CN102644785A - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀，包括驱动机构、传动机构、阀座和阀针部件；所述阀针部件具有沿电子膨胀阀的阀腔轴向移动以控制阀口开度大小的阀针和阀杆，以及复位弹性部件，其特征在于，所述电子膨胀阀还包括设置于所述阀腔中且具有轴向通道的限位结构，所述阀针部件具有横向凸缘；所述限位结构位于所述阀针部件上移至所述阀口处于最大开度时所述凸缘的上方，且所述轴向通道的径向最小尺寸小于所述凸缘的径向最大尺寸。该电子膨胀阀的阀针部件上移至阀口最大时的位置处或略高于此位置时，会由于限位结构的抵触而无法继续上移，当进行线圈拆换或其他需要使阀针部件与上方其他部件分离时，阀针部件不会大幅上移过度压缩复位弹性部件，从而延长弹性部件的使用寿命。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及暖通空调技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀广泛应用于流体的节流膨胀和流量调节。

请参考图1，图1为一种典型的变频空调用减速式电子膨胀阀的结构示意图。

该电子膨胀阀主要包括永磁式步进电机1、具有三级减速的齿轮减速器2、位于螺母4中的丝杆5和螺纹副结构3，位于阀座8内的衬套6、复位弹性部件7以及阀针部件9等核心部件。具体工作原理如下：由空调系统的电子控制器控制电子膨胀阀步进电机1的转子正反旋转，带动齿轮减速器2转动，螺纹副结构3将该转动转化成丝杆5的轴向运动，当施加关阀脉冲时，转子逆时针旋转，经过螺纹副结构3传递，丝杆5向下运动，顶住传力部件衬套6，衬套6抵住阀针部件9的上端使其向下运动，此时，复位弹性部件7处于不断拉伸状态，阀针部件9的端部逐渐封住阀口10，即阀口10的开口度随着阀针部件9的向下运动逐渐减小；当施加开阀脉冲时，转子顺时针旋转，丝杆5向上运动，阀针部件9不受衬套6的向下抵触力，则阀针部件9在复位弹性部件7的回复弹力和系统压力作用下将不断向上运动，阀口10的开启度又逐渐增大。因此，电子膨胀阀阀口10的开启程度得以改变，使得通流面积发生变化，从而达到控制流量，调节过热度的目的。

当步进电机1的线圈出现问题，进行更换时，需要将阀体和线圈进行分离，分离后衬套6的顶部不与丝杆5抵接，阀针部件9向上的移动不再受限制，而此时，制冷剂管路的系统压力较大，则在系统压力作用下，阀针部件9会迅速且大幅地向上移动，因此，阀针部件9在上移过程中会导致复位弹性部件7过度压缩，丧失或降低其复位能力，从而影响复位弹性部件7的使用寿命。

因此，如何使维修时，电子膨胀阀阀针部件的上移高度能够得到一定的限制，从而延长复位弹性部件的使用寿命，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀阀针部件的上移高度能够得到一定的限制，可以延长复位弹性部件的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电子膨胀阀，包括驱动机构、传动机构、阀座和阀针部件；所述阀针部件具有沿电子膨胀阀阀腔轴向移动以控制阀口开度大小的阀针和阀杆，以及随所述阀针上下移动而缩回或拉伸的复位弹性部件，其特征在于，所述电子膨胀阀还包括设置于所述阀腔中且具有轴向通道的限位结构，所述阀针部件具有横向凸缘；所述限位结构位于所述阀针部件上移至所述阀口刚处于最大开度时所述凸缘的上方，且所述轴向通道的径向最小尺寸小于所述凸缘的径向最大尺寸。

优选地，所述阀针的最大外径大于所述阀杆的直径，所述凸缘为所述阀针。

优选地，所述限位结构为具有中心孔的挡圈，所述挡圈的外周与所述阀腔的内壁定位，所述中心孔为所述轴向通道。

优选地，所述阀针横截面的外周大致为方形，所述中心孔大致为方形，所述中心孔的边长大于所述阀针外周的边长并小于所述阀针外周的最大对角线长度。

优选地，所述阀针横截面的外周大致为矩形，所述中心孔大致为矩形，所述中心孔的长度大于所述阀针外周的长度，所述中心孔的宽度大于所述阀针外周的宽度，且所述中心孔的宽度小于所述阀针外周的最大对角线长度。

优选地，所述阀座的内壁具有与所述挡圈的外周适配的环形凹槽，且所述挡圈具有沿径向延伸的开口。

优选地，所述挡圈的外周大致为圆形。优选地，当所述阀针部件上移至所述阀口处于最大开度时，所述限位结构与所述凸缘之间的轴向距离小于1mm。

优选地，当所述阀针部件上移至所述阀口处于最大开度时，所述限位结构与所述凸缘之间的轴向距离在0.2mm-1mm之间。

优选地，所述弹性部件为波纹管。

该电子膨胀阀的阀腔中设有限位结构，则阀针部件上移至阀口最大时的位置处或略高于此位置时，会由于限位结构的抵触而无法继续上移，则阀针部件的上端部即使不与其他部件抵触，也无法上移，因此，当进行线圈拆换或其他需要使阀针部件与上方其他部件分离时，阀针部件不会在系统压力下大幅上移，从而避免波纹管类复位弹性部件的过度压缩，延长复位弹性部件的使用寿命；且限位结构位于阀口处于最大开度时凸缘的上方，因此，限位结构在限制阀针部件上移时，不会影响阀针部件对阀口开度大小的控制。

附图说明

图1为一种典型的变频空调用减速式电子膨胀阀的结构示意图；

图2为本发明所提供电子膨胀阀一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供电子膨胀阀中阀针部件的结构示意图；

图4为图3中阀针上端的横截面示意图；

图5为图2中挡圈的结构示意图；

图6为本发明所提供电子膨胀阀第二种具体实施方式中挡圈的结构示意图；

图7为本发明所提供电子膨胀阀第三种具体实施方式中挡圈的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀的阀针部件的上移高度能够得到一定的限制，可以延长复位弹性部件的使用寿命。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2、图3和图4，图2为本发明所提供电子膨胀阀第一种具体实施方式的结构示意图；图3为本发明所提供电子膨胀阀中阀针部件的结构示意图；图4为图3中阀针上端的横截面示意图；图5为图2中挡圈的结构示意图。

本发明所提供的电子膨胀阀，包括驱动机构(可以是图2中所示的驱动电机21)、丝杆25、螺母24、阀座27、以及阀针部件26等，螺母24和阀座27形成电子膨胀阀的阀腔30，驱动电机21可以采用永磁式步进电机，驱动电机21中转子转速还可以通过减速机22减速，传动机构中螺纹副结构23可以将转子的转动转化为螺纹副结构23的轴向运动，则与螺纹副结构23连接的丝杆25可以在转动的同时，沿阀腔30轴向上下移动，丝杆25以及螺纹副结构23位于螺母24内，丝杆25的下方同轴设置阀针部件26，阀针部件26包括传力部件衬套261，则丝杆25向下移动时，可以带动阀针部件26向下运动，随着阀针部件26向下位移的逐渐增大，阀口29的开度逐渐减小，直至完全封住阀口29，阀针部件26还包括复位弹性部件，复位弹部件的上端可以通过焊接连接于阀体上，复位弹部件的下端可以通过焊接连接于阀杆263上，复位弹性部件可以是波纹管262或其他兼具有密封作用的筒形复位弹簧，由于波纹管管壁较薄，灵敏度较高，产品工艺成熟，所以优选采用。如图3所示，由于波纹管262焊接固定在阀杆263上，丝杆25下移时，阀杆263带动波纹管262拉伸；丝杆25向上移动时，在波纹管262的复位作用下，阀针部件26整体向上移动，阀口29开度又逐渐增大。

本发明还包括设置于阀腔30中的限位结构，且阀针部件26具有横向凸缘，横向即与阀腔30轴向垂直的方向，凸缘即相对于整体上大致呈杆状的阀针部件26，其上具有向外突出的部分，由于复位弹性部件的限制，凸缘位于复位弹性部件的下方。限位结构位于阀针部件26上移至阀口29处于最大开度时凸缘的上方，由于阀口29的开度由阀针部件26上下移动控制，因此，阀针部件26上凸缘相对于限位结构的轴向位置是可变的，本发明所述的限位结构设于阀口29处于最大开度时凸缘的上方，在正常工作状态下，阀针部件26上移距离受驱动机构控制，上移至阀口29恰好处于最大开度时，阀针部件继续上移的距离有限。限位结构具有轴向通道，轴向通道可供阀针部件26凸缘部位以上的部分贯穿并上下移动，且轴向通道的径向最小尺寸小于凸缘的径向最大尺寸，则阀针部件26继续上移时，限位结构至少会与凸缘的部分上端面抵触，则阀针部件26无法继续上移。此处所述的上方并非限于阀针部件26由轴向最低位置向上移动至阀口29恰好处于最大开度时凸缘的上端面处，实际上限位结构也可以位于略高于此位置的一定距离处，即还可以允许阀针部件26继续上移一定距离，此距离应保证尽量减少复位弹性部件的压缩量，本领域技术人员可以根据电子膨胀阀的具体型号和尺寸掌握。优选地，当阀针部件26上移至阀口29刚处于最大开度时，限位结构位与凸缘之间的轴向距离小于1mm，进一步地优化方案应将限位结构位与凸缘之间的轴向距离限制在0.2mm-1mm之间。此外，需要说明的是，文中所述的上方和下方，均以图2所示的竖直放置的电子膨胀阀为基准，径向则以阀腔30的横截面径向为描述视角。

该电子膨胀阀的阀腔30中设有限位结构，则阀针部件26上移至阀口29最大时的位置处或略高于此位置时，会由于限位结构的抵触而无法继续上移，则阀针部件26的上端部即使不与其他部件抵触，也无法上移，因此，当进行线圈拆换或其他需要使阀针部件26与上方其他部件分离时，阀针部件26不会在系统压力下大幅上移，从而避免波纹管262类复位弹性部件的过度压缩，延长复位弹性部件的使用寿命；且限位结构位于阀口29处于最大开度时凸缘的上方，因此，限位结构在限制阀针部件26上移时，不会影响阀针部件26对阀口29开度大小的控制。

在第一种具体实施方式中，阀针部件26下端阀针264的最大外径可以大于阀杆263的直径，如图3所示阀针264的上端面与阀杆263形成台阶面，则此种结构的阀针264可以作为凸缘结构；限位结构具体可以为环状的挡圈28，如图5所示，即挡圈28具有中心孔281，并将挡圈28的外周与阀腔30的内壁定位，图3中阀腔30的内壁即阀座27的内壁，当然，挡圈28需位于阀口29刚处于最大开度时阀针264的上方，如图2所示，阀座27的内壁具有内凸缘，当阀针264的上端面与内凸缘的上端面平齐时，阀口29开度恰好最大，挡圈28设于内凸缘处，阀针部件26不再继续上移；挡圈28的轴向高度也可以略高于此位置，则阀针部件26还可以继续上移一定距离，之后，再与挡圈28抵触，同样，此距离应保证尽量减少复位弹性部件的压缩量，采取具体的挡圈28作为限位结构，便于与阀腔30内壁固定，且定位较为可靠。当然，限位结构并不限于挡圈28的结构，也可以是对称设置于阀腔中的两个挡片，两个挡片之间形成轴向通道，理论上，一个挡片也可以实现本发明的目的，挡片的一端与阀腔内壁固定，另一端位于阀针264的上方。本领域技术人员可以根据加工工艺、便于安装等因素选择合适形状的限位结构。

挡圈28的中心孔281即轴向通道，由于中心孔281的径向最小尺寸小于凸缘的径向最大尺寸，在一定条件下，可以使阀针264插入挡圈28的中心孔281，插入后，旋转一定角度，阀针264与挡圈28沿上方卡接。比如，阀针264的外周大致呈十字形，中心孔281也具有与阀针264外周尺寸相当的十字形，则阀针264可以插入中心孔281内，旋转一定角度，阀针264即无法向上移动。此种旋转卡接的限制上移方式，简便易行，在工艺上容易实现。

该种限制方式根据阀针264外周形状的改变可以有多种实现方式，还可以采取下述实施例的方式。

阀针264上端横截面的外周可以加工成大致呈方形的形状，如图3和图4所示，由于阀针264需要沿阀腔30轴向移动，阀针264在方形的四个顶角处具有圆角，起到导向的作用，中心孔281也为大致方形形状，如图5所示，中心孔281的方形边长L大于阀针264外周的方形边长H1并小于阀针264外周的最大对角线长度H2，最大对角线长度即径向最大尺寸。则在装配过程中，可以先将环状挡圈28与阀座27周壁定位，由于中心孔281的方形边长L大于阀针264外周的方形边长H1，则选择适当的角度可以将阀针264插入挡圈28的中心孔281内，当阀针264位于中心孔281的下方之后，旋转阀针部件26，由于阀针264外周的最大对角线长度H2大于中心孔281的方形边长L，随着阀针部件26的旋转，部分阀针264的上端面必然会由挡圈28遮挡，比如旋转45°，使阀针264外周最大对角线方向与中心孔281方形边长方向垂直，此时阀针264上端面能够与挡圈28抵触的面积最大，限位较为可靠。随着阀针部件26上端其他部件的装配和定位，阀座27上端面的口部与阀体可以进行铆接并焊接固定，则阀针部件26与阀针264的横向(与轴向垂直的方向)角度变动范围较小，在使用过程中，阀针部件26上移至一定位置时，挡圈28必然可以与阀针264相互抵触，从而限制阀针部件26上移。该种限位结构可以较为简便地实现限制阀针部件26的上移。

如图6和图7所示，图6为本发明所提供电子膨胀阀第二种具体实施方式中挡圈的结构示意图；图7为本发明所提供电子膨胀阀第三种具体实施方式中挡圈的结构示意图。

在图6中，阀针264上端横截面的外周形状为大致矩形，则挡圈28的中心孔281也可以是大致矩形，中心孔281的矩形长度D大于阀针264外周的矩形长度，中心孔281的矩形宽度d大于阀针264外周的矩形宽度，阀针264外周的最大对角线长度大于中心孔281的矩形宽度d，同样可以将阀针264插入中心孔281内，再旋转一定角度，比如90°，使阀针264外周长度方向与中心孔281长度方向垂直，则阀针264上移时，阀针264的上端面与挡圈28抵触。

图4和图5所示的挡圈28的外周形状均为圆形，实际上，挡圈28外周的形状不受限制，便于与阀腔30内壁定位即可。如图6所示，挡圈28的外周形状也可以为大致矩形，挡圈28的顶角处具有圆角，此种结构也可以适用于本发明，达到本发明的目的。

进一步地，为了将挡圈28与阀腔30内壁定位，可以在阀腔30的内壁加工出与挡圈28的外周适配的环形凹槽，当采用外周为圆形的挡圈28时，挡圈28与环形凹槽的适配性较高，且圆形挡圈28的加工较为简单。

挡圈28可以具有沿径向延伸的开口282，如图4、图5和图6所示，环形的挡圈28具有一个径向缺口，当挡圈28的外周受到挤压时，由于挡圈28具有径向缺口，挡圈28的开口282的两个端面具有合拢的趋势，则挡圈28可以得到一定程度的收缩，如采用金属材料的挡圈28时，挡圈28具有较大的可收缩性，由于挡圈28的外径需大于阀腔30的内径，才可以将挡圈28嵌入凹槽内以便定位，因此，将挡圈28装入阀腔30内时，挡圈28会受到阀腔30内周壁的挤压，而具有开口282的挡圈28可以较为方便地压装入阀腔30内，至环形凹槽部位时，挡圈28又可以自然扩张，嵌入环形凹槽内。因此，该环形挡圈28的结构较为简单，且便于装配。

以上对本发明所提供的一种电子膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，包括驱动机构、传动机构、阀座(27)和阀针部件(26)；所述阀针部件(26)具有沿电子膨胀阀的阀腔(30)轴向移动以控制阀口(29)开度大小的阀针(264)和阀杆(263)，以及随所述阀针(264)上下移动而缩回或拉伸的复位弹性部件，其特征在于，所述电子膨胀阀还包括设置于所述阀腔(30)中且具有轴向通道的限位结构，所述阀针部件(30)具有横向凸缘；所述限位结构位于所述阀针部件(26)上移至所述阀口(29)处于最大开度时所述凸缘的上方，且所述轴向通道的径向最小尺寸小于所述凸缘的径向最大尺寸。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(264)的最大外径大于所述阀杆(263)的直径，所述凸缘为所述阀针(264)。

3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述限位结构为具有中心孔(281)的挡圈(28)，所述挡圈(28)的外周与所述阀腔(30)的内壁定位，所述中心孔(281)为所述轴向通道。

4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(264)横截面的外周大致为方形，所述中心孔(281)大致为方形，所述中心孔(281)的边长大于所述阀针(264)外周的边长并小于所述阀针(264)外周的最大对角线长度。

5.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(264)横截面的外周大致为矩形，所述中心孔(281)大致为矩形，所述中心孔(281)的长度大于所述阀针(264)外周的长度，所述中心孔(281)的宽度大于所述阀针(264)外周的宽度，且所述中心孔(281)的宽度小于所述阀针(264)外周的最大对角线长度。

6.根据权利要求3至5任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座(27)的内壁具有与所述挡圈(28)的外周适配的环形凹槽，且所述挡圈(28)具有沿径向延伸的开口(282)。

7.根据权利要求3至5任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述挡圈(28)的外周大致为圆形。

8.根据权利要求1至5任一项 所述的电子膨胀阀，其特征在于，当所述阀针部件(26)上移至所述阀口(29)处于最大开度时，所述限位结构与所述凸缘之间的轴向距离小于1mm。

9.根据权利要求8所述的电子膨胀阀，其特征在于，当所述阀针部件(26)上移至所述阀口(29)处于最大开度时，所述限位结构与所述凸缘之间的轴向距离在0.2mm-1mm之间。

10.根据权利要求1至5任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述弹性部件为波纹管(262)。 

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