ЭЛЕКТРОННЫЙ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН И СПОСОБЫ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОННОГО РАСШИРИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА Российский патент 2018 года по МПК F16K31/06 F25B41/04 

Изобретение относится к электронному расширительному клапану, содержащему впускной патрубок, выпускной патрубок, сердечник, упор, смещающий элемент и катушку соленоида, который отличается тем, что сердечник прямо или опосредованно прижимается к упору в закрытом положении клапана, причем смещающий элемент оказывает силу смещения на сердечник в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, и причем катушка соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, если на катушку соленоида подается электрический ток.

Кроме того, изобретение относится к холодильной установке, содержащей такой электронный расширительный клапан.

Кроме того, изобретение относится к способу калибровки электронного расширительного клапана, содержащего впускной патрубок, выпускной патрубок, сердечник, упор, смещающий элемент и катушку соленоида, причем смещающий элемент оказывает силу смещения на сердечник в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, и причем катушка соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному, если на катушку соленоида подается электрический ток.

Электронные расширительные клапаны являются распространенным компонентом холодильных установок или установок кондиционирования воздуха. Основной цикл холодильной установки содержит компрессор, конденсатор, расширительный клапан (например, электронный расширительный клапан) и испаритель. В обычно замкнутом цикле хладагент сначала вводится в компрессор в виде низкотемпературного газа низкого давления. Компрессор сжимает хладагент до состояния высокотемпературного газа высокого давления, который подается в конденсатор. В конденсаторе высокотемпературный газ высокого давления конденсируется до жидкого состояния хладагента высокого давления, благодаря чему тепло передается в окружающую среду.

Следует отметить, что некоторые хладагенты, такие как CO₂, могут не конденсироваться в конденсаторе, в зависимости от давления и внешней температуры. В этом случае, конденсатор может использоваться в качестве газоохладителя.

Затем текучая среда высокого давления поступает к расширительному клапану, который ограничивает поток текучей среды к расположенному дальше испарителю. Расширительный клапан ограничивает поток таким образом, что давление текучей среды в испарителе остается низким и таким образом позволяет текучей среде испаряться, снова принимая газообразное состояние, поглощая при этом тепло из окружающей среды.

Таким образом, для эффективности цикла холодильной установки крайне важна возможность высокоточной регулировки потока текучей среды через расширительный клапан. Для этой цели известно, например, использование датчиков температуры или давления для регулировки циклов открытия или закрытия расширительного клапана соответственно.

Затем газ низкого давления выходит из испарителя и подается обратно в компрессор, вследствие чего цикл холодильной установки начинается заново.

Электронный расширительный клапан упомянутого типа, как и соответствующая холодильная установка, по большей части известен из документа US 6374624 В1. Расширительный клапан, раскрытый в указанном документе, содержит цилиндрический сердечник, толкаемый навстречу упору силой упругости пружины в направлении выпускного патрубка расширительного клапана. Расширительный клапан также содержит неподвижный стержень, который также выполняет функцию ограничителя потока. При активации катушки соленоида, магнитная сила действует на сердечник, перемещая сердечник в противоположную сторону от упора, таким образом открывая расширительный клапан, преодолевая сопротивление пружины и силу разности давлений текучей среды. Недостаток такого решения заключается в том, что для открытия расширительного клапана даже при большой разнице давлений между впускным патрубком и выпускным патрубком, сила магнитного поля, оказываемая катушкой соленоида на сердечник, должна быть довольно большой. Таким образом, регулировка расширительного клапана возможна только между полностью закрытым и полностью открытым положениями.

Другой расширительный клапан известен из документа JP Н1089523. В этом случае, сила упругости толкает сердечник в направлении открытого положения электронного расширительного клапана, в случае, если на катушку соленоида не подается ток. При активации катушки соленоида сердечник смещается силой магнитного поля в направлении впускного патрубка. В зависимости от силы тока и обусловленной ею силы магнитного поля, сердечник может закрывать один или несколько путей потока текучей среды в сопле, таким образом уменьшая поток текучей среды через клапан. Электронный расширительный клапан не может, однако, быть полностью закрытым, так как центральное отверстие будет оставаться открытым даже при полном смещении сердечника.

Это решение позволяет более точно регулировать поток текучей среды в определенном диапазоне, однако оно не позволяет полностью закрыть клапан. Таким образом, его применение ограничено.

Цель настоящего изобретения, таким образом, заключается в обеспечении электронного расширительного клапана, который обеспечивает лучшую регулировку и более широкий диапазон применения.

В соответствии с изобретением, вышеупомянутая задача решается путем обеспечения электронного расширительного клапана вышеупомянутого типа, в котором разница давлений между давлением во впускном патрубке и давлением в выпускном патрубке оказывает силу разности давлений на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, и причем сердечник смещается в противоположном направлении от упора для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, если сумма сил магнитного поля и разности давлений на сердечник превышает силу смещения.

В расширительном клапане давление на впускной стороне обычно больше, чем на выпускной стороне. В соответствии с изобретением сердечник расположен таким образом, что разница давлений между впускным патрубком и выпускным патрубком оказывает силу разности давлений на сердечник в направлении открытия клапана, например, в отличие от документа US 6374624 В1. Так как давление на выпускной стороне (давление, соответствующее давлению в испарителе) известно, электронный расширительный клапан можно калибровать для регулировки разности давлений на клапане, регулируя ток, подаваемый на катушку соленоида. Это особенно эффективно, если электронный расширительный клапан используется с CO₂ в качестве хладагента. Поскольку разность давлений на клапане можно регулировать, это позволяет обойтись без датчика давления или преобразователя давления, необходимого в противном случае.

При этом, такой электронный расширительный клапан может также обеспечить повышение уровня безопасности, так как электронный расширительный клапан можно калибровать для открытия в случае, если сила разности давлений превышает определенное допустимое значение безопасности, даже если на катушку соленоида не подается ток. В этом случае, электронный расширительный клапан будет также выполнять функцию клапана сброса давления.

Смещающий элемент предпочтительно является пружиной, создающей силу упругости.

Предпочтительно электронный расширительный клапан по меньшей мере частично расположен в трубе соосно центральной оси трубы. В этом случае можно обойтись без отдельного корпуса для электронного расширительного клапана. В этом случае сердечник, упор и смещающий элемент могут быть расположены внутри трубы, в то время как катушка соленоида может быть расположена соосно вокруг секции трубы. Данный вариант осуществления позволяет снизить производственные затраты и обеспечивает более компактную конструкцию клапана.

В предпочтительном варианте осуществления дроссельный элемент расположен между сердечником и упором. Таким образом, для дроссельного элемента можно использовать другой материал, нежели для сердечника, что может быть предпочтительно, так как сердечник должен поддаваться намагничиванию. В этом случае дроссельный элемент может быть, например, сделан из материала с уменьшенным трением, например из тефлона и т.п. Дроссельный элемент может закрывать или сужать отверстие клапана для предотвращения или ограничения потока текучей среды через клапан. В данном варианте осуществления сердечник только опосредованно прижимается к упору в полностью закрытом положении электронного расширительного клапана.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дроссельный элемент содержит дроссельный конус, который стыкуется с упором в закрытом положении клапана. Обеспечение дроссельного элемента дроссельным конусом позволяет лучше регулировать поток текучей среды при открытии электронного расширительного клапана. В частности, дроссельный конус может позволять медленно увеличивать результирующий поток текучей среды через электронный расширительный клапан путем увеличения тока, подаваемого на катушку соленоида.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дроссельный конус содержит цилиндрическое основание и вершину в виде усеченного конуса. Таким образом, цилиндрическое основание может прижиматься к клапанному седлу в полностью закрытом положении электронного расширительного клапана, в то время как вершина в виде усеченного конуса входит в отверстие, например, упора. Такая форма дроссельного конуса гарантирует плотное замыкание электронного расширительного клапана в полностью закрытом положении, так как контактная поверхность дроссельного элемента с упором может быть увеличена.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дроссельный элемент содержит цилиндрический колпачок, расположенный в цилиндрическом отверстии сердечника. В этом случае, одна или несколько прорезей могут быть расположены в дроссельном элементе, в частности, в основании колпачка. Предпочтительно прорези могут быть смещены относительно центральной оси цилиндрического колпачка, которая может совпадать с центральной цилиндрической осью электронного расширительного клапана. В случае если дроссельный элемент также содержит дроссельный конус, прорези могут быть расположены вокруг дроссельного конуса по окружности в основании цилиндрического колпачка. Предпочтительно колпачок открыт со стороны впускного патрубка. Таким образом, дроссельный элемент удерживается в цилиндрическом отверстии силой разности давлений.

В предпочтительном варианте осуществления дроссельный элемент расположен в сердечнике с радиальным зазором. Другими словами, между дроссельным элементом и сердечником или цилиндрическим отверстием сердечника находится кольцевой зазор, обеспечивающий свободное пространство. Это означает, что дроссельный элемент может быть размещен внутри сердечника без учета жестких допусков.

Предпочтительно упор содержит отверстие с клапанным седлом и канал отверстия, причем канал отверстия расположен между впускным патрубком и отверстием в направлении потока текучей среды. Таким образом, упор можно использовать для ограничения потока текучей среды еще до того как поток текучей среды достигнет отверстия. Предпочтительно канал отверстия расположен в центре упора. Предпочтительно диаметр канала отверстия больше на конце, обращенном к впускному патрубку, чем на конце, обращенном к выпускному патрубку.

Предпочтительно дроссельный элемент направляется упором таким образом, что дроссельный конус может перемещаться в отверстии без трения. Упор, направляющий дроссельный элемент, всегда сохраняет небольшой зазор между дроссельным элементом, точнее вершиной дроссельного элемента в виде усеченного конуса, и стенкой отверстия. Таким образом, можно избежать износа.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления канал отверстия содержит по меньшей мере одну сужающуюся секцию, которая сужается в направлении отверстия. Канал отверстия может, например, содержать одну или две цилиндрических секции, а также одну или две секции в виде усеченного конуса, сужающиеся в направлении меньшего поперечного сечения канала отверстия. Предпочтительно канал отверстия содержит две цилиндрические секции и две сужающиеся секции. Предпочтительно одна из сужающихся секций расположена непосредственно смежно с отверстием.

В другом предпочтительном варианте осуществления электронный расширительный клапан не содержит неподвижный магнитный стержень. В этом случае, сила магнитного поля, оказываемая на сердечник катушкой соленоида, будет, как правило, ниже, в сравнении со случаем, когда неподвижный магнитный стержень входит в состав устройства в дополнение к сердечнику. С другой стороны, это позволяет увеличить длину сердечника так, чтобы он проходил через большую часть катушки соленоида. Это позволяет лучше регулировать положение сердечника путем регулирования тока, подаваемого на катушку соленоида. Это, в частности, предпочтительно, если электронный расширительный клапан используется в качестве пропорционального клапана. Исключение неподвижного магнитного стержня также упрощает калибровку электронного расширительного клапана, так как уменьшается количество компонентов, для которых необходимо определять правильное положение.

Вышеупомянутая задача также решается обеспечением холодильной установки, содержащей электронный расширительный клапан в соответствии с любым из раскрытых вариантов осуществления. Предпочтительно в холодильной установке используется CO₂ в качестве хладагента. В этом случае может быть исключен датчик давления в конденсаторе, в противном случае необходимый, так как электронный расширительный клапан согласно изобретению позволяет регулировать разность давлений на клапане.

Вышеупомянутая задача также решается способом калибровки электронного расширительного клапана, содержащего впускной патрубок, выпускной патрубок, сердечник, упор, смещающий элемент и катушку соленоида, причем смещающий элемент оказывает силу смещения на сердечник в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, и причем катушка соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, если на катушку соленоида подается электрический ток, и причем разница давлений между давлением во впускном патрубке и давлением в выпускном патрубке оказывает силу разности давлений на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, включающим следующие этапы:

- обеспечение заданной разности давлений текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку в экстренной ситуации,

- настройка положения упора одновременно с измерением расхода текучей среды в выпускном патрубке,

- фиксирование положения упора после измерения заданного расхода текучей среды в экстренной ситуации.

Следовательно, для калибровки электронного расширительного клапана согласно изобретению можно сначала оставить упор перемещаемым. При перемещении упора сила смещающего элемента (например, пружины) в закрытом положении сердечника изменяется. На первом этапе обеспечивают разность давлений текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку в экстренной ситуации. Затем настраивают положение упора в корпусе клапана или трубе, в то же время измеряют результирующий расход текучей среды в выпускном патрубке электронного расширительного клапана. Как только измерен желаемый расход в выпускном патрубке, определяют правильное положение упора. В этом положении упор фиксируют в корпусе клапана или трубе.

Использование описанного выше способа калибровки электронного расширительного клапана гарантирует, что электронный расширительный клапан будет также выполнять функцию клапана сброса давления. Например, давление в экстренной ситуации может быть максимальным давлением, при превышении которого эксплуатация электронного расширительного клапана или подсоединенной холодильной установки небезопасна. При этом, также обеспечивается сброс электронным расширительным клапаном слишком большой разности давлений между впускным патрубком и выпускным патрубком, даже в случае отказа катушки соленоида или подсоединенного контроллера. Можно выбрать такую величину расхода текучей среды в экстренной ситуации, что разность давлений в экстренной ситуации можно будет уменьшить контролируемо. Следовательно, уровень безопасности повышен.

Предпочтительно способ включает следующие дополнительные этапы:

- обеспечение желаемой разности давлений текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку после фиксации положения упора,

- подача заданного тока на катушку соленоида для смещения сердечника,

- настройка положения катушки соленоида относительно упора одновременно с измерением расхода текучей среды в выпускном патрубке,

- фиксирование положения катушки соленоида относительно упора после измерения желаемого расхода текучей среды.

После выполнения первых этапов калибровки и фиксирования упора обеспечивается желаемая разность давлений текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку. Желаемое давление текучей среды ниже, чем обеспеченное ранее давление текучей среды в экстренной ситуации. Затем на катушку соленоида подается заданный ток для смещения сердечника возникающей в результате силой магнитного поля. Пока катушка соленоида активна, настраивают положение катушки соленоида относительно упора и в то же время измеряют результирующий расход текучей среды в выпускном патрубке. После определения желаемого расхода текучей среды для желаемой разницы давлений текучей среды фиксируют положение катушки соленоида относительно упора. Эти дополнительные этапы улучшают калибровку электронного расширительного клапана. Можно дополнительно обеспечить достижение оптимального расхода через электронный расширительный клапан при заданной желаемой разности давлений от впускного патрубка к выпускному патрубку и заданном токе, подаваемом на сердечник. Полученный в результате электронный расширительный клапан имеет хорошо выверенную взаимосвязь между током, подаваемым на катушку соленоида, и результирующим расходом текучей среды через расширительный клапан. При этом, разность давлений на электронном расширительном клапане можно регулировать путем регулировки тока, подаваемого на катушку соленоида.

При этом предпочтительно сердечник и упор расположены в трубе, причем упор смещается в продольном направлении трубы, прежде чем положение упора будет зафиксировано относительно трубы. В данном варианте осуществления электронный расширительный клапан не требует отдельного корпуса, так как располагается внутри и вокруг трубы. Упор, в этом случае, просто смещается в продольном направлении трубы во время калибровки.

Предпочтительно положение упора фиксируется путем пластического деформирования трубы вокруг упора. Таким образом, процесс фиксации упора относительно катушки соленоида упрощен. В связи с этим, упор может предпочтительно содержать кольцевую канавку, в которую можно загнуть трубу.

В предпочтительном варианте осуществления катушка соленоида расположена концентрически вокруг трубы, причем катушка соленоида смещается в продольном направлении трубы, прежде чем положение катушки соленоида будет зафиксировано относительно упора. Таким образом, катушка соленоида может быть расположена концентрически вокруг трубы, содержащей сердечник и упор. Затем катушка соленоида может смещаться вдоль трубы во время калибровки до тех пор, пока не будет определено правильное положение катушки соленоида. Таким образом, упрощается калибровка и снижается стоимость клапана.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения более детально описан ниже со ссылками на графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан поперечный разрез электронного расширительного клапана в соответствии с изобретением,

на фиг. 2 показан выносной элемент А, соответствующий фиг. 1 в полностью закрытом положении электронного расширительного клапана,

на фиг. 3 показан выносной элемент В, соответствующий фиг. 1 в полностью закрытом положении электронного расширительного клапана,

на фиг. 4 показан выносной элемент А, соответствующий фиг. 1 в частично открытом положении электронного расширительного клапана,

на фиг. 5 показан выносной элемент В, соответствующий фиг. 1 в частично открытом положении электронного расширительного клапана,

на фиг. 6 показан выносной элемент А, соответствующий фиг. 1 в полностью открытом положении электронного расширительного клапана,

на фиг. 7 показан выносной элемент В, соответствующий фиг. 1 в полностью открытом положении электронного расширительного клапана.

На фиг. 1 показан поперечный разрез электронного расширительного клапана 1 согласно изобретению. Электронный расширительный клапан 1 содержит сердечник 2, упор 3, а также смещающий элемент 4. Смещающий элемент 4 в данном случае является пружиной. Смещающий элемент 4 входит в выпускное отверстие 5 сердечника 2. Выпускное отверстие 5 содержит цилиндрическую секцию 6 выпускного отверстия, а также секцию 7 выпускного отверстия в виде усеченного конуса. Секция 7 выпускного отверстия в виде усеченного конуса расположена на конце выпускного отверстия 5, обращенного к выпускному патрубку 8 электронного расширительного клапана 1.

На противоположной стороне электронного расширительного клапана 1 расположен впускной патрубок 9. В настоящем варианте осуществления настоящего изобретения как впускной патрубок 9, так и выпускной патрубок 8 расположены в общей трубе 10.

Труба 10 содержит увеличенную секцию 11 с большим поперечным сечением, чем остальная часть трубы 10.

Сердечник 2, упор 3, в также смещающий элемент 4 расположены в увеличенной секции 11 трубы 10. Снаружи увеличенной секции 11 расположена катушка 12 соленоида. Катушка 12 соленоида содержит катушку 13, а также кронштейн 14 из магнитного материала.

Когда на катушку 12 соленоида подается ток, создается магнитное поле, что приводит к воздействию силы магнитного поля на сердечник 2 в направлении открытия. В то же время, смещающий элемент 4 оказывает силу смещения на сердечник 2, толкая его в направлении закрытия, навстречу упору 3. При этом, сила разности давлений, вызванная разностью давлений между впускным патрубком 9 и выпускным патрубком 8, опосредованно действует на сердечник 2 для смещения сердечника 2 в направлении открытия (в данном случае, в направлении выпускного патрубка 8). Если сумма сил магнитного поля, созданного катушкой 12 соленоида, и разности давлений больше, чем сила смещения, оказываемая смещающим элементом 4, электронный расширительный клапан откроется. Поскольку сила магнитного поля, созданного катушкой соленоида, зависит от тока, подаваемого на катушку 12 соленоида, величину силы магнитного поля можно регулировать для выбора степени открытия электронного расширительного клапана 1. Таким образом, поток текучей среды через электронный расширительный клапан 1 можно регулировать.

На конце сердечника 2, обращенном к впускному патрубку 9, расположен дроссельный элемент 15. Дроссельный элемент 15 содержит дроссельный конус 16, а также цилиндрический колпачок 17.

Упор 3 зафиксирован в увеличенной секции 11 трубы 10. Увеличенная секция 11 деформируется на радиальной деформации 18, которая входит в кольцевую канавку 19 упора 3, таким образом фиксируя положение упора 3 относительно катушки 12 соленоида.

Упор 3 содержит канал 20 отверстия с двумя цилиндрическими секциями 21, 22, а также двумя сужающимися секциями 23, 24. Цилиндрическая секция 21, расположенная ближе к впускному патрубку 9, имеет большее поперечное сечение, чем цилиндрическая секция 22, расположенная ближе к выпускному патрубку 8. Обе сужающиеся секции 23, 24 имеют форму усеченного конуса и последовательно уменьшают поперечное сечение канала отверстия 20 в направлении потока от впускного патрубка 9 к выпускному патрубку 8.

На фиг. 2-7 показаны три разных положения открытия электронного расширительного клапана 1. На фиг. 2 и 3 показано полностью закрытое положение клапана, на фиг. 4 и 5 показано частично открытое положение клапана, а на фиг. 6 и 7 показано полностью открытое положение клапана. На фиг. 2, 4 и 6 показан выносной элемент А, отображающий стыковку упора 3 с дроссельным элементом 15 в трех разных положениях клапана. На фиг. 3, 5 и 7 показан выносной элемент В в трех разных положениях клапана. На фиг. 3, 5 и 7 показано смещение сердечника 2 в направлении выпускного патрубка 8 относительно катушки соленоида 12. На фиг. 2, 4 и 6, в частности, более детально показан дроссельный элемент 15.

Дроссельный конус 16 содержит вершину 25 в виде усеченного конуса, а также цилиндрическое основание 26. В полностью закрытом положении электронного расширительного клапана 1 цилиндрическое основание 26 дроссельного конуса 16 опирается на клапанное седло 27 упора 3. Следовательно, необязательно, чтобы дроссельный конус 16 полностью занимал отверстие 28 упора 3 в полностью закрытом положении. Цилиндрическое основание 26, опирающееся на клапанное седло 27, уже гарантирует, что клапан плотно закрыт. Дроссельный элемент 15 направляется упором 3. Дроссельный конус 16 может двигаться внутри отверстия 28 без контакта с ним. Следовательно, не возникает трения и предотвращается износ.

Дроссельный элемент 15 расположен в сердечнике 2 с кольцевым зазором, так что сердечник 2 вмещает его в любом случае.

Дроссельный элемент 15 расположен в цилиндрическом отверстии 29 сердечника 2. Дроссельный элемент 15 также содержит одну или несколько прорезей 30. Предпочтительно две или более прорезей 30 расположены по окружности вокруг дроссельного конуса 16 в радиальном направлении.

Как только сила магнитного поля и сила разности давлений превысят силу смещения, сердечник 2 смещается в противоположном направлении от упора 3, открывая таким образом электронный расширительный клапан, как показано на фиг. 4-7. Как только основание 26 дроссельного конуса 16 перестает полностью блокировать отверстие 28, текучая среда из впускного патрубка 9 может проходить по каналу 20 отверстия. После этого текучая среда может проходить через отверстие 28 и поступать в прорези 30, чтобы достичь центрального отверстия 31 сердечника 2.

На фиг. 6 показано полностью открытое положение электронного расширительного клапана 1, причем дроссельный конус 16 полностью выведен из отверстия 28.

На фиг. 3, 5 и 7 показано смещение сердечника 2 относительно катушки 12 соленоида. В полностью закрытом положении электронного расширительного клапана 1, согласно фиг. 3, конец сердечника 2, обращенный к выпускному патрубку 8, расположен внутри кронштейна 14 из магнитного материала катушки 12 соленоида в продольном направлении.

На фиг. 5 конец сердечника 2, обращенный к выпускному патрубку 8, слегка смещен вниз в направлении выпускного патрубка 8.

В полностью открытом положении электронного расширительного клапана 1, как изображено на фиг. 7, наблюдается небольшое перекрытие между концом сердечника 2, обращенным к выпускному патрубку, и кронштейном 14 из магнитного материала в продольном направлении электронного расширительного клапана 1. Поскольку силовые линии магнитного поля в основном направляются кронштейном 14 из магнитного материала, перекрытие в продольном направлении между кронштейном 14 из магнитного материала и сердечником 2 уменьшает силу магнитного поля, действующую на сердечник, что делает возможным более контролируемое движение сердечника 2 даже при подаче на катушку соленоида тока высокого напряжения.

Для калибровки электронного расширительного клапана 1 упор 3 изначально является перемещаемым в продольном направлении трубы 10. Предпочтительно катушка 12 соленоида также изначально является перемещаемой в продольном направлении трубы 10.

В соответствии со способом калибровки электронного расширительного клапана, согласно изобретению, во впускном патрубке 9 создается давление текучей среды в экстренной ситуации. Затем настраивают положение упора 3 относительно трубы 10 одновременно с измерением потока текучей среды в выпускном патрубке 8. После измерения желаемого потока текучей среды в выпускном патрубке 8 в экстренной ситуации фиксируют продольное положение упора 3 внутри трубы 10. Упор может предпочтительно быть зафиксирован путем пластического деформирования увеличенной секции 11 трубы 10 вокруг упора 3, что приводит к созданию радиальной деформации 18, как видно на фиг. 1. Радиальная деформация 18 входит в кольцевую канавку 19 упора 3. Таким образом, электронный расширительный клапан 1 также выполняет функцию клапана сброса давления.

Для дальнейшей калибровки электронного расширительного клапана 1 после фиксации положения упора 3, во впускном патрубке 9 обеспечивается желаемое давление текучей среды (отличное от давления текучей среды в экстренной ситуации). Затем на катушку 12 соленоида подается заданный ток для смещения сердечника 2 возникающей в результате силой магнитного поля. Затем настраивают положение катушки соленоида 12 относительно упора 3 и/или трубы 10 одновременно с измерением потока текучей среды в выпускном патрубке 8. Затем катушка соленоида может смещаться в продольном направлении трубы во время калибровки до тех пор, пока не будет определено правильное положение катушки соленоида. После измерения желаемого потока текучей среды в выпускном патрубке 8 фиксируют положение катушки 12 соленоида относительно упора 3 и/или трубы 10. Следует отметить, что вышеупомянутый поток текучей среды в экстренной ситуации может отличаться от желаемого потока текучей среды. Полученный в результате этих дополнительных этапов калибровки электронный расширительный клапан 1 имеет хорошо выверенную взаимосвязь между током, подаваемым на катушку 12 соленоида, и результирующим потоком текучей среды через расширительный клапан 1.

Группа изобретений относится к электронному расширительному клапану. Клапан содержит впускной патрубок, выпускной патрубок, сердечник, упор, смещающий элемент и катушку соленоида. Сердечник прижимается к упору в закрытом положении клапана, смещающий элемент оказывает силу смещения на сердечник в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку. Катушка соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка к выпускному патрубку, если на катушку соленоида подается электрический ток, разница давлений между давлением во впускном и давлением в выпускном патрубке оказывает силу разности давлений на сердечник в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного к выпускному патрубку. Сердечник смещается в противоположном направлении от упора. Дроссельный элемент расположен между сердечником и упором, причем сердечник прижимается к упору опосредованно. Также описана холодильная установка, содержащая данный клапан, и способ калибровки клапана. Таким образом, обеспечивается лучшая регулировка и широкий диапазон применения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронный расширительный клапан (1), содержащий впускной патрубок (9), выпускной патрубок (8), сердечник (2), упор (3), смещающий элемент (4) и катушку (12) соленоида, причем сердечник (2) прижимается к упору (3) в закрытом положении клапана (1), причем смещающий элемент (4) оказывает силу смещения на сердечник (2) в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), причем катушка (12) соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник (2) в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), если на катушку (12) соленоида подается электрический ток, при этом разница давлений между давлением во впускном патрубке и давлением в выпускном патрубке оказывает силу разности давлений на сердечник (2) в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), причем сердечник (2) смещается в противоположном направлении от упора (3) для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), если сумма сил магнитного поля и разности давлений на сердечник (2) превышает силу смещения, отличающийся тем, что дроссельный элемент (15) расположен между сердечником (2) и упором (3), причем сердечник (2) прижимается к упору (3) опосредованно.

2. Электронный расширительный клапан по п. 1, отличающийся тем, что электронный расширительный клапан (1) по меньшей мере частично расположен в трубе (10) соосно центральной оси трубы.

3. Электронный расширительный клапан по п. 1, отличающийся тем, что дроссельный элемент (15) содержит дроссельный конус (16), который стыкуется с упором (3) в закрытом положении электронного расширительного клапана (1).

4. Электронный расширительный клапан по п. 3, отличающийся тем, что дроссельный конус (16) содержит цилиндрическое основание (26) и вершину (25) в виде усеченного конуса.

5. Электронный расширительный клапан по п. 3 или 4, отличающийся тем, что дроссельный элемент (15) содержит цилиндрический колпачок (17), который расположен в цилиндрическом отверстии (29) сердечника (2).

6. Электронный расширительный клапан по п. 5, отличающийся тем, что дроссельный элемент (15) расположен в сердечнике (2) с радиальным зазором.

7. Электронный расширительный клапан по любому из пп. 3, 4 или 6, отличающийся тем, что упор (3) содержит отверстие (28) с клапанным седлом (27), а также канал (20) отверстия, причем канал (20) отверстия расположен между впускным патрубком (9) и отверстием (28) в направлении потока текучей среды.

8. Электронный расширительный клапан по п. 7, отличающийся тем, что дроссельный элемент (15) направляется упором (3) таким образом, что дроссельный конус (16) может перемещаться в отверстии (28) без трения.

9. Холодильная установка, содержащая электронный расширительный клапан по любому из пп. 1-8.

10. Способ калибровки электронного расширительного клапана, содержащего впускной патрубок (9), выпускной патрубок (8), сердечник (2), упор (3), смещающий элемент (4) и катушку (12) соленоида, причем смещающий элемент (4) оказывает силу смещения на сердечник (2) в направлении закрытия для остановки потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), причем катушка (12) соленоида оказывает силу магнитного поля на сердечник (2) в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), если на катушку (12) соленоида подают электрический ток, причем разница давлений между давлением во впускном патрубке и давлением в выпускном патрубке оказывает силу разности давлений на сердечник (2) в направлении открытия для обеспечения потока текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8), включающий следующие этапы:

- обеспечение заданной разности давлений текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8) в экстренной ситуации,

- настройка положения упора (3) одновременно с измерением расхода текучей среды в выпускном патрубке (8),

- фиксирование положения упора (3) после измерения заданного расхода текучей среды в экстренной ситуации.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что включает дополнительные этапы:

- обеспечение желаемой разности давлений текучей среды от впускного патрубка (9) к выпускному патрубку (8) после фиксации положения упора,

- подача заданного тока на катушку (12) соленоида для смещения сердечника (2),

- настройка положения катушки (12) соленоида относительно упора (3) одновременно с измерением расхода текучей среды в выпускном патрубке (8),

- фиксирование положения катушки (12) соленоида относительно упора (3) после измерения желаемого расхода текучей среды.

12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что сердечник (2) и упор (3) расположены в трубе (10), причем упор смещают в продольном направлении трубы (10), прежде чем положение упора (3) будет зафиксировано относительно трубы (10).

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что положение упора (3) фиксируют путем пластического деформирования трубы (10) вокруг упора (3).

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что катушка (12) соленоида расположена концентрически вокруг трубы (10), причем катушку (12) соленоида смещают в продольном направлении трубы (10), прежде чем положение катушки (12) соленоида будет зафиксировано относительно упора (3).