一种用于工业空调的膨胀阀的制作方法

1.本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及一种用于工业空调的膨胀阀。

背景技术：

2.膨胀阀是制冷系统中的一个重要部件，一般安装于储液筒和蒸发器之间。膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果，膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象
3.一般采用热力膨胀阀以蒸发器出口温度为控制信号，通过感温包，将此信号转换为改为感温包内蒸汽的压力，近而控制膨胀阀针的开启度，达到反馈调节的目的。在工业空调应用中，其覆盖面广，服务对象多，对系统的要求较高，如实时性要求，但是热力膨胀阀存在如下不足：
4.1、信号的反馈有较大的滞后，蒸发器处的高温气体首先要加热感温包外壳，感温包外壳有较大的热惯性，导致反应的时候感温包外壳对感温包管内工质的加热引起进一步引起进一步的滞后。信号反馈的滞后可能导致被调参数的周期性震荡，不能满足实时性要求。
5.2、调整范围有限，因为薄膜的变形有限，使阀针的开启度的变化范围较小，故流量的调节范围较小。在要求有大的流量调节范围内，例如在使用变频压缩机时，热力膨胀阀无法满足其要求。
6.3、调整控制精度低，感温包中通过薄膜将压力传递给阀针，会影响它受压力的变形的敏感度，故难达到高的控制精度。

技术实现要素：

7.为了解决现有膨胀阀信号反馈滞后的技术问题，本实用新型提供了一种用于工业空调的膨胀阀。
8.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
9.一种用于工业空调的膨胀阀，包括阀体，阀体连通有介质入口和介质出口，在介质入口与介质出口之间设置有通道，通道内设置有阀座和阀杆，阀杆的下端设置有与阀座配合调节流量大小的阀尖，阀杆的上端设置在步进电机中，环绕阀体设置有线圈，步进电机通过线束与控制器连接，控制器连接有压力传感器和温度传感器。通过压力传感器和温度传感器来感知环境并转换信号输送给控制器，相对传统膨胀阀来说，信号反馈速度快，动作迅速，不受薄膜的变形影响，调整范围变大，调整精度也得到提升。来实现系统供液量和过热度的控制，达到快速制冷、精确控温、节能静音等目的，具有可逆性，能实现制冷、制热状态下的流量自动控制。
10.进一步的，控制器包括单片机、通信模块、驱动模块和时钟模块，单片机分别与通信模块、驱动模块和时钟模块连接，单片机用于根据压力传感器和温度传感器的信号发出
驱动信号，驱动模块用于放大驱动信号并驱动步进电机，时钟模块用于向单片机提供精准时钟信号，通信模块用于和上位机通信。
11.进一步，驱动模块分别通过电阻r7、电阻r2、电阻r1、电阻r8与单片机连接，驱动模块分别通过开关管q11、开关管q10、开关管q13、开关管q12与步进电机连接。
12.进一步，开关管q11的发射极接地，开关管q11的基极通过电阻r3与驱动模块连接；开关管q10的发射极接地，开关管q10的基极通过电阻r4与驱动模块连接；开关管q13的发射极接地，开关管q13的基极通过电阻r5与驱动模块连接；开关管q12的发射极接地，开关管q12的基极通过电阻r6与驱动模块连接；开关管q11的集电极与二极管d1的阳极连接，开关管q10的集电极与二极管d2的阳极连接，开关管q13的集电极与二极管d3的阳极连接，开关管q12 的集电极与二极管d4的阳极连接，二极管d1的阴极与二极管d2的阴极连接，二极管d3的阴极与二极管d4的阴极连接，开关管q11、开关管q10、开关管 q13和开关管q12的集电极分别与步进电机连接。
13.进一步，开关管q11、开关管q10、开关管q13和开关管q12为npn型三极管。
14.进一步，通信模块为rs485模块，采用差分信号，对噪声的抵抗力更强，可以使用更长的电缆和/或高数据速率，尤其是在嘈杂的环境中。最多32个单位负载，收发器可能会使用单位负载的一小部分，从而增加总线上的设备数量。
15.进一步，时钟模块的第1端和第2端分别连接有晶体，时钟模块的第3端和第4端接地，晶体的接地端通过电感接地，时钟模块的第5端、第6端和第 7端分别通过用于上拉的电阻r17、电阻r16、电阻r15与电源vcc连接，时钟模块的第8端通过用于隔离的二极管d7与电源vcc连接。
16.进一步，还设置有备份电池，时钟模块的第8端通过用于隔离的二极管d6 与备份电池连接，备份电池的正极与二极管d6的阳极连接，备份电池的负极与晶体的接地端连接，即使外界断电，时钟仍可运行。
17.进一步，还设置有用于备份电池的充电电路，包括二极管d8和电阻r18，二极管d8的阴极与电池的正极连接，二极管d8的阳极通过电阻r18与电源vcc 连接。
18.实施本实用新型带来的有益效果是：
19.通过压力传感器和温度传感器来感知环境并转换信号输送给控制器，相对传统膨胀阀来说，信号反馈速度快，动作迅速，来实现系统供液量和过热度的控制，达到快速制冷、精确控温，实现制冷、制热状态下的流量控制。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的膨胀阀立体结构图；
21.图2为本实用新型实施例提供的膨胀阀剖面结构图；
22.图3为本实用新型实施例提供的膨胀阀控制框图；
23.图4为本实用新型实施例提供的单片机及其外围电路图；
24.图5为本实用新型实施例提供的时钟模块及其外围电路图；
25.图6为本实用新型实施例提供的通信模块及其外围电路图；
26.图7为本实用新型实施例提供的驱动模块及其外围电路图。
27.图中：10、阀体；11、介质出口；12、介质入口；13；线束；14、步进电机；15、线圈；16、
阀杆；17、阀尖；18、阀座；20、防护罩；u10、单片机； u1、rs485模块；u13、驱动模块；u11、时钟模块；l6、电感；bat、备份电池。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.参阅图1至图3，本实用新型提供了一种用于工业空调的膨胀阀，包括阀体10，阀体10连通有介质入口12和介质出口11，在介质入口12与介质出口 11之间设置有通道，通道内设置有阀座18和阀杆16，阀杆16的下端设置有与阀座18配合调节流量大小的阀尖17，阀尖17呈锥形，阀杆16的上端设置在步进电机14中，阀杆16受步进电机14的转子驱动，上下移动进行流量调节。环绕阀体10设置有线圈15，阀体10外设置有防护罩20，保护阀体10及其附属部件，步进电机14通过线束13与控制器连接，控制器连接有压力传感器和温度传感器。
30.压力传感器，用于检测蒸发压力，并将蒸发压力值转变成4～20ma的电流信号。温度传感器，可以根据温度的不同电阻值也不同。控制器可以接受压力传感器送来的4～20ma电流信号，以及温度传感器的电阻值信号。根据这些信号来控制电子膨胀阀的开度，保证系统供液量和过热度。
31.通过压力传感器和温度传感器来感知环境并转换信号输送给控制器，相对传统膨胀阀来说，信号反馈速度快，动作迅速，不受薄膜的变形影响，调整范围变大，调整精度也得到提升。来实现系统供液量和过热度的控制，达到快速制冷、精确控温、节能静音等目的。制冷剂在该膨胀阀中可以正、逆两个方向流动，避免了热力膨胀阀只有一个方向的缺点。用于热泵时可使制冷系统大为简化。制冷系统停机时，膨胀阀可以完全关闭，使制冷剂进口处无需安装电磁阀。
32.参阅图3至图7，控制器包括单片机u10、通信模块、驱动模块u13和时钟模块u11，单片机u10分别与通信模块、驱动模块u13和时钟模块u11连接，单片机u10用于根据压力传感器和温度传感器的信号发出驱动信号，驱动模块 u13用于放大驱动信号并驱动步进电机14，时钟模块u11用于向单片机u10提供精准时钟信号，通信模块用于和上位机通信。
33.参阅图7，驱动模块u13分别通过电阻r7、电阻r2、电阻r1、电阻r8与单片机u10连接，驱动模块u13分别通过开关管q11、开关管q10、开关管q13、开关管q12与步进电机14连接。
34.开关管q11的发射极接地，开关管q11的基极通过电阻r3与驱动模块u13 连接；开关管q10的发射极接地，开关管q10的基极通过电阻r4与驱动模块 u13连接；开关管q13的发射极接地，开关管q13的基极通过电阻r5与驱动模块u13连接；开关管q12的发射极接地，开关管q12的基极通过电阻r6与驱动模块u13连接；开关管q11的集电极与二极管d1的阳极连接，开关管q10的集电极与二极管d2的阳极连接，开关管q13的集电极与二极管d3的阳极连接，开关管q12的集电极与二极管d4的阳极连接，二极管d1的阴极与二极管d2 的阴极连接，二极管d3的阴极与二极管d4的阴极连接，开关管q11、开关管 q10、开关管q13和开关管q12的集电极分别与步进电机14连接。
35.开关管q11、开关管q10、开关管q13和开关管q12为npn型三极管。
36.参阅图6，通信模块为rs485模块u1，采用差分信号，对噪声的抵抗力更强，可以使用更长的电缆和/或高数据速率，尤其是在嘈杂的环境中。最多32个单位负载，收发器可能会使用单位负载的一小部分，从而增加总线上的设备数量。
37.参阅图5，时钟模块u11的第1端和第2端分别连接有晶体，时钟模块u11 的第3端和第4端接地，晶体的接地端通过电感l6接地，时钟模块u11的第5 端、第6端和第7端分别通过用于上拉的电阻r17、电阻r16、电阻r15与电源 vcc连接，时钟模块u11的第8端通过用于隔离的二极管d7与电源vcc连接。
38.还设置有备份电池bat，时钟模块u11的第8端通过用于隔离的二极管d6与备份电池bat连接，备份电池bat的正极与二极管d6的阳极连接，备份电池bat的负极与晶体的接地端连接，即使外界断电，时钟仍可运行。
39.还设置有用于备份电池bat的充电电路，包括二极管d8和电阻r18，二极管d8的阴极与电池的正极连接，二极管d8的阳极通过电阻r18与电源vcc连接。
40.工作时，压力传感器将蒸发器出口压力、温度传感器将压缩机吸气过热度传给控制器，控制器将信号处理后，随后作用于膨胀阀的步进电机14，将阀开到需要的位置。
41.该膨胀阀从全闭到全开状态其用时钟，反应和动作速度快，开闭特性和速度均可人为设定；该膨胀阀可在10％～100％的范围内进行精确调节，且调节范围可根据不同产品的特性进行设定。
42.实施本实用新型一种用于工业空调的膨胀阀带来的有益效果为：
43.通过压力传感器和温度传感器来感知环境并转换信号输送给控制器，相对传统膨胀阀来说，信号反馈速度快，动作迅速，来实现系统供液量和过热度的控制，达到快速制冷、精确控温，实现制冷、制热状态下的流量控制。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，包括阀体(10)，所述阀体(10)连通有介质入口(12)和介质出口(11)，在介质入口(12)与介质出口(11)之间设置有通道，所述通道内设置有阀座(18)和阀杆(16)，所述阀杆(16)的下端设置有与阀座(18)配合调节流量大小的阀尖(17)，所述阀杆(16)的上端设置在步进电机(14)中，环绕所述阀体(10)设置有线圈(15)，所述步进电机(14)通过线束(13)与控制器连接，所述控制器连接有压力传感器和温度传感器。2.根据权利要求1所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述控制器包括单片机(u10)、通信模块、驱动模块(u13)和时钟模块(u11)，所述单片机(u10)分别与通信模块、驱动模块(u13)和时钟模块(u11)连接，所述单片机(u10)用于根据压力传感器和温度传感器的信号发出驱动信号，所述驱动模块(u13)用于放大所述驱动信号并驱动步进电机(14)，所述时钟模块(u11)用于向所述单片机(u10)提供精准时钟信号，所述通信模块用于和上位机通信。3.根据权利要求2所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述驱动模块(u13)分别通过电阻r7、电阻r2、电阻r1、电阻r8与单片机(u10)连接，所述驱动模块(u13)分别通过开关管q11、开关管q10、开关管q13、开关管q12与步进电机(14)连接。4.根据权利要求3所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述开关管q11的发射极接地，开关管q11的基极通过电阻r3与驱动模块(u13)连接；所述开关管q10的发射极接地，开关管q10的基极通过电阻r4与驱动模块(u13)连接；所述开关管q13的发射极接地，开关管q13的基极通过电阻r5与驱动模块(u13)连接；所述开关管q12的发射极接地，开关管q12的基极通过电阻r6与驱动模块(u13)连接；所述开关管q11的集电极与二极管d1的阳极连接，所述开关管q10的集电极与二极管d2的阳极连接，所述开关管q13的集电极与二极管d3的阳极连接，所述开关管q12的集电极与二极管d4的阳极连接，所述二极管d1的阴极与二极管d2的阴极连接，所述二极管d3的阴极与二极管d4的阴极连接，所述开关管q11、开关管q10、开关管q13和开关管q12的集电极分别与步进电机(14)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述开关管q11、开关管q10、开关管q13和开关管q12为npn型三极管。6.根据权利要求2所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述通信模块为rs485模块(u1)。7.根据权利要求2至6任一项所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，所述时钟模块(u11)的第1端和第2端分别连接有晶体，所述时钟模块(u11)的第3端和第4端接地，所述晶体的接地端通过电感(l6)接地，所述时钟模块(u11)的第5端、第6端和第7端分别通过用于上拉的电阻r17、电阻r16、电阻r15与电源vcc连接，所述时钟模块(u11)的第8端通过用于隔离的二极管d7与电源vcc连接。8.根据权利要求7所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，还设置有备份电池(bat)，所述时钟模块(u11)的第8端通过用于隔离的二极管d6与备份电池(bat)连接，备份电池(bat)的正极与二极管d6的阳极连接，备份电池(bat)的负极与晶体的接地端连接。9.根据权利要求8所述的一种用于工业空调的膨胀阀，其特征在于，还设置有用于备份电池(bat)的充电电路，包括二极管d8和电阻r18，所述二极管d8的阴极与电池的正极连接，所述二极管d8的阳极通过电阻r18与电源vcc连接。

技术总结

本实用新型涉及空调技术领域，为了解决现有膨胀阀信号反馈滞后的技术问题，本实用新型提供了一种用于工业空调的膨胀阀，包括阀体，阀体连通有介质入口和介质出口，在介质入口与介质出口之间设置有通道，通道内设置有阀座和阀杆，阀杆的下端设置有与阀座配合调节流量大小的阀尖，阀杆的上端设置在步进电机中，环绕阀体设置有线圈，步进电机通过线束与控制器连接，控制器连接有压力传感器和温度传感器。通过压力传感器和温度传感器来感知环境并转换信号输送给控制器，相对传统膨胀阀来说，信号反馈速度快，动作迅速，来实现系统供液量和过热度的控制，达到快速制冷、精确控温，实现制冷、制热状态下的流量控制。冷、制热状态下的流量控制。冷、制热状态下的流量控制。

技术研发人员：

唐希顺

受保护的技术使用者：

深圳市一加节能科技有限公司

技术研发日：

2022.06.07

技术公布日：

2022/10/21