CN101403438A - 一种磁传动电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，包括阀体，可拆卸的阀盖组件通过第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉固定在阀体的上端，可拆卸的动力总成锁紧在阀盖的上端。所述的阀盖组件包括阀盖内衬，阀盖内衬设于阀体和阀盖内，阀芯中间设有平衡孔，阀芯上部腔体设于阀芯座的上端，通过上O型密封圈、下O型密封圈、上密封环、下密封环嵌套于带有上刀口的阀盖内衬中接内，阀盖通过内衬中接和上平垫片与阀体的上端连接，在阀芯密封架下端设有下刀口，与下密封环对应，内磁转子外通过内磁转子隔离套与外磁转子连接。本发明的优点是磨损小，密封性好，结构简单。

Description

一种磁传动电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及一种磁传动电子膨胀阀，特别涉及一种大容量的磁传动电子膨胀阀，适用于制冷、空调及工业冷冻领域，属于电动调节阀技术领域。

背景技术

制冷及空调系统的节流装置是节能的关键部件之一，但传统的节流机构如孔板、热力膨胀阀等因其自身存在较大的缺陷逐步被替代，电子膨胀阀作为新一代节流装置日益受到制冷行业的青睐。

现有的电子膨胀阀分为直动式电子膨胀阀和减速式电子膨胀阀两种。

而直动式电子膨胀阀因其驱动力较小，一般只能应用于制冷量30kW以下的空调机组，实用新型专利97243335.X阐述了一种直动式电子膨胀阀，由于步进电机的直接作用，使阀的开度不是连续的，且电机内置，使总体的密封效果不佳。

实用新型专利92234967.3减速式电子膨胀阀，阐述了一种减速式电子膨胀阀，因其主要是通过减速机构来提高驱动力，可以适当增大节流阀芯的截面，使应用范围达到50kW。

归纳上述这些阀门的缺点为：

1.直动式只可应用于制冷量较小的冷冻机组；

2.减速式电子膨胀阀的电机及其减速机构均是内置的，无法保证电机线圈的绝缘，电机引出线处容易泄漏；

3.阀整体不可拆卸，无法维护检修；

4.大容量电子膨胀阀平衡孔的密封为单密封，即摩擦动密封，其平衡孔密封是采用U型密封圈与阀体内壁面之间的动密封，该动密封装置摩擦力会增加阀芯调节时的附加阻力，同时会造成U型密封圈的磨损，影响密封效果，无法保证内部密封。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单可靠、维护便捷的大容量的磁传动电子膨胀阀。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，包括阀体，可拆卸的阀盖组件通过第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉固定在阀体的上端，可拆卸的动力总成是外置的，其锁紧在阀盖的上端。

所述的阀盖组件包括阀盖内衬，阀盖内衬设于阀体和阀盖内，阀芯通过阀芯密封架设于阀芯座的下端，阀芯密封架内设有均流孔，阀芯中间设有平衡孔，阀芯上部腔体设于阀芯座的上端，通过上O型密封圈、下O型密封圈、上密封环、下密封环嵌套于带有上刀口的阀盖内衬中接内，形成双层静密封，阀盖通过内衬中接和上平垫片与阀体的上端连接，在阀芯密封架下端设有下刀口，与下密封环对应，内磁转子外通过内磁转子隔离套与外磁转子连接。

本发明有如下特点：

1.适用于制冷量10USRT(35kW)～1000USRT(3500kW)机组；

2.由减速步进电机、外磁转子、动力锁紧环、电机塑壳组成的动力总成是外置的；

3.阀体可拆卸；

4.双层静密封设计。

当制冷剂流经阀体入口，产生一个对阀芯向上的作用力，由于阀芯内部设置了平衡孔，制冷剂经平衡孔进入阀芯上部腔体，使阀芯上部腔体受到向下作用力，由于阀芯与阀芯座上部截面相等，受到的压力也相等，因此制冷剂的压力对阀芯不产生附加阻力，阀芯上下运动所需要的驱动力与阀芯的截面及进出口压力差无关，从而使阀芯流通面积做大成为可能。

本发明的动力总成是外置的，由步进电机、减速机构、外磁转子、电机塑壳安装于动力总成内部，通过动力锁紧环与阀盖联接，避免了制冷剂对电机线圈的腐蚀，提高了电机的使用寿命，亦可防止系统冰堵造成电机的损坏；避免了接线处制冷剂泄露的可能，当动力总成损坏时，可以用手动开启器实现阀门的开与闭。

磁传动电子膨胀阀的阀盖组件和阀体通过上、下平垫片实现了阀体的内外密封，通过锁紧螺钉联接，便于拆卸，便于对阀体进行维护，为其他相关零部件的更换与维护提供了方便，从而大大延长了阀的整体寿命。

本发明通过在阀芯密封架和阀盖内衬中接刀口处分别装有下密封环、下O型密封圈及上密封环、上O型密封圈，采用双刀口、双层静密封设计，阀芯在调节时不受轴向摩擦力，在阀完全关闭时，上、下密封环同时于上下刀口处置较大密封比压，使制冷剂的入口与出口完全关闭，并可承受15bar以上的压力差。

附图说明

图1为磁传动电子膨胀阀外部拆装示意图；

图2为动力总成结构示意图；

图3为阀体和阀盖组件结构示意图；

图4为磁传动电子膨胀阀阀门全闭结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，为一种磁传动电子膨胀阀外部拆装示意图，所述的一种磁传动电子膨胀阀由阀体1、第一锁紧螺钉2、动力总成3、第二锁紧螺钉4和可拆卸的阀盖组件5组成。

可拆卸的阀盖组件5通过第一锁紧螺钉2和第二锁紧螺钉4固定在阀体1的上端，可拆卸的动力总成3是外置的，其锁紧在阀盖5的上端。

如图2所示，动力总成结构示意图，所述的动力总成3由动力锁紧环301、外磁转子302、减速步进电机303、电机引出线304和电机外壳305组成，动力锁紧环301与电机外壳305下端连接，外磁转子302安装在电机外壳305内下部，在电机外壳305内上部安装减速步进电机303，减速步进电机303一端设有电机引出线304，可拆卸的动力总成3通过动力锁紧环301锁紧在阀盖5的上端。

如图3所示，为阀体和阀盖组件结构示意图，所述的阀体1的下端设有入口102，在阀体1的一侧设有出口101。

所述的阀盖组件5由平衡孔501、下平垫片502、下密封环503、下O型密封圈504、阀芯密封架505、阀盖内衬中接506、上平垫片507、上O型密封圈508、上密封环509、阀盖510、阀盖内衬511、内磁转子隔离套512、内磁转子513、轴用弹性挡圈514、上平面推力轴承515、下平面推力轴承516、碟形弹簧517、丝杆518、阀芯定滑套519、阀芯丝套520、阀芯上部腔体521、上刀口522、阀芯座523、均流孔524、下刀口525和阀芯526组成。

阀盖内衬511安装在阀体1和阀盖510内，阀芯座523设于阀盖内衬511中，对着出口101，阀芯526通过阀芯密封架505设于阀芯座523的下端，对着入口102端，阀芯密封架505内开有均流孔524，阀芯526中间垂直设有平衡孔501，阀芯上部腔体521设于阀芯座523的上端，通过上O型密封圈508、下O型密封圈504、上密封环509、下密封环503嵌套于带有上刀口522的阀盖内衬中接506内，形成双层静密封，关闭时完全密封，在阀芯密封架505下端设有下刀口525，与下密封环503对应，阀盖510通过内衬中接506和上平垫片507与阀体1的上端连接，阀芯丝套520设于阀盖内衬511内，下端与阀芯526连接，上端通过阀芯定滑套519与丝杆518连接，设于阀盖内衬511腔内的上平面推力轴承515和下平面推力轴承516通过碟形弹簧517设于丝杆518外，内磁转子513通过轴用弹性挡圈514设于丝杆518的上部，内磁转子隔离套512嵌套在阀盖510外部，内磁转子513外通过内磁转子隔离套512与外磁转子302连接。

所述的阀芯526与阀芯丝套520中接面面积相等。

上平垫片507、上O型密封圈508与上刀口522在阀关闭时完全密封，并置密封比压。当制冷剂流经入口102，从101流出，阀体进出口产生了相应的一个压力差，在入口102，制冷剂对阀芯产生了向上的作用力，由于阀芯内部设置了平衡孔501，制冷剂经平衡孔501进入阀芯上部腔体521，使阀芯丝套520中接面受到向下作用力，由于阀芯526与阀芯丝套520中接面面积相等，受到的压力也相等，因此制冷剂所产生的压力对阀芯不产生附加阻力，在阀芯调节过程中，对阀芯内部零部件不产生磨损，提高了阀的整体使用寿命。

如图4所示，图4为磁传动电子膨胀阀阀门全闭结构示意图，阀体1的入口102和出口101此时无制冷剂流经，通过控制器接收的反馈信号，动力总成3产生驱动力，外磁转子302在减速步进电机303作用下，作定向转动，由于异性相吸，在内外磁力的作用力下，内磁转子513、丝杆518同外磁转子302做同步转动，随着丝杆518的旋转，阀芯丝套520欲做同步转动，因阀芯定滑套519在径向方向上的限位作用，阀芯丝套520只能将同步的旋转运动转化为轴向运动，从而实现了阀芯526的提升和下降，同时，由于阀芯定滑套519及阀芯密封架505在轴向的限位，使得阀芯526只能在二者之间做轴向运动，最终达到定量调节流量的目的。制冷剂在流经入口102时，对阀芯526的冲击力强度较大，为了提高驱动力和提高阀芯526的可靠度，引入平衡孔501设计理念，具有较高能量的流体流进阀芯526内的平衡孔501，将流体的能量分布在阀芯上部腔体521内，使阀芯上部腔体521受到向下与入口处102对阀芯526相等的作用力，由于阀芯526与与阀芯丝套520中接面面积相等，受到的压力也相等，因此制冷剂的压力对阀芯不产生附加阻力，减小提升阀芯526所需要的驱动力，由于上密封环509、下密封环503及上O型密封圈508和下O型密封圈504的作用，亦避免了制冷剂在阀芯526内部泄漏的可能，在碟形弹簧517、轴用弹性挡圈514的作用下，使得丝杆518在轴向无位移，提高了阀芯526提升高度的准确性，上平面推力轴承515和下平面推力轴承516减小了丝杆518在旋转过程中的摩擦力，从整体角度提高了磁传动电子膨胀阀的使用寿命。

当通过磁传动电子膨胀阀外置传感器反馈给控制器的信号，要求阀门向打开方向运动，即阀芯526向上提升运动，减速步进电机303作定向旋转，外磁转子302在减速机构作用下做相应转动，在内外磁力的作用力下，内磁转子513、丝杆518同外磁转子302做同步转动，随着丝杆518的旋转，阀芯丝套520欲做同步转动，因阀芯定滑套519在径向方向上的限位作用，阀芯丝套520只能将同步的旋转运动转化为轴向运动，从而实现了阀芯526的轴向运动，趋使阀门向打开方向运动，制冷剂经过阀芯密封架505内设的均流孔524，从阀体1出口101排出。

Claims (4)

1.一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，包括阀体(1)，可拆卸的阀盖组件(5)通过第一锁紧螺钉(2)和第二锁紧螺钉(4)固定在阀体(1)的上端，可拆卸的动力总成(3)是外置的，其锁紧在阀盖(5)的上端。

2.根据权利要求1所述的一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，所述的阀体(1)的下端设有入口(102)，在阀体(1)的一侧设有出(101)。

3.根据权利要求1所述的一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，所述的动力总成(3)由动力锁紧环(301)、外磁转子(302)、减速步进电机(303)、电机引出线(304)和电机外壳(305)组成，动力锁紧环(301)与电机外壳(305)下端连接，外磁转子(302)设于电机外壳(305)内下部，在电机外壳(305)内上部设有减速步进电机(303)，减速步进电机(303)一端设有电机引出线(304)。

4.根据权利要求1所述的一种磁传动电子膨胀阀，其特征在于，所述的阀盖组件(5)包括阀芯(526)，阀盖内衬(511)设于阀体(1)和阀盖(510)内，阀芯(526)通过阀芯密封架(505)设于阀芯座(523)的下端，阀芯密封架(505)内设有均流孔(524)，阀芯(526)中间设有平衡孔(501)，阀芯上部腔体(521)设于阀芯座(523)的上端，通过上O型密封圈(508)、下O型密封圈(504)、上密封环(509)、下密封环(503)嵌套于带有上刀口(522)的阀盖内衬中接(506)内，形成双层静密封，阀盖(510)通过内衬中接(506)和上平垫片(507)与阀体(1)的上端连接，在阀芯密封架(505)下端设有下刀口(525)，与下密封环(503)对应，内磁转子(513)外通过内磁转子隔离套(512)与外磁转子(302)连接。

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