冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥及其冰箱制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥及其冰箱制冷系統(tǒng)，屬于制冷系統(tǒng)流體控制技術領域。
【【背景技術】】
[0002]電動閥是制冷設備的冷媒流量控制部件，在制冷設備系統(tǒng)中開啟或者關閉電動閥，可以控制冷媒的流通和中斷，并且還可以調節(jié)冷媒流量的大小。目前市場上的冰箱，尤其是具備冷凍/冷藏/變溫功能的冰箱，常利用現有技術的各種電動閥來控制其制冷劑的流動方向，但在實際應用時，存在如下問題:使用傳統(tǒng)的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥在切換工作狀態(tài)時，內部的滑塊撞擊閥體產生噪音，嚴重影響到冰箱的使用品質；使用回轉式電動切換閥，其由步進電機驅動滑塊來控制其在不同的工作狀態(tài)之間切換，然而步進電機溫度過高會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，降低電動切換閥工作的可靠性；現有電動切換閥的滑塊在閥座上做回轉運動時，系統(tǒng)中的雜質易在底座的出口位置堵塞，造成滑塊卡死導致電動切換閥失效。
【
【發(fā)明內容】
】
[0003]本發(fā)明所要解決的問題就是提供冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥，有效減小工作噪音，并提高工作可靠性。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥，包括閥座和閥蓋，所述閥蓋與所述閥座形成收容腔，所述閥座上連接有進口管和出口管，所述收容腔內設有至少一個MEMS驅動器，所述MEMS驅動器具有與所述進口管相通的流體入口、與所述出口管相通的流體出口以及控制所述流體出口啟閉的致動部件。
[0006]其中，所述MEMS驅動器包括依次層疊的第一閥板、第二閥板和第三閥板，所述流體出口和所述流體入口設置在所述第一閥板上，所述致動部件設置在所述第二閥板上。
[0007]其中，所述致動部件包括致動肋桿、致動脊桿、支撐桿和執(zhí)行器，所述執(zhí)行器一端設有流體通道，另一端連接所述支撐桿，所述致動肋桿連接所述致動脊桿，所述致動脊桿連接所述執(zhí)行器。
[0008]其中，所述MEMS驅動器為常閉型MEMS驅動器，所述MEMS驅動器自由狀態(tài)下，所述執(zhí)行器遮擋住所述流體出口，所述MEMS驅動器工作狀態(tài)下，所述流體出口部分或者全部露出于所述流體通道內。
[0009]其中，所述MEMS驅動器為常開型MEMS驅動器，所述MEMS驅動器自由狀態(tài)下，所述流體出口部分或者全部露出于所述流體通道內，所述MEMS驅動器工作狀態(tài)下，所述執(zhí)行器遮擋住所述流體出口。
[0010]其中，所述MEMS驅動器采用熱驅動，所述電動切換閥包括導線插針部，所述第三閥板上設有通孔，所述導線插針部的導線穿過所述通孔連接到所述第二閥板上。
[0011]其中，所述MEMS驅動器的數量至少為兩個，至少兩個MEMS驅動器加工成一體或者分別獨立設置。
[0012]其中，所述MEMS驅動器鍵合在所述閥座上并通過所述閥蓋和墊片壓緊，所述閥蓋固定在所述閥座上，所述閥座上設有入口通道和至少一個出口通道，所述出口管連接所述出口通道，所述進口管連接所述入口通道。
[0013]其中，所述入口通道包括變徑的節(jié)流段和錐形的引導段，所述節(jié)流段連接所述進口管，所述引導段與所述MEMS驅動器的流體入口相對。
[0014]本發(fā)明還提出了冰箱制冷系統(tǒng)，包括壓縮機、冷凝器、電動切換閥以及至少一個蒸發(fā)器，所述壓縮機的出口與所述冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口與所述電動切換閥的進口管連接，所述電動切換閥的出口管連接所述蒸發(fā)器的入口，所述蒸發(fā)器的出口連接所述壓縮機的入口，所述電動切換閥為上述任一技術方案所述的冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]本發(fā)明的冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥具有MEMS驅動器，MEMS(Micro-Electro-Mechanic System,微電子機械系統(tǒng))可以認為是一類系統(tǒng)，即可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的系統(tǒng)，該類系統(tǒng)的物理形體較小，可以具有電子部件和機械部件，這就區(qū)別于傳統(tǒng)的電磁閥控制。本發(fā)明利用MEMS驅動器切換流體流向/控制流體流量，工作過程中不存在機械接觸，從原理上杜絕了機械碰撞產生的噪音，有效減小了閥噪音；基于MEMS技術的流體控制驅動器取代現有技術的步進電機，不存在失步風險，可靠性提高，同時大大降低了產品體積和重量，便于在冰箱狹小的壓縮機室安裝。
[0017]本發(fā)明的這些特點和優(yōu)點將會在下面的【具體實施方式】、附圖中詳細的揭露。
【【附圖說明】】
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
[0019]圖1(a)為本發(fā)明實施例一中電動閥整體的縱向剖面示意圖；
[0020]圖1(b)為本發(fā)明實施例一中電動閥整體的縱向剖面示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例一中電動閥的立體結構示意圖(未裝閥蓋)；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例一中電動閥的立體結構示意圖(安裝閥蓋);
[0023]圖4為本發(fā)明實施例一中常閉型電動閥通電前的狀態(tài)示意圖；
[0024]圖5為圖4的A-A剖示圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實施例一中常閉型電動閥通電后的狀態(tài)示意圖；
[0026]圖7為圖6的B-B剖示圖；
[0027]圖8為本發(fā)明實施例一中常開型電動閥通電前的狀態(tài)示意圖；
[0028]圖9為圖8的C-C剖示圖；
[0029]圖10為本發(fā)明實施例一中常開型電動閥通電后的狀態(tài)示意圖；
[0030]圖11為圖10的D-D剖示圖；
[0031]圖12為本發(fā)明實施例一中閥座的縱向剖面示意圖；
[0032]圖13為本發(fā)明實施例一中閥座的俯視圖；
[0033]圖14為本發(fā)明實施例一中閥座的仰視圖；
[0034]圖15為本發(fā)明實施例一中MEMS驅動器的爆炸結構示意圖；
[0035]圖16為本發(fā)明實施例二中MEMS驅動器的爆炸結構示意圖；
[0036]圖17為本發(fā)明冰箱制冷系統(tǒng)的原理圖。
【【具體實施方式】】
[0037]下面結合本發(fā)明實施例的附圖對本發(fā)明實施例的技術方案進行解釋和說明，但下述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非全部?；趯嵤┓绞街械膶嵤├?，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0038]實施例一:
[0039]參照圖1 (a)，本發(fā)明實施例所述提出的冰箱制冷系統(tǒng)用電動切換閥，包具有閥座I和閥蓋2，閥蓋2連接在閥座I上，以形成收容腔，收容腔內設置MEMS驅動器3，MEMS驅動器3的數量可以根據實際制冷系統(tǒng)中所需蒸發(fā)器的數量來調整，本實施例在收容腔內設置三個MEMS驅動器3，相應的，形成三個流體入口和三個流體出口，通過外部信號驅動，利用MEMS驅動器3控制制冷劑流向不同的流體出口，從而能達到控制流體流向的目的。
[0040]參照圖4、15，本實施例設置三組MEMS驅動器3，這三組MEMS驅動器3本身結構是一樣的，便于制造，且維修時便于更換，每個MEMS驅動器3均包括了依次層疊的第一閥板31、第二閥板32和第三閥板33，第一閥板31、第二閥板32和第三閥板33都可采用單晶硅材料制成，例如硼硅玻璃，其中:
[0041]第一閥板31上間隔開地設置有流體入口 311和流體出口 312。
[0042]第二閥板32上設置致動部件，信號驅動致動部件動作實現對應流體出口 312的啟閉控制，致動部件包括致動肋桿321、致動脊桿322、支撐桿324和執(zhí)行器323，執(zhí)行器323 —端設有流體通道3231，另一端連接支撐桿324，致動肋桿321連接致動脊桿322，致動脊桿322連接執(zhí)行器323。工作過程中，致動脊桿322帶動執(zhí)行器323以支撐桿324連接處為圓心來回擺動。通常來說，在制作MEMS驅動器時，上述的致動肋桿321、致動脊桿322、支撐桿324和執(zhí)行器323這些微動機械部件已被一體成型在第二閥板32內，比如通過刻蝕等一系列工藝。本領域技術人員應當理解:上述結構僅僅是優(yōu)選的，現有技術應用于其他MEMS微閥中且能實現相應功能的類似執(zhí)行器結構也可以應用到本實施例中，當然，這是本領域技術人員所熟知的，不在此詳述。
[0043]參照圖3，第三閥板33上設置通孔331，電動切換閥還包括具有導線22和插針21的導線插針部，導線插針部的導線22穿過通孔331連接到第二閥板32上，實際應用時，可以在第二閥板32上安裝一對電極，將導線22連接在電極上。
[0044]本實施例的MEMS驅動器采用熱驅動，導線插針部的插針21與電源線接頭插接，將第二閥板32的一對電極連接到外部電源上，電路由開關來控制。當開關閉合時，MEMS驅動器得到電信號，致動肋桿321受熱膨脹，隨著致動肋桿321的膨脹，致動肋桿321被延長使得致動脊桿322動作，從而帶動執(zhí)行器323以支撐桿324連接處為圓心擺動；當開關斷開時，MEMS驅動器失去電信號，受致動肋桿321本身剛度的影響，執(zhí)行器323可回復到初始位置。執(zhí)行器323的位移量與電壓呈比例對應關系，第一閥板31的流體出口 312可以實現全部或部分的打開，由此，通過施加電信號的電壓高低對應比例地控制流體出口 312的開度，實現流體流量的對應比例控制，至少是可以實現開閥和閉閥兩種工作模式。并且，本實施例的這種開關控制取代現有技術中的脈沖信號控制，控制方法簡單、可靠性高。
[0045]除了本實施例所述的熱驅動方式外，在其他實施例中，采用壓電致動、磁致動、靜電致動等驅動方式也可以實現。
[0046]參照圖4、5，對于常閉