CN102434681B - 电磁驱动式膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁驱动式膨胀阀，其包括：阀体，具有同轴相对设置的入流通道和出流通道，及连通于入流通道和出流通道之间的流通腔；阀芯，设置于出流通道的一端，具有阀芯通道，阀芯通道的阀口朝向入流通道；电磁组件，包括沿与入流通道的介质流入方向垂直的方向往复运动的电磁拉杆，电磁拉杆的第一端设置有覆盖于阀口上的密封件，密封件随电磁拉杆的往复运动将阀口打开或关闭。本发明提供的电磁驱动式膨胀阀的电磁拉杆的运动方向与阀口轴向垂直，将从阀口流过的流体介质对密封件的阀口轴向压差力转换成密封件与阀口端面的摩擦力，在大大地减小了电磁吸引阻力的同时，还缩短了阀口开启响应时间，提高了膨胀阀的工作效率及使用寿命。

Description

电磁驱动式膨胀阀

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别地，涉及一种电磁驱动式膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀是变频空调系统中的关键部件，由于它的流量调节优于传统的节流机构，而且反应速度更快、调节范围更广，节能效果更加显著，所以有着广阔的应用前景。电子膨胀阀按照驱动方式的不同，又有电磁驱动式和步进驱动式两种不同的结构形式。步进驱动式热力膨胀阀主要是利用步进电机驱动阀芯运动，进而通过改变阀口的节流面积调整通过阀口的流量大小；电磁驱动式膨胀阀则是利用电磁铁，借助于PWM控制方式调整通过阀口的流量大小。两者相比，电磁驱动式膨胀阀不会像步进驱动式热力膨胀阀那样，由于步进电机失步而产生失控现象，而且驱动结构简单。

然而，传统的电磁驱动式膨胀阀的电磁芯铁的运动方向与阀口的轴向一致，工作过程中，阀口处的密封垫与阀口端面贴合密封时，密封垫的上、下两个端面之间会产生压差力，尤其是在膨胀阀第一次开启时，这个压差力是非常大的，因而需要较大的电磁吸力才能够拉动电磁芯铁向上运动，进而导致热力膨胀阀的响应时间较长、反应速度较慢。

发明内容

本发明目的在于提供一种电磁驱动式膨胀阀，以解决现有电磁驱动式膨胀阀需要较大开阀电压、开阀响应时间较长、反应速度慢的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁驱动式膨胀阀，包括：阀体，具有入流通道、出流通道及连通于入流通道和出流通道之间的流通腔，入流通道和出流通道同轴地设置在阀体的两端；阀芯，设置于出流通道的内部端口的一端，并具有连通于流通腔和出流通道之间的阀芯通道，阀芯通道的阀口朝向入流通道；电磁组件，包括电磁拉杆，电磁拉杆沿与入流通道的介质流入方向垂直的方向往复运动，电磁拉杆的第一端设置有覆盖于阀口上的密封件，密封件随电磁拉杆的往复运动将阀口打开或关闭。

进一步地，阀芯与出流通道之间设置有防止阀芯沿径向晃动的径向限位部。

进一步地，阀芯包括顶在出流通道的端面上的横部，以及沿出流通道的轴向延伸并插入到出流通道内的竖部，阀芯通道沿出流通道的轴向贯穿横部和竖部，径向限位部设置于竖部的与横部相连的一端，径向限位部沿竖部的径向向外凸出。

进一步地，电磁拉杆的第一端设置有密封件承载部，密封件承载部具有与阀芯通道同轴的密封件安装孔，密封件的第一端设置在密封件安装孔内，密封件的第二端的端面覆盖在阀芯通道的阀口上。

进一步地，阀芯包括顶在出流通道的内部端口上的横部，以及沿出流通道的轴向延伸并插入到所述出流通道内的竖部，横部具有与所述电磁拉杆的往复运动方向平行的第一端面，阀芯通道的阀口形成于第一端面上，密封件承载部具有与第一端面平行相对的第二端面和第三端面，第二端面与第三端面之间形成有台阶，密封件安装孔同时贯穿第二端面和所述第三端面。

进一步地，横部的第一端面与密封件承载部的第一阶梯面相抵接。

进一步地，密封件安装孔内形成有阶梯，密封件的第一端的端面与阶梯的阶梯面之间设置有弹簧。

进一步地，密封件安装孔包括同轴的分别具有第一直径和第二直径的第一安装孔和第二安装孔，第二安装孔位于第一安装孔与阀芯通道之间，第一直径小于第二直径使第一安装孔与第二安装孔之间形成阶梯。

进一步地，电磁组件包括电磁铁，电磁拉杆在电磁铁带电时向电磁铁的方向移动使密封件将阀口打开，电磁拉杆与电磁铁之间设置有用于使电磁拉杆复位的复位弹簧，阀体的一侧设置有电磁组件安装端口，电磁组件安装端口内设置有导管，电磁铁及电磁拉杆沿导管的轴向设置在导管内。

进一步地，电磁组件安装端口的内侧设置有沿径向凸出的内环台，电磁拉杆上具有与内环台相抵接的抵接部。

进一步地，导管的一端具有沿径向向外伸出的定位沿，定位沿与阀体相抵接，阀体与定位沿相对的抵接面上设置有凹槽，凹槽内设置有密封圈。

进一步地，电磁组件安装端口内侧还设置有阀盖，定位沿位于阀体与阀盖之间。

本发明具有以下有益效果：

电磁拉杆的运动方向与阀口轴向垂直，使密封件沿阀口的轴向垂直的方向将阀口打开或关闭，将从阀口流过的流体介质的对密封件的阀口端面的轴向压差力转换成密封件与阀口端面的摩擦力，在大大地减小了电磁吸引阻力的同时，还缩短了阀口开启响应时间，提高了膨胀阀的工作效率及使用寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的剖视结构示意图；以及

图2是本发明优选实施例的四分之一剖立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本发明提供了一种电磁驱动式膨胀阀，包括：阀体10，具有入流通道11、出流通道13及连通于入流通道11和出流通道13之间的流通腔40，入流通道11和出流通道13同轴地设置在阀体10的两端；阀芯12，设置于出流通道13的内部端口的一端，并具有连通于流通腔40和出流通道13之间的阀芯通道，阀芯通道的阀口朝向入流通道11；电磁组件20，包括电磁拉杆21，电磁拉杆21沿与入流通道11的介质流入方向垂直的方向往复运动，电磁拉杆21的第一端设置有覆盖于阀口上的密封件22，密封件22随电磁拉杆21的往复运动将阀口打开或关闭。

入流通道11和出流通道13同轴地设置在阀体10的两端，使介质的入流方向与密封件的移动方向垂直，有利于增加密封件与压在阀口上的压力，提高密封件的密封性能。

阀芯12与出流通道13之间设置有防止阀芯12沿径向晃动的径向限位部12e。利用径向限位部12e可以实现阀芯12的位置固定，防止阀芯12发生径向摆动，将阀芯通道的阀口准确定位，可以减小密封件的尺寸。

具体地说，阀芯12包括顶在出流通道13的端面上的横部12a，以及沿出流通道13的轴向延伸并插入到出流通道13内的竖部12c，阀芯通道沿出流通道的轴向贯穿横部12a和竖部12c，径向限位部12e设置于竖部12c的与横部12a相连的一端，径向限位部12e沿竖部12c的径向向外凸出。

电磁拉杆21的第一端设置有密封件承载部23，密封件承载部23具有与阀芯通道同轴的密封件安装孔，密封件22的第一端设置在密封件安装孔内，密封件22的第二端的端面覆盖在阀芯通道的阀口上。密封件安装孔与阀芯通道同轴，即密封件安装孔与入流通道11的端口相对，流入的介质可以通过密封件安装孔将压力施加给密封件，使密封件压紧在阀口上，提高密封性能。

阀芯12包括顶在出流通道13的内部端口上的横部12a，以及沿出流通道13的轴向延伸并插入到出流通道13内的竖部12c，横部12a具有与电磁拉杆21的往复运动方向平行的第一端面，阀芯通道的阀口形成于第一端面上，密封件承载部23具有与第一端面平行相对的第二端面和第三端面，第二端面和第三端面之间形成有台阶，密封件安装孔同时贯穿第二端面和第三端面。密封件安装孔同时贯穿第一端面和第二端面，由于第一端面与第二端面之间形成有台阶，使得密封件安装孔的与阀芯相对的一端的端面位于不同的平面上。而且，横部12a的第一端面与密封件承载部23的第二端面相抵接，那么，第一端面与第三端面之间形成了缺口，进入的介质通过该缺口顶在密封件22的侧面，一旦密封件在电磁拉杆21的带动下将阀芯通道的阀口打开之后，介质就可以顺势通过阀芯通道流入。

为了使密封件22能够更加牢固地顶在阀芯上，起到更好的密封效果，密封件安装孔内形成有阶梯，密封件22的第一端的端面与阶梯的阶梯面之间设置有弹簧25。具体地说，密封件安装孔包括同轴的分别具有第一直径和第二直径的第一安装孔和第二安装孔，第二安装孔位于第一安装孔与阀芯通道之间，第一直径小于第二直径使第一安装孔与第二安装孔之间形成阶梯。将密封件两端之间的压差力转换成密封件22的密封端面与阀口端面之间的摩擦力，也就是在打开阀口时，将流体介质施加在密封件22的朝向入流通道的一端的压力转换成两个端面之间的摩擦力。由于摩擦系数小于壹，因而可以显著地减小电磁拉杆21的开启阻力，降低了拉动电磁拉杆21运动时所需的电磁吸力，进而能够减少开启阀口的响应时间，使膨胀阀的响应速度加快，提高了电磁驱动式电子膨胀阀的工作效率。

电磁组件20包括电磁铁24，电磁拉杆21在电磁铁带电时向电磁铁24的方向移动使密封件22将阀口打开，电磁拉杆21与电磁铁24之间设置有用于使电磁拉杆21复位的复位弹簧26，阀体10的一侧设置有电磁组件安装端口，电磁组件安装端口内设置有导管30，电磁铁24及电磁拉杆21沿导管的轴向设置在导管30内。电磁组件安装端口的内侧设置有沿径向凸出的内环台15，电磁拉杆21上具有与内环台15相抵接的抵接部，利用抵接部可以对电磁拉杆21的移动位置起到限位的作用，防止电磁拉杆21在复位弹簧26的作用下运动过度而无法将阀口可靠地密封。同时在阀体上设置内环台15，利用阀体自身就可以起到限制电磁拉杆21行程的目的，减少附加零件，降低成本。导管30与阀盖18之间可以是一体成型的部件，导管30可以是通过配合连接设置在阀盖18上，也可以通过焊接设置在阀盖18内。

在本实施例中，导管30与阀体10为分体部件，

导管30的一端具有沿径向向外伸出的定位沿201，定位沿201位于电磁拉杆21与电磁组件安装端口的侧壁之间，定位沿201与内环台15之间设置有密封圈31。利用密封圈31可以有效防止介质从流通腔40内经过电磁组件安装端口外溢。安装时，首先将导管30设置在密封件安装端口中，导管30与相接触的一端的外侧设置有外凸的定位沿201，再利用阀盖18套装在导管30的外周并压紧在定位沿201上，阀盖18与阀体10之间通过螺纹连接，进而将导管30定位在阀体10上。

为了便于拆装及并使导管30的安装更加可靠，电磁组件安装端口内还设置有阀盖18，设置于电磁组件安装端口的内侧，且阀盖18的位于电磁组件安装端口内的一端的端面与导管30的凸缘相抵接。

实际上阀体10可以有相连的两部分阀体连接而成，入流通道和出流通道分别设置在第一阀体17和第二阀体19上，电磁组件安装端口开设在第二阀体19上。

在电磁拉杆的运动过程中，会受到流体介质的粘性阻力，为减小流体介质的粘性阻力，同时保证电磁铁的磁力面积，电磁拉杆21的中心开有轴向平衡孔211，当电磁拉杆21与电磁铁24吸合时，两者之间的流体介质可以通过轴向平衡孔211以及位于密封件承载部23与电磁拉杆21的本体之间并与轴向平衡孔211连通的径向流通孔213，利用轴向平衡孔211和径向流通孔213可以减小介质在导管30内与电磁拉杆21的侧壁之间的粘性阻力。同时，在轴向平衡孔211内设置卡台，复位弹簧26的第一端固定于卡台上，复位弹簧26的第二端固定于电磁铁24上，实现了电磁拉杆21的复位。

还可以采用其他的结构使电磁拉杆21与电磁铁24之间的流体介质与流通腔40贯通，例如，可以在电磁拉杆21的外表面设置有两条或多条轴向导流槽或者导流平面，流体介质可以沿这些导流槽或者导流平面与流通腔40内贯通。

还可以采用其他的弹簧及其安装结构使电磁拉杆21实现复位，例如，在电磁拉杆21的外周设置径向环形槽或环形凸台，复位弹簧26可以采用柱形或锥形弹簧套在电磁拉杆21的外周并将复位弹簧26的第一端卡在环形槽或环形凸台上，将复位弹簧22的第二端定位在阀体10上。这样既能够实现电磁拉杆21的往复运动，又能够实现电磁拉杆21与电磁铁24之间的流体介质与流通腔40的贯通。

本发明采用的密封件22可以采用聚四氟乙烯、橡胶或尼龙等耐高温高压的材料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，包括：

阀体（10），具有入流通道（11）、出流通道（13）及连通于所述入流通道（11）和所述出流通道（13）之间的流通腔（40），所述入流通道（11）和所述出流通道（13）同轴地设置在所述阀体（10）的两端；

阀芯（12），设置于所述出流通道（13）的内部端口的一端，并具有连通于所述流通腔（40）和所述出流通道（13）之间的阀芯通道，所述阀芯通道的阀口朝向所述入流通道（11）；

电磁组件（20），包括电磁拉杆（21），所述电磁拉杆（21）沿与所述入流通道（11）的介质流入方向垂直的方向往复运动，所述电磁拉杆（21）的第一端设置有覆盖于所述阀口上的密封件（22），所述密封件（22）随所述电磁拉杆（21）的往复运动将所述阀口打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述阀芯（12）与所述出流通道（13）之间设置有防止所述阀芯（12）沿径向晃动的径向限位部（12e）。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述阀芯（12）包括顶在所述出流通道（13）的端面上的横部（12a），以及沿所述出流通道（13）的轴向延伸并插入到所述出流通道（13）内的竖部（12c），所述阀芯通道沿所述出流通道（13）的轴向贯穿所述横部（12a）和所述竖部（12c），所述径向限位部（12e）设置于所述竖部（12c）的与所述横部（12a）相连的一端，所述径向限位部（12e）沿所述竖部（12c）的径向向外凸出。

4.根据权利要求1所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述电磁拉杆（21）的第一端设置有密封件承载部（23），所述密封件承载部（23）具有与所述阀芯通道同轴的密封件安装孔，所述密封件（22）的第一端设置在所述密封件安装孔内，所述密封件（22）的第二端的端面覆盖在所述阀芯通道的阀口上。

5.根据权利要求4所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述阀芯（12）包括顶在所述出流通道（13）的所述内部端口上的横部（12a），以及沿所述出流通道（13）的轴向延伸并插入到所述出流通道（13）内的竖部（12c），所述横部（12a）具有与所述电磁拉杆（21）的往复运动方向平行的第一端面，所述阀芯通道的所述阀口形成于所述第一端面上，所述密封件承载部（23）具有与所述第一端面平行相对的第二端面和第三端面，所述第二端面与所述第三端面之间形成有台阶，所述密封件安装孔同时贯穿所述第二端面和所述第三端面。

6.根据权利要求5所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述横部（12a）的所述第一端面与所述密封件承载部（23）的第一阶梯面相抵接。

7.根据权利要求4所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述密封件安装孔内形成有阶梯，所述密封件（22）的第一端的端面与所述阶梯的阶梯面之间设置有弹簧（25）。

8.根据权利要求7所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述密封件安装孔包括同轴的分别具有第一直径和第二直径的第一安装孔和第二安装孔，所述第二安装孔位于所述第一安装孔与所述阀芯通道之间，所述第一直径小于所述第二直径使所述第一安装孔与所述第二安装孔之间形成所述阶梯。

9.根据权利要求1所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述电磁组件（20）包括电磁铁（24），所述电磁拉杆（21）在所述电磁铁带电时向所述电磁铁（24）的方向移动使所述密封件（22）将所述阀口打开，所述电磁拉杆（21）与所述电磁铁（24）之间设置有用于使所述电磁拉杆（21）复位的复位弹簧（26），所述阀体（10）的一侧设置有电磁组件安装端口，所述电磁组件安装端口内设置有导管（30），所述电磁铁（24）及所述电磁拉杆（21）沿所述导管的轴向设置在所述导管（30）内。

10.根据权利要求9所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述电磁组件安装端口的内侧设置有沿径向凸出的内环台（15），所述电磁拉杆（21）上具有与所述内环台（15）相抵接的抵接部。

11.根据权利要求10所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述导管的一端具有沿径向向外伸出的定位沿（201），所述定位沿（201）与所述阀体（10）相抵接，所述阀体（10）与所述定位沿（201）相对的抵接面上设置有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈（31）。

12.根据权利要求11所述的电磁驱动式膨胀阀，其特征在于，所述电磁组件安装端口内侧还设置有阀盖（18），所述定位沿（201）位于所述阀体（10）与所述阀盖（18）之间。

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