一种用普通内平衡式热力膨胀阀来完成定压膨胀工作的新方法。可用于需要制冷系统蒸发压力恒定(热负荷一定)的场合。如人工环境试验室、压缩机测试用模拟制冷系统、精密恒温恒湿箱等,也可用于进气压力较高的气动减压系统。 众所周知,在需要制冷系统蒸发压力恒定的场合,如人工环境试验室等,通常只能使用定压膨胀阀,存在的问题是:它所控制的蒸发压力完全由弹簧力平衡,这样不仅调整不够轻便,而且由虎克定律可知,当所控制的制冷剂流量变化时,阀的开口量相应变化,引起所控制的蒸发压力也相应产生较大变化,即控制精度降低,同时定压膨胀阀用途少,常需少量专门定货,生产成本高,价格昂贵。
普通热力膨胀阀是根据蒸发器出口制冷剂气体的过热度控制供给蒸发器制冷剂流量的阀,它不能把蒸发压力和蒸发温度保持不变,只是利用蒸发温度和吸气温度的温差,在一定的过热度情况下,保持调节阀开度的机能,使正常的过热度维持在3~8℃,所以虽然热力膨胀阀用途广,生产批量大,成本低,价格便宜,但不能用于需要定压膨胀的系统。
本发明的目的是提供一种普通内平衡式热力膨胀阀地新用途,使之能用于需要定压膨胀的制冷系统。同时对于进气压力较高(例如2.5MPa)的气动减压系统提供可靠的减压方法(例如保证出口压力0~0.8MPa)。本发明的另一目的是用一种大批量生产的、低成本、价廉的通用零件取代需少量特殊定货的、高成本、价昂的零件。
实现本发明的方法是:首先把普通内平衡式热力膨胀阀(图一、1)切除温包后,联接到压缩空气源与气动减压阀组成的先导调压系统中,再把热力膨胀阀的进、出口联接到制冷系统中,工作时调整气动用减压阀的进出口压力,即可控制并保持膨胀阀出口的压力为任一给定值,从而实现定压膨胀。由于压缩空气用量很小,所以可以使用大批量生产的冰箱压缩机(图一、8),制冷机储液(气)罐(图一、3),加上普通空气压缩机使用的气压自动开关(图一、9)和安全阀(图一、5),气动用单向阀(图一、6)等构成压缩空气源,也可以使用已有的压缩空气源,气动用减压阀,能保证出口压力非常稳定,所以当膨胀阀所控制的制冷剂流量变化使阀的开口量相应变化时,它所控制的蒸发压力仍能保持恒定。
在进气压力较高(例如2.5MPa)的气动减压系统中,一般气动减压阀因进气压力高于所用压力而无法使用,此时可使用本发明的方法,即将热力膨胀阀切除温包后,同样联接上压缩空气源和气动减压阀,再将热力膨胀阀的进出口分别联接到进气管和减压管上,可使减压管内保持稳定的低压值(如保持在0~0.8Pa内的某一给定值上)。
定压膨胀阀所控制的蒸发压力完全由弹簧力平衡,所以精度较低,无法实现远程调压,操作、调整不便。使用本发明的方法控制压力更平稳,精度更高。由于先导调压系统可安装在设备的任何位置上,所以还可以实现对制冷系统的远程调压,而且先导调压系统中工作介质是压缩空气,因此远程调压也不会影响制冷系统的密封性,不会引起制冷剂渗漏,操作、调整方便,也可以实现自动调节等全自动化控制。另外定压膨胀阀在流量变化大的场合,使用时,由于流量变化使阀的开口量变化较大,易引起阀受冲击使弹簧共振等原因,所以阀的膜片易破裂损坏。使用本发明的方法没有弹簧共振等问题,所以使用寿命长,特别是流量变化大的场合,寿命能成倍地延长。
下面参照附图,详细描述本发明的实施例。
图一为热力膨胀阀用于定压膨胀系统的原理图
1、热力膨胀阀 6、单向阀
2、减压阀 7、空气滤清器
3、储气罐 8、冰箱压缩机
4、压力表 9、气压自动开关
5、安全阀
实施例1:
图二为使用本发明的方法,在电冰箱压缩机噪声测试中,对压缩机加载的制冷系统。
1、本发明的方法 4、加热器
2、排气压力表 5、吸气压力表
3、截止阀 6、被测压缩机
它能保证被测压缩机6的吸气压力被调节并保持在0.15±0.01MPa,排气压力被调节并保持在1.2±0.05MPa(均为绝对压力),所使用的吸气压力表和排气压力表精度均为0.4级,A处可联接预抽真空及充氟里昂的管路系统。
本例原来使用丹麦丹佛斯公司(DANfoss)生产之φ1.5定压膨胀阀。由于被测压缩机规格多,流量变化大,测试时系统还要经常抽真空,充氟里昂等,压力波动大,对阀的冲击大,所以测试约50台后丹麦丹佛斯公司的定压膨胀阀就损坏了;换了一个新的丹麦丹佛斯公司生产的定压膨胀阀后,测试约50台又损坏了。最后改用本发明的方法,已测试各种规格的压缩机120台以上,目前仍在继续使用,寿命大大延长了。
实施例2:
图三为使用本发明的方法,在人工环境试验室中(例如家用制冷器具综合测试装置,湿热实验室之类)控制环境恒温恒湿的制冷系统。
1、本发明的方法 8、气液分离器
2、风机 9、压缩机
3、加热器 10、冷凝器
4、蒸发器 11、电磁阀
5、加湿器 12、干燥过滤器
6、吸气压力表 13、压力继电器
7、排气压力表 14、节水阀
人工环境实验室中的空气由A处进入,经过蒸发器4的冷却,再由加热器3加温,以及加湿器5加湿后由B处吹回人工环境实验室,蒸发器4中的蒸发压力用本发明的方法保持一给定值不变,从而使冷却能力保持不变,因此只要用PID方式调节并控制加热器(电阻)以及加湿器(电阻)的加热、加湿功率即可实现人工环境实验室中恒温恒温控制。