502的轴线(即第二流道507的轴线)，和第一流道506的轴线在空间两两垂直地布置，从而防止第一阀芯503和第二阀芯504的移动产生干涉，且能够最大化地利用阀体500的内部空间。
如图4和图5所示，为便于实现第一阀口516的关闭和打开，第一阀芯503沿移动方向与第一阀口516同轴布设以可选择地封堵或脱离第一阀口516。
为便于实现第二阀口517的关闭和打开，第二阀芯504沿移动方向与第二阀口517同轴布设以可选择地封堵或脱离第二阀口517。
其中，如图7所示，为保证第一阀芯503对第一流道506堵塞的可靠性，第一阀芯503可以包括第一阀杆513和连接在该第一阀杆513端部的第一堵头523，该第一堵头523用于密封压靠在第一阀口516的端面上以封堵第一流道506。
为便于调节膨胀开关阀的节流口505的开度大小，如图4和图5所示，第二阀芯504包括第二阀杆514，该第二阀杆514的端部形成为锥形头结构，第二阀口517形成为与该锥形头结构相配合的锥形孔结构。
其中，膨胀开关阀的节流口505开度可以通过第二阀芯504的上下移动来调节，而第二阀芯504的上下移动可以通过第二电磁驱动部522来调节。若膨胀开关阀的节流口505的开度为零，如图4所示，第二阀芯504处于最低位置，第二阀芯504封堵第二阀口517，制冷剂完全不能通过节流口505，即第二阀口517；若膨胀开关阀节流口505具有开度，如图5所示，第二阀芯504的端部的锥形头结构与节流口505之间具有空隙，制冷剂节流后再流至出口502。若需要增加膨胀开关阀的节流开度时，可以通过控制第二电磁驱动部522，使得第二阀芯504向上移动，以使得锥形头结构远离节流口505，从而实现节流口505开度的变大；相反，当需要减少膨胀开关阀的节流口505的开度时，可以驱使第二阀芯504相下移动即可。
使用时，当只需要使用膨胀开关阀的电磁阀功能时，如图4、图7和图10所示，第一阀芯503脱离第一阀口516，第一阀口516处于打开状态，第二阀芯504处于最低位置，第二阀芯504将节流孔505封堵上，从进口501流入至内部流道的制冷剂完全不能通过节流孔505，只能依次通过第一阀口516、第一通孔526流入至出口502中。当电磁阀断电，第一阀芯503向左移动，第一堵头523和第一阀口516分离，制冷剂可以从第一通孔526中通过；当电磁阀通电，第一阀芯503向右移动，第一堵头523和第一阀口516贴合，制冷剂无法从第一通孔526中通过。
需要说明的是，图4和图10中的带箭头的虚线代表制冷剂在使用电磁阀功能时的流通路线以及走向。
当只需要使用膨胀开关阀的电子膨胀阀功能时，如图5和图11所示，第二阀口517，即节流口505处于打开状态，第一阀芯503封堵第一阀口516，从进口501流入至内部流道的制冷剂无法通过第一通孔526，只能依次通过第二通孔527、节流口505流入至出口502中，并且可以上下移动第二阀芯504来调节节流口505的开度的大小。
需要说明的是，图5和图11中的带箭头的虚线代表制冷剂在使用电子膨胀阀功能时的流通路线以及走向。
当需要同时使用膨胀开关阀的电磁阀功能和电子膨胀阀功能时，如图2、图8和图9所示，其中，带箭头的虚线代表制冷剂的流动路线以及走向，第一阀芯503脱离第一阀口516，第一阀口516处于打开状态，节流口505处于打开状态，流入至内部流道的制冷剂可以分别沿第一流道506和第二流道507流向出口502，从而同时具有电磁阀功能和电子膨胀阀功能。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种膨胀开关阀，包括阀体(500)，其特征在于，该阀体(500)上形成有进口(501)、出口(502)以及连通在所述进口(501)和所述出口(502)之间的内部流道，所述内部流道上安装有第一阀芯(503)和第二阀芯(504)，所述第一阀芯(503)使得所述进口(501)和所述出口(502)直接连通或断开连通，所述第二阀芯(504)使得所述进口(501)和所述出口(502)通过节流口(505)连通或断开连通。
2.根据权利要求1所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述内部流道包括分别与所述进口(501)连通的第一流道(506)和第二流道(507)，所述第一流道(506)上形成有与所述第一阀芯(503)配合的第一阀口(516)，所述节流口(505)形成在所述第二流道(507)上以形成为与所述第二阀芯(504)配合的第二阀口(517)，所述第一流道(506)和所述第二流道(507)交汇于所述第二阀口(517)的下游并与所述出口(502)连通。
3.根据权利要求2所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第二流道(507)与所述出口(502)同向开设，所述第一流道(506)形成为与所述第二流道(507)相互垂直的第一通孔(526)，所述进口(501)通过开设在所述第二流道(507)侧壁上的第二通孔(527)与所述第二流道(507)连通，所述第一通孔(526)和所述第二通孔(527)与所述进口(501)分别连通。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述进口(501)与所述出口(502)相互垂直地开设在所述阀体(500)上。
5.根据权利要求2或3所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第一阀芯(503)沿移动方向与所述第一阀口(516)同轴布设以可选择地封堵或脱离所述第一阀口(516)。
6.根据权利要求2或3所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第二阀芯(504)沿移动方向与所述第二阀口(517)同轴布设以可选择地封堵或脱离所述第二阀口(517)。
7.根据权利要求5所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第一阀芯(503)包括第一阀杆(513)和连接在该第一阀杆(513)端部的第一堵头(523)，该第一堵头(523)用于密封压靠在所述第一阀口(516)的端面上以封堵所述第一流道(506)。
8.根据权利要求6所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述第二阀芯(504)包括第二阀杆(514)，该第二阀杆(514)的端部形成为锥形头结构，所述第二阀口(517)形成为与该锥形头结构相配合的锥形孔结构。
9.根据权利要求1所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述阀体(500)包括形成所述内部流道的阀座(510)和安装在该阀座(510)上的第一阀壳(511)和第二阀壳(512)，所述第一阀壳(511)内安装有用于驱动所述第一阀芯(503)的第一电磁驱动部(521)，所述第二阀壳(512)内安装有用于驱动所述第二阀芯(504)的第二电磁驱动部(522)，所述第一阀芯(503)从所述第一阀壳(511)延伸至所述阀座(510)内的所述内部流道，所述第二阀芯(504)从所述第二阀壳(512)延伸至所述阀座(510)内的所述内部流道。
10.根据权利要求9所述的膨胀开关阀，其特征在于，所述阀座(510)形成为多面体结构，所述第一阀壳(511)、所述第二阀壳(512)、所述进口(501)和所述出口(502)分别设置在该多面体结构的不同表面上，其中，所述第一阀壳(511)和所述第二阀壳(512)的安装方向相互垂直，所述进口(501)和所述出口(502)的开口方向相互垂直。
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