CN106855128A - 二段式电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

二段式电子膨胀阀，包括电机、连接于所述电机输出端的减速器，所述二段式电子膨胀阀的阀杆外套装有波纹管，所述波纹管随所述阀杆的往复运动拉伸或收缩；还包括阀芯，所述阀芯在所述阀杆的带动下对第一阀口进行打开或关闭，所述阀芯内部还设置有小流量调节机构，本发明提供的二段式电子膨胀阀，在小流量调节段，阀芯的下端部与第一阀口之间始终处于接触状态，流体通过网孔状消音部件，内部涡旋、气泡被大幅度消除、扰散，解决了现有的电子膨胀阀在初期小流量调节时出现的异常噪音问题。同时，由于小流量调节主要是通过设置在阀芯内部的第二阀口进行调节，因此在同一脉冲数条件下，流量调节范围更宽，精度更高。

Description

二段式电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种用于变频空调的电子膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀主要应用于变频空调系统中，通过高脉冲频率电流驱动电机转动，直接带动减速器，并通过螺纹副、阀杆的传递，使阀针上升或下降，改变阀口开启程度，从而自动调节制冷剂流量，使制冷剂回路系统始终保持最佳状态。

请参考图1，图1为现有技术中一种电子膨胀阀的结构示意图。

如图1所示，该电子膨胀阀主要由用于流量调节的阀体部分和用于驱动的线圈部分组成；其中线圈部分包括：电机1′、减速器2′、将电机1′的旋转运动转化成丝杆3′的垂直运动的螺纹副结构5′、螺母4′、电机外壳6′、电机外壳6′铆接于减速器2′外的齿轮箱9′外侧；阀体部分包括阀座14′、阀杆15′，以及控制阀针12′升降的波纹管11′等核心部件。其动作原理如下：电机1′的转子旋转,带动减速器2′转动，通过螺纹副5′的传递，丝杆3′向下运动，顶住传力部件衬套16′以及阀杆15′，使得阀针12′向下运动，此时，波纹管11′处于不断拉伸状态。当施加反向脉冲时，丝杆3′向上运动，阀针12′在波纹管11′的回复弹力和系统压力作用下不断向上运动，从而改变阀口13′的开启程度，使得通流面积发生变化，达到控制流量、调节系统过热的目的。

在这种电子膨胀阀结构中，从完全关闭状态到初期的小流量调节过程，即阀针12′从接触阀口13′到逐渐离开阀口13′时，由于阀口13′处开度较小，会产生明显的节流，从而使得流经阀口部分的流体被大幅加速，出现特定频率的涡旋而形成的异常噪音，影响最终用户的使用舒适度。并且，该结构的电子膨胀阀，阀口13′较大，因此小流量时的调节范围较窄，不利于更高精度的调节。

因此，如何设计一种既能减小初期小流量调节范围内的异常噪音，又能提高小流量调节宽度及精度的电子膨胀阀，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种用于变频空调的电子膨胀阀，其能够在小流量调节范围内减小异常噪音，又能提高小流量调节时的调节精度，为此，本发明提供以下技术方案：

二段式电子膨胀阀，包括电机、连接于所述电机输出端的减速器，所述二段式电子膨胀阀的阀杆外套装有波纹管，所述波纹管随所述阀杆的往复运动拉伸或收缩；其特征在于，还包括阀芯，所述阀芯在所述阀杆的带动下对第一阀口进行打开或关闭，所述阀芯内部还设置有小流量调节机构，所述小流量调节机构由所述阀杆的下端部与设置在所述阀芯内部的第二阀口组成。

所述阀芯呈筒状，其两端分别设置有第一腔体和第二腔体，所述第二阀口开设在所述第一腔体和第二腔体之间。

所述第一腔体内还设置有阻挡部，所述阀杆的端部穿过所述阻挡部伸入所述第一腔体内，并由卡位部件实现所述阀杆与所述阻挡部之间可相互运动的连接。

所述卡位部件为垫圈，所述阀杆设置有环形槽，所述垫圈夹持在所述环形槽上。

所述阻挡部与所述阀芯之间通过焊接或者压接固定。

所述阀芯包括大径段和小径段，所述大径段的外周壁上设置有流通部。

所述阀芯设置有流通孔，所述流通孔将所述第一腔体与所述阀芯的外部空间相连通。

所述第一腔体内设置有第一消音部件，使从所述流通孔流入的流体经第一消音部件进行消音后再从第二阀口流出。

所述第二腔体内设置有第二消音部件。

所述阀芯的底部通过压接变形的方式，将所述第二消音部件固定在所述第二腔体内。

所述阀芯的底部设置有抵压部件，所述抵压部件与所述阀芯紧配合，将所述第二消音部件固定在所述第二腔体内。

所述第二消音部件包括上消音部件和下消音部件。

所述第一腔体和第二腔体之间还设置有常通装置，使所述第一腔体和所述第二腔体之间始终保持一定的流量。

所述垫圈具有开口部以及抵靠部，所述抵靠部与所述环形槽的周壁相抵接。

本发明提供的二段式电子膨胀阀，在小流量调节段，阀芯的下端部与第一阀口之间始终处于接触状态，流体通过网孔状消音部件，内部涡旋、气泡被大幅度消除、扰散，解决了现有的电子膨胀阀在初期小流量调节时出现的异常噪音问题。同时，由于小流量调节主要是通过设置在阀芯内部的第二阀口进行调节，因此在同一脉冲数条件下，流量调节范围更宽，精度更高。

附图说明

图1为现有技术中一种电子膨胀阀的结构示意图；

图2为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第一种具体实施方式结构示意图；

图3为本发明第一实施方式的局部结构剖视图；

图4为本发明第一实施方式的垫圈结构示意图；

图5为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第二种具体实施方式局部结构剖视图；

图6为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第三种具体实施方式局部结构剖视图；

图7为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第四种具体实施方式局部结构剖视图。

具体实施方式

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

第一实施方式：

请参考图2、图3、图2为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第一种具体实施方式结构示意图；图3为本发明第一实施方式的阀芯结构示意图。

如图2所示，本发明提供的二段式电子膨胀阀主要由用于流量调节的阀体部分和用于驱动的线圈部分组成。其中线圈部分包括：电机1、连接于电机1输出端的减速器2，减速2下端通过螺纹副结构5连接有丝杆3，将电机1的旋转运动转化为丝杆3的往复运动的螺纹副结构5，丝杆3与齿轮箱9之间连接有螺母4，减速器2外套装有齿轮箱9，电机1的电机外壳6铆接于齿轮箱9的外侧。

阀体部分包括阀座14、阀杆15，阀杆15外套装有波纹管11，波纹管11随阀杆15的往复运动拉伸或收缩，由于阀芯12与阀杆15可相互运动地连接在一起，从而以阀杆的升降来实现阀芯12的升降，从而对设置在阀座14上的第一阀口13进行打开或关闭。

本发明所述的“可相互运动的连接在一起”，是指阀芯与阀杆两者在工作过程中能够作相对运动，但是不能相互脱离。

阀芯12的外观大体呈筒状，并具有大径段121和小径段122，其中，在靠近大径段121的一端上开设有第一腔体123，在靠近小径段122的一端则开设有第二腔体124，在第一腔体123和第二腔体124之间开设有第二阀口125。

大径段121的外周壁上设置有流通部1211，在本实施方式中，如图3所示，该流通部1211为在大径段121的外周壁上加工出来的若干平面，以供流体流通。当然，本领域技术人员在基于本发明的构思下，可以对流通部1211的形状作出多种设计，如挖槽、打孔等方式，只需能实现大径段121的上下两端之间可供流体通过即可。

阀杆15的下端部152伸入第一腔体123中，并与第二阀口125形成配合，通过接触或远离，来实现第二阀口125的打开和关闭，从而调节流量。为了使阀杆15与阀芯12相连接，在第一腔体123中，还设置有阻挡部126，阻挡部126与大径段121的内壁固定连接，两者可以通过焊接、压接或者其他方式进行固定。

阀杆15靠近端部的位置设置有环形槽151，在环形槽151中设置有卡位部件，卡位部件能使阀杆15和阻挡部126之间保持可相对运动的连接状态。在本实施方式中，卡位部件具体为垫圈127，具体地，垫圈127夹持在环形槽151中，使阀杆15不能脱离阻挡部126的限制。具体装配时，可以将阀杆15装入阻挡部126中，再将垫圈127放入环形槽151中，然后将阻挡部126固定在阀芯的大径段121上，阻挡部126和垫圈127共同限制了阀杆15向上移动的极限位置。

图4为本发明第一实施方式的垫圈结构示意图；垫圈127大体呈“C”字型，具有开口部1272，用于插入阀杆的环形槽151中。垫圈127的内部设置有3个抵靠部1271，在装配之后紧贴环形槽151的周壁上，相邻的抵靠部1271之间还设置有空缺部。当然，图4作为一种具体的实施方式，本领域技术人员在该技术启示下，还可以作出一些变动，比如取消空缺部，将抵靠部1271连为一体，同样可以实现发明目的。另外，对环形槽151的夹持或固定也不限于采用垫圈的形式，比如还可以在环形槽151上设置通孔，然后采用定位销的方式，同样能够使阀杆15与阻挡部126之间形成限位连接；这些定位方式显然也应当属于本发明的保护范围。

阀芯12的小径段122的外周壁上开设有流通孔1221，流通孔1221的个数可以是1个或者多个，流通孔1221将第一腔体123与阀芯12的外部空间相连通，使流体可以从流通孔1221流入第一腔体123中。在流通孔1221与阀口125之间的第一腔体123中还设置有第一消音部件128，使得从流通孔1221流入的流体流经第一消音部件128进行消音后再从第二阀口125流出。第一消音部件128可以设计成环状体，填充第一腔体123，如图3所示。

小径段122的下端部设置有第二腔体124，在第二腔体124中设置有第二消音部件129，装配时，可以通过压接的方式使小径段122的下端部发生变形，从而将第二消音部件129固定在第二腔体124中。

上述第一消音部件128和第二消音部件129可以采用多孔质的筛网或者金属丝缠绕、粉末烧结等方式制成，在本发明，并不对消音部件的材质或形状作出任何限定。

为了使二段式电子膨胀阀具有除湿功能，通常需要使阀芯12在关闭第一阀口13时，仍然存在一定的流量。为了实现此目的，在本实施方式中，在第一腔体123和第二腔体124之间还设置有常通装置，在本实施方式中，常通装置为常通孔130，这样二段式电子膨胀阀的两根接管之间就始终有一部分流量处于流通当中。当然，为了使关闭第一阀口13时还具有一定流量，并不限于开设上述常通孔130，还可以在此基础上作出多种技术手段的替换，比如在小径段122上加工一个斜孔，直接将第二腔体124与阀芯12的外部连通，或者通过开槽的方式，在第一阀口13的内周壁上加工出若干流通槽，同样能够实现阀体关闭时仍然具有一定的流量。本领域技术人员应当了解，这些基于本发明构思上的若干替换手段的使用，也应当属于本发明的保护范围之内。

这样，阀杆15的下端部152与阀芯12中的第二阀口125之间就形成了小流量调节机构。

当阀杆15从上向下位移时，波纹管11处于拉伸状态，阀芯12受到压差力作用，阻挡部126的下端面始终与垫圈127的上端面保持贴合，当阀芯12向下移动至极限位置，与第一阀口13接触后，阀杆15继续向下移动，此时垫圈127随着阀杆15一起下移，脱离与阻挡部126的贴合，直到阀杆15的下端部152与第二阀口125接触密封，此时，二段式电子膨胀阀处于关闭状态。

开阀时，电机1通电，波纹管11收缩，并带动阀杆15从下向上位移，由于阀芯12受到压差力作用，阀芯12的下端面仍然与第一阀口13保持接触，阀杆15继续上移，直到垫圈127的上端面与阻挡部126的下端面接触；阀杆15继续上移，带动阻挡部126一起上移，此时阀芯整体开始向上移动。当电机1开至全开脉冲时，二段式电子膨胀阀整体达到全开状态。

在以上过程中，垫圈127的上端面与阻挡部126的下端面接触前的这一段调节距离，流量主要由阀杆15的下端部152与阀芯上的第二阀口125之间进行开度控制，即小流量调节段，由于阀口减小，在相同脉冲数条件下，流量的调节范围更宽。而阀杆15带动阀芯12整体向上移动，此时流量主要由阀芯12与第一阀口13之间的开度来进行控制，即大流量调节段。

如上所述，在小流量调节段，阀芯12的下端部与第一阀口13之间始终处于接触状态，此时，流体从流通孔1221流入，经过第一消音部件128进行消音后，流经第二阀口125，然后经过第二消音部件129再次进行消音，流体在流经消音部件时，受多层网孔作用被充分打散，从而消除了类似尖啸声的涡旋，降低了噪音。

即，本发明提供的二段式电子膨胀阀，流体通过网孔状消音部件，内部涡旋、气泡被大幅度消除、扰散，解决了现有的电子膨胀阀在初期小流量调节时出现的异常噪音问题。同时，由于小流量调节主要是通过设置在阀芯12内部的第二阀口125进行调节，因此在同一脉冲数条件下，流量调节范围更宽，精度更高。

第二实施方式：

下面结合图5说明本发明的第二实施方式。图5为本发明所提供二段式电子膨胀阀的第二种具体实施方式结构示意图。为了说明本实施方式与第一实施方式的区别，对于结构和功能相同的部件采用同一附图标记。

二段式电子膨胀阀包括电机1、连接于电机1输出端的减速器2，减速2下端通过螺纹副结构5连接有丝杆3，将电机1的旋转运动转化为丝杆3的往复运动的螺纹副结构5，丝杆3与齿轮箱9之间连接有螺母4，减速器2外套装有齿轮箱9，电机1的电机外壳6铆接于齿轮箱9的外侧。

阀体部分包括阀座14、阀杆15，阀杆15外套装有波纹管11，波纹管11随阀杆15的往复运动拉伸或收缩，由于阀芯12A与阀杆15可相互运动地连接在一起，从而以阀杆的升降来实现阀芯12A的升降，从而对设置在阀座14上的第一阀口13进行打开或关闭。

在以上部件当中，除了阀芯12的结构之外，其余部件均与第一实施方式相同，可以参照图2进行理解，在此不再赘述。

在本实施方式中，阀芯12A的整体外观也大体呈两段式的筒状结构，具有大径段121A和小径段122A，在阀芯12A的上下两端，也分别开设有第一腔体123A和第二腔体124A，第一腔体123A和第二腔体124A之间开设有第二阀口125A。

大径段121A的外周壁上设置有流通部1211A，在本实施方式中，流通部1211A为在大径段121A的外周壁上加工出来的若干平面，以供流体流通。当然，本领域技术人员在基于本发明的构思下，可以对流通部1211A的形状作出多种设计，如挖槽、打孔等方式，只需能实现大径段121A的上下两端之间可供流体通过即可。

阀杆15的下端部152A伸入第一腔体123A中，并与第二阀口125A之间形成流量调节机构，通过下端部152A与第二阀口125A之间的接触或远离，来实现第二阀口125A的打开和关闭，从而调节流量。为了使阀杆15与阀芯12A相连接，在第一腔体123A中，还设置有阻挡部126A，阻挡部126A与大径段121A的内壁固定连接，两者可以通过焊接、铆接或者其他方式进行固定。

在阀杆15靠近下端部的位置设置有环形槽151A，在环形槽151A中设置有卡位部件，卡位部件能使阀杆15和阻挡部126A之间保持可相对运动的连接状态。与第一实施方式相似，本实施方式的卡位部件也可以为垫圈127A，其结构与第一实施方式中的垫圈127相同，可参照图4进行理解，在此不再重复赘述。阻挡部126A和垫圈127A共同限制了阀杆15向上移动的极限位置。

显然，与第一实施方式相同，本领域技术人员在该技术启示下，还可以对卡位部件作出一些变动，对环形槽151的夹持或固定也不限于采用垫圈的形式，比如还可以在环形槽151上设置通孔，然后采用定位销的方式，同样能够使阀杆15与阻挡部126之间形成限位连接；这些定位方式显然也应当属于本发明的保护范围。

在阀芯12A的大径段121A的外周壁上开设有流通孔1212A，流通孔1212A的个数可以是1个或者多个，流通孔1212A将第一腔体123A与阀芯12A的外部空间相连通，使流体可以从阀芯12A的外部通过流通孔1212A流入第一腔体123A中。

小径段122A的下端部设置有第二腔体124A，在第二腔体124A中设置有第二消音部件128A，为了将第二消音部件128A固定在第二腔体124A内，还设置有抵压部件129A，抵压部件129A与小径段122A下端的内壁紧配，从而使第二消音部件128A固定在第二腔体124A内。

第二消音部件128A可以采用多孔质的筛网或者金属丝缠绕、粉末烧结等方式制成，在本发明中，并不对消音部件的材质或形状作出任何限定。

与第一实施方式相同，为了使二段式电子膨胀阀具有除湿功能，需要使阀芯12A在关闭第一阀口13时，仍然存在一定的流量。为了实现此目的，可以在第一腔体123和第二腔体124之间设置有常通孔(图中未示出)，这样二段式电子膨胀阀的两根接管之间就始终有一部分流量处于流通当中。当然，为了使关闭第一阀口13时还具有一定流量，并不限于开设上述常通孔，还可以在此基础上作出多种技术手段的替换，比如在小径段122A上加工一个斜孔，直接将第二腔体124A与阀芯12A的外部连通，或者通过开槽的方式，在第一阀口13的内周壁上加工出若干流通槽，同样能够实现阀体关闭时仍然具有一定的流量。本领域技术人员应当了解，这些基于本发明构思上的若干替换手段的使用，也应当属于本发明的保护范围之内。

这样，阀杆15的下端部152A与阀芯12A中的第二阀口125A之间就形成了小流量调节机构。

当阀杆15从上向下位移时，波纹管11处于拉伸状态，阀芯12受到压差力作用，阻挡部126的下端面始终与卡位部件(垫圈127A)的上端保持贴合，当阀芯12A向下移动至极限位置，与第一阀口13接触后，阀杆15继续向下移动，此时垫圈127A随着阀杆15一起下移，脱离与阻挡部126A的贴合，直到阀杆15的下端部152A与第二阀口125A接触密封，此时，二段式电子膨胀阀处于关闭状态。

开阀时，电机1通电，波纹管11收缩，阀杆15从下向上位移，由于阀芯12A受到压差力作用，阀芯12A的下端面仍然与第一阀口13保持接触，阀杆15继续上移，直到垫圈卡位部件(127A)的上端与阻挡部126A的下端面接触；阀杆15继续上移，带动阻挡部126A一起上移，此时阀芯整体开始向上移动。当电机1开至全开脉冲时，二段式电子膨胀阀整体达到全开状态。

在以上过程中，卡位部件(垫圈127)的上端面与阻挡部126A的下端面接触前的这一段调节距离，流量主要由阀杆15的下端部152A与阀芯上的第二阀口125A之间进行开度控制，即小流量调节段，由于阀口减小，在相同脉冲数条件下，流量的调节范围更宽。而阀杆15带动阀芯12A整体向上移动，此时流量主要由阀芯12A与第一阀口13之间的开度来进行控制，即大流量调节段。

如上所述，在小流量调节段，阀芯12的下端部与第一阀口13之间始终处于接触状态，此时，流体从流通孔1212A流入第一腔体123A，节流后流经第二阀口125A，然后经过消音部件128A进行消音，流体在流经消音部件时，受多层网孔作用被充分打散，从而消除了类似尖啸声的涡旋，降低了噪音。

即，本发明提供的二段式电子膨胀阀，流体通过网孔状消音部件，内部涡旋、气泡被大幅度消除、扰散，解决了现有的电子膨胀阀在初期小流量调节时出现的异常噪音问题。同时，由于小流量调节主要是通过设置在阀芯12A内部的第二阀口125A进行调节，因此在同一脉冲数条件下，流量调节范围更宽，精度更高。

第三实施方式

第三实施方式与第二实施方式的不同之处在于，第二消音部件128A固定在第二腔体124A中的实现方式是采用压接的方式，即对小径段122A的下端部1222A进行压接，使其变形，从而将第二消音部件128A固定，如图6所示，即类似于第一实施方式中对第二消音部件的固定方式。本实施方式的其余部分与第二实施方式相同，不再一一赘述。

第四实施方式：

第四实施方式与第二实施方式的不同之处在于，第二消音部件具体分为两层，即上消音部件1281A和下消音部件1282A，为了将消音部件固定在第二腔体124A内，还设置有抵压部件129A，抵压部件129A与小径段122A下端的内壁紧配，从而使上消音部件1281A和下消音部件1282A固定在第二腔体124A内。当然，本领域技术人员可以理解，消音部件并不限于两层，也可是两层以上，亦可实现本发明的目的。本实施方式的其余部分可参照第二实施方式的相应描述，不再一一赘述。

需要说明的是，本发明出现的上、下、左、右等方位词，是基于说明书附图所示的结构为基准的，并不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上对本发明所提供的一种用于变频空调的电子膨胀阀进行了详细介绍。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 (14)

1.二段式电子膨胀阀，包括电机、连接于所述电机输出端的减速器，所述二段式电子膨胀阀的阀杆外套装有波纹管，所述波纹管随所述阀杆的往复运动拉伸或收缩；其特征在于，还包括阀芯，所述阀芯在所述阀杆的带动下对第一阀口进行打开或关闭，所述阀芯内部还设置有小流量调节机构，所述小流量调节机构由所述阀杆的下端部与设置在所述阀芯内部的第二阀口组成。

2.根据权利要求1所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯呈筒状，其两端分别设置有第一腔体和第二腔体，所述第二阀口开设在所述第一腔体和第二腔体之间。

3.根据权利要求2所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述第一腔体内还设置有阻挡部，所述阀杆的下端部穿过所述阻挡部伸入所述第一腔体内，并由卡位部件实现所述阀杆与所述阻挡部之间可相互运动的连接。

4.根据权利要求3所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述卡位部件为垫圈，所述阀杆设置有环形槽，所述垫圈夹持在所述环形槽上。

5.根据权利要求3所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阻挡部与所述阀芯之间通过焊接或者压接固定。

6.根据权利要求2所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯包括大径段和小径段，所述大径段的外周壁上设置有流通部。

7.根据权利要求2所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯设置有流通孔，所述流通孔将所述第一腔体与所述阀芯的外部空间相连通。

8.根据权利要求7所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述第一腔体内设置有第一消音部件，使从所述流通孔流入的流体经第一消音部件进行消音后再从第二阀口流出。

9.根据权利要求7所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述第二腔体内设置有第二消音部件。

10.根据权利要求9所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯的底部通过压接变形的方式，将所述第二消音部件固定在所述第二腔体内。

11.根据权利要求9所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯的底部设置有抵压部件，所述抵压部件与所述阀芯紧配合，将所述第二消音部件固定在所述第二腔体内。

12.根据权利要求10或11所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述第二消音部件包括上消音部件和下消音部件。

13.根据权利要求1或2所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述第一腔体和第二腔体之间还设置有常通装置，使所述第一腔体和所述第二腔体之间始终保持一定的流量。

14.根据权利要求4所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述垫圈具有开口部以及抵靠部，所述抵靠部与所述环形槽的周壁相抵接。