CN104930252A - 一种先导式控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种先导式控制阀，包括主阀和先导阀，所述主阀包括具有阀腔的主阀座和设于所述主阀座内部的活塞；所述活塞将所述阀腔分隔为上腔和下腔，且能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭主阀口；所述主阀座的外周侧部连接有与所述下腔连通的横接管，底部连接有与所述主阀口连通的竖接管；所述活塞与所述主阀口的密封面高于所述横接管的轴向中心线。如此，主阀口的密封面高于冷媒流入的水平中心线，冷媒的工作压力产生波动时，可减小对活塞产生横向的冲击力，防止活塞受到冲击而倾斜，确保了主阀口的密封性，同时也避免了关联零部件的磨损及异常噪音。

Description

一种先导式控制阀

技术领域

本发明涉及流体控制部件技术领域，特别是涉及一种先导式控制阀。

背景技术

请参考图1，图1为目前常用先导式控制阀的结构示意图。

如图1所示，该先导式控制阀包括主阀10和设置于主阀10上侧的先导阀20。

主阀10包括具有底部通孔的主阀座11和密封固定于该底部通孔上的主阀座芯12，主阀座芯12上设有主阀口，主阀座11内设有可沿阀腔轴向移动以开启或关闭主阀口的活塞13；该活塞13的截面呈倒凸字形，即活塞13包括大径部131和小径部132，小径部132的下端装配有阀针133，活塞13关闭主阀口时，该阀针133与主阀口贴合形成密封；活塞13的小径部132、主阀座11和主阀座芯12之间形成下腔室11b。

主阀10的上端设有过渡座16，该过渡座16封闭主阀座11的上端开口，活塞13的大径部131与过渡座16之间形成上腔室11a。

主阀座11的外周侧部连接有用于将冷媒导入下腔室11b的横接管14，主阀座芯12连接有用于将冷媒导出的竖接管15。

活塞13上形成有上下贯通的冷媒流道13a，且其大径部131上形成有连通下腔室11b和上腔室11a的平衡孔13b。

先导阀20包括下端部密封接合在上述过渡座16上的外壳21，设置在该外壳21内部的转子22，以及为驱动转子22旋转而外套于外壳21的定子23；转子22和定子23构成电机，用于驱动先导阀芯24轴向移动。

先导阀20还包括设于活塞13上端的导阀座芯25，该导阀座芯25具有与冷媒流道13a连通的导阀口，先导阀芯24在电机的驱动下轴向移动以开启或关闭导阀口；其中，先导阀芯24由上述过渡座16提供导向。

主阀10已关闭进行开启时，冷媒从横接管14进入下腔室11b，再经过平衡孔13b进入上腔室11a，此时，开启先导阀20，先导阀芯24在电机的驱动下上移，打开导阀口，即冷媒流道13a开启，冷媒经冷媒流道13a流出至竖接管15，上腔室11a的压力减小，通过控制导阀口的流通面积，可在上腔室11a和下腔室11b之间形成压力向上的压力差，在此压力差的作用下配合弹簧17共同推动活塞13上移，主阀口随之开启，冷媒可直接经主阀口流出至竖接管15，下腔室11b的压力迅速下降，下腔室11b和上腔室11a之间的压力差减小至零时，依靠弹簧17保持活塞13的位置。

关闭主阀10时，先导阀芯24在电机的驱动下下移，先导阀芯24贴近导阀座芯25，冷媒流道13a的流通量变小，可将下腔室11b看做只有一个进口（平衡孔13b）的密闭腔室，上腔室11a内部压力变大，此时在上腔室11a与下腔室11b之间形成一个压力向下的压力差，该压差力与先导阀芯24向下的驱动力一起克服弹簧17的弹力，并推动活塞13随先导阀芯24的下移而下移，最终关闭主阀口。

然而，上述先导式控制阀存在下述问题：

第一，活塞13的小径部132正对冷媒流入中心，当冷媒的工作压力产生波动时，会对活塞13的小径部132产生较大的横向冲击力，导致小径部132发生偏移，造成阀针133与主阀口密封不良，且活塞13受到冲击倾斜也会造成其他关联零部件的磨损及异常噪音；

第二，先导阀芯24与导阀口需要保证同轴度，而先导阀芯24由过渡座16提供导向，导阀口与活塞13设为一体，从而过渡座16与活塞13需要保证同轴度，但过渡座16与活塞13的同轴度需要经过多次装配得以保证，而多次装配导致同轴误差累积，严重影响产品的内漏性能。

有鉴于此，如何避免活塞受到横向冲击，提高先导式控制阀的密封性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种先导式控制阀，该先导式控制阀避免了活塞受到横向冲击，消除了异常噪音，且密封性良好。

为解决上述技术问题，本发明提供一种先导式控制阀，包括主阀和先导阀，所述主阀包括具有阀腔的主阀座和设于所述主阀座内部的活塞；所述活塞将所述阀腔分隔为上腔和下腔，且能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭主阀口；所述主阀座的外周侧部连接有与所述下腔连通的连接管，底部连接有与所述主阀口连通的竖接管；所述活塞与所述主阀口的密封面高于所述横接管的轴向中心线。

如上设计，主阀口的密封面高于横接管的轴向中心线，即主阀口的密封面高于冷媒流入的水平中心线，冷媒的工作压力产生波动时，可减小对活塞产生横向的冲击力，防止活塞受到冲击而倾斜，确保了主阀口的密封性，同时也避免了关联零部件的磨损及异常噪音。

优选地，还包括与所述主阀座固定连接的主阀座芯，所述竖接管固接于所述主阀座芯，且与所述主阀座芯的通孔连通，所述主阀座芯的上端面为所述主阀口的密封面。

优选地，所述主阀座的底部通孔的边缘向上翻折形成中部筒体，所述中部筒体的上端面为所述主阀口的密封面。

优选地，所述竖接管伸入所述主阀座内部，所述竖接管的上端面为所述主阀口的密封面。

优选地，所述主阀口的密封面高于所述横接管的内壁顶面。

优选地，所述先导阀包括导阀座芯和先导阀针；所述导阀座芯插装固定于所述活塞，且设有导向所述先导阀针的导向部。

优选地，所述导阀座芯具有与所述主阀口连通的冷媒通道，所述冷媒通道通过导阀口与所述导向部的内腔连通；所述导向部的侧壁开设有连通所述上腔和所述内腔的流道孔。

优选地，所述先导阀还包括过渡座，所述过渡座的下端与所述主阀座固接，所述过渡座的上端固接有外壳以形成所述先导阀的阀腔。

优选地，所述活塞的下端开设有凹槽，所述凹槽内设置有密封件；所述活塞关闭所述主阀口时，所述密封件的下端面与所述主阀口的密封面贴合形成密封。

优选地，所述活塞关闭所述主阀口时，所述活塞的底端与所述主阀口线密封。

附图说明

图1为目前常用先导式控制阀的结构示意图；

图2为本发明所提供先导式控制阀第一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中主阀的结构示意图；

图4为图2中活塞和导阀座芯的结构示意图；

图5为本发明所提供先导式控制阀的主阀的第二种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明所提供先导式控制阀的主阀的第三种具体实施方式的结构示意图；

图7为本发明所提供先导式控制阀的活塞和导阀座芯的第二种具体实施方式的结构示意图。

图1中：

主阀10，主阀座11，上腔室11a，下腔室11b，主阀座芯12，活塞13，大径部131，小径部132，阀针133，冷媒流道13a，平衡孔13b，横接管14，竖接管15，过渡座16，弹簧17；

先导阀20，外壳21，转子22，定子23，先导阀芯24，导阀座芯25；

图2-7中：

主阀30，主阀座31，中部筒体311，锥形面311a，上腔室31a，下腔室31b、31b’、31b’’，主阀口的密封面31c、31c’、31c’’，主阀座芯32、32’’，活塞33、33’，密封件331，密封环332，内凹面33a’，平衡孔33b，横接管34，横接管轴向中心线34a，竖接管35，弹簧37；

先导阀40，外壳41，转子42，丝杆43，先导阀针44，导阀座芯45，冷媒流道45a，流道孔45b，导向部451，过渡座46。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种先导式控制阀，该先导式控制阀避免了活塞受到横向冲击，消除了异常噪音，且密封性良好。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

需要指出的是，本文中涉及的方位词上、下等是以图2至图7中零部件位于图中及零部件相互之间的位置为基准定义的，只是为了表述技术方案的清楚及方便；应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求的保护范围。

请参考图2-4，图2为本发明所提供先导式控制阀第一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2中主阀的结构示意图；图4为图2中活塞和导阀座芯的结构示意图。

该实施例中，先导式控制阀包括主阀30和设置于主阀30上侧的先导阀40。

主阀30包括具有阀腔的主阀座31和密封固定于主阀座31底部通孔上的主阀座芯32；主阀座31的内部设置有活塞33，活塞33将所述阀腔分隔为上腔和下腔，主阀座31的外周侧部连接有与所述下腔连通的横接管34，底部连接有与主阀座芯32的通孔贯通的竖接管35。

其中，主阀座芯32的上端开口为主阀口，即竖接管35与主阀口始终处于连通状态，并且主阀口的密封面31c即主阀座芯32的上端面高于横接管轴向中心线34a；活塞33能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭所述主阀口，主阀口开启时，竖接管35通过主阀口与横接管34连通。

如图2中所示，活塞33关闭主阀口，活塞33的下端面、主阀座31的内周壁和主阀座芯32的外周壁形成下腔室31b，冷媒可通过横接管34流入该下腔室31b。

先导阀40包括过渡座46，过渡座46的下端与主阀座31的上端固接，过渡座46和活塞33之间形成上腔室31a；活塞33上开设有连通上腔室31a和下腔室31b的平衡孔33b。

如上设计，主阀口的密封面31c高于横接管轴向中心线34a，即主阀口的密封面31c高于冷媒流入的水平中心线，冷媒的工作压力产生波动时，可减小对活塞33产生横向的冲击力，防止活塞33受到冲击而倾斜，确保了主阀口的密封性，同时也避免了关联零部件的磨损及异常噪音。

优选的方案中，主阀口的密封面31c高于横接管34的内壁顶面；如此，彻底避免了冷媒压力波动对活塞33产生横向冲击力，确保活塞33不会因受到冲击而倾斜，提高了主阀口的密封性。

先导阀40还包括固接于过渡座46上端的外壳41以形成先导阀40的阀腔，设于该外壳41内部（即先导阀40阀腔）的转子42，以及为驱动转子42旋转而外套于外壳41的定子（图中未示出）；转子42直接或间接连接有丝杆43，丝杆43的下端浮动连接有先导阀针44，丝杆43与被限位的螺母组件螺纹配合，从而丝杆43在电机的驱动下可轴向移动。

先导阀40还包括插装固定于活塞33的导阀座芯45，该导阀座芯45设有导向部451（示于图4中），先导阀针44设于导向部451的内腔；先导阀针44在丝杆43的带动下轴向移动时，导向部451可为其提供导向，避免先导阀针44发生偏斜。

该实施例中，导阀座芯45具有与所述主阀口连通的冷媒通道45a，该冷媒通道45a通过导阀口与导向部451的内腔连通，导向部451的侧壁开设有连通上腔31a和导向部451内腔的流道孔45b；先导阀针44在丝杆43的带动下轴向移动以开启或关闭所述导阀口。

如上，将对先导阀针44进行导向的导向部451设置于活塞33上，避免了背景技术中因多次装配导致的同轴度误差累积，使得先导阀针44与导阀口的同轴度更易于保证，更好地确保了先导式控制阀的内漏性能。

主阀30已关闭进行开启时，冷媒从横接管34进入下腔室31b，再经过平衡孔33b进入上腔室31a；此时，先导阀40开启，电机驱动丝杆43带动先导阀针44向上移动，打开导阀口，即冷媒流道45a开启，上腔室31a的冷媒经流道孔45b进入导向部451的内腔，再经导阀口、冷媒流道45a进入主阀座芯32的通孔，流出至竖接管35，如此，上腔室31a中的冷媒压力减小，通过控制先导阀针44与导阀口之间形成的流通面积，可在上腔室31a和下腔室31b之间形成一个压力向上的压力差，在此压差力的作用下配合弹簧37（设于活塞33下端面和主阀座31内壁底端面之间）共同作用推动活塞33上移，所述主阀口随之开启，冷媒可直接经所述主阀口流出至竖接管35，下腔室31b的压力开始下降，当上腔室31a和下腔室31b之间的压力差减小至零时，通过弹簧37保持活塞33与所述主阀口之间的距离。

关闭主阀10时，电机驱动丝杆43带动先导阀针44向下移动，先导阀针44逐渐贴近导阀口，冷媒流道45a的流通量变小，下腔室31b近似于只有一个进口（平衡孔33b）的密闭腔室，上腔室31a内部压力逐渐变大，在上腔室31a和下腔室31b之间形成一个压力向下的压力差，此压差力与先导阀针44向下的驱动力一起克服弹簧37的弹力，使活塞33随着先导阀针44的下移而下移，直至关闭所述主阀口。

在上述工作过程中，冷媒从横接管34流入下腔室31b时，正对主阀座芯32，当冷媒的工作压力发生波动时，压力波动产生的冲击力作用于与主阀座31固定连接的主阀座芯32，在主阀座芯32上方的活塞33仅受到竖直且均匀的力，避免了受到横向冲击而倾斜，提高了所述主阀口的密封性。

此外，活塞33的外径在轴向上可保持一致，避免了背景技术中上大下小的结构设计，即整个活塞33均由主阀座31的内周壁进行导向，提高了活塞33的稳定性，进一步避免了活塞33由于倾斜造成主阀口密封不良甚至卡死的现象。

该实施例中，活塞33的下端开设有凹槽，所述凹槽内设置有密封件331；活塞33关闭所述主阀口时，密封件331的下端面与所述主阀口的密封面31c贴合形成密封。

具体地，导阀座芯45的下端设置有台阶面朝上的环形台阶，导阀座芯45插装固定于活塞33时，所述环形台阶与密封件331抵接，可将密封件331卡死固定于所述凹槽内。

具体地，所述密封件331可以设置为聚四氟乙烯（PTFE，Polytetrafluoroethene）制成的密封件。聚四氟乙烯具有耐高温、耐腐蚀等特性，采用其制成的密封件331能够起到良好的密封效果。

活塞33的外周壁和主阀座31的内周壁之间设置有密封环332。密封环332的设置可以起到隔离上腔室31a和下腔室31b的作用。

在上述实施例中，所述主阀口开设于主阀座芯32上。实际上，所述主阀口也可直接开设于主阀座31上，以简化结构。请参考图5，图5为本发明所提供先导式控制阀的主阀的第二种具体实施方式的结构示意图。

本实施例与上述第一实施例功能相通的构件或结构在图5中以相同标记进行标示，以进一步明示两方案之间的区别联系。

从图5中可以看出，本实施例中，主阀座31的底部通孔的边缘向上翻折形成中部筒体311，该中部筒体311的上端开口为主阀口，即该中部筒体311的上端面为主阀口的密封面31c’，并中部筒体311的上端面高于横接管的轴向中心线34a；竖接管35可插装固定于中部筒体311。此时，中部筒体311的外周壁、主阀座31的内周壁及活塞（图中未示出）的下端面之间形成下腔室31b’。如此设置，可以省去主阀座芯，简化阀体结构。其他构成及连接关系与上述第一实施例相同，本方案不再赘述。

实际设置时，所述主阀口也可直接开设于竖接管35上。请参考图6，图6为本发明所提供先导式控制阀的主阀的第三种具体实施方式的结构示意图。

本实施例与上述第一实施例功能相通的构件或结构在图6中以相同标记进行标示，以进一步明示两方案之间的区别联系。

从图6中可以看出，本实施例中，竖接管35伸入主阀座31内部，竖接管35的上端开口为主阀口，即竖接管35的上端面为主阀口的密封面31c’’，并竖接管35的上端面高于横接管的轴向中心线34a；竖接管35可与主阀座31直接固定，也可设置主阀座芯32’’，竖接管35插装固定于主阀座芯32’’，以加强竖接管35与主阀座31连接的稳定性。此时，竖接管35伸入主阀座31内部的外周壁、主阀座31的内周壁及活塞（图中未示出）的下端面之间形成下腔室31b’’。其他构成及连接关系与上述第一实施例相同，本方案不再赘述。

上述第一实施例中，活塞33与所述主阀口之间的密封方式为面密封，实际设置时，两者也可以线密封。请参考图7，图7为本发明所提供先导式控制阀的活塞和导阀座芯的第二种具体实施方式的结构示意图。

本实施例中，主阀口形成于主阀座31的中部筒体311；从图7中可以看出，活塞33’底端内凹形成凹陷部，该凹陷部具有内凹面33a’，中部筒体311的上端部为锥形结构，具有锥形面311a，活塞33’关闭主阀口时，锥形面311a与内凹面33a’接触形成线密封。

需要指出的是，本实施例中，主阀口形成于主阀座31的中部筒体311，若主阀口形成于主阀座芯32，或形成于竖接管35，也可设置上述类似结构，使活塞33’关闭主阀口时，与主阀口形成线密封。

以上对本发明所提供的一种先导式控制阀进行了详细介绍。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)

1.一种先导式控制阀，包括主阀和先导阀，所述主阀包括具有阀腔的主阀座和设于所述主阀座内部的活塞；所述活塞将所述阀腔分隔为上腔和下腔，且能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭主阀口；其特征在于，所述主阀座的外周侧部连接有与所述下腔连通的横接管，底部连接有与所述主阀口连通的竖接管；所述活塞与所述主阀口的密封面高于所述横接管的轴向中心线。

2.如权利要求1所述的先导式控制阀，其特征在于，还包括与所述主阀座固定连接的主阀座芯，所述竖接管固接于所述主阀座芯，且与所述主阀座芯的通孔连通，所述主阀座芯的上端面为所述主阀口的密封面。

3.如权利要求1所述的先导式控制阀，其特征在于，所述主阀座的底部通孔的边缘向上翻折形成中部筒体，所述中部筒体的上端面为所述主阀口的密封面。

4.如权利要求1所述的先导式控制阀，其特征在于，所述竖接管伸入所述主阀座内部，所述竖接管的上端面为所述主阀口的密封面。

5.如权利要求1至4任一项所述的先导式控制阀，其特征在于，所述主阀口的密封面高于所述横接管的内壁顶面。

6.如权利要求5所述的先导式控制阀，其特征在于，所述先导阀包括导阀座芯和先导阀针；所述导阀座芯插装固定于所述活塞，且设有导向所述先导阀针的导向部。

7.如权利要求6所述的先导式控制阀，其特征在于，所述导阀座芯具有与所述主阀口连通的冷媒通道，所述冷媒通道通过导阀口与所述导向部的内腔连通；所述导向部的侧壁开设有连通所述上腔和所述内腔的流道孔。

8.如权利要求6所述的先导式控制阀，其特征在于，所述先导阀还包括过渡座，所述过渡座的下端与所述主阀座固接，所述过渡座的上端固接有外壳以形成所述先导阀的阀腔。

9.如权利要求5所述的先导式控制阀，其特征在于，所述活塞的下端开设有凹槽，所述凹槽内设置有密封件；所述活塞关闭所述主阀口时，所述密封件的下端面与所述主阀口的密封面贴合形成密封。

10.如权利要求5所述的先导式控制阀，其特征在于，所述活塞关闭所述主阀口时，所述活塞的底端与所述主阀口线密封。