【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于与制冷剂一起操作、特别是用于在机动车辆空气调节系统的热泵系统中的操作的阀装置，在该系统中，二氧化碳、co2(r744)或2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)用作制冷剂。
技术介绍
1、与具有经典内燃发动机的车辆相比，电动车辆中没有可用于车辆空气调节的类似的持续热源。因此，为了控制纯电操作的车辆的温度，需要利用可用的电能，在用电池电力操作的车辆的情况下、特别是当必须克服大的温度差时，这会导致车辆行驶里程的显著减少。与常规电加热器相比，具有制冷剂回路的热泵系统有助于改进可用电能的利用率。这种系统的双向操作使得能够在冬季供暖和在夏季制冷。可以用二氧化碳(r744)作为制冷剂操作的热泵系统是特别优选的，因为r744具有非常低的全球变暖潜能。然而，用r744作为制冷剂的热泵系统的操作与增加的设计要求相关联，因为由于更高的操作压力而需要更大的或更坚固的部件。因此，控制元件、特别是双向阀上的高压对应地需要高的移动力，这仅可以由具有更大功率的致动器来处理。
2、用于减小阀装置上的高移动力的措施基于反压力装置的利用。从de 10 2016 013492a1中已知一种阀，该阀可以双向操作并且在该阀中利用系统背压来辅助，以便允许用于移动控制元件的较少工作量。从de 102016 013 492a1中已知的阀是组合式膨胀截止阀，该组合式膨胀截止阀在关闭状态下具有通向阀室的压力旁路，阀针在该阀室中被导引。压力旁路导致压力平衡，该压力平衡降低了阀针调节所需的压力作用力。可以在两个流动方向上在阀的介质入口之间确保相对大的流
3、在机动车辆领域中，紧凑的解决方案是优选的，其结果是通常在共用阀块或阀模块中的狭窄空间中容纳布置有若干阀，以用于影响流动路径。例如，热泵系统的多达八个阀可以组装在阀块中。到目前为止，单独的阀部件、特别是具有密封件的密封座已经直接设计在阀块内或者定位在阀块中。这些单独设计的阀部件仅在组装状态下与阀的作为功能单元的其他部件配合。然而，这导致的缺点在于，在维护的情况下或者在更换单独的阀的情况下，必须拆卸整个阀块装置，因为单独的阀单元的维护由于紧凑的结构而变得更加困难。此外，已经发现的是，目前已知设计的阀在流动曲线中具有相对较高的滞后，这可能对操作过程具有不利影响。最后，由于相对较高的泄漏潜能、特别是当使用r744制冷剂时的泄漏潜能，还需要在用于机动车辆中的热泵系统的阀的结构方面进行改进。
技术实现思路
1、技术问题
2、因此，本专利技术的目的是提出一种用于与制冷剂一起操作、特别是用于与机动车辆的热泵系统中的二氧化碳(co2(r744))一起操作的阀装置，利用该阀装置可以减少或避免从现有技术中已知的缺点。
3、技术方案
4、根据本专利技术的构思，阀装置的主要部件由胶囊元件接纳或者结合在该胶囊元件中，使得阀装置形成为完整的功能单元，而不需要在阀块中单独组装的阀部件。根据本专利技术的阀装置可以有利地被单独组装或拆卸，而不需要更换整个阀块或阀模块。在本专利技术的上下文中，阀块或阀模块应当被理解为意指接纳若干个阀或阀装置并且具有通过其调节流体流动的若干个连接件和通道的本体。为了简单起见，下面统一地使用术语阀块。阀装置设置成用于与制冷剂一起操作、特别是用于与机动车辆热泵系统中的制冷剂一起操作。
5、根据本专利技术的阀装置具有阀本体衬套，该阀本体衬套具有设置成用于插入到阀块中的第一轴向部段。阀本体衬套的该轴向第一部段接纳在阀块中。在阀本体衬套内部形成有阀本体室，阀本体室具有在其中被轴向导引的阀针。作为另一阀部件，根据本专利技术的阀装置包括主轴驱动器，该主轴驱动器具有磁化的转子轴，该转子轴由抗摩擦轴承支承并且联接至阀针，使得转子轴的旋转引起阀针在阀本体衬套中的轴向运动。轴向运动使阀装置打开或关闭，这取决于转子轴旋转的方向。此外，根据本专利技术的阀装置包括胶囊元件，该胶囊元件在一侧是敞开的并且主轴驱动器和阀本体衬套的第二轴向部段接纳在该胶囊原件中，其中，胶囊元件可以借助于接纳该胶囊元件的用于驱动转子轴的致动器紧固至阀模块，使得第一轴向部段以流体紧密的方式接纳在阀块中。
6、胶囊元件的开口可以具有呈径向向外指向的轴环形式的阶梯状边缘，为了紧固胶囊元件，该轴环与支撑或支承在轴环上的套筒元件相互作用。可以使用各种装置例如夹持装置、卡扣装置或螺纹连接件来紧固在胶囊元件上被导引的套筒元件。在紧固装置的帮助下，轴环端面压靠于相对的阀块表面，以用于密封接纳在胶囊元件中的阀部件。
7、根据本专利技术的特别地设置成用于与制冷剂r744一起使用的阀装置的特别优选的设计，有利的是，螺纹环作为套筒元件使用。螺纹环形成为呈具有开口的筒形环的形式，胶囊元件通过该开口被导引并且由此被螺纹环接纳。在这样做时，螺纹环以其面向阀块的侧部支撑在胶囊元件轴环上。在径向外表面上，螺纹环具有用于旋拧到阀块中的外螺纹。为了紧固胶囊元件，螺纹环在胶囊元件上被导引并且可以在支承在胶囊元件的轴环上的情况下旋拧至形成在阀块中的内螺纹。在这种情况下，在胶囊元件轴环的沿轴向方向形成的端面与阀块或阀块的面向胶囊元件轴环端面的端面之间布置有密封件、优选地为金属凸圆密封件。此外，螺纹环具有用于工具的接合装置，以便使用工具将螺纹环旋拧至阀块。用于工具的接合装置可以轴向地和/或径向地形成在螺纹环上。例如，螺纹环可以具有作为接合装置的带齿的环。借助于与阀块中的螺纹环的螺纹连接，可以产生限定的接触压力，该接触压力与金属凸圆密封件的结合有助于特别好的密封。金属凸圆密封件的使用有利地降低了泄漏的风险。这在由于使用r744作为制冷剂而必须在高操作压力下操作的热泵系统中是有利的。
8、依据根据本专利技术的优选地设置成用于与制冷剂、制冷剂2,3,3,3-四氟丙烯(r1234yf)或制冷剂二氯三氟乙烷(r134a)一起操作的阀装置的另一有利设计，可以使用紧固板作为套筒元件，该紧固板在胶囊元件上被导引以用于紧固胶囊元件并且可以以支承在胶囊元件的轴环上的方式紧固至阀块。因此，紧固板具有至少一个开口，使得紧固板可以接纳胶囊元件，其中，该开口的横截面设计成使得紧固板支撑在胶囊元件的轴环上。在面向阀块的一侧，紧固板可以具有支承短柱，所述至少一个开口形成为穿过该支承短柱。支承短柱的端面形成为支撑在胶囊元件轴环上。支承短柱还可以具有轴环，该轴环被径向向外定向并且其轴环端面优选地以形状配合的方式支撑在胶囊元件轴环上。此外，紧固板可以具有至少两个螺钉通路，螺钉可以通过所述至少两个螺钉通路旋拧到阀块中，其中，在支撑或支承在胶囊元件轴环上的紧固板上施加有接触压力。
9、在紧固板与阀模块之间可以布置有呈o形环形式的腐蚀保护元件。该o形环可以布置在紧固板的支承短柱的柄部端部处。
10、对于致动器，紧固板优选地用作限制器和保持器。为了致动器和胶囊元件的连结紧固，致动器还可以具有与紧固板的螺钉通路对应的螺钉通路，使得螺钉可以通过致动器的螺钉通路以及通过紧固板的螺钉通路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于与制冷剂一起操作、特别是用于与机动车辆热泵系统中的制冷剂一起操作的阀装置，所述阀装置具有：阀本体衬套(1)，所述阀本体衬套(1)具有设置成用于插入到阀块(2)中的第一轴向部段(1.1)，在所述阀本体衬套(1)中形成有阀本体室(3)，所述阀本体室(3)具有在其中被轴向导引的阀针(4)；主轴驱动器，所述主轴驱动器具有磁化的转子轴(5)，所述转子轴(5)由抗摩擦轴承(6)支承并且联接至所述阀针(4)，使得所述转子轴(5)的旋转引起所述阀针(4)在所述阀本体衬套(1)中的轴向运动；以及胶囊元件(7)，所述胶囊元件(7)在一侧是敞开的，所述主轴驱动器和所述阀本体衬套(1)的第二轴向部段(1.2)接纳在所述胶囊元件(7)中，其中，所述胶囊元件(7)能够借助于接纳所述胶囊元件(7)的用于驱动所述转子轴(5)的致动器(8)紧固至所述阀块(2)，使得所述第一轴向部段(1.1)以流体紧密的方式接纳在所述阀块(2)中。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述胶囊元件的开口具有呈径向向外指向的胶囊元件轴环(7.1)形式的阶梯状边缘，所述胶囊元件轴环(7.1)与叠加的套筒
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述套筒元件是具有外螺纹(22)的螺纹环(14)，为了紧固所述胶囊元件(7)，所述螺纹环(14)在所述胶囊元件(7)上被导引并且能够在支承在所述胶囊元件(7)的所述胶囊元件轴环(7.1)上的情况下旋拧至形成在所述阀块(2)中的内螺纹(23)，其中，在所述胶囊元件轴环(7.1)的轴向对准的端面与所述阀块(2)之间布置有密封件、优选地为金属凸圆密封件(19)。
4.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，具有至少两个螺钉通路(16.1)的紧固板(16)可以用作所述套筒元件，所述套筒元件在所述胶囊元件(7)上被导引以用于紧固所述胶囊元件(7)并且能够在支承在所述轴环(7.1)上的情况下旋拧至所述阀块(2)，其中，在所述紧固板(16)与所述阀块(2)之间布置有优选地呈O形环形式的腐蚀保护元件(18)。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，所述紧固板(16)用作用于紧固所述致动器(8)的保持器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述抗摩擦轴承(6)接纳在所述阀本体衬套(1)中并且优选地通过边缘翻边固定。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述胶囊元件(7)具有滑动轴承(12)，所述滑动轴承(12)用作用于所述转子轴(5)的附加轴承。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀本体衬套(1)具有止挡肋(1.3)，所述止挡肋(1.3)形成在外圆周上并且所述止挡肋(1.3)限制到所述胶囊元件(7)中的轴向插入深度。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀针(4)具有至少一个凹槽(4.1)，所述至少一个凹槽(4.1)形成在外圆周上并且具有用于相对于所述阀本体衬套(1)进行内部密封的密封件。
10.根据前一权利要求所述的阀装置，其特征在于，至少一个所述密封件形成为具有O形环(9.2)和PTFE环(9.1)的组合密封件(9)，所述PTFE环(9.1)布置在所述O形环(9.2)上并且径向向外指向。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀本体衬套(1)在所述第一轴向部段(1.1)中、优选地在头部端部的区域中具有至少一个凹槽(13、17)，所述至少一个凹槽(13、17)形成在外圆周上并且具有用于相对于所述阀块(2)进行内部密封的密封件(13.1、17.1)。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀本体衬套(1)在所述第一轴向部段(1.1)中具有不同的柄部直径，其中，每个柄部直径具有至少一个凹槽(13、17)，所述至少一个凹槽(13、17)形成在外圆周上并且具有用于相对于所述阀块(2)进行内部密封的密封件(13.1、17.1)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀本体衬套(1)在所述第二轴向部段(1.2)中具有至少一个凹槽(21)，所述至少一个凹槽(21)形成在外圆周上并且具有用于相对于所述胶囊元件(7)进行内部密封的密封环(21.1)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，导引盘(11)被压入到所述阀本体衬套(1)中，其中，所述导引盘(11)具有接纳所述阀针(4)的开口横截面并且轴向地导引所述阀针(4)。
15.根据前述权利要...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于与制冷剂一起操作、特别是用于与机动车辆热泵系统中的制冷剂一起操作的阀装置，所述阀装置具有：阀本体衬套(1)，所述阀本体衬套(1)具有设置成用于插入到阀块(2)中的第一轴向部段(1.1)，在所述阀本体衬套(1)中形成有阀本体室(3)，所述阀本体室(3)具有在其中被轴向导引的阀针(4)；主轴驱动器，所述主轴驱动器具有磁化的转子轴(5)，所述转子轴(5)由抗摩擦轴承(6)支承并且联接至所述阀针(4)，使得所述转子轴(5)的旋转引起所述阀针(4)在所述阀本体衬套(1)中的轴向运动；以及胶囊元件(7)，所述胶囊元件(7)在一侧是敞开的，所述主轴驱动器和所述阀本体衬套(1)的第二轴向部段(1.2)接纳在所述胶囊元件(7)中，其中，所述胶囊元件(7)能够借助于接纳所述胶囊元件(7)的用于驱动所述转子轴(5)的致动器(8)紧固至所述阀块(2)，使得所述第一轴向部段(1.1)以流体紧密的方式接纳在所述阀块(2)中。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述胶囊元件的开口具有呈径向向外指向的胶囊元件轴环(7.1)形式的阶梯状边缘，所述胶囊元件轴环(7.1)与叠加的套筒元件(14、16)配合以用于紧固所述胶囊元件(7)。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，所述套筒元件是具有外螺纹(22)的螺纹环(14)，为了紧固所述胶囊元件(7)，所述螺纹环(14)在所述胶囊元件(7)上被导引并且能够在支承在所述胶囊元件(7)的所述胶囊元件轴环(7.1)上的情况下旋拧至形成在所述阀块(2)中的内螺纹(23)，其中，在所述胶囊元件轴环(7.1)的轴向对准的端面与所述阀块(2)之间布置有密封件、优选地为金属凸圆密封件(19)。
4.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，具有至少两个螺钉通路(16.1)的紧固板(16)可以用作所述套筒元件，所述套筒元件在所述胶囊元件(7)上被导引以用于紧固所述胶囊元件(7)并且能够在支承在所述轴环(7.1)上的情况下旋拧至所述阀块(2)，其中，在所述紧固板(16)与所述阀块(2)之间布置有优选地呈o形环形式的腐蚀保护元件(18)。
5.根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，所述紧固板(16)用作用于紧固所述致动器(8)的保持器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述抗摩擦轴承(6)接纳在所述阀本体衬套(1)中并且优选地通过边缘翻边固定。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特征在于，所述胶囊元件(7)具有滑动轴承(12)，所述滑动轴承(12)用作用于所述转子轴(5)的附加轴承。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的阀装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·奥雷姆，丹尼尔·岑斯，迈克尔·施拉特曼，安德烈亚斯·卡佩勒，德尼·拉福热，
申请(专利权)人：翰昂汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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