CN103363122A

CN103363122A - 电动阀

Info

Publication number: CN103363122A
Application number: CN2013101001948A
Authority: CN
Inventors: 中川大树; 日下直树
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP2013204613A; CN103363122B; JP5677349B2

Abstract

本发明提供流量控制阀，由于阀芯（5）的针部（51）落座于阀座部件（2），使针部（51）或阀座部件（2）磨损，其课题在于抑制该磨损的推进。在针部（51）与杆部（53）之间形成限制部（52）。限制部（52）具有在磨损推进时抵接于阀座部件（2）的限制面（52a）或者抵接于阀口（21）的开口的限制面（52b）。限制面（52a）是与轴线（L）成直角的面，限制面（52b）是针形状的面。另外，针部也可以是多段。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及冷冻循环的膨胀阀等所使用的流量控制阀，详细而言，涉及对针部相对于阀座的位置进行控制来对流过阀口的制冷剂的流量进行控制的流量控制阀。

背景技术

以往，作为这种流量控制阀，例如日本特开2001-12633号公报（专利文献1）以及日本特开2009-52742号公报（专利文献2）所公开的装置。这些流量控制阀构成为，通过使阀芯的针部在阀口内进退，来对针部的直径与阀口的间隙量进行调节，从而对流过阀口的流体的流量进行控制。

另外，专利文献2的流量控制阀构成为，利用对阀芯进行保持驱动的外螺纹轴、阀支架以及压缩螺旋弹簧，当阀芯抵接于阀座时，阀芯能够相对于外螺纹轴进行相对移位。

专利文献1：日本特开2001-12633号公报

专利文献2：日本特开2009-52742号公报

在以往的流量控制阀中，若阀芯落座于阀座，则阀芯的针部使阀口成为关闭状态。但是，若反复进行落座，则针部、阀座部件磨损，从而两者的间隙逐渐变大，导致表示作为阀芯的位移量的阀上升量与流量的关系的流量特性变化。此外，对于该流量特性的变化，与后述实施方式对比地进行说明。

图9是表示以往的阀座部件的磨损的一个例子的图，虚线表示没有磨损的初始状态，实线表示磨损后的状态。如图9所示，针部10是角度为锐角的形状，从而有阀座部件20的阀口20a的开口部分容易磨损的问题。因此，导致针部10在阀口20a内下降，从而流量特性变化。若流量特性变化大，则控制变得困难，从而需要抑制阀座部件的磨损。另外，若磨损推进，则也成为阀泄漏的原因。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题点而产生的，其课题在于抑制流量控制阀的针部、阀座部件的磨损的推进。

方案一的流量控制阀具备：具备：阀座部件，设于阀主体并形成有剖面形状呈圆形的阀口；阀芯，具有与所述阀口的轴线同轴的针部；以及阀芯保持部，向所述阀座方向对所述阀芯施力并保持该阀芯，能够与该阀芯一起在所述轴线方向的控制范围内进行移位，通过使所述阀芯保持部移位，来使所述针部相对于所述阀口进退从而对通过该阀口的流体的流量进行控制，所述流量控制阀的特征在于，在所述阀芯保持部位于所述控制范围内，并且，在所述阀芯位于相对于所述阀芯保持部而能够在所述轴线方向上相对移位的范围内，将抵接于所述阀座部件或者所述阀口的开口的限制部形成于所述阀芯上。此外，“能够相对移位的范围内”是不包括范围的端点的概念。

方案二的流量控制阀是方案一所记载的流量控制阀，其特征在于，上述限制部具有限制面，该限制面是抵接于上述阀座部件的限制面、且与上述轴线成直角。

方案三的流量控制阀是方案一所记载的流量控制阀，其特征在于，上述限制部具有限制面，该限制面是抵接于上述阀口的开口的限制面、且形成为角度比上述针部的角度大。

本发明的效果如下。

根据方案一的流量控制阀，由于阀芯的限制部在阀芯保持部位于控制范围内，并且阀芯位于相对于阀芯保持部而能够在轴线方向上相对移位的范围内，抵接于阀座部件或者阀口的开口，因而利用仅研究阀芯的形状的简单的构成，便能够在阀口成为关闭状态时利用该限制部来抑制阀座部件或者针部的磨损的推进。

根据方案二的流量控制阀，除了方案一的效果，由于将限制面设为与轴线成直角的面即可，从而阀芯（限制部）的加工变得容易。

根据方案三的流量控制阀，除了方案一的效果，由于限制面抵接于阀口的开口，从而将限制部的一部分浸入阀口内，还能够提高阀口的关闭状态的密封性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的流量控制阀的从流量的控制范围成为闭阀的时刻的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式的流量控制阀的阀座部件的磨损推进而限制部抵接于阀座部件的状态的纵剖视图。

图3是本发明的实施方式的流量控制阀的位于流量的控制范围时的纵剖视图。

图4是表示本发明的实施方式的针部以及限制部的各实施例的图。

图5是表示本发明的实施方式的阀芯的上升量与流过阀口的流体的流量的关系的图。

图6是表示本发明的实施方式的阀芯的变形例1以及变形例2的形状、尺寸以及角度的图。

图7是表示本发明的实施方式的阀芯的变形例3以及变形例4的形状、尺寸以及角度的图。

图8是表示本发明的实施方式的阀芯的变形例5以及变形例6的形状、尺寸以及角度的图。

图9是对以往的流量控制阀的阀座部件的磨损的情况进行说明的图。

符号说明

1—阀主体，1A—阀室，2—阀座部件，21—阀口，3—支承部件，SD—固定下端限制件，SU—固定上端限制件，31—内螺纹31，32—导向孔，4—外螺纹轴（阀芯保持部），41—大径部，41a—弹簧收容部，42—小径部，42a—滑动孔，42b—外螺纹，43—弹簧座，44—螺旋弹簧，45—弹簧座配件，MD—可动下端限制件，5—阀芯，51—针部，52—限制部，52a—限制面，52b—限制面，53—杆部，54—卡定部，6—步进马达，62—磁性转子，L—轴线。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的流量控制阀的实施方式进行说明。此外，以下的说明中，对阀座部件磨损的情况进行说明，但针部磨损的情况、阀座部件与针部双方磨损的情况也相同。图1是实施方式的流量控制阀的从流量的控制范围成为闭阀的时刻的纵剖视图，图2是该流量控制阀的阀座部件的磨损推进而限制部抵接于阀座部件的状态的纵剖视图，图3是该流量控制阀的位于流量的控制范围时的纵剖视图。

该实施方式的流量控制阀具有圆筒形状的阀主体1，在阀主体1上形成有圆筒缸状的阀室1A。另外，在阀主体1上安装有从侧面侧连通于阀室1A的接合管11，并且，在阀室1A的轴线L方向的单侧端部安装有接合管12。并且，在阀主体1上，在接合管12的阀室1A侧配设有阀座部件2。阀座部件2由不锈钢或者黄铜等形成，并具有阀口21与直径比阀口2的直径大的副口22，该阀口21连通阀室1A与接合管12，其剖面形状是圆形。

以从阀主体1的上部向阀室1A内将下端与阀座部件2结合的方式安装有支承部件3。支承部件3利用设于阀主体1的上部开口的安装配件3a而固定于阀主体1。在支承部件3的上端形成有向上突出的固定下端限制件SD，在支承部件3的上端的外周边形成有向径向突出的固定上端限制件SU。另外，在支承部件3的中心形成有与阀口21的轴线L同轴的内螺纹31及其螺纹孔，并且，形成有直径比内螺纹31的螺纹孔的外周大的圆筒状的导向孔32。而且，在该内螺纹31的螺纹孔与导向孔32中配设有作为圆筒状的“阀芯保持部”的外螺纹轴4。此外，在支承部件3上形成有导通阀室1A与阀口21的通路33、以及供后述的阀芯5插通的插通孔34。

外螺纹轴4具有与导向孔32匹配的大径部41、以及直径比该大径部41的直径小的小径部42。在大径部41形成圆筒状的弹簧收容部41a，在小径部42的中央形成有滑动孔42a。而且，从弹簧收容部41a至滑动孔42a嵌插有阀芯5。另外，在弹簧收容部41a内配设有弹簧座43与螺旋弹簧44，通过在弹簧收容部41a的上端螺纹固定弹簧座配件45，螺旋弹簧44以压缩的状态配设。另外，在小径部42的外周形成有外螺纹42b，该外螺纹42b与支承部件3的内螺纹31螺纹结合。并且，在外螺纹轴4的大径部41上形成凸缘部41b，在该凸缘部41b的一部分上形成有径向切割的切口部41c。另外，在凸缘部41b的下表面形成有可动下端限制件MD。

在阀主体1的上端，通过焊接等气密地固定有步进马达6的外壳61。在外壳61内能够旋转地设有磁性转子62，该磁性转子62的外周部多极磁化。另外，在外壳61的外周配设有定子线圈63，通过给与定子线圈63脉冲信号，步进马达6根据其脉冲数而使磁性转子62旋转。磁性转子62具有嵌合孔62a与止转部62b。而且，将嵌合孔62a嵌合到外螺纹轴4的大径部41中，并且使止转部62b与外螺纹轴4的凸缘部41b的切口部41c配合，另外，将上述弹簧座配件45压入大径部41的端部，由此将磁性转子62固定于外螺纹轴4。

阀芯5由不锈钢或者黄铜等形成，并具有下端的针部51、限制部52、圆柱棒状的杆部53、以及直径比杆部53的直径大且配置在弹簧收容部41a内的卡定部54。针部51以及限制部52在后述的各实施例中说明。经由卡定部54以及弹簧座43，由螺旋弹簧44总是向下方对阀芯5施力。另外，阀芯5的杆部53从支承部件3的插通孔34通过通路33而延伸配置至阀座部件2。由此，阀芯5以朝向阀座方向被施力的状态保持于外螺纹轴4。另外，阀芯5能够克服螺旋弹簧44的作用力而相对于外螺纹轴4沿轴线L方向相对地移位。该能够相对移位的范围是从卡定部54抵接于弹簧收容部41a的底部而螺旋弹簧44完全伸长的位置开始至卡定部54从弹簧收容部41a的底部稍微向上方离开的位置为止的范围。

根据以上的构成，由于磁性转子62的旋转，外螺纹轴4与磁性转子62一起旋转，且利用外螺纹轴4的外螺纹42b与支承部件3的内螺纹31的螺纹进给作用，外螺纹轴4沿轴L方向（上下）移位而使阀芯5的针部51相对于阀座部件2的阀口21进退。由此，使阀口21的开度变化，控制例如从接合管11向接合管12流动的制冷剂的流量。另外，针部51抵接于阀座部件2的阀口21的开口边缘，从而阀口21成为关闭状态。

此外，如图3所示，在外螺纹轴4处于控制流量的控制范围内，磁性转子62与外螺纹轴4转动而下降时，可动下端限制件MD通过固定下端限制件SD上。若进一步下降，则针部51使阀口21全闭。若外螺纹轴4进一步转动，则可动下端限制件MD与固定下端限制件SD配合，从而限制外螺纹轴4的转动。另外，磁性转子62以及外螺纹轴4转动、上升而在控制流量的控制范围内，若可动上端限制件MU通过固定上端限制件SU下，成为控制范围的上限，则可动上端限制件MU与固定上端限制件SU配合，从而限制外螺纹轴4的转动。

图4是表示针部51以及限制部52的各实施例的图。此外，该图4以及以下的附图中，表示阀座部件2未磨损的初始状态。图4（A）以及图4（B）是如下的例子：限制部52具有限制面52a，该限制面52a是与阀座部件2抵接的限制面且与轴线L成直角。图4（C）以及图4（D）是如下的例子：限制部52具有限制面52b，该限制面52b是与阀口21的开口抵接的限制面52b且形成为角度比针部51的角度大的钝角。此外，图4（A）以及图4（B）的限制面52a与阀座部件2的阀座的距离适于在0.3mm以下。另外，图4（C）以及图4（D）的限制面52b与阀口21的开口的距离适于在0.3mm以下。此外，图4（B）以及图4（D）是具有用于细致设定流量控制特性的第二针部51a的例子。

这样，由于设有限制部52，所以即使针部51因反复成为闭阀状态而频繁地抵接于阀口21的开口，并磨损了该阀口21的开口，但由于外螺纹轴4（阀芯保持部）也在流量的控制范围内，并且，在阀芯5位于相对于外螺纹轴4而能够沿轴线L方向相对移位的范围内的状态下，限制部52抵接于阀座部件2或者阀口21的开口，因从而能够抑制阀座部件2的磨损的继续。

图5是表示阀芯5的上升量与流经阀口21的流体的流量的关系的图。图中，“下限点”指的是，可动下端限制件MD与固定下端限制件SD配合、且外螺纹轴4的转动在下端被限制的点。“限制件抵接点”指的是，阀座部件2的磨损推进、而例如限制部52抵接于阀座部件2的点。“初始开阀点”指的是，成为阀座部件2未产生磨损的初始状态下的开阀的点（或者成为闭阀的点）。另外，L1是初始状态下的限制部52的限制面52a与阀座部件2的距离，H是阀芯5能够相对于外螺纹轴4（阀芯保持部）相对移位的范围。

阀座部件2未产生磨损的初始状态的特性如实线所示，磨损推进后的特性如虚线所示。这样，特性线由于阀座部件2的磨损而偏移，但特性从限制件抵接点开始不推进。即，抑制了磨损的推进。此外，以往的例子中，由于没有限制部，所以如点划线所示地磨损进一步推进，并在下限点，由于误差等，也有在阀座部件与针部之间派生间隙从而产生泄漏的情况。

图6至图8是表示实施方式的阀芯的变形例的形状、尺寸以及角度的图，与上述相同，符号51表示针部，符号52表示限制部，符号21表示阀口。另外，L1是初始状态下的限制部52的限制面52a与阀座部件2的距离。

图6（A）的变形例1的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，θ1＜θ2＜180°

tan（θ1/2）=（D2-D1）/（2×L1）

L1=（D2-D1）/（2×tan（θ1/2））

图6（B）的变形例2的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，θ1＜θ2=180°

tan（θ1/2）=（D2-D1）/（2×L1）

L1=（D2-D1）/（2×tan（θ1/2））

图7（A）的变形例3的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，D3＜D4，θ1＜180°＜θ2＜360°

tan（θ1/2）=（D2-D1）/（2×L1）

L1=（D2-D1）/（2×tan（θ1/2））

图7（B）的变形例4的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，θ1＜θ2=180°

tan（θ1/2）=（D2-D1）/（2×L1）

L1=L2-R×（1-sin（θ1/2））

图8（A）的变形例5的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，θ3＜θ1＜θ2＜180°

图8（B）的变形例6的尺寸以及角度的关系如下所示。

D1＜D2，θ1＜θ2＜180°

θ1＜θ3≤θ2，或者，θ1＜θ2≤θ3

如上所述，各实施例的阀芯中，若设定为，阀芯能够相对于外螺纹轴（阀芯保持部）相对移位的范围（H）＞初始状态下的限制部的限制面与阀座部件的距离（L1），则即使阀座部件的磨损推进，也能够在产生阀泄漏前抑制磨损的推进。此外，若磨损以某种程度推进，则由于限制部抵接于阀座部件，因而该限制部还也发挥对阀口进行密封的辅助作用。

Claims

1.一种流量控制阀，具备：

阀座部件，设于阀主体并形成有剖面形状呈圆形的阀口；

阀芯，具有与所述阀口的轴线同轴的针部；以及

阀芯保持部，向所述阀座方向对所述阀芯施力并保持该阀芯，能够与该阀芯一起在所述轴线方向的控制范围内进行移位，

通过使所述阀芯保持部移位，来使所述针部相对于所述阀口进退从而对通过该阀口的流体的流量进行控制，所述流量控制阀的特征在于，

在所述阀芯保持部位于所述控制范围内，并且，在所述阀芯位于相对于所述阀芯保持部而能够在所述轴线方向上相对移位的范围内，将抵接于所述阀座部件或者所述阀口的开口的限制部形成于所述阀芯上。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，

所述限制部具有限制面，该限制面是抵接于所述阀座部件的限制面、且与所述轴线成直角。

3.根据权利要求1所述的流量控制阀，其特征在于，

所述限制部具有限制面，该限制面是抵接于所述阀口的开口的限制面、且形成为角度比所述针部的角度大。