CN103133701A - 一种电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及一种用于调节流体流量的电动阀。该电动阀包括阀座组件，阀座组件包括设有第一阀腔的阀座和固定在所述阀座上的带阀口的阀芯座；阀芯座内部形成有供流体流通的第二阀腔，第一阀腔与所述第二阀腔由连通部相连通；阀芯座还设置有与阀针相配合的导向段，导向段的内径小于所述第二阀腔的内径。本发明提供的电动阀，通过在阀芯座设置有内径大于阀针导向段的第二阀腔，可以使电动阀在外形尺寸不变的情况下，兼容更大的制冷容量。同时，配置流道内各流通部位的流通截面积配比，可避免流道内压力突变，防止冷媒流通时出现突变现象，并且防止冷媒噪音的发生。

Description

一种电动阀

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及一种用于调节流体流量的电动阀。

背景技术

在空调、冰箱、热泵热水器及各类制冷、制热设备中，通常采用电动阀调节流体的流量。

电动阀通常包括阀座组件、螺母组件、阀针丝杆组件，转子组件，阀座组件通常包括阀座及连接管，阀座上具有阀口，阀座及连接管通常焊接成一体构成阀座组件，阀针丝杆组件的阀针安装在螺母组件的螺母内。

特许文献(特开2009-162366号公报)公开了一种电动阀，螺母组件的螺母固定在导向套筒内，导向套筒固定在拉伸阀座上，拉伸阀座另外固定有阀芯，阀芯与螺母的同轴度需要通过多次组装工序间接控制，且同轴度受到螺母、导向套筒、拉伸阀座、阀芯等多个零件的加工精度影响，同轴度不易保证，容易出现阀针与阀口不同轴现象，进而造成阀口密封不严或阀口出现偏心磨损的问题，从而使得电动阀的动作的可靠性较低，也会缩短电动阀的使用寿命。

为了解决这一技术问题，申请人提出了在阀座上设置阀芯座，并且在螺母上设置上部导向段和下部导向段的技术方案，如图1所示电动阀的上半部分(图1的阀芯座部件11的结构属于本发明提供的技术方案)，阀芯座11与阀体12共同构成阀座部件，阀芯座11的上端的外周壁与螺母32的下端内周壁配合固定，阀芯座11的上端的内周壁与阀针21形成间隙配合，并对阀针21提供导向。并且，螺母32的上端对与阀针固定一体的丝杆22提供导向。这种结构的设计解决了现有技术中阀针与阀口不同轴的技术问题。但是，这种结构的电动阀在流通面积的优化方面仍有进一步改进的空间：

如图1所示，阀针装配完毕之后，有一部分位于阀芯座11形成的腔体122中，此时冷媒通过阀芯座11上的流通孔流入腔体122。如果需要增加阀口口径，则阀针的直径也须相应地增加，此时腔体122的空间将会变小。而在增加阀口口径后，阀体在全开时需要流通的冷媒会更多，而阀腔会出现流通面积不够的问题。

因此，如何研发出一种既能满足阀座组件、螺母组件和阀针丝杆组件同轴度较高的电动阀，又使得该电动阀可在不改变阀体外形尺寸的前提下，兼容更大的制冷容量，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括阀座组件的电动阀，通过对阀座组件，特别是阀芯座的结构优化，使电动阀在不改变阀体外形尺寸的前提下，兼容更大的制冷容量，同时提供冷媒流通路径中，各段通路的截面积最佳配比，避免冷媒噪音。为此，本发明的电动阀，包括阀座组件、阀针，其特征在于：

所述阀座组件包括设有第一阀腔的阀座和固定在所述阀座上的带阀口的呈大致圆筒状的阀芯座；

所述阀芯座内部形成有供流体流通的第二阀腔，所述第一阀腔与所述第二阀腔由连通部相连通；

所述阀芯座还设置有用于与阀针相配合的导向段，所述导向段的内径小于所述第二阀腔的内径。

优选地，所述连通部为若干个连通孔，所述连通孔均匀分布在所述第二阀腔的周壁上。

优选地，所述阀针包括与所述导向段相配合的阀针大径部以及与所述大径部一体的阀针中部和阀针尖部。

优选地，所述阀针中部与所述阀针尖部之间还设置有锥部；所述阀口包括阀口直径段和阀口锥部；当所述阀针朝所述阀口方向运动至极限时，所述阀针的锥部抵靠在所述阀芯座的阀口锥部上以使所述阀口关闭。

优选地，所述阀针中部大体呈圆柱状，当所述阀针中部在所述第二阀腔内移动时，所述第二阀腔形成的最小流通截面积S1为所述第二阀腔的横截面积与所述阀针中部的横截面积的差值，所述截面积S1满足：1.8S0≤S1≤5S0，其中S0为阀口直径段形成的阀口流通截面积。

优选地，所述若干连通孔共同形成连通孔流通面积S2，所述连通孔流通面积S2与阀口流通面积S0之间满足：1.8S0≤S2≤5S0，其中S0为阀口直径段形成的阀口流通截面积。

优选地，所述阀座的进口处的最小横截面积S3满足：1.8S0≤S3≤5S0，其中S0为阀口直径段形成的阀口流通截面积。

优选地，所述阀座上设置有第二流通管，所述阀座进口处最小横截面积S3具体为所述第二流通管的最小横截面积。

优选地，所述截面积S0、S1、S2、S3之间满足：1.8S0≤S1≤S2≤S3≤5S0。

本发明提供的电动阀，还包括：

磁转子部件，固定在所述阀座上的外罩内部，感应电磁力作旋转运动；

丝杆部件，两端分别与所述磁转子部件和所述阀针固定连接，且中部设置有外螺纹段；

螺母部件，固定在所述阀芯座上，设置有与所述丝杆部件的外螺纹段配合的内螺纹段，以使所述丝杆部件轴向运动，所述螺母部件通过连接片与所述阀座固定连接；

止动部件，包括设置在所述螺母部件外部的弹簧导轨、在所述弹簧导轨上旋转滑行的滑环，以及设置在磁转子部件上的止动部。

本发明提供的电动阀，通过在阀芯座设置有内径大于阀针导向段的第二阀腔，可以使电动阀在外形尺寸不变的情况下，兼容更大的制冷容量。同时，配置流道内各流通部位的流通截面积配比，可避免流道内压力突变，防止冷媒流通时出现突变现象，并且防止冷媒噪音的发生。

附图说明

图1：本发明所提供的一种电动阀具体实施例的结构示意图；

图2：图1的A-A剖视图；

图3：图1中阀座组件的剖视图；

图4：图1中阀芯座的结构剖视图；

图5：图1中阀针部件的剖视图；

图中符号说明：

11-阀芯座              12-阀座

13-第一接管            14-第二接管

21-阀针                22-丝杆

31-螺母连接片          32-螺母

33-弹簧导轨            34-滑环

41-磁转子              42-止动部

5-外壳                 110-阀口直孔段

111-阀口锥部           112-阀口

113-流通孔             114-阀针导向段

121-第一阀腔           122-第二阀腔/阀芯座凹槽

211-阀针大径段         212-阀针中部

213-阀针锥部           214-阀针尖部

D0-阀口直径            D1-阀针头部圆柱段直径

D2-阀针导向段内径      D3-第二阀腔内径

D4-流通孔直径          D5-第二接管流通最小通径

D0′-阀针密封部直径    D2′-阀针中部直径

S0-阀口流通截面积      S1-第二阀腔最小流通截面积

S2-流通孔流通截面积之和S3-第二接管最小流通截面积

具体实施方式

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

请参照图1，图1为本发明所提供的一种电动阀具体实施例的结构示意图。

本发明提供的电动阀包括阀座组件、螺母组件、阀针丝杆组件及磁转子组件。

阀座组件包括阀芯座11和阀座12。阀座12为底部带有与阀芯座配合孔的大致筒状结构，其内部形成第一阀腔121。在本实施例中，阀座组件还进一步包括第一连接管13和第二连接管14。阀芯座11、阀座12、第一连接管13、第二连接管14连接成一体形成阀座组件。当然，阀芯座11、阀座12、第一连接管13、第二连接管14可以通过焊接连接成一体，也可以一体成型。

螺母组件包括螺母32和连接片31，连接片31作为嵌件与螺母32一体成型，连接片31与阀座12焊接固定。螺母32通过中部设置的内螺纹段与丝杆22螺纹配合。在螺母32下部的内缘部设置有导向段。在螺母32的上部的内孔中，设置有与丝杆22配合的丝杆导向段，丝杆导向段可以设置在螺母32的与丝杆22配合螺纹段的上侧或下侧，以有利于丝杆转动时的导向。螺母32的上部的外圆周套装有弹簧导轨33和止动滑环34。

阀针丝杆组件包括丝杆22和由丝杆22带动的阀针21，在本实施例中，丝杆22的一端与阀针21连接，另一端与磁转子组件41连接。其中，丝杆22与阀针21设置为可相互旋转，但丝杆22与阀针21不会相对脱开。

阀座12的外部固定有外罩5，从而形成密封的空间，在外罩内设置有磁转子部件41，在本实施例中，磁转子部件41包括磁转子本体、转子止动部42和连接二者的连接体，转子组件固定在丝杆22的上端。

上述电动阀的工作原理是，磁转子部件41在电磁线圈(图中未示出)的驱动下旋转，并带动丝杆22一同旋转，丝杆22与螺母32通过螺纹配合，这样，在丝杆22的转动的同时，也进行轴向的上下移动，从而带动阀针21上下运动，从而使阀针21对阀口112实现开闭动作。

需要说明的是，本发明的说明书全文提及的上、下、左、右、前、后等方位词均是为了便于说明本发明的技术方案，而以说明书附图的标识为准，并不能理解为对本发明的限制。

请参照图2、图3、图4，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1中阀座组件的剖视图，图4是图1中阀芯座的结构剖视图。

阀芯座11大体呈筒状结构，其下端加工有阀口112，在本实施方式中，阀口112包括阀口直径段110和阀口锥部111，阀口直径段110的直径为D0，限定阀口流通截面积S0。

阀芯座11的内部从上至下依次设置有阀针导向段114、阀芯座凹槽122、阀口112。其中，阀针导向段114用于阀针21的大径部211(下文述及)进行配合以实现阀针导向。阀芯座凹槽122在装配完毕后就成为电动阀的第二阀腔122。其中，阀针导向段114的内径D2小于第二阀腔122的内径D3。这样设置的好处是，当需要增加阀体最大制冷容量时，不需要改变阀体外形尺寸，由于阀芯座凹槽的存在，使得第二阀腔122的流通面积会增大，从而可以确保阀体全开时也能满足其最大制冷容量的要求。

第二阀腔122的周壁上设置有连通部，从而将第二阀腔122与第一阀腔121相连通。在本实施方式中，所述连通部为均匀设置在第二阀腔122周壁上的六个连通孔113。连通孔113的内径为D4，所述的六个连通孔113的截面积之和为S2。均匀设置的好处是可以使冷媒在从第一阀腔121流入第二阀腔122时更加平稳，流道压力趋向平衡。当然连通孔113的作用是连通第一阀腔121和第二阀腔122，本领域技术人员在基于本发明提供的技术方案的启示，还可以作出等同或相似的改动，比如改变连通孔的数量，或者使其不规则分布等。

请参照图5，图5是图1中阀针部件的剖视图。阀针21从上至下依次为阀针大径部211、阀针中部212、阀针尖部214。其中，阀针大径部211置于阀芯座11内，其直径为D2′，与阀芯座11上端的阀针导向段114的内径D2相适应，两者为互相配合，由阀针导向段114对阀针大径部211实现导向作用。阀针中部的直径为D1，阀针尖部可以起到调节阀口流通面积的功能。

为与阀口122相配合，在阀针中部212和阀针尖部214之间还设置有阀针锥部213，当阀针21朝向阀口112方向运动至极限位置时，阀针锥部213抵靠在阀口112的阀口锥部111上以使阀口112关闭。锥部的配合更有利于阀针保持竖直方向不致偏斜，并且有利于阀针锥部213与阀口锥部111的配合密封。

在将阀针装配完毕后，阀针中部212大体位于第二腔体122内，这样，阀芯座11形成的第二阀腔122的最小流通截面积S1由第二阀腔122的内径和阀针21的阀针中部212的直径共同确定，即S1为第二阀腔122的横截面积与阀针中部212的横截面积的差值，如图2所示。

当第二阀腔的最小流通截面积S1满足1.8S0≤S1≤5S0的比例关系时，流道过渡比较平缓，流道内的冷媒流动不会出现压力突变，可有效避免冷媒流通时，因压力突变而导致的紊流现象。

此外，当连通孔113的截面积之和S2满足1.8S0≤S2≤5S0，或者当第二接管的最小流通截面积S3(由第二接管的最小通径D5确定)满足1.8S0≤S3≤5S0时，同样可以使流道过渡比较平缓，流道内的冷媒流动不会出现压力突变，可有效避免冷媒流通时，因压力突变而导致的紊流现象。

作为最优选的方案，当上述截面积S0、S1、S2、S3之间满足1.8S0≤S1≤S2≤S3≤5S0时，冷媒从第二接管14流入后，分别流经S3、S2、S1和S0，流通截面呈逐步减少趋势，这样的设计，使得冷媒在流道中压力变化平缓，有利于降低冷媒流动噪音。

以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，本发明说明书中的上、下、内、外等方位用词只是为了说明清楚一些，不应视作对本发明的限制。由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，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 (10)

1.一种电动阀，包括阀座组件、阀针(21)，其特征在于：

所述阀座组件包括设有第一阀腔(121)的阀座(12)和固定在所述阀座(12)上的带阀口(112)的呈大致圆筒状的阀芯座(11)；

所述阀芯座(11)内部形成有供流体流通的第二阀腔(122)，所述第一阀腔(121)与所述第二阀腔(122)由连通部相连通；

所述阀芯座(11)还设置有用于与阀针(21)相配合的导向段(114)，所述导向段(114)的内径(D2)小于所述第二阀腔(122)的内径(D3)。

2.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述连通部为若干个连通孔(113)，所述连通孔(113)均匀分布在所述第二阀腔(122)的周壁上。

3.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀针(21)包括与所述导向段(114)相配合的阀针大径部(211)以及与所述大径部(211)一体的阀针中部(212)和阀针尖部(214)。

4.如权利要求3所述的电动阀，其特征在于，所述阀针中部(212)与所述阀针尖部(214)之间还设置有锥部(213)；所述阀口(112)包括阀口直径段(110)和阀口锥部(111)；当所述阀针(21)朝所述阀口(112)方向运动至极限时，所述阀针的锥部(213)抵靠在所述阀芯座的阀口锥部(111)上以使所述阀口(112)关闭。

5.如权利要求3所述的电动阀，其特征在于，所述阀针中部(212)大体呈圆柱状，当所述阀针中部(212)在所述第二阀腔(122)内移动时，所述第二阀腔(122)形成的最小流通截面积(S1)为所述第二阀腔(122)的横截面积与所述阀针中部(212)的横截面积的差值，所述截面积(S1)满足：1.8S0≤S1≤5S0，其中S0为阀口直径段(110)形成的阀口流通截面积。

6.如权利要求2所述的电动阀，其特征在于，所述若干连通孔(113)共同形成连通孔流通面积(S2)，所述连通孔流通面积(S2)与阀口流通面积(S0)之间满足：1.8S0≤S2≤5S0，其中S0为阀口直径段(110)形成的阀口流通截面积。

7.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀座(12)的进口处的最小横截面积(S3)满足：1.8S0≤S3≤5S0，其中S0为阀口直径段(110)形成的阀口流通截面积。

8.如权利要求7所述的电动阀，其特征在于，所述阀座(12)上设置有第二流通管(14)，所述阀座进口处最小横截面积(S3)具体为所述第二流通管(14)的最小横截面积。

9.如权利要求5-8任一项所述的电动阀，其特征在于，所述截面积S0、S1、S2、S3之间满足：1.8S0≤S1≤S2≤S3≤5S0。

10.如权利要求1-4任一项所述的电动阀，其特征在于，还包括：

磁转子部件(41)，固定在所述阀座(12)上的外罩(5)内部，感应电磁力作旋转运动；

丝杆部件，两端分别与所述磁转子部件和所述阀针(21)固定连接，且中部设置有外螺纹段；

螺母部件(32)，固定在所述阀芯座(11)上，设置有与所述丝杆部件(22)的外螺纹段配合的内螺纹段，以使所述丝杆部件(22)轴向运动，所述螺母部件(32)通过连接片(31)与所述阀座(12)固定连接；

止动部件，包括设置在所述螺母部件(32)外部的弹簧导轨(33)、在所述弹簧导轨(33)上旋转滑行的滑环(34)，以及设置在磁转子部件上的止动部(42)。

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