ВЕНТИЛЬ ДЛЯ ПАРОКОМПРЕССИОННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2013 года по МПК F16K11/74 F25B41/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к вентилю, в частности к расширительному вентилю. Предлагаемый вентиль выполнен с возможностью распределения потока текучей среды по меньшей мере по двум путям потока, расположенным по текучей среде параллельно. При использовании предлагаемого вентиля поток текучей среды, поступающий по меньшей мере в два пути потока, получается более равномерным, чем поток текучей среды, распределяемый известными вентилями. Предлагаемый вентиль целесообразно использовать в парокомпрессионной установке, например, в холодильной установке.

Уровень техники

В контуре текучей среды, например, в контуре циркуляции хладагента парокомпрессионной установки, иногда возникает необходимость в разделении пути потока на два или более параллельных пути, проходящих вдоль части указанного контура. Подобные ситуации возможны, например, в парокомпрессионных установках, которые содержат два или несколько параллельно установленных испарителей. Кроме того, целесообразной может оказаться возможность управления расходом текучей среды в каждом из параллельных путей потока, например, так, чтобы получить по существу равномерное распределение текучей среды или чтобы добиться оптимального функционирования установки, например, в отношении энергопотребления или коэффициента полезного действия.

Известны технические решения, обеспечивающие возможность управления распределением хладагента по двум или более параллельным путям потока в парокомпрессионной установке. Для этого в известных технических решениях за расширительным вентилем по ходу потока хладагента устанавливают распределитель. В результате, распределение хладагента происходит после его расширения, то есть, когда хладагент находится преимущественно в газообразном состоянии. Недостаток известного технического решения заключается в том, что весьма трудно управлять потоком хладагента так, чтобы получить по существу равномерное распределение между параллельными путями потока.

В других известных технических решениях для управления распределением хладагента в парокомпрессионной установке между двумя или более параллельными путями потока, один входной патрубок перемещают между двумя или более выходными патрубками. При этом каждый выходной патрубок сообщается по текучей среде с одним их параллельных путей потока так, что текучая среда подается в параллельные пути потока последовательно, через входной патрубок и соответствующий выходной патрубок. Причем текучая среда поступает в данный путь потока только тогда, когда входной патрубок находится в положении, в котором устанавливается соединение по текучей среде с выходным патрубком, соответствующим данному пути потока. Кроме того, когда входной патрубок находится в положении, в котором устанавливается соединение по текучей среде с данным путем потока, текучая среда не поступает ни в один из остальных путей потока. Это может привести к тому, что поток текучей среды, подаваемый в пути потока, окажется сравнительно неравномерным.

Описание изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить вентиль, распределяющий поток текучей среды по меньшей мере по двум параллельным путям потока и обеспечивающий подачу равномерных потоков текучей среды в параллельные пути потока.

Другая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить вентиль, распределяющий поток текучей среды по меньшей мере по двум параллельным путям потока и отличающийся компактностью по сравнению с известными из уровня техники вентилями.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить вентиль, распределяющий поток текучей среды по меньшей мере по двум параллельным путям потока, причем для функционирования такого вентиля требуется меньшее приводное усилие по сравнению с известными из уровня техники вентилями.

В настоящем изобретении предложен вентиль, содержащий

- патрубок, в который поступает текучая среда;

- по меньшей мере два выходных патрубка, каждый из которых соединен по текучей среде с путем потока, причем указанные по меньшей мере два пути потока расположены по текучей среде параллельно, причем каждый выходной патрубок подает текучую среду в один из путей потока;

- первую вентильную часть, в которой выполнено по меньшей мере два проточных канала, причем каждый проточный канал соединен по текучей среде с одним из указанных выходных патрубков;

- вторую вентильную часть, в которой выполнен по меньшей мере один основной проточный канал и по меньшей мере один второстепенный проточный канал, причем основной проточный канал или каналы и второстепенный проточный канал или каналы соединены по текучей среде с указанным входным патрубком, причем первая вентильная часть и вторая вентильная часть установлены с возможностью движения относительно друг друга так, что взаимное положение первой и второй вентильных частей определяет поток текучей среды между входным патрубком и каждым из выходных патрубков через проточные каналы первой вентильной части и второй вентильной части.

Вентиль содержит входной патрубок и по меньшей мере два выходных патрубка. Текучая среда поступает в вентиль через входной патрубок, а выходит из вентиля через выходные патрубки. В тексте данного описания под выражением "текучая среда" следует понимать среду, находящуюся в жидком состоянии, в газообразном состоянии, или представляющую собой смесь сред, находящихся в жидком и газообразном состоянии. Следует заметить, что состояние текучей среды, выходящей из вентиля, не обязательно совпадает с состоянием, в котором текучая среда поступает в него. Более подробное объяснение приведено ниже.

Входной патрубок может сообщаться по текучей среде с источником текучей среды, например, с резервуаром или путем потока проточной системы, например, с путем потока хладагента в парокомпрессионной установке.

Каждый выходной патрубок соединен с путем потока. Указанные пути потока расположены по текучей среде параллельно. В данном случае под параллельностью путей потока подразумевают, что текучая среда может протекать по путям потока параллельно. Таким образом, текучая среда, протекающая через данный выходной патрубок, поступает в путь потока, соединенный с данным выходным патрубком. В результате, текучая среда, входящая в вентиль, распределяется посредством предлагаемого вентиля по параллельным путям потока.

Если предлагаемый вентиль установлен в парокомпрессионной установке, например, в холодильной установке, системе кондиционирования воздуха или тепловом насосе, то параллельные пути потока, например, могут представлять собой два или несколько испарителей, расположенных в парокомпрессионной установке по текучей среде параллельно, или два или несколько параллельно установленных змеевика испарителя.

Вентиль содержит первую часть и вторую часть. В первой вентильной части выполнено по меньшей мере два проточных канала. Проточные каналы обеспечивают возможность прохождения текучей среды через первую вентильную часть. Каждый проточный канал соединен по текучей среде с одним из выходных патрубков. Таким образом, текучая среда, проходящая через первую вентильную часть по указанным проточным каналам, выходит из вентиля через соответствующий выходной патрубок и поступает в соответствующий путь потока.

Во второй вентильной части выполнен по меньшей мере один основной проточный канал и по меньшей мере один второстепенный проточный канал. Основной проточный канал и второстепенный проточный канал сообщаются по текучей среде с входным патрубком. Таким образом, основной и второстепенный проточные каналы обеспечивают возможность прохождения текучей среды, поступившей через входной патрубок, через вторую вентильную часть. В тексте данного описания под выражением "основной проточный канал" и "второстепенный проточный канал" следует понимать следующее. Посредством каждого из основных проточных каналов через вторую вентильную часть проходит основная, то есть значительная часть текучей среды, поступившей через входной патрубок. С другой стороны, посредством каждого из второстепенных проточных каналов через вторую вентильную часть может пройти только второстепенная, то есть меньшая часть текучей среды, поступившей через входной патрубок.

Первая вентильная часть и вторая вентильная часть установлены с возможностью движения относительно друг друга. Этого достигают путем установки первой и/или второй вентильной части так, чтобы она или они могли перемещаться относительно остальных элементов вентиля. Таким образом, первая вентильная часть может быть подвижной, в то время как вторая вентильная часть установлена неподвижно. В качестве альтернативного варианта, с возможностью движения может быть установлена вторая вентильная часть, а неподвижной остается первая вентильная часть. И наконец, подвижно можно установить обе вентильные части. Во всех описанных выше вариантах можно обеспечить относительное движение первой вентильной части и второй вентильной части и, таким образом, задавать их взаимное положение. Указанное взаимное положение определяет поток текучей среды между входным патрубком и каждым из выходных патрубков. Поток текучей среды проходит через вентиль по проточным каналам первой и второй вентильных частей. Таким образом, поток текучей среды, а также распределение текучей среды по параллельным путям потока, можно регулировать, изменяя взаимное положение первой и второй вентильных частей.

Когда первая и вторая вентильные части перемещаются относительно друг друга, проточные каналы, выполненные в первой вентильной части, и проточные каналы, выполненные во второй вентильной части, также перемещаются относительно друг друга. В результате, положение первой и второй вентильных частей относительно друг друга определяет взаимное положение каждого проточного канала, выполненного в первой вентильной части, и каждого проточного канала, выполненного во второй вентильной части. Это предусматривает определение того, установлено ли между проточными каналами, выполненными в первой вентильной части, и проточными каналами, выполненными во второй вентильной части, по меньшей мере одно соединение по текучей среде. Также это может предусматривать определение того, сообщается ли основной проточный канал или второстепенный проточный канал второй вентильной части по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части. Например, если основной проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то следует ожидать, что основная часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом. Аналогично, если второстепенный проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то следует ожидать, что меньшая часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом. И наконец, если данный проточный канал первой вентильной части не сообщается по текучей среде ни с основным проточным каналом, ни с второстепенным проточным каналом второй вентильной части, то следует ожидать, что в соответствующий путь потока текучая среда не поступит вовсе.

Таким образом, компоновка проточных каналов, в частности расход потока, задаваемый второстепенным проточным каналом или каналами, выполненными во второй вентильной части, относительно расхода потока, задаваемого основным проточным каналом или каналами, выполненными во второй вентильной части, обуславливает распределение текучей среды по параллельным путям потока в соответствии с данным взаимным положением первой и второй вентильных частей. В результате, распределением текучей среды по параллельным путям потока во время работы вентиля можно управлять, регулируя взаимное положение первой и второй вентильных частей с учетом компоновки проточных каналов. Например, в данный проточный канал первой вентильной части через основной проточный канал второй вентильной части поступает значительная часть текучей среды. При этом указанную значительную часть можно "дополнить" меньшими частями текучей среды, поступающими через один или несколько второстепенных проточных каналов второй вентильной части, прежде чем значительная часть снова поступит через основной проточный канал. Благодаря этому вентиль может обеспечить равномерные потоки текучей среды в параллельных путях потока.

Кроме того, поскольку второстепенный проточный канал или каналы пропускают меньшие объемы текучей среды, чем основной проточный канал или каналы, то можно предположить, что второстепенный проточный канал займет во второй вентильной части меньше места, чем основной проточный канал. В результате, проточные каналы второй вентильной части можно разместить на небольшой площади и, тем самым, уменьшить общий размер второй вентильной части по сравнению с известными вентилями. Таким образом, предлагаемый вентиль можно выполнить более компактным, чем известные вентили.

И наконец, благодаря своей компактной конструкции вентиль может функционировать при меньшем приводном усилии по сравнению с известными вентилями.

Предлагаемый вентиль может представлять собой расширительный вентиль, причем в этом случае во входной патрубок текучая среда поступает в жидком состоянии, а из выходных патрубков текучая среда выходит по меньшей мере в частично газообразном состоянии.

В тексте данного описания выражение "жидкое состояние" означает, что текучая среда, поступающая в расширительный вентиль через входной патрубок, находится по существу в жидкой фазе. Аналогичным образом выражение "по меньшей мере частично газообразное состояние" означает, что по меньшей мере часть, например значительная часть, объема текучей среды, выходящей из расширительного вентиля, находится в газообразной фазе. Таким образом, по меньшей мере часть текучей среды, поступающей в расширительный вентиль, претерпевает в процессе прохождения через данный вентиль фазовый переход из жидкого состояния в газообразное, то есть текучая среда расширяется.

В соответствии с данным вариантом изобретения распределение текучей среды по параллельным путям потока происходит до или в процессе расширения текучей среды. В результате, распределение текучей среды происходит тогда, когда по меньшей мере ее значительная часть находится в жидкой фазе. Это упрощает управление распределением текучей среды. Кроме того, это позволяет использовать предлагаемый вентиль в микроканальных проточных системах.

Каждый основной проточный канал задает расход текучей среды, существенно превышающий расход текучей среды, задаваемый каждым из второстепенных проточных каналов. В соответствии с данным вариантом изобретения основная часть текучей среды, проходящей через вторую вентильную часть, протекает по основному проточному каналу или каналам, при этом лишь незначительная часть текучей среды протекает по второстепенному проточному каналу или каналам.

В соответствии с одним из примеров, вентиль содержит четыре выходных патрубка, то есть он распределяет текучую среду между четырьмя параллельными путями потока. В данном случае первая вентильная часть содержит четыре проточных канала. Вторая вентильная часть может иметь один основной проточный канал и три второстепенных проточных канала.

Проточные каналы первой вентильной части и второй вентильной части расположены относительно друг друга так, что когда основной проточный канал находится в положении, при котором он устанавливает соединение по текучей среде с одним из проточных каналов первой вентильной части, то каждый второстепенный проточный канал занимает положении, при котором он устанавливает соединение по текучей среде с одним из трех остальных проточных каналов первой вентильной части. Подачу текучей среды в данный путь потока можно рассматривать как степень открытия вентиля по отношению к данному пути потока. В некоторых случаях требуемая подача текучей среды в пути потока и, следовательно, степень открытия вентиля по отношению к путям потока, может меняться от одного канала к другому, таким образом, задавая требуемый ключ распределения текучей среды по путям потока. Чтобы определить, каким образом следует управлять относительными движениями первой и второй вентильных частей для получения требуемого распределения текучей среды по путям потока, необходимо решить следующую систему уравнений:

$$\left[\begin{array}{c}OD1\\ OD2\\ OD3\\ OD4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}h1& h2& h3& h4\\ h4& h1& h2& h3\\ h3& h4& h1& h2\\ h2& h3& h4& h1\end{array}\right]\cdot \left[\begin{array}{c}T1\\ T1\\ T2\\ T4\end{array}\right]$$ ,

где OD1, OD2, OD3 и OD4 представляют собой требуемую степень открытия вентиля для каждого из параллельных путей потока, h1 h2, h3 и h4 - размер четырех проточных каналов второй вентильной части, а Т1, T2, T3 и Т4 - время пребывания вентильных частей в определенном взаимном положении. Таким образом, время пребывания, необходимое для получения требуемой степени открытия вентиля для каждого из четырех параллельных путей потока, можно найти, решив следующую систему уравнений T=inv(H)*OD.

В одном из примеров размер проточных каналов второй вентильной части может составлять:

h1=0,7

h2=0,1

h3=0,1

h4=0,1

В этом случае проточный канал hi представляет собой основной проточный канал, а проточные каналы h2, h3 и h4 - второстепенные проточные каналы, причем второстепенные каналы имеют одинаковый размер.

Если требуемые степени открытия вентиля равны:

OD1=0,15

OD2=0,35

OD3=0,25

OD4=0,25

то время пребывания, необходимое для получения требуемой степени открытия вентиля, составляет:

Т1=0,0833

Т2=0,4167

Т3=0,2500

Т4=0,2500

В вышеприведенном примере T, OD и H являются относительными величинами, то есть сумма величин Т1-Т4 равна 1, сумма величин OD1-OD4 равна 1 и сумма величин h1-h4 также равна 1.

По меньшей мере один из второстепенных проточных каналов может иметь форму канавки, выполненной на поверхности второй вентильной части. Данный вариант предпочтителен в том случае, если второстепенный проточный канал или каналы очень узкие. Это связано с тем, что изготовить канавку с заданной небольшой площадью поперечного сечения на поверхности какого-либо предмета сравнительно легко.

Альтернативно или дополнительно по меньшей мере один из второстепенных проточных каналов может иметь форму сквозного отверстия, выполненного во второй вентильной части.

По меньшей мере один из проточных каналов первой вентильной части может иметь форму сквозного отверстия, выполненного в первой вентильной части. В соответствии с данным вариантом изобретения текучая среда проходит через первую вентильную часть по указанному проточному каналу или каналам.

Проточные каналы первой вентильной части могут задавать, по существу, одинаковые расходы. Этого можно достичь, например, выполнив проточные каналы, по существу, одинакового размера и формы. В соответствии с данным вариантом изобретения количество текучей среды, подаваемой в каждый из параллельных путей потока, полностью определено совокупностью расходов, задаваемых основными и второстепенными проточными каналами второй вентильной части, а также траекторией относительного движения первой и второй вентильных частей.

Первая вентильная часть и вторая вентильная часть могут совершать относительные вращательные движения. В этом случае первая вентильная часть и вторая вентильная часть могут представлять собой дисковидные элементы, причем по меньшей мере один дисковидный элемент установлен с возможностью вращения вокруг общей центральной оси дисковидных элементов. В соответствии с данным вариантом изобретения проточные каналы первой и второй вентильных частей предпочтительно расположены в соответствующих вентильных частях так, что первую и/или вторую вентильную часть можно поворачивать в положения, определяющие зоны перекрытия между проточным каналом первой вентильной части и проточным каналом второй вентильной части, и, тем самым, устанавливать прямое соединение по текучей среде между перекрывающимися проточными каналами. В этом случае зона перекрытия задает расход текучей среды, допустимый при прохождении текучей среды по перекрывающимся проточным каналам.

Основной проточный канал или каналы и второстепенный проточный канал или каналы скомпонованы во второй вентильной части таким образом, что когда основной проточный канал находится в положении, соответствующем положению одного проточного канала первой вентильной части, то по меньшей мере один второстепенный проточный канал находится в положении, соответствующем другому проточному каналу первой вентильной части. Согласно данному варианту изобретения в один из параллельных путей потока поступает основной поток текучей среды, при этом в другой из параллельных путей потока одновременно подается второстепенный поток текучей среды. Таким образом, в каждый из параллельных путей потока поступает более равномерный и плавный поток текучей среды, причем нежелательные колебания потока в параллельных путях снижаются.

Кроме того, в данном изобретении предложена парокомпрессионная установка, содержащая компрессор, конденсатор, испаритель с по меньшей мере двумя испарительными змеевиками и предлагаемый вентиль, причем вентиль соединен по текучей среде с испарителем так, что каждый выходной патрубок сообщается по текучей среде с испарительным змеевиком. Таким образом, предлагаемый вентиль пригоден для управления распределением текучей среды по параллельным змеевикам испарителя в парокомпрессионной установке.

Парокомпрессионная установка может представлять собой, например, холодильную установку, систему кондиционирования воздуха или тепловой насос.

Краткое описание чертежей

Далее приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах изображено следующее.

На фиг.1а и 1b изображена первая вентильная часть и вторая вентильная часть для вентиля, выполненного согласно первому варианту настоящего изобретения.

На фиг.2а - 2d вентильные части, изображенные на фиг.1а и 1b, показаны в четырех разных относительных положениях.

На фиг.3a и 3b изображена первая вентильная часть и вторая вентильная часть для вентиля, выполненного в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.4а-4d вентильные части, изображенные на фиг.3a и 3b, показаны в четырех разных относительных положениях.

На фиг.5а и 5b изображена первая вентильная часть и вторая вентильная часть для вентиля, выполненного согласно третьему варианту настоящего изобретения.

На фиг.6а-6d вентильные части, изображенные на фиг.5а и 5b, показаны в четырех разных относительных положениях.

Подробное описание чертежей

На фиг.1а в аксонометрии изображена первая вентильная часть 1, предназначенная для использования в вентиле, выполненном в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения. Первая вентильная часть 1 представляет собой круглый диск, в котором выполнено четыре отверстия 2 в виде сквозных отверстий, проходящих через первую вентильную часть 1. Отверстия 2 имеют трапециевидную форму, то есть ближе к центру первой вентильной части 1 ширина указанных отверстий 2 меньше, чем ближе к наружному краю первой вентильной части 1.

На фиг.1b в аксонометрии изображена вторая вентильная часть 3, предназначенная для использования в вентиле, выполненном в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения. Вторая вентильная часть 3, показанная на фиг.1b, выполнена с возможностью взаимодействия с первой вентильной частью 1, изображенной на фиг.1а. Вторая вентильная часть 3 также представляет собой круглый диск и по своей форме и размерам идентична первой вентильной части 1, изображенной на фиг.1а. Во второй вентильной части 3 выполнено основное отверстие 4 в виде сквозного отверстия, проходящего через вторую вентильную часть 3. По своей форме и размерам основное отверстие 4 идентично отверстиям 2, предусмотренным в первой вентильной части 1 с фиг.1а. Кроме того, основное отверстие 4 расположено во второй вентильной части 3 в таком месте, что оно может перекрывать одно из отверстий 2, выполненных в первой вентильной части 1 с фиг.1а, когда первая вентильная часть 1 и вторая вентильная часть 3 прилегают друг к другу, а их центры оказываются совмещенными.

Кроме того, вторая вентильная часть 3 содержит канавки 5, сформированные на поверхности второй вентильной части 3. Канавки 5 образуют второстепенные проточные каналы второй вентильной части 3. Благодаря тому что площадь поперечного сечения канавок 5 относительно небольшая, расход текучей среды через канавки 5 значительно ниже расхода текучей среды через основное отверстие 4. Если второстепенные проточные каналы выполнены в форме канавок, например, таких, как канавки 5, показанные на фиг.1а-2d, то текучая среда, проходящая по второстепенным проточным каналам, поступает во второстепенные проточные каналы с боковых участков второй вентильной части 3.

На фиг.2а-2d в четырех разных взаимных положениях показаны вентильные части 1, 3, изображенные на фиг.1а и 1b. Первая вентильная часть 1 и вторая вентильная часть 3 прилегают друг к другу так, что их поверхности полностью перекрываются. По меньшей мере одна из вентильных частей 1, 3 установлена с возможностью вращательного движения относительно другой вентильной части 3, 1 вокруг оси, проходящей через центр обеих вентильных частей 1, 3 в направлении, по существу перпендикулярном наружным поверхностям дисков. Вторая вентильная часть 3 установлена так, что поверхность, в которой предусмотрены канавки 5, обращена к первой вентильной части 1, благодаря чему текучая среда получает возможность течения между первой вентильной частью 1 и второй вентильной частью 3 по канавкам 5.

На фиг.2а взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 таково, что основное отверстие 4 полностью перекрывает одно из отверстий 2а первой вентильной части 1. Канавки 5 занимают такое положение, которое определяет максимально возможное перекрытие каждого из остальных отверстий 2b, выполненных в первой вентильной части 1, с одной из канавок 5. При указанном взаимном положении первой 1 и второй 3 вентильных частей обеспечивается максимальный расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а, перекрывающим основное отверстие 4. В то же время обеспечивается меньший расход текучей среды в каждом из путей потока, которые соединены по текучей среде с отверстиями 2b, перекрывающими канавки 5.

На фиг.2b взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 немного изменено в результате вращения первой вентильной части 1 или второй вентильной части 3. Таким образом, основное отверстие 4 и отверстие 2а первой вентильной части 1 перекрываются не полностью, тем не менее, зона перекрытия по-прежнему определена. При этом также уменьшилась величина перекрытия, заданная каждым из остальных отверстий 2b первой вентильной части 1 и канавками 5. Таким образом, сократился расход текучей среды в каждом из параллельных путей потока, соединенных по текучей среде с отверстиями 2, по сравнению с ситуацией, проиллюстрированной на фиг.2а. Тем не менее, расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а первой вентильной части 1, по-прежнему значительно превышает расход текучей среды через каждый из путей потока, соединенных по текучей среде с остальными отверстиями 2b первой вентильной части 1.

На фиг.2 с показано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули дальше. В результате, отверстия 2b первой вентильной части 1 уже не перекрывают канавки 5, то есть текучая среда не поступают в пути потока, соединенные по текучей среде с отверстиями 2b первой вентильной части 1. Тем не менее, зона перекрытия между отверстием 2а первой вентильной части 1 и основным отверстием 4 второй вентильной части 3 по-прежнему определена, хотя она очень мала.

Таким образом, обеспечивается небольшой расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а первой вентильной части 1.

На фиг.2d проиллюстрировано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули еще дальше. На фиг.2d ни одно из отверстий 2 первой вентильной части 1 не перекрывает ни один из проточных каналов 4, 5 второй вентильной части 3. Соответственно, прохождение текучей среды через вентиль невозможно, то есть, вентиль находится в закрытом состоянии.

На фиг.3a в аксонометрии изображена первая вентильная часть 1, предназначенная для использования в вентиле, выполненном в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения. Первая вентильная часть 1, показанная на фиг.3a, идентична первой вентильной части 1, представленной на фиг.1а, поэтому здесь она подробно не описана.

На фиг.3b в аксонометрии показана вторая вентильная часть 3, предназначенная для использования в вентиле, выполненном в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения. Вторая вентильная часть 3, представленная на фиг.3b, выполнена с возможностью взаимодействия с первой вентильной частью 1, показанной на фиг.За, по аналогии с тем, как описано выше со ссылкой на фиг.1а и 1b. Вторая вентильная часть 3, изображенная на фиг.3b, идентична второй вентильной части 3, показанной на фиг.1b, поэтому здесь она подробно не описана.

По аналогии со второй вентильной частью 3, представленной на фиг.1b, вторая вентильная часть 3 с фиг.3b содержит одно основное отверстие 4. Указанное отверстие 4 выполнено в виде сквозного отверстия, проходящего через вторую вентильную часть 3, при этом по своей форме и размерам основное отверстие 4 идентично отверстиям 2, предусмотренным в первой вентильной части 1 с фиг.3a.

Кроме того, вторая вентильная часть 3 содержит канавки 6, сформированные на поверхности второй вентильной части 3 и проходящие от наружного края второй вентильной части 3 к центру второй вентильной части 3, не пересекаясь друг с другом. Канавки 6 образуют второстепенные проточные каналы второй вентильной части 3. Благодаря тому что площадь поперечного сечения канавок 6 относительно небольшая, расход текучей среды через канавки 6 значительно ниже расхода текучей среды через основное отверстие 4.

На фиг.4а-4d, по аналогии с фиг.2а-2d, в четырех различных взаимных положениях изображены вентильные части 1, 3, показанные фиг.3a и 3b. Вторая вентильная часть 3 установлена так, что поверхность, в которой предусмотрены канавки 6, обращена к первой вентильной части 1, благодаря чему текучая среда получает возможность течения между первой вентильной частью 1 и второй вентильной частью 3 по канавкам 6.

На фиг.4а взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 таково, что основное отверстие 4 полностью перекрывает одно из отверстий 2а первой вентильной части 1. Канавки 6 занимают такое положение, которое определяет максимально возможное перекрытие каждого из остальных отверстий 2b, выполненных в первой вентильной части 1, с одной из канавок 6. Благодаря тому, что канавки 6 имеют ограниченную длину по сравнению с канавками 5, выполненными в соответствии с первым вариантом изобретения, показанным на фиг.1а-2d, максимальное перекрытие между отверстиями 2b и канавками 6 очень мало. Таким образом, при указанном взаимном положении первой 1 и второй 3 вентильных частей обеспечивается максимальный расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а, перекрывающим основное отверстие 4. В то же время обеспечивается меньший расход текучей среды в каждом из путей потока, соединенных по текучей среде с отверстиями 2b, перекрывающими канавки 6. Однако, по сравнению с первым вариантом изобретения, показанным на фиг.1а - 2d, расход текучей среды через второстепенные проточные каналы, то есть через канавки 6, намного меньше, причем разница между расходом текучей среды в основном отверстии 4 и расходом текучей среды в каждой из канавок 6 гораздо больше.

На фиг.4b взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 немного изменено в результате вращения первой вентильной части 1 или второй вентильной части 3. Таким образом, зона перекрытия между отверстием 2а первой вентильной части 1 и основным отверстием 4, так же как и зона перекрытия между каждым из остальных отверстий 2b первой вентильной части 1 и канавками 6, уменьшилась. Тем не менее, перекрытие для каждого из четырех отверстий 2 по-прежнему существует.

На фиг.4 с показано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули дальше. Перекрытие между отверстиями 2b первой вентильной части 1 и канавками 6 отсутствует. Таким образом, текучая среда не поступает в пути потока, соединенные по текучей среде с отверстиями 2b. Тем не менее, небольшое перекрытие между отверстием 2а первой вентильной части 1 и второстепенным отверстием 4 по-прежнему сохраняется, в результате чего обеспечивается небольшой расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а первой вентильной части 1.

На фиг.4d проиллюстрировано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули еще дальше. На фиг.4d ни одно из отверстий 2 первой вентильной части 1 не перекрывает ни один из проточных каналов 4, 6 второй вентильной части 3. Таким образом, прохождение текучей среды через вентиль невозможно, то есть, вентиль находится в закрытом состоянии.

На фиг.5а в аксонометрии изображена первая вентильная часть 1, предназначенная для использования в вентиле, выполненном в соответствии с третьим вариантом настоящего изобретения. Первая вентильная часть 1, изображенная на фиг.5а, идентична первой вентильной части 1, представленной на фиг.1а и 3a, поэтому здесь она подробно на описана.

На фиг.5b в аксонометрии показана вторая вентильной часть 3, предназначенная для использования в вентиле, выполненном согласно третьему варианту настоящего изобретения. Вторая вентильная часть 3, показанная на фиг.5b, выполнена с возможностью взаимодействия с первой вентильной частью 1, представленной на фиг.5а, по аналогии с тем, как описано выше со ссылкой на фиг.1а и 1b. Вторая вентильная часть 3, изображенная на фиг.5b, очень похожа на вторую вентильную часть 3, показанную на фиг.1b, поэтому здесь она подробно не описана.

По аналогии со второй вентильной частью 3, представленной на фиг.1b, и второй вентильной частью 3, показанной на фиг.3b, вторая вентильная часть 3 с фиг.5b содержит одно основное отверстие 4. Указанное отверстие 4 выполнено в виде сквозного отверстия, проходящего через вторую вентильную часть 3, при этом по совей форме и размерам основное отверстие 4 идентично отверстиям 2, предусмотренным в первой вентильной части 1 с фиг.5а.

Кроме того, вторая вентильная часть 3 содержит второстепенные проточные каналы, выполненные в виде трех сквозных отверстий 7, имеющих, по существу, круглое поперечное сечение. Площадь поперечного сечения каждого из отверстий 7 значительно меньше площади поперечного сечения основного отверстия 4. Таким образом, основное отверстие 4 задает намного больший расход, чем каждое из отверстий 7.

На фиг.6а-6d, по аналогии с фиг.2a-2d и фиг.4a-4d, в четырех разных взаимных положениях изображены вентильные части 1, 3, показанные на фиг.5а и 5b.

На фиг.6а взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 таково, что основное отверстие 4 полностью перекрывает одно из отверстий 2а первой вентильной части 1. Отверстия 7 занимают такое положение, которое определяет максимально возможное перекрытие каждого из остальных отверстий 2b первой вентильной части 1 с одним из отверстий 7. Благодаря тому что площадь поперечного сечения отверстий 7 незначительна, каждое отверстие 7 полностью размещено в пределах площади поперечного сечения отверстия 2b первой вентильной части 1. В результате, зона максимального перекрытия идентична площади поперечного сечения отверстия 7.

Таким образом, при указанном взаимном положении первой 1 и второй 3 вентильных частей обеспечивается максимальный расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а, перекрывающим основное отверстие 4. В то же время обеспечивается меньший расход текучей среды, задаваемый площадью поперечного сечения каждого отверстия 7, в каждом из путей потока, соединенных по текучей среде с отверстиями 2b, перекрывающими отверстия 7.

На фиг.6b взаимное положение первой вентильной части 1 и второй вентильной части 3 немного изменено в результате вращения первой вентильной части 1 или второй вентильной части 3. Таким образом, зона перекрытия между отверстием 2а первой вентильной части 1 и основным отверстием 4, так же как и зона перекрытия между каждым из остальных отверстий 2b первой вентильной части 1 и отверстиями 7, уменьшилась. Тем не менее, перекрытие для каждого из четырех отверстий 2 по-прежнему существует.

На фиг.6 с показано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули дальше. Перекрытие между отверстиями 2b первой вентильной части 1 и отверстиями 7 отсутствует. Таким образом, текучая среда не поступает в пути потока, соединенные по текучей среде с отверстиями 2b. Тем не менее, небольшое перекрытие между отверстием 2а первой вентильной части 1 и второстепенным отверстием 4 по-прежнему сохраняется, в результате чего обеспечивается небольшой расход текучей среды через путь потока, соединенный по текучей среде с отверстием 2а первой вентильной части 1.

На фиг.6d проиллюстрировано положение, при котором первую вентильную часть 1 или вторую вентильную часть 3 повернули еще дальше. На фиг.6d ни одно из отверстий 2 первой вентильной части 1 не перекрывает ни один из проточных каналов 4, 7 второй вентильной части 3. Таким образом, прохождение текучей среды через вентиль невозможно, то есть, вентиль находится в закрытом состоянии.

Настоящее изобретение относится к вентилю, содержащему входной патрубок, в который поступает текучая среда и по меньшей мере два выходных патрубка, каждый из которых соединен по текучей среде с путем потока, причем указанные по меньшей мере два пути потока расположены по текучей среде параллельно, причем каждый выходной патрубок подает текучую среду в один из путей потока. Также вентиль содержит первую вентильную часть (1), в которой выполнено по меньшей мере два проточных канала (2), причем каждый проточный канал (2) соединен по текучей среде с одним из указанных выходных патрубков, и вторую вентильную часть (3), в которой выполнен по меньшей мере один основной проточный канал (4) и по меньшей мере один второстепенный проточный канал (5, 6, 7). Основной проточный канал или каналы (4) и второстепенный проточный канал или каналы (5, 6, 7) соединены по текучей среде с указанным входным патрубком, причем первая вентильная часть (1) и вторая вентильная часть (3) установлены с возможностью движения относительно друг друга так, что взаимное положение первой (1) и второй (3) вентильных частей определяет поток текучей среды между входным патрубком и каждым из выходных патрубков через проточные каналы (2, 4, 5, 6, 7) первой вентильной части (1) и второй вентильной части (3). Каждый основной проточный канал (4) задает расход текучей среды, существенно превышающий расход текучей среды, задаваемый каждым из второстепенных проточных каналов (5, 6, 7), так что, если основной проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то основная часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом, а если второстепенный проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то меньшая часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Вентиль, содержащий
входной патрубок, в который поступает текучая среда;
по меньшей мере два выходных патрубка, каждый из которых соединен по текучей среде с путем потока, причем указанные по меньшей мере два пути потока расположены по текучей среде параллельно, причем каждый выходной патрубок подает текучую среду в один из путей потока; первую вентильную часть (1), в которой выполнено по меньшей мере два проточных канала (2), причем каждый проточный канал (2) соединен по текучей среде с одним из указанных выходных патрубков; вторую вентильную часть (3), в которой выполнен по меньшей мере один основной проточный канал (4) и по меньшей мере один второстепенный проточный канал (5, 6, 7), причем основной проточный канал или каналы (4) и второстепенный проточный канал или каналы (5, 6, 7) соединены по текучей среде с указанным входным патрубком, причем первая вентильная часть (1) и вторая вентильная часть (3) установлены с возможностью движения относительно друг друга так, что взаимное положение первой (1) и второй (3) вентильных частей определяет поток текучей среды между входным патрубком и каждым из выходных патрубков через проточные каналы (2, 4, 5, 6, 7) первой вентильной части (1) и второй вентильной части (3), причем каждый основной проточный канал (4) задает расход текучей среды, существенно превышающий расход текучей среды, задаваемый каждым из второстепенных проточных каналов (5, 6, 7), так что, если основной проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то основная часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом,
а если второстепенный проточный канал второй вентильной части соединен по текучей среде с данным проточным каналом первой вентильной части, то меньшая часть текучей среды, поступившей через входной патрубок, попадет в тот путь потока, который соединен по текучей среде с данным проточным каналом.

2. Вентиль по п.1, представляющий собой расширительный вентиль, где во входной патрубок текучая среда поступает в жидком состоянии, а из выходных патрубков текучая среда выходит, по меньшей мере частично, в газообразном состоянии.

3. Вентиль по любому из пп.1 или 2, где по меньшей мере один из второстепенных проточных каналов имеет форму канавки (5, 6), выполненной на поверхности второй вентильной части (3).

4. Вентиль по любому из пп.1 или 2, где по меньшей мере один из второстепенных проточных каналов имеет форму сквозного отверстия (7), выполненного во второй вентильной части (3).

5. Вентиль по любому из пп.1 или 2, где по меньшей мере один из проточных каналов (2) первой вентильной части (1) имеет форму сквозного отверстия, выполненного в первой вентильной части (1).

6. Вентиль по любому из пп.1 или 2, где проточные каналы (2) первой вентильной части (1) задают, по существу, одинаковые расходы.

7. Вентиль по любому из пп.1 или 2, где первая вентильная часть (1) и вторая вентильная часть (2) установлены с возможностью совершения относительных вращательных движений.

8. Вентиль по п.7, где первая вентильная часть (1) и вторая вентильная часть (3) представляют собой дисковидные элементы, причем по меньшей мере один дисковидный элемент установлен с возможностью вращения вокруг общей центральной оси дисковидных элементов.

9. Вентиль по любому из пп.1, 2 или 8, где основной проточный канал или каналы (4) и второстепенный проточный канал или каналы (5, 6, 7) скомпонованы во второй вентильной части (3) таким образом, что когда основной проточный канал (4) находится в положении, соответствующем положению одного проточного канала (2) первой вентильной части (1), то по меньшей мере один второстепенный проточный канал (5, 6, 7) находится в положении, соответствующем другому проточному каналу (2) первой вентильной части (1).

10. Парокомпрессионная установка, содержащая компрессор, конденсатор, испаритель с по меньшей мере двумя испарительными змеевиками и вентиль, выполненный в соответствии с любым из пп.1-9, где вентиль соединен по текучей среде с испарителем так, что каждый выходной патрубок сообщается по текучей среде с испарительным змеевиком.