[发明专利]一种利用敏感元件控制阀芯开度的压力控制阀及制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力控制阀及制冷系统，特别是涉及一种利用敏感元件控制阀芯开度的压力控制阀及制冷系统。 

背景技术

随着技术的发展，高压工质的装置应用越来越广泛，比如：制冷系统中，被广泛认为有发展前途的制冷工质——二氧化碳，作为一种自然的制冷工质，有利于环境保护，同时跨临界二氧化碳制冷循环的性能也与传统氟里昂制冷工质循环系统的性能相当。但是，跨临界二氧化碳制冷系统高低压的控制特性与传统的压缩式制冷系统有较大的不同，其高压侧制冷工质发生的不是冷凝过程，而是超临界气体冷却过程，其压力和温度是两个独立的变量，尽管温度受冷却介质的限定，但是压力却不直接受到限制，高压侧压力可达70-150bar，是传统制冷系统装置的7-10倍；另外，高压侧的压力特性对于系统的工作效率也有很大的影响，因此不管是从安全性还是从工作效率考虑，在跨临界二氧化碳制冷系统中，必须对高压侧压力进行调节，因此就需要相应的压力控制装置。 

为适应现代技术对压力控制的需要，特别是适应对跨临界二氧化碳制冷系统压力进行调节的需要，现有技术已经公开了多种压力控制阀，比如专利号为JP11-63740公开一种压力控制装置，这种压力控制装置是利用波纹管作为感应部件来对压力进行控制的。如图1所示，这种压力控制装置包括位于阀体内的进口301、出口309，连通进口与出口的阀孔307，所述阀孔内端为阀口，作为感应部件的波纹管303下端固定，作为自由端的上端与传动杆306焊接固定，波纹管303内部封闭，且被密封在由壳体308形成的封闭空间内。其基本工作过程是：高压制冷工质通过进口301、通道302、304、305进入波纹管303与外部壳体308形成的封闭空间；在进口制冷工质压力变大时，由于波纹管303外压力不变，内外压力差改变，波纹管303外形产生与压力改变相应的变化，下端固定，自由端移动，带动与其焊接成一体的传动杆306 相对与阀孔307作轴向运动，阀口通道的截面变大，制冷工质通过阻力减小，进口压力变化小；进口制冷工质压力变小时，传动杆306反向移动，阀口通道的截面减小，制冷工质通过阻力增大，进口压力变大，从而通过对阀口开度的调节，实现对进口制冷工质压力的控制。 

这种压力控制装置虽然能够实现对高压流体的压力控制，但是，由于其结构复杂，制造工艺繁琐，质量难以保证，调整精度不高；传动杆与波纹管固定部分、阀体各部分焊接较多，高压系统运行过程中，在高压流体作用下很容易引起波纹管或焊接区域泄漏，导致安全事故发生；波形管调节敏感度太高，调节频繁，不能适应压力控制操作稳定的需要。 

发明内容

鉴于现有技术中压力控制阀存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用波登管作为敏感元件，并根据波登管内部压力变化控制阀芯开度的压力控制阀，实现较高精度的控制，同时保证压力控制阀的安全性，提高压力控制阀的使用寿命和操作的稳定性；另外，还提供了一种采用本发明压力控制阀的制冷系统。 

为了实现上述目的，本发明提供的制冷系统包括压缩机，气体冷却器，内部热交换器，蒸发器，气液分离器和压力控制阀，所述压力控制阀包括：阀体，阀芯，所述阀体设有与内部热交换器的出口相通的进口和与蒸发器的进口相通的出口，所述进口与出口的连通管路上具有阀口，该阀口开度的大小受阀芯的控制；所述压力控制阀还包括波登管和转换部分； 

所述波登管包括固定端和自由端，其内腔与进口相通；所述固定端固定在阀体上，所述自由端根据所述内腔中的压力变化产生与该压力大小相应的位移； 

所述的转换部分两端分别连接波登管自由端和阀芯，用于将所述波登管自由端的位移转换为阀芯位移，所述阀芯位移控制阀口开度大小。 

优选地，所述转换部分包括连杆传动机构、齿轮传动机构和螺纹传动机构；

所述连杆传动机构包括中间杆和连接杆；所述中间杆的一端为该转换部分与所述波登管自由端连接的一端，其另一端铰接所述连接杆的一端；所述 连接杆另一端与主动齿轮相联，并驱动主动齿轮转动； 

所述齿轮传动机构包括主动齿轮，与主动齿轮相啮合的从动齿轮；所述的从动齿轮与下述螺杆固定，且在同一轴线上； 

所述螺纹传动机构包括螺杆、与螺杆相配合的螺母和传动杆，所述螺母固定在阀体上，所述传动杆固定在螺杆上，且与螺杆同轴线； 

所述阀芯固定在传动杆端部，并位于阀口处。 

另一种转换部分的优选方式基本上述转换部分相同，只是阀芯不是固定在传动杆端部，而是位于阀口处，并与传动杆端部接触，并且所述传动杆轴线、阀孔轴线和阀芯中心同轴。