热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统的制作方法
热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气调节设备领域，更具体地，涉及一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。
【背景技术】
[0002]热泵系统在夏天时能够制冷，冬天时能够制热，靠的是四通换向阀的换向来切换制冷剂的流向，而节流降压用的是热力膨胀阀，使用单一热力膨胀阀来节流降压就会出现制冷时可以自动调节制冷剂流量，制热时阀会切断制冷剂回路。所以在最初开始时，为了防止热力膨胀阀切断制冷回路，在系统管路中加装一个单向阀与热力膨胀阀并联。经过不断的改进，目前出现了把单向阀设计到热力膨胀阀阀体内部的内置单向阀的热力膨胀阀。内置单向阀的热力膨胀阀在阀口的一侧设计加装一旁通道，通道内为一密封垫或一密封块。当制冷时，正向的高压冷凝压力把钢球或密封块推向旁通孔关死阀口，靠阀芯的动作来调节流量；制热时，反向的高压冷凝压力把单向阀口处的钢球或密封块顶开，从而打开制冷剂通道。减少了泄漏点，也降低了成本。
[0003]图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图。图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图。如图1和图2所示，在热泵系统中，压缩机10’的进口和出口分别与四通换向阀20’的第一端口和第二端口连通；室内机30’的第一端与四通换向阀20’的第三端口连通，室内机的第二端通过两个内置单向阀的热力膨胀阀50’和室外机40’的第一端连通，室外机40’的第二端与四通换向阀20’的第四端口连通。
[0004]如图1所示，在制冷状态下，四通换向阀20’的第一端口和第三端口连通，而第二端口和第四端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室外机40’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室内机30’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制冷循环。
[0005]如图2所示，在制热状态下，四通换向阀20’的第一端口和第四端口连通，而第二端口和第三端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室内机30’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室外机40’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制热循环。
[0006]图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图。图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图。在图3和图4中，1’是热力膨胀阀进口端、2’是热力膨胀阀与阀口并联的旁通流道、3’是旁通流道中设置的阀口、4’是开闭旁通流道阀门的阀芯、5’是旁通导向密封塞、6’是密封圈、7’是热力膨胀阀自动调节制冷剂流量的阀芯、8’是热力膨胀阀与旁通流道并联的调节制冷剂流量的阀口、9’是膨胀阀调节内腔。
[0007]如图3所示，当制冷系统工作在制冷状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀进口端1’流入阀内，流向阀口 8’及旁通流道2’，由于旁通流道阀口 3’截面积前大后小，在制冷剂高压的作用下，阀芯4’自动将阀口 3’关闭，常温高压制冷剂全部从阀口 8，流出，节流降压后变成常温低压的制冷剂通过调节内腔9’流出阀出口端，相当于一般的热力膨胀阀的流量调节作用。
[0008]如图4所示，当系统工作在制热状态时，高温高压的制冷剂一方面从热力膨胀阀调节内腔9’处的出口端进入阀内，在制冷剂高压的作用下，对旁通阀门的阀芯4’产生作用力，促使阀芯4’向左运动，从而打开旁通阀门，制冷剂从阀门3’流入旁通道2’再流入阀进口端1’最后流出阀体，从而保证制冷剂流道畅通。其中，阀芯7’不管是趋于关闭还是打开，节流口截面积远远小于旁通截面积，可以忽略。
[0009]在实现本发明的过程中，发明人发现，以上现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀具有如下缺点:
[0010]旁通结构设置在了主阀腔的旁侧，而要保证制冷剂在热力膨胀阀内近于零压降的通过阀体，旁通道截面积与进口端截面积不能相差太大，无形中要增大阀体体积，同时要增加零部件，也就增加了成本；
[0011]多了一个旁通道，也就多了一处制冷剂泄漏的可能，而且要增设密封垫或密封块，成本相对要高一些；而且由于阀体加工装配的需要，在阀体上要增设装配孔，尽管有密封圈和密封塞起密封作用，但是在一定程度上增加了该处制冷剂泄漏的可能，增加了检测成本。
【发明内容】
[0012]本发明目的在于提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统、空调系统，该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0013]本发明第一方面提供了一种热力膨胀阀，包括:阀体，阀体包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，且出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯，主阀芯包括主阀头和主阀杆，主阀杆穿设于传动孔内并与传动孔滑动配合，主阀头设置于第二阀腔内并通过主阀杆与动力头驱动连接，主阀头与节流阀口配合以控制节流阀口的开度；单向阀芯，单向阀芯包括单向阀头和单向阀杆，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，单向阀头与单向阀口配合以控制单向阀口的开闭，其中，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线之间具有公垂线段。
[0014]进一步地，在主阀芯的轴线与公垂线段限定的第一平面，在单向阀口处于闭合状态时单向阀芯穿过第一平面而位于第一平面的两侧。
[0015]进一步地，传动孔的轴线与阀体的轴线同轴，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线相互垂直。
[0016]进一步地，第一阀腔与传动孔彼此相通。
[0017]进一步地，第一阀腔朝向进口端的一侧具有敞口从而进口端与第一阀腔连通，单向阀口与敞口相对设置，单向阀芯设置于敞口和单向阀口之间。
[0018]进一步地，单向阀芯的轴线与进口端的轴线同轴；或者，单向阀芯的轴线与进口端的轴线平行；或者，单向阀芯的轴线与进口端的轴线具有夹角。
[0019]进一步地，热力膨胀阀还包括单向阀芯导向套，单向阀芯导向套固定于第一阀腔内，单向阀芯导向套包括具有导向孔的套筒，单向阀杆设置于导向孔内并与导向孔滑动配合，单向阀芯导向套的内部和/或单向阀芯导向套与第一阀腔的壁面之间设置有流体通道。
[0020]进一步地，单向阀芯导向套还包括设置在套筒的外周、沿单向阀芯导向套的轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条，流体通道包括多个凸条之间形成的轴向通槽。
[0021]进一步地，阀体的进口端的轴线与阀体的轴线具有第一距离；和/或，阀体的出口端的轴线与阀体的轴线具有第二距离。
[0022]进一步地，阀体的进口端的轴线与阀体的轴线具有第一距离，阀体的出口端的轴线与阀体的轴线具有第二距离，其中，第一距离与第二距离相等，且阀体的进口端的轴线和阀体的出口端的轴线位于阀体的轴线的同一侧。
[0023]本发明第二方面提供一种热泵系统，所述热泵系统包括热力膨胀阀，其中，所述热力膨胀阀为本发明第一方面中任一项所述的热力膨胀阀。
[0024]根据本发明的热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统，由于热力 膨胀阀的第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，而主阀芯的轴线和单向阀芯的轴线之间具有公垂线段，因此，在传动孔的径向外侧给第一阀腔提供了充足的设置空间，可以将旁通结构设置在第一阀腔内，也就是说，可以将旁通结构设置在阀体内部而不必在主阀头所在的第二阀腔旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。
[0025]进一步地，由于单向阀芯设置于第一阀腔内，而第一阀腔通过朝向进口端的敞口直接与进口端连通，因此，不必为安装单向阀芯而在阀体上专门开设旁通道，而是直接利用了进口端的通道，从而该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0026]另外，由于未开设旁通道，也无需设置旁通导向密封塞和密封圈来对旁通道的外端进行密封，从而可以减少热力膨胀阀的生产成本。
[0027]进一步地，还避免了现有热力膨胀阀的阀体上导向密封塞处的制冷剂发生泄漏的可能，减少了检测成本。
【附图说明】
[0028]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029]图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图；
[0030]图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图；
[0031]图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图；
[0032]图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图；
[0033]图5是根据本发明第一优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0034]图6是图5所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0035]图7是图5所示的热力膨胀阀的俯视结构示意图；
[0036]图8是图5所示的热力膨胀阀处于正向制冷状态时的B-B向局部剖视结构示意图；
[0037]图9是图5所示的热力膨胀阀处于反向直通状态时的B-B向局部剖视结构示意图；
[0038]图10是图5所示的热力膨胀阀的D-D向局部剖视结构示意图；
[0039]图11是图5所示的热力膨胀阀的单向阀芯的立体结构示意图；
[0040]图12是图11所示的单向阀芯的主视结构示意图；
[0041]图13是图12的侧视结构示意图；
[0042]图14是图5所示的热力膨胀阀的单向阀芯导向套的立体结构示意图；
[0043]图15是图14所示的单向阀芯导向套的主视结构示意图；
[0044]图16是图15的侧视结构示意图；
[0045]图17是根据本发明第二优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0046]图18是图17所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0047]图19是图17所示的热力膨胀阀的E-E向剖视结构示意图；
[0048]图20是根据本发明第三优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0049]图21是图20所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0050]图22是图21所示的热力膨胀阀的F-F向剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0051]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0053]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0054]正如【背景技术】所描述的，现有技术的热力膨胀阀因开设用于安装单向阀芯的旁通道而存在一系列的技术问题，为此，本发明优选实施例提出了一种热力膨胀阀及具有该热力膨胀阀的热泵系统。
[0055]如图5至图22所示，本发明的热力膨胀阀主要包括阀体7，主阀芯6和单向阀芯3。所述阀体7包括动力头1、进口端、出口端、第一阀腔C、第二阀腔D和传动孔5，所述第一阀腔C和所述传动孔5均位于所述动力头1和所述第二阀腔D之间，所述第一阀腔C位于所述传动孔5的径向外侧，所述进口端与所述第一阀腔C连通，所述出口端与所述第二阀腔D连通，且所述出口端与所述第一阀腔C通过单向阀口 B连通，所述第一阀腔C与所述第二阀腔D通过节流阀口 A连通。所述主阀芯6包括主阀头61和主阀杆62，所述主阀杆62穿设于所述传动孔5内并与所述传动孔5滑动配合，所述主阀头61设置于所述第二阀腔D内并通过所述主阀杆62与所述动力头1驱动连接，所述主阀头61与所述节流阀口 A配合以控制所述节流阀口 A的开度。所述单向阀芯3包括单向阀头31和单向阀杆32，所述单向阀芯3设置于所述第一阀腔C内且所述单向阀芯3位于所述主阀杆62的径向外侧，所述单向阀头31与所述单向阀口 B配合以控制所述单向阀口 B的开闭，其中，所述主阀芯6的轴线与所述单向阀芯3的轴线之间具有公垂线段。
[0056]由于热力膨胀阀的第一阀腔C和传动孔5均位于动力头1和第二阀腔D之间，第一阀腔C位于传动孔5的径向外侧，单向阀芯3设置于第一阀腔C内且单向阀芯3位于主阀杆62的径向外侧，而主阀芯6的轴线和单向阀芯3的轴线之间具有公垂线段，因此，在传动孔5的径向外侧给第一阀腔C提供了充足的设置空间，可以将旁通结构设置在第一阀腔C内，也就是说，可以将旁通结构设置在阀体7内部而不必在主阀头61所在的第二阀腔D旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体7的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。
[0057]以下结合附图分别进一步说明本发明的各实施例。
[0058]图5至图16示意性示出了本发明第一优选实施例的结构。
[0059]如图5至图10所示，本实施例中，传动孔5与阀体7同轴设置。主阀芯6的轴线和单向阀芯3的轴线相互垂直。该设置利于热力膨胀阀的设计和加工，也有利于单向阀芯3的动作灵活不卡潘。
[0060]阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线具有第一距离，阀体7的出口端的轴线与 阀体7的轴线具有第二距离，其中，第一距离与第二距离相等，且阀体7的进口端的轴线和阀体7的出口端的轴线位于阀体7的轴线的同一侧。该设置利于热力膨胀阀的设计和加工。当然，在未示出的实施例中，前述第一距离和第二距离也可以不同。
[0061]本实施例中第一阀腔C与传动孔5彼此相通地设置。如图10所示，该设置使传动孔5与进口端连通，来自进口端的高压制冷剂可以流至阀体7的节流孔口 A，以进行节流降压形成低压制冷剂，从而可以充分利用阀体7的内部空间，而且该设置零部件少，结构简单，可以尽可能地减小热力膨胀阀的体积，生产成本有较大下降。
[0062]如图8和图9所示，第一阀腔C朝向进口端的一侧具有敞口从而进口端与第一阀腔C连通，单向阀口 B与敞口相对设置，单向阀芯3设置于敞口和单向阀口 B之间。
[0063]由于单向阀芯3设置于第一阀腔C内，而第一阀腔C通过朝向进口端的敞口直接与进口端连通，因此，不必为安装单向阀芯3而在阀体7上专门开设旁通道，而是直接利用了进口端的通道，从而该热力膨胀阀可以减小体积。另外，由于未开设旁通道，也无需设置旁通导向密封塞和密封圈来对旁通道的外端进行密封，从而可以减少热力膨胀阀的生产成本。进一步地，还避免了现有热力膨胀阀的阀体上导向密封塞处的制冷剂发生泄漏的可能，减少了检测成本。
[0064]如图8至图10所示，单向阀芯3的轴线与进口端的轴线同轴设置。该设置同样有利于阀体7的设计和加工。而且，由于单向阀芯3的轴线与进口端的轴线同轴设置，在正向制冷时，从进口端进入的流体可直接推动单向阀芯3关闭单向阀口 B。
[0065]只要单向阀芯3可以通过第一阀腔C的朝向开口端的敞口直接利用进口端作为旁通道，并不限于单向阀芯3与进口端同轴，而是可以使单向阀芯3的轴线相对于进口端的轴线同向设置但有间隔，这两个轴线之间也可以成角度地设置。
[0066]为了对单向阀芯3的运动方向进行限制，如图5至图16所示，本实施例中优选地，热力膨胀阀还包括单向阀芯导向套4，单向阀芯导向套4固定于第一阀腔C内，单向阀芯导向套4包括具有导向孔的套筒41，单向阀杆32设置于导向孔内并与导向孔滑动配合，单向阀芯导向套4的内部和/或单向阀芯导向套4与第一阀腔C的壁面之间设置有流体通道。单向阀芯导向套4可以通过阀体7的进口端送入第一阀腔C，并可通过压配或螺纹连接等方式将固定于阀体7内。
[0067]本实施例中，热力膨胀阀的单向阀芯导向套4还包括设置在套筒41的外周且、沿单向阀芯导向套4轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条42，流体通道包括多个凸条42之间形成的轴向通槽。如图14至图16所示，单向阀芯导向套4外形整体上成瓣状，瓣状间保证有足够的空间让制冷剂能近于零压降的通过。正向制冷时，来自进口端的高压制冷剂依次通过单向阀芯导向套4的前述轴向通槽和传动孔5与主阀杆62之间的间隙流至节流阀口A，同时通过单向阀芯导向套4的前述轴向通槽流向单向阀口 B。
[0068]在一个未示出的实施例中，流体通道还可以设置在单向阀芯导向套4的内部，例如，流体通道可以是设置在单向阀芯导向套4的套筒41的筒壁内的多个轴向通道。在另一个未示出的实施例中，流体通道还可以是设置在第一阀腔C的腔壁上的沿单向阀芯导向套4轴向设置的多条凹槽。
[0069]本实施例中，在主阀芯6的轴线与公垂线段限定的第一平面，在单向阀口 B处于闭合状态时单向阀芯3穿过所述第一平面而位于第一平面的两侧。该设置可将单向阀芯导向套4及其导向孔设置得较长，这有利于单向阀芯3与单向阀口 B配合时保持单向阀芯3的轴线的位置，从而保证二者之间的配合的严密性。
[0070]优选地，单向阀芯3的单向阀头31的最大横截面积大于单向阀芯3的单向阀杆32的横截面积。单向阀芯3的单向阀头31的最大横截面积比单向阀杆32横截面积大，一方面可保证有可靠的长径比，另一方面可保证热力膨胀阀100在正向制冷状态下，能方便的关闭单向阀口 B。另外，单向阀芯3的单向阀头31设置成球头状或圆锥状，以保证单向阀芯3的单向阀头31能与阀体7内的单向阀口 B有良好的密封。
[0071]本实施例中，导向孔的径向截面为多边形，单向阀芯3的单向阀杆32的径向截面与导向孔的径向截面形状相同。该设置可以防止单向阀芯3相对于单向阀芯导向套4转动。另外，单向阀芯3可以采用密度较轻的材质，在这种情况下，单向阀杆32设置成多棱状利于减小系统工作在制热状态时因单向阀芯3与单向阀芯导向套4两种不同材质有不同的热膨胀率而卡死的几率。
[0072]另外，本实施例中，节流阀口 A与单向阀口 B垂直。该设置利于阀体7的加工制造。
[0073]本实施例中主阀杆62与传动孔5滑动配合，主阀杆62的第一端与动力头1抵接，主阀杆62的第二端与主阀芯61固定连接。
[0074]热力膨胀阀还包括弹簧座8和弹性元件9。弹簧座8和弹性元件9设置于第二阀腔D内。主阀头61设置于节流阀口 A和弹簧座8之间。弹性元件9对弹簧座8施加向上的力，该力使主阀芯6的主阀头61始终具有朝向节流阀口 A的运动趋势，即弹性元件9产生关闭节流阀口A的预紧力。
[0075]动力头1位于阀体7的顶部。动力头1为气箱组件，气箱组件的顶部具有外平衡管，气箱组件包括膜片和设置在膜片下方的传动件2，主阀杆62的上端与传动件2的底部抵接。主阀芯6的主阀头61为球形阀头，球形阀头与节流阀口 A配合，球形阀头向上运动时节流阀口 A开度减小，球形阀头向下运动时节流阀口 A的开度增大。
[0076]阀体7的进口端与进口管a相连，阀体7的出口端与出口管b相连。如图9所示，本实施例中，阀体7内设置一斜孔将阀体7的出口端与单向阀口 B相连。
[0077]当系统处于如图8所示的正向制冷状态时，常温高压制冷剂通过与阀体7的进口端相连的进口管a进入阀体7内，穿过设置于瓣状的单向阀芯导向套4的流体通道，一方面流向节流阀口 A，一方面流向单向阀口 B，单向阀芯3在高压制冷剂的作用下，自动将单向阀口 B关闭，制冷剂全部通过节流阀口 A进行节流，节流后通过阀体7的出口端流出至出口管b。图8中箭头代表制冷剂流入方向。
[0078]当系统处于如图9所示的反向直通状态(制热状态)时，常温高压制冷剂通过与阀体7的出口端连接的出口管b进入阀体7内，一方面进入阀体7的第二阀腔D，一方面推动单向阀芯3打开单向阀口 B，制冷剂通过单向阀芯3与单向阀口 B之间的环形空隙及瓣状的单向阀芯导向套4与第一阀腔C的内壁形成的流体通道流经阀体7的进口端最后经进口管a流出阀体7外，其中，进入阀体7的第二阀腔D内的制冷剂通过节流阀口 A的流量相对于从单向阀口 B流经的流量很少，可以忽略。图9中箭头代表制冷剂流出方向。
[0079]图17至图19示意性示出了本发明第二优选实施例的结构。
[0080]如图17至图19所示，本实施例与第一优选实施例的差别在于，阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线具有第一距离。但是阀体7的出口端的轴线与阀体7的轴线相交。该实施例中，出口端与第二阀腔D对正，因此，更利于减压后的流体的流出。
[0081 ] 第二实 优选实施例的其它未说明部分可参见第一优选实施例的相关内容。
[0082]图20至图22示意性示出了本发明第三优选实施例的结构。
[0083]如图20至图22所示，本实施例与第一优选实施例的差别在于，阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线相交。阀体7的出口端的轴线与阀体7的轴线也相交。同时，如图22所示，本实施例中单向阀芯3的轴线与进口端的轴线具有夹角。该设置未改变热力膨胀阀与相连管段的接口关系，从而该热力膨胀阀的通用性更好。
[0084]第三实优选实施例的其它未说明部分可参见第一优选实施例的相关内容。
[0085]本发明提出的热力膨胀阀适用于空调、热泵等正反向都可以使用的场合。
[0086]本实施例的热泵系统包括前述的热力膨胀阀。
[0087]该热力膨胀阀的安装与普通的外平衡热力膨胀阀一样连接入热泵系统或空调系统内。热力膨胀阀的进口管a连接于系统的高压端即冷凝器出口，出口管b连接到系统的低压端即蒸发器入口，外平衡管连接蒸发器出口端，热力膨胀阀的感温包捆箍在蒸发器出口端外管壁水平位置上，只是需要型号规格一样的二只热力膨胀阀，在一个具体实施例中，请参考图1和图2，仅需用以上实施例的热力膨胀阀替换现有技术的热力膨胀阀50’即可。
[0088]从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0089]该热力膨胀阀可以将旁通结构设置在阀体内部而不必在主阀芯所在的阀腔旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。热力膨胀阀的安装单向阀芯的第一阀腔的敞口端朝向阀体的进口端并因此使进口端与第一阀腔连通，从而，无需专门设置单向阀芯的旁通道，因此，相对现有技术方案的设计结构，零部件少，阀体体积小，结构简单，装配容易，生产成本降低。还减少了阀体与外界相通的装配工艺孔，减少了阀的泄漏点，提高了阀的气密性，降低了质量成本。
[0090]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种热力膨胀阀，其特征在于，包括: 阀体(7)，所述阀体(7)包括动力头(1)、进口端、出口端、第一阀腔(C)、第二阀腔(D)和传动孔(5)，所述第一阀腔(C)和所述传动孔(5)均位于所述动力头(1)和所述第二阀腔(D)之间，所述第一阀腔(C)位于所述传动孔(5)的径向外侧，所述进口端与所述第一阀腔(C)连通，所述出口端与所述第二阀腔(D)连通，且所述出口端与所述第一阀腔(C)通过单向阀口⑶连通，所述第一阀腔(C)与所述第二阀腔⑶通过节流阀口㈧连通； 主阀芯￠)，所述主阀芯(6)包括主阀头￠1)和主阀杆(62)，所述主阀杆￠2)穿设于所述传动孔(5)内并与所述传动孔(5)滑动配合，所述主阀头￠1)设置于所述第二阀腔(D)内并通过所述主阀杆(62)与所述动力头(1)驱动连接，所述主阀头(61)与所述节流阀口㈧配合以控制所述节流阀口㈧的开度； 单向阀芯(3)，所述单向阀芯(3)包括单向阀头(31)和单向阀杆(32)，所述单向阀芯(3)设置于所述第一阀腔(C)内且所述单向阀芯(3)位于所述主阀杆￠2)的径向外侧，所述单向阀头(31)与所述单向阀口⑶配合以控制所述单向阀口⑶的开闭，其中，所述主阀芯(6)的轴线与所述单向阀芯(3)的轴线之间具有公垂线段。2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，在所述主阀芯(6)的轴线与所述公垂线段限定的第一平面，在所述单向阀口(B)处于闭合状态时所述单向阀芯(3)穿过所述第一平面而位于所述第一平面的两侧。3.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述传动孔(5)的轴线与所述阀体(7)的轴线同轴，所述主阀芯(6)的轴线与所述单向阀芯(3)的轴线相互垂直。4.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀腔(C)与所述传动孔(5)彼此相通。5.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀腔(C)朝向所述进口端的一侧具有敞口从而所述进口端与所述第一阀腔(C)连通，所述单向阀口(B)与所述敞口相对设置，所述单向阀芯(3)设置于所述敞口和所述单向阀口(B)之间。6.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于， 所述单向阀芯⑶的轴线与所述进口端的轴线同轴；或者， 所述单向阀芯(3)的轴线与所述进口端的轴线平行；或者， 所述单向阀芯(3)的轴线与所述进口端的轴线具有夹角。7.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单向阀芯导向套(4)，所述单向阀芯导向套(4)固定于所述第一阀腔(C)内，所述单向阀芯导向套(4)包括具有导向孔的套筒(41)，所述单向阀杆(32)设置于所述导向孔内并与所述导向孔滑动配合，所述单向阀芯导向套(4)的内部和/或所述单向阀芯导向套(4)与所述第一阀腔(C)的壁面之间设置有流体通道。8.根据权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述单向阀芯导向套(4)还包括设置在所述套筒(41)的外周、沿所述单向阀芯导向套(4)的轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条(42)，所述流体通道包括所述多个凸条(42)之间形成的轴向通槽。9.根据权利要求1至8中任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于， 所述阀体(7)的进口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第一距离；和/或， 所述阀体(7)的出口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第二距离。10.根据权利要求9所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(7)的进口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第一距离，所述阀体(7)的出口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第二距离，其中，所述第一距离与所述第二距离相等，且所述阀体(7)的进口端的轴线和所述阀体(7)的出口端的轴线位于所述阀体(7)的轴线的同一侧。11.一种热泵系统，所述热泵系统包括热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀为根据权利要求1至10中任一项所述的热力膨胀阀。
【专利摘要】本发明提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。热力膨胀阀包括：阀体，包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯包括主阀头和主阀杆，主阀杆与传动孔滑动配合，主阀头控制节流阀口的开度；单向阀芯，包括单向阀头和单向阀杆，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，单向阀头控制单向阀口的开闭，其中，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线之间具有公垂线段。该热力膨胀阀的结构更加合理。
【IPC分类】F25B41/06
【公开号】CN105485979
【申请号】CN201410472779
【发明人】吕刚明, 凌一凡, 刘长青
【申请人】浙江三花股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气调节设备领域，更具体地，涉及一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。
【背景技术】
[0002]热泵系统在夏天时能够制冷，冬天时能够制热，靠的是四通换向阀的换向来切换制冷剂的流向，而节流降压用的是热力膨胀阀，使用单一热力膨胀阀来节流降压就会出现制冷时可以自动调节制冷剂流量，制热时阀会切断制冷剂回路。所以在最初开始时，为了防止热力膨胀阀切断制冷回路，在系统管路中加装一个单向阀与热力膨胀阀并联。经过不断的改进，目前出现了把单向阀设计到热力膨胀阀阀体内部的内置单向阀的热力膨胀阀。内置单向阀的热力膨胀阀在阀口的一侧设计加装一旁通道，通道内为一密封垫或一密封块。当制冷时，正向的高压冷凝压力把钢球或密封块推向旁通孔关死阀口，靠阀芯的动作来调节流量；制热时，反向的高压冷凝压力把单向阀口处的钢球或密封块顶开，从而打开制冷剂通道。减少了泄漏点，也降低了成本。
[0003]图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图。图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图。如图1和图2所示，在热泵系统中，压缩机10’的进口和出口分别与四通换向阀20’的第一端口和第二端口连通；室内机30’的第一端与四通换向阀20’的第三端口连通，室内机的第二端通过两个内置单向阀的热力膨胀阀50’和室外机40’的第一端连通，室外机40’的第二端与四通换向阀20’的第四端口连通。
[0004]如图1所示，在制冷状态下，四通换向阀20’的第一端口和第三端口连通，而第二端口和第四端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室外机40’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室内机30’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制冷循环。
[0005]如图2所示，在制热状态下，四通换向阀20’的第一端口和第四端口连通，而第二端口和第三端口连通。从压缩机10’流出的制冷剂先后流经四通换向阀20’、室内机30’、内置单向阀的热力膨胀阀50’、室外机40’、四通换向阀20’回到压缩机10’形成制热循环。
[0006]图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图。图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图。在图3和图4中，1’是热力膨胀阀进口端、2’是热力膨胀阀与阀口并联的旁通流道、3’是旁通流道中设置的阀口、4’是开闭旁通流道阀门的阀芯、5’是旁通导向密封塞、6’是密封圈、7’是热力膨胀阀自动调节制冷剂流量的阀芯、8’是热力膨胀阀与旁通流道并联的调节制冷剂流量的阀口、9’是膨胀阀调节内腔。
[0007]如图3所示，当制冷系统工作在制冷状态时，常温高压的制冷剂从热力膨胀阀进口端1’流入阀内，流向阀口 8’及旁通流道2’，由于旁通流道阀口 3’截面积前大后小，在制冷剂高压的作用下，阀芯4’自动将阀口 3’关闭，常温高压制冷剂全部从阀口 8，流出，节流降压后变成常温低压的制冷剂通过调节内腔9’流出阀出口端，相当于一般的热力膨胀阀的流量调节作用。
[0008]如图4所示，当系统工作在制热状态时，高温高压的制冷剂一方面从热力膨胀阀调节内腔9’处的出口端进入阀内，在制冷剂高压的作用下，对旁通阀门的阀芯4’产生作用力，促使阀芯4’向左运动，从而打开旁通阀门，制冷剂从阀门3’流入旁通道2’再流入阀进口端1’最后流出阀体，从而保证制冷剂流道畅通。其中，阀芯7’不管是趋于关闭还是打开，节流口截面积远远小于旁通截面积，可以忽略。
[0009]在实现本发明的过程中，发明人发现，以上现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀具有如下缺点:
[0010]旁通结构设置在了主阀腔的旁侧，而要保证制冷剂在热力膨胀阀内近于零压降的通过阀体，旁通道截面积与进口端截面积不能相差太大，无形中要增大阀体体积，同时要增加零部件，也就增加了成本；
[0011]多了一个旁通道，也就多了一处制冷剂泄漏的可能，而且要增设密封垫或密封块，成本相对要高一些；而且由于阀体加工装配的需要，在阀体上要增设装配孔，尽管有密封圈和密封塞起密封作用，但是在一定程度上增加了该处制冷剂泄漏的可能，增加了检测成本。
【发明内容】
[0012]本发明目的在于提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统、空调系统，该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0013]本发明第一方面提供了一种热力膨胀阀，包括:阀体，阀体包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，且出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯，主阀芯包括主阀头和主阀杆，主阀杆穿设于传动孔内并与传动孔滑动配合，主阀头设置于第二阀腔内并通过主阀杆与动力头驱动连接，主阀头与节流阀口配合以控制节流阀口的开度；单向阀芯，单向阀芯包括单向阀头和单向阀杆，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，单向阀头与单向阀口配合以控制单向阀口的开闭，其中，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线之间具有公垂线段。
[0014]进一步地，在主阀芯的轴线与公垂线段限定的第一平面，在单向阀口处于闭合状态时单向阀芯穿过第一平面而位于第一平面的两侧。
[0015]进一步地，传动孔的轴线与阀体的轴线同轴，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线相互垂直。
[0016]进一步地，第一阀腔与传动孔彼此相通。
[0017]进一步地，第一阀腔朝向进口端的一侧具有敞口从而进口端与第一阀腔连通，单向阀口与敞口相对设置，单向阀芯设置于敞口和单向阀口之间。
[0018]进一步地，单向阀芯的轴线与进口端的轴线同轴；或者，单向阀芯的轴线与进口端的轴线平行；或者，单向阀芯的轴线与进口端的轴线具有夹角。
[0019]进一步地，热力膨胀阀还包括单向阀芯导向套，单向阀芯导向套固定于第一阀腔内，单向阀芯导向套包括具有导向孔的套筒，单向阀杆设置于导向孔内并与导向孔滑动配合，单向阀芯导向套的内部和/或单向阀芯导向套与第一阀腔的壁面之间设置有流体通道。
[0020]进一步地，单向阀芯导向套还包括设置在套筒的外周、沿单向阀芯导向套的轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条，流体通道包括多个凸条之间形成的轴向通槽。
[0021]进一步地，阀体的进口端的轴线与阀体的轴线具有第一距离；和/或，阀体的出口端的轴线与阀体的轴线具有第二距离。
[0022]进一步地，阀体的进口端的轴线与阀体的轴线具有第一距离，阀体的出口端的轴线与阀体的轴线具有第二距离，其中，第一距离与第二距离相等，且阀体的进口端的轴线和阀体的出口端的轴线位于阀体的轴线的同一侧。
[0023]本发明第二方面提供一种热泵系统，所述热泵系统包括热力膨胀阀，其中，所述热力膨胀阀为本发明第一方面中任一项所述的热力膨胀阀。
[0024]根据本发明的热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统，由于热力 膨胀阀的第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，而主阀芯的轴线和单向阀芯的轴线之间具有公垂线段，因此，在传动孔的径向外侧给第一阀腔提供了充足的设置空间，可以将旁通结构设置在第一阀腔内，也就是说，可以将旁通结构设置在阀体内部而不必在主阀头所在的第二阀腔旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。
[0025]进一步地，由于单向阀芯设置于第一阀腔内，而第一阀腔通过朝向进口端的敞口直接与进口端连通，因此，不必为安装单向阀芯而在阀体上专门开设旁通道，而是直接利用了进口端的通道，从而该热力膨胀阀可以减小热力膨胀阀的体积。
[0026]另外，由于未开设旁通道，也无需设置旁通导向密封塞和密封圈来对旁通道的外端进行密封，从而可以减少热力膨胀阀的生产成本。
[0027]进一步地，还避免了现有热力膨胀阀的阀体上导向密封塞处的制冷剂发生泄漏的可能，减少了检测成本。
【附图说明】
[0028]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029]图1是现有技术中采用内置单向阀的热力膨胀阀的热泵系统制冷时的流程示意图；
[0030]图2是图1所示的热泵系统制热时的流程示意图；
[0031]图3是现有技术的内置单向阀的热力膨胀阀处于制冷状态下的剖视结构示意图；
[0032]图4是图3所示的内置单向阀的热力膨胀阀处于制热状态下的剖视结构示意图；
[0033]图5是根据本发明第一优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0034]图6是图5所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0035]图7是图5所示的热力膨胀阀的俯视结构示意图；
[0036]图8是图5所示的热力膨胀阀处于正向制冷状态时的B-B向局部剖视结构示意图；
[0037]图9是图5所示的热力膨胀阀处于反向直通状态时的B-B向局部剖视结构示意图；
[0038]图10是图5所示的热力膨胀阀的D-D向局部剖视结构示意图；
[0039]图11是图5所示的热力膨胀阀的单向阀芯的立体结构示意图；
[0040]图12是图11所示的单向阀芯的主视结构示意图；
[0041]图13是图12的侧视结构示意图；
[0042]图14是图5所示的热力膨胀阀的单向阀芯导向套的立体结构示意图；
[0043]图15是图14所示的单向阀芯导向套的主视结构示意图；
[0044]图16是图15的侧视结构示意图；
[0045]图17是根据本发明第二优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0046]图18是图17所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0047]图19是图17所示的热力膨胀阀的E-E向剖视结构示意图；
[0048]图20是根据本发明第三优选实施例的热力膨胀阀的主视结构示意图；
[0049]图21是图20所示的热力膨胀阀的侧视结构示意图；
[0050]图22是图21所示的热力膨胀阀的F-F向剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0051]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0053]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0054]正如【背景技术】所描述的，现有技术的热力膨胀阀因开设用于安装单向阀芯的旁通道而存在一系列的技术问题，为此，本发明优选实施例提出了一种热力膨胀阀及具有该热力膨胀阀的热泵系统。
[0055]如图5至图22所示，本发明的热力膨胀阀主要包括阀体7，主阀芯6和单向阀芯3。所述阀体7包括动力头1、进口端、出口端、第一阀腔C、第二阀腔D和传动孔5，所述第一阀腔C和所述传动孔5均位于所述动力头1和所述第二阀腔D之间，所述第一阀腔C位于所述传动孔5的径向外侧，所述进口端与所述第一阀腔C连通，所述出口端与所述第二阀腔D连通，且所述出口端与所述第一阀腔C通过单向阀口 B连通，所述第一阀腔C与所述第二阀腔D通过节流阀口 A连通。所述主阀芯6包括主阀头61和主阀杆62，所述主阀杆62穿设于所述传动孔5内并与所述传动孔5滑动配合，所述主阀头61设置于所述第二阀腔D内并通过所述主阀杆62与所述动力头1驱动连接，所述主阀头61与所述节流阀口 A配合以控制所述节流阀口 A的开度。所述单向阀芯3包括单向阀头31和单向阀杆32，所述单向阀芯3设置于所述第一阀腔C内且所述单向阀芯3位于所述主阀杆62的径向外侧，所述单向阀头31与所述单向阀口 B配合以控制所述单向阀口 B的开闭，其中，所述主阀芯6的轴线与所述单向阀芯3的轴线之间具有公垂线段。
[0056]由于热力膨胀阀的第一阀腔C和传动孔5均位于动力头1和第二阀腔D之间，第一阀腔C位于传动孔5的径向外侧，单向阀芯3设置于第一阀腔C内且单向阀芯3位于主阀杆62的径向外侧，而主阀芯6的轴线和单向阀芯3的轴线之间具有公垂线段，因此，在传动孔5的径向外侧给第一阀腔C提供了充足的设置空间，可以将旁通结构设置在第一阀腔C内，也就是说，可以将旁通结构设置在阀体7内部而不必在主阀头61所在的第二阀腔D旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体7的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。
[0057]以下结合附图分别进一步说明本发明的各实施例。
[0058]图5至图16示意性示出了本发明第一优选实施例的结构。
[0059]如图5至图10所示，本实施例中，传动孔5与阀体7同轴设置。主阀芯6的轴线和单向阀芯3的轴线相互垂直。该设置利于热力膨胀阀的设计和加工，也有利于单向阀芯3的动作灵活不卡潘。
[0060]阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线具有第一距离，阀体7的出口端的轴线与 阀体7的轴线具有第二距离，其中，第一距离与第二距离相等，且阀体7的进口端的轴线和阀体7的出口端的轴线位于阀体7的轴线的同一侧。该设置利于热力膨胀阀的设计和加工。当然，在未示出的实施例中，前述第一距离和第二距离也可以不同。
[0061]本实施例中第一阀腔C与传动孔5彼此相通地设置。如图10所示，该设置使传动孔5与进口端连通，来自进口端的高压制冷剂可以流至阀体7的节流孔口 A，以进行节流降压形成低压制冷剂，从而可以充分利用阀体7的内部空间，而且该设置零部件少，结构简单，可以尽可能地减小热力膨胀阀的体积，生产成本有较大下降。
[0062]如图8和图9所示，第一阀腔C朝向进口端的一侧具有敞口从而进口端与第一阀腔C连通，单向阀口 B与敞口相对设置，单向阀芯3设置于敞口和单向阀口 B之间。
[0063]由于单向阀芯3设置于第一阀腔C内，而第一阀腔C通过朝向进口端的敞口直接与进口端连通，因此，不必为安装单向阀芯3而在阀体7上专门开设旁通道，而是直接利用了进口端的通道，从而该热力膨胀阀可以减小体积。另外，由于未开设旁通道，也无需设置旁通导向密封塞和密封圈来对旁通道的外端进行密封，从而可以减少热力膨胀阀的生产成本。进一步地，还避免了现有热力膨胀阀的阀体上导向密封塞处的制冷剂发生泄漏的可能，减少了检测成本。
[0064]如图8至图10所示，单向阀芯3的轴线与进口端的轴线同轴设置。该设置同样有利于阀体7的设计和加工。而且，由于单向阀芯3的轴线与进口端的轴线同轴设置，在正向制冷时，从进口端进入的流体可直接推动单向阀芯3关闭单向阀口 B。
[0065]只要单向阀芯3可以通过第一阀腔C的朝向开口端的敞口直接利用进口端作为旁通道，并不限于单向阀芯3与进口端同轴，而是可以使单向阀芯3的轴线相对于进口端的轴线同向设置但有间隔，这两个轴线之间也可以成角度地设置。
[0066]为了对单向阀芯3的运动方向进行限制，如图5至图16所示，本实施例中优选地，热力膨胀阀还包括单向阀芯导向套4，单向阀芯导向套4固定于第一阀腔C内，单向阀芯导向套4包括具有导向孔的套筒41，单向阀杆32设置于导向孔内并与导向孔滑动配合，单向阀芯导向套4的内部和/或单向阀芯导向套4与第一阀腔C的壁面之间设置有流体通道。单向阀芯导向套4可以通过阀体7的进口端送入第一阀腔C，并可通过压配或螺纹连接等方式将固定于阀体7内。
[0067]本实施例中，热力膨胀阀的单向阀芯导向套4还包括设置在套筒41的外周且、沿单向阀芯导向套4轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条42，流体通道包括多个凸条42之间形成的轴向通槽。如图14至图16所示，单向阀芯导向套4外形整体上成瓣状，瓣状间保证有足够的空间让制冷剂能近于零压降的通过。正向制冷时，来自进口端的高压制冷剂依次通过单向阀芯导向套4的前述轴向通槽和传动孔5与主阀杆62之间的间隙流至节流阀口A，同时通过单向阀芯导向套4的前述轴向通槽流向单向阀口 B。
[0068]在一个未示出的实施例中，流体通道还可以设置在单向阀芯导向套4的内部，例如，流体通道可以是设置在单向阀芯导向套4的套筒41的筒壁内的多个轴向通道。在另一个未示出的实施例中，流体通道还可以是设置在第一阀腔C的腔壁上的沿单向阀芯导向套4轴向设置的多条凹槽。
[0069]本实施例中，在主阀芯6的轴线与公垂线段限定的第一平面，在单向阀口 B处于闭合状态时单向阀芯3穿过所述第一平面而位于第一平面的两侧。该设置可将单向阀芯导向套4及其导向孔设置得较长，这有利于单向阀芯3与单向阀口 B配合时保持单向阀芯3的轴线的位置，从而保证二者之间的配合的严密性。
[0070]优选地，单向阀芯3的单向阀头31的最大横截面积大于单向阀芯3的单向阀杆32的横截面积。单向阀芯3的单向阀头31的最大横截面积比单向阀杆32横截面积大，一方面可保证有可靠的长径比，另一方面可保证热力膨胀阀100在正向制冷状态下，能方便的关闭单向阀口 B。另外，单向阀芯3的单向阀头31设置成球头状或圆锥状，以保证单向阀芯3的单向阀头31能与阀体7内的单向阀口 B有良好的密封。
[0071]本实施例中，导向孔的径向截面为多边形，单向阀芯3的单向阀杆32的径向截面与导向孔的径向截面形状相同。该设置可以防止单向阀芯3相对于单向阀芯导向套4转动。另外，单向阀芯3可以采用密度较轻的材质，在这种情况下，单向阀杆32设置成多棱状利于减小系统工作在制热状态时因单向阀芯3与单向阀芯导向套4两种不同材质有不同的热膨胀率而卡死的几率。
[0072]另外，本实施例中，节流阀口 A与单向阀口 B垂直。该设置利于阀体7的加工制造。
[0073]本实施例中主阀杆62与传动孔5滑动配合，主阀杆62的第一端与动力头1抵接，主阀杆62的第二端与主阀芯61固定连接。
[0074]热力膨胀阀还包括弹簧座8和弹性元件9。弹簧座8和弹性元件9设置于第二阀腔D内。主阀头61设置于节流阀口 A和弹簧座8之间。弹性元件9对弹簧座8施加向上的力，该力使主阀芯6的主阀头61始终具有朝向节流阀口 A的运动趋势，即弹性元件9产生关闭节流阀口A的预紧力。
[0075]动力头1位于阀体7的顶部。动力头1为气箱组件，气箱组件的顶部具有外平衡管，气箱组件包括膜片和设置在膜片下方的传动件2，主阀杆62的上端与传动件2的底部抵接。主阀芯6的主阀头61为球形阀头，球形阀头与节流阀口 A配合，球形阀头向上运动时节流阀口 A开度减小，球形阀头向下运动时节流阀口 A的开度增大。
[0076]阀体7的进口端与进口管a相连，阀体7的出口端与出口管b相连。如图9所示，本实施例中，阀体7内设置一斜孔将阀体7的出口端与单向阀口 B相连。
[0077]当系统处于如图8所示的正向制冷状态时，常温高压制冷剂通过与阀体7的进口端相连的进口管a进入阀体7内，穿过设置于瓣状的单向阀芯导向套4的流体通道，一方面流向节流阀口 A，一方面流向单向阀口 B，单向阀芯3在高压制冷剂的作用下，自动将单向阀口 B关闭，制冷剂全部通过节流阀口 A进行节流，节流后通过阀体7的出口端流出至出口管b。图8中箭头代表制冷剂流入方向。
[0078]当系统处于如图9所示的反向直通状态(制热状态)时，常温高压制冷剂通过与阀体7的出口端连接的出口管b进入阀体7内，一方面进入阀体7的第二阀腔D，一方面推动单向阀芯3打开单向阀口 B，制冷剂通过单向阀芯3与单向阀口 B之间的环形空隙及瓣状的单向阀芯导向套4与第一阀腔C的内壁形成的流体通道流经阀体7的进口端最后经进口管a流出阀体7外，其中，进入阀体7的第二阀腔D内的制冷剂通过节流阀口 A的流量相对于从单向阀口 B流经的流量很少，可以忽略。图9中箭头代表制冷剂流出方向。
[0079]图17至图19示意性示出了本发明第二优选实施例的结构。
[0080]如图17至图19所示，本实施例与第一优选实施例的差别在于，阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线具有第一距离。但是阀体7的出口端的轴线与阀体7的轴线相交。该实施例中，出口端与第二阀腔D对正，因此，更利于减压后的流体的流出。
[0081 ] 第二实 优选实施例的其它未说明部分可参见第一优选实施例的相关内容。
[0082]图20至图22示意性示出了本发明第三优选实施例的结构。
[0083]如图20至图22所示，本实施例与第一优选实施例的差别在于，阀体7的进口端的轴线与阀体7的轴线相交。阀体7的出口端的轴线与阀体7的轴线也相交。同时，如图22所示，本实施例中单向阀芯3的轴线与进口端的轴线具有夹角。该设置未改变热力膨胀阀与相连管段的接口关系，从而该热力膨胀阀的通用性更好。
[0084]第三实优选实施例的其它未说明部分可参见第一优选实施例的相关内容。
[0085]本发明提出的热力膨胀阀适用于空调、热泵等正反向都可以使用的场合。
[0086]本实施例的热泵系统包括前述的热力膨胀阀。
[0087]该热力膨胀阀的安装与普通的外平衡热力膨胀阀一样连接入热泵系统或空调系统内。热力膨胀阀的进口管a连接于系统的高压端即冷凝器出口，出口管b连接到系统的低压端即蒸发器入口，外平衡管连接蒸发器出口端，热力膨胀阀的感温包捆箍在蒸发器出口端外管壁水平位置上，只是需要型号规格一样的二只热力膨胀阀，在一个具体实施例中，请参考图1和图2，仅需用以上实施例的热力膨胀阀替换现有技术的热力膨胀阀50’即可。
[0088]从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
[0089]该热力膨胀阀可以将旁通结构设置在阀体内部而不必在主阀芯所在的阀腔旁侧设置旁通结构，从而在不增加阀体的体积的情况下设置旁通结构，使热力膨胀阀的结构更加合理。热力膨胀阀的安装单向阀芯的第一阀腔的敞口端朝向阀体的进口端并因此使进口端与第一阀腔连通，从而，无需专门设置单向阀芯的旁通道，因此，相对现有技术方案的设计结构，零部件少，阀体体积小，结构简单，装配容易，生产成本降低。还减少了阀体与外界相通的装配工艺孔，减少了阀的泄漏点，提高了阀的气密性，降低了质量成本。
[0090]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种热力膨胀阀，其特征在于，包括: 阀体(7)，所述阀体(7)包括动力头(1)、进口端、出口端、第一阀腔(C)、第二阀腔(D)和传动孔(5)，所述第一阀腔(C)和所述传动孔(5)均位于所述动力头(1)和所述第二阀腔(D)之间，所述第一阀腔(C)位于所述传动孔(5)的径向外侧，所述进口端与所述第一阀腔(C)连通，所述出口端与所述第二阀腔(D)连通，且所述出口端与所述第一阀腔(C)通过单向阀口⑶连通，所述第一阀腔(C)与所述第二阀腔⑶通过节流阀口㈧连通； 主阀芯￠)，所述主阀芯(6)包括主阀头￠1)和主阀杆(62)，所述主阀杆￠2)穿设于所述传动孔(5)内并与所述传动孔(5)滑动配合，所述主阀头￠1)设置于所述第二阀腔(D)内并通过所述主阀杆(62)与所述动力头(1)驱动连接，所述主阀头(61)与所述节流阀口㈧配合以控制所述节流阀口㈧的开度； 单向阀芯(3)，所述单向阀芯(3)包括单向阀头(31)和单向阀杆(32)，所述单向阀芯(3)设置于所述第一阀腔(C)内且所述单向阀芯(3)位于所述主阀杆￠2)的径向外侧，所述单向阀头(31)与所述单向阀口⑶配合以控制所述单向阀口⑶的开闭，其中，所述主阀芯(6)的轴线与所述单向阀芯(3)的轴线之间具有公垂线段。2.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，在所述主阀芯(6)的轴线与所述公垂线段限定的第一平面，在所述单向阀口(B)处于闭合状态时所述单向阀芯(3)穿过所述第一平面而位于所述第一平面的两侧。3.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述传动孔(5)的轴线与所述阀体(7)的轴线同轴，所述主阀芯(6)的轴线与所述单向阀芯(3)的轴线相互垂直。4.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀腔(C)与所述传动孔(5)彼此相通。5.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述第一阀腔(C)朝向所述进口端的一侧具有敞口从而所述进口端与所述第一阀腔(C)连通，所述单向阀口(B)与所述敞口相对设置，所述单向阀芯(3)设置于所述敞口和所述单向阀口(B)之间。6.根据权利要求1所述的热力膨胀阀，其特征在于， 所述单向阀芯⑶的轴线与所述进口端的轴线同轴；或者， 所述单向阀芯(3)的轴线与所述进口端的轴线平行；或者， 所述单向阀芯(3)的轴线与所述进口端的轴线具有夹角。7.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单向阀芯导向套(4)，所述单向阀芯导向套(4)固定于所述第一阀腔(C)内，所述单向阀芯导向套(4)包括具有导向孔的套筒(41)，所述单向阀杆(32)设置于所述导向孔内并与所述导向孔滑动配合，所述单向阀芯导向套(4)的内部和/或所述单向阀芯导向套(4)与所述第一阀腔(C)的壁面之间设置有流体通道。8.根据权利要求7所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述单向阀芯导向套(4)还包括设置在所述套筒(41)的外周、沿所述单向阀芯导向套(4)的轴向延伸且彼此间隔设置的多个凸条(42)，所述流体通道包括所述多个凸条(42)之间形成的轴向通槽。9.根据权利要求1至8中任一项所述的热力膨胀阀，其特征在于， 所述阀体(7)的进口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第一距离；和/或， 所述阀体(7)的出口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第二距离。10.根据权利要求9所述的热力膨胀阀，其特征在于，所述阀体(7)的进口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第一距离，所述阀体(7)的出口端的轴线与所述阀体(7)的轴线具有第二距离，其中，所述第一距离与所述第二距离相等，且所述阀体(7)的进口端的轴线和所述阀体(7)的出口端的轴线位于所述阀体(7)的轴线的同一侧。11.一种热泵系统，所述热泵系统包括热力膨胀阀，其特征在于，所述热力膨胀阀为根据权利要求1至10中任一项所述的热力膨胀阀。
【专利摘要】本发明提供一种热力膨胀阀和具有该热力膨胀阀的热泵系统。热力膨胀阀包括：阀体，包括动力头、进口端、出口端、第一阀腔、第二阀腔和传动孔，第一阀腔和传动孔均位于动力头和第二阀腔之间，第一阀腔位于传动孔的径向外侧，进口端与第一阀腔连通，出口端与第二阀腔连通，出口端与第一阀腔通过单向阀口连通，第一阀腔与第二阀腔通过节流阀口连通；主阀芯包括主阀头和主阀杆，主阀杆与传动孔滑动配合，主阀头控制节流阀口的开度；单向阀芯，包括单向阀头和单向阀杆，单向阀芯设置于第一阀腔内且单向阀芯位于主阀杆的径向外侧，单向阀头控制单向阀口的开闭，其中，主阀芯的轴线与单向阀芯的轴线之间具有公垂线段。该热力膨胀阀的结构更加合理。
【IPC分类】F25B41/06
【公开号】CN105485979
【申请号】CN201410472779
【发明人】吕刚明, 凌一凡, 刘长青
【申请人】浙江三花股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月16日
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