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汽車空調(diào)熱力膨脹閥的制作方法

文檔序號:5620502閱讀:374來源:國知局
專利名稱:汽車空調(diào)熱力膨脹閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種制冷系統(tǒng)流量控制裝置,特別涉及一種應(yīng)用于汽 車空調(diào)系統(tǒng)的熱力膨脹閥。
背景技術(shù)
由于汽車空調(diào)系統(tǒng)長期都處在振動、顛簸的條件下運行,因此應(yīng) 用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的熱力膨脹閥對抗振性、可靠性等性能的要求較高。熱力膨脹閥按其形狀分為F型和H型,F(xiàn)型汽車空調(diào)熱力膨脹閥 是一種外感溫式節(jié)流控制元件,它受感溫包和吸氣管壁的接觸面積、 接觸緊密程度以及環(huán)境溫度的影響,而且感溫包的連接毛細管容易被 折損;H型汽車空調(diào)熱力膨脹閥的感溫條件、抗振性、耐用性、調(diào)節(jié) 性能均優(yōu)于F型熱力膨脹閥,其特點是內(nèi)置感溫元件直接感受蒸發(fā)器 出口制冷劑氣體的溫度,無需連接毛細管和外置感溫包,它以感溫準 確、可靠、受環(huán)境條件影響小的優(yōu)點成為國內(nèi)外公認的先進的汽車空 調(diào)節(jié)流裝置。目前已有技術(shù)中的H型熱力膨脹閥都是由膜盒中充注的感溫劑 來感受、傳遞蒸發(fā)器出口制冷劑氣體的溫度信號,從而實現(xiàn)根據(jù)蒸發(fā) 器出口氣體的過熱度來調(diào)節(jié)制冷劑流量的目的,因此膜盒是H型熱力 膨脹閥的關(guān)鍵部件,要保證感溫準確可靠,就必須嚴格控制膜盒內(nèi)感 溫劑的充注量,還要保證膜盒具有良好的密封性。在研發(fā)用于不同制 冷劑的各種熱力膨脹閥時,要確定膜盒內(nèi)充注的感溫劑的種類、充注 形式和充注質(zhì)量或壓力,就需要經(jīng)過較長時間的研究探索;在傳統(tǒng)的 膜盒充注過程中,抽真空、充注、封口都是借助膜盒上蓋頂部的工藝 管來完成,但這樣不僅影響外觀,而且工藝管極易在產(chǎn)品的使用過程中開裂或折斷,導(dǎo)致膜盒內(nèi)感溫劑通過充注工藝管泄漏,使熱力膨脹 閥不能正常工作;同時現(xiàn)有H型熱力膨脹閥的感溫氣流是通過膜盒下 蓋和頂板之間的微小環(huán)隙到達膜片下面,但在氣流直通情況下,很難 有氣體經(jīng)過環(huán)隙繞道而行,因此感溫不靈敏。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn),中國專利公開號為CN2588345, 專利名稱為膜盒用感溫劑充注裝置,提出一種用于向熱力膨脹閥的 膜盒內(nèi)充注感溫劑的專用裝置,主要包括帶滑動軸的基座,置于基座上的腔體和膜盒座,置于腔體與基座之間的彈簧,置于腔體內(nèi)的充 注內(nèi)孔,置于腔體上與充注內(nèi)孔相通的接頭。該裝置能連續(xù)完成對膜 盒的抽真空、充注感溫劑、用封口鋼球或封口釘封口等工序,而且不 需在膜盒頂部設(shè)置工藝管就能完成向膜盒內(nèi)充注感溫劑的整個過程。 但是本發(fā)明需要準備一套專用的感溫劑充注裝置,而且它并沒有完全 避免膜盒內(nèi)感溫劑泄漏的可能性,同時在產(chǎn)品的研發(fā)過程中,仍然需 要研究探索膜盒內(nèi)感溫劑的充注形式、充注質(zhì)量或壓力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)問題是要提供一種記憶合金彈簧作為感溫介質(zhì),避 免膜盒內(nèi)感溫劑泄漏的汽車空調(diào)熱力膨脹閥。形狀記憶合金材料是集感知和驅(qū)動于一體的特殊功能材料,它除 了具備金屬所具有的強度、塑性、延展性和傳導(dǎo)性之外,還具有非常 奇特的形狀記憶效應(yīng)和超彈性,即處于低溫下的形狀記憶合金在外力 作用下產(chǎn)生變形后,如果將其加熱至超過其相變點的溫度,它就會恢復(fù)到變形前狀態(tài)的形狀;而且在外力作用下它會產(chǎn)生遠大于其彈性極 限應(yīng)變量的應(yīng)變,卸載后又能自動恢復(fù)到原始狀態(tài)。本發(fā)明提出采用 由形狀記憶合金材料制成的彈簧作為H型熱力膨脹閥的感溫元件,使 其能根據(jù)蒸發(fā)器出口氣體溫度的變化改變閥口開度的大小,即取代膜 盒內(nèi)的感溫劑。 為了解決以上的技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種汽車空調(diào)熱力膨脹 閥,包括閥體,閥體的上部和下部分別開有出口 I 、進口II、出口III 和進口IV,閥體內(nèi)設(shè)一推桿,推桿底端頂于一閥球上,閥球置于閥座 上,閥座置于一彈簧上,彈簧置于一調(diào)節(jié)螺栓的凹槽內(nèi),調(diào)節(jié)螺栓自 閥體底部旋入,通過調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)整其初始預(yù)緊力的大小;推桿頂端 經(jīng)一記憶合金彈簧與一密封蓋連接,閥體上端與閥體的密封蓋形成的 密閉空間被抽為真空。所述推桿頂端的記憶合金彈簧與推桿頂端之間設(shè)置一感溫膜片, 感溫膜片與一感溫膜片壓環(huán)焊接于閥體內(nèi)部的凸臺,感溫膜片壓環(huán)為 環(huán)形金屬片,其作用是增強感溫膜片的承壓能力。所述推桿的上端設(shè) 有凸臺,其直徑大于推桿其余部分的直徑,以使推桿上端面的受力沿 徑向均勻分布,這就省去了現(xiàn)有熱力膨脹閥中的傳動塊。根據(jù)各種H 型熱力膨脹閥適用制冷劑的飽和溫度一一飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系設(shè)計 記憶合金彈簧感應(yīng)溫度——輸出應(yīng)力的性能曲線,通過感溫膜片感受 到的蒸發(fā)器出口過熱制冷劑氣體的溫度信號以壓力信號的形式給感 溫膜片上表面施加向下的壓力,同時蒸發(fā)器出口氣體給感溫膜片施加 向上的壓力;推桿頂端直接與感溫膜片的下側(cè)表面接觸,推桿底端頂于一閥球的上球面,推桿推動閥球調(diào)節(jié)閥球和閥口之間的間隙,從而 自動調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑的流量?;蛘撸洃浐辖饛椈商自谕茥U上,記憶合金彈簧受推桿上的凸臺 支撐,推桿的上端和下端各設(shè)有放置記憶合金彈簧的上凸臺和下凸臺,密封螺栓外圓螺進閥體頂部,記憶合金彈簧固定于密封螺栓上; 頂部套有記憶合金彈簧的推桿底部與闊球之間,也套有一記憶合金彈 簧,該記憶合金彈簧頂端受推桿上一凸臺支撐向上頂壓推桿,該記憶 合金彈簧的底端固定在出口III的內(nèi)壁面上。推桿下部的外壁面上設(shè)有 用于放置密封圈的凹槽,密封圈外套有密封環(huán),用于密封閥體上部氣 腔和下部液腔的通道。推桿頂部套有的記憶合金彈簧位置對應(yīng)進口
n ,進口 n接蒸發(fā)器出口 ,記憶合金彈簧直接與蒸發(fā)器出口氣體接觸;推桿底部套有的記憶合金彈簧位置對應(yīng)出口in,出口m接蒸發(fā)器進 口,記憶合金彈簧直接感受蒸發(fā)器進口制冷劑的溫度。推桿頂部套有 的記憶合金彈簧將感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑氣體的溫度信號以壓 力信號的形式給推桿施加向下的壓力,而推桿底部套有的記憶合金彈 簧將感受到的蒸發(fā)器進口制冷劑的溫度信號以壓力信號的形式給推 桿施加向上的壓力。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于1) 用記憶合金彈簧取代膜盒內(nèi)感溫劑作為感溫介質(zhì),不存在感溫 介質(zhì)泄漏的問題,因此可相應(yīng)降低對膜盒的加工精度和密封性 能的要求,這使得生產(chǎn)成本得到降低;2) 由于記憶合金彈簧的感應(yīng)溫度——輸出應(yīng)力的性能曲線可根據(jù) 各種制冷劑的飽和溫度和飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系來設(shè)計,就能使 記憶合金彈簧作為適用于相應(yīng)制冷劑的H型熱力膨脹閥的動力 部件中的感溫介質(zhì),而不需要對膜盒內(nèi)充注的感溫劑的種類、 充注質(zhì)量或充注壓力和充注方法進行研究,簡化了新產(chǎn)品的開 發(fā)流程,降低了產(chǎn)品開發(fā)的成本;3) 本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、感溫可靠、成本低廉的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為本發(fā)明的另一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖中標號說明l一閥體; 2—上封蓋; 3—記憶合金彈簧; 4—感溫膜片壓環(huán);5— 感溫膜片;6— 推桿;
61—上凸臺;62—下凸臺;7—閥球;8—閥座;9一彈簧;IO—調(diào)節(jié)螺栓;11—閥口;12—出口 I ;13—進口II;14—出口in;15—進口IV;16—密封螺栓;17—密封圈;18—密封環(huán)。
具體實施方式
請參閱附圖所示,對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1所示,本發(fā)明提供了一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,包括閥體 i,閥體的上部和下部分別開有出口 112、進口ni3、出口nii4和進口IV14,閥體1內(nèi)設(shè)一推桿6,推桿6底端頂于一閥球7上,閥球7 置于閥座8上,閥座8置于一彈簧9上,彈簧9置于一調(diào)節(jié)螺栓10 的凹槽內(nèi),調(diào)節(jié)螺栓10自閥體1底部旋入,通過調(diào)節(jié)螺栓10來調(diào)整 其初始預(yù)緊力的大??;推桿6頂端經(jīng)一記憶合金彈簧3與一密封蓋連 接,記憶合金彈簧3固定于上封蓋2內(nèi)表面的定位槽中,閥體1上端 與闊體1的密封蓋形成的密閉空間被抽為真空。推桿6的上端設(shè)有凸 臺,其直徑大于推桿其余部分的直徑,以使推桿6上端面的受力沿徑 向均勻分布,這就省去了現(xiàn)有熱力膨脹閥中的傳動塊。推桿6頂端的 記憶合金彈簧3與推桿6頂端之間設(shè)置一感溫膜片5,感溫膜片5與 一感溫膜片壓環(huán)4焊接于閥體1內(nèi)部的凸臺,感溫膜片壓環(huán)4為環(huán)形 金屬片,其作用是增強感溫膜片5的承壓能力。根據(jù)各種H型熱力膨 脹閥適用制冷劑的飽和溫度一一飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系設(shè)計記憶合金 彈簧3感應(yīng)溫度——輸出應(yīng)力的性能曲線,通過感溫膜片5感受到的 蒸發(fā)器出口過熱制冷劑氣體的溫度信號以壓力信號的形式給感溫膜 片5上表面施加向下的壓力,同時蒸發(fā)器出口氣體給感溫膜片5施加 向上的壓力;推桿6頂端直接與感溫膜片5的下側(cè)表面接觸,推桿6底端頂于一閥球7的上球面,推桿6推動閥球7調(diào)節(jié)閥球7和閥口11之間的間隙,從而自動調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑的流量。本發(fā)明的一個實施例的工作原理是冷凝器出口的制冷劑液體從進口W15進入閥體1下部流道,經(jīng)過閥球7與閥口 ll之間的間隙實 現(xiàn)節(jié)流降壓,然后通過出口ffl14進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā) 的制冷劑氣體從進口I113進入閥體1上部的氣體腔,置于閥體1上 端和上封蓋2形成的密閉空間中的記憶合金彈簧3通過感溫膜片5感 受蒸發(fā)器出口制冷劑氣體的溫度,并根據(jù)感受到的溫度對感溫膜片5 施加向下的壓力P,而蒸發(fā)器出口氣體的壓力對感溫膜片5施以向上 的推力P。, P和P。這兩個力通過感溫膜片5傳遞到推桿6的上端部, 同時調(diào)節(jié)彈簧9的預(yù)緊力R給推桿6的下端部施加向上的推力,推桿 6在這三個力的共同作用下發(fā)生位移,并推動閥球7,從而調(diào)節(jié)閥球 7和閥口 11之間間隙的大小,實現(xiàn)對進入蒸發(fā)器的制冷劑流量的自 動調(diào)節(jié)。當(dāng)蒸發(fā)器出口氣體的過熱度增大時,用于感受蒸發(fā)器出口制 冷劑氣體溫度的記憶合金彈簧3的應(yīng)力會隨感受到的溫度的升髙而 增大,通過感溫膜片5對推桿6上端部施加的壓力P隨之增加,因此 推桿6會推動閥球7向下移動,閥球7和閥口 ll之間的間隙增大,使得制冷劑流量增大;反之當(dāng)蒸發(fā)器出口氣體的過熱度減小時,用于 感受蒸發(fā)器出口制冷劑氣體溫度的記憶合金彈簧3通過感溫膜片5對推桿6上端部施加的壓力P會隨之減小,這時P。+Pa〉P,閥球7在調(diào) 節(jié)彈簧9的作用下向上移動,因此閥球7和閥口 ll之間的間隙減小, 制冷劑流量減小。如圖2所示,本發(fā)明提供了另一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥的具體實 施例,包括閥體1,閥體1的上部和下部分別開有出口 I 12、進口 II 13、出口mi4和進口IV15,閥體1內(nèi)設(shè)一推桿6,推桿6底端頂于一 閥球7上,閥球7置于閥座8上,閥座8置于一彈簧9上,彈簧9置 于一調(diào)節(jié)螺栓10的凹槽內(nèi),調(diào)節(jié)螺栓10自閥體1底部旋入,通過調(diào)節(jié)螺栓10來調(diào)整其初始預(yù)緊力的大?。挥洃浐辖饛椈?套在推桿6 上,記憶合金彈簧3受推桿6上的上凸臺61支撐,密封螺栓16外圓 螺進閥體l頂部,記憶合金彈簧3上端固定于密封螺栓16上;推桿 6的上端和下端各設(shè)有放置記憶合金彈簧的上凸臺61和下凸臺62, 頂部套有記憶合金彈簧的推桿6底部與閥球7之間,套有一記憶合金 彈簧3,該記憶合金彈簧3頂端受推桿6上的下凸臺62支撐向上頂 壓推桿6,該記憶合金彈簧3的底端固定在出口nil4的內(nèi)壁面上,推 桿6下部的外壁面上設(shè)有凹槽,用于放置密封圈17,密封圈17外套 有密封環(huán)18,密封環(huán)18用于密封閥體1上部氣腔和下部液腔的通道, 推桿6頂部套有的記憶合金彈簧3位置對應(yīng)進口 1113,進口 1113接 蒸發(fā)器出口,記憶合金彈簧直接與蒸發(fā)器出口氣體接觸;推桿6底部 套有的記憶合金彈簧3位置對應(yīng)出口mi4,出口IIU4接蒸發(fā)器進口 , 記憶合金彈簧直接感受蒸發(fā)器進口制冷劑的溫度。推桿6頂部套有的 記憶合金彈簧3將感受到的蒸發(fā)器出口制冷劑氣體的溫度信號以壓 力信號的形式給推桿6施加向下的壓力,而推桿6底部套有的記憶合 金彈簧3將感受到的蒸發(fā)器進口制冷劑的溫度信號以壓力信號的形 式給推桿6施加向上的壓力。本發(fā)明的另一實施例的工作原理是冷凝器出口的制冷劑液體從 進口IV15進入閥體1下部流道,經(jīng)過閥球7與閥口 ll之間的間隙實 現(xiàn)節(jié)流降壓,然后通過出口mi4進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā) 的制冷劑氣體從進口 1113進入閥體1上部的氣體腔,置于閥體1上 部的氣體腔記憶合金彈簧3根據(jù)感受到的蒸發(fā)器出口氣體的溫度對 推桿6施以向下的壓力P,而置于閥體1下部的液腔記憶合金彈簧3 將感受到的蒸發(fā)器進口制冷劑的溫度信號轉(zhuǎn)換為壓力信號對推桿6 施加向上的壓力P。,推桿6下端還受調(diào)節(jié)彈簧9預(yù)緊力Pa的作用, 因此推桿6會在這三個力的共同作用下發(fā)生位移,然后通過推桿6推
動閥球7,調(diào)節(jié)閥球7和閥口 11之間間隙的大小,實現(xiàn)對進入蒸發(fā) 器的制冷劑流量的自動調(diào)節(jié)。當(dāng)蒸發(fā)器出口氣體的過熱度增大時,氣腔記憶合金彈簧3的應(yīng)力會隨感受到的溫度的升高而增大,其對推桿 6施加的壓力P隨之增加,因此推桿6會推動閥球7向下移動,閥球 7和閥口 11之間的間隙增大,制冷劑流量增大;反之當(dāng)蒸發(fā)器出口 氣體的過熱度減小時,氣腔記憶合金彈簧3對推桿6施加的壓力P會 隨之減小,這時Po + Pa〉P,閥球7在調(diào)節(jié)彈簧9的作用下向上移動, 使得閥球7和閥口 11之間的間隙減小,制冷劑流量減小。
權(quán)利要求
1、一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,包括閥體,閥體的上部和下部分別開有出口I、進口II、出口III和進口IV,其特征在于閥體內(nèi)設(shè)一推桿,推桿底端頂于一閥球上,閥球置于閥座上,閥座置于一彈簧上,彈簧置于一調(diào)節(jié)螺栓的凹槽內(nèi),調(diào)節(jié)螺栓自閥體底部旋入;推桿頂端經(jīng)一記憶合金彈簧與一密封蓋連接。
2、 按權(quán)利要求l所述的一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,其特征在于 所述推桿頂端的記憶合金彈簧與推桿頂端之間設(shè)置一感溫膜片,感溫膜片與一感溫膜片壓環(huán)焊接于閥體內(nèi)部的凸臺,推桿的上端設(shè)有凸臺,其直徑大于推桿其余部分的直徑;或者,記憶合金彈簧套在推 桿上,記憶合金彈簧受推桿上的凸臺支撐,推桿上端和下端設(shè)有放置 記憶合金彈簧的上凸臺和下凸臺,密封螺栓外圓螺進閥體頂部。
3、 按權(quán)利要求2所述的一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,其特征在于所述頂部套有記憶合金彈簧的推桿底部與閥球之間,也套有一記憶合 金彈簧,該記憶合金彈簧頂端受推桿上一凸臺支撐向上頂壓推桿。
4、 按權(quán)利要求2或3所述的一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,其特征 在于-推桿頂部套有的記憶合金彈簧位置對應(yīng)進口 II,進口 II接蒸發(fā)器出口;推桿底部套有的記憶合金彈簧位置對應(yīng)出口in,出口III接蒸發(fā)器進口。
5、 按權(quán)利要求2或3所述的一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,其特征 在于所述的推桿,其下部的外壁面上設(shè)有凹槽,密封圈放置于凹槽中, 密封圈外套有密封環(huán)。
全文摘要
一種汽車空調(diào)熱力膨脹閥,閥體的上部和下部分別開有出口I、進口II、出口III和進口IV,閥體內(nèi)設(shè)一推桿,推桿底端頂于一閥球上,閥球置于閥座上,閥座置于一彈簧上,彈簧置于一調(diào)節(jié)螺栓的凹槽內(nèi),調(diào)節(jié)螺栓自閥體底部旋入,推桿頂端經(jīng)一記憶合金彈簧與一密封蓋連接,推桿頂端的記憶合金彈簧與推桿頂端之間設(shè)置一感溫膜片,感溫膜片與一感溫膜片壓環(huán)焊接于閥體內(nèi)部的凸臺,推桿的上端設(shè)有凸臺,其直徑大于推桿其余部分的直徑;或者記憶合金彈簧套在推桿上,記憶合金彈簧受推桿上的凸臺支撐,密封螺栓外圓螺進閥體頂部。本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、感溫可靠、成本低廉,用記憶合金彈簧作為感溫介質(zhì),解決了感溫介質(zhì)泄漏的問題。
文檔編號F16K1/00GK101162051SQ200710047420
公開日2008年4月16日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者劉婷婷, 施駿業(yè), 陳江平 申請人:上海精勵汽車科技有限公司
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