第九章节流机构
制冷系统节流机构及工作原理
节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。
节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。
它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。
一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。
通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。
而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。
节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1 /4周，不能超过一周。
否则，开启度过大，会失去膨胀作用。
因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。
目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。
其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。
当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。
待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。
2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。
节流机构的作用
节流机构的作用节流机构的作用节流机构是一种关键的控制元件，它能够控制流体的流量和压力，从而实现对系统的控制。
在工业生产中，节流机构被广泛应用于各种领域，如化工、石油、天然气、水处理等。
本文将从以下几个方面详细介绍节流机构的作用。
一、控制流量节流机构最基本的作用是控制流体的流量。
它通过改变管道截面积或增加阻力来实现对流量的调节。
在工业生产中，很多工艺需要精确地控制液体或气体的流量，这时就需要使用节流机构来实现。
例如，在化学反应过程中，需要将一定量的试剂按照特定比例加入反应器中。
如果没有合适的调节装置，就无法保证试剂加入量的准确性和稳定性。
而使用节流机构可以精确地调整管道截面积或增加阻力，从而实现对试剂加入量的精确控制。
二、调整压力除了控制流量外，节流机构还可以调整系统中液体或气体的压力。
当液体或气体通过管道时，由于管道的摩擦阻力和其他因素的影响，流体的压力会发生变化。
如果需要在某个特定位置保持一定的压力，就需要使用节流机构来调整。
例如，在水处理系统中，需要将水从低压区域输送到高压区域。
这时就需要使用节流机构来调整水的压力，以保证水能够顺畅地流动，并且不会发生泄漏或爆炸等安全事故。
三、减少能量损失在液体或气体传输过程中，由于管道摩擦、阻力等原因，会产生一定的能量损失。
如果这些能量损失不能得到有效控制，就会导致系统效率低下、能源浪费等问题。
而使用节流机构可以有效地减少能量损失。
例如，在石油开采过程中，需要将原油从井口输送到储油罐或加工厂。
这时就需要使用节流机构来控制原油的流量和压力，并且减少因为摩擦等原因造成的能量损失。
四、保护设备在工业生产中，很多设备都需要通过液体或气体进行传动和控制。
然而，在高速流动的液体或气体中，会产生一定的冲击和振动，从而对设备造成损害。
而使用节流机构可以减缓液体或气体的流速，从而保护设备。
例如，在液压系统中，需要将液压油输送到各个执行元件中。
如果没有合适的控制装置，就会导致液压油在执行元件处产生冲击和振动，从而对执行元件造成损害。
节流机构
节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。
节流机构的作用有两点:一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力;二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。
它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面,产生合适的局部阻力损失(或沿程损失),使制冷剂压力骤降,与此同时一部分液态制冷剂汽化,吸收潜热,使节流后的制冷剂成为低压低温状态。
一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。
通常截止阀的阀芯为一平头,阀杆为普通螺纹,所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量,难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。
而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体,阀杆为细牙螺纹,所以当转动手轮时,阀芯移动的距离不大,过流截面积可以较准确、方便地调整。
节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节,通常开启度为手轮的1/8至1 /4周,不能超过一周。
否则,开启度过大,会失去膨胀作用。
因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节,几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。
目前它只装设于氨制冷装置中,在氟利昂制冷装置中,广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。
其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力,*浮球随液面高低在浮球室中升降,控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量,同时起节流作用的。
当容器内液面降低时,浮球下降,节流孔自行开大,供液量增加;反之,当容器内液面上升时,浮球上升,节流孔自行关小,供液量减少。
待液面升至规定高度时,节流孔被关闭,保证容器不会发生超液或缺液的现象。
2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器,液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。
(完整word版)制冷系统节流机构及工作原理
节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。
节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力;二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。
它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失（或沿程损失），使制冷剂压力骤降,与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。
一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。
通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。
而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。
节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。
否则，开启度过大，会失去膨胀作用。
因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。
目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀.其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力,＊浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。
当容器内液面降低时，浮球下降,节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时,浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。
待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。
2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。
制冷系统节流机构及工作原理
节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。
节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。
它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。
一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。
通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。
而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。
节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1 /4周，不能超过一周。
否则，开启度过大，会失去膨胀作用。
因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。
目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。
其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。
当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。
待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。
2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。
节流机构的作用
节流机构的作用1. 节流机构的定义和背景节流机构是指一种用于控制流体（如液体或气体）流动速度的装置。
它通过改变通道的截面积或增加阻力来限制流体的流量，从而达到节约能源、控制压力和实现自动化控制等目的。
随着工业化的进程，对能源和资源的需求不断增加，对环境保护和可持续发展的要求也越来越高。
在各个行业中，节能减排已成为一个重要的任务。
而节流机构作为一种重要的调节装置，在工业生产过程中发挥着重要作用。
2. 节流机构的原理和分类2.1 原理节流机构通过改变通道截面积或增加阻力来控制流体速度和压力。
当通道截面积变小或者阻力增大时，单位时间内通过通道的流体量就会减少，从而实现节约能源和控制压力的目的。
2.2 分类根据不同的工作原理和结构形式，节流机构可以分为以下几类：2.2.1 阀门类节流机构阀门类节流机构是指通过开启或关闭阀门来控制流体的流量和压力。
常见的阀门包括闸阀、截止阀、调节阀等。
它们通过改变阀门的开度来控制通道的截面积，从而实现对流体的调节。
2.2.2 孔口类节流机构孔口类节流机构是指通过改变通道中的孔口大小来控制流体的流量和压力。
常见的孔口类节流机构有喷嘴、喉管等。
它们通过改变孔口直径或形状来调节通道截面积，从而实现对流体的控制。
2.2.3 管道类节流机构管道类节流机构是指通过在管道中安装特殊结构来改变通道截面积和增加阻力，从而实现对流体的控制。
常见的管道类节流机构有扩散器、收缩器等。
它们通过改变管道横截面形状或尺寸来调节通道截面积，同时通过增加摩擦阻力来限制流体速度，从而实现对流体的调控。
3. 节流机构在工业生产中的应用节流机构广泛应用于各个行业的工业生产过程中，具有以下几个方面的作用：3.1 节约能源和资源节流机构通过限制流体的流量，减少了能源和资源的消耗。
例如，在液压系统中使用节流阀来控制液压油的流动速度，可以降低液压泵的功耗，从而实现节能效果。
3.2 控制压力和流量节流机构可以根据需要调整通道截面积或增加阻力，从而实现对流体压力和流量的精确控制。
节流机构和辅助设备上
小 毛细管流动阻力 过冷度 回热循环，降低毛 细管出口段温度 大
困难 不好 很小
困难 便宜
较大 调节阀开度 蒸发器出口过热度 检测出口过热度， 控制调节阀开度
较小， 4~7°C， 但蒸发温度低时大 困难 较好 较大，但不适合于 能量可调节系统 困难 较高
大 调节阀开度 蒸发器出口过热度 检测出口过热度， 控制调节阀开度 很小， 1~2°C
非直通式（广泛应用）：工作稳定，液 面稳定，但构造及安装复杂。
3.热力膨胀阀
◆ 原理：利用蒸发器出口处制冷剂 蒸汽过热度的变化调节供液量。
◆应用：氟利昂系统中广泛使 用
（与非满液式蒸发器配合使用）。
思考：为什么要控制过热度？
◆分类：内平衡式和外平衡式
1）内平衡式 适用：压降低、蒸发器流程短及阻力
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视液镜
液位观察镜 常用于储液器液位及压缩机曲轴箱油位观察，有时一台压缩机曲轴箱装上、下两
只液位观察镜，以观察高低液位，结构很简单。
液流观察镜 常用于管路中制冷剂液体或油分离器回油流动状态的观察。有时，在液流观察镜
中心装有一个能指示制冷剂中含水量的纸质圆芯，根据颜色的差别，可直接知道 制冷剂中的含水程度。
确定蒸发温度下的过热度 适用于热泵系统 价格昂贵
电子膨胀阀与毛细管、热力膨胀阀的特点比较
毛细管
制冷 剂与阀的选择是 无关 否相 关
热力膨胀阀
电子膨胀阀
由感温包充注的制 无关 冷剂决定
制冷剂流量调节范围 流量调节机构 调节控制信号 调节方法
对蒸发器过热度控 制偏差 流量调节特性补偿 调节的过渡过程特性 允许负荷波动
1 壳体 2、6 管接头 3 纸w质ww圆.t芯hemegallery.co
传统节流机构的工作原理及匹配
传统节流机构的工作原理及匹配节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例。
节流机构的作用：1、节流降压。
当常温高压的制冷剂饱和液体流过节流阀，变成低温低压的制冷剂液体并产生少许闪发气体。
进而实现向外界吸热的目的。
2、调节流量：节流阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量，使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。
当蒸发器热负荷增加时阀开度也增大，制冷剂流量随之增加，反之，制冷剂流量减少。
3、控制过热度：节流机构具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液损坏压缩机的事故发生。
4、控制蒸发液位：带液位控制的节流机构具有控制蒸发器液位的功能，既保持蒸发器传热面积的充分利用，又防止吸气带液降低吸气过热度。
若节流机构向蒸发器的供液量与蒸发负荷相比过大，部分液态制冷剂一起进入压缩机，引起湿压缩或冲缸事故。
相反若供液量与蒸发器负荷相比太少，则蒸发器部分传热面积未能充分发挥其效能，甚至会造成蒸发压力降低，而且使制冷系统的制冷量降低，制冷系数减小，制冷装置能耗增大。
节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。
大型中央空调冷水机组常用的节流机构有手动节流阀、孔板、热力膨胀阀、浮球+主节流阀。
热力膨胀阀热力膨胀阀广泛应用于中央空调冷水机组。
它既可控制蒸发器供液量，又可节流饱和液态制冷剂。
根据热力膨胀阀结构上的不同，分为内平衡式和外平衡式两种。
考虑到制冷剂流经蒸发器产生一定的压力损失，为降低开启过热度，提高蒸发器传热面积的利用率，一般自膨胀阀出口至蒸发器出口，制冷剂的压力降所对应的蒸发温度降超过2~3℃，应选用外平衡式热力膨胀阀。
外平衡式热力膨胀阀的工作原理是建立在力平衡的基础上。
工作时，弹性金属膜片上部受感温包内工质的压力P3作用，下面受蒸发器出口压力P1与弹簧力P2的作用。
制冷系统节流机构及工作原理
For personal use only in study and research; not for commercial use节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。
节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。
常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。
它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或者沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部份液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。
一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的罗纹形式。
通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通罗纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。
而节流阀的阀芯为针型锥体或者带缺口的锥体，阀杆为细牙罗纹，所以当转动手轮时，阀芯挪移的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。
节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的 1/8 至1/4 周，不能超过一周。
否则，开启度过大，会失去膨胀作用。
因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。
目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。
其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力， *浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。
当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。
待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或者缺液的现象。
中央 空调节流机构详解
节流机构
2、常用的节流机构
毛细管、手动节流阀、热力膨胀阀、浮球 调节阀、节流孔板以及电子膨胀阀
节流机构－手动调节阀
手动节流阀又称调节阀或膨胀阀，是最老式的节流 阀，多用于氨制冷装置，用手动方式调整阀孔的流通面 积来改变向蒸发器的供液量。
节流机构－手动调节阀
手动节流阀由阀体、阀芯、阀杆、填料压盖、上盖和 手轮等零件组成。
节流机构－内平衡式热力膨胀阀
由阀体、阀座、传动杆、阀针、弹簧、调节杆、感温包、 连接管、膜片等部件组成
1.膜片；2、13.螺母；3.过滤网； 4.弹簧；5.填料压盖；6.调节杆；
7.阀帽；8.密封填料； 9.调节杆座；10.阀针； 11.阀座；12.感温包；14.阀体； 15.传动杆；16.连接管
热力膨胀阀主要由阀体、感温包和毛细管组成， 适用于没有自由液面的蒸发器，如干式蒸发器。
按感应膜片平衡方式不同分（膜片下部的气体压 力不同）
——内平衡式 ——外平衡式
节流机构－热力膨胀阀
当制冷剂流经蒸发器的阻力 较小时，最好采用内平衡式热力 膨胀阀；反之，当蒸发器阻力较 大时，一般为超过0.03MPa时， 应采用外平衡式热力膨胀阀。
若室温升高，蒸发器出口过热度增大，则感应温度上升，相应的感应
压力p增大，推力F也增大，这时F＞F +W，波纹膜片向下移，推动传
动杆使膨胀阀孔开度增大，制冷剂流量增加，制冷量也增大，蒸发器出 口过热度相应地降低。
节流机构－外平调节特性，基本上不受蒸 发器中压力损失的影响，可以改善蒸发器的工作条 件，但结构比较复杂，安装与调试比较复杂，因此 一般只有当膨胀阀出口至蒸发器出口的制冷剂压降 相应的蒸发温度降超过2～3℃时，才应用外平衡式 热力膨胀阀。目前国内一般中小型的氟利昂制冷系 统，除了使用分液器的蒸发器外，蒸发器的压力损 失都比较小，所以采用内平衡式热力膨胀阀较多。
制冷与空调节流机构
v 分类：
（1）内平衡式
❖ 结构特点:金属膜片两侧工质来自感温包和阀出口。
❖ 原理片受力
弹簧力（按要求过热度调节）
关闭力 感温包内工质压力
❖ 适用：蒸发器流程短及阻力小的制冷系统。
3. 热力膨胀阀
v 分类：
（2）外平衡式
❖ 结构特点：金属膜片两侧工质来自感温包和蒸发器出口。
❖ 原理：
开启力 制冷剂蒸发压力(增加了蒸发器阻力)
金属膜片受力
弹簧力（按要求过热度调节）
关闭力 感温包内工质压力
❖ 适用：蒸发器压力损失较大的制冷系统。
3. 热力膨胀阀
⑤ 选配与安装 ❖ 选配时膨胀阀制冷量应大于蒸发器制冷量 ❖ 阀体应尽量接近蒸发器，以及调节和拆修都比
较方便的部位； ❖ 阀体应垂直安装，其位置高于感温包的位置； ❖ 膨胀阀前应装过滤器； ❖ 感温包安装在蒸发器出口吸气管道水平部分，
两个主要的部件，阀体和步进电机。步进电机位于阀的上部， 并直接与阀板和阀芯组件相连。类似于压缩机采用的技术，电机 直接暴露于制冷剂与冷冻油间，并且电机所用材料与压缩机电机 所用材料一致。电机与阀体外壳为全封闭设计，采用独有的焊接 技术进行焊接，不需要任何垫片。
❖ 非直通式：工质直接进入蒸发器，盈亏由浮球室调节控制 特点：液面稳定，调节工作稳定，但构造及安装复杂
3. 热力膨胀阀
v 原理：利用蒸发器出口处制冷剂蒸汽过热度的变化调供液量。 v 结构：金属膜片、阀座、阀芯、旋转弹簧座 v 应用：氟利昂系统中广泛使用（非满液式蒸发器配合使用）。
3. 热力膨胀阀
使用。作为备用阀装在旁通管路上，以 备应急或检修自动膨胀阀时使用。
2. 浮球节流阀
v 原理：根据满液式蒸发器的液面变化来控制蒸发器的供液
节流器节流机构的作用和工作原理
节流器节流机构的作用和工作原理1.控制流速：节流器节流机构可以通过改变流通的面积或形状来限制流体的流量，从而达到控制流速的目的。
当流通面积较小时，流体通过节流器时会受到阻碍，流速降低；而当流通面积较大时，流体通过节流器时能够顺畅流动，流速增加。
通过调整节流器的设计参数，可以实现不同范围内的流速控制。
2.节约能源：在许多工业应用中，由于液压和气动系统的流速需要不断变化，通过使用节流器节流机构，可以减少能源的消耗。
例如，在液压系统中，通过控制压力差，可以减少泵的工作负荷，从而节约能源。
3.控制压力：节流器节流机构可以通过调节孔的大小和形状来限制流体的通过，从而控制系统中的压力变化。
当流体通过节流器时，压力会因为节流孔的阻力而增加。
通过调整节流孔的开口大小和形状，可以实现对系统压力的精确控制。
1.通过节流孔控制流量：节流器节流机构主要通过设立节流孔来控制流体的流量。
通过调整节流孔的大小和形状，可以改变流体通过节流器时所受到的阻力，从而实现对流量的控制。
2.压差控制流速：节流器节流机构通过控制流体通过节流孔前后的压差来控制流速。
当流体在通过节流孔时，由于节流孔的限制，前后压差增大，从而使流速减小。
反之，如果减小节流孔的限制，前后压差减小，流速增加。
3.液流槽作用：有些节流器节流机构会在节流孔前后设置液流槽，用来调节节流孔的开口大小和形状。
通过改变液流槽中的流体流动状态，可以改变节流孔的压力分布，从而实现对节流孔开口大小和形状的控制，进而控制流体的流速。
4.毛细管效应：在一些特殊的节流器节流机构中，可以利用毛细管效应来实现对流速的控制。
当流体通过毛细管时，由于毛细管表面张力的作用，导致流体在毛细管内的流速减小。
通过改变毛细管的长度和直径，可以实现对流速的控制。
总之，节流器节流机构通过限制流体的流量，控制系统中的压力变化，实现对流体流速的控制。
在液压和气动系统中广泛应用，具有节约能源、控制压力等作用，是一种非常重要的装置。
制冷系统节流机构及工作原理
节流机构节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一;节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化,调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量;常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀毛细管等;它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面,产生合适的局部阻力损失或沿程损失,使制冷剂压力骤降,与此同时一部分液态制冷剂汽化,吸收潜热,使节流后的制冷剂成为低压低温状态;一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式;通常截止阀的阀芯为一平头,阀杆为普通螺纹,所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量,难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用;而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体,阀杆为细牙螺纹,所以当转动手轮时,阀芯移动的距离不大,过流截面积可以较准确、方便地调整;节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节,通常开启度为手轮的1/8至1/4周,不能超过一周;否则,开启度过大,会失去膨胀作用;因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节,几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作;目前它只装设于氨制冷装置中,在氟利昂制冷装置中,广泛使用热力膨胀阀进行自动调节;二、浮球节流阀1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀;其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力,浮球随液面高低在浮球室中升降,控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量,同时起节流作用的;当容器内液面降低时,浮球下降,节流孔自行开大,供液量增加；反之,当容器内液面上升时,浮球上升,节流孔自行关小,供液量减少;待液面升至规定高度时,节流孔被关闭,保证容器不会发生超液或缺液的现象;2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器,液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节;在氨制冷系统中广泛应用的是一种低压浮球阀;低压浮球阀按液体在其中流通的方式,有直通式和非直通式两种;直通浮球节流阀的特点是,进入容器的全部液体制冷剂首先通过阀孔进入浮球室,然后再进入容器;因此,结构和安装比较简单,但浮球室的液面波动大;非直通式浮球节流阀的特点是,阀座装在浮球室外,经节流后的制冷剂不需要通过浮球室而沿管道直接进入容器;因此,浮球室的液面较平稳,但其结构与安装均较复杂;目前我国冷冻机厂生产的浮球节流阀都是这种非直通式的;这种浮球节流阀的结构是由壳体、浮球、杠杆、阀座、平衡管、阀芯和盖等组成;浮球节流阀在安装时的要求是浮球室的气体平衡管应接在筒身上,而不应接在液体分离器的吸气管上;液体平衡管不应接在液体分离器与蒸发器之间的供液管上,也不应接在低压循环贮液筒的氨泵吸液管上,以免浮球室内液面波动过大;蒸发器中的液体往往呈气泡沸腾状态,致使气液混合物的密度显着降低,造成蒸发器中的实际液面要高于浮球室的液面,因此将浮球节流阀安装到蒸发器上时,最好把浮球节流阀适当降低一些;浮球节流阀的管路系统中一般应装置液体过滤器采用250孔／cm2的钢丝网,以保证进入浮球阀内的液体无杂质,避免阀门堵塞;此外还要装设旁路手动节流阀,以便在浮球节流阀发生故障或清洗过滤器时仍可继续供液;三、热力膨胀阀热力膨胀阀是氟利昂制冷装置中根据吸入蒸气的过热程度来调节进入蒸发器的液态制冷剂量,同时将液体由冷凝压力节流降压到蒸发压力的;热力膨胀阀的型式很多,但在结构上大致相同;按膨胀阀中感应机构动力室中传力零件的结构不同,可分为薄膜式和波纹管式两种；按使用条件不同,又可分为内平衡式和外平衡式两种;目前常用的小型氟利昂热力膨胀阀多为薄膜式内平衡热力膨胀阀;1、内平衡式热力膨胀阀：内平衡式热力膨胀阀一般都由阀体、阀座、阀针、调节杆座、调节杆、弹簧、过滤器、传动杆、感温包、毛细管、气箱盖和感应薄膜等组成;感温包里灌注氟利昂或其它易挥发的液体,把它紧固在蒸发器出口的回气管上,用以感受回气的温度变化；毛细管是用直径很细的铜管制成,其作用是将感温包内由于温度的变化而造成的压力变化传递到动力室的波纹薄膜上去;波纹薄膜是由很薄的～0.2mm合金片冲压而成,断面呈波浪形,能有2～3mm的位移变形;波纹薄膜由于动力室中压力的变化而产生的位移通过其下方的传动杆传递到阀针上,使阀针随着传动杆的上下移动而一起移动,以控制阀孔的开启度;调节杆的作用是在系统调试运转中,用以调整弹簧的压紧程度来调整膨胀阀的开启过热度的,系统正常工作后不可随意调节且应拧上调节杆座上的帽罩,以防止制冷剂从填料处泄漏;过滤网安装在膨胀阀的进液端,用以过滤制冷剂中的异物,防止阀孔堵塞;至于其工作原理,我们首先分析一下热力膨胀阀工作时波纹薄膜的受力情况;金属波纹薄膜受有三种力的作用,在膜片的上方,为感温包中液体与其感受到的温度相对应的的饱和压力P对膜片产生的向下推力P,在膜片的下方,受阀座后面与蒸发器相通的低压液体对膜片产生一个向上的推力P0制冷剂的蒸发压力和弹簧的张力W的作用;此外还有活动零件之间的摩擦力等因素构成的作用力,因为其值甚小,在分析时可以忽略不计;由以上分析可知,当三力处于平衡状态,即满足P＝P0+W时,膜片不动,则阀口处于一定的开启度;而当其中任何一个力发生变化时,就会破坏原有的平衡,则阀口的开启度也就随之发生变化,直到建立新的平衡为止;当外界情况改变,如由于供液不足或热负荷增大,引起蒸发器的回气过热度增大时,则感温包感受到的温度也升高,饱和压力P也就增大,因此形成：P＞P0+ W,这样就会导至膜片下移,使阀口开启度增大,制冷剂的流量也就增大,直至供液量与蒸发量相等时达到另一平衡;反之,若由于供液过多或热负荷减少,引起蒸发器的回气过热度减小,使感温包感受到的温度也降低时,则饱和压力P也就减小,因此形成：P＜P0+W,这样就会导至膜片上移,使阀口开启度减小,制冷剂的供液量也就减少,直至与蒸发器的热负荷相匹配为此;热力膨胀阀的工作原理就是利用与回气过热度相关的P力的变化来调节阀口的开启度的,从而控制制冷剂的流量,实现自动调节;另外,从上述关系也可看出,调节不同的弹簧张力W,便能获得使阀口开启的不同过热度;与调定的弹簧张力W相对应的制冷剂的过热度称为静装配过热度又称关闭过热度;一般希望蒸发器的过热度维持在3～5℃的范围内;2、外平衡式热力膨胀阀：外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀在结构上略有不同,其不同处是感应薄膜下部空间与膨胀阀出口互不相通,而且通过一根小口径的平衡管与蒸发器出口相连;换句话说,外平衡热力膨胀阀膜片下部的制冷剂压力不是阀门节流后的蒸发压力,而是蒸发器出口处的制冷剂压力;这样可以避免蒸发器阻力损失较大时的影响,把过热度控制在一定的范围内,使蒸发器传热面积充分利用;内、外平衡式热力膨胀阀工作原理完全相同,只是适用的条件不同,如果蒸发器中制冷剂的压力损失较大,使用内平衡式热力膨胀阀时,就会造成蒸发器供液量不足,出口处气态制冷剂的过热度增大;也就使蒸发器的传热面积的利用率降低,制冷量相应减小,所以在实际应用中,蒸发器压力损失较小时,一般使用内平衡式热力膨胀阀,而压力损失较大时当膨胀阀出口至蒸发器出口制冷剂的压力降相应的蒸发温度降低超过2～3℃时,应采用外平衡式热力膨胀阀;3、安装热力膨胀阀时应注意的问题①首先应检查膨胀阀是否完好,特别注意检查感温动力机构是否泄漏;②膨胀阀应正立式安装,不允许倒置;③感温包安装在蒸发器的出气管上,紧贴包缠在水平无积液的管段上,外加隔热材料缠包,或插入吸气管上的感温套内;④当水平回气管直径小于25mm时,感温包可扎在回气管项部；当水平回气管直径大于25mm时,感温包可扎在回气管下侧45°处,以防管子底部积油等因素影响感温包正确感温;⑤外平衡膨胀阀的平衡管一般都安装在感温包后面100mm处的回气管上,并应从管顶部引出,以防润滑油进入阀内;⑥一个系统中有多个膨胀阀时,外平衡管应接到各自蒸发器的出口;四、毛细管在电冰箱、空调器等小型制冷设备中,常用毛细管做节流装置,它主要是其管径和长度的大小来控制液体制冷剂的流量以使蒸发器能在适当的状况下工作;制冷工程中一般称内径～2mm左右,长度在1～4m左右的紫钢管为毛细管;与节流阀相比毛细管做为节流装置的优点是无运动件不会磨损不易泄漏、制造容易价格便宜、安装省事,缺点是流量小并不能随时随意进行人为调整;在内径及长度已确定后,毛细管的流量主要受进、出口两侧即高、低压两端压力差大小的影响,与来液过冷度大小、含闪发气体多少以及管弯曲程度、盘绕圈数等也有关;因此机组系统一定时,不能任意改变工况或更换任意规格的毛细管;据有关实验表明,在同样工况和同样流量条件下,毛细管的长度与其内径的次方近似成正比,即L1/L2=d1/d2当环境温度升高或制冷剂充加量过多时,冷凝器压力变高,毛细管流量增大会使蒸发器压力及蒸发温度随之升高;反之,当环境温度降低或制冷剂充加量不足时,冷凝器压力变低,毛细管流量减小会使蒸发器压力及蒸发温度随之降低,导致制冷量下降,甚至降不到所需的温度;因此,采用毛细管的制冷设备,必须根据设计要求严格控制制冷剂的充加量;例如200L左右的电冰箱加R12量在150克左右,上下偏差不大于5克;一般系统的首次充液量M可近似按下式确定：M=20+克式中：V—蒸发盘管内容积cm3毛细管工作原理：当有一定过冷度的液体制冷剂进入毛细管后,会沿着流动方向发生压力状态变化,过冷液体随压力逐渐降低而变为相应压力的饱和液体,称为液相段,其压力不大且呈线性变化;从毛细管中出现第一个气泡至毛细管末端,称为气流共存段,其饱和蒸气的含量沿流动方向逐步增加而压力呈非线性变化;越到毛细管末端,单位长度的压力越大;当压力降到低于其相应的饱和压力时,就要产生闪发现象,使制冷剂液体自身蒸发降温,也就是说,随着压力的降低制冷剂的温度相应降低;制冷剂通过毛细管的流量随入口压力的增加而增加,同时随蒸发器压力的降低而增加,在达到极限值时,其流量不再随压力的变化而增大;通过改变毛细管的长度或内径,可以调整空调器的蒸发温度,提高蒸发温度,可以缩短毛细管的长度或增大内径,反之,如果要降低蒸发温度,可加长毛细管或减小其内径;在特定的工况下,毛细管与制冷剂充注量匹配,使制冷装置的工作状态达到最佳;且当压缩机停机后,系统内高低压力能通过毛细管迅速达到平衡,有利于压缩机的再次启动;但,它对于制冷系统工况的变化适应性差,不能在各种情况下处于最佳状态;且由于内径小,容易被脏物和水分堵塞,因此制冷系统必须保证内部清洁、干燥,并在毛细管前使用过滤器;由于毛细管的通径极小,再加上有一定的长度,高压液态制冷剂在通过这种狭窄的通道时,压力及流量瞬间急剧下降;根据制冷剂特有的物理性质,当压力下降时,温度就下降;毛细管就是通过这一原理对制冷剂进行节流降压降温的;毛细管中能使润湿其管壁的液体自然上升的作用力;此力指向液体凹面所朝向的方向,其大小与该液体的表面张力成正比,与毛管半径成反比;在地层毛细孔隙中常表现为两相不混溶液体如油和水弯曲界面两侧的压力差;。
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由阀体、推杆、阀座、阀
针、弹簧、调节杆、感温
包、连接管、感应膜片等
推杆
部件组成。
阀体 调节杆
阀座
阀针 弹簧
感温包
适用范围：适合管内流动阻力相对较 小的蒸发器。
工作过程：
对制冷量的调节，是通 过膜片上的三个作用力 Pg、 P0和Pw的变化而自 动进行的。
Pg ：膜片上方推力（来 自感温包感温工质的气 体压力），即蒸发器出 口压力
第九章节流机构
节流装置是 实现制冷循 环所必须的 四个基本重 要组成部件 之一。
第9章 节流机构
第9章 节流机构
9.1 节流装置的作用和工作原理
节流基本原理：当制冷剂流体通过一小
孔时，一部分静压力转变为动压力，流速 急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动， 摩擦阻力增加，静压下降，使流体达到降 压调节流量的目的 。在节流过程中的热 量与动量都没有变化。
节流装置的作用：
一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流而降压，保证冷凝器 与蒸发器之间的压力差，使蒸发器中的液态制冷剂在较低的压力下蒸发 吸热，达到制冷目的； 二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的流量。
第9章 节流机构
节流装置常见类型：
1.热力膨胀式 2.手动式 3.浮球式 4.热电膨胀式 5.电子式 6. 毛细管（不具备调节功能）
P0 ：经节流后的制冷剂压力
Pw ：弹簧当量压力
Pg
P0
Pw
经节流后进入蒸发器
在平衡状态下： Pg= P0+ Pw
如制冷剂出蒸发器时的过热度升高：
Pg随之升高，则有Pg＞ P0+ Pw ，使膜片向下弯曲，通过推杆推动阀针增 大开启度，供液量增加；反之，阀逐渐关闭，供液量减少。
第9章 节流机构
第9章 节流机构
对高压制冷剂液体节流降压，使制冷剂一出阀孔就沸腾膨胀。 成为低温湿蒸气，再进入蒸发器。
按膜片平衡方 式不同分类：
内平衡式：当制冷剂流经蒸发器的阻力较小时， 最好用内平衡式热力膨胀阀
外平衡式：当蒸发器阻力较大时，超过0.03MPa 时，应用外平衡式热力膨胀阀
9.2.1 内平衡式热力膨胀阀
结构组成：
膜片
9.4 电子膨胀阀 电子式膨胀阀是近年国内外新开发的产品
适用范围：应用在智能控制的变频式空调器中。对于大功率变 频空调，必须采用电子膨胀阀为节流元件。
结构： 由检测、控制、执行三部分组成。
优点：
流量调节范围大； 控制精度高； 适用于智能控制； 能适用于高效率的制冷剂流量的快速 变化。
按驱动 方式分
擦阻力而产生压降，管径越小 或管子越长则流动阻力越大， 流量就越小。
作用：节流降压。将高压液态制冷剂
降压为低压气态制冷剂，控制 蒸发器的供液量。
条件：以毛细管作节流元件，要求
制冷系统有稳定的冷凝压力 和蒸发压力。
适用 用于蒸发温度变化范围很小的小 范围：型全封闭式制冷装置中，一般用
作电冰箱、空调器和小型制冷装 置上使用的节流元件。
电磁式 以电磁力为驱动源，传感器感受信号并传递给微电脑，
微电脑发出指令以调节驱动力，从而控制阀门的开度。
电动式 以电动机为驱动源控制阀门的开度。
目前使用最多的是四极 步进电动机驱动的电子 膨胀阀，该电子膨胀阀 由微型计算机控制，由 脉冲电动机驱动，制冷 剂流动方向为由下向左。 如图所示：
第9章 节流机构
当有一定过冷度的制 冷剂液体进入毛细管 后，会沿着流动方向 产生压力和状态变化， 过冷流体随压力的逐 步降低，先变为相应 压力下的饱和液体， 这一段称液相段，其 压力降不大，呈线性 变化。
从出现第一个气泡开 始至毛细管末端，均 为气液共存段，该段 饱和蒸气含量沿流动 方向增加，因此压力 降呈非线性变化，越 到毛细管的末端，其 单位长度上的压力降 越大。
第9章 节流机构
第9章 节流机构
第9章 节流机构
思考题 1. 在制冷系统中节流阀的功能是什么？安装在什么位置？ 2. 节流原理是什么？ 3. 何谓过热度？ 4. 膨胀阀是怎样根据热负荷变化实现制冷量自动调节的？ 5. 分析内平衡式热力膨胀阀的优缺点？ 6. 分析外平衡式热力膨胀阀的优缺点？ 7. 毛细管有何优缺点？ 8. 通过调查，制冷空调设备上还有那些节流装置应用？
外平衡式热力膨胀阀的安装与工作原理
第9章 节流机构
第9章 节流机构
第9章 节流机构
外平衡式热力膨胀阀
9.3 毛细管
毛细管是最简单的节流装置，毛细管是一根有规定长度的直径很 细的紫铜管，它的内径一般为0.5～2mm，选择合适长度，加工成螺 旋状，以增大液体流动时的阻力。
原理2 外平衡式热力膨胀阀 适用范围：适合蒸发器盘管阻力较大，一
般超过0.03MPa时的场合。
1-平衡管接头；2-薄膜外室；3-感温包；
4-薄膜内室；5-膜片；6-毛细管；7-上 阀体；8-弹簧；9-调节杆；10-阀杆；11下阀体；12阀芯；
在结构和安装上与内平衡式 的区别是：外平衡式阀膜片 下方的空间与阀的出口不连 通，而是用一根小直径的平 衡管与蒸发器出口相连，这 样，作用于膜片下方的制冷 剂压力就不是节流后蒸发器 进口处的P0，而是蒸发器出 口处的压力Pc，膜片受力平 衡时为Pg= Pc+ Pw，可见， 阀的开启度不受蒸发器盘管 管内流动阻力的影响，从而 克服了内平衡式的缺点。
毛细管中制冷剂压力及状态变化
当压力降低至相应温度下的饱和压力时，就要产生 闪发现象，使流体自身蒸发降温，也就是随着压力 的降低，制冷剂的温度也相应降低，即降低至相应 压力下的饱和温度。
第9章 节流机构
毛细管作节流装置的特点：
（1）毛细管由紫铜管拉制而成，制造方便， 价格低廉； （2）没有运动部件，本身不易产生故障和泄 漏； （3）具有自补偿的特点，但补偿能力较小； （4）制冷压缩机停止运转后，制冷系统内的 高压侧压力和低压侧压力可迅速得到平衡，再 次起动运转时，制冷压缩机的电动机起动
9.2 热力膨胀阀
应用范围：普遍用于氟利昂制冷系统中。
主要结构：主要由阀体、感温包和毛细管组成。
工作原理：按照感温机构感受到的蒸发器出口制冷剂蒸气过热度的变
化来改变膨胀阀的开启度，自动调整流入蒸发器的制冷剂 流量，使制冷剂流量始终与蒸发器的热负荷相匹配。
作用： 利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热度来调节制冷剂流量。