專利名稱：用于冷凍裝置的制冷回路的制作方法
說(shuō)明本發(fā)明涉及一種用于冷凍裝置的制冷回路，該冷凍裝置具有數(shù)個(gè)如權(quán)利要求1前序部分所述的冷凍空間。
在DE 37 18 490中公開了這種類型的電器。按照該專利說(shuō)明書所述的制冷回路包括一個(gè)換向閥，在該換向閥中，閥室安裝在兩個(gè)極片之間，它具有一個(gè)入口管道和兩個(gè)出口管道。兩塊永久磁鐵在側(cè)向上靠近閥室安裝。一個(gè)極片延伸到控制線圈的內(nèi)部，該控制線圈用來(lái)使雙穩(wěn)態(tài)閥換向，而雙穩(wěn)態(tài)閥借助于永久磁鐵形成。閥元件安裝在閥室中，并且在兩個(gè)出口管道之間前后活動(dòng)。
用于使永久磁鐵和線圈返回兩個(gè)極片的軛鐵疊片圍繞整個(gè)裝置通過(guò)兩塊永久磁鐵，直至電磁線圈的后側(cè)。
通過(guò)將控制線圈安裝到一側(cè)邊上，當(dāng)線圈作用于其上時(shí)，對(duì)閥元件產(chǎn)生不同的驅(qū)動(dòng)力。控制線圈必須相應(yīng)地具有大的尺寸，以便即使對(duì)更遠(yuǎn)的閉合位置，也產(chǎn)生合適的驅(qū)動(dòng)力。
不過(guò)，為了保證一限定的閉合力，將兩個(gè)球體固定在閥元件中，并通過(guò)一螺旋形彈簧彈性安裝，上述閉合力對(duì)兩個(gè)工作位置是相同的。因此這種壓縮彈簧的彈簧力限定了閥的閉合力。
控制線圈的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，造成不僅是用作閉合體的彈性安裝的球體，而且是整個(gè)閥元件都對(duì)極片相應(yīng)地產(chǎn)生明顯影響，因此，引起相應(yīng)的磨損，及尤其是引起不希望有的噪音產(chǎn)生。此外，利用一壓縮彈簧安裝在閉合元件中，是很復(fù)雜的并且相應(yīng)地成本很高。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的目的是提出一種在運(yùn)行期間具有更低磨損和更低噪音的制冷回路。
從如權(quán)利要求1前序部分所述的制冷回路出發(fā)，利用后面所表述的特點(diǎn)來(lái)達(dá)到這一目的。
本發(fā)明的有利型式和新裝置，可作為從屬權(quán)利要求中所述技術(shù)方案的結(jié)果。
據(jù)此，按照本發(fā)明，設(shè)置一換向閥，控制線圈安裝在該換向閥中，以側(cè)向偏置于磁極的中心軸線。因而可以減少控制線圈與兩個(gè)磁極之間的距離差，因此相應(yīng)地也減少了在兩個(gè)工作位置中閥的閉合力方面的差別，及減少了由控制線圈施加的最大必需的驅(qū)動(dòng)力。這同樣也造成電樞或閉合體對(duì)其各自的觸止(counterstop)產(chǎn)生較小明顯的影響，其結(jié)果是使磨損和產(chǎn)生噪音減少一相當(dāng)大的程度。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，控制線圈平行于閥室并靠近該閥室安裝。同時(shí)，有關(guān)兩個(gè)磁極的配置正好是同樣的鏡面對(duì)稱式，以便閥元件上控制線圈的驅(qū)動(dòng)力實(shí)際上同樣相同，上述驅(qū)動(dòng)力在兩個(gè)方向上起作用。因而可以將線圈的尺寸或它的控制電流，控制電流的脈沖持續(xù)時(shí)間等減少到這種程度，以致線圈的起動(dòng)力只產(chǎn)生從一個(gè)穩(wěn)定的工作位置翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定的工作位置。對(duì)閥座的影響極小。
在本實(shí)施例的新裝置中，閥的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成與閥室的中央平面成鏡面對(duì)稱式，該中央平面與形成閥元件的電樞運(yùn)動(dòng)方向垂直。這種鏡面對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)出口管道對(duì)應(yīng)地安裝在縱向方向上，而入口管道安裝在與中央平面齊平的橫向方向上，該鏡面對(duì)稱式結(jié)構(gòu)保證相同的力狀態(tài)對(duì)電樞的兩個(gè)工作位置是主要的，因此可以進(jìn)一步減少運(yùn)行期間占優(yōu)勢(shì)的最大起動(dòng)力，并因而也進(jìn)一步減少了電樞或閉合體對(duì)閥座的影響。
在本發(fā)明一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，閥的閉合力主要由永久磁鐵決定。在按照本發(fā)明所述的換向閥改進(jìn)裝置中，這是可能的，因?yàn)榭刂凭€圈的驅(qū)動(dòng)力可以相應(yīng)地減少。
在控制線圈靠近閥室安裝的情況下，有時(shí)會(huì)有危險(xiǎn)，因?yàn)閮蓚€(gè)極之間的連續(xù)軛鐵疊片具有很低的磁阻，所以控制線圈至少其中一部分磁場(chǎng)不是經(jīng)由兩個(gè)磁極和電樞引導(dǎo)，而是通過(guò)軛鐵疊片短路。這可以例如利用更大尺寸的控制線圈補(bǔ)償，而在一特別實(shí)施例中，為了排除這個(gè)問(wèn)題，提出了與迄今為止常規(guī)軛鐵疊片裝置不一致的地方。
在這種情況下，沒(méi)有為連接到兩個(gè)磁極上的回行裝置準(zhǔn)備一個(gè)或多個(gè)永久磁鐵到磁極的磁回路。
這種連接到兩個(gè)磁極上的回行裝置，至此已使它必須將線圈與閥室或磁極的中心軸線同軸式安裝。在這些回行裝置同時(shí)保持在兩個(gè)磁極之間的情況下，線圈的不同位置會(huì)造成磁短路，由控制線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)回行裝置跑到磁極的外部，通常，由于閥元件的閥功能，磁極在縱向方向上至少一點(diǎn)處具有一氣隙，因此增加了的磁阻。
省去這種連續(xù)的回行裝置，使它能具有不同的線圈位置，其結(jié)果是可以實(shí)施新的可能性用于按照本發(fā)明所述的換向閥結(jié)構(gòu)。
尤其是，在這種情況下，換向閥可以制造，其中控制線圈在各個(gè)磁極之間的距離，及因此還有由控制線圈所產(chǎn)生的起動(dòng)力，都可以在兩個(gè)控制方向上彼此相等。因而控制線圈可以整個(gè)地制成更小。至此減少了靠近線圈的磁極上過(guò)大的起動(dòng)力，因此削弱了在這點(diǎn)處的影響，并因此而降低了噪音的產(chǎn)生和磨損。
此外，由于在沒(méi)有回行的永久磁鐵回路中有大的氣隙，所以在永久磁鐵中的制造容限具有較少的作用，其結(jié)果是在更強(qiáng)磁鐵中所包括的費(fèi)用，至少在經(jīng)濟(jì)方面，至少可以部分地得到補(bǔ)償。
對(duì)于本發(fā)明的有利新裝置，有可能省去安裝彈簧的閉合體，以便閥的閉合力只是由一個(gè)或多個(gè)永久磁鐵的尺寸和配置來(lái)限定。在這種情況下，與控制線圈相應(yīng)的尺寸或起動(dòng)一起，可以大大避免閥元件對(duì)按照現(xiàn)有技術(shù)所述的磁極的明顯影響，因此這種新裝置甚至具有更低的噪音和更低的磨損。
為了達(dá)到使閥有長(zhǎng)的有效使用壽命，建議采用耐磨和堅(jiān)硬的材料，尤其是在密封面上更是如此。因?yàn)橥ǔＫ玫闹吕鋭┯袝r(shí)是高度化學(xué)腐蝕性的，所以，在這方面，也必須保證適當(dāng)?shù)倪x擇材料。例如，通過(guò)合適的金屬如鋼等，或者用陶瓷來(lái)滿足這兩個(gè)先決條件。這些材料是堅(jiān)硬的，并且也十分耐化學(xué)腐蝕。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，電樞或閥元件包括硬化的表面，例如，通過(guò)準(zhǔn)備一硬化的閉合體來(lái)封閉出口孔。
按照本發(fā)明所述的閥，在其密封性和有效使用壽命兩方面，必須滿足很嚴(yán)格的要求。閥的工作可靠性即使在制冷回路中運(yùn)行許多年之后，也不應(yīng)降低。如上所述，利用硬化的表面或硬化的閉合體，可以增加閥的耐磨性。
由于同樣的目的，建議設(shè)置硬化的閥座，在上述對(duì)稱的整體結(jié)構(gòu)情況下，閥座設(shè)置在磁極的內(nèi)側(cè)上。
磁軟材料的硬化存在一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闊崽幚砜蓪?dǎo)致磁化作用，因此最終得到磁硬化的材料。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)局部硬化，尤其是通過(guò)邊層硬化來(lái)減少。硬化的密封面提供較大的閉合力，同時(shí)提供較低的磨損。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的特別實(shí)施例中，這種閥座是利用閥座的激光硬化或邊層硬化進(jìn)行生產(chǎn)，該閥座插入磁極的材料中。
在本發(fā)明的特別實(shí)施例中，所用的閉合體是球體。在按照本發(fā)明所述的閥中，正如上面已說(shuō)過(guò)的，這種球體可以固定式連接到電樞上，因?yàn)檎绗F(xiàn)有技術(shù)中那樣，閥的閉合力受永久磁鐵的尺寸和配置限制，而不受機(jī)械設(shè)備限制。
由于更有利的線圈配置和節(jié)省了閉合體的活動(dòng)安裝，所以可以將閥元件或電樞和閉合體放在一起生產(chǎn)，因此是更小的整體。結(jié)果，在將閥從一個(gè)工作位置調(diào)節(jié)到另一個(gè)工作位置期間，施加較少的動(dòng)能到閥元件上，因此，同樣也削弱了對(duì)相應(yīng)閥座的影響，并用于進(jìn)一步減少磨損或噪音的產(chǎn)生。
此外，小磁鐵電樞意味著，氣流(flow)繞其通過(guò)的閥內(nèi)那個(gè)區(qū)域是短的，因此減少了被進(jìn)入電樞和閥體壁之間的顆粒物玷污或阻塞的危險(xiǎn)。
有利的是，選定的閥元件或電樞的直徑與長(zhǎng)度的比值是大于1∶4，例如，1∶1.5。如果合適的話，可以利用具有較高能量密度的永久磁鐵，來(lái)補(bǔ)償電樞中可磁化材料的減少，因?yàn)檫@是閥的足夠閉合力所必需的。
在本發(fā)明的新裝置中，利用例如通過(guò)適當(dāng)?shù)木母倪M(jìn)閉合體的安裝供閥元件成形的設(shè)計(jì)可能性，意思是即使當(dāng)閥處于閉合狀態(tài)時(shí)，殘留氣隙仍然在電樞和相應(yīng)磁極之間。因而減少了剩磁的影響。
而且，因此避免了磁鐵電樞對(duì)其中一個(gè)磁極產(chǎn)生影響的位置。所以，在磁鐵電樞的端面上沒(méi)有磨損，以便保證在閥的長(zhǎng)有效使用壽命期間有恒定的行程。
由于省去了閉合體的彈簧偏移，所以和現(xiàn)有技術(shù)相比，磁鐵電樞的行程可以總體上做得更小。
在本發(fā)明的開發(fā)過(guò)程中，將閥外殼設(shè)置成一具有端部錐形體的管件。這個(gè)實(shí)施例保證對(duì)致冷劑有很高的密封性，并且，尤其是，因而可以更容易達(dá)到對(duì)氦的密封性，上述氦是由于安全原因?qū)@類閥所要求的。
在本發(fā)明的開發(fā)過(guò)程中，規(guī)定線圈是可拆卸的。在這種情況下，通過(guò)省去磁回路裝置，也可以將線圈安裝在閥室附近，這樣制造更容易。
本發(fā)明的特別實(shí)施例裝有填料，將填料至少部分地圍繞閥外殼安裝。這種填料可以具有阻尼噪音的作用，并因此進(jìn)一步增加能按照本發(fā)明所述達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。
填料優(yōu)選地用于緊固一個(gè)或多個(gè)永久磁鐵，因?yàn)檫@些永久磁鐵同樣至少部分地被填料包圍。任何軛鐵疊片也可以用這種填料緊固。
這種填料也可以包圍到致冷劑或其它緊固元件的管道連接件，并因此能防止機(jī)械載荷。尤其是在管道連接件情況下，因而避免了由于機(jī)械變形而引起泄漏的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的示范性實(shí)施例用圖示出，并在下面參照附圖更詳細(xì)地加以說(shuō)明。
尤其是，

圖1示出穿過(guò)用于按照本發(fā)明所述的制冷回路的閥縱向剖面圖。
圖2示出穿過(guò)按照?qǐng)D1所述的閥的橫截面視圖，圖3示出按照?qǐng)D1所述的閥，在垂直于圖1安排的剖面中的縱向剖視圖，
圖4示出在按照?qǐng)D3所述的剖面中，另一個(gè)示范性實(shí)施例的例圖。
按照?qǐng)D1所示的閥1，包括一外殼2，在其中安裝一根管件3，該管件3具有端部錐形體4、5。在管件3的內(nèi)部，安裝有兩個(gè)磁極6、7，它們由可磁化的材料構(gòu)成。每個(gè)磁極6、7都具有一軸向通道孔8、9，上述通道孔將一在中央安裝的閥室10連接到兩個(gè)出口管道11、12上。出口管道11、12由管件3的末端延長(zhǎng)部分構(gòu)成。
入口管道14在垂直于閥軸線13的閥室10處的中部，連接，例如焊接或釬焊到管件3上。入口管道14經(jīng)由通道孔15連接到閥室10上。
在閥室10的內(nèi)部，設(shè)置一電樞16，該電樞16由可磁化的材料構(gòu)成，并且作為閉合體的球體19、20在每個(gè)端面上伸出的承窩17、18中緊固到電樞16上。
錐形閥座21、22例如通過(guò)邊層硬化(edge-layer hardening)磁極6、7的材料，從里面設(shè)置在上述每個(gè)磁極中，也就是說(shuō)，面向閥室10。
安裝一控制線圈24，該控制線圈24平行于形成閥體的管件3，與中心軸23對(duì)稱，該中心軸垂直于閥軸線13運(yùn)轉(zhuǎn)。緊固夾27旋轉(zhuǎn)式安裝在兩個(gè)托架25、26中，托架25、26連接到外殼2上，同時(shí)用作供線圈24到磁極6、7的磁回路的軛鐵疊片(yoke lamination)，上述緊固夾當(dāng)處于其閉合位置時(shí)，它繞線圈的鐵芯接合到這種程度，以致線圈24可松脫式固定到閥體3上。
這類借助于緊固夾27(用虛線示出)緊固的線圈在圖2中也是顯而易見(jiàn)的。
另外，從該圖例可以看出，可以將兩塊永久磁鐵28、29和設(shè)置在閥體3中的電樞16一起，集中安裝在該閥體3的兩邊上。在永久磁鐵28、29的外部，加有填料30，填料30固定磁鐵28、29和用作軛鐵疊片的托架25、26。
在按照?qǐng)D3的圖例中可以看出，整個(gè)閥結(jié)構(gòu)是對(duì)稱于中央平面制造，該中央平面跨越中心軸31和中心軸線23(見(jiàn)圖1)。當(dāng)然，只有電樞16位于其工作位置之間的中間位置時(shí)，完全對(duì)稱才存在，然而，由于閥的雙穩(wěn)態(tài)功能，所以完全對(duì)稱極不穩(wěn)定，并且在工作期間是不希望有的。
對(duì)稱的閥結(jié)構(gòu)(其中包括控制線圈)，使它能生產(chǎn)一種閥，其中閉合力在兩個(gè)工作位置之中正好相同，而且，由控制線圈用于在工作位置之間換向所要求的驅(qū)動(dòng)力，在每個(gè)方向上同樣也正好相同。結(jié)果，一方面，可以省去電樞中閉合體的復(fù)雜安裝，而另一方面，各個(gè)元件，尤其是控制線圈，可以具有較小的尺寸?？刂凭€圈的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩或驅(qū)動(dòng)力可以減少到這種程度，以致電樞可以簡(jiǎn)單地跳過(guò)換向范圍從一個(gè)工作位置進(jìn)入另一個(gè)工作位置。如果合適的話，也可以選定轉(zhuǎn)換脈沖(switching pulse)的脈沖持續(xù)時(shí)間，以便相應(yīng)地縮減。在極端情況下，閉合體對(duì)其閥座及還有對(duì)閉合力的影響，基本上只由永久磁鐵的吸引力決定。
兩塊磁鐵28、29安裝在閥體3的兩邊上，它們用中心軸31找齊，并用它們各自的相同磁極朝向閥室10。因而得到所產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)外形，它用4個(gè)圓形線表示。由于這種安排，將電樞16固定在它的兩個(gè)工作位置中，其中球體19、20安放在它們各自的閥座21、22上。
正如從圖3可以看到的，沒(méi)有用于永久磁鐵的回行裝置，因此安排在圖示平面前后的控制線圈磁場(chǎng)外形，基本上是穿過(guò)它的軛鐵疊片和磁極6、7運(yùn)行，并因此可以將它的全部影響施加到電樞16上。
在按照?qǐng)D3所示的圖中，還可以看出，即使在閥閉合的情況下，由于伸出的承窩17、18，所以在電樞16和磁極6或磁極7之間仍有殘留的氣隙33，結(jié)果減少了頑磁的影響。
圖4示出一可供選擇的實(shí)施例，其中在每種情況中，永久磁鐵28、29都經(jīng)由回行疊片33、34連接到每種情況中的磁極6、7上。在每種情況中，在閥體3的其中一邊上，這都在穿過(guò)各自磁極6、7的軸向平行連接中，產(chǎn)生一集束式磁場(chǎng)的場(chǎng)外形，因此增加了電樞16上的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于這種安排不是軸向?qū)ΨQ的，所以磁場(chǎng)同樣也不是鏡面對(duì)稱的，該磁場(chǎng)在電樞16上產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，盡管如果電樞在軸向方向上準(zhǔn)確地導(dǎo)向，這不一定會(huì)在特殊應(yīng)用中造成任何麻煩，而不只是由于球體19、20，該球體19、20用作閉合體，并且在各自的閥座21、22中自動(dòng)定心。
附圖標(biāo)記一覽表1 閥 19 球體2 外殼 20 球體3 管件或閥體 21 閥座4 錐形體 22 閥座5 錐形體 23 中心軸6 磁極 24 控制線圈7 磁極 25 托架或軛鐵疊片8 通道孔 26 托架或軛鐵疊片9 通道孔 27 緊固夾10 閥室28 永久磁鐵11 出口管道29 永久磁鐵12 出口管道30 填料13 閥軸線 31 中心軸14 入口管道32 磁場(chǎng)外形15 通道孔 33 殘留氣隙16 電樞34 回行疊片17 承窩35 回行疊片18 承窩
權(quán)利要求
1．用于制冷裝置的制冷回路，該制冷裝置具有數(shù)個(gè)制冷空間，一個(gè)壓縮機(jī)和一個(gè)冷凝器，具有數(shù)個(gè)蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器在每種情況下都指定給其中一個(gè)制冷空間，和具有至少一個(gè)電學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的換向閥，用于將冷凝器連接到其中一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器上，上述回路具有下列部件-閥室，它具有至少一個(gè)入口孔和至少兩個(gè)出口孔；-閥元件，它至少由數(shù)種磁性材料構(gòu)成，并可在閥室中至少兩個(gè)工作位置之間活動(dòng)，同時(shí)，在每種情況中都閉合兩個(gè)出口孔的其中一個(gè)，而另一個(gè)打開，-產(chǎn)生永久磁場(chǎng)的裝置，該裝置用于在每種情況中都將閥元件固定在工作位置中，它具有兩個(gè)磁極和至少一個(gè)永久磁鐵，-產(chǎn)生控制磁場(chǎng)的控制線圈，該控制線圈用于在各工作位置之間選擇性移動(dòng)閥元件，其特征在于控制線圈(24)如此安裝，以側(cè)向偏置于磁極(6,7)的中心軸線。
2．按照權(quán)利要求1所述的制冷回路，其特征在于控制線圈(24)安裝成平行于并靠近該閥室(10)。
3．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥具有一相對(duì)于閥室中央平面的對(duì)稱總體結(jié)構(gòu)，該中央平面與電樞(16)的運(yùn)動(dòng)方向垂直。
4．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于沒(méi)有設(shè)置連接到兩個(gè)磁極(6,7)上的回行裝置，該回行裝置用于從至少一個(gè)永久磁鐵到磁極(6,7)的磁回路。
5．按照權(quán)利要求1所述的制冷回路，其特征在于換向閥的閉合力由一個(gè)或多個(gè)永久磁鐵(28,29)決定。
6．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于閉合體(19,20)固定式連接到電樞(16)上。
7．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥(1)的電樞(16)包括一硬化的密封面。
8．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥(1)的電樞(16)包括一至少部分硬化的閥合體(19,20)。
9．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥(1)包括硬化的閥座(21,22)。
10．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于球體(19,20)作為閉合體安裝在換向閥(1)內(nèi)的電樞(16)中。
11．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于電樞(16)的直徑與長(zhǎng)度的比值大于1∶4。
12．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于在電樞(16)和磁極(6、7)之間設(shè)置一殘留氣隙(33)。
13．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥(1)的控制線圈(24)是可拆卸的。
14．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于在換向閥(1)中設(shè)置一種填料，該填料至少部分地包圍閥體(3)。
15．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥具有一種填料，用于緊固至少一個(gè)永久磁鐵(28,29)。
16．按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路，其特征在于換向閥(1)包括一種填料(30)，用于緊固控制線圈(24)的至少一個(gè)軛鐵疊片(25,26)。
17．雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，尤其是用于制冷裝置的制冷回路，其特征在于它按照上述權(quán)利要求其中之一設(shè)計(jì)。
18．冰箱或冷藏箱，其特征在于它具有按照上述權(quán)利要求其中之一所述的制冷回路。
全文摘要
提出了一種用于制冷裝置的制冷回路，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，在運(yùn)行期間具有更低的磨損和更低的噪音。按照本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)在于設(shè)置一換向閥(1)，工作線圈(24)安裝于其中，以側(cè)向偏置于磁極(6,7)的中心軸線。
文檔編號(hào)F16K31/08GK1318139SQ99811061
公開日2001年10月17日 申請(qǐng)日期1999年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月17日
發(fā)明者胡貝特·奧特 申請(qǐng)人:哈拉爾德·施羅特