CN102758922B - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子膨胀阀，属于制冷控制技术领域，其包括通过感知信号控制的驱动装置、传动装置、带有第一通道(31)和第二通道(32)的阀体(3)、固定在所述阀体(3)上的带有节流口(11)的节流套体(1)、在驱动装置的带动下相对于所述节流套体(1)滑动来改变节流口的大小的阀芯(2)，所述节流口(11)为所述节流套体(1)上设置的周向开口孔，其特征在于，还包括与所述节流套体(1)构成阀腔的波纹管（8），所述阀芯(2)设置在所述阀腔内并设置有压力平衡通孔（24），本发明的电子膨胀阀，适合大容量商用空调系统中的双向流通，能避免流体压力过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

    本发明涉及一种电子膨胀阀，是通过调整节流口的大小来控制节流量的装置，属于制冷控制技术领域，适合于商用大容量空调系统中使用的双向流通电子膨胀阀。

背景技术

作为节流装置的电子膨胀阀广泛应用于制冷系统的回路中，其作用是调节流进蒸发器的制冷量，向蒸发器供给最适量的制冷剂，保证制冷系统的稳定运行。但是在制冷系统中，尤其在大容量商用空调系统中使用的电子膨胀阀，由于系统运行压力较高，节流变化大，要求阀针工作行程长，所以对阀结构设计有特殊的要求。

在公开专利“一种电子膨胀阀结构”（专利号CN200910159207.2）中，提出了一种如图8所示的改进型结构，电子膨胀阀包括与阀体3铆压固接的罩体6和固定在罩体6中的驱动电机41，电机41的前端连接有传动轴42’，驱动电机41和传动轴42共同构成驱动装置4’。阀体3在底部的周边有若干小孔组成第一通道31，在底部的中心开设有第二通道32。节流套体1’通过盈配合方式设置在腔体35中，这样节流套体1’将第一通道31与第二通道32隔离，进入第一通道31的流体，通过节流套体1’上设置的多个周向开口孔后，再从第二通道32流出。

阀芯2固定设置在节流套体1’的环形套内，阀芯2通过螺纹连接到传动轴42’上，当传动轴42’转动带动阀芯2时，阀芯2在节流套体1’的环形套内上下滑动。节流套体1’轴对称的纵向面上各加工有多个作为节流口的周向开口孔11，当阀芯2在节流套体1’的内部上下滑动过程中，对的流体量进行调节，实现节流作用。

但是，现有技术的结构只能实现单向节流的功能，即只能用于流体从第一通道流向第二通道的单向循环系统中，而当流体从第二通道流向第一通道节流时，高压制冷剂会轴向冲击阀芯2，造成系统流动的不平衡导致产品功能散失和系统失效。所以如何改进阀的结构，尤其在大容量商用空调系统中既能避免流体压力过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响，又能实现双向流通的功能是本领域的技术人员所要攻克的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种高可靠性的电子膨胀阀，既能避免流体压力过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响，又能实现双向流动的功能。

   本发明的电子膨胀阀，包括通过感知信号控制的驱动装置、传动装置、带有第一通道和第二通道的阀体、固定在所述阀体上的带有节流口的节流套体、在驱动装置的带动下相对于所述节流套体滑动来改变节流口的大小或开启/闭合节流口的阀芯，所述节流口为所述节流套体上设置的周向开口孔，其特征在于，还包括与所述节流套体构成阀腔的波纹管，所述阀芯设置在所述阀腔内并设置有压力平衡通孔。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，所述波纹管的一端固接有支撑轴，所述阀芯通过弹性体可滑动地与所述支撑轴抵接。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，所述节流套体上的周向开口孔至少有两个，并以所述节流套体的轴对称分布。

优选地，如上述结构的电子膨胀阀，所述阀芯与所述支撑轴的轴向连接部为锥面或弧面。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，所述波纹管为两端开口的管状结构，其一端的开口部与所述支撑轴的轴部焊接固接；或所述波纹管（6）为一端开口的筒状结构，其筒状底部与所述支撑轴的端部焊接固接。

优选地，如上述结构的电子膨胀阀，所述支撑轴的上端部为锥面或弧面，并设置有平衡孔。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，在所述节流套体的节流口与所述阀体的第一通道之间设置有过滤部件。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，所述阀芯上设置有阀芯密封部；所述阀体上设置有阀体密封部，所述阀芯密封部与阀体密封部(33)相抵接以密闭阀体的第二通道。

进一步，如上述结构的电子膨胀阀，所述节流套体或阀芯采用陶瓷或非金属塑料材料制成。

本发明的电子膨胀阀，将阀芯弹性的设置在支撑轴上，通过锥型面或弧型面以较少阀芯与支撑轴的接触面，并通过阀芯上设置的平衡以平衡阀芯上下的压力差，进一步通过设置对称分布的阀口以平衡阀芯的径向压力差，适合大容量商用空调系统中的双向流通电子膨胀阀，避免流体压力过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响。

附图说明

图1：本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之一的结构示意图；

图2a：图1中电子膨胀阀的阀芯结构的主视图；

图2b：图1中电子膨胀阀的阀芯结构的俯视图；

图3：图1中电子膨胀阀的波纹管与支撑轴连接的结构示意图；

图4：本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之二的结构示意图；

图5：图4中电子膨胀阀的波纹管与支撑轴连接的结构示意图；

图6：本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之三的结构示意图；

图7：图6中电子膨胀阀的阀芯结构示意图；

图8：现有技术的电子膨胀阀结构图。

图中符号说明：

1/1’-节流套体；

11 -节流口(周向开口孔);

2/2'/2A/2B/2C-阀芯；

21-阀芯密封部、231-节流部；

22A-内孔、23A/23C-贯穿孔、24A/24C-平衡孔；

25A-锥面、25C–圆弧面、26A-开槽；

3-阀体；

31-第一通道、32-第二通道；

33-阻挡密封部、34-螺纹、35-腔体;

4/4’-驱动装置、41-电机；

42/42’-传动轴、43-螺母；

5-阀腔；

6-罩体；

7A/7B-支撑轴；

71A/71B -端部、72B/72B-台阶部；

73A/73B-杆部、74B-平衡孔；

8A/8B-波纹管、81B-上端、82B-下端；

83A-底部、84A-端部；

9-过滤部件；

10-弹簧。

具体实施方式

图1为本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之一的结构示意图，图2a和图2b分别是图1中的电子膨胀阀的阀芯结构的主视图和俯视图，图3为图1中电子膨胀阀的波纹管与支撑轴连接的结构示意图。

如图1、图2a/图2b、和图3所示。

电子膨胀阀包括与阀体3铆压固接的罩体6和固定在罩体6中的驱动装置4，该实施例中具体为步进电机41，电机41的前端连接有传动轴42，通过设置螺母43与传动轴42的配合，可以将电机41的旋转运动转换成传动轴42的轴向运动。制冷系统的检测控制模块将检测到的循环流体在汽化过程中的压力/温度变化等参数转换成电脉冲信号来控制电机41的运转，并带动传动轴42作轴向运动、所以输入脉冲信号的大小与传动轴42轴向位移动相对应。

阀体3大致呈带有连接螺纹34的筒状结构，在底部的周边有若干小孔组成第一通道31，在底部的中心开设有第二通道32，阀体3的第二通道32与腔体35连接处形成环形的锥形结构作为阻挡密封部33。环形套状结构的节流套体1通过其外周面与腔体3的腔体35内壁过盈配合方式设置在腔体35中，并在端部通过与阀体3铆压密闭固定。这样节流套体1将第一通道31与第二通道32隔离。进入第一通道31的流体，通过节流套体1上设置的多个周向开口孔后，再从第二通道32流出。反向流通亦然。

阀芯2A固定设置在节流套体1的环形套内，阀芯2A的外周面的圆周尺寸与节流套体1的内孔面的圆周尺寸相当，以使阀芯2A在节流套体1的内部上下滑动过程并能保持对流体的密封，所以对节流套体与阀芯2A的配合精度要求也较高，为提高密闭性、耐磨性和自润滑性，优选的方案是节流套体或阀芯采用陶瓷或非金属塑料材料制成。

阀芯2A的端面为圆锥面25A，在圆锥面25A上还设置有开槽26A，阀芯2A的下端设置成锥形的阀芯密封部21，阀芯2的外周面与阀芯密封部21的过渡位置构成阀芯的节流部231，阀芯22A的内部设置有内孔22A，在内孔22A与开槽26A之间，设置有轴中心位置的贯穿孔23A和以轴向对称分布的4个平衡孔24A。

支撑轴7A的轴部包括台阶部72A和杆部73A，波纹管8A为一端开口的筒状结构，其筒状底部83A与支撑轴7A的端部71A焊接固接，阀芯2A通过弹簧10套接在支撑轴7A的杆部73A上，并与支撑轴7A的台阶部72A轴向抵接。

波纹管8A的端部84A焊接在节流套体1的上端部，这样通过波纹管8A和节流套体1，在阀体3的腔体35中隔离出一密闭的腔室5，腔室5的上下腔室通过4个平衡孔24A连通。由于阀芯2A的端面为锥面，所以其与支撑轴7A抵接的接触面积很小，这样基本实现腔室5的上下腔室的压力相等。

节流套体1在中心轴对称的纵向面上，各加工有三个作为节流口的周向开口孔11，当阀芯2A在节流套体1的内部上下滑动过程中，节流部231经过某个周向开口孔，能改变该开口孔的孔口大小，对流过该开口孔的流体量进行调节实现节流作用，而此时，位于阀芯2的节流部231以上的周向开口孔被密闭；位于阀芯2的节流部231以下的周向开口孔被打开。由于开口孔11沿节流套体1的轴向对称分布，所以在节流过程中，阀芯2A的横向压力保持平衡。

当阀芯2A向下移动使阀芯密封部21与阀体3的环锥形阻挡密封部33抵接后，关闭第二通道32。

上述结构的设计，将阀芯弹性的设置在支撑轴上，通过锥型面或弧型面以较少阀芯与支撑轴的接触面，与并通过阀芯上设置的平衡孔以平衡阀芯上下的压力差，进一步通过设置对称分布的阀口孔以平衡阀芯径向压力差，可以实现在反向节流中，当流体从第二通道进入阀室时，能避免流体压力瞬间过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响。

图4为本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之二的结构示意图，图5为图4中电子膨胀阀的波纹管与支撑轴连接的结构示意图。

与第一实施例不同的是，在该实施例中，节流套体1的节流口11与阀体3的第一通道31之间设置有过滤部件9，以减少流体的波动。

支撑轴7B的轴部包括台阶部72B和杆部73B，支撑轴7B的端部71B为球面，在台阶部72B开设2个对称的平衡孔74B。

波纹管8B为两端开口的管状结构，其上端部81B与支撑轴7B的台阶部72B焊接固接，阀芯2B通过弹簧10套接在支撑轴7B的杆部73B上，并与支撑轴7B的台阶部72B抵接。波纹管8B的下端部82B焊接在节流套体1的上端部。

这样通过波纹管8B和节流套体1，在阀体3的腔体35中隔离出一腔室5，腔室5的上下腔室通过4个平衡孔24A连通。腔室5进一步通过平衡孔74B与腔体35相通，由于阀芯2B的端面为圆锥面，所以其与支撑轴7A抵接的接触面积很小，这样基本实现腔室5的上下腔室的压力相等；同样由于支撑轴7B的端面为球面，所以其与传动杆42的抵接接触面积很小，这样基本实现腔室5与腔体35的压力基本相等。

上述结构的设计，在第一实施例的基础上，进一步通过阀芯和支撑轴上同时设置平衡孔，以平衡阀芯上下的压力差，可以实现在反向节流中，当流体从第二通道进入阀腔时，能避免流体压力瞬间过大和流体波动对电子膨胀阀工作性能的影响。

图6为本发明给出的电子膨胀阀具体实施例之三的结构示意图，图7为图6中电子膨胀阀的阀芯结构示意图。与第一实施例不同的是，在该实施例中，阀芯2C的端面为圆弧面25C，阀芯2C的下端设置成锥形的阀芯密封部21，阀芯2的外周面与阀芯密封部21的过渡位置构成阀芯的节流部231，阀芯2的内部设置有内孔22A，在内孔22A与圆弧面25C之间，设置有轴中心位置的贯穿孔23C，在阀芯2C的横向设置有平衡孔24C。

波纹管8A的端部84A焊接在节流套体1的上端部，这样通过波纹管8A和节流套体1，在阀体3的腔体35中隔离出一密闭的腔室5，腔室5的上下腔室通过平衡孔24C和贯穿孔23C连通。由于阀芯2C的端面为圆弧面，所以其与支撑轴7A抵接的接触面积很小，这样基本实现腔室5的上下腔室的压力相等。该实施例所起的作用和效果与第一实施例基本相同，在此不再赘述。

以上仅是为能更好的阐述本发明的技术方案所例举的具体实施方式，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，所有这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子膨胀阀，包括通过感知信号控制的驱动装置、传动装置、带有第一通道(31)和第二通道(32)的阀体(3)、固定在所述阀体(3)上的带有节流口(11)的节流套体(1)、在驱动装置的带动下相对于所述节流套体(1)滑动来改变节流口的大小的阀芯(2)，所述节流口(11)为所述节流套体(1)上设置的周向开口孔，其特征在于，还包括与所述节流套体(1)构成阀腔的波纹管(8)，所述阀芯(2)设置在所述阀腔内并设置有压力平衡通孔(24)；所述波纹管(8)的一端固接有支撑轴(7)，所述阀芯(2)通过弹性体可滑动地与所述支撑轴(7)抵接。

2.权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述节流套体(1)上的周向开口孔至少有两个，并以所述节流套体(1)的轴对称分布。

3.权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯(2)与所述支撑轴(7)抵接的端面为锥面或弧面。

4.权利要求2或3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述波纹管(8)为两端开口的管状结构，其一端的开口部与所述支撑轴(7)的轴部焊接固接。

5.权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述支撑轴(7)的上端部为锥面或弧面，并设置有平衡孔(74)。

6.权利要求2或3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述波纹管(8)为一端开口的筒状结构，其筒状底部与所述支撑轴(7)的端部焊接固接。

7.如权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，在所述节流套体(1)的节流口(11)与所述阀体(3)的第一通道(31)之间设置有过滤部件(9)。

8.如权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯(2)上设置有阀芯密封部(21)；所述阀体(3)上设置有阀体密封部(33)，所述阀芯密封部(21)与阀体密封部(33)相抵接以密闭阀体(3)的第二通道(32)。

9.如权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述节流套体(1)或阀芯(2)采用陶瓷或非金属塑料材料制成。