CN102454819B - 电动阀及其止动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动阀止动装置，包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨和滑环，所述弹簧导轨具有上止动部和下止动部，还包括与电动阀丝杆配合的螺母；所述螺母具有径向伸出的台阶面，用于与电动阀阀座固定连接的所述台阶面以下的螺母上具有卡合限位面；所述弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上，且其下止动部径向延伸形成与所述台阶面相抵的定位部，所述定位部以下的下止动部与所述螺母上卡合限位面卡合定位。与现有技术相比，本发明具有结构简单可靠的特点，装配过程中可方便、快速的固定止动弹簧导轨，有效减少了装配工序，从而大大降低了工序成本。在此基础上，本发明还提供一种具有上述止动装置的电动阀。

Description

电动阀及其止动装置

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体涉及一种电动阀及其止动装置。

背景技术

目前，应用于制冷系统的电动阀由电机驱动，以控制管路中介质的流量。

现有的电动阀包括外壳、套在外壳外的定子线圈和连接在外壳下部的阀座，以及位于外壳内的磁转子、阀针和阀芯座等；定子和转子构成的电机用于驱动阀针相对于阀芯座的接合或分离。工作过程中，控制转子的正、反方向旋转，通过丝杆和螺母的传动，将转子的旋转运动转化为阀针沿轴向直线位移，从而调节阀口的通流面积，进而调节流入蒸发器的制冷剂流量，保证制冷系统的高效运行。显然，为确保阀针上、下位移在预定范围内进行，应当设置上、下极限位置的止动装置。

日本专利文献JP2009162366A公开了一种采用上述工作原理的电动阀，并通过相配合的滑环与弹簧导轨控制阀针在预定范围内轴向位移。其中，与阀针配合的螺母装配在导向套筒上部内孔中，导向套筒与阀座配套焊接固定；止动弹簧导轨套装在导向套筒的外部，且其尾部插入导向套筒的定位孔中，并需要对弹簧导轨的尾部进行固定，以便于定位固定弹簧导轨；弹簧导轨与滑环内外嵌套且两者螺旋配合，该滑环可在转子止动部的作用下沿着弹簧导轨旋转并轴向位移，直至滑环与弹簧导轨的上止动部或者下止动部相抵，处于极限工作位置。

在上述方案的弹簧导轨装配过程中，首先，将弹簧导轨插入导向套筒的定位孔后，并对其尾部进行固定以获得完全可靠的定位；其次，在对弹簧导轨尾部进行固定之前，需要控制弹簧导轨的相对位置，以确保其装配精度。显然，该方案上述构造的装配工序较多，装配不够便捷，必然导致工序成本的增加，进而增加电动阀的制造成本。

有鉴于此，亟待针对现有电动阀的止动装置进行优化设计，以有效解决现有构造所存在的装配工序较多的缺陷。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种装配工艺简单的电动阀止动装置，以有效控制电动阀的工序成本。在此基础上，本发明还提供一种具有上述止动装置的电动阀。

本发明提供的电动阀止动装置，包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨和滑环，所述弹簧导轨具有上止动部和下止动部，还包括与电动阀丝杆配合的螺母；所述螺母具有径向伸出的台阶面，用于与电动阀阀座固定连接的所述台阶面以下的螺母上具有卡合限位面；所述弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上，且其下止动部径向延伸形成与所述台阶面相抵的定位部，所述定位部以下的下止动部与所述螺母上卡合限位面卡合定位。

优选地，所述卡合限位面具体为所述螺母上轴向设置的周向限位面和与所述周向限位面相连的轴向限位面；所述定位部以下的下止动部具体为轴向延伸形成的与所述周向限位面相抵的周向限位部，和所述周向限位部周向延伸形成的与所述轴向限位面相抵的轴向限位部。

优选地，所述螺母由塑料材质制成，且所述台阶面以下的螺母外周表面嵌装固定有用于与电动阀阀座固定连接的环形金属连接片。

优选地，所述螺母与所述环形金属连接片一体注塑成形。

优选地，所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置的第一凹槽及与第一凹槽连通的周向设置的第二凹槽；所述周向限位面和轴向限位面分别形成于所述第一凹槽和第二凹槽的槽壁。

优选地，所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置有第三凹槽，所述环形金属连接片的外沿开有与所述第三凹槽轴向相对的第一开口，所述周向限位面形成于所述第三凹槽的槽壁和所述第一开口的侧壁，所述轴向限位面形成于所述第一开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

优选地，所述环形金属连接片的外沿开有第二开口，所述周向限位面形成于所述第二开口的侧壁，所述轴向限位面形成于所述第二开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

本发明提供的电动阀，其阀座与外壳形成内部容腔，所述内部容腔内设置有与阀针丝杆组件和转子配合的止动装置，所述止动装置采用如前所述的电动阀止动装置。

优选地，所述阀针丝杆组件包括：

置于所述阀座的底部阀芯座内的阀针，其一端与阀口配合，其另一端具有轴向设置的内凹容腔；

中部与所述螺母螺纹配合的丝杆，其一端与所述转子固定连接，其另一端插装于所述阀针的内凹腔内；和

复位弹性部件，预压缩置于所述丝杆内侧的内凹容腔中；且

置于所述内凹容腔中所述丝杆具有径向外伸的第一限位部，所述阀针的内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部相抵配合。

本发明所述电动阀止动装置的弹簧导轨套装的螺母上部，其下止动部径向延伸的定位部与螺母的台阶面相抵，实现弹簧导轨的预装轴向定位，该定位部以下的下止动部与螺母上的卡合限位面卡合定位，实现弹簧导轨的固定。与现有技术相比，本发明具有结构简单可靠的特点，装配过程中可方便、快速的固定止动弹簧导轨，有效减少了装配工序，从而大大降低了工序成本。

在本发明的优选方案中，弹簧导轨通过其周向限位部和轴向限位部与螺母上的周向限位面和轴向限位面卡位固定，使得止动弹簧导轨的相对位置的装配一致性更易保证，进一步提高了止动装置的装配精度。

在本发明的另一优选方案中的螺母由塑料材质制成，这样，当滑环沿弹簧导轨螺旋配合时，其与塑料螺母外周表面之间相对滑动的摩擦阻力较小，可有效降低电动阀转子转动的阻力。

附图说明

图1是第一实施例所述电动阀的整体结构示意图；

图2是第一实施例所述电动阀的止动装置组装示意图；

图3是第一实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图；

图4是第二实施例所述电动阀止动装置组装示意图；

图5是第二实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图；

图6是第三实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图。

图中：

阀芯座11、阀座12、连接管13、连接管14；

阀针21、阀针套22、丝杆23、挡圈24、弹簧25；

金属连接片31、开口31c、螺母32、螺母上部32a、螺母中部32b、螺母下部32c、突出部32d、第三凹槽32e、弹簧导轨33、上止动部33a、螺旋导向部33b、下止动部33c、周向限位部33d、轴向限位部33e、滑环34、上止动头部34a、螺旋导向部34b、下止动尾部34c；

转子41、转子止动部42；

外壳5。

具体实施方式

本发明提供了一种装配工艺简单的电动阀止动装置，其核心设计在于：与电动阀丝杆配合的螺母具有径向伸出的台阶面，其台阶面以下的螺母上具有卡合限位面；弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上，且其下止动部径向延伸形成与所述台阶面相抵的定位部，该定位部以下的下止动部与所述螺母上卡合限位面卡合定位。该方案可有效控制电动阀的工序成本，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1，该图示出一种实施例所述电动阀的整体结构示意图。

如图1所示，阀座组件由阀芯座11与阀座12以及连接管13、14焊接成一体，外壳5套装并焊接在阀座12上，形成密闭的阀腔。该阀腔内设置有阀针丝杆组件、螺母组件、转子组件和止动装置。

其中，阀针21的下端与阀孔配合实现电动阀的开启或者关闭，其上端具有轴向设置的内凹容腔，且其上端部与阀针套22焊接成一体，即形成自内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部；丝杆23的下端插装于该阀针套22，且其头部焊接有卡装在内凹容腔之中的挡圈24，即形成径向外伸的第一限位部，该挡圈24与阀针套22相抵配合实现丝杆23轴向限位。内凹容腔中设置有弹簧25，以便于丝杆23的复位。当然，弹簧25不局限于图中所示的预压缩后置于内凹容腔之间的螺旋压缩弹簧，实际上只要是预压缩置于所述丝杆内侧的内凹容腔中的复位弹性部件均可。同理，阀针21与阀针套22之间以及丝杆23与挡圈24之间的固定连接关系不局限于焊接，也可以采用其他连接方式，比如，过盈压配等方式。

其中，螺母组件包括塑料螺母32和环形金属连接片31，该金属连接片31嵌装于塑料螺母的台阶面以下的本体外周表面内，用于与电动阀阀座焊接固定。塑料螺母32优选采用工程树脂，并与环形金属连接片31一体注塑成形。

其中，止动装置包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨33和滑环34，弹簧导轨33套装在塑料螺母32上部外周表面上，并具有与止动滑环34配合限位的上止动部和下止动部。

其中，转子组件由磁转子41、转子止动部42和连接两者的连接体构成，磁转子41套装于弹簧导轨33的外侧，转子止动部42轴向伸出与滑环34配合；上述弹簧导轨33、滑环34、转子止动部42构成该电动阀的止动机构。

本方案中，前述卡合限位面具体为螺母32上轴向设置的周向限位面和与该周向限位面相连的轴向限位面；前述弹簧导轨33定位部以下的下止动部具体为轴向延伸形成的与周向限位面相抵的周向限位部，和自周向限位部周向延伸形成的与轴向限位面相抵的轴向限位部，使得止动弹簧导轨的相对位置的装配一致性更易保证，进一步提高了止动装置的装配精度。具体请参见图2，该图为本实施例中所述电动阀止动装置组装示意图。

塑料螺母32由工程塑料注塑而成，其主体可分为上、中、下三部分，上部32a的外周为弹簧导轨33的套装部；中部32b的外径较上部外径大，上部32a与中部32b之间形成台阶面，且中部32b并设置有突出部32d，突出部32d的中间设置有第三凹槽32e，金属连接片31嵌装固定在中部32b；下部32c起到连接阀芯座11的作用。与螺母32注塑成一体的金属连接片41外圆周上设置有若干开口31c，其中一个开口31c设置在塑料螺母突出部32d的正下方。也就是说，周向限位面形成于所述第三凹槽的槽壁和所述第一开口的侧壁，轴向限位面形成于所述第一开口旁侧的环形金属连接片的下表面。此外，该突出部32d正下方开口31c之外的其他开口31c连通了金属连接片31上、下两个容腔，可以起到平衡两个容腔内压力的作用。

弹簧导轨33由钢丝绕制而成，弹簧导轨33的主体为螺旋导向部33b，其上部为上止动部33a，其下部为下止动部33c。下止动部33c径向延伸设置有与台阶面相抵的定位部，该定位部轴向向下延伸设置有弹簧导轨33的周向限位部33d，周向限位部33d再周向延伸为弹簧导轨33的轴向限位部33e。

滑环34也由钢丝绕制而成，由止动头部34a、螺旋导向部34b和止动尾部34c依次构成。由于螺母32优选塑料材质，这样，当滑环34沿弹簧导轨33螺旋配合时，其与塑料螺母32外周表面之间相对滑动的摩擦阻力较小，可有效降低电动阀转子转动的阻力。

本方案中止动装置各部件的组装方式可参见图2中箭头顺序所示。首先，沿顺着弹簧导轨33的螺旋方向，使滑环34的螺旋导向部34b的轴线与弹簧导轨33的螺旋导向部33b轴线重合，并将滑环34放置在弹簧导轨33的第一圈螺旋体上；然后，将两者一起套装在塑料螺母32的上部32a外圆周上，使得弹簧导轨33的定位部与螺母31的台阶面相抵预定位，将弹簧导轨33的尾部(轴向限位部33e)向远离轴线的方向拉开，再松开弹簧导轨33的尾部，在弹力的作用下弹簧导轨33的周向限位部33d回复原位，并卡装在塑料螺母32突出部上设置的第三凹槽32e和金属连接片41外圆周上的开口31c中，弹簧导轨33的轴向限位部33e也卡装在金属连接片31的开口31c一侧的下表面，完成上述组装后弹簧导轨33被固定。

请参见图3，该图是本实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图。如图所示，将按照上述组装方式和顺序组装完成的螺母、止动装置置于阀座组件上，即将塑料螺母32下部插装在阀芯座11上，然后采用焊接的方式(比如激光焊接)将金属连接片31与阀座12上端边缘焊接在一起，以可靠的定位螺母32，确保螺母32不能相对阀座12转动或拉出。焊接后，弹簧导轨33的尾部因为阀座12和金属连接片31的限制，将不能再向远离轴线的方向拉开，因此弹簧导轨33被可靠的限制在固定的位置。

与现有技术相比，本发明具有结构简单可靠的特点，装配过程中可方便、快速的固定止动弹簧导轨，有效减少了装配工序，从而大大降低了工序成本。

如图1所示，按照上述组装方式和顺序完成止动装置的装配后，将丝杆23、滑环34调整到规定的位置；再将带有转子止动部42的转子41按规定的位置装配到丝杆23的顶端，并对转子连接体和丝杆23顶部实施焊接，使转子41和丝杆23连接成一体；最后将外壳5与阀座12装配，并将外壳5下端与阀座12上端密封焊接在一起。这样，当电动阀工作时，线圈驱动电动阀的转子41转动，转子41的止动部会带动滑环34在弹簧导轨33的螺旋导向部33b上转动。当滑环34向上转动到顶点时，弹簧导轨33的上止动部33a会限制滑环34继续向上转动，从而起到上止动的作用；当滑环34向下转动到顶点时，弹簧导轨33的下止动部33c会限制滑环34继续向下转动，从而起到下止动的作用。

需要说明的是，卡合限位面不局限于本实施例中所示周向限位面和轴向限位面的结构设置，只要能够满足周向和轴向限制弹簧导轨33的尾部定位固定的需要，均在本申请请求保护的范围内。以下以两个实施例分别进行详细说明。

请参见图4和图5，其中，图4是第二实施例所述电动阀止动装置组装示意图，图5是第二实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图。

本实施例与第一实施例的组成及连接关系相同。如图4和图5所示，两者的区别在于与弹簧导轨33上的限位部相配合的塑料螺母32上的限位凹槽设置方式不同。

本方案中塑料螺母32的限位凹槽呈“L”形，即，台阶面与环形金属连接片31之间的螺母32本体上轴向设置的第一凹槽及与第一凹槽连通的周向设置的第二凹槽；周向限位面和轴向限位面分别形成于第一凹槽和第二凹槽的槽壁。相应地，弹簧导轨33的周向限位部33d和轴向限位部33e组合与第一实施例相似也呈“L”形。装配时，将弹簧导轨33的尾部向远离轴线的方向拉开，使弹簧导轨33的定位部与螺母32的台阶面抵靠，再松开弹簧导轨33的尾部，在弹力的作用下弹簧导轨33的限位部回复原位，此时弹簧导轨33“L”形的周向限位部33d和轴向限位部33e刚好卡装在呈“L”形的塑料螺母32的凹槽之中。本实施例优选的采用了“L”字形，当然采用“P”字形、“V”字形、“U”字形、“C”字形、“6”字形等其他形状，均可以达到同样的定位固定效果，上述衍生性的改变应均属于本申请请求保护范围。

请参见图6，该图是第三实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图。

本实施例与第一、二实施例的组成及连接关系相同。如图6所示，本实施例在第一实施例的基础上进行了简化设计，即本方案塑料螺母32的中部没有设置突出部和限位凹槽，其他零件的结构与第一实施例相同。本实施例的弹簧导轨33仅依靠金属连接片31的一个开口31c进行限位固定，螺母、止动器部件装配并焊接到阀座组件后，弹簧导轨33的尾部被完全卡装并限制在金属连接片31的开口及其旁侧的下表面。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.电动阀止动装置，包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨和滑环，所述弹簧导轨具有上止动部和下止动部，其特征在于，还包括：

与电动阀丝杆配合的螺母，所述螺母具有径向伸出的台阶面；用于与电动阀阀座固定连接的所述台阶面以下的螺母上具有卡合限位面；

所述弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上，且其下止动部径向延伸形成与所述台阶面相抵的定位部，所述定位部以下的下止动部与所述螺母上卡合限位面卡合定位。

2.根据权利要求1所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述卡合限位面具体为所述螺母上轴向设置的周向限位面和与所述周向限位面相连的轴向限位面；

所述定位部以下的下止动部具体为轴向延伸形成的与所述周向限位面相抵的周向限位部，和所述周向限位部周向延伸形成的与所述轴向限位面相抵的轴向限位部。

3.根据权利要求2所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述螺母由塑料材质制成，且所述台阶面以下的螺母外周表面嵌装固定有用于与电动阀阀座固定连接的环形金属连接片。

4.根据权利要求3所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述螺母与所述环形金属连接片一体注塑成形。

5.根据权利要求3或4所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置的第一凹槽及与第一凹槽连通的周向设置的第二凹槽；所述周向限位面和轴向限位面分别形成于所述第一凹槽和第二凹槽的槽壁。

6.根据权利要求3或4所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置有第三凹槽，所述环形金属连接片的外沿开有与所述第三凹槽轴向相对的第一开口，所述周向限位面形成于所述第三凹槽的槽壁和所述第一开口的侧壁，所述轴向限位面形成于所述第一开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

7.根据权利要求3或4所述的电动阀止动装置，其特征在于，所述环形金属连接片的外沿开有第二开口，所述周向限位面形成于所述第二开口的侧壁，所述轴向限位面形成于所述第二开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

8.电动阀，其阀座与外壳形成内部容腔，所述内部容腔内设置有与阀针丝杆组件和转子配合的止动装置，其特征在于，所述止动装置采用如权利要求1至7中任一项所述的电动阀止动装置。

9.根据权利要求8所述的电动阀，其特征在于，所述阀针丝杆组件包括：

置于所述阀座的底部阀芯座内的阀针，其一端与阀口配合，其另一端具有轴向设置的内凹容腔；

中部与所述螺母螺纹配合的丝杆，其一端与所述转子固定连接，其另一端插装于所述阀针的内凹腔内；和

复位弹性部件，预压缩置于所述丝杆内侧的阀针内凹容腔中；且

置于所述内凹容腔中所述丝杆具有径向外伸的第一限位部，所述阀针的内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部，所述第一限位部与所述第二限位部相抵配合。

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