CN101929550A - 电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子膨胀阀，包括阀座主体、磁钢部件和止动组件，所述止动组件包括芯轴和弹簧导轨，所述芯轴上开设有中心孔和开口槽，带有止动挡杆和防偏结构的滑环设置在所述中心孔内，所述止动挡杆从所述开口槽处沿径向伸出所述芯轴。本发明止动组件由芯轴、弹簧导轨和滑环三个主要部件组成，与现有结构相比，不仅减少了一个部件，避免了使用尺寸较大的止动杆部件，而且通过将滑环设置在中空且开设有开口槽的芯轴内，因此在减小止动组件径向尺寸的同时，还减少了零部件数量，简化了结构，可以配套安装到更小巧的空调中，具有广泛的应用前景。

Description

电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及一种膨胀阀，特别是一种电子膨胀阀。

背景技术

目前，电子膨胀阀广泛应用于流体的节流膨胀和流量调节。电子膨胀阀是利用步进电机的原理，用线圈驱动磁转子部件正反向转动，磁钢部件带动阀针上升或下降以改变阀口流通面积，从而实现对流经阀口的流体介质进行流量控制。图1为现有技术电子膨胀阀的结构示意图。如图1所示，现有技术电子膨胀阀的主体结构包括阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5和止动组件，阀座1上连接有竖接管10a和横接管10b，竖接管10a和横接管10b与阀座1的阀腔连通，螺母2固定在阀座1上，其内设置有与螺母2螺纹连接的丝杆4，丝杆4的下端连接阀针3，上端连接磁钢5。止动组件包括芯轴21、弹簧导轨22、滑环23和止动杆24，其中芯轴21通过端盖25焊接固定在外罩9上，弹簧导轨22和滑环23套设在芯轴21上，弹簧导轨22包括上线体止动部22a、下线体止动部22b和弹簧轨道22c，下线体止动部22b与芯轴21铆接固定，止动杆24与丝杆4焊接固定。实际生产和使用中发现，现有技术这种结构形式的电子膨胀阀存在如下技术缺陷：

1、该结构形式的止动组件必须设置止动杆，但设置止动杆导致止动组件结构径向尺寸较大，止动组件难以设计到磁钢的腔内，影响阀体整体高度；

2、该结构形式的止动组件零件数量较多，如芯轴、滑环、弹簧导轨和止动杆等，结构复杂，而且装配后对止动杆与滑环径向相对位置精度要求高，增加了零件装配难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子膨胀阀，有效解决现有电子膨胀阀止动组件结构径向尺寸较大、零件数量较多和结构复杂等技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电子膨胀阀，包括阀座主体、磁钢部件和止动组件，所述止动组件包括芯轴和弹簧导轨，所述芯轴上开设有中心孔和开口槽，带有止动挡杆和防偏结构的滑环设置在所述中心孔内，所述止动挡杆从所述开口槽处沿径向伸出所述芯轴。

所述芯轴的上端以焊接方式固定在所述阀座主体上，或通过端盖固定在所述阀座主体上，所述弹簧导轨的下端以焊接、铆接或弹性卡位方式固定在磁钢部件上，所述芯轴的下端伸入弹簧导轨的腔内。进一步地，所述弹簧导轨为螺旋弹簧状，包括设置在上端且沿轴向方向延伸的上线体止动部、设置在下端且沿轴向方向延伸的下线体止动部和弹簧轨道，所述下线体止动部以焊接、铆接或弹性卡位方式固定在所述磁钢部件上，或通过与之垂直的固定部固定在所述磁钢部件上。

所述芯轴的下端以焊接或压配方式固定在所述磁钢部件上，所述弹簧导轨的上端以焊接方式固定在所述阀座主体上，或通过端盖固定在所述阀座主体上，所述芯轴的上端伸入弹簧导轨的腔内。进一步地，所述弹簧导轨为螺旋弹簧状，包括设置在上端且沿轴向方向延伸的上线体止动部、设置在下端且沿轴向方向延伸的下线体止动部和弹簧轨道，所述上线体止动部以焊接方式固定在所述阀座主体上，或通过端盖固定在所述阀座主体上，或通过与之垂直的固定部固定在所述阀座主体上。

在上述技术方案基础上，所述阀座主体包括阀座、外罩和螺母，所述螺母与阀座连接，所述芯轴固定在所述阀座或外罩上，或所述弹簧导轨固定在所述阀座或外罩上。进一步地，所述磁钢部件包括作为永磁体部件的磁钢、作为流量调节部件的阀针和与所述螺母螺接的丝杆，所述芯轴固定在所述磁钢或丝杆上，或所述弹簧导轨固定在所述磁钢或丝杆上。

在上述技术方案基础上，所述阀座主体包括阀座、外罩和丝杆，所述丝杆与阀座连接，所述芯轴固定在所述阀座或外罩上，或所述弹簧导轨固定在所述阀座或外罩上。进一步地，所述磁钢部件包括作为永磁体部件的磁钢、作为流量调节部件的阀针和与所述丝杆螺接的螺母，所述芯轴固定在所述磁钢或螺母上，或所述弹簧导轨固定在所述磁钢或螺母上。

在上述技术方案基础上，所述止动挡杆为杆体，所述防偏结构为防偏套筒、防偏螺旋或环体；所述防偏套筒为圆柱体或半圆柱体，所述止动挡杆伸入所述防偏套筒的孔内，以压配、焊接或铆接方式固定；所述防偏螺旋为螺旋体，由所述止动挡杆的尾部直接绕制成形；所述环体为圆环状，由所述止动挡杆的尾部直接绕制成形。

所述阀座主体包括阀座、螺母和外罩，所述螺母通过螺母固定座与阀座和外罩固定，所述螺母与止动组件的芯轴为一体结构；所述磁钢部件包括阀针、丝杆和磁钢，所述磁钢上设置有嵌件，所述弹簧导轨固定在嵌件上，所述丝杆设置在所述中心孔内并与螺母螺纹连接，所述丝杆的下端连接阀针，上端与嵌件浮动连接。

本发明提供了一种电子膨胀阀，有效解决了现有电子膨胀阀止动组件结构径向尺寸较大、零件数量较多和结构复杂等技术缺陷。具体地，本发明止动组件由芯轴、弹簧导轨和滑环三个主要部件组成，与现有止动组件结构相比，本发明不仅减少了一个部件，避免了使用尺寸较大的止动杆部件，而且通过将滑环设置在中空且开设有开口槽的芯轴内，因此在减小止动组件径向尺寸的同时，还减少了零部件数量，简化了结构。在保证相同功能、不增加成本、径向尺寸不变的前提下，本发明电子膨胀阀的高度尺寸减短10mm左右，可以配套安装到更小巧的空调中，具有广泛的应用前景。此外，本发明止动组件通过设置呈螺旋弹簧状的弹簧导轨，且滑环带有止动和防偏两个特征，使弹簧导轨对磁钢部件进行导向，有效防止了磁钢部件的晃动，增加了磁钢部件的抗振性。本发明电子膨胀阀可用于空调系统、给汤机系统或空气源热水器系统的制冷剂流量调节，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为现有技术电子膨胀阀的结构示意图；

图2为本发明电子膨胀阀第一实施例的结构示意图；

图3为本发明电子膨胀阀第二实施例的结构示意图；

图4为本发明电子膨胀阀第三实施例的结构示意图；

图5为本发明电子膨胀阀第四实施例的结构示意图；

图6～图6f为本发明电子膨胀阀中滑环的结构示意图。

附图标记说明：

1-阀座；          2-螺母；              3-阀针；

4-丝杆；          5-磁钢；              6-阀腔；

7-阀座芯；        8a-弹簧；             8b-阀针套；

8c-钢球；         9-外罩；              10a-竖接管；

10b-横接管；      11-芯轴；             11a-开口槽；

12-弹簧导轨；     12a-上线体止动部；    12b-下线体止动部；

12c-弹簧轨道；    13-滑环；             13a-止动挡杆；

13b-防偏结构；    13c-防偏套筒；        13d-防偏螺旋；

13e-环体；        14-固定部；           21-芯轴；

22-弹簧导轨；     23-滑环；             24-止动杆；

25-端盖；         22a-上线体止动部；    22b-下线体止动部；

22c-弹簧轨道；    31-螺母固定座；       32-嵌件。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图2为本发明电子膨胀阀第一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例电子膨胀阀的主体结构包括阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5、止动组件和外罩9，其中阀座1、螺母2和外罩9构成阀座主体，阀针3、丝杆4和磁钢5构成磁钢部件。阀座1具有阀腔6，阀座1的下端连接竖接管10a，阀座1的侧端连接横接管10b，竖接管10a和横接管10b与阀座1的阀腔6连通；外罩9固定连接在阀座1上，螺母2、磁钢部件和止动组件设置在外罩9内，其中螺母2固定在阀座1上，其内设置有内螺纹，丝杆4的下端设置有外螺纹，带有外螺纹的丝杆4的下端螺接在带有内螺纹的螺母2内，形成螺母2与丝杆4的螺纹连接；丝杆4的下端连接阀针3，使阀针3的前端位于阀座1的阀腔6内，丝杆4的上端连接磁钢5，磁钢5与外部线圈相对设置。本实施例电子膨胀阀工作时，通电的外部线圈驱动磁钢5带动丝杆4转动，使与螺母2螺纹连接的丝杆4相对于螺母2沿轴线方向移动，即丝杆4带动阀针3上下移动，使阀针3的前端通过进入或离开阀座芯7的阀口，以改变阀座芯7上阀口的流通面积，实现流体介质流量的控制。

本实施例电子膨胀阀的止动组件包括芯轴11、弹簧导轨12和滑环13，芯轴11的上端以焊接等方式固定在外罩9上，使芯轴11与外罩9联结一体，芯轴11上开设有中心(轴心)孔和开口槽11a，具有止动挡杆13a和防偏结构13b的滑环13设置在芯轴11的中心孔内，止动挡杆13a从芯轴11的开口槽11a处沿芯轴的径向伸出芯轴11外，防偏结构13b用于防止滑环13在芯轴11内晃动，芯轴11的下端伸入弹簧导轨12的腔内，以防止磁钢部件晃动及振动。弹簧导轨12为螺旋弹簧状，包括上线体止动部12a、下线体止动部12b和弹簧轨道12c，上线体止动部12a设置在弹簧导轨12的上端部且沿轴向方向延伸，下线体止动部12b设置在弹簧导轨12的下端部且沿轴向方向延伸，下线体止动部12b的下端有与之相垂直的固定部14，该固定部14固定在磁钢部件(如丝杆4或磁钢5)上，使得弹簧导轨形成下端以焊接、铆接或弹性卡位等方式固定在磁钢部件上、整体沿轴线从磁钢的内腔中伸出的结构。本实施例中，磁钢5作为永磁体部件，阀针3作为流量调节部件，丝杆4与螺母2螺接，而弹簧导轨12通过固定部14固定在带螺旋线体的丝杆4上，如图2所示。与现有结构相比，本实施例止动组件减少了一个部件，由于避免了使用尺寸较大的止动杆部件，且具有止动档杆和防偏结构的滑环设置在中空且开设有开口槽的芯轴内，因此本实施例不仅减小了止动组件的径向尺寸，而且减少了零部件数量，简化了结构。此外，本实施例止动组件通过设置呈螺旋弹簧状的弹簧导轨，且滑环带有止动和防偏两个特征，使弹簧导轨对磁钢部件进行导向，有效防止了磁钢部件的晃动，增加了磁钢部件的抗振性。实际应用中，本实施例固定部也可以固定在其它连接磁钢或丝杆的部件上，也可以是连接磁钢与丝杆的连接件，芯轴的上端也可以通过端盖焊接固定在外罩上。

本实施例中，电子膨胀阀还包括弹簧8a、阀针套8b和钢球8c，阀针3、丝杆4、弹簧8a、阀针套8b和钢球8c组成浮动连接，丝杆4与螺母2螺合将磁钢5的旋转运动转化为阀针3的直线运动，使阀针3接近或远离阀口。

图3为本发明电子膨胀阀第二实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例技术方案是前述第一实施例的一种结构变形，电子膨胀阀的主体结构包括阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5、止动组件和外罩9，其中阀座1、螺母2和外罩9构成阀座主体，阀针3、丝杆4和磁钢5构成磁钢部件，阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5和外罩9的结构形式和作用与前述第一实施例相同。本实施例电子膨胀阀的止动组件包括芯轴11、弹簧导轨12和滑环13，芯轴11的下端以焊接或压配等方式固定在磁钢部件(如丝杆4或磁钢5)上，使芯轴11与磁钢部件联结一体，芯轴11上开设有中心孔和开口槽11a，具有止动挡杆13a和防偏结构13b的滑环13设置在芯轴11的中心孔内，止动挡杆13a从芯轴11的开口槽11a处沿径向伸出芯轴11外，防偏结构13b用于防止滑环13在芯轴11内晃动，芯轴11的上端伸入弹簧导轨12的腔内，以防止磁钢部件晃动及振动。弹簧导轨12为螺旋弹簧状，包括上线体止动部12a、下线体止动部12b和弹簧轨道12c，上线体止动部12a设置在弹簧导轨12的上端部且沿轴向方向延伸，下线体止动部12b设置在弹簧导轨12的下端部且沿轴向方向延伸，上线体止动部12a的上端有与之相垂直的固定部14，该固定部14固定在外罩9上，使弹簧导轨形成上端以焊接等方式固定在外罩上、整体沿轴线下垂到磁钢内腔中的结构。本实施例中，磁钢5作为永磁体部件，阀针3作为流量调节部件，丝杆4与螺母2螺接，芯轴11固定在带螺旋线体的丝杆4上，如图3所示。本实施例止动组件的特点和效果与前述第一实施例基本相同，不再赘述。实际应用中，本实施例芯轴的下端也可以固定在其它连接磁钢或丝杆的部件上，固定部也可以通过端盖固定在外罩上。

本实施例电子膨胀阀工作时，外部线圈和磁钢5组成步进电机，在励磁电流作用下磁钢5开始转动，磁钢5带动芯轴11和丝杆4同步旋转，芯轴11开口槽11a的侧边推动滑环13的止动挡杆13a，使得滑环13沿着弹簧导轨12的弹簧轨道12c作螺旋运动，当滑环13的止动挡杆13a与弹簧导轨12的下线体止动部12b接触时，磁钢5停止转动，此时阀针3的前端进入阀座芯7的阀口，阀针3处于全关位置。磁钢5反转一周后，芯轴开口槽侧边推动滑环13的止动挡杆13a进入弹簧导轨12的弹簧轨道12c，然后滑环13继续沿着弹簧导轨12的弹簧轨道12c作螺旋运动，直到滑环13的止动挡杆13a与弹簧导轨12的上线体止动部12a接触，磁钢5停止转动，此时阀针3的前端离开阀座芯7的阀口，阀针3处于全开位置。通过上述工作过程，实现了本实施例止动组件控制阀针行程的作用。

图4为本发明电子膨胀阀第三实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例技术方案也是前述第一实施例的一种结构变形，电子膨胀阀的主体结构包括阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5、止动组件和外罩9，其中阀座1、丝杆4和外罩9构成阀座主体，螺母2、阀针3和磁钢5构成磁钢部件。阀座主体中，外罩9固定连接在阀座1上，丝杆4与阀座1固定连接，其上设置有外螺纹，带有内螺纹的螺母2与丝杆4螺接。磁钢部件中，螺母2与磁钢5通过嵌件连接，阀针3与螺母2连接。本实施例电子膨胀阀工作时，通电的外部线圈驱动磁钢5带动螺母2转动，使与丝杆4螺纹连接的螺母2相对于丝杆4沿轴线方向移动，即螺母2带动阀针3上下移动。本实施例中，磁钢5作为永磁体部件，阀针3作为流量调节部件，螺母2与丝杆4螺接，而弹簧导轨12通过联结件与带螺旋线体的螺母2固定，如图4所示。

需要说明的是，上述实施例中只说明了芯轴或弹簧导轨固定在外罩上的结构形式，实际上，本领域技术人员可以通过简单的结构设计即可实现将芯轴或弹簧导轨固定在阀座上的结构形式。

图5为本发明电子膨胀阀第四实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例技术方案是前述第二实施例的一种结构变形，电子膨胀阀的主体结构包括阀座1、螺母2、阀针3、丝杆4、磁钢5、止动组件和外罩9，其中阀座1、螺母2和外罩9构成阀座主体，阀针3、丝杆4和磁钢5构成磁钢部件，且螺母2与止动组件的芯轴11为一体结构。具体地，外罩9固定连接在阀座1上，螺母2通过螺母固定座31与阀座1和外罩9固定。与螺母2一体结构的芯轴11上开设有中心孔和开口槽，滑环13设置在该中心孔内并套装在丝杆4上，其止动挡杆从开口槽处伸出。磁钢5上设置有嵌件32，弹簧导轨12固定在嵌件32上，丝杆4设置在芯轴11(螺母2)的中心孔内，并与螺母2螺纹连接，丝杆4的下端连接阀针3，丝杆4的上端与嵌件32采用浮动连接，实现丝杆4沿轴线方向移动。本实施例的特点是，螺母与芯轴为同一结构，磁钢与丝杆为分体结构，相对于阀座，磁钢只转动，没有上下移动，而丝杆既有转动，又有上下移动。

本实施例电子膨胀阀工作时，通电的外部线圈驱动磁钢5转动，磁钢5通过嵌件32带动丝杆4转动，由于丝杆4与固定的螺母2螺纹连接，因此丝杆4在转动中实现其轴线方向的移动，丝杆4则带动阀针3上下移动，实现流体介质流量的控制。本实施例止动组件中滑环13的工作过程可参见前述实施例说明，这里不再赘述。

本实施例上述技术方案中，丝杆4上端与嵌件32之间的浮动连接可以采用多种结构形式。例如，可以采用异形槽的浮动连接结构，嵌件32上设置有“一”字形凹槽(或通孔)，丝杆4的上端设置成“一”字形凸起，丝杆4上端的凸起滑设在嵌件32的凹槽内。当嵌件32转动时，嵌件32可以带动丝杆4转动，而丝杆4的凸起可以在嵌件32的凹槽内滑动。

图6a～图6f为本发明电子膨胀阀中滑环的结构示意图，分别示意了几种实现结构。如图6a所示，该实现结构的滑环包括止动挡杆13a和作为防偏结构的防偏套筒13c，止动挡杆13a为杆体，防偏套筒13c为采用机加工、注塑或压注等工艺加工成形的圆柱体或半圆柱体，止动挡杆13a伸入防偏套筒13c的中心孔内，并以铆接方式固定。如图6b所示，该实现结构的滑环包括止动挡杆13a和作为防偏结构的防偏套筒13c，与图6a所示结构形式基本相近，只是止动挡杆13a与防偏套筒13c之间采用压配方式或焊接方式连接固定。如图6c和图6d所示，该实现结构的滑环包括止动挡杆13a和作为防偏结构的防偏螺旋13d，止动挡杆13a为杆体，防偏螺旋13d为螺旋体，由止动挡杆13a的尾部直接绕制成形。如图6e和图6f所示，该实现结构的滑环包括止动挡杆13a和作为防偏结构的环体13e，止动挡杆13a为杆体，环体13e为圆环状，由止动挡杆13a的尾部直接绕制成形。本发明在止动挡杆上设置防偏结构的目的是避免滑环在芯轴内晃动，同时防止细长结构的止动挡杆从芯轴的开口槽中掉出。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，包括阀座主体、磁钢部件和止动组件，其特征在于，所述止动组件包括芯轴和弹簧导轨，所述芯轴上开设有中心孔和开口槽，带有止动挡杆和防偏结构的滑环设置在所述中心孔内，所述止动挡杆从所述开口槽处沿径向伸出所述芯轴。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述芯轴的上端以焊接方式固定在所述阀座主体上，或通过端盖固定在所述阀座主体上，所述弹簧导轨的下端以焊接、铆接或弹性卡位方式固定在磁钢部件上，所述芯轴的下端伸入弹簧导轨的腔内。

3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述芯轴的下端以焊接或压配方式固定在所述磁钢部件上，所述弹簧导轨的上端以焊接方式固定在所述阀座主体上，或通过端盖固定在所述阀座主体上，所述芯轴的上端伸入弹簧导轨的腔内。

4.根据权利要求2或3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述弹簧导轨为螺旋弹簧状，包括设置在上端且沿轴向方向延伸的上线体止动部、设置在下端且沿轴向方向延伸的下线体止动部和弹簧轨道；所述下线体止动部固定在所述磁钢部件上，或所述上线体止动部固定在所述阀座主体上。

5.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座主体包括阀座、外罩和螺母，所述螺母与阀座连接，所述芯轴固定在所述阀座或外罩上，或所述弹簧导轨固定在所述阀座或外罩上。

6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述磁钢部件包括作为永磁体部件的磁钢、作为流量调节部件的阀针和与所述螺母螺接的丝杆，所述芯轴固定在所述磁钢或丝杆上，或所述弹簧导轨固定在所述磁钢或丝杆上。

7.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座主体包括阀座、外罩和丝杆，所述丝杆与阀座连接，所述芯轴固定在所述阀座或外罩上，或所述弹簧导轨固定在所述阀座或外罩上。

8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述磁钢部件包括作为永磁体部件的磁钢、作为流量调节部件的阀针和与所述丝杆螺接的螺母，所述芯轴固定在所述磁钢或螺母上，或所述弹簧导轨固定在所述磁钢或螺母上。

9.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述止动挡杆为杆体，所述防偏结构为防偏套筒、防偏螺旋或环体；所述防偏套筒为圆柱体或半圆柱体，所述止动挡杆伸入所述防偏套筒的孔内，以压配、焊接或铆接方式固定；所述防偏螺旋为螺旋体，由所述止动挡杆的尾部直接绕制成形；所述环体为圆环状，由所述止动挡杆的尾部直接绕制成形。

10.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座主体包括阀座、螺母和外罩，所述螺母通过螺母固定座与阀座和外罩固定，所述螺母与止动组件的芯轴为一体结构；所述磁钢部件包括阀针、丝杆和磁钢，所述磁钢上设置有嵌件，所述弹簧导轨固定在嵌件上，所述丝杆设置在所述中心孔内并与螺母螺纹连接，所述丝杆的下端连接阀针，上端与嵌件浮动连接。

Images