降噪装置、电子膨胀阀及降噪方法

技术领域

本申请涉及电子膨胀阀领域，具体而言，涉及一种带有降噪装置的电子膨胀阀及降噪方法。

背景技术

电子膨胀阀是一种应用于制冷设备中的控制器件。目前，电子膨胀阀越来越多地应用于中小型制冷设备中，最常见的应用是在家用空调中，通过电信号控制来保证空调系统的稳定与高效运行。

电子膨胀阀一般由进口管道、阀壳、阀针组件和出口管道组成。制冷剂由进口管道流入阀腔(阀壳内部区域)，经阀口节流后再由出口管道流出。由于制冷剂在流经阀口时常常会发生空化现象并有汽泡产生，汽泡的生成与溃灭过程将会产生噪声；此外，当含汽制冷剂高速流经阀口时容易产生呼啸声。上述噪声通常是阀口结构设计不合理导致的。

现有的降噪装置均是对结构进行局部优化，例如在制冷剂流动路径上设置具有多个小孔的薄板构件，将两相制冷剂中的气泡细分化从而降噪；又例如设置挡流壁对两相制冷剂进行分流，缓解噪音等等方式。但这种优化通常只在特定工况下起作用，且降噪效果不明显，还需要有安装要求，安装复杂，不利于提高降噪效率。

发明内容

本申请的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够避免主流道出口的拐角处的汽泡滞留，并且能够减少汽泡破裂进而实现降噪的降噪装置。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供一种降噪装置，降噪装置包括外套筒、内套筒和连接部。所述外套筒具有一外套筒内壁；所述内套筒具有一内套筒内壁和一内套筒外壁，所述内套筒内壁形成主流道，所述主流道沿流体流动方向具有主流入口和主流出口；所述连接部连接所述外套筒内壁和所述内套筒外壁。所述连接部、所述内套筒外壁和所述外套筒内壁形成引流道，所述引流道沿流体流动方向具有引流入口和引流出口，所述引流入口用于将所述经主流出口流出的部分流体引流入所述引流道，所述引流出口用于将所述引流道内的流体引流至所述主流入口处。

根据本申请的其中一个实施例，所述连接部与所述主流出口位于同一平面上。

根据本申请的其中一个实施例，所述内套筒的内直径由所述主流入口处向所述主流出口处逐渐增大。

根据本申请的其中一个实施例，所述主流入口呈中空圆柱形，所述主流出口呈中空圆柱形或中空圆台形。

根据本申请的其中一个实施例，降噪装置应用于电子膨胀阀，所述电子膨胀阀具有阀口；所述主流入口的靠近阀口的一端的内径与阀口的靠近主流入口的一端的内径相同。

根据本申请的其中一个实施例，所述引流入口设置在所述连接部上，所述引流出口设置在所述内套筒外壁上，所述引流出口位于所述主流入口处。

根据本申请的其中一个实施例，所述引流入口包括至少两个第一通孔，所述第一通孔的轴线与所述主流道的轴线平行。

根据本申请的其中一个实施例，所述第一通孔的直径小于等于所述主流入口的直径的1/5。

根据本申请的其中一个实施例，所述引流出口包括至少两个第二通孔，所述第二通孔的轴线与所述主流道的轴线呈一夹角。

根据本申请的其中一个实施例，所述第二通孔的直径大于等于0.2mm，小于等于所述主流入口的直径的1/5。

根据本申请的其中一个实施例，沿流体流动方向，所述第二通孔的轴线与所述主流道的轴线之间的夹角大于等于90°。

根据本申请的其中一个实施例，所述外套筒、所述内套筒和所述连接部一体成型。

根据本申请的另一个方面，提供一种电子膨胀阀，具有如上所述的降噪装置。

根据本申请的另一个方面，提供一种如上电子膨胀阀的降噪方法，所述主流道中有主流流体和引流流体，所述引流流体的流动速度低于所述主流流体的流动速度。

由上述技术方案可知，本申请提出的降噪装置的优点和积极效果在于：

本申请提出的降噪装置，包括外套筒、内套筒和连接部。外套筒具有一外套筒内壁，内套筒具有一内套筒内壁和一内套筒外壁，内套筒内壁形成主流道，主流道供两相制冷剂通过。主流道沿流体流动方向具有主流入口和主流出口，两相制冷剂从主流入口流入，从主流出口流出，主流入口和主流出口之间形成两相制冷剂的主流道。连接部连接外套筒内壁和内套筒外壁。也就是说在主流出口位置处，外套筒和内套筒连接起来形成一个以主流出口为中心的环形面。连接部、内套筒外壁和外套筒内壁形成引流道，引流道主要用于将从主流出口流出的两相制冷剂的一部分引流回主流道中。引流道沿流体流动方向具有引流入口和引流出口，引流入口用于将经主流出口流出的部分流体引流入引流道，引流出口用于将引流道内的流体引流至主流入口处。也就是说，引流入口用于供被引流的两相制冷剂进入引流道内，引流出口用于供被引流的两相制冷剂流出引流道，进入主流道。上述引流道的设置能够避免主流道出口的拐角处形成死区造成的汽泡滞留从而产生噪音，并且能够在主流道的内壁靠近主流入口处形成一层缓冲区域，减少汽泡破裂进而实现降噪。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本申请的优选实施例的详细说明，本申请的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本申请的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是本申请的降噪装置一实施例的立体结构示意图。

图2是图1的纵向剖面视图。

图3是本申请的降噪装置的另一实施例的结构示意图。

图4是本申请的电子膨胀阀的结构示意图。

图5是本申请的电子膨胀阀在管道中的安装位置示意图。

附图标记说明如下：

100.降噪装置；

101.外套筒；

1011.外套筒内壁；

102.内套筒；

1021.内套筒内壁；

1022.内套筒外壁；

103.连接部；

104.主流道；

1041.主流入口；

1042.主流出口；

105.引流道；

1051.引流入口；

1052.引流出口；

201.第一通孔；

202.第二通孔；

300.电子膨胀阀(部分)；

301.进口管道；

302.阀壳；

303.阀口；

304.引流区；

401.阀针组件；

402.出口管道。

具体实施方式

体现本申请特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本申请的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本申请。

在对本申请的不同示例性实施例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本申请的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本申请的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本申请范围的情况下进行结构和功能性修改。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“第一”、“第二”和“第三”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本申请的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。

如图1所示，本申请的降噪装置100包括外套筒101、内套筒102和连接部103。外套筒101具有一外套筒内壁1011，内套筒102具有一内套筒内壁1021和一内套筒外壁1022，内套筒内壁1021形成主流道104。主流道104供两相制冷剂通过，主流道104沿两相制冷剂流动方向具有主流入口1041和主流出口1042，两相制冷剂从主流入口1041流入，经过主流道104后从主流出口1042流出，主流入口1041和主流出口1042之间形成可用于两相制冷剂通过的主流道104。

连接部103连接外套筒内壁1011和内套筒外壁1022，并且连接部103与主流出口1042位于同一平面上，在主流出口1042位置处，外套筒101和内套筒102连接起来形成一个以主流出口1042为中心的环形面，这个环形面就是连接部103。连接部103、内套筒外壁1022和外套筒内壁1011形成引流道105，引流道105主要用于将从主流道104的主流出口1042流出的两相制冷剂靠近连接部103的一部分引流回主流道104中。

引流道105沿两相制冷剂的流动方向具有引流入口1051和引流出口1052，引流入口1051用于将经主流出口1042流出的部分两相制冷剂流体引流入引流道105，引流出口1052用于将引流道105内的两相制冷剂流体引流至主流入口1041处。引流入口1051用于供被引流的两相制冷剂进入引流道105内，引流出口1052用于供被引流的两相制冷剂流出引流道105，进入主流道104内。上述引流道的设置能够避免主流道出口的拐角处形成死区造成的汽泡滞留从而产生噪音，并且能够在主流道的内壁靠近主流入口处形成一层缓冲区域，减少汽泡破裂进而实现降噪。

在本实施例中，内套筒102的内直径由主流入口1041处向主流出口处1042增大。能够使得两相制冷剂在本申请的降噪装置中沿流动方向的流动面积增大，减少诱发汽泡破裂的因素，避免两相制冷剂的压强突变而导致汽泡破裂，进而达到降噪的目的。

在本实施例中，主流入口1041呈中空圆柱形，设置主流入口1041呈中空圆柱形能够对经过阀口尾端进入降噪装置100的主流道104的两相制冷剂的流动状态进行调整，避免两相制冷剂经阀口尾端流出时压强突然上升导致大量汽泡破裂而产生噪声。主流出口1042呈中空圆柱形，能够使得两相制冷剂经过流动面积逐渐增大的一段流道后，整体状态趋于稳定，使得从主流出口1042流出的两相制冷剂不至于产生较大的扰动和冲击现象。在其他一些实施例中，主流出口1042也可以呈中空圆台形(如图3所示)，也能实现两相制冷剂沿流动方向流动面积逐渐的增加，避免了两相制冷剂的压强的突变现象，降低汽泡破裂的概率，进而达到降噪目的。

在本实施例中，引流入口1051设置在连接部103上，引流入口1051主要用于将从主流出口1042流出的两相制冷剂的一部分引流入引流道105，因此需要将引流入口1051设置在连接部103上，便于对主流出口1042流出的两相制冷剂的一部分引流。引流出口1052设置在内套筒外壁1022上，并且穿过内套筒内壁1021与主流道104连通。引流出口1052位于主流入口1041处，用于将引流道105内的两相制冷剂引流入主流道104内，并且由于引流道105内的两相制冷剂的流速与主流道104内的两相制冷剂的流速相差较大，就会在主流入口1041附近的内套筒内壁1022与主流道104内流过的两相制冷剂之间形成一层缓冲区域，避免主流道104内的两相制冷剂所新产生的汽泡与内套筒内壁1022接触，从而减少汽泡破裂，实现降噪。

如图2所示，本申请的降噪装置100，连接部103上的引流入口1051包括至少两个第一通孔201，由于引流道105位于外套筒101和内套筒102之间，因此需要至少设置两个第一通孔201形成引流入口1051，才能实现将从主流出口1042流出的两相制冷剂的一部分引流入引流道105，避免主流道出口的拐角处形成死区造成的汽泡滞留从而产生噪音。第一通孔201的数量可以是四个、六个、八个、九个、十个等等，可以均匀分布在连接部103上，也可以不均匀分布在连接部103上。第一通孔201的轴线与主流道104的轴线平行，主要是为了防止从第一通孔201进入引流道105的两相制冷剂对引流道的壁形成不稳定的冲击，从而造成进入引流道105的两相制冷剂的流体稳定性较差，更加容易产生噪音。

在本实施例中，内套筒102的高度大于外套筒101的高度，此时主流入口1041凸出于外套筒101的不与内套筒102连接的端部所形成的平面。在其他一些实施例中，内套筒102的高度也可以小于外套筒101的高度，此时主流入口1041凹陷于外套筒101的不与内套筒102连接的端部所形成的平面。在另外一些实施例中，内套筒102的高度也可以等于外套筒101的高度，此时主流入口1041齐平于外套筒101的不与内套筒102连接的端部所形成的平面。

在本实施例中，第一通孔201的直径d1小于等于主流入口1041的直径D的1/5。能够实现将从主流出口1042流出的两相制冷剂的一部分利用压强差引流入引流道105，形成引流流体实现降噪的目的。

在本实施例中，引流出口1052包括至少两个第二通孔202，至少两个第二通孔202分布在内套筒外壁1022上。可参见图5，第二通孔202的轴线与主流道104的轴线呈一夹角α。由于引流道105位于外套筒101和内套筒102之间，因此需要至少设置两个第二通孔202形成引流出口1052，才能实现将引流道105内的两相制冷剂引通过引流出口1052引流入主流道104内，由于引流道105内的两相制冷剂的流速与主流道104内的两相制冷剂的流速相差较大，因此会在主流道上靠近引流出口的内壁上形成一层缓冲区域，可以避免主流道内的两相制冷剂的新生汽泡与壁面接触，减少汽泡破裂进而实现再次降噪的目的。第二通孔202的数量也可以是四个、六个、八个、九个、十个等等，可以均匀分布在内套筒外壁1022上，也可以不均匀分布在内套筒外壁1022上。

在本实施例中，如图2所示，第二通孔202的数量是四个，并且均匀分布在内套筒外壁1022上，第二通孔202的轴线与主流道的轴线垂直，并且多个第二通孔202的轴线在一个平面上。如此设计可以简化第二通孔的加工工艺，降低成本。

在本实施例中，第二通孔202的直径d2小于等于主流入口1041的直径D的1/5。能够实现将引流道105内的两相制冷剂引通过引流出口1052引流入主流道104内，从而在主流道上靠近引流出口的内壁上形成一层缓冲区域，可以避免主流道内的两相制冷剂的新生汽泡与壁面接触，减少汽泡破破裂，减少噪音。如果第二通孔202的直径d2较大，则可能导致制冷剂由第二通孔流入，经第一通孔流出，进而使降噪装置功能丧失；如果第二通孔202的直径过小，导致引流流体从第二通孔流出困难，进而降低其降噪效果。因此第二通孔202的直径d2需要大于等于0.2mm(当1/5D小于0.2mm，取0.2mm)。

在本实施例中，第一通孔201的直径d1需要大于d2,且第一通孔总流通面积大于第二通孔总流通面积。

沿流体流动方向，第二通孔202的轴线与主流道104的轴线之间的夹角α大于等于90°。等于90°的情形在上述关于图2的描述中已经说明。对于大于90°的情形，此时第二通孔202的轴线可以交于一点，也可以不交于一点，可以相交，也可以不相交，只要是第二通孔202的轴线与主流道104的轴线之间的夹角α大于90°即可。第二通孔202的轴线与主流道104的轴线之间的夹角α需要大于等于90°，才能够实现在主流道上靠近引流出口的内壁上形成一层缓冲区域，避免主流道内的两相制冷剂的新生汽泡与壁面接触从而实现降噪的目的。如果第二通孔202的轴线与主流道104的轴线之间的夹角α小于90°，那么经过第二通孔202的引流进入主流道104的两相制冷剂的流动方向就会与主流道104中的两相制冷剂的流动方向基本上相反，这样就会对主流道104内的两相制冷剂产生冲击，不利于实现降噪的目的。

在本实施例中，外套筒101、内套筒102和连接部103是一体成型的。在其他一些实施例中，也可以分开成型后进行组装。一体成型有利于提高降噪装置的强度，延长使用寿命。

图4示出了本申请的电子膨胀阀的结构。图5示出了本申请的电子膨胀阀在管道中的安装位置。降噪组件可以采用螺纹或者焊接方式安装在电子膨胀阀上，其中电子膨胀阀300包括进口管道301、阀壳302、阀口303，还包括阀针组件401。降噪组件100安装在电子膨胀阀300的阀口303处，电子膨胀阀300的进口管道301流入两相制冷剂经过阀口303流入降噪组件100的主流道104内，之后流出降噪组件100后，两相制冷剂的一部分会经过引流入口1051引流进入到引流道105，并从引流出口1052流入主流道104内，从而形成引流区304。

引流区304属于降噪组件100与阀壳302的壁面共同形成的独立的流动区域，降噪组件100上端和底部的两相制冷剂压强不同，在压强差的驱动下，将降噪组件底部两相制冷剂经引流入口1051流入，后经引流出口1052流出，即在该独立流动区域形成了引流区，避免了拐角流动死区的存在和两相体制冷剂的滞留。

由图5可知，降噪组件100安装在电子膨胀阀300和出口管道402之间，其中降噪组件100的主流道104的主流入口1041安装在电子膨胀阀300的阀口303处，并且阀针组件401设置在阀口303处，用于控制两相制冷剂经过阀口的流量。两相制冷剂经过阀针组件打开的阀口后流入降噪组件100的主流道，两相制冷剂流过电子膨胀阀300的阀口303的首端时，两相制冷剂的压强突降至(或低于)对应工况时的饱和蒸汽压，两相制冷剂发生空化产生汽泡。而两相制冷剂经由阀口303的尾端流出时，两相制冷剂的压强又突然上升导致汽泡破裂，进而容易诱发噪声的产生。将降噪组件100设置在电子膨胀阀300的阀口303处，能够实现两相制冷剂沿流动方向流动面积逐渐的增加，避免了两相制冷剂的压强的突变现象，降低汽泡破裂的概率。

另外由于汽泡破裂的发生不仅受压强的影响，还受壁面粗糙度的影响。一般的，汽泡在两相制冷剂内部逐步的形成并发展，其过程极为不稳定，当逸到壁面时容易发生破裂，进而容易诱发噪声。降噪装置设置在电子膨胀阀300的阀口303处，可将经降噪装置的主流道流出的处在降噪装置底端的两相制冷剂引流到降噪装置的顶端，由于其流速与主流道中的两相制冷剂的流速相比相差较大，会在降噪组件壁面与主流道中的两相制冷剂之间形成一层缓冲膜，避免汽泡与壁面接触，减少汽泡破裂进而再次实现降噪的目的。

另外，当电子膨胀阀处于制热工况时，降噪组件100设置在电子膨胀阀300的阀口303处，能够首先实现小压降的节流，然后在降噪组件的主流出口处再次节流，可避免传统电子膨胀阀阀口形成风口(阀口尾部和出口管道形成的拐角的存在)，引发呼啸声。因此安装设置有降噪装置100的电子膨胀阀能够较没有安装降噪装置100的电子膨胀阀实现进一步降噪。

在该示例性实施例中，本申请提出的降噪装置是以应用于电子膨胀阀为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本申请的相关设计应用于其他类型的需要降噪的阀，而对下述的具体实施例做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本申请提出的降噪装置的原理的范围内。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的降噪装置仅仅是能够采用本申请原理的许多种降噪装置中的几个示例。应当清楚地理解，本申请的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的降噪装置的任何细节或分液器的任何部件。

上述是对本申请提出的降噪装置的几个示例性实施例的详细说明，以下将对本申请提出的降噪装置的使用过程以及降噪方法进行示例性说明。

结合附图1至图5，本申请提出的降噪装置，安装于电磁膨胀阀的阀口处，在使用过程中，两相制冷剂经过进口管道流入电子膨胀阀后，由阀针组件控制流量通过电子膨胀阀的阀口进入降噪组件的主流道内，由于主流道的截面积从主流入口向主流出口方向存在逐渐增大的一段，因此使得两相制冷剂沿流动方向流动面积逐渐的增加，从而能够避免两相制冷剂的压强的突变，降低汽泡破裂的概率。

经过降噪装置主流道后两相制冷剂进入出口管道，由于出口管道相较降噪装置的主流道的主流出口直径大，会在出口管道与降噪装置的主流道出口之间形成一个拐角处，这个拐角处容易形成死区造成的汽泡滞留从而产生噪音，此时降噪组件顶端的引流出口处的压强低于底端的引流入口处的压强，在压强差的驱动下，位于拐角处的两相制冷剂经降噪装置底端的引流入口流入，后经顶端的引流出口流出进入到主流道内，形成了引流区，避免了拐角流动死区的存在和汽体的滞留。

两相制冷剂经引流入口进入主流道后，由于其流速与主流道中的两相制冷剂的流速相比相差较大，会在降噪组件壁面与主流道中的两相制冷剂之间形成一层缓冲区域，减少汽泡破裂进而实现降噪。

通过上述本申请的降噪装置的使用过程和降噪方法，可以得出本申请的降噪装置，能够避免在出口管道与降噪装置的主流道出口之间形成的拐角处的拐角流动死区的存在和汽体的滞留来实现降噪；能够在降噪组件壁面与主流道中的两相制冷剂之间形成一层缓冲膜，避免汽泡与壁面接触，减少汽泡破裂来实现进一步降噪；能够使得两相制冷剂沿流动方向流动面积逐渐的增加，避免两相制冷剂的压强的突变，降低汽泡破裂的概率来实现更进一步降噪；能够首先实现小压降的节流，然后在降噪组件的主流出口处再次节流，可避免传统电子膨胀阀阀口形成风口而引发呼啸声来实现再进一步的降噪。

综上所述，本申请提出的降噪装置，包括外套筒、内套筒和连接部。外套筒具有一外套筒内壁，内套筒具有一内套筒内壁和一内套筒外壁，内套筒内壁形成主流道，主流道供两相制冷剂通过。主流道沿流体流动方向具有主流入口和主流出口，两相制冷剂从主流入口流入，从主流出口流出，主流入口和主流出口之间形成两相制冷剂的主流道。连接部连接外套筒内壁和内套筒外壁，并且连接部与主流出口位于同一平面上。引流道沿流体流动方向具有引流入口和引流出口，引流入口用于将经主流出口流出的部分流体引流入引流道，引流出口用于将引流道内的流体引流至主流入口处。能够避免主流道出口的拐角处形成死区造成的汽泡滞留从而产生噪音，并且能够在主流道的内壁靠近主流入口处形成一层缓冲区域，减少汽泡破裂进而实现降噪。主流道的截面积从主流入口向主流出口方向存在逐渐增大的一段，能够避免两相制冷剂的压强的突变，降低汽泡破裂的概率，还能够实现分级节流，避免风口的产生，实现降噪。

以上详细地描述和/或图示了本申请提出的降噪装置的示例性实施例。但本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施例的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。

本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例，相反，每个实施例的组成部分可与这里所描述的其它组成部分独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分也可与其它实施例的其它组成部分结合使用。在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。

虽然已根据不同的特定实施例对本申请提出的降噪装置进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本申请的实施进行改动。