改进的膨胀阀制造技术

一种两级比例控制阀被配置为用于流体系统中，两级比例控制阀包括阀体，阀体具有穿过其形成的纵向延伸的阀体孔。第一级微阀安装在阀体孔内，并且第二级滑阀组件安装在微阀下游的阀体孔内。第二级滑阀组件包括套筒和可滑动地安装在套筒内的滑阀。

【技术实现步骤摘要】
改进的膨胀阀
本专利技术总体涉及用于控制流体流动的阀。特别地，本专利技术涉及用于在诸如加热、通风、空调和制冷(HVAC-R)系统的流体系统中使用的两级比例控制阀的改进结构。
技术介绍
一种已知的两级比例控制阀是膨胀阀，例如，模块化硅膨胀阀(MSEV)。MSEV是电子控制的常闭的单流向阀。MSEV可以用于常规HVAC-R应用中的制冷剂质量流量控制。MSEV的第一级是微阀，其用作先导(pilot)阀以控制第二级滑阀。当微阀接收到脉冲宽度调制(PWM)信号时，微阀调节以改变跨第二级滑阀的压力差。滑阀将移动以平衡压力差，有效地改变MSEV的孔口打开以控制制冷剂的流动。然而，存在与已知的MSEV相关联的不期望的制造过程。例如，只有在流体入口和流体出口连接器管和毛细管已经被钎焊到阀体之后才能实现确保MSEV的阀体中所需的滑阀孔直径所需的最终加工步骤。需要该顺序是因为加工到阀体中的孔可能由于钎焊操作中使用的热而变形多达约30μm。在MSEV阀体中的典型的加工的滑阀孔具有大约+/﹣5μm的直径公差，并且如果在滑阀孔已经被加工之后执行钎焊操作，则钎焊操作可能导致加工的滑阀孔超出公差。因此，诸如流体入口和流体出口连接管和毛细管的部件通常在最终加工步骤之前钎焊到阀体。因为诸如流体入口和流体出口连接管和毛细管的部件在最终加工步骤之前钎焊到阀体，所以用于组装MSEV的固定装置和工具可能是复杂且昂贵的，并且制造时间可能不期望地长。MEMS(微机电系统)是一类物理尺寸小、具有尺寸在微米范围内(即约10μm或更小)的特征的系统。这些系统具有电气和机械部件。术语“微加工”通常理解为意指MEMS装置的三维结构和移动部件的生产。MEMS最初使用修改的集成电路(计算机芯片)制造技术(如化学蚀刻)和材料(如硅半导体材料)来微加工这些非常小的机械装置。今天，存在更多的微加工技术和材料可用。在本申请中使用的术语“微加工装置”是指具有一些尺寸为约10μm或更小的特征的装置，因此通过定义至少部分地通过微加工形成。更具体地，本申请中使用的术语“微阀”是指具有尺寸为约10μm或更小的特征的阀，并且因此通过定义至少部分地通过微加工形成。本申请中使用的术语“微阀装置”是指包括微阀并且可以包括其他部件的微加工装置。应当注意，如果除了微阀之外的部件被包括在微阀装置中，这些其它部件可以是微加工部件或标准尺寸(较大)的部件。类似地，微加工装置可以包括微加工部件和标准尺寸(较大)的部件。已经提出了各种微阀装置用于控制流体回路内的流体流动。典型的微阀装置包括由主体可移动地支撑以在关闭位置和完全打开位置之间移动的可移位构件或阀部件。当置于关闭位置时，阀部件基本上阻塞或关闭第一流体端口，否则第一流体端口与第二流体端口流体连通，从而基本上防止流体在流体端口之间流动。因此，已知的微阀允许一些流体通过关闭的阀端口泄漏，因此基本上防止，但不完全防止流体流动通过其中。当阀部件从关闭位置移动到完全打开位置时，增加地允许流体在流体端口之间流动。美国专利6,523,560、6,540,203和6,845,962描述了由多层材料制成的微阀，其公开内容通过引用并入本文。多层被微加工并且结合在一起以形成微阀体和包含在其中的各种微阀部件，包括包含微阀的可移动部分的中间机械层。可移动部件通过从中间机械层去除材料(通过已知的微加工装置制造技术，例如、但不限于，深反应离子蚀刻)来形成，以产生通过弹簧类构件保持附接到部件的其余部分的可移动阀元件。通常，材料通过产生穿过材料的槽的图案来去除以实现期望的形状。然后，可移动阀元件将能够在一个或多个方向上移动大致等于槽宽度的量。美国专利7,156,365描述了一种控制微阀的致动器的方法，其公开内容也通过引用并入本文。在公开的方法中，控制器向致动器提供初始电压，该初始电压有效地致动微阀。然后，控制器向致动器提供脉冲电压，该脉冲电压有效地继续微阀的致动。由于与制造已知的两级比例控制阀相关联的不期望的过程，期望的是提供一种用于两级比例控制阀的改进的结构，该结构更容易制造，并且其中制造阀体必须的最终加工步骤可以在诸如流体入口和流体出口连接器管和毛细管的部件被钎焊到其上之前完成。
技术实现思路
本专利技术涉及用于在诸如HVAC-R系统的流体系统中使用的两级比例控制阀的改进结构。在一个实施例中，被配置为用于流体系统中的两级比例控制阀包括阀体，阀体具有穿过其形成的纵向延伸的阀体孔。第一级微阀安装在阀体孔内，第二级滑阀组件安装在微阀下游的阀体孔内。第二级滑阀组件包括套筒和可滑动地安装在套筒内的滑阀。在第二实施例中，被配置为用于流体系统中的两级比例控制阀中的滑阀组件包括套筒。套筒是基本上圆柱形的，并且包括形成在其中并从套筒的打开的第一端延伸到打开的第二端的轴向延伸的套筒孔。滑阀包括从打开的第一端轴向地延伸到关闭的第二端的滑阀孔、并且可滑动地安装在套筒孔内。在第三实施例中，一种组装被配置为用于流体系统中的两级比例控制阀的方法包括将滑阀可滑动地安装在套筒内以限定滑阀组件。滑阀组件安装在通过两级比例控制阀的阀体形成的纵向延伸的阀体孔中。第一级微阀也安装在阀体孔内。滑阀组件限定了两级比例控制阀的第二级滑阀组件，并且安装在微阀下游的阀体孔内。当根据附图阅读时，从优选实施例的以下详细描述，本专利技术的各个方面对于本领域技术人员将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的包括HVAC-R膨胀阀的制冷系统的代表性实施例的框图。图2是常规的HVAC-R膨胀阀的侧视图。图3是图2所示的常规的HVAC-R膨胀阀的前视图。图4是沿图3的4-4线截取并且去除插塞和滑阀的剖视图。图5是根据本专利技术的改进的HVAC-R膨胀阀的侧视图。图6是图5所示的改进的HVAC-R膨胀阀的前视图。图7是沿图5的7-7线截取的剖视图。图8是图7所示的阀体的放大剖视图。图9是图7所示的改进的滑阀组件的端视图。图10是沿图9的10-10线截取的改进的滑阀组件的剖视图。图11是沿图10的11-11线截取的改进的滑阀组件的剖视图。图12是沿图11所示的改进的滑阀组件的替代剖视图，示出了在完全致动位置的改进的滑阀组件。图13是沿图12的13-13线截取的改进的滑阀组件的剖视图。具体实施方式现在参考附图，在图1中示出了根据本专利技术的总体上以10表示的制冷系统的代表性实施例的框图。所示的制冷系统10在很大程度上是本领域中常规的，并且仅旨在示出可以使用本专利技术的一个环境。因此，本专利技术的范围并非旨在限于与图1所示的制冷系统10的具体结构或一般的制冷系统一起使用。相反，如下面将变得显而易见的，本专利技术可以用于任何期望的环境中以用于下面描述的目的。如本领域所公知的，制冷系统10使制冷剂循环通过闭合回路，在其中依次经受压缩、冷凝、膨胀和蒸发。循环制冷剂从一个区域移除热量(从而冷却该区域)并且在另一个区域排出热量。为了实现这一点，所示的制冷系统10包括蒸发器11，例如，蒸发器盘管。蒸发器11在本领域中是常规的，并且适于在其入口处接收相对低压的液体制冷剂。可以使相对热的流体(例如，空气)流动通过蒸发器11，导致在蒸发器11中流动的相对低压的液体制冷剂膨胀，从在蒸发器11上流动的流体吸收热量，并在蒸发器11内蒸发。因此，进入蒸发器11的入口的相对低压的液体制冷剂变为从蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级比例控制阀，其被配置为用于流体系统中，所述两级比例控制阀包括：阀体，其具有穿过其形成的纵向延伸的阀体孔；第一级微阀，其安装在所述阀体孔内；以及第二级滑阀组件，其安装在所述微阀下游的所述阀体孔内，所述第二级滑阀组件包括：套筒；以及可滑动地安装在所述套筒内的滑阀。

【技术特征摘要】
2016.02.03 US 62/290,4891.一种两级比例控制阀，其被配置为用于流体系统中，所述两级比例控制阀包括：阀体，其具有穿过其形成的纵向延伸的阀体孔；第一级微阀，其安装在所述阀体孔内；以及第二级滑阀组件，其安装在所述微阀下游的所述阀体孔内，所述第二级滑阀组件包括：套筒；以及可滑动地安装在所述套筒内的滑阀。2.根据权利要求1所述的两级比例控制阀，其中，所述第二级滑阀组件被配置为与所述阀体独立地组装和测试。3.根据权利要求1所述的两级比例控制阀，其还包括附接在滑阀组件孔内、并且被配置为将所述滑阀组件保持在所述滑阀组件孔内的关闭构件，其中所述关闭构件被配置为通过限定在所述关闭构件和形成在所述滑阀组件孔中的肩部之间的金属对金属干涉密封而以防漏密闭方式安装在所述滑阀组件孔中。4.根据权利要求1所述的两级比例控制阀，其中，所述微阀组件包括微阀安装体，所述微阀安装体被配置为插塞，所述阀体孔的一端能够利用所述插塞关闭，并且其中，所述微阀安装体还被配置为通过限定在所述微阀安装体和所述阀体之间的金属对金属的干涉密封而以防漏密闭方式安装在所述阀体孔中。5.根据权利要求4所述的两级比例控制阀，其中，所述微阀安装体还包括在所述微阀安装体的外表面和所述阀体孔之间的至少一个周向延伸的密封件。6.根据权利要求3所述的两级比例控制阀，其中，所述滑阀包括从打开的第一端轴向延伸到关闭的第二端的滑阀孔，以及形成在其外表面上并且限定流体流动路径的第一周向延伸槽。7.根据权利要求6所述的两级比例控制阀，其中，所述滑阀还包括：第二周向延伸槽，其形成在所述滑阀的第一端附近的外表面上；第三周向延伸槽，其形成在所述滑阀的第二端附近的外表面上；周向延伸的压力槽，其形成在所述滑阀的第二轴向端和第三周向延伸槽之间的外表面上；第一横向流体通道，其在所述滑阀孔和所述第二周向延伸槽之间通过所述滑阀的侧壁形成；第二横向流体通道，其在所述滑阀孔和所述第三周向延伸槽之间通过所述滑阀的侧壁形成；以及第三横向流体通道，其在所述滑阀孔和所述周向延伸压力槽之间通过所述滑阀的侧壁形成。8.根据权利要求7所述的两级比例控制阀，其中，所述滑阀还包括在所述滑阀的打开的第一端处附接在所述滑阀孔内的杯形插入件，所述插入件的内部限定反馈压力室，所述插入件在其端壁中具有开口，所述开口限定流体在所述反馈压力室和所述滑阀孔之间的流动路径。9.根据权利要求7所述的两级比例控制阀，其中，所述套筒是基本上圆柱形，并且包括：轴向延伸的套筒孔，其形成在所述套筒中、并且从所述套筒的打开的第一端延伸到打开的第二端；多个周向延伸的密封部分，其形成在所述套筒的外表面上，每个所述密封部分限定第一周向延伸的密封槽；以及环形密封件，其设置在每个周向延伸的密封槽内，所述环形密封件在所述套筒和所述阀体孔之间提供流体密闭密封。10.根据权利要求9所述的两级比例控制阀，其中，所述套筒还包括限定在所述套筒的外表面中的周向延伸的入口流体流动槽和周向延伸的出口流体流动槽，至少一个主流体流动入口通道在所述套筒孔和所述入口流体流动槽之间通过所述套筒的侧壁形成，并且至少一个主流体流动出口通道在所述套筒孔和所述出口流体流动槽之间通过所述套筒的侧壁形成。11.根据权利要求10所述的两级比例控制阀，其中，至少一个反馈流动入口通道在所述套筒孔和所述入口流体流动槽之间通过所述套筒的侧壁形成，并且至少一个反馈流动出口通道在所述套筒孔和所述出口流体流动槽之间通过所述套筒的侧壁形成。12.根据权利要求11所述的两级比例控制阀，其中，所述滑阀组件还包括形成在所述套筒的第一端中的第一盖腔和形成在所述套筒的第二端中的第二盖腔，并且其中，关闭构件安装在所述第一盖腔和所述第二盖腔中的每一个内，所述关闭构件包括穿过其形成的流体通道。13.根据权利要求12所述的两级比例控制阀，其中，所述滑阀组件被配置为在关闭位置、完全打开位置和多个部分打开位置之间移动，其中，在所述关闭位置中，所述主流体流动出口通道和所述反馈流动入口通道由所述滑阀关闭，从而防止流体流动通过所述滑阀组件，而所述反馈流动出口通道打开、并且与流体出口端口流体连通，其中，在所述完全打开位置中，所述主流体流动入口通道和所述主流体流动出口通道打开，从而允许主流体流动通过所述滑阀组件到所述主流体流动出口通道，并且其中，在所述完全打开位置中，所述反馈流动出口通道由所述滑阀关闭，而所述反馈流动入口通道打开、并且与流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：EN富勒，P阿鲁纳萨拉姆，老乔A奥赫达，GK格利，C杨，J奥基夫，
申请(专利权)人：盾安美斯泰克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US