[发明专利]低泄漏先导操作的滑阀

说明书

一种混合滑阀，其包括具有纵向孔的阀体。该孔具有与流体入口流体连通的流体入口腔室、以及与流体出口流体连通的流体出口腔室。阀芯滑动地安装在孔内、并且可在全开位置、全闭位置以及多个部分打开的位置之间移动。先导微型阀安装在孔内，并且被设置为通过改变流经的流体流动来控制阀芯的滑动。密封件被设置在形成于阀芯外表面的槽内，以使得密封件在阀芯处于全闭位置时接合孔的壁，并且，在阀芯处于全开位置或所述多个部分打开位置中的一个时不接合孔。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于控制液压、气动或者供热-通风-空调和制冷(HVAC/R)系统中的流体流动的阀。特别地，本发明涉及一种减少这种液压、气动或者HVAC/R系统中泄漏的改进式混合滑阀组件。

背景技术

阀被广泛应用于控制流体从高压流体源到负载装置或者从负载装置到压力出口的流动。通常地，提供泵或者其它装置作为高压流体源。流体的流动可以选择性地通过阀来控制，从而控制负载装置的运行。混合滑阀组件是一种用于选择性地控制流体流动的阀，其包括通过先导微型阀(pilot microvalve)驱动的大尺寸的主滑阀。

一种已知的、通过先导微型阀驱动的大尺寸主滑阀是膨胀阀，例如模块化硅膨胀阀(MSEV)。MSEV是电气控制的常闭单向流动阀。MSEV可以被用于常规的HVAC/R系统和其它液压或者气动系统中的制冷剂质量流量控制。

MSEV是二级比例控制阀。第一级是用作先导阀来控制第二级滑阀的微型阀。当微型阀接收脉宽调制(PWM)信号时，该微型阀调节流体流动以改变通过第二级滑阀的压差。该滑阀移动以平衡压差，从而有效地改变MSEV的开口尺寸从而控制期望的制冷剂流体的量。

微型阀是微型机电系统的一个例子。一般来说，微型机电系统是一种不仅包括电气和机械部件，另外体型也小的系统，通常地，其具有尺寸在10微米或者更小范围内的特征部。术语“微加工”通常被理解为涉及三维结构和这种微型机电系统的移动部件的生产。以往，微型机电系统利用改良的集成电路(例如，计算机芯片)制造技术(例如化学刻蚀)和材料(例如硅半导体材料)，这些都是微加工以提供这些非常小的电气和机械部件。然而，最近，已经可以获得其他微加工技术和材料。

正如在此所用的，术语“微加工装置”意指这样一种装置，其具有尺寸在微米范围内或者更小的特征部，以及至少部分地通过微加工形成。同样正如在此所用的，术语“微型阀”意指这样一种阀，其具有尺寸在微米范围内或者更小的特征部，以及同样至少部分地通过微加工形成。最后，正如在此所用的，术语“微型阀装置”意指一种微型机械装置，其不仅包括微型阀，而且进一步包括其他部件。应该这样认为，如果除了微型阀之外的部件包含在微型阀装置内，那么这些其他部件可以是微加工部件或者标准尺寸(例如，更大的)的部件。同样地，微加工装置包括微加工部件和标准尺寸部件。

用于控制通过流体回路的流体流的多种微型阀结构在本领域中是已知的。众所周知的微型阀结构包括可移动部件，其被支撑在设置在阀体内的封闭内腔室中，用于在关闭位置和打开位置之间旋转、轴向运动或者其他运动。当被设置在关闭位置时，该可移动部件基本上堵塞第一流体端口，否在该第一流体端口与第二流体端口流体连通，因而阻止流体在第一流体端口和第二流体端口之间流动。当被设置在打开位置时，可移动部件没有基本上堵塞与第二流体接口流体连通的第一流体接口，因而允许流体在第一和第二流体接口的流动。

其公开内容在此引入以供参考的美国专利US6,523,560；6,540,203和6,845,962描述了一种由多个材料层制成的微型阀。该多个层被微加工并且粘结在一起以形成微型阀阀体以及容纳在其中的各种微型阀部件，包括包含微型阀的可移动部件的中间机械层。其公开内容也在此引入以供参考的美国专利US7,156,365描述了一种控制微型阀执行机构的方法。在所公开的方法中，控制器为执行机构提供可有效驱动微型阀的初始电压。然后，控制器为执行机构提供可有效地持续微型阀的动作的脉冲电压。