三通流量控制阀 本发明涉及一种用于具有两个并联热交换器制冷循环的三通流量控制阀,尤其是涉及一种能够按所希望的有选择地供给两个热交换器或其中一个热交换器制冷剂的三通流量控制阀。
正如本领域熟练人员所熟知的,典型的制冷循环是通过一个压缩过程,一个冷凝过程,一个膨胀过程和一个蒸发过程来实现制冷操作的。简而言之,传统制冷循环的制冷操作是通过重复的热交换过程实现的。这种制冷循环已得到广泛的使用例如用在冰箱和空调中。
在这种制冷循环中,压缩过程由一个压缩机完成,冷凝过程由一个冷凝器完成,膨胀过程由一个毛细管或一个膨胀阀完成,蒸发过程由一个蒸发器完成。
图1所示为传统的制冷循环,其中第一和第二蒸发器1A和1B并联分别冷却第一和第二制冷室R1和R2到所希望的温度。第一和第二毛细管5A和5B分别为两个蒸发器1A和1B而设置在并联制冷通路管道中并位于两个蒸发器之前。第一和第二电磁阀4A和4B分别设置在位于毛细管5A和5B之前的制冷通路管道中,以便为两个毛细管5A和5B控制制冷剂的流量。上述电磁阀4A和4B是两通流量控制阀并且通常处于关闭状态。
在主制冷通路管道中位于两个电磁阀4A和4B之前具有一个压缩机2和一个冷凝器3。
当利用传统制冷循环希望同时冷却相分离的第一和第二制冷室R1和R2到所希望的温度时,两个电磁阀4A和4B都打开。因此,来自冷凝器3的冷凝制冷剂的一部分通过第一电磁阀4A和第一毛细管5A到达第一制冷室R1内的蒸发器1A。第一蒸发器1A内的制冷剂从第一制冷室R1内的空气中吸收热量,从而把空气冷却到所希望的温度。另一方面,来自冷凝器3剩余部分的制冷剂通过第二电磁阀4B和第二毛细管5B到达第二制冷室R2内地蒸发器1B,第二蒸发器1B内的制冷剂从第二制冷R2内的空气中吸收热量,从而把空气冷却到所希望的温度。
另一方面,当希望只把第二制冷室R2冷却到所希望的温度时,第二电磁阀4B打开,第一电磁阀4A保持关闭。在这样一种单独冷却第二制冷室的模式中,来自冷凝器3的所有制冷剂通过第二电磁阀4B和第二毛细管5B到达第二蒸发器1B,并把第二制冷室内的空气冷却到所希望的温度。同样,单独冷却第一制冷室R1的模式通过打开第一电磁阀4A和关闭第二电磁阀4B来实现。
然而,这种传统制冷循环的问题在于为两个并联蒸发器单独控制制冷剂流量需要提供两个流量控制阀,因此不但增加了两个流量控制阀致动装置所产生的噪声也增加了制冷循环的生产成本。
相应地,本发明考虑了上述存在的问题,且本发明的一个目的就是提供一个三通流量控制阀用于具有两个并联热交换器的制冷循环,它可以按所希望的有选择地供给两个热交换器制冷剂或只供给其中一个热交换器制冷剂。
为实现上述目的,本发明提供了一个三通流量控制阀,其包括一个两端是开口的中空的圆柱形壳体,一个支撑在壳体第一端内的第一阀室,该阀室具有一个第一制冷剂排出孔和一个在第一制冷剂排出孔内形成的第一孔口,一个支撑在壳体第二端内的第二阀室,该阀室上具有一个制冷剂进入孔和一个第二制冷剂排出孔及一个在制冷剂进出口之间形成的一个第二孔口,一个轴向安置在第一阀室内的第一阀门装置以便轴向移动以控制第一孔口的开口比例,一个轴向安装在第二阀室内的第二阀门装置以轴向移动来控制第二孔口的开口比例,和一个用于控制第一和第二阀门装置的致动装置,该装置设置在第一和第二阀室之间并允许两个阀室能彼此连通。
在本发明第一个实施例中,在第一和第二阀室内的第一和第二孔口的入口端具有第一个和第二导向孔。第一和第二导向孔内部具有加工而成的内螺纹并导引第一和第二阀门装置相对方向上的轴向运动。每个第一个第二阀门装置包括放置在相应制冷剂排出孔内的弹簧支架,设置在每个阀室内可移动的针状阀体,该阀体从相应的孔口内伸出,放置在弹簧支架和针状阀体之间并朝着致动装置方向垂直和弹性地推动针状阀体的弹性偏动件。
致动装置包括安装在壳体侧壁外部周围的一个定子,安装在壳体内部可旋转的转子并且在转子的外表面和壳体的内表面之间留有一个间隙,一个轴向穿过转子的转动轴,一个第一致动件,其和转动轴上端装配并在第一阀门装置弹性偏动件配合下反向轴向移动第一阀门装置的针状阀体,其外表面具有加工而成的外螺纹并同第一导向孔的内螺纹可移动地啮合,一个和转动轴下端装配的第二致动件,其在第二阀门装置的弹性偏动件的配合下反向轴向移动第二阀门装置的针状阀体,其外表面具有加工而成的外螺纹并和第二导向孔内的内螺纹可移动地啮合。
在三通流体控制阀内,在每个第一和第二致动件上至少具有一个轴向连通孔,从而允许两个阀室通过两个致动件上的连通孔彼此连通。
另外,在转子相对的两个端面周围具有两个限位器用于限定转子的上部死点和下部死点。
每个限位器包括在每个阀室内端面上形成的多个轴向销座孔,放置在其中一个销座孔内的限位销,安装在转子每个端面上的转动圆盘,及在转动圆盘外侧面边缘上的限位凸起,该限位凸起伸向限位销以便有选择地被限位销挡住。
在根据本发明第二实施例的三通流量控制阀内,第一阀室的第一孔口位于第一制冷剂排出孔的入口端,并且和壳体内部直接相通。第一阀门装置包括一个设置在第一制冷剂排出孔内的第一弹簧支架,一个放置在第一阀室内轴向穿过第一孔口并可以移动的第一针状阀体,及一个设置在第一弹簧支架和第一针状阀体之间的第一弹性偏动件,其垂直和弹性地朝着致动装置方向推动第一针状阀体。第二阀室内位于第二孔口的入口端具有一个导向孔。该导向孔内表面具有加工而成的内螺纹并导引第二阀门装置相对方向上的轴向运动。第二阀门装置包括放置在第二制冷剂排出孔内的第二弹簧支架,设置在第二阀室内轴向穿过第二孔口的第二针状阀体,及放置在第二弹簧支架和第二针状阀体之间的第二弹性偏动件,其朝着致动装置方向垂直和弹性地推动第二针状阀体。
在第二实施例中,致动装置包括一个安装在壳体侧壁外部的一个定子,放置在壳体内部可旋转的转子,并在转子的外表面和壳体的内表面之间留有一个间隙,轴向穿过转子的旋转轴,同旋转轴上端装配的第一致动件,其在第一阀门装置弹性偏动件的配合下反向轴向移动第一阀门装置的针状阀体,及和旋转轴下端装配的第二致动件,其在第二阀门装置的偏动件的配合下反向轴向移动第二阀门装置的针状阀体,其外表面具有加工而成的外螺纹并同第二阀室导向孔的内螺纹可移动地啮合。
根据本发明第二实施例的三通流量控制阀具有两个限位器,它们位于转子两个相对端面的周围用于限定转子的上部死点和下部死点。
本发明上述及其它目的、特征和其它优点从下面结合附图的详细描述中能更清楚地理解,其中:
图1为具有两个两通流量控制阀的传统制冷循环的线路图;
图2为根据本发明具有一个三通流量控制阀的制冷循环的线路图;
图3为根据本发明第一个实施例的三通流量控制阀的剖面图,图中阀的两个出口都处于打开状态;
图4为图3所示三通流量控制阀的拆分透视图,显示了该阀重要部件的结构;
图5和图6是图3所示三通流量控制阀的剖面图,阀的两个出口其中一个打开另一个关闭;
图7为根据本发明第二个实施例的三通流量控制阀的剖面图,图中阀的两个出口都处于打开状态;
图8为图7所示三通流量控制阀的拆分透视图,显示了该阀重要部件的结构;
图9和图10是图7所示三通流量控制阀的剖面图,图中阀的两个出口其中一个打开另一个关闭;
下面结合附图对本发明进行描述,其中在不同的附图中使用相同的标号标识相同或类似的组件。
图2为根据本发明具有三通流量控制阀的制冷循环的线路图。如图所示,具有本发明三通流量控制阀的制冷循环包括一个压缩机20,用于压缩制冷剂以产生高度压缩的热制冷剂,和一个冷凝器30,用于冷凝来自压缩机20的制冷剂。在制冷循环中,作为循环热交换器的第一蒸发器11和第二蒸发器12并联放置分别冷却相分离的第一制冷室R1和第二制冷室R2到所希望的温度,在两个蒸发器11和12并联的制冷通路管道中,在两个蒸发器之前分别设置了一个第一膨胀装置51和一个第二膨胀装置52。本发明的三通流量控制阀40或400安装在并联制冷通路管道的接合处并位于两个膨胀装置51和52之前为两个膨胀装置51和52控制制冷剂的流量,以便流量控制阀能够按所希望的方式有选择地供给两个蒸发器11和12或其中一个蒸发器制冷剂。上述制冷循环的部件连接在一起形成一个封闭的回路。
图3是根据本发明第一个实施例的三通流量控制阀的剖面图。图4是图3所示三通流量控制阀的拆分透视图,显示了流量控制阀重要部件的结构。
如图所示,根据本发明第一个实施例的三通流量控制阀40包括第一阀室42和第二阀室43,第一阀室42和第二阀室43分别具有第一轴向孔口42A和第二轴向孔口43A。在两个阀室42和43内分别设置了一个第一阀门装置44和一个第二阀门装置45以便控制两个阀室42和43轴向孔口42A和43A的开口比例。致动装置46设置在两个阀室42和43之间以操纵两个阀门装置44和45。两个限位器47和48放置在流量控制阀40内分别位于致动装置46两个相对端部的周围。
第一阀室42具有一个第一制冷剂排出孔42B和一个第一导向孔42C,并由一个中空的圆柱形外壳41的第一端支撑。圆柱形外壳41的第一端位于图中上侧。第一制冷剂排出孔42B在第一孔口42A的出口端形成并有选择地从第一阀室42排放制冷剂。第一导向孔42C在第一孔口42A的入口端形成且其内表面具有加工而成的内螺纹。
第二阀室43具有一个第二制冷剂排出孔43B和一个第二导向孔43C,并由中空的圆柱形外壳41的第二端支撑。圆柱形外壳41的第二端位于图中下侧。第二制冷剂排出孔42B在第二孔口43A的出口端形成并有选择地从第二阀室43排放制冷剂。第二导向孔43C在第二孔口43A的入口端形成且其内表面具有加工而成的内螺纹。制冷剂入口43D位于第二阀室43内第二制冷剂排出孔43B和第二导向孔43C之间用于把制冷剂引入流量控制阀40。
圆柱形外壳41包括上部壳体件41A和下部壳体件41B。第一阀室42紧密地配合在上部壳体41A内因此由壳体部分41A支撑。下部壳体件41B的上部边缘径向伸出从而形成上部凸缘。下部壳体件41B和上端壳体部分41A的下端装配且其下端装配在第二阀室43上从而支撑第二阀室43。
如图2所示,阀室42和43的制冷剂排出孔42B和43B分别同第一蒸发器11和第二蒸发器12连接。第二阀室43的制冷剂进入孔43D同冷凝器30连接。
第一阀门装置44和第二阀门装置45分别可移动地安装在阀室42和43内,由此它们控制阀室42和43轴向孔口42A和43A的开口比例。第一阀门装置44包括一个针状阀体44A其从制冷剂排出孔42B轴向伸入孔口42A内,以便可移动地放置在孔口42周围形成的一个阀座上。在第一阀室42内设置了一个弹性偏动件44D用以在关闭孔口42A的方向上正常和弹性地推动针状阀体44A。一个弹簧支架44E紧固地安装在制冷剂排出孔42B内用于支撑偏动件44D。该弹簧支架具有一个中心孔44F以允许制冷剂通过支架44E到达制冷剂排出孔42B。同样,第二阀门装置45包括一个针状阀体45A,一个弹性偏动件45D,及一个具有中心孔45F的弹簧支架45E。
在第一阀室42内,针状阀体44A通过致动装置46和偏动件44D在制冷剂排出孔42B内轴向移动。针状阀体44A包括一个锥形阀头44B,该阀头放置在孔口42周围形成的阀座上。阀杆44C从阀头伸出一个预定的长度以便穿过孔口42A到达导向孔42C。同样,第二阀室43内的针状阀体45A包括一个锥形阀头45B,和一个阀杆45C,该阀杆从阀头45B伸出一个预定的长度以便穿过孔口43到达导向孔43C。针状阀体45A通过致动装置46和偏动件45D在制冷剂排出孔43B内轴向移动。这种情况下,阀体44A和45A的阀杆44C和45C的端头在导向孔42C和43C内总是和致动装置46相应的端部接触。为了减少阀杆44C、45C和致动装置46接合处产生的摩擦阻力,阀杆44C和45C的端部都制成尖端。
在本发明第一个实施例的三通流量控制阀40中,针状阀体44A和45A通过致动装置46及偏动件44D和45D在阀室42和43内轴向相反地移动。即当致动装置46朝着制冷剂排出孔42A和43A有选择地至少推动阀体44B和45B中的一个时,偏动件44D和45D垂直是朝着孔口42A和43A推动阀头44B和45B。因此通过控制致动装置46就可以控制孔口42A和43A的开口比例。
致动装置46是一种能够反向旋转可逆式步进电机。致动装置46包括一个定子46A,其安装在上部壳体件41A的外壁上并由下部壳体件41B的上部凸缘支撑。致动装置46还包括一个转子46B,其放置在壳体41内。当转子46B在第一阀室42和第二阀室43之间反向旋转时,它在相对的方向上分别朝着阀室42和43轴向移动。
定子46A是一个具有绕线的圆柱形螺旋管,因此当其通电时能形成所希望得到的电场。定子46A安装在壳体41的外侧壁上并位于阀室42和43之间。转子46B是一块磁铁并带有一个旋转轴46C,旋转轴46C沿着流量控制阀40的中心线轴向穿过磁铁46B。转子46B在定子46A的配合下在第一阀室42和第二阀室43之间的空腔内反向转动以便在相对的方向上分别朝着阀室42和43轴向移动。在转子46B的外表面和壳体41的内表面之间有一个环形的间隙,因此使转子46B周围的空腔的上部和下部彼此连通。
第一和第二致动件46D和46E分别装配在旋转轴46C相对的两端,并分别可移动地安装在第一阀室42和第二阀室43的导向孔42C和43C内。致动件46D和46E的外端总是与针状阀体44A和45A阀杆44C和45C的尖端接触,因此能够按所希望的有选择地朝着制冷剂排出孔42B和43B推动阀体44A和45A。致动件46D和46E的外表面具有加工而成的外螺纹并和导向孔42C和43C的内螺纹可移动地啮合。致动件46D和46E在导向孔42C和43C的导引下朝着相对的方向移动以响应转子46B的旋转并操纵针状阀体44A和45A。致动件46D和46E的每一个上有规则地形成了多个轴向的连通孔46F和46G,这些连通孔从一端穿透到另一端,因此通过孔46F和46G,阀室42和43彼此连通。
在阀室42和43之间具有两个对着转子46B端面的限位器47和48,用于限制转子46B相对方向上的运动。两个限位器47和48中的每一个包括一个限位销47B或48B,其轴向放置在每个阀室42或43的内端面部上。转动圆盘47C或48C紧固地安装在转子46B的每个端面上以便圆盘47C和48C能同转子46B一起转动。在每个圆盘47C和48C外侧面上的预定位置具有限位凸起47D或48D。在转子46B在相对方向上轴向运动期间,当转子46B到达上部死点或下部死点时,圆盘47D和48D会被限位销47B和48B中与其相应的一个挡住,从而限定转子46B的轴向运动。
为了把限位销47B和48B放置在阀室42和43上,在阀室42和43的内端面上具有多个销座孔47A和48A,这些孔成圆形排列并均匀地间隔开一个角度。在第一个实施例中,在每个阀室的内端面上最好是有12个孔47B或48B并均匀地间隔30°角。由于每个阀室42或43具有多个销座孔47A或48A,因此在某种程度上就可以自由地调整转子46B轴向运动的距离,轴向运动期间,被限位销47B和48B挡住的限位凸起47D和48D限制了转子46B的运动。最后孔口42A和43A的开口比例就可以得到更精确的控制。即由于阀室42和43上的限位销47B和48B的位置可以随意地改变,所以就可以矫正转子46B的上下部死点的误差,该误差是由于在生产或装配流量控制阀40的零件过程中产生的尺寸误差引起的。
限位凸起47D和48D中的每一个和相应的圆盘47C或48C外侧边缘在预定的位置通过塑料注模工艺浇注成一个单一的结构。第一限位凸起47D从圆盘47C向上伸出并固定在转子46B的上端面上。当转子46B位于上下部死点之间的中立位置以实现中立模式时,限位凸起47D和限位销47B之间留有一个预定的间隙。同样,第二限位凸起48D从圆盘48C向下伸出并固定在转子46的下端面上,当转子46B处于中立模式时,第二限位凸起48D和限位销48B之间留有一个预定的间隙。
在本发明中,流量控制阀40最好是当转子46B在向前转动两周以实现向前转动720°后第一限位凸起47D被限位销47B挡住,由此止住转子46B向上的轴向移动。同样,第二限位凸起48D最好是在转子46B反向转动两周以实现反向转动720°时被限位销挡住,由此止住转子46B向下的轴向移动。
下面对上述三通流量控制阀40的工作效果进行描述。
在图2所示制冷循环运行期间,三通流量控制阀40通过一个控制器(图中未示出)来控制按所希望的有选择地从冷凝器同时供给两个并联的蒸发器11和12或供给二者中任何一个蒸发器制冷剂。
当希望从冷凝器同时供给两个并联的蒸发器11和12制冷剂时,流量控制阀40进行如下操作,即转子46B首先通电动作以实现如图3所示的中立模式。
在转子46B处于中立模式时,总是和第一阀门装置44上针状阀体44A的阀杆44C的尖端保持接触的第一致动件46D在压缩第一推动装置44D的同时朝着弹簧支架44E方向轴向推动阀体44A。因此,针状阀本44A的阀头44B和第一阀室42的孔口42A分离由此打开孔口42A。同样,总是和第二阀门装置45上针状阀体45A的阀杆45C的尖端保持接触的第二致动件46E在压缩第二推动装置45D的同时朝着弹簧支架45E方向轴向推动阀体45A。因此,针状阀体45A的阀头45B和第二阀室43的孔口43A分离由此打开孔口43A。简而言之,当转子46B处于中立模式时孔口42A和43A都是打开的。
在这种情况下,制冷剂从冷凝器30通过第二阀室43被导入流量控制阀40内,并通过打开的孔口43A和第二阀室43的制冷剂排出孔43E从流量控制阀40内排放出一部分供给到第二蒸发器12。流量控制阀40的第二阀室43内的剩余制冷剂通过第二致动件46E的连通孔,转子46B和壳体41之间的间隙,及第一致动件46D的连通孔46F导入第一阀室42内。接着,从第一阀室42内排放的制冷剂通过打开的孔口42A和阀室42的制冷剂排出孔42B供给到第一蒸发器11。因此,利用并联的蒸发器11和12可以同时冷却第一和第二制冷室R1和R2到所希望的温度。
当转子46B处于中立模式时,流量控制阀40的孔口42A和43A总保持打开即使是在压缩机20停止制冷剂压缩操作时。因此,通过流量控制阀40的第一和第二孔口42A和43A的制冷剂的循环一直维持到压缩机20的入口和出口之间的压力差消失。
当仅希望供给第一蒸发器11制冷剂和单独冷却第一制冷室R1到所希望的温度时,本发明三通流量控制阀的操作如下。下面结合图2和图5对这种情况下流量控制阀40的操作进行描述。
当希望把第一制冷室R1单独冷却到所希望的温度时,定子46A电力驱动转子46B向前转动。这种情况下,第一和第二致动件46D和46E同转子46B在相同方向上转动。第一和第二致动件46D和46E放置在第一和第二阀室42和43的导向孔42C和43C内并通过螺纹啮合,第一和第二致动件46D和46E在所述导向孔42C和43C内转动的同时,图中它们还在导向孔42C和43C内沿轴向向上移动。因此,第一致动件46D在压缩偏动件44D的同时朝着制冷剂排出孔42B方向推动第一阀门装置44的针状阀体44A,由此打开第一阀室42的孔口42A。另一方面,从第二致动件46E施加给第二阀门装置45的针状阀体45A的现有压力降低以允许偏动件45D的恢复力朝着第二阀室43的孔口43A方向推动阀体45A。因此,孔口43A通过针状阀体45A的阀头45B关闭。当第一圆盘47C的限位凸起47D被限位销47B挡住时,转子46B向前的转动停止。这种情况下转子46B在流量控制阀40内的位置是转子46B的上部死点。在转子46B的上部死点,第一阀门装置44上针状阀体44A的阀头44B从第一孔口42A完全分离以使所述孔口42A的开口比例最大。另一方面,第二阀门装置45上针状阀体45A的阀头45B完全关闭第二孔口43A。
在这种情况下,从冷凝器30通过第二阀室43的制冷剂入口43D导入到流量控制阀40内的制冷剂没有流经第二阀室43的制冷剂排出孔43B或孔口43A。而是所有的制冷剂从第二阀室43通过第二致动件46E上的连通孔46G,转子46B和壳体41之间的间隙和第一致动件46D上的连通孔46F流进第一阀室42。接着制冷剂经过第一阀室42的打开的孔口42A和制冷剂排出孔42B被排放出所述第一阀室42供给第一蒸发器11。因此,能够只把制冷剂供给两个蒸发器11和12中的第一蒸发器11并能够单独地冷却第一制冷室R1到所希望的温度。
另一方面,当希望只给第二蒸发器12供应制冷剂并单独冷却第二制冷室R2到所希望的温度,本发明三通流量控制阀40的操作如下。下面结合图2和图6对这种情况下流量控制阀40的操作进行描述。
当希望单独冷却第二制冷室R2到所希望的温度时,定子46A电力驱动转子46B反方向转动。这种情况下,第一和第二致动件46D和46E随转子46B在相同的方向上转动。当第一和第二致动件46D和46E在导向孔42和43内转动的同时,图中它们在导向孔42和43内还沿轴向向下移动。因此,第二致动件46E在压缩偏动件45D的同时还朝着制冷剂排出孔43B方向推动第二阀门装置45的针状阀体45A,由此打开第二阀室43的孔口43A。另一方面,从第一致动件46D施加给第一阀门装置44的针状阀体44A的现有压力降低以允许偏动件44D的恢复力朝着第一阀室42的孔口42A推动阀体44A。因此孔口42A通过针状阀体44A的阀头44B关闭。
在第二圆盘48C的限位凸起48D被限位销48B挡住时转子46B的反向转动停止。这种情况下转子在流量控制阀40内位于转子46B的下部死点。在转子46B的下部死点,第二阀门装置45上针状阀体45A的阀头45B完全从第二孔口43A上分离以使所述孔口43A的开口比例最大。另一方面,第一阀门装置44上针状阀体44A的阀头44B完全关闭第一孔口42A。
在这种情况下,从冷凝器30通过第二阀室43的制冷剂入口43D导入到流量控制阀40内的制冷剂没有流经第一阀室42的制冷剂排出孔42B或孔口42A。而是所有的制冷剂经过第二阀室43的打开孔口42A和制冷剂排出孔42B从第二阀室43流到第二蒸发器12。因此,能够只把制冷剂供给两个蒸发器11和12中的第二蒸发器12并能够单独地冷却第二制冷室R2到所希望的温度。
在本发明三通流量控制阀中,由于流量控制阀零件的装配误差转子46B的上部死点和下部死点可能会改变,这种改变不是所希望看到的。这种情况下,通过把限位销47B和48B放置在销座孔47A和48A中合适的孔内使改变的上部死点和下部死点得到精确的调整,销座孔47A和48A均匀地分布在两个阀室42和43的内端面上并且间隔30°。由于两个限位销47B和48B具有可改变的位置,因此可以按所希望的精确调整转子46B轴向的移动距离。
图7是根据本发明第二个实施例的三通流量控制阀的剖面图。在第二个实施例中,三通流量控制阀的大致结构和第一个实施例所描述的相同,但转子和第一阀室发生了变化。
如图7所示,根据本发明第二个实施例的三通流量控制阀400包括第一和第二阀室420和430,它们分别具有第一和第二轴向孔口421和431。一个第一阀门装置440和一个第二阀门装置450分别安装在两个阀室420和430内以便控制两个阀室420和430轴向孔口421和431的开口比例。操作装置460安装在两个阀室420和430之间以便操纵两个阀门装置440和450动作。两个限位器470和480放置在流量控制阀400内并位于操作装置460两个相对端部的周围。
第一阀室420具有一个第一制冷剂排出孔422并由一个中空的圆柱形壳体410的上端支撑。第一制冷剂排出孔422在第一孔口421的出口端形成,并有选择地从第一阀室420内排放制冷剂。第一孔口421的入口端直接和壳体410的内部相通。
第二阀室430具有一个第二制冷剂排出孔432和一个导向孔433并由圆柱形壳体410的下端支撑。第二制冷剂排出孔432在第二孔口431的出口端形成并有选择地从第二阀室430内排放制冷剂,且其内表面具有加工而成的内螺纹。第二阀室430内在第二制冷剂排出孔432和导向孔433之间具有一个制冷剂进入孔434用于把制冷剂导入流量控制阀400内。即第一和第二阀室420和430分别设置在圆柱形壳体相对的两端并彼此相对。
圆柱形壳体410包括上部壳体件411和下部壳体件412。第一阀室420紧密的装配在上部壳体件411内,因此由壳体411支撑。下部壳体件412的上边缘径向向外伸出由此形成上部凸缘。下部壳体件412的上端和上部壳体件411的下端装配,其下端固定在第二阀室430上,由此支撑第二阀室430。
在该实施例三通流量控制阀400中,两个阀室420和430的制冷剂排出孔422和432分别同第一蒸发器11和第二蒸发器12相连。第二阀室430的制冷剂入口434同冷凝器30相连。
第一阀门装置440和第二阀门装置450分别可移动地放置在阀室420和430内,以便它们控制两个阀室420和430轴向孔口421和431的开口比例。第一阀门装置包括一个针状阀体441,其从制冷剂排出孔422伸入孔口421内以便可移动地放置在孔口421周围形成的阀座上。在第一阀室420内放置了一个弹性偏动件444用于在关闭孔口421的方向上垂直弹性地推动针状阀体441。一个弹簧支架445紧固地放置在制冷剂排出孔422内以支撑偏动件444。弹簧支架445具有一个中心孔446用于允许制冷剂穿过支架445到达制冷剂排出孔422。同样,第二阀门装置450包括一个针状阀体451,一个弹性偏动件454,及一个具有中心孔456的弹簧支架455。
在第一阀室420内,针状阀体441通过操作装置460和偏动件444在制冷剂排出孔422内可轴向地移动。针状阀体441包括一个圆锥形的阀头442放置在孔口421周围形成的阀座上。阀杆443从阀头伸出一个预定的长度以便阀杆443穿过孔口421到达上部壳体件411的内部。同样,第二阀室430内的针状阀体451包括一个圆锥形的阀头452,和一个阀杆453其从阀头452伸出一个预定的长度以便阀杆452穿过孔口431到达导向孔433内。针状阀体451通过操作装置460和偏动件454在制冷剂排出孔432内能够轴向移动。
致动装置460包括一个定子461,其安装在上部壳体件411侧壁的外部并由下部壳体件412的上部凸缘支撑。致动装置460还包括一个转子462,其放置在壳体410的内部。该转子462位于两个阀室420和430之间,其反向旋转的同时能够朝着两个阀室420和430在相对的方向上轴向移动。
定子461安装在壳体410侧壁的外部并位于两个阀室420和430之间。转子462具有一个旋转轴463,其沿着流量控制阀400的中心线轴向穿过转子462。该转子462在定子461的配合下在第一和第二阀室420和430之间的腔体内能够反向旋转以便朝着两个阀室420和430在相对的方向上轴向移动。在壳体410的内表面和转子462的外表面之间具有一个环形的间隙,因此使转子462周围空腔的上部和下部能彼此连通。
转动轴463相对的两端分别具有第一致动件464和第二致动件465。第一致动件464和转动轴463的上端装配并且其直径比转动轴463的直径要稍大。第一致动件464的外端总是和第一针状阀体441的阀杆443的尖端接触,因此能够按所希望的有选择地朝着制冷剂排出孔442推动阀体441。另一方面,第二致动件465的外表面具有加工而成的外螺纹并和导向孔433的内螺纹可移动地啮合。第二致动件465在导向孔433的引导下在相对的方向上移动以回应转子462的反向旋转,并使针状阀体451动作。在第二致动件465上具有多个轴向的连通孔466,它们均匀分布并从第二致动件465的一端穿透到另一端,因此使两个阀室420和430通过孔466彼此连通。
两个限位器470和480中的每个包括一个限位销472或482,该限位销472或482轴向安装在阀室420或430的内侧端面上。在转子462的每个端面上紧固地安装着一个可旋转圆盘473或483以便两个圆盘473和483能随转子462一起转动。在两个圆盘473和483中每一个的外侧面上的预定位置具有一个限位凸起474或484。当转子462反方向轴向移动期间到达上部死点或下部死点时,两个限位凸起474和484中的每一个分别被限位销472和482中与其相应的一个挡住,由此停止转子462的轴向运动。
为了把限位销472和482放置在阀室420和430内,在每个阀室420和430的内端面上具有多个销座孔471或481,这些孔成一个圆形排列并均匀地间隔开一个角度。每个限位销472和482安装在相应的销座孔471和481内。
第一限位凸起474从转子462上端面的圆盘474向上伸出。当转子462位于上部死点和下部死点之间的中立位置以实现一个中立模式时,限位凸起474和限位销472之间留有一个预定的间隙。同样,第二限位凸起484从转子462下端面上的圆盘483向下伸出,当转子462处于中立模式时在限位凸起484和限位销482之间留有一个预定的间隙。
在根据本发明第二个实施例的三通流量控制阀400内,第一阀室420没有任何导向孔,第一致动件464的内表面也没有任何螺纹,这同第一个实施例是不同的。因此,在第二个实施例的三通流量控制阀400内,第一针状阀体441阀头442的阀杆443暴露在壳体410内部的上部,且其尖端和第一致动件464接触。第二实施例的三通流量控制阀400的一般操作和第一实施例的三通流量控制阀40的相同,但是第二实施例中,第一致动件464和第一针状阀体441接触反向移动阀体441没有通过任何导向装置导向,这同第一实施例是不同的。如图7是同图3相对应的一个视图,但是所示为第二实施例,第一阀室420和430的孔口421和431在转子462处于中立模式时是打开的,因此同时允许制冷剂从流量控制阀400内通过两个制冷剂排出孔422和432排放到第一和第二蒸发器11和12内。图9是同图5相对应的一个视图,但所示为第二实施例。当转子462在向前的方向上转动时,如图9所示,转子462沿轴向向上移动去打开第一阀室420的孔口421,因此允许制冷剂从流量控制阀400通过第一阀室420的制冷剂排出孔422流向第一蒸发器11。这种情况下,第二阀室430的孔口431是关闭的,所以制冷剂并不从流量控制阀400流向第二蒸发器12。当流量控制阀达到图9所示的位置,就可以单独冷却第一制冷室R1到所希望的温度。图10同图6相对应但所示是第二实施例。当转子462反向旋转时,如图10所示,转子462沿轴向向下移动去打开第二阀室430的孔口431,因此允许制冷剂从流量控制阀400通过第二阀室430的制冷剂排出孔432流向第二蒸发器12。在这种情况下,第一阀室420的孔口421是关闭的,因此制冷剂并不从流量控制阀400流向第一蒸发器11。因此就可以单独冷却第二制冷室R2到所希望的温度。
根据第二实施例的三通流量控制阀400操作的进一步说明就不必要了。
如上所述,本发明为具有两个并联蒸发器的制冷循环提供了一种三通流量控制阀。该流量控制阀具有两个制冷剂排出孔,并可以有选择地同时打开两个排出孔也可以只打开其中的一个。因此,本发明三通流量控制阀可以按照所希望的选择地供给两个蒸发器制冷剂也可以只供给其中一个蒸发器制冷剂。该三通流量控制阀简化了制冷循环的结构。
另外,本发明三通流量控制阀的孔口通过转子可逆的转动是逐步平稳地操作的,因此在孔口打开和关闭时能够较好地降低操作产生的噪声。在本发明流量控制阀的一个操作中,两个孔口中至少一个总是处于打开状态,所以在制冷循环中由于压力差即使是在压缩机停止制冷剂的压缩操作时制冷循环仍能继续。因此,即使当压缩机停止运行时在压缩机的出入口也不会产生一个压力差,所以克服了由涉及压缩机再启动的压力差所引起的任何启动问题。
本发明三通流量控制阀另一个优点是留驻在流量控制阀内用于两个并联且独立的蒸发器的制冷剂量能够有效地得到控制。因此可以快速或慢速地冷却具有两个蒸发器的制冷室到所希望的温度。
尽管为了说明发明目的上面对本发明的一个优选实施例进行了描述,本领域的熟练人员会想到在不脱离本发明的范围和思想的前提下,可以对本发明作出许多的修改,增补和替换。