CN106705510B - 电子膨胀阀及其阀座组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于：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，所述阀芯座形成第二阀腔；与所述阀座连接固定的第一接管、第二接管；所述阀芯座的周向侧壁上设置有两个连通孔，所述连通孔将所述第二阀腔与所述第一阀腔连通；所述两个连通孔沿所述第二接管的第一中心轴线对称分布，并且所述两个连通孔到所述第二接管的距离相等。本发明还提供一种使用上述阀座组件的电子膨胀阀。本发明提供的电子膨胀阀及其阀座组件，冷媒不易产生紊流，降低湍流强度，从而避免了噪音的产生。

Description

电子膨胀阀及其阀座组件

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子膨胀阀。

背景技术

在空调、冰箱、热泵热水器等各类制冷、制热设备中，通常采用电子膨胀阀调节流体的流量。另外，电子膨胀阀也可以作为先导阀应用于电磁阀中。

电子膨胀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。

为了解决阀口和阀针、螺母等部件的同轴度问题，申请人在申请号为201110374661.7的专利申请中提出了在阀座上设置阀芯座11，图1是现有技术一种电子膨胀阀的结构示意图，图2为图1的截面视图。如图1所示，在螺母上设置上部导向段和下部导向段，阀芯座11与阀座12以及固定在阀座12上的第一接管13、第二接管14共同构成阀座部件，阀座12的内腔形成第一阀腔121，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阀针与阀口同轴度的技术问题。但是，这种结构的电子膨胀阀在降低噪音方面仍存在一定的改进空间。

如图2所示，阀芯座11上通常安装有4个连通孔113，并均匀分布在阀芯座11的周面上。当系统制冷时，冷媒从第二接管14流入，进入阀座12的内腔后，经过4个连通孔113流入阀芯座11的内腔，然后从阀口流出，进入第一接管13。当系统制热时，冷媒的流向与上述相反，在此不再赘述。

由于阀芯座11在安装时没有限定方向，或者即使限定了方向，从第二接管14流入的冷媒流到4个连通孔113的距离也不可能相等。因此，当系统处于制冷状态时，冷媒从阀座内腔经过4个连通孔113流入阀芯座11的内腔，即冷媒经过分流再并流的过程，而由于4个连通孔113与冷媒流入口(即第二接管14的端口)距离不相等，就会造成冷媒流经4个连通孔113的流速、流向都存在差异，从而导致冷媒在阀芯座内腔形成紊流，流体湍流强度大，在流经阀口时容易产生噪音。当系统处于制热状态时，冷媒从阀口流入阀芯座的内腔，通过4个连通孔113分流流入阀座内腔后再流向第二接管14，由于4个连通孔113与冷媒流出口(即第二接管14的端口)距离不相等，就会造成4个连通孔113在阀座腔体侧压力不同，冷媒经分流并流后容易形成紊流，产生噪音。

因此，如何研发出一种在现有技术的基础上，进一步降低冷媒流动过程中所产生的噪音，是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电子膨胀阀的阀座组件，可以有效抑制冷媒流动过程中的紊流现象，降低湍流强度，从而降低噪音。为此，本发明采取以下技术方案：

一种电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于：

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，所述阀芯座形成第二阀腔；

与所述阀座连接固定的第一接管、第二接管；

所述阀芯座的周向侧壁上设置有两个连通孔，所述连通孔将所述第二阀腔与所述第一阀腔连通；

所述两个连通孔沿所述第二接管的第一中心轴线对称分布，并且所述两个连通孔到所述第二接管的距离相等。

所述连通孔的第二中心轴线与所述第二接管的第一中心轴线在水平方向的投影夹角为45°～135°。

所述两个连通孔具有相同的第二中心轴线，所述第二中心轴线与所述第一中心轴线在水平方向的投影夹角为90°。

所述两个连通孔的总流通面积S1与所述阀口的流通面积S2的比值满足关系式：3≤S1:S2≤8。

所述第二阀腔设置有大径段和小径段，所述小径段用于对阀针进行导向，所述大径段的内径大于所述小径段的内径。

所述大径段的内径D1与所述小径段的内径D2的比值满足关系式：1≤D1:D2≤1.2。

所述大径段的高度H1与所述连通孔的直径D3的比值满足关系式：H1:D3≥1.2。

所述大径段的高度H1与所述连通孔的直径D3的比值满足关系式：1.2≤H1:D3≤2.5。

所述阀芯座为分体式结构，由阀芯座底座和阀芯座导向段组成。

在此基础上，本发明还提供一种电子膨胀阀，包括阀座组件、与所述阀座组件配合固定的螺母组件、对阀口进行开闭的阀针丝杆组件、带动所述阀针丝杆组件运动的磁转子组件以及驱动所述转子组件旋转的线圈组件，其特征在于所述阀座组件采用上述阀座组件。

本发明提供的电子膨胀阀及其阀座组件，通过将连通孔设置为两个，并且以第二接管的中心轴线为对称轴对称分布，因此，从两个连通孔到第二接管的距离相等，冷媒流经连通孔的状态相同，不易产生紊流，降低湍流强度，从而避免了噪音的产生。

附图说明

图1：现有技术一种电子膨胀阀的结构示意图；

图2：图1的截面视图；

图3：本发明提供的电子膨胀阀阀座组件结构示意图；

图4：图3的截面视图；

图5：本发明提供的阀芯座结构示意图；

图6：本发明提供的阀芯座第二实施方式示意图。

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3，图3是本发明提供的电子膨胀阀阀座组件结构示意图。

本发明提供的电子膨胀阀包括阀座组件、螺母组件、阀针丝杆组件、磁转子组件以及线圈组件。

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接管13和第二接管14。阀芯座11、阀座12、第一接管13、第二接管14固定连接，从而形成阀座组件。

第二接管14与阀座12的侧壁固定连接，具体地，可以在阀座12的侧壁上沿垂直于阀座12中心轴线的方向设置侧孔12c，然后将第二接管14与侧孔12c配合后实施焊接固定，这样，第二接管14的第一中心轴线X1与阀座的中心轴线成垂直设置。

由于阀芯座11和阀座12是同轴设置，两者的中心轴线重合，因此，第二接管14的第一中心轴线X1就与阀芯座11的中心轴线垂直。

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，另一端与磁转子部件41连接。其中，丝杆22与阀针21设置为可相互旋转，但不会相对脱开。

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，磁转子部件41固定在丝杆22的上端。在外罩的外部还套设有线圈组件(图中未示出)，线圈组件与磁转子部件构成步进电机。

上述电子膨胀阀的工作原理是，磁转子部件41在线圈组件的驱动下旋转，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，丝杆22在转动的同时，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。

请参照图4、图5，其中，图4是图3的截面视图，图5是本发明提供的阀芯座结构示意图。

如图4所示，阀芯座11大体呈筒状结构，形成第二阀腔111，其下端部加工有阀口112，阀口112通过与阀针21进行配合，从而控制电子膨胀阀的流量。

阀芯座11内部，在阀口112的上方依次设置有大径段115和小径段114，大径段115的内径大于小径段114的内径。如图4所示，其中，小径段114用于和阀针21配合，两者具有相匹配的直径，因此能对阀针21进行导向，当阀针21作升降运动时，小径段114能保证阀针21不会发生晃动和偏心。

阀芯座11的周向侧壁上设置有两个连通孔113，该连通孔113将阀芯座11的第二阀腔111与阀座12的第一阀腔121连通。在本实施方式中，两个连通孔113对称分布在阀芯座11的周向侧壁上，并且，在安装阀芯座11时，保证两个连通孔到第二接管的距离相等。

这样，两个连通孔113的中心轴线重合，即具有相同的第二中心轴线X2，该第二中心轴线与第二接管14的第一中心轴线X1在水平方向的投影夹角α为90°，两者相互垂直，如图4所示。这样，当冷媒从第二接管14流入时，会同时到达两个连通孔113，再合流后从阀口112流出，抑制了冷媒流动过程中的紊流现象，降低湍流强度，从而降低噪音。

当然，两个连通孔113的中心轴线也可以设置为不重合，本领域技术人员可以理解，两个连通孔113只需以第二接管14的第一中心轴线X1为对称轴，对称分布即可达到从任一连通孔到第二接管14的距离均相等的效果。在本申请中，当两个连通孔113以第一中心轴线X1为对称轴对称分布时，其中任一连通孔113的第二中心轴线X2与第二接管14的第一中心轴线X1在水平方向的投影夹角α的取值角度设置为45°～135°。如果α角度过小，则会导致从第二接管14中进入的冷媒直接冲击到连通孔113，从而产生噪音，而如果α角度过大，则冷媒从第二接管14进入后，需要绕着阀芯座11流动一段距离，才能进入连通孔113，从而不利于冷媒的平稳流动。

由于从第二接管14中流入的冷媒到达两个连通孔113的距离相等，使得流经连通孔113的冷媒状态相同，不易产生紊流，有助于减小噪音。

为了进一步提高减噪效果，并且确保流经两个连通孔113的冷媒不发生节流，可以对连通孔113的流通面积作出进一步限定，在本申请中，两个连通孔113的总流通面积S1与阀口112的流通面积S2的比值满足关系式：3≤S1:S2≤8，此时减噪效果较佳。

还可以对大径段115和小径段114的结构作出进一步的优化，如上文所述，大径段115的内径大于小径段114的内径，具体地，大径段115的内径D1与小径段114的内径D2的比值满足关系式：1≤D1:D2≤1.2，这样，有利于扩大阀芯座内腔111的容积，同时起到冷媒缓冲的作用。

同时为了保证阀针导向段(即小径段114)的长度，大径段115的高度H1与连通孔113的直径D3的比值满足关系式：H1:D3≥1.2，更为优选的，满足关系式：1.2≤H1:D3≤2.5。

请参照图6，图6是本发明提供的阀芯座第二实施方式示意图。

在本实施方式中，阀芯座11为分体式结构，由阀芯座底座11a和阀芯座导向段11b组成，其中阀口112设置在阀芯座底座11a上，而连通孔则设置在阀芯座导向段11b上，阀芯座底座11a与阀芯座导向段11b通过压装配合的形式连接在一起。具体地，阀芯座底座11a上设置有定位台阶11a1，阀芯座导向段11b通过该定位台阶11a1与阀芯座底座11a配合，可以是过盈配合，也可以是间隙配合。当然，连通孔并不限于设置在阀芯座导向段11b上，本领域技术人员可以理解，可以通过设置足够长度的阀芯座底座11a，从而将连通孔也设置在阀芯座底座11a的周向侧壁，同样可以实现本发明的技术效果。

在以上提供的电子膨胀阀阀座组件的基础上，本发明提供一种电子膨胀阀，如图3所示，包括阀座组件、与阀座组件配合固定的螺母组件、对阀口进行开闭的阀针丝杆组件、带动阀针丝杆组件运动的磁转子组件以及驱动磁转子组件旋围的线圈组件，其中，阀座组件采用上述实施方式提供的阀座组件，关于螺母组件、阀针丝杆组件、磁转子组件等已经上文详述，在此不再一一赘述。

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、左、右、前、后、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)

1.一种电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于：

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)形成第二阀腔(111)；

与所述阀座(12)连接固定的第一接管(13)、第二接管(14)；

所述阀芯座(11)的周向侧壁上设置有两个连通孔(113)，所述连通孔(113)将所述第二阀腔(111)与所述第一阀腔(121)连通；

所述两个连通孔(113)沿所述第二接管(14)的第一中心轴线(X1)对称分布，并且所述两个连通孔(113)到所述第二接管(14)的距离相等。

2.如权利要求1所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述连通孔(113)的第二中心轴线(X2)与所述第二接管(14)的第一中心轴线(X1)在水平方向的投影夹角(α)为45°～135°。

3.如权利要求2所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述两个连通孔(113)具有相同的第二中心轴线(X2)，所述第二中心轴线(X2)与所述第一中心轴线(X1)在水平方向的投影夹角(α)为90°。

4.如权利要求1所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述两个连通孔(113)的总流通面积S1与所述阀口(112)的流通面积S2的比值满足关系式：3≤S1:S2≤8。

5.如权利要求1所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述第二阀腔(111)设置有大径段(115)和小径段(114)，所述小径段(114)用于对阀针进行导向，所述大径段(115)的内径大于所述小径段(114)的内径。

6.如权利要求5所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述大径段(115)的内径D1与所述小径段(114)的内径D2的比值满足关系式：1≤D1:D2≤1.2。

7.如权利要求5所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述大径段(115)的高度H1与所述连通孔(113)的直径D3的比值满足关系式：H1:D3≥1.2。

8.如权利要求7所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述大径段(115)的高度H1与所述连通孔(113)的直径D3的比值满足关系式：1.2≤H1:D3≤2.5。

9.如权利要求1-8任一项所述的电子膨胀阀的阀座组件，其特征在于，所述阀芯座(11)为分体式结构，由阀芯座底座(11a)和阀芯座导向段(11b)组成。

10.一种电子膨胀阀，包括阀座组件、与所述阀座组件配合固定的螺母组件、对阀口进行开闭的阀针丝杆组件、带动所述阀针丝杆组件运动的磁转子组件以及驱动所述转子组件旋转的线圈组件，其特征在于所述阀座组件采用上述权利要求1-9任一项所述的电子膨胀阀的阀座组件。