制冷制热双向可变流量装置的制作方法

1.本实用新型涉及空调系统可变流量装置，特别是一种在空调系统中制冷制热双向可变流量装置。


背景技术：

2.在大型的中央空调中，换热量很大，其空气侧换热器由多个换热器组成。但制热时怎么使制冷剂均匀的分配到每个换热器中，是一个巨大的挑战。制冷剂的均匀分配对性能有很大的影响，制冷剂分配不均匀会造成各个换热器结霜不同步，进而使主机频繁除霜，稳定性很差。为了解决上述问题，大部分主机制造公司在系统中增加一个制冷剂分配器，为了保证制冷剂均匀分配，一般都会增加分配器入口的压降，提升制冷剂流速，使气态和液态制冷剂均匀混合后，再分配至每个换热器中。但反向制冷时，系统本身制冷剂循环量会变大，分配器出口压损过大，制冷剂会产生闪发气体，影响制冷量，也会造成膨胀阀开度过大，对膨胀阀的选型也造成一定的困难。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种制冷制热双向可变流量装置，其结构简单，使用方便，不仅可以实现气态制冷剂和液态制冷剂的充分混合，并将充分混合的制冷剂通过分配器平均分配至各换热器中，而且通过增加制冷时本装置的流通面积来降低制冷过程中的压力损失，减少压降对系统制冷能力的影响。
4.本实用新型的技术方案是：一种制冷制热双向可变流量装置，其中，包括钢管、弹性膜片、金属固定板和紧固螺钉，弹性膜片位于钢管的上方，金属固定板位于弹性膜片的上方，金属固定板、弹性膜片和钢管的上部之间通过紧固螺钉固定连接；
5.所述钢管的中心沿轴向设有内孔；
6.所述弹性膜片呈片状圆环，弹性膜片的中心设有内孔ⅰ，弹性膜片沿内孔ⅰ的边缘被均匀切割为数片扇形膜片，相邻两扇形膜片之间存在间隙；
7.所述金属固定板呈圆环状，金属固定板的中心设有内孔ⅱ，内孔ⅱ的直径大于内孔ⅰ的直径，金属固定板靠近内孔ⅱ处沿圆周方向均匀间隔设置数个扇形孔，扇形孔与弹性膜片上的扇形膜片相对应，扇形孔的尺寸小于扇形膜片的尺寸，相邻扇形孔之间设有加强筋，加强筋与相邻弹性膜片之间的间隙相对应。
8.本实用新型中，所述钢管中心的内孔为阶梯型内孔，内孔下部的尺寸大于内孔上部的尺寸，所述内孔上部的内表面由下至上依次由流道ⅰ、流道ⅱ、流道ⅲ组成，流道ⅰ、流道ⅱ、流道ⅲ之间依次平滑过渡连接，流道ⅰ的尺寸小于内孔下部的尺寸，流道ⅱ的尺寸不大于流道ⅰ和流道ⅲ的尺寸，流道ⅲ与钢管上端面之间的夹角为45
°‑
60
°
,钢管的下端面设有坡口。
9.所述钢管的上端面设有数个螺纹孔，沿弹性膜片的环形圆周边缘均匀间隔设置数个圆孔ⅰ，金属固定板的环形圆周边缘均匀间隔设施数个圆孔ⅱ，紧固螺钉依次穿过螺纹
孔、圆孔ⅰ和圆孔ⅱ，从而实现了金属固定板、弹性膜片和钢管之间的固定连接。
10.所述弹性膜片沿内孔ⅰ边缘被均匀切割为十二片扇形膜片，每片扇形膜片的角度为30
°
，相邻两扇形膜片之间的间隙为0.5mm。扇形膜片的片数也可以根据系统换热量和管路规格进行调整，此时相应的扇形膜片的角度也跟着调整。
11.所述加强筋的宽度为1.5-2mm。
12.所述金属固定板的内孔ⅱ的直径比弹性膜片的内孔ⅰ的直径大1-2mm。
13.本实用新型的有益效果是：
14.制热时，弹性膜片在制冷剂冲击力的作用下，紧贴金属固定板，制冷剂只能从内孔ⅱ中高速喷出，不仅可以实现气态制冷剂和液态制冷剂的充分混合，而且能够使制冷剂均匀分布到系统的各个管路中；制冷时，弹性膜片在制冷剂的向下的冲击力作用下，弹性膜片向下翻折打开，使制冷剂流通截面积增大，从而降低了压力损失。
附图说明
15.图1是本实用新型的主视剖视结构示意图；
16.图2是本实用新型的整体结构爆炸图；
17.图3是钢管的主视剖视结构示意图；
18.图4是弹性膜片处于自然状态和制热状态时的俯视结构示意图；
19.图5是弹性膜片在制冷状态下变形后的结构示意图
20.图6是金属固定板的俯视结构示意图。
21.图中：1钢管；2弹性膜片；3金属固定板；4紧固螺钉；5坡口；6阶梯型内孔；7流道ⅰ；8流道ⅱ；9流道ⅲ；10钢管上端面；11螺纹孔；12内孔ⅰ；13圆孔ⅰ；14扇形膜片；15间隙；16扇形孔；17内孔ⅱ；18圆孔ⅱ；19加强筋。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
23.在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
24.如图1和图2所示，本实用新型所述的制冷制热双向可变流量装置包括钢管1、弹性膜片2、金属固定板3和紧固螺钉4，弹性膜片2位于钢管1的上方，金属固定板3位于弹性膜片2的上方，金属固定板3、弹性膜片2和钢管1的上部之间通过紧固螺钉4固定连接。
25.如图3所示，钢管1的中心设有阶梯型内孔6，即内孔下部的尺寸大于内孔上部的尺寸，以便于钢管2与系统铜管路之间的钎焊。内孔上部的内表面由下至上依次由流道ⅰ7、流道ⅱ8、流道ⅲ9组成，其中流道ⅰ7、流道ⅱ8、流道ⅲ9之间依次平滑过渡连接，流道ⅰ7的尺寸小于内孔下部的尺寸，流道ⅱ8的尺寸不大于流道ⅰ7和流道ⅲ9的尺寸，钢管内部流道是变化的，流道先缓慢变小，然后维持不变，最后再缓慢变大，整个流道变化比较平滑。流道ⅲ9与钢管上端面10之间的夹角为45
°‑
60
°
,从而防止弹性膜片过度变形以致损坏，同时还可以保证制冷时制冷剂的流量。钢管10的上端面设有数个螺纹孔11，用于安装紧固螺钉4。钢管
10的下端面加工有坡口5，通过设置坡口，钢管的下端可以直接与系统钢管路对焊。因此该种结构的钢管下端既可以与主管路钢管对焊连接，也可以与主管路铜管进行钎焊连接。
26.如图4和图5所示，弹性膜片2呈片状圆环，弹性膜片2的中心设有内孔ⅰ12，沿弹性膜片2的环形圆周边缘均匀间隔设置数个圆孔ⅰ13，圆孔用于安装紧固螺钉4。弹性膜片2沿内孔ⅰ的边缘被均匀切割为数片扇形膜片14，相邻两扇形膜片14之间存在间隙15。本实施例中弹性膜片2沿内孔ⅰ边缘被均匀切割为十二片扇形膜片14，每片扇形膜片14的角度为30
°
，且相邻两扇形膜片14之间的间隙为0.5mm。弹性膜片可以由不锈钢或者铜支撑，弹性膜片的厚度为0.1-0.3mm，此厚度可以保证制冷时刻制冷剂在小的压力差使弹性膜片打开，同时也可以保证制热时弹性膜片恢复平面形状。
27.实际使用过程中，扇形膜片14的数量可以根据系统换热量和管路规格进行调整，此时扇形膜片的角度也随之调整。当扇形膜片14受到向上的力或者向下的力时，会随着力的方向弯折：当扇形膜片14受到向上的力时，在扇形膜片14上方的金属固定板3的限制作用下，扇形膜片14无法向上翻折，始终处于平面状态，此时扇形膜片14紧贴于金属固定板3的底部；当扇形膜片14受到向下的力时，扇形膜片14在钢管内孔中向下翻折并打开，如图5所示。
28.如图6所示，金属固定板3也呈圆环状，其中心设有内孔ⅱ17，内孔ⅱ17的直径比内孔ⅰ12的直径大1-2mm，金属固定板3靠近内孔ⅱ17处沿圆周方向均匀间隔设置数个扇形孔16，扇形孔16的数量和位置与弹性膜片2上的扇形膜片相对应，且各扇形孔16的尺寸稍小于扇形膜片14的尺寸，可以保证制热时金属固定板和弹性膜片之间的密封性，保证制冷剂只能从内孔ⅱ17中喷射而出。相邻扇形孔16之间设有加强筋19，加强筋19的宽度为1.5-2mm，加强筋19的数量和位置与相邻弹性膜片2之间的间隙相对应。金属固定板3的环形圆周边缘均匀间隔设施数个圆孔ⅱ18，紧固螺钉4依次穿过圆孔ⅱ18、圆孔ⅰ13和螺纹孔11，从而实现了金属固定板3、弹性膜片2和钢管1之间的固定连接。
29.该装置的工作原理如下所述。制热时，制冷剂沿钢管1的下端口进入钢管1后，流速提高，液态制冷剂和气态制冷剂混合，到达弹性膜片2，制冷剂对弹性膜片2产生向上的冲击力，弹性膜片2在制冷剂冲击力的作用下，紧贴金属固定板3，扇形膜片4紧贴在扇形孔16的下方，制冷剂无法从扇形孔16流出，并且使制冷剂得到进一步混合，制冷剂只能从金属固定板3的内孔ⅱ17中高速喷出，然后通过系统的分配器均匀分布到系统的每个管路中。制冷时，制冷剂从系统各个管路中汇合至本装置中钢管1的上端口，制冷剂经过金属固定板3的内孔ⅱ17和扇形孔16向下流动，其中经过扇形孔16的制冷剂的向下冲击力将弹性膜片2的扇形膜片14打开，使扇形膜片14向下翻折并打开，此时相邻两扇形膜片14之间的间隙15也会变大，制冷剂流通截面积显著增大，最后制冷剂经过钢管1进入系统中。通过增大制冷剂流通截面积，降低了制冷剂流通过程的阻力，从而降低了制冷剂的压力损失，经过测试，制冷时压力损失小于制热时的30％。
30.以上对本实用新型所提供的制冷制热双向可变流量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本
领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。