本發(fā)明涉及一種基于電子膨脹閥的可變面積比噴射器，其應(yīng)用于制冷技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

以噴射器在制冷領(lǐng)域中的應(yīng)用為例，其工作原理就是利用高壓過(guò)熱制冷劑蒸汽（一次流流體）經(jīng)過(guò)主噴嘴后流速增加、壓力降低，在吸入室內(nèi)產(chǎn)生真空效應(yīng)，吸入自蒸發(fā)器的過(guò)熱蒸汽（二次流流體），二次流流體經(jīng)引射噴嘴提速后與一次流流體等截面混合室內(nèi)混合，然后通過(guò)擴(kuò)散段，速度降低，壓力回升。將噴射器技術(shù)應(yīng)用于制冷領(lǐng)域中，可以利用低品位熱能達(dá)到制冷目的，既節(jié)約能源又有利于環(huán)保，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

在目前，常將噴射器用于蒸汽壓縮系統(tǒng)中代替節(jié)流閥來(lái)部分回收制冷循環(huán)過(guò)程中的節(jié)流損失。傳統(tǒng)噴射器的幾何尺寸是固定不變的，無(wú)法適應(yīng)變工況的需要。當(dāng)系統(tǒng)工況改變時(shí)，噴射器的面積比若能改變，噴射器將能適應(yīng)變工況的需要。因此，面積比可控可調(diào)的噴射器對(duì)其在變工況制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的價(jià)值。另外，將變面積比噴射器應(yīng)用到制冷系統(tǒng)中時(shí)，其需要增加電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，體積必然增加，因此這種噴射器的小型化對(duì)于其在變工況制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常重要的意義。

中國(guó)專(zhuān)利201610665116.6公開(kāi)了一種多功能?chē)娚淦?。該噴射器是利用蒸汽入口管帶?dòng)噴嘴水平移動(dòng)，因此可調(diào)整噴嘴在主體內(nèi)的位置，從而改變高壓蒸汽于低壓蒸汽的初始接觸位置，實(shí)現(xiàn)變工況時(shí)噴射器的可調(diào)性，但該噴射器對(duì)蒸汽入口段的工藝要求高，噴嘴移動(dòng)存在一定的延遲。中國(guó)專(zhuān)利201610833047.5公開(kāi)了一種模塊化噴射器，該噴射器相比于傳統(tǒng)的噴射器增加了一個(gè)針閥，針閥的主體部分外周設(shè)有外螺紋，針閥穿過(guò)入口段延伸至噴嘴，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)外螺紋改變針閥的位置來(lái)調(diào)節(jié)噴嘴喉部的尺寸，從而達(dá)到調(diào)節(jié)噴射器的尺寸以適應(yīng)系統(tǒng)工況改變的目的。但對(duì)于制冷系統(tǒng)而言，要實(shí)現(xiàn)更好的自控型和體積小型化，還需對(duì)現(xiàn)有的噴射器進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于電子膨脹閥的可變面積比噴射器。其一，利用電子膨脹閥的可控驅(qū)動(dòng)裝置和閥體部分的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工況改變時(shí)噴射器面積比可變和流量可控的目的；其二，在上述電子膨脹閥技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合噴射器中引入二次流回收制冷循環(huán)系統(tǒng)中能量損失的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)噴射器用制冷循環(huán)系統(tǒng)中配件小型化的目的，易于實(shí)施且便于安裝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于電子膨脹閥的可變面積噴射器包括：電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、入口段、噴嘴、吸入室、混合室和擴(kuò)壓段，電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置包括閥座、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)子、線圈和針閥，針閥穿過(guò)入口段延伸至噴嘴；噴嘴、吸入室和混合室依次連接；噴嘴的入口端在入口段上，出口段靠近混合室的入口端；入口段內(nèi)設(shè)有針閥，閥桿連接步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外設(shè)有線圈；針閥延伸至噴嘴入口端位置，用于調(diào)節(jié)噴嘴喉口的橫截面積，以此來(lái)改變噴射器的面積比。

進(jìn)一步的，該噴射器的入口段、吸入室、混合室以及擴(kuò)壓段一體成型；

進(jìn)一步的，電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置中，由閥座、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)子、針閥和線圈組成，將閥座與螺紋傳動(dòng)裝置固定部分組裝，將轉(zhuǎn)子與螺紋傳動(dòng)裝置的可動(dòng)部分組裝，這兩部分組裝后對(duì)其安裝襯管，襯管與閥座相固定。進(jìn)一步將定子線圈裝到襯管外，即完成了電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

進(jìn)一步的，步進(jìn)電機(jī)工作，通過(guò)調(diào)節(jié)線圈來(lái)使轉(zhuǎn)子運(yùn)作，從而驅(qū)動(dòng)針閥運(yùn)動(dòng)，其中閥桿和針閥可沿噴射器軸線方向運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，針閥為圓錐形，針閥沿其軸線方向移動(dòng)以改變所述針閥與噴嘴流通口的配合間隙，從而改變噴射器的開(kāi)度。

進(jìn)一步的，噴射器的調(diào)節(jié)范圍取決于電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)關(guān)程度，當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置全閉時(shí)，針閥剛好與噴嘴完全貼合，此時(shí)一次流流體的流量為零；當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置全開(kāi)時(shí)，針閥剛好完全離開(kāi)噴嘴，此時(shí)一次流流體的流量為最大流量。

進(jìn)一步的，入口段的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有氣體入口；吸入室上位于噴嘴出口旁側(cè)設(shè)有吸氣腔。

本發(fā)明的有益效果是：在電子膨脹閥技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)移動(dòng)針閥，可調(diào)節(jié)噴嘴的橫截面積，改變噴射器的面積比，從而達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)一次流流體流量來(lái)調(diào)節(jié)噴射器流量的目的，實(shí)現(xiàn)噴射器可控可調(diào)，提高了系統(tǒng)回收能量利用率，更有效的節(jié)約了能量，減少能源浪費(fèi)；利用電子膨脹閥的體積小的特性，在噴嘴出口處設(shè)置吸氣腔，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)制冷循環(huán)中引入二次流回收節(jié)流損失的要求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)噴射器小型化的目的，加工方便，易于實(shí)施且便于安裝。

附圖說(shuō)明

圖1是典型噴射器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是一種變面積比噴射器結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是一種基于電子膨脹閥的變面積比噴射器結(jié)構(gòu)示意圖

其中：1、轉(zhuǎn)子；2、線圈；3、閥桿；4、針閥；5、一次流入口；6、噴嘴；7、二次流入口；8、吸入室；9、混合室；10、擴(kuò)壓段；11、混合流出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明（所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍）。

請(qǐng)參閱圖1，典型的噴射器主要包含噴嘴6、二次流入口7、吸入室8、混合室9和擴(kuò)壓段10五個(gè)部分。噴射器入口處的高溫高壓的一次流流體經(jīng)過(guò)噴嘴后，流速升高、壓力降低，在吸入室內(nèi)產(chǎn)生真空效應(yīng)，吸入二次流流體，二次流流體被引射提速后在等截面混合室與一次流充分混合，最終混合后的流體經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓段，速度降低，壓力升高。

請(qǐng)參考圖2，噴射器入口段5的高壓過(guò)熱制冷劑蒸汽（一次流流體）經(jīng)過(guò)主噴嘴6后流速增加、壓力降低，在吸入室8內(nèi)產(chǎn)生真空效應(yīng)，吸入自蒸發(fā)器的過(guò)熱蒸汽（二次流流體），二次流流體經(jīng)引射噴嘴提速后與一次流流體等截面混合室9內(nèi)混合，然后通過(guò)擴(kuò)散段10，速度降低，壓力回升；在制冷系統(tǒng)中，利用電子膨脹閥中的電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)變工況下流量的調(diào)節(jié)和高壓蒸汽的利用，這樣提高了噴射器的工作效率，降低了成本，也保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更充分的回收制冷系統(tǒng)中的節(jié)流損失，減少了能源的浪費(fèi)。

請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明為一種基于電子膨脹閥的可變面積比噴射器，包括電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置（1-4）、入口段5、噴嘴6、吸入室8、混合室9和擴(kuò)壓段10；該噴射器的入口段5、吸入室8、混合室9以及擴(kuò)壓段10一體成型；電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置中，由閥座、螺紋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)子1、針閥（3-4）、線圈2組成，將閥座與螺紋傳動(dòng)裝置固定部分組裝，將轉(zhuǎn)子1與螺紋傳動(dòng)裝置的可動(dòng)部分組裝，這兩部分組裝后對(duì)其安裝襯管，襯管與閥座相固定；進(jìn)一步將定子線圈2裝到襯管外，即完成了電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置；入口段5為空心管狀，針閥（3-4）穿過(guò)入口段5延伸至噴嘴6入口端位置，用于調(diào)節(jié)噴嘴喉口的橫截面積，以此來(lái)改變噴射器的面積比，具體方式為：閥桿3和針閥4沿噴射器軸線方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變針閥4與噴嘴6流通口的配合間隙，從而改變噴射器的開(kāi)度，當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置全閉時(shí)，針閥4剛好與噴嘴6完全貼合，此時(shí)一次流流體的流量為零；當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置全開(kāi)時(shí)，針閥4剛好完全離開(kāi)噴嘴6，此時(shí)一次流流體的流量為最大流量。噴嘴6、吸入室8和混合室9依次連接，入口段的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一次流入口5；吸入室上位于噴嘴出口旁側(cè)設(shè)有吸入室8；噴嘴6的入口端在入口段5上，出口段靠近混合室9的入口端。

利用所設(shè)計(jì)的電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可在制冷循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行中改變噴射器的尺寸。開(kāi)啟步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)線圈來(lái)使轉(zhuǎn)子運(yùn)作，從而驅(qū)動(dòng)針閥沿噴射器軸線方向運(yùn)動(dòng)，改變針閥與噴嘴流通口的配合間隙，即改變噴嘴喉部的橫截面積。