CN107044543B - 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；其特征在于，还包括阀芯，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，所述阀芯设置有流通孔；所述第一腔体内设置有消音组件，所述消音组件具有消音通道，所述消音通道限定流体的流动路径，所述消音组件还包括第一消音部件，所述第一消音部件填充在所述消音通道内。流体进入第一腔体时，必须流经消音组件内部的消音通道，从而由设置在消音通道内部的第一消音部件对流体进行消音，有效地降低了噪音。

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，尤其涉及一种用于空调中调节流量的电子膨胀阀。

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，并持续进行降低噪音的改进，是本领域技术人员面临的技术问题。

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，所述阀芯设置有流通孔；

所述第一腔体内设置有消音组件，所述消音组件具有消音通道，所述消音通道限定流体的流动路径，所述消音组件还包括第一消音部件，所述第一消音部件填充在所述消音通道内。

上述技术方案提供的二段式电子膨胀阀，流体进入第一腔体时，必须流经消音组件内部的消音通道，从而由设置在消音通道内部的第一消音部件对流体进行消音，流体基本上全部经过第一消音部件，被搅散、消除内部产生的涡流、气泡等，有效地降低了噪音。

为了进一步提高本技术方案的技术效果，还可以对上述技术方案作出如下进一步的结构设置：

所述消音组件与所述阀芯的内壁通过压配的方式固定。

所述消音组件包括挡圈、第一消音部件以及隔板。

所述挡圈包括主体部以及设置在所述主体部两端的第一锷状部和第二锷状部。

所述隔板设置在所述消音通道的延伸方向上，将所述消音通道分割成横截面呈“C”字形的环状空间。

所述主体部的外周壁上设置有挡圈通道，将所述主体部的内外空间相连通。

所述挡圈通道位于所述隔板的一侧，并靠近所述隔板设置。

所述流通孔位于所述隔板的另一侧，且靠近所述隔板设置。

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。

所述第二腔体内设置有第二消音部件。

上述技术方案提供的二段式电子膨胀阀，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为本发明实施方式结构示意图；

图3为本发明实施方式的阀芯结构剖视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为消音组件的立体视图；

图6为挡圈与隔板的结构示意图；

图7为第一消音部件的结构示意图。

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。

请参考图2、图3、图4，图2为本发明所提供二段式电子膨胀阀的具体实施方式结构示意图；图3为本发明实施方式的阀芯结构剖视图图，图4是图3的A-A剖视图。

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外部套装有齿轮箱9，电机1的电机外壳6与齿轮箱9通过压接的方式固定。

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，并以阀杆15的升降来实现阀芯12的升降，使阀芯12接触或离开设置在阀座14上的第一阀口13，使第一阀口13打开或关闭。

本实施方式中所述的“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，如图4所示。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位于阀芯12内部的部分，其外周面上设置有环形槽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。

需要说明的是，垫圈127与阀杆15相配合以限制阀杆15的移动距离，只是本实施方式中所采用的一种具体方式，实际上，对阀杆15的限制并不局限于采用垫圈的结构，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；甚至不设置环形槽151，而直接在阀杆15上设置通孔，然后采用定位销固定，这些定位方式显然也应当属于本发明的保护范围。

阀芯12的大径段121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，在本实施方式中，由于大径段设置有四个平面的流通部1211，为了加工方便，可以将流通孔1221直接设置在其中一个流通部1211的平面上，这样，流通孔1221就阀芯12的内外空间相连通，使流体可以从流通孔1221流入阀芯12内。

为了减少流体从流通孔1221流入、并流经第二阀口125这段路径中所产生的噪音，在本实施方式中，第一腔体123内设置有挡圈16，挡圈16与大径段121的内周壁配合，将第一腔体123分割出一个近似环形的空间，即消音通道166。

请同时参照图5-图7，其中，图5为消音组件的立体视图；图6为挡圈与隔板的结构示意图；图7为第一消音部件的结构示意图。

挡圈16由中空的主体部161以及设置于主体部161两端的第一锷状部162和第二锷状部163组成，为了便于装配，在本实施方式中，第一锷状部162可以与主体部161为分体结构，两者分别加工再进行固定，而第二锷状部163可以与主体部161一体成型。

主体部161具有中心通孔167，其内径略大于阀杆15下端部的外径，这样，阀杆15就可以在中心通孔167内自由移动，主体部的外周壁上设置有一个挡圈通道164，将主体部161的内外空间相连通。这样第一锷状部162、第二锷状部163与主体部161之间就形成了环形的消音通道166。

在消音通道166的延伸方向上设置有隔板168，从而将环形的消音通道166分割成横截面呈“C”字形的环状空间。挡圈通道164位于隔板168的其中一侧，并靠近隔板168进行设置。

将第一消音部件165装入消音通道166中，这样，挡圈16、第一消音部件165、隔板168就构成了消音组件，在装配时，可以将该消音组件通过压配的方式装入第一腔体123中，使其与阀芯12固定。在装配时，使得设置在大径段121上的流通孔1221位于隔板168的另一侧，并靠近隔板128设置，即在横截面上，流通孔1221与挡圈通道164分别设置在隔板128的两侧，且均靠近隔板128进行设置。这样，流体从流通孔1221流入后，就会沿着消音通道166流动，从而经过设置在消音通道166内的第一消音部件165，在流经全部第一消音部件165之后，从挡圈通道164流出，进入第一腔体123，如图4的箭头所示。通过这样的设置，可以充分地利用第一消音部件165进行噪音的消除，极大地改善了噪音的产生。

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128，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128固定在第二腔体124中。

上述第一消音部件165和第二消音部件128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作出任何限定。

为了使二段式电子膨胀阀具有除湿功能，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。

由于阀杆15与阻挡部126之间并不是过盈配合，而是存在一定的间隙，因此，二段式电子膨胀阀在工作过程中，仍然有一部分流体是从阀杆15与阻挡部126之间的间隙之间流入到第一腔体123中，此时，该部分流体就直接流入常通孔130中，因此仍然可能存在一定的噪音。

在本实施方式中，在第一腔体123内，位于常通孔130的端面处，还设置有第三消音部件1231，第三消音部件1231可以是呈环状，由多孔质部件制成。当然第三消音部件1231并不限于环状，只需实现将常通孔130覆盖即可。本领域技术人员可以理解，当常通装置为其他结构时，也只需实现在该常通装置的入口或内部设置第三消音部件即可实现。

这样，流体即使从阀杆15与阻挡部126之间的间隙流入，而没有经过第一消音部件165的过滤消音，但由于第三消音部件1231的存在，流体必须经过第三消音部件1231，才能够流入常通孔130，从而实现进一步消音的目的。

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，大部分流体从流通孔1221流入，沿着消音通道166流动，在消音通道166内经过第一消音部件165进行消音后，从挡圈通道164流入第二阀口125，另一部分流体则从阀杆15与阻挡部126之间的间隙流入第一腔体123后，然后共同经过第二消音部件128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。

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 (9)

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

所述第一腔体内设置有消音组件，所述消音组件具有消音通道，所述消音通道限定流体的流动路径，所述消音组件还包括第一消音部件，所述第一消音部件填充在所述消音通道内；

所述第二腔体内设置有第二消音部件，所述阀芯下端部发生形变，以使所述第二消音部件固定在第二腔体中。

2.如权利要求1所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述消音组件与所述阀芯的内壁通过压配的方式固定。

3.如权利要求1所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述消音组件包括挡圈、第一消音部件以及隔板。

4.如权利要求3所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述挡圈包括主体部以及设置在所述主体部两端的第一锷状部和第二锷状部。

5.如权利要求3所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述隔板设置在所述消音通道的延伸方向上，将所述消音通道分割成横截面呈“C”字形的环状空间。

6.如权利要求4所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述主体部的外周壁上设置有挡圈通道，将所述主体部的内外空间相连通。

7.如权 利要求6所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述挡圈通道位于所述隔板的一侧，并靠近所述隔板设置。

8.如 权利要求7所述的二段式电子膨胀阀，其特征在于，所述流通孔位于所述隔板的另一侧，且靠近所述隔板设置。

9.如 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。

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