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