專利名稱：低成本電子膨脹閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中完成過(guò)熱度調(diào)節(jié)及制冷量控制的電子節(jié)流膨脹裝置，具體地說(shuō)是一種低成本的電子膨脹閥。
在制冷系統(tǒng)過(guò)熱度調(diào)節(jié)及制冷量控制中，使用較多是帶有智能接口的電子膨脹閥，它是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度大小的，這種電子膨脹閥的缺點(diǎn)是采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，成本較高、驅(qū)動(dòng)信號(hào)復(fù)雜，體積也難以減小。目前，較普及的一臺(tái)制冷機(jī)帶多個(gè)蒸發(fā)器的系統(tǒng)中，采用的是傳統(tǒng)毛細(xì)管式膨脹裝置，而這種毛細(xì)管式固定通徑膨脹裝置，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)散熱器的制冷量的調(diào)配，更無(wú)法適應(yīng)變頻調(diào)速制冷系統(tǒng)所要求的大動(dòng)態(tài)范圍的流量變化。
本實(shí)用新型的目的正是要提供一種具有精確的過(guò)熱度調(diào)節(jié)品質(zhì)和很好的動(dòng)態(tài)特性、驅(qū)動(dòng)信號(hào)簡(jiǎn)單、易推廣的低成本電子膨脹閥。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是該低成本電子膨脹閥，其特征在于閥的開(kāi)度大小是由電磁線圈的電磁力吸合銜鐵臂，銜鐵臂帶動(dòng)棘輪步進(jìn)，棘輪由絲桿推動(dòng)閥桿上、下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。其中電磁線圈固定在棘輪的兩側(cè)，閥桿中間的絲杠部分與棘輪相連，棘輪的軸芯上套著銜鐵臂，銜鐵臂下用固定螺釘將棘輪爪定位，銜鐵臂在回位彈簧的作用下回位。
當(dāng)需要閥桿推進(jìn)減小閥的開(kāi)度時(shí)，每在正向線圈上加一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，產(chǎn)生電磁吸力，就會(huì)將銜鐵臂吸合一次，棘爪帶動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)作一個(gè)齒距，從而推動(dòng)閥桿向前動(dòng)作一次。當(dāng)需要閥桿后退增大閥的開(kāi)度時(shí)，就在負(fù)向線圈上加一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，也會(huì)將銜鐵臂反向吸合一次，棘爪帶動(dòng)棘輪向相反方向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作一個(gè)齒距，從而推動(dòng)閥桿向后動(dòng)作一次。這樣就實(shí)現(xiàn)了利用簡(jiǎn)單的高脈沖驅(qū)動(dòng)繼電器的方式完成膨脹閥的開(kāi)度控制。
由上述方案設(shè)計(jì)制造的電子膨脹閥，采用電磁繼電器機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一棘輪，用棘輪來(lái)帶動(dòng)閥桿上下運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度大小。閥桿的運(yùn)動(dòng)可以由外界輸入一個(gè)高脈沖使繼電器吸合一下帶動(dòng)棘輪完成一個(gè)步進(jìn)動(dòng)作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，智能化接口方便。棘輪結(jié)構(gòu)與絲桿推進(jìn)方式相結(jié)合，能使機(jī)構(gòu)在很小的電磁力下，閥桿也可以進(jìn)退自如，降低了消耗，在空閑時(shí)間根本無(wú)需耗電。整個(gè)系統(tǒng)加工容易，裝配方便，可以廣泛地用于空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備中作為調(diào)節(jié)制冷效率及調(diào)配制冷量的機(jī)構(gòu)。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明


圖1為低成本電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1去掉外殼上蓋后的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)具體運(yùn)用實(shí)例圖。
圖中1-上鎖緊螺母；2-閥桿；3-外殼上蓋；4-電磁線圈；5-銜鐵臂；6-固定螺釘；7-墊片；8-棘輪爪；9-外殼下蓋；10-棘輪；11-絲套；12-閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)銷；13-下鎖緊螺母；14-閥桿零位調(diào)節(jié)螺芯；15-控制線；16-回位彈簧。
如
圖1、圖2，壓縮機(jī)輸出管道由上鎖緊螺母1與本實(shí)用新型相接。
該低成本電子膨脹閥的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于，閥的開(kāi)度大小是由電磁線圈4的電磁力吸合銜鐵臂，銜鐵臂5帶動(dòng)棘輪10步進(jìn)，棘輪10由絲桿推動(dòng)閥桿2上、下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。其中電磁線圈4固定在棘輪的兩側(cè)，閥桿2的中間部分有一段絲桿與棘輪10通過(guò)絲套11相連，構(gòu)成一種絲桿力矩放大機(jī)構(gòu)，棘輪10的軸芯上套著銜鐵臂5，銜鐵臂5下用固定螺釘6將棘輪爪8定位，銜鐵臂在回位彈簧的作用下回位。所述閥的開(kāi)度大小是由閥桿2的頭部與閥桿零位調(diào)節(jié)螺芯14的間隙構(gòu)成。閥桿2的下端還穿有閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)銷12，閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)銷12可以在閥桿零位調(diào)節(jié)螺芯14的開(kāi)口鞘里滑動(dòng)。閥體的外殼上蓋3和下蓋9是通過(guò)螺紋連接的，墊片7是為防止泄露而設(shè)置的。外殼上蓋3和下蓋9將閥桿2的兩端固定。為了減小體積，使流道更為簡(jiǎn)潔，在設(shè)計(jì)中采用了獨(dú)特的中心流動(dòng)方案，即上述閥桿2為中空閥桿，其下端設(shè)有小孔，壓縮過(guò)的制冷工質(zhì)可經(jīng)中空閥桿2下端的小孔流出。
當(dāng)有轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖由控制線15輸入電磁線圈4時(shí)，產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵臂5吸向該端，從而由棘輪爪8帶動(dòng)棘輪10正向或反向動(dòng)作一次，脈沖結(jié)束，銜鐵臂5由回位彈簧16作用而回位，閥桿2也隨即進(jìn)或退一段距離。由于棘輪10及絲桿的力矩放大作用，只需要很小的電磁力就可以推動(dòng)閥桿2運(yùn)動(dòng)。該電子膨脹閥的部分件可以采用工程塑料或粉末冶金，適宜于大批量低成本生產(chǎn)。
如圖3所示，下面介紹一種采用該低成本電子膨脹閥完成制冷效率調(diào)整及制冷量調(diào)配的實(shí)例一臺(tái)制冷壓縮機(jī)拖帶了兩套蒸發(fā)器(兩間房各一套)，在每套蒸發(fā)器的兩相區(qū)段的管外和蒸發(fā)器的出口管外各貼熱敏電阻片1塊，由于管壁熱阻很小，熱敏電阻感應(yīng)到的溫度，即是該處工質(zhì)溫度，兩個(gè)溫度片之間的溫度差即為制冷工質(zhì)的過(guò)熱度。在制冷系統(tǒng)啟動(dòng)及負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，根據(jù)過(guò)熱度的變化，單片機(jī)系統(tǒng)迅速作出增大或減小電子膨脹閥開(kāi)度的判斷，使系統(tǒng)獲得最佳流量狀態(tài)。如果系統(tǒng)接到需要改變某一部分的制冷量甚至關(guān)閉時(shí)，電子膨脹閥可以迅速調(diào)節(jié)開(kāi)度直至關(guān)閉。這是普通固定式節(jié)流膨脹裝置無(wú)法比擬的，與其相比該方式可節(jié)電10％-15％，如果和變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)結(jié)合起來(lái)更可達(dá)到40％左右。電子膨脹閥精確的過(guò)熱度調(diào)節(jié)品質(zhì)和很好的動(dòng)態(tài)特性，能使系統(tǒng)在變動(dòng)工況下快速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，避免了流量調(diào)節(jié)波動(dòng)造成壓縮機(jī)回液，也就不會(huì)象使用其它膨脹閥一樣，為防止回液要對(duì)蒸發(fā)器留出足夠的設(shè)計(jì)裕度，由此可將蒸發(fā)器的效率提高20％左右，給整個(gè)系統(tǒng)節(jié)省了材料，降低了成本和重量。
綜合比較，采用電子節(jié)流膨脹閥，無(wú)論從節(jié)能角度，還是可調(diào)節(jié)性上看，都是發(fā)展方向?？梢灶A(yù)見(jiàn)，只要降低了成本，提高了可靠性，會(huì)有更多的產(chǎn)品改到采用電子膨脹閥上來(lái)。
權(quán)利要求1.一種低成本電子膨脹閥，其特征在于膨脹閥的開(kāi)度大小是由電磁線圈(4)的電磁力吸合銜鐵臂(5)，銜鐵臂(5)帶動(dòng)棘輪(10)步進(jìn)，棘輪(10)由絲桿推動(dòng)閥桿(2)上、下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本電子膨脹閥，其特征在于上述電磁線圈(4)固定在棘輪(10)的兩側(cè)，閥桿(2)中間的絲杠部分與棘輪(10)相連，棘輪(10)的軸芯上套著銜鐵臂(5)，銜鐵臂(5)下用固定螺釘(6)將棘輪爪(8)定位，銜鐵臂(5)在回位彈簧16)的作用下回位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本電子膨脹閥，其特征在于上述膨脹閥的開(kāi)度大小是由閥桿(2)的頭部與閥桿零位調(diào)節(jié)螺芯(14)的間隙構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本電子膨脹閥，其特征在于上述閥桿(2)為中空閥桿，其下端設(shè)有小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本電子膨脹閥，其特征在于閥桿(2)的下端穿有閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)銷(12)，閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)銷(12)可以在閥桿零位調(diào)節(jié)螺芯(14)的開(kāi)口鞘里上下滑動(dòng)。
專利摘要一種低成本電子膨脹閥,閥的開(kāi)度大小是由電磁線圈的電磁力吸合銜鐵臂,銜鐵臂帶動(dòng)棘輪步進(jìn),棘輪由絲桿推動(dòng)閥桿上下運(yùn)動(dòng)而完成的。其中電磁線圈固定在棘輪的兩側(cè),閥桿的絲桿部分與棘輪相連,棘輪的軸芯上套著銜鐵臂,銜鐵臂下方定位棘輪爪,銜鐵臂在回位彈簧的作用下回位。其特點(diǎn)是具有精確的過(guò)熱度調(diào)節(jié)品質(zhì)和很好的動(dòng)態(tài)特性,結(jié)構(gòu)緊湊,成本低廉,智能化接口方便,可廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備中,作為調(diào)節(jié)制冷效率及調(diào)配制冷量的機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F25B41/04GK2453351SQ00262330
公開(kāi)日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2000年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月11日
發(fā)明者陶坤宇 申請(qǐng)人:于洪晶, 陶坤宇