CN104180567A - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀，包括具有阀腔的阀体，阀腔内设置有螺旋传动连接的导向螺母和针阀组件，将阀腔分为第一分腔体和第二分腔体；针阀组件的一端位于第一分腔体内，另一端位于第二分腔体，所述电子膨胀阀位于非全闭状态时，第一分腔体通过阀口与开设于阀体的介质流通孔连通，第二分腔体和介质流通孔连通。较之于与现有技术，介质流通孔和第二分腔体连通，使两者内压强大致相等，可有效的降低阀针和阀杆的所受的轴向载荷，从而减小了导向螺母和阀杆螺旋传动的阻力，最终可实现小电机驱动大阀口电子膨胀阀的效果。此外，螺旋传动阻力的减小，降低了螺母和针阀组件螺纹副的磨损，延长了电子膨胀阀的使用寿命。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀作为一种新型的控制元件，早已经突破了节流机构的概念，它是制冷系统智能化的重要环节，也是制冷系统优化得以真正实现的重要手段和保证，也是制冷系统机电一体的象征，已经被应用在越来越多的领域中。

现结合图1来说明直动式电子膨胀阀的具体结构，该电子膨胀阀包括阀座1′、与阀座1′焊接形成阀腔的壳体2′；该阀腔内设置有与阀座1′固定连接的导向螺母3′、与所导向螺母3′螺旋传动连接的阀杆4′，阀杆4′的一端设置有阀针5′，另一端与转子6′固连。阀座1′具有锥形阀口11′，并配置成：在电子膨胀阀的全闭状态下(阀口开度为0时)，阀针5′与锥形阀口11′的锥面形成密封副；在电子膨胀阀的非全闭状态下(阀口开度大于0时)，介质通过锥形阀口11′在开设于阀体1′的介质流通孔12′和13′之间流通。其中，介质流通孔12′和13′分别用于与第一外接管6′和第二外接管7′连通。

电子膨胀阀的工作原理为：转子6′在定子绕组的作用下，带动阀杆4′旋转，阀杆4′的旋转运动经由与导向螺母3′的螺旋传动变换为阀针5′的直线运动，通过调整阀针5′的直线位移量来调整电子膨胀阀的阀口开度。

由于第一外接管7′和第二外接管8′内介质存在压力差，针阀组件4′在锥形阀口11′处将受到轴向压力载荷，经试验表明，该轴向压力载荷的大小与阀口直径的平方成正比。因此，对于大阀口的电子膨胀阀而言，该轴向压力载荷的存在大大的增加了导向螺母3′和阀杆4′螺旋传动的阻力。调整阀口开度时，需要采用较大功率步进电机方可克服该阻力，这样增大了电子膨胀阀整体的制造成本和设计尺寸。此外，较大的螺旋传动阻力增加了螺纹副的磨损，缩短了电子膨胀阀的使用寿命。

有鉴于此，亟待对电子膨胀阀的结构进行改进，以解决导向螺母和针阀组件之间螺旋传动的阻力大的问题，从而适用于大阀口电子膨胀阀。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的核心目的在于，提供一种电子膨胀阀，以解决螺母与针阀组件螺旋传动阻力大的问题，减小驱动带动螺旋传动的驱动力，从而减小电子膨胀阀整体的尺寸和制造成本。此外，减小螺纹副的磨损，延长电子膨胀阀的使用寿命。

本发明所提供的一种电子膨胀阀，包括具有阀腔的阀体，所述阀腔内设置有螺旋传动连接的导向螺母和针阀组件，将所述阀腔分为第一分腔体和第二分腔体；所述针阀组件的一端位于所述第一分腔体内，另一端位于所述第二分腔体，所述电子膨胀阀非全闭状态下，所述第一分腔体通过阀口与开设于阀体上的介质流通孔连通，其特征在于，所述第二分腔体和所述介质流通孔连通。

优选地，所述针阀组件包括阀杆和阀针；所述阀针包括固连的配合部和密封部，所述配合部具有台阶孔，所述台阶孔的台阶处设置有垫片，所述垫片和所述阀杆之间设置有压缩弹簧；

所述第二分腔体和所述介质流通孔通过，分别开设于所述密封部、所述垫片和所述阀杆的第一导流孔、第二导流孔和第三导流孔′连通。

优选地，所述针阀组件包括阀杆和阀针；所述阀针包括固连的配合部和密封部，所述配合部具有台阶孔，所述台阶孔的台阶处设置有垫片，所述垫片和所述阀杆之间设置有压缩弹簧；

所述第二分腔体和所述介质流通孔通过分别开设于所述密封部、所述垫片、所述配合部和所述导向螺母的第一导流孔、第二导流孔、第三导流孔和第四导流孔连通。

优选地，所述针阀组件包括阀杆和阀针；所述阀针包括固连的配合部和密封部，所述配合部具有台阶孔，所述台阶孔的台阶处设置有垫片，所述垫片和所述阀杆之间设置有压缩弹簧；

所述第二分腔体和所述介质流通孔通过分别开设于所述密封部、所述垫片、所述阀杆和所述导向螺母的第一导流孔、第二导流孔、第三导流槽和第四导流孔连通。

优选地，所述配合部和所述密封部通过连接部固连，所述第一导流孔开设于所述连接部。

优选地，在所述电子膨胀阀位于全闭状态时，所述密封部和所述阀口端面形成软密封副。

优选地，所述密封部采用青铜粉和聚四氟乙烯化合物材料制成。

优选地，所述阀体包括阀座和与所述阀座固连的壳体，所述阀座开设有第一密封槽，所述阀阀座和所述导向部通过设置于所述第一密封槽内的第一O型密封圈形成静密封连接。

优选地，所述配合部和所述导向部之间设置有定位带，所述定位带和所述配合部形成第二密封槽，所述配合部和所述导向部通过设置于所述第二密封槽内的密封带和第二O型密封圈形成动密封连接。

优选地，所述阀座采用铸造一体成型。

相对于上述背景技术，本发明所提供的电子膨胀阀，包括具有阀腔的阀体，阀腔内设置有螺旋传动连接的导向螺母和针阀组件，将阀腔分为第一分腔体和第二分腔体；针阀组件的一端位于第一分腔体内，另一端位于第二分腔体，所述电子膨胀阀非全闭状态下，第一分腔体通过阀口与开设于阀体的介质流通孔连通；第二分腔体和介质流通孔连通。

相比与现有技术，本发明所提供的电子膨胀阀的介质流通孔和第二分腔体连通，使介质流通孔和第二分腔体内压强大致相等，可有效的降低阀针和阀杆的所受的轴向载荷，从而减小了导向螺母和阀杆螺旋传动的阻力，最终可实现小电机驱动大阀口电子膨胀阀的效果。此外，螺旋传动阻力的减小，降低了螺母和针阀组件螺纹副的磨损，不仅延长了电子膨胀阀的使用寿命，而且提高了螺旋传动组件的传动精度。

附图说明

图1示出了现有技术中电子膨胀阀的结构示意图；

图2示出了本发明所提供的电子膨胀阀的第一具体实施例的结构示意图；

图3示出了图2中A处局部放大示意图；

图4示出了本发明所提供的电子膨胀阀的第二具体实施例的结构示意图；

图5示出了图2中所示电子膨胀阀的针阀组件的第一具体实施例的结构示意图；

图6示出了图2中所示电子膨胀阀的针阀组件的第二具体实施例的结构示意图；

图7示出了图2中所示电子膨胀阀的阀体中阀座的结构示意图。

图2至图7中：

1阀体、11阀座、11-1阀口端面、111第一密封槽、112介质导流孔、12壳体、a1第一分腔体、a2第二分腔体、a3第三分腔体、2导向螺纹、3针阀组件、31阀杆、第三导流孔′31-1′、第三导流槽31-1″、32阀针、321配合部、3212定位轴肩、322密封部、323连接部、33垫片、34压缩弹簧、35定位带、36第二密封槽、37-1第一O型密封圈、37-2第二O型密封圈、38密封带。

具体实施方式

本发明的核心在于，提供一种电子膨胀阀，通过减小针阀组件在阀口处所受的轴向压力，来减小针阀组件与螺母螺旋传动阻力大，从而实现小电机驱动大阀口电子膨胀阀的目的。此外，减小针阀组件与螺母形成的螺纹副的磨损，延长电子膨胀阀的使用寿命。

不失一般性，现结合说明书附图来具体说明本实施方式。

请参见图2，图2示出了本发明所提供的电子膨胀阀第一具体实施例的结构示意图。

如图2所示，本方案中第一具体实施例中所提供的电子膨胀阀，包括具有阀腔的阀体1，阀腔内设置有螺旋传动连接的导向螺母2和针阀组件3，导向螺母2与阀体1固连，将阀腔分为第一分腔体a1和第二分腔体a2；针阀组件3的一端位于第一分腔体a1内，另一端位于第二分腔体a2内；所述电子膨胀阀位于非全闭状态时，第一分腔体a1通过阀口与开设于阀体1上的介质流通孔112连通；第二分腔体a2和所述介质流通孔112连通。

相比与现有技术，本发明所提供的电子膨胀阀的第二分腔体a2和介质流通孔112连通，使两者内部的压强大致相等，可有效的降低针阀组件3的所受的轴向载荷，从而减小了导向螺母2和针阀组件3螺旋传动的阻力，最终可实现小电机驱动大阀口电子膨胀阀的效果。此外，螺旋传动阻力的减小，降低了螺母和针阀组件螺纹副的磨损，不仅延长了电子膨胀阀的使用寿命，而且提高了螺旋传动组件的传动精度。

需要说明的是，第二分腔体a2和介质流通孔112的具体连通方式，取决于电子膨胀阀内各个组成部件的具体结构，现结合图2、图4和图6来介绍三种不同的连通方式。其中，图3为本发明所提供的电子膨胀阀的第二具体实施例，图4为图2中所示电子膨胀阀的第二具体实施例。

如图2所示，针阀组件3包括与导向螺母螺旋传动连接的阀杆31，阀杆31的一端与转子固定连接，另一端设置有阀针32。阀针32包括配合部321和密封部322，两者通过连接部323铆接固连，其中，配合部321和导向螺母2的导向部21之间形成动密封连接，所述电子膨胀阀全闭状态下，密封部322和阀口端面11-1形成密封副，所述电子膨胀阀非全闭状态下，第一分腔体a1通过阀口与介质流通孔112连通。配合部321具有台阶孔，台阶孔大直径开口处与阀杆31配合连接，小直径开口处固连密封部322，台阶孔的台阶处设置有垫片33，垫片33和阀杆31之间设置有压缩弹簧34，阀针组件3的具体结构，请一并参考图3，该图示出了示出了图2中A处局部放大示意图。

如图3所示，该图示出了本发明所提供的电子膨胀阀的第二具体实施例的结构示意图。第二分腔体a2和介质流通孔112，通过分别开设于密封部322、垫片33和阀杆31的第一导流孔323-1、第二导流孔33-1和第三导流孔′31-1′连通，其中，第一导流孔323-1、第二导流孔33-1和第三导流孔′31-1′为沿阀杆31的轴向开设。

第二分腔体a2和介质流通孔112的第二种连通方式，请参见图2和图3，鉴于第二种连通方式与第一种连通方式中电子膨胀阀的各个组件的结构相同在此不再赘述。第二分腔体a2和介质流通孔112，通过分别开设于密封部322、垫片33、配合部321和导向螺母2的第一导流孔323-1、第二导流孔33-1、第三导流孔321-1和第四导流孔2-1连通，上述连通方式的具体结构请一并参考图5，该图示出了图2中所示电子膨胀阀的针阀组件的第一具体实施例的结构示意图。

通过上述方式不仅使第二分腔体a2和介质流通孔112连通，使两者内部压强相等，实现了降低针阀组件3轴向载荷的目的，而且使第三分腔体a3与第二分腔体a2和介质流通孔112三者之间导通，使三者内部压强大致相等。这样可降低第三分腔体a3与第二分腔体a2和介质流通孔112之间存在的压差，从而进一步的降低了针阀组件3所受的轴向载荷，进而进一步的降低了导向螺母2和阀杆31螺旋传动的阻力。

进一步，结合图2和图6，其中，图6示出了图2中所示电子膨胀阀的针阀组件的第二具体实施例的结构示意图。本发明所提供的第三种连通第二分腔体a2和介质流通孔112的连通方式为，第二分腔体a2和介质流通孔112，通过分别开设于密封部322、垫片33、阀杆31和导向螺母2的第一导流孔323-1、第二导流孔33-1、第三导流槽31-1″和第四导流孔2-1连通。需要说明的是，第三导流槽31-1″的开设位置外，其他结构均与第一具体实施例中结构和有益效果均相同，故在此不再赘述。

另外，第三导流槽3-1″具体为沿轴向开设于阀杆31外圆上的导流槽，该导流槽的数量可以为一个，也可以为沿周向布置阀杆3外圆的多个；多个导流槽的布置方式可以为沿阀杆的周向均布，也可以采用其他布置方式。

进一步，如图7所示，该图本方案中所提供的阀体1包括阀座11和与阀座11固定连接形成阀腔的壳体12；其中，阀座11具有介质流通孔4，阀座11的具体结构，请一并参考图7，该图示出了图2中所示电子膨胀阀的阀体中阀座的结构示意图。需要说明的是，本方案中的阀座11为铸造成型，增大了第一分腔体a1的容量，从而可提高电子膨胀阀的流量系数，进而提高其工作效率。阀座11的具体结构请一并参考图6。

需要说明的是，本方案中阀针32的配合部321和密封部322通过连接部323铆接，第一导流孔323-1开设于连接部323。其中，密封部322由青铜粉和聚四氟乙烯化合物材料制作而成，利用了青铜粉和聚四氟乙烯化合物材料具有较高的耐磨性和抗腐蚀性能，从而延长了电子膨胀阀的使用寿命。

此外，通过采用青铜粉和聚四氟乙烯化合物材料，在阀口端面11-1和阀针32形成软密封配合，有效的提高了电子膨胀阀的密封性能，保证了电子膨胀阀工作的可靠性，以及介质流量控制的准确性。当然，在满足加工工艺要求上，本方案中的密封部322也可采用塑料和橡胶等其他具有高耐磨性和抗腐蚀性的材质制成，或者是在保证密封性能的基础上，本方案中的阀口端面11-1和阀针32亦可采用硬密封配合。

可以理解，在满足加工工艺的基础上，本方案中的密封部322和连接部323可一体成型，一体成型的密封部可通过粘接等方式与配合部321固定连接。

如前所述，本方案中的导向螺纹2与阀针31动密封配合，与阀座11静密封配合；具体地，如图6所示，该图为图2中A处局部放大示意图，阀针32的配合部321套设有定位圈35，定位圈35和定位轴肩3212之间形成的第二密封槽36，第二密封槽36内嵌装有第二O型密封圈37-2和密封带38，从而在阀针32和导向螺母2之间形成动密封配合关系；阀座11开设有第一密封槽111，第一密封槽111内嵌装有第一O型密封圈37-1，使阀座11和导向螺母2之间形成静密封配合关系。

需要说明的是，通过导向螺母2分别与阀针32和阀座11的动密封和静密封的配合方式，在防止电子膨胀阀内分腔体之间介质的内部泄漏外，保证了针阀组件3与导向螺母2螺旋传动的稳定性，从而提高了螺旋传动的传动精度。此外，本方案通过的密封部件采用了具有结构简单、密封效果良好的O型密封圈，简化了电子膨胀阀整体的装配工艺。当然，在满足加工工艺及装配工艺要求的基础上，亦可采用其他的密封配合方式，例如：阀座11和螺纹2的外圆之间焊接固定连接形成静密封连接，阀针31和导向螺母2通过直接间隙配合形成动密封连接等等。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，包括具有阀腔的阀体(1)，所述阀腔内设置有螺旋传动连接的导向螺母(2)和针阀组件(3)，将所述阀腔分为第一分腔体(a1)和第二分腔体(a2)；所述针阀组件(3)的一端位于所述第一分腔体(a1)内，另一端位于所述第二分腔体(a2)，所述电子膨胀阀非全闭状态下，所述第一分腔体(a1)通过阀口与开设于所述阀体(1)的介质流通孔(112)连通，其特征在于，所述第二分腔体(a2)和所述介质流通孔(112)连通。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述针阀组件(3)包括阀杆(31)和阀针(32)；所述阀针(32)包括固连的配合部(321)和密封部(322)，所述配合部(321)具有台阶孔，所述台阶孔的台阶处设置有垫片(33)，所述垫片(33)和所述阀杆(31)之间设置有压缩弹簧(34)；

所述第二分腔体(a2)和所述介质流通孔(112)通过，分别开设于所述密封部(322)、所述垫片(33)和所述阀杆(31)的第一导流孔(323-1)、第二导流孔(33-1)和第三导流孔′(31-1′)连通。

3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述针阀组件(3)包括阀杆(31)和阀针(32)；所述阀针(32)包括固连的配合部(321)和密封部(322)，所述配合部(321)具有台阶孔(3211)，所述台阶孔(3211)的台阶处设置有垫片(33)，所述垫片(33)和所述阀杆(31)之间设置有压缩弹簧(34)；

所述第二分腔体(a2)和所述介质流通孔(112)通过分别开设于所述密封部(322)、所述垫片(33)、所述配合部(321)和所述导向螺母(2)的第一导流孔(323-1)、第二导流孔(33-1)、第三导流孔(321-1)和第四导流孔(2-1)连通。

4.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述针阀组件(3)包括阀杆(31)和阀针(32)；所述阀针(32)包括固连的配合部(321)和密封部(322)，所述配合部(321)具有台阶孔(3211)，所述台阶孔(3211)的台阶处设置有垫片(33)，所述垫片(33)和所述阀杆(31)之间设置有压缩弹簧(34)；

所述第二分腔体(a2)和所述介质流通孔(112)通过分别开设于所述密封部(322)、所述垫片(33)、所述阀杆(31)和所述导向螺母(2)的第一导流孔(323-1)、第二导流孔(33-1)、第三导流槽(31-1″)和第四导流孔(2-1)连通。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述配合部(321)和所述密封部(322)通过连接部(323)固连，所述第一导流孔(323-1)开设于所述连接部(323)。

6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀，其特征在于，在所述电子膨胀阀位于全闭状态时，所述密封部(322)和所述阀口端面(11-1)形成软密封副。

7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述密封部(322)采用青铜粉和聚四氟乙烯化合物材料制成。

8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀体(1)包括阀座(11)和与所述阀座(11)固连的壳体(12)，所述阀座(11)开设有第一密封槽(111)，所述阀阀座(11)和所述导向部(21)通过设置于所述第一密封槽(111)内的第一O型密封圈(37-1)形成静密封连接。

9.根据权利要求8所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述配合部(321)和所述导向部(21)之间设置有定位带(35)，所述定位带(35)和所述配合部(321)形成第二密封槽(36)，所述配合部(321)和所述导向部(21)通过设置于所述第二密封槽(36)内的密封带(38)和第二O型密封圈(37-2)形成动密封连接。

10.根据权利要求9所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座(11)采用铸造一体成型。