CN103245141B - 一种热力膨胀阀及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热力膨胀阀及其装配方法，前者包括阀体、气箱头、阀芯组件和调节组件，调节组件包括调节杆、弹簧座、阀芯支撑座和调节弹簧，阀体包括上下布置且相通的安装腔和调节腔，安装腔用于经阀体的上开口将调节组件安装于调节腔内，调节杆包括分别位于上、下部的与弹簧座相配合的配合部和供使用者操作的调节部，及位于二者之间的定位台肩，调节杆通过定位台肩定位于调节腔中，调节杆的调节部与调节腔间形成第三密封副，弹簧座与调节腔的内壁螺纹配合，以在调节杆的带动下上下运动。本发明通过将调节组件从阀体的上开口安装于调节腔内，无需再设置现有技术中的调节座解决调节组件的安装问题，进而减少了泄漏的风险，提高了产品的整体性能。

Description

一种热力膨胀阀及其装配方法

技术领域

本发明涉及冷媒流体控制部件技术领域，尤其涉及一种热力膨胀阀及其安装方法。

背景技术

热力膨胀阀是组成制冷系统的重要部件，与蒸发器、压缩机和冷凝器一起构成制冷系统的四个基本部件。热力膨胀阀的主要作用是通过感应制冷系统中蒸发器出口端或压缩机吸入端的过热度来控制阀的开度大小，从而实现系统冷媒流量调节和节流降压的目的。

图1示出了一种现有热力膨胀阀的结构，该热力膨胀阀包括阀体29、连接于阀体29上端的气箱头和与阀体29的下端螺纹配合的阀帽21，该气箱头包括气箱座213、气箱盖214及夹设于二者之间的膜片215，膜片215将气箱头分隔为分别与气箱盖214和气箱座213相对应的气箱上腔和下腔，气箱上腔内充有例如是冷媒的随温度变化而产生一定压力变化的介质，气箱上腔通过毛细管216与感温包217连接，感温包217用于感受蒸发器出口端或者压缩机入口端的冷媒的过热度，并在气箱上腔中产生一个温度压力Pb，同时，气箱下腔通过平衡管(图中未示出)与蒸发器出口端连通，从而在气箱下腔中产生一个蒸发压力Po。此外，如图1所示，阀体29的上部形成有阀通道，下部形成有与阀通道相通的调节腔，连接有入口接管219的入口通道与阀通道连通，连接有出口接管218的出口通道与调节腔连通；该阀通道配合有阀芯27，阀芯27的上端连接有传动杆220，该传动杆220的另一端与位于气箱下腔的传动片212连接，该传动杆220与阀体上部设置的导向孔滑动配合，在此，阀芯27和传动杆220构成阀芯组件；调节腔内安装有用于调节阀芯相对阀通道的位置的调节组件，该调节组件包括位于下端的与调节腔的内壁螺纹配合的调节杆22、用于安装阀芯27的阀芯支撑座28和夹设于阀芯支撑座28与调节杆22之间的调节弹簧26，其中，调节杆22通过密封圈23与调节腔间形成密封副，阀芯27与阀通道之间可形成如图1所示的单向的锥面密封或者球面密封，该调节弹簧26给阀芯27施加一个向上的弹力Pt，弹力Pt的大小可通过旋动调节杆22调节。以阀芯组件（即阀芯27和传动杆220）作为受力分析对象，阀芯组件受到一个向上的弹力Pt，同时会受到传动片212施加的向下的推力，该推力由膜片215推动传动片212形成，因而该推力亦即是使得膜片215向下运动的力，即Pb-Po，当阀芯27处于平衡状态时，Pb-Po＝Pt，亦即Pb＝Po+Pt，当蒸发器出口端的温度过高时，Pb增大，从而推动阀芯27向下运动，这样就增大冷媒的流量；当蒸发器出口端的温度过低时，Pb减小，从而推动阀芯27向上运动，这样就减小了冷媒的流量。

图1所示的热力膨胀阀的结构特别适合小名义制冷量的热力膨胀阀，其特点是所需的调节弹簧的调节范围相对较小，调节弹簧的外径较小，调节杆上的密封圈可以采用小规格的密封圈，调节时调节杆可伸入调节腔内一定深度，以上特点保证调节杆不会发生偏斜，进而不会导致调节杆与调节腔间的密封圈发生泄漏。但如果生产大名义制冷量的热力膨胀阀仍然采用图1所示的调节组件的结构，就需要增大调节弹簧的调节范围，增加阀体的高度及调节腔的横截面积，这不仅会造成成本的增加，还会增加调节杆与调节腔间的密封副泄漏的可能性，这主要体现在：需要采用较大直径的密封圈及调节弹簧产生的弹力较大易造成调节杆偏斜。为了解决该问题，目前通常采用图2所示的结构生产大名义制冷量的热力膨胀阀。

图2所示的热力膨胀阀与图1所示的热力膨胀阀不同的是：阀体19的上部形成有阀通道，下部连同调节座的内腔共同形成与阀通道连通的调节腔，连接有入口接管119的入口通道与阀通道连通，连接有出口接管118的出口通道与调节腔连通；该阀通道配合有阀芯组件，该阀芯组件包括传动杆120和与传动杆120相承接的阀芯17，传动杆与阀通道滑动配合、且在上部与阀通道间例如是通过上部密封圈110形成密封副，传动杆在与阀芯17承接的下部形成内缩的脖颈，以与阀通道的内壁间形成供冷媒经入口通道进入阀通道内的环形空腔，而阀芯伸入调节腔中，且与阀通道的末端形成单向的锥面密封或者球面密封，传动杆120的上端与位于气箱下腔的传动片112连接；调节腔内安装有用于调节阀芯17相对阀通道的位置的调节组件，该调节组件包括可相对转动地安装于调节座150内的调节杆12、与调节杆12限制其相对转动地滑动配合的弹簧座15、用于支撑阀芯的阀芯支撑座18和夹设于阀芯支撑座18与弹簧座15之间的调节弹簧16，该弹簧座15与调节座的内壁螺纹配合，其中，调节杆12通过下部密封圈13与调节座150的内壁间形成密封副。阀芯组件的受力情况及冷媒流量的调节原理与图1所示的热力膨胀阀基本相同，在此不再进一步说明。

如图2所示，该热力膨胀阀的调节组件通过增设弹簧座15调节调节弹簧16的压缩量，调节弹簧16施加的弹力直接作用于弹簧座15上，另外调节杆12只需在调节座150内转动即可完成压缩量的调节，以上结构特征可避免调节杆12发生偏斜，降低因调节杆12与调节座150间的密封副失效而发生泄漏的可能性。另外，由于图2所示的调节杆设置有定位台肩及调节组件的其他部分相对调节杆下部的调节部具有较大的直径，因此，需要增设可从阀体上拆卸下来的调节座150来安装调节杆12，以将调节杆12从阀体的底部安装于阀体内。该种结构的热力膨胀阀由于增设了调节座和弹簧座也带来了以下不良效果：调节座与阀体之间的密封结构（图2所示的热力膨胀阀采用刀形密封）存在泄漏隐患；调节座与阀体分体设计，零部件多，增加了管理费用和装配工序。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种可避免调节座与阀体之间的泄露风险、且可优化装配工艺的热力膨胀阀。

为实现上述目的，本发明采样的技术方案为：一种热力膨胀阀，包括阀体、连接于阀体上端的气箱头、阀芯组件和调节组件，所述调节组件包括调节杆、与所述调节杆相配合的弹簧座、用于支撑阀芯的阀芯支撑座和夹设于所述阀芯支撑座与所述弹簧座之间的调节弹簧；所述阀芯组件包括相互承接的传动杆和阀芯；

所述阀体包括上下布置的彼此相通的安装腔和调节腔，所述安装腔用于经阀体的上开口将所述调节组件安装于调节腔内，所述调节杆包括位于上部的与所述弹簧座相配合的配合部、位于下部的供使用者操作的调节部和位于配合部和调节部间的定位台肩，所述调节杆通过定位台肩配合定位于调节腔中，所述调节杆的调节部与所述调节腔间形成第三密封副，；所述弹簧座与调节腔的内壁螺纹配合，以在调节杆的带动下上下运动。

其中，所述调节部与所述调节腔可相对转动地配合安装。

其中，所述弹簧座与配合部限制其相对转动地滑动配合。

其中，所述热力膨胀阀还包括固定安装于所述安装腔内的导向套，所述导向套内设置有用于安装阀芯组件的阀通道和与所述阀体的入口通道相对位的、且与所述阀通道相通的内入口通道，所述导向套与所述安装腔之间形成第一密封副，所述传动杆的上部与所述阀通道的位于所述内入口通道上方的上段间形成第二密封副。

其中，所述阀通道的上段的内壁上设置有内密封道，所述内密封道内安装有第二密封圈，通过所述第二密封圈形成所述第二密封副。

其中，所述导向套的外壁上设置有位于内入口通道上方的第一外密封道和位于内入口通道下方的第二外密封道，所述第一和第二外密封道内分别安装有上和下密封圈，通过所述上和下密封圈形成所述第一密封副。

其中，所述调节杆的调节部的外壁上设置有密封道，所述密封道内安装有第三密封圈，通过所述第三密封圈形成所述第三密封副。

其中，所述导向套形成有上定位台肩，所述导向套通过其上定位台肩与安装腔的内壁上设置的上支撑台阶的配合定位于安装腔内。

本发明的第二个目的在于提供一种针对上述热力膨胀阀结构的安装方法，该安装方法包括如下安装步骤：

步骤1：将调节组件通过阀体的上开口经安装腔安装于调节腔中；

步骤2：将导向套及安装于导向套内的阀芯组件安装于安装腔内；

步骤3：将传动片安装于阀体的上开口处；

步骤4：将气箱头安装于阀体的上端。

其中，在所述步骤1中，依次将带密封圈的调节杆、弹簧座、调节弹簧、阀芯支撑座装入所述调节腔中。

本发明的有益效果为：本发明通过将调节组件从阀体的上开口安装于调节腔内，该种安装方式例如可通过设计导向套的结构实现，因此无需再设置现有技术中的调节座解决调节组件的安装问题，进而减少了泄漏的风险，提高了产品的整体性能；另外，省去了在阀体上开设用于装配调节座的螺纹的加工工艺，使得加工变得方便，降低了加工成本。

附图说明

图1示出了一种现有热力膨胀阀的剖面示意图；

图2示出了另一种现有热力膨胀阀的剖面示意图；

图3示出了根据本发明所述热力膨胀阀的实施结构的剖面示意图；

图4主要示出了图3中阀体的剖面示意图；

图5示出了图3中调节杆的主视图;

图6示出了图3中导向套的剖面示意图。

功能相同的零件的附图标记的说明：

阀体—19、29、39；传动片—112、212、312；

气箱座—113、213、313；阀芯支撑座—18、28、38；

气箱盖—114、214、314；弹簧座—15、35；

膜片—115、215、315；调节弹簧—16、26、36；

毛细管—116、216、316；入口接管—119、219、319；

感温包—117、217、317；传动杆—120、220、320；

出口接管—118、218、318；阀芯——17、27、37；

阀帽—11、21、31；导向套——330。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图3所示，本发明的热力膨胀阀包括阀体39、连接于阀体39上端的气箱头、阀芯组件和调节组件，该调节组件包括如图5所示的调节杆32，与调节杆32上部的配合部321相配合、并且可以在调节杆32的轴向上相对调节杆滑动但无法相对调节杆转动的弹簧座35，用于支撑阀芯37的阀芯支撑座38和夹设于阀芯支撑座38与弹簧座35之间的调节弹簧36；该阀芯组件包括传动杆320和阀芯37。调节杆32包括三部分，其下端部为调节部322，其上端部为配合部321，配合部321与弹簧座35可通过例如是正六边形的非圆形的异型轴、孔的配合实现限制二者相对转动，但可以相对滑动的配合连接。调节部322与配合部321之间是定位台阶323，定位台阶323的外径大于调节部322的外径，这样就形成了定位台阶，该调节杆32通过使其定位台阶323与阀体39上设置的如图4所示的下支撑台阶396相配合而定位于调节腔392中。

如图3和4所示，本发明的阀体39包括上下布置的彼此相通的安装腔391和调节腔391，该安装腔391用于经阀体39的上开口397将上述调节组件安装于调节腔392内，这就要求安装腔391的最小直径大于等于调节组件的最大直径，由于本发明无需设置调节座，因此，阀帽31直接与阀体39的底部螺纹配合连接。阀体39的下端部（即调节腔392的下端部）设置有小径段，该小径段与调节部322相配合，两者之间通过安装于调节杆32的密封道324内的下部密封圈33实现密封。

本发明的热力膨胀阀还包括固定安装于安装腔内的导向套330，如图6所示，该导向套330内设置有沿导向套的轴向延伸的阀通道3302和与阀体39的如图4所示的入口通道393（其连接有入口接管319）相对位的、且与阀通道3302相通的内入口通道3301，即导向套330的结构只要满足经入口通道393进入的介质通过内入口通道3301进入阀通道3302内即可，进入阀通道3302内的介质将通过调节腔392经与调节腔相通的出口通道394流出，在本实施例中，该内入口通道3301覆盖安装腔的内壁的面积大于入口通道393所占的面积，这样一方面很容易在安装时保证内入口通道3301与入口通道393相对位，降低了安装难度，另一方面可使介质在内入口通道3301内进行充分的扩散并快速均匀地进入阀通道3302内；图6给出了导向套330的一种实施结构，其中，内入口通道3301包括位于外环的一圈外环通道3301a和位于内环的与外环通道3301a相通的至少两个间隔设置的内环通道3301b，其中，内环通道3301b可以为扇形通道、圆柱形通道的组合，例如，设置两个小半环的内环通道或者设置一个大半环通道和一个圆柱形通道。在此，内入口通道3301可根据生产加工的需要在满足上述条件的基础上灵活设计。该导向套330与安装腔391间形成第一密封副。传动杆320的上部与阀通道3302滑动配合、且与阀通道3302的位于内入口通道3301上方的上段间形成第二密封副，通过第一和第二密封副保证介质不会经导向套330泄漏，传动杆320的经阀通道3302向外伸出的上端与位于气箱头的气箱下腔内的传动片312连接，传动杆320的与阀芯37相承接的下部与阀通道3302的内壁间留有供介质进入阀通道内的环形空腔，该阀芯37伸入调节腔392中，且支撑于阀芯支撑座38上，阀芯37与阀通道3302的末端形成单向的（即出口通道至入口通道）锥面密封或者球面密封。

该调节杆32通过其下部的调节部322可相对转动地安装于调节腔392的底部，调节部322与调节腔392间形成第三密封副，以保证介质不会经由调节杆32与阀体39之间泄漏，该调节杆32通过位于配合部321和调节部322之间的定位台肩323与调节腔392的内壁上设置的如图4所示的下支撑台阶396的配合定位于调节腔392中；该弹簧座35与调节腔392的内壁螺纹配合，以在调节杆的带动下上下运动，改变调节弹簧36的压缩量。

图3所示的实施例主要通过密封圈实现上述密封副，例如，可在阀通道3302的上段的内壁上设置内密封道3304，并在内密封道3304内安装第二密封圈331，通过第二密封圈331形成上述第二密封副。另外，可在导向套330的外壁上设置位于内入口通道3301上方的第一外密封道3305和位于内入口通道3301下方的第二外密封道3306，并在第一和第二外密封道内分别安装上和下密封圈332a、332b，通过上和下密封圈332a、332b形成上述第一密封副。再者，可在调节杆32的调节部322的外壁上设置密封道324，并在该密封道324内安装下部密封圈33，通过该下部密封圈33形成上述第三密封副。需要说明的是本发明也可采样本领域技术人员常用的其他密封结构。

为了便于安装定位，如图6所示，导向套330可设置一上定位台肩3303，导向套330通过其上定位台肩3303与安装腔391的内壁上设置的上支撑台阶395的配合定位于安装腔391内。

在上述热力膨胀阀的基础上，本发明还提供一种热力膨胀阀的装配方法：

步骤1：将调节组件通过阀体39的上开口397经安装腔391安装于调节腔392中，其中的调节组件各组成部分之间的安装关系与现有技术相同；

具体地，依次将带密封圈的调节杆32、弹簧座35、调节弹簧36、阀芯支撑座38装入所述调节腔392中。为了保证调节组件能顺利从安装腔中装入调节腔392中（即图3中由上至下的方向），安装腔391的内径大于调节弹簧36、弹簧座35、阀芯支撑座38以及调节杆32的外径。

步骤2：将导向套330及安装于导向套330内的阀芯组件安装于安装腔391内；

步骤3：将传动片312安装于阀体39的上开口397处；

步骤4：将气箱头安装于阀体39的上端。

这种装配方法与现有技术相比，可以极大地减少装配步骤，从而优化装配工艺，提高了产品的成本优势。并且由于取消了现有技术中单独设置的调节座结构，避免了调节座与阀体之间可能产生的泄漏风险，从总体上提高了产品的性能。

以上的传动片和气箱头的安装与现有技术相同，在此不再详细说明。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种热力膨胀阀，包括阀体、连接于阀体上端的气箱头、阀芯组件和调节组件，所述阀芯组件包括相互承接的传动杆和阀芯；其特征在于：

所述调节组件包括调节杆、与所述调节杆相配合的弹簧座、用于支撑阀芯的阀芯支撑座和夹设于所述阀芯支撑座与所述弹簧座之间的调节弹簧；

所述阀体包括上下布置的彼此相通的安装腔和调节腔，所述安装腔用于经阀体的上开口将所述调节组件安装于调节腔内，所述调节杆包括位于上部的与所述弹簧座相配合的配合部、位于下部的供使用者操作的调节部和位于配合部和调节部间的定位台肩，所述调节杆通过定位台肩配合定位于调节腔中，所述调节杆的调节部与所述调节腔间形成第三密封副；所述弹簧座与调节腔的内壁螺纹配合，以在调节杆的带动下上下运动。

2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述调节部与所述调节腔可相对转动地配合安装。

3.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述弹簧座与配合部限制其相对转动地滑动配合。

4.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述热力膨胀阀还包括固定安装于所述安装腔内的导向套，所述导向套内设置有用于安装阀芯组件的阀通道和与所述阀体的入口通道相对位的、且与所述阀通道相通的内入口通道，所述导向套与所述安装腔之间形成第一密封副，所述传动杆的上部与所述阀通道的位于所述内入口通道上方的上段间形成第二密封副。

5.根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述阀通道的上段的内壁上设置有内密封道，所述内密封道内安装有第二密封圈，通过所述第二密封圈形成所述第二密封副。

6.根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述导向套的外壁上设置有位于内入口通道上方的第一外密封道和位于内入口通道下方的第二外密封道，所述第一和第二外密封道内分别安装有上和下密封圈，通过所述上和下密封圈形成所述第一密封副。

7.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述调节杆的调节部的外壁上设置有密封道，所述密封道内安装有第三密封圈，通过所述第三密封圈形成所述第三密封副。

8.根据权利要求4所述的热力膨胀阀，其特征在于：所述导向套形成有上定位台肩，所述导向套通过其上定位台肩与安装腔的内壁上设置的上支撑台阶的配合定位于安装腔内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的热力膨胀阀的装配方法，其特征在于，包括如下安装步骤：步骤1：将调节组件通过阀体的上开口经安装腔安装于调节腔中；步骤2：将导向套及安装于导向套内的阀芯组件安装于安装腔内；步骤3：将传动片安装于阀体的上开口处；步骤4：将气箱头安装于阀体的上端。

10.根据权利要求9所述的热力膨胀阀的装配方法，其特征在于，在所述步骤1中，依次将带密封圈的调节杆、弹簧座、调节弹簧、阀芯支撑座装入所述调节腔中。