專利名稱：一種使用波紋管的電子膨脹閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子膨脹閥，具體涉及一種使用波紋管的電子膨脹閥。
背景技術(shù)：
電子膨脹閥是一種近幾年出現(xiàn)新型節(jié)流元件，在空調(diào)系統(tǒng)中的使用率不斷增長。 電子膨脹閥的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠精確控制制冷劑流量，從而能夠精確控制蒸發(fā)溫度。通常，在 控溫精度要求比較高的地方使用。 請參看圖1，該圖示出一種目前常用的步進(jìn)電機(jī)電子膨脹閥的基本結(jié)構(gòu)。該電子膨 脹閥在變頻空調(diào)中用于控制冷媒流量。 圖1示出，該電子膨脹閥具有步進(jìn)電機(jī)l，該步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸連接三級減速的 齒輪減速器2，通過絲桿螺紋副5，將步進(jìn)電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成絲桿5-l的直線運(yùn)動。該 絲桿螺母副5的螺母與閥體11固定，所述絲桿5-1的旋轉(zhuǎn)使其產(chǎn)生上下方向直線移動。該 絲桿5-1的下端連接有一鋼球13，通過壓配在閥桿12中的襯套14，將作用力輸出，使位于 閥體ll內(nèi)腔的閥桿12產(chǎn)生上下移動。該閥桿12的下端安裝有閥針9，該閥針9前部的錐 形密封面正對閥體ll的閥口 10，通過閥針9的上下移動控制閥口 IO開口的大小，使閥口 10
可以在完全封閉和完全打開之間變化。該閥口 io位于進(jìn)管和出管之間，其開口大小即可控 制冷媒的流量。該電子膨脹閥中還包括波紋管7，該波紋管7套在閥桿12的柱體上，其上端 通過墊片4固定在閥體11內(nèi)腔的頂壁，下端與閥桿12外周的凸起部密實(shí)固定。該波紋管 7具有兩方面的作用。首先，該波紋管7將冷媒通道與運(yùn)動部件隔開，以防冷媒泄漏；其次， 該波紋管7作為彈性元件，當(dāng)閥口關(guān)閉時，步進(jìn)電機(jī)1帶動絲桿5-1向圖中下方運(yùn)動，絲桿 5-1頂住閥桿12帶動閥針9向下移動，波紋管7此時被拉伸；當(dāng)閥口開啟時，在步進(jìn)電機(jī)1 帶動絲桿5-1向上方運(yùn)動時，閥針9在系統(tǒng)壓力和波紋管7回復(fù)彈力的帶動下不斷向上移 動，跟隨絲桿5-1上升，使閥針9能夠按照要求產(chǎn)生上下移動來控制流量的大小。
由于制冷系統(tǒng)的控制要求不斷提高，使閥口 IO開閉動作非常頻繁。波紋管7也隨 之頻繁伸縮。另外，新型冷媒不斷開發(fā)使用，系統(tǒng)壓力也越來越高。例如，R410A冷媒，系統(tǒng) 壓力最高可達(dá)到4. 2Mpa，這使所述波紋管7受到的徑向壓力越來越大，非常容易造成波紋 管7的斷裂損壞，這使其成為決定電子膨脹閥無故障使用時間的關(guān)鍵元件。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種使用波紋管的電子膨脹閥， 該電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠使波紋管具有更長的使用壽命。 本發(fā)明公開一種使用波紋管的電子膨脹閥，該電子膨脹閥的自由開度小于該電子 膨脹閥的最大開啟行程。 優(yōu)選的于，所述電子膨脹閥的自由開度為其最大開啟行程的55% 100%，該數(shù) 值范圍不包括100%。 優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的自由開度為其最大開啟行程的67% 86%。
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優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的最大開啟行程為0.7mm，所述電子膨脹閥的自由開度為 0. 4mm 0. 7線該數(shù)值范圍不含0. 7mm。 優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的最大開啟行程為0.7mm，所述電子膨脹閥的自由開度為 0. 47mm 0. 6mm。 現(xiàn)有技術(shù)中，由于認(rèn)為電子膨脹閥閥針的回退完全依靠波紋管的回復(fù)彈力，因此， 將電子膨脹閥的自由開度設(shè)計為大于所述電子膨脹閥的自由開啟行程，或者與自由開啟行 程相同。這使波紋管的最大拉伸量大于等于電子膨脹閥的自由開啟行程。這種情況下，波 紋管在工作時總是處于拉伸狀態(tài)并且拉伸量較大。由于波紋管的拉伸長度與其波紋所承受 的彎曲應(yīng)力為加速的正相關(guān)的關(guān)系，因此，拉伸長度過長則波紋管波紋斷裂的可能就會快 速增加，這使波紋管成為影響電子膨脹閥壽命的瓶頸。而本技術(shù)方案中，該電子膨脹閥的自 由開度小于其自由開啟行程，這樣，波紋管工作時在不同情況下，可以處于拉伸和收縮兩個 狀態(tài)。波紋管的最大拉伸量變小，使其波紋承受的最大彎曲應(yīng)力顯著降低，其壽命延長。
根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計，對于自由開啟行程為0. 7mm的電子膨脹閥，選擇0. 4mm的自由開 度，波紋管使用壽命可以達(dá)到16萬次，而使用0. 7mm的自由開度，則只能達(dá)到11萬次。
本發(fā)明的技術(shù)方案克服了現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)偏見，明顯提高了波紋管的使用壽命次 數(shù)，并進(jìn)而提高了電子膨脹閥的整體壽命，預(yù)期該技術(shù)的應(yīng)用能夠給企業(yè)帶來顯著的商業(yè) 利益。


圖1是一種典型的電子膨脹閥的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例電子膨脹閥的閥針處于自由位置的狀態(tài)示意圖； 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例電子膨脹閥的閥針處于最大開閥位置的狀態(tài)示意圖； 圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例電子膨脹閥的閥針處于最大開閥位置的局部放大示意 圖； 圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例電子膨脹閥處于關(guān)閥位置的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種電子膨脹閥，該電子膨脹閥的口徑在1. 3mm-6. 4mm之 間，使用14波的波紋管。 請參看圖2，該圖為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的電子膨脹閥的閥針9處于自由位置 的狀態(tài)圖。圖3是電子膨脹閥的閥針處于最大開閥位置的狀態(tài)圖；圖4是電子膨脹閥的閥 針處于最大開閥位置的局部放大圖；圖5是電子膨脹閥處于關(guān)閥位置的狀態(tài)圖。
在圖2所述的位置，尚不存在系統(tǒng)壓力，另外，步進(jìn)電機(jī)1也沒有向閥針9提供使 其向閥口 10方向運(yùn)動的推力，波紋管7處于自由伸長狀態(tài)。此時，閥針9的密封部到閥口 的垂直距離為H，該垂直距離H稱為電子膨脹閥的自由開度。 所述電子膨脹閥還具有最大開啟行程S，該最大開啟行程S是閥針9從圖5所示的 關(guān)閥位置運(yùn)動到圖3所示的最大開閥位置的行程。該行程的典型數(shù)值為0. 7mm。這一段距 離可以滿足電子膨脹閥在系統(tǒng)中的使用要求。 現(xiàn)有技術(shù)下，總是將自由開度H設(shè)計為和最大開啟行程S相同或者略大于最大開
4啟行程。這是由于，一般認(rèn)為，在步進(jìn)電機(jī)1得到反向脈沖回退時，所述閥針9之所以能夠 跟隨閥桿12回退從而打開閥口 10，是依靠波紋管7向閥桿12提供的回復(fù)彈力，由于波紋 管7在自由狀態(tài)下只能達(dá)到距離閥口 10完全封閉位置為自由開度H的距離，高于該距離波 紋管7就無法提供回復(fù)彈力；所以，現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為，只有自由開度H與最大開啟行程S相同 或者大于最大開啟行程S時，才能確保使閥針9在最大開啟行程S的距離尺度內(nèi)可靠運(yùn)動， 不會出現(xiàn)由于波紋管7提供的回復(fù)彈力不足而造成閥針9無法回到圖3所示的最大開閥位 置。 在上述思想的指導(dǎo)下，波紋管7安裝后，幾乎必然受到拉伸力。在自由開度H設(shè)計 為和最大開啟行程S相同，并且閥針9處于最大開閥位置時，波紋管7才可能處于其自然狀 態(tài)，不受拉伸力。由于波紋管7幾乎始終處于拉伸狀態(tài)，使其各個波紋始終受到向外側(cè)的彎 曲應(yīng)力。在電子膨脹閥使用過程中，由于波紋管7拉伸動作頻繁，往往會在其它元件尚可正 常工作時，該波紋管7已經(jīng)斷裂，使其成為影響電子膨脹閥壽命的瓶頸。
在本發(fā)明實(shí)施例采用的設(shè)計方案是，將自由開度H設(shè)計為小于最大開啟行程S。這 是由于，波紋管7工作時，總是受到處于其外部的冷媒的作用，由于當(dāng)前使用的冷媒壓力很 大，冷媒的壓力完全可以向波紋管7施加足夠的力量，使其產(chǎn)生收縮，并帶動閥針9回退。這 種設(shè)計下，波紋管7隨著閥口開啟程度的不同，其可能工作在拉伸或者收縮的狀態(tài)，而不是 僅僅工作在拉伸狀態(tài)。這種設(shè)計產(chǎn)生了兩方面的積極效果，首先，波紋管7的最大拉伸量減 少，使其波紋所承受的最大彎曲應(yīng)力大幅降低，使其使用壽命次數(shù)增加；其次，波紋管7工 作在拉伸和壓縮兩種工作狀態(tài)，其處于自由狀態(tài)及其附近位置時間較長，在這些位置波紋 管7受力極小，這樣也促使其使用壽命次數(shù)增加。 在本實(shí)施例的一個優(yōu)選方案中，最大開啟行程S為0. 7mm，所述自由開度H選擇為 0. 5mm，則所述波紋管7在該行程中，將有0. 5mm的范圍工作在拉伸狀態(tài)，有0. 2mm的范圍工 作在壓縮狀態(tài)。實(shí)際試驗(yàn)證明，這種設(shè)計下該波紋管壽命次數(shù)達(dá)到16萬次，而將自由開度 H設(shè)計為0. 7mm，則波紋管的壽命次數(shù)在11萬次左右?？梢娺@種設(shè)計方案明顯延長了波紋 管使用壽命，相應(yīng)的，電子膨脹閥的使用壽命也會明顯延長。 本發(fā)明優(yōu)選方案中，在最大開啟行程S為0. 7mm時，所述自由開度H在0. 4mm 0.7mm范圍(不含0.7mm)內(nèi)；進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述自由開度H為0. 47mm 0. 6mm。
以上第一實(shí)施例的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均基于使用波數(shù)為14的波紋管的電子膨脹閥的場 合，這種電子膨脹閥的最大開啟行程為0.7mm。這種電子膨脹閥使用在口徑為1.3mm 6.4mm之間的場合。當(dāng)口徑不在上述數(shù)值范圍內(nèi)時，該電子膨脹閥所使用的波紋管波數(shù)也 可能發(fā)生變化，波紋管的最大開啟行程也會發(fā)生變化，在這些情況下，同樣可以選擇小于相 應(yīng)的最大開啟行程的自由開度實(shí)現(xiàn)上述第一實(shí)施例所獲得的效果。相應(yīng)的，其優(yōu)選的自由 開度范圍可以采用占其最大開啟行程的比例來描述。經(jīng)過大量相關(guān)試驗(yàn)，申請人發(fā)現(xiàn)，自由 開度H占所述最大開啟行程范圍在55% 100% (不含100% )可以獲得明顯的延長波紋 管使用壽命次數(shù)的效果；進(jìn)一步的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，自由開度H占所述最大開啟行程范圍在 67 % 86%之間可取得最佳效果。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種使用波紋管的電子膨脹閥，其特征在于，該電子膨脹閥的自由開度小于該電子膨脹閥的最大開啟行程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用波紋管的電子膨脹閥，其特征在于，所述電子膨脹閥的 自由開度為其最大開啟行程的55% 100% ，該數(shù)值范圍不包括100% 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用波紋管的電子膨脹閥，其特征在于，所述電子膨脹閥的 自由開度為其最大開啟行程的67% 86%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用波紋管的電子膨脹閥，其特征在于，所述電子膨脹閥的 最大開啟行程為0. 7mm，所述電子膨脹閥的自由開度為0. 4mm 0. 7mm，該數(shù)值范圍不含 0. 7mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用波紋管的電子膨脹閥，其特征在于，所述電子膨脹閥的 最大開啟行程為0. 7mm，所述電子膨脹閥的自由開度為0. 47mm 0. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種使用波紋管的電子膨脹閥，其特點(diǎn)是其自由開度小于該電子膨脹閥的最大開啟行程。優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的自由開度還可選擇為最大開啟行程的55％～100％。進(jìn)一步優(yōu)選的，電子膨脹閥的自由開度為其最大開啟行程的67％～86％。優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的最大開啟行程為0.7mm時，所述電子膨脹閥的自由開度為0.4mm～0.7mm。優(yōu)選的，所述電子膨脹閥的最大開啟行程為0.7mm，所述電子膨脹閥的自由開度為0.47mm～0.6mm。本發(fā)明克服了認(rèn)為電子膨脹閥閥針回退完全依靠波紋管回復(fù)彈力的技術(shù)偏見，使波紋管最大拉伸量變小，承受的最大彎曲應(yīng)力降低，壽命延長。
文檔編號F25B41/04GK101761689SQ200810173580
公開日2010年6月30日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者沈自成, 舒小輝 申請人:浙江三花股份有限公司