具有靜止元件的軸向閥的制作方法
【專利說明】
[0001]發(fā)明背景
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及軸向閥，8卩，這些閥帶有沿著閥的縱向范圍軸向地移動的閥元件，該縱向范圍是沿著穿過該閥的流體的主要流動方向。本發(fā)明更具體地涉及蒸氣壓縮系統例如制冷系統中的軸向電子閥。本發(fā)明還涉及用于組裝此閥的方法、用于閥的靜止元件以及具有此閥的蒸氣壓縮系統。
【背景技術】
[0003]眾所周知，軸向閥是用于流動控制。軸向閥具有一個基本上平行于流體流動路線的通路。軸向閥典型地包括一個致動器，并且該致動器可以是一個步進電動機，該步進電動機具有一個定子、一個轉子以及一根主軸。
[0004]已知的軸向閥通常都相當復雜。轉子的旋轉運動被轉化成主軸的線性移動，該主軸的一端具有一個頭部。當該主軸在一個方向上被移動時，該頭部與一個閥座共同作用以關閉該用于流體通過的閥孔，并且當該主軸在相反的方向上被移動時，該頭部從該閥座被移開以便打開以供流體穿過該孔。該軸向閥具有很多零件而使得組裝變得很復雜并且需要重要的過程控制以便減少次品。該閥的這許多零件增加了由于生產失敗或由于在該閥的運行過程中這許多零件之間的故障而產生的該閥的零件失效的風險。
[0005]此外，在閥工作時由流體的流動所產生的力可以是顯著的并且可能妨礙這些可移動零件的運動。因此，這些流動力可以阻礙在該閥的進口與出口之間達到高容量或高的差壓。
[0006]本發(fā)明的概述
[0007]本發(fā)明的目的是制造一種簡單的、成本有效的、具有低復雜度和很少零件的軸向電子膨脹閥或吸入壓力調節(jié)閥或蒸氣壓縮循環(huán)中的其他類型的閥。
[0008]本發(fā)明的目的是通過一種閥而獲得，該閥包括一個殼體和一個致動器，該致動器包括一個相對于該閥的該殼體靜止的元件以及一個放置于該殼體內部并且相對于該閥的該殼體可移動的關閉元件，
[0009]-該閥沿著穿過該閥的流體的主要流動方向具有一個基本上縱向的延伸范圍，
[0010]-該靜止元件由該殼體的內圓周支撐并且相對于該殼體的該內圓周處于一個固定位置，
[0011]-該閥包括一個中心元件，該中心元件具有一個或多個孔，用于當該關閉元件未處于完全關閉位置時允許流體流動穿過該閥并且穿過該中心元件，所述中心元件由該靜止元件支撐并且相對于該靜止元件處于一個固定位置，
[0012]-該關閉元件沿著該中心元件或在該中心元件的延伸部中放置，并且當在一個第一位置中時所述關閉元件至少部分地沿著該中心元件的一個側壁延伸或對接該側壁，在該第一位置中該關閉元件關閉該一個或多個孔，
[0013]-該關閉元件沿著該閥的縱向延伸部可移動并且相對于該中心元件在該第一位置與一個第二位置之間移動，在該第一位置中該關閉元件關閉該一個或多個孔，進而不允許流體通過該一個或多個孔，在該第二位置中該一個或多個孔打開，因此允許流體通過該一個或多個孔。
[0014]具備所提到特征的閥的優(yōu)點是該閥的功能零件借助于不同于該殼體的一個靜止元件而相互對準，并且該閥的致動器的中心元件和可移動零件由該靜止元件支撐，從而得到該閥的可靠的功能以及該閥的容易組裝。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，該中心元件是一個相對于該閥的該縱向延伸部平行放置的中心管道，該關閉元件沿著該中心管道放置，并且當在該第一位置中時所述關閉元件至少部分地沿著該中心管道的一個側壁延伸。作為中心管道的該中心元件在該中心管道與該關閉元件之間沿著這些元件的側壁提供靠近的對接。
[0016]在本發(fā)明的另一個實施例中，該中心元件是一個關于該閥的該縱向延伸部傾斜地放置的中心托架，該關閉元件放置于該中心托架的延伸部中，并且當在該第一位置中時所述關閉元件至少部分地對接該中心托架的一個側壁。作為中心托架的該中心元件可減少元件之間的相互摩擦，其中該關閉元件和該中心托架僅當該關閉元件處于第一關閉位置時對接。
[0017]根據該閥的一個實施例，該致動器包括一個步進電動機，并且其中該步進電動機構成該靜止元件的零件，并且其中該步進電動機的一根主軸沿著相對于該靜止零件的一個旋轉方向可移動，所述主軸能夠在該第一位置與該第二位置之間移動該關閉元件。
[0018]步進電動機是操作該關閉元件的可靠的裝置，并且移動該關閉元件的主軸是操作該關閉元件的機械穩(wěn)定方式。當該主軸未既定同時可沿著該閥的縱向方向移動時優(yōu)選地提供可沿著旋轉方向移動的該主軸。
[0019]根據該閥的另一個實施例，該致動器包括一個步進電動機，并且其中該步進電動機構成該靜止元件的零件，并且其中該步進電動機的一根主軸沿著相對于該靜止零件的一個縱向方向可移動，所述主軸能夠在該第一位置與該第二位置之間移動該關閉元件。
[0020]步進電動機是操作該關閉元件的可靠的裝置，并且移動該關閉元件的主軸是操作該關閉元件的機械穩(wěn)定方式。當該主軸未既定同時可沿著該閥的旋轉方向移動時優(yōu)選地提供可沿著縱向方向移動的該主軸。
[0021]根據該閥的優(yōu)選實施例，該步進電動機包括該步進電動機的一個定子和一個轉子的一個囊封體，并且其中該定子和該轉子的該囊封體由該靜止元件的一個框架支撐并且處于相對于該框架的一個固定位置中，所述囊封體相對于穿過該閥的該流體提供該定子和該轉子的一個密閉式罩殼。被密閉地封閉的該定子和轉子的優(yōu)點在于，例如制冷劑等流體的流動將不傷害該定子和轉子的導線、磁體和其他結構元件。
[0022]該中心元件至少部分地由該靜止元件的一個框架支撐并且處于相對于該靜止元件的該框架的一個固定位置中，這提供了該中心元件與框架之間的良好結構集成，從而確保相對于殼體靜止的元件的可靠功能。
[0023]該靜止元件優(yōu)選地包括該框架的一個中間零件以及該框架的一個連接零件，該框架的所述中間零件以及該框架的所述連接零件沿著該閥的該縱向延伸部彼此移位而定位，并且在該中心元件是一個中心管道的條件下，其中該中心管道的一個末端固定到該框架的該連接零件上，并且該中心管道的一個第二末端固定到該框架的該中間零件上，以使得該中心管道的該縱向延伸部與該靜止元件的一個縱向延伸部對準。此結構提供該中心管道與框架之間的良好結構集成，從而確保相對于殼體靜止的元件的可靠功能。
[0024]根據該閥的實施例，該關閉元件的一個滑件沿著該中心管道的一個側壁定位，并且其中該關閉元件的該滑件由該中心管道可移動地導引，并且其中該關閉元件的該滑件至少部分地由該中心管道支撐。沿著該中心管道的側壁提供滑件具有的優(yōu)點是該中心管道與該滑件之間的良好并且可靠的相互交互。該中心管道和滑件構成用于允許和阻擋穿過該閥的實施例的流體流動的一些主要功能零件。
[0025]—個或多個孔設置于該中心元件中，定位于該中心管道的一個側壁中，當該關閉元件未處于第一位置時允許流體穿過該中心元件的側壁通過該中心元件。在其中該中心元件是一個中心管道的實施例中，在該中心管道的側壁中提供一個或多個孔的優(yōu)點在于該中心管道的一端通向該中心管道的內部，并且該一個或多個孔提供該中心管道的內部與外部之間的通道，該中心管道的內部和該中心管道的外部進而分別構成該流體的高壓力區(qū)和低壓力區(qū)，或反之亦然。
[0026]優(yōu)選地，該中心管道的該一個或多個孔定位于該中心管道的第一末端中，當該關閉元件未處于第一位置時允許流體通過從該中心管道的側壁的外部表面通過到該中心管道的內部或從該中心管道內部到該中心管道的側壁的外部表面，穿過該中心管道的第一末端而通過到該中心管道的內部或從該中心管道的內部通過。提供于該中心管道的第一末端中并且不在該中心管道的中心部分的該一個或多個孔的優(yōu)點在于釋放該中心管道的另一末端用于支撐例如滑件的關閉元件。
[0027]該關閉元件的該滑件是杯形的，其中該關閉元件的該滑件的一個縱向延伸部沿著該中心管道的該縱向延伸部延伸，并且其中在該關閉元件在該第一位置與該第二位置之間的移位期間該關閉元件的該滑件的該縱向延伸部的僅一部分沿著該中心管道的一個側壁延伸，反之亦然，并且其中該關閉元件的該滑件的另一部分由該電動機的主軸支撐。為杯形的滑件提供使用杯的基座用于插入主軸的可能。該杯形滑件的側壁可沿著該中心管道延伸，并且該基座可由電動機的主軸支撐。
[0028]替代地，該關閉元件的滑件可為圓柱形的，具有尖頭頂端，其中該關閉元件的滑件的縱向延伸部在該中心元件的延伸部中，并且其中在該關閉元件在該第一位置與該第二位置之間的移位期間沒有該關閉元件的滑件的縱向延伸部的部分沿著該中心元件的側壁延伸，反之亦然，并且其中該關閉元件的滑件的另一部分由電動機的主軸支撐。為圓柱形的滑件提供使用杯的基座用于插入主軸的可能。該滑件的尖頭頂端可朝向該中心元件延伸，并且該基座可由電動機的主軸支撐。
[0029]在杯形滑件的優(yōu)選實施例中，該杯形滑件的第一末端在該關閉元件的該第一位置中關閉該一個或多個孔，進而不允許流體通過這些孔，并且在該關閉元件的該第二位置中至少部分地打開該一個或多個孔，因此允許流體通過這些孔，并且其中該滑件的第二末端在該關閉元件的該第一位置和該第二位置兩者中由該電動機的主軸支撐。進而，在該滑件在該第一位置與該第二位置之間的任何位置期間該杯形滑件的側壁由該中心管道的側壁支撐。
[0030]在一個實施例中，該關閉元件的該滑件沿著該中心管道的該側壁的內表面延伸。這可具有的優(yōu)點是該杯形滑件同時構成該滑件和該中心管道兩者的基座。
[0031]該滑件的操作優(yōu)選地由配備有螺紋的電動機的主軸以及配備有螺紋的滑件的基座執(zhí)行，該主軸的所述螺紋與該滑件的該基座處的所述螺紋相互嚙合，并且其中該主軸的旋轉移動被變換為該關閉元件的該滑件相對于該中心元件的軸向移動。
[0032]在另一實施例中，該關閉元件的該滑件沿著該中心管道的該側壁的外表面延伸。當該滑件沿著該中心管道的外圓周而不是內圓周延伸時，該滑件相對于該中心管道的組裝以及該滑件的操作的檢測和控制更容易。
[0033]該滑件的操作優(yōu)選地由配備有螺紋的電動機的主軸以及配備有螺紋的滑件的基座執(zhí)行，該主軸的所述螺紋與該滑件的該基座處的所述螺紋相互嚙合，并且其中該主軸的旋轉移動也被變換為該關閉元件的該滑件相對于該中心管道的軸向移動。
[0034]該滑件可由優(yōu)選地為一個彈簧的一個偏置元件以一個偏置力朝向該第一位置恒定地偏置，或者由優(yōu)選地為一個彈簧的一個偏置元件以一個偏置力朝向該第二位置恒定地偏置，并且其中該偏置元件能夠恒定地維持該滑件與該主軸之間的無游隙的相互嚙合，進而消去該主軸的該基座的內螺紋與該主軸的外螺紋之間的任何游隙。進而，當在滑件朝向該第一位置或朝向該第二位置的移動開始期間操作該閥時，可消除滯后，或可至少顯著減小滯后。
[0035]該滑件的該基座處的該螺紋可設置于安裝在該滑件的該基座中的一個螺母中。根據此實施例，該關閉元件包括安