CN107655241A - 一种先导式电子膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种先导式电子膨胀阀，属于冷媒流体控制部件领域，解决了现有先导式电子膨胀阀开阀阻力大可靠性低的问题，本发明的具体方案包括阀体、主阀针、先导阀针、螺杆和用于驱动所述螺杆旋转的磁转子，所述先导式电子膨胀阀还包括限定出内腔的套筒组件，所述套筒组件与所述螺杆固定连接，所述主阀针和先导阀针分别滑动装配到所述套筒组件上，所述内腔中设有作用在主阀针上的主弹簧和作用在先导阀针上的先导弹簧，所述主阀针上设有先导阀口，所述阀体上设有主阀口，所述螺杆通过套筒组件分别带动先导阀针和主阀针运动以对应控制所述先导阀口和主阀口的开度。

Description

一种先导式电子膨胀阀
【技术领域】
本发明涉及冷媒流体控制部件领域，尤其涉及一种先导式电子膨胀阀。
【背景技术】
电子膨胀阀是制冷系统中的一个重要部件，主要起着节流降压和调节流量的作用。现有电子膨胀阀包括阀体、螺母和与螺母通过螺纹配合的阀针组件，利用驱动装置驱动阀针组件旋转的同时产生轴向运动，调节阀口开度，实现流通控制。
现有的先导式电子膨胀阀中，阀针组件包括先导阀针和主阀针，先导式电子膨胀阀开阀时，先导阀针首先开启先导阀口，导通高压区和低压区，使得高低压两侧的压差适当地减小，由此降低在主阀口开启时作用在主阀针上的气压力，由此可以降低开阀噪音以及提高电子膨胀阀的动作响应性和稳定性。然而现有的这类先导式电子膨胀阀还存在如下缺陷：
如申请号为“201520820650.0”，名称为“一种电子膨胀阀”的实用新型专利公开了如下结构：包括阀组件(10)，所述阀组件(10)用于对流过所述电子膨胀阀(1)的流体的流量进行调节并且包括主阀机构(MV)和先导阀机构(PV)，所述主阀机构(MV)包括阀孔(16a)和适于打开及关闭所述阀孔(16a)的阀针(14)，所述先导阀机构(PV)包括先导阀孔(18)和适于打开及关闭所述先导阀孔(18)的先导阀元件(19)；执行机构(20)，所述执行机构(20)包括传动构件(22)，所述传动构件(22)能够沿轴向方向运动、并且适于与所述阀针(14)接合从而带动所述阀针(14)沿轴向方向运动；以及驱动机构(30)，所述驱动机构(30)用于为所述执行机构(20)提供动力，其特征在于，所述先导阀孔(18)设置在所述阀针(14)处。该电子膨胀阀中，心轴与先导阀元件为一体，当先导阀元件抵靠在先导阀孔处时，心轴无法下移，容易卡死，造成无法开阀，并且压缩弹簧底部没有径向限位，容易横向移动导致与心轴发生干涉，影响动作性能。
再如“JPU_1994024282”所公开的一种电子膨胀阀，开阀时依靠丝杆带动小阀针，再由小阀针带动主阀针，如此所需的开阀驱动力更大，并且当主阀针离开阀口后，主弹簧仍然作用在主阀针上阻碍开阀，增加了开阀负荷，对电机的扭矩要求提高，增加了电子膨胀阀的设计难度和制造成本。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种先导式电子膨胀阀，有效减小开阀阻力，提升开阀性能。
解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种先导式电子膨胀阀，包括阀体、主阀针、先导阀针、螺杆和用于驱动所述螺杆旋转的磁转子，所述先导式电子膨胀阀还包括限定出内腔的套筒组件，所述套筒组件与所述螺杆固定连接，所述主阀针和先导阀针分别滑动装配到所述套筒组件上，所述内腔中设有作用在主阀针上的主弹簧和作用在先导阀针上的先导弹簧，所述主阀针上设有先导阀口，所述阀体上设有主阀口，所述螺杆通过套筒组件分别带动先导阀针和主阀针运动以对应控制所述先导阀口和主阀口的开度。
进一步的方案，所述套筒组件包括套筒和固定设置在套筒上部的衬套，所述螺杆固定连接到衬套上，所述先导阀针上部伸入所述衬套的内孔中，所述衬套带动先导阀针向上移动并开启先导阀口。
进一步的方案，所述内孔为第一台阶孔，所述先导阀针上部设有与第一台阶孔滑动配合的压套。
进一步的方案，所述压套与先导阀针一体成型；或者压套与先导阀针分体成型，所述压套固定连接到先导阀针上。
进一步的方案，所述先导阀针的上端与所述螺杆的底端之间设有缓冲间隙。
进一步的方案，所述套筒底部设有通孔，所述主阀针贯穿通孔设置，所述主阀针上设有台阶，所述套筒底部与台阶相抵，以带动主阀针向上移动并开启主阀口。
进一步的方案，所述主阀针上设有与所述先导阀口相通的第二台阶孔，所述先导阀针下部设有与第二台阶孔滑动配合的限位凸台。
进一步的方案，所述先导弹簧套装在先导阀针上，所述先导弹簧下端与所述限位凸台相抵，所述先导弹簧上端与所述衬套底部相抵。
进一步的方案，所述衬套底部为向内腔凸出的凸台，所述主弹簧位于先导弹簧外围，主弹簧上部套在凸台上，主弹簧下端与主阀针上端相抵。
进一步的方案，所述先导式电子膨胀阀还包括导向套，所述阀体包括阀体本体和固定设置在阀体本体底部的阀口座，所述主阀口设在阀口座上，所述导向套下部固定连接在阀口座上，所述套筒组件位于导向套内且与导向套滑动配合。
本发明的有益效果：
本发明的先导式电子膨胀阀设有限定出内腔的套筒组件，套筒组件与螺杆固定连接，主阀针和先导阀针分别滑动装配到套筒组件上，内腔中设有作用在主阀针上的主弹簧和作用在先导阀针上的先导弹簧，主阀针上设有先导阀口，阀体上设有主阀口，螺杆通过套筒组件分别带动先导阀针和主阀针运动以对应控制先导阀口和主阀口的开度。本发明的先导式电子膨胀阀在开阀时，螺杆驱动套筒组件，再由套筒组件先后带动先导阀针和主阀针对应开启先导阀口和主阀口，由于主弹簧装配在套筒组件限定的内腔中，主弹簧的作用力不影响开阀驱动力，故而能有效减小了开阀阻力，提升了开阀性能；而且开阀阻力减小，也即减小了开阀需要克服的负荷，降低了对电机扭矩的要求，螺杆可以采用较小的电机来驱动，在保证电子膨胀阀动作响应性和稳定性的基础上，降低了电子膨胀阀的设计难度和制造成本。
上述套筒组件包括套筒和固定设置在套筒上部的衬套，所述螺杆固定连接到衬套上，所述先导阀针上部伸入所述衬套的内孔中，所述衬套带动先导阀针向上移动并开启先导阀口，先导阀针的上端与所述螺杆的底端之间设有缓冲间隙。由于本发明的螺杆与先导阀针二者分体成型，先导阀针的上端与螺杆的底端之间设有缓冲间隙，在先导阀针关闭先导阀口时，螺杆继续下降也不会抵触到先导阀针上，避免了先导阀针卡死在先导阀口处，提高工作可靠性。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明优选实施例中先导式电子膨胀阀全闭状态下的结构示意图；
图2为本发明优选实施例中先导式电子膨胀阀先导阀口开启时的结构示意图；
图3为本发明优选实施例中先导式电子膨胀阀全开状态下的结构示意图；
图4为本发明优选实施例中先导式电子膨胀阀主阀口关闭时的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在以下实施例的描述中，出现诸如术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，本发明优选实施例提出的先导式电子膨胀阀，包括阀体1、主阀针5、先导阀针4、螺杆2和用于驱动所述螺杆2旋转的磁转子，先导式电子膨胀阀还包括限定出内腔30的套筒组件3，套筒组件3与螺杆2固定连接，主阀针5和先导阀针4分别滑动装配到套筒组件3上，内腔30中设有作用在主阀针5上的主弹簧51和作用在先导阀针4上的先导弹簧41，主阀针5上设有先导阀口50，阀体1上设有主阀口121，螺杆2通过套筒组件3分别带动先导阀针4和主阀针5运动以对应控制先导阀口50和主阀口121的开度。先导式电子膨胀阀在开阀时，螺杆2驱动套筒组件3，再由套筒组件3先后带动先导阀针4和主阀针5对应开启先导阀口50和主阀口121，由于主弹簧51装配在套筒组件3限定的内腔30中，主弹簧51的作用力不影响开阀驱动力，故而能有效减小了开阀阻力，提升了开阀性能；而且开阀阻力减小，也即减小了开阀需要克服的负荷，降低了对电机扭矩的要求，螺杆2可以采用较小的电机来驱动，在保证电子膨胀阀动作响应性和稳定性的基础上，降低了电子膨胀阀的设计难度和制造成本。
具体来说，上述的套筒组件3包括套筒32和固定设置在套筒32上部的衬套31，螺杆2固定连接到衬套31上，先导阀针4上部伸入衬套31的内孔中，衬套31带动先导阀针4向上移动并开启先导阀口50。优选的，该套筒32的上部敞开，衬套31压入其敞开处并固定，由此限定出内腔30；在衬套31上设置一内孔，该内孔为第一台阶孔311，先导阀针4上部设有与第一台阶孔311滑动配合的压套42，即先导阀针4带动压套42能在第一台阶孔311中自由的轴向滑动，实现运动导向，但在螺杆2带动套筒组件3向上移动过程中，当第一台阶孔311的底面与压套42底面相抵时能带动压套42一起运动，也即带动先导阀针4向上运动，从而开启先导阀口50；上述的螺杆2也固定连接到内孔中，但先导阀针4的上端与螺杆2的底端之间设有缓冲间隙6，该缓冲间隙6的大小要保证电子膨胀阀全闭时，螺杆2也不会接触到先导阀针4。
考虑到装配便利性，本实施例的压套42与先导阀针4分体成型，装配时，先将先导弹簧41套在先导阀针4上，先导阀针4上部伸入衬套31的第一台阶孔311中，再将压套42固定连接到先导阀针4上，然后再将螺杆2固定连接到衬套31上，最后将上述整体放入装有主阀针5和主弹簧51的套筒32中。当然，在本发明的其他实施例中，在装配工艺可以实现的情况下，压套与先导阀针可以一体成型。
在套筒32底部设有一通孔，主阀针5贯穿通孔设置，主阀针5上设有台阶53，套筒32底部与台阶53相抵，以带动主阀针5向上移动并开启主阀口121。主阀针5与套筒32底部的通孔滑动配合，即主阀针5相对通孔能够自由的轴向滑动，主阀针5的上部向外延伸形成台阶53，在螺杆2带动套筒组件3向上移动过程中，当套筒32底部与主阀针5的台阶53相抵时，套筒组件3便能带动主阀针5一起向上运动，从而开启主导阀口。
上述的主阀针5上设有与先导阀口50相通的第二台阶孔52，先导阀针4下部设有与第二台阶孔52滑动配合的限位凸台43，即限位凸台43相对第二台阶孔52能够自由的轴向滑动，如此能提高先导阀针4与主阀针5的同轴度，并且能在先导阀针4遭受制冷介质冲击时减少其振动。优选的，先导阀口50与第二台阶孔52之间还设有第三台阶孔54，先导阀针4下部侧面与第三台阶孔54壁之间留出一定间隙，以使制冷介质能够通过。先导阀针4部分装入主阀针5内部，容易装配且方便控制精度，结构紧凑。
上述的先导弹簧41套装在先导阀针4上，先导弹簧41下端与限位凸台43上端面相抵，先导弹簧41上端与所述衬套31底部相抵，如此装配，先导弹簧41上下端都不会干涉到先导阀针4的运动；衬套31底部为向内腔30凸出的凸台312，主弹簧51位于先导弹簧41外围，主弹簧51上部套在凸台312上，主弹簧51下端与主阀针5上端相抵，如此装配，主弹簧51上下端都不会干涉到主阀针5的运动。先导弹簧41和主弹簧51可以调节先导阀针4和主阀针5对阀口的关闭力，避免阀针和阀口损坏。
本实施例的先导式电子膨胀阀还包括导向套7，阀体1包括阀体本体11和固定设置在阀体本体11底部的阀口座12，上述主阀口121设在阀口座12上，导向套7下部固定连接在阀口座12上，套筒组件3位于导向套7内且与导向套7滑动配合，即套筒32相对导向套7可以自由的轴向滑动，实现套筒组件3运动时的导向，提升导向精度，保证主阀针5与主阀口121的同轴度。
工作原理：
参照图1，先导式电子膨胀阀全闭状态下，主阀针5在主弹簧51的弹性作用力下抵靠在主阀口121处，先导阀针4在先导弹簧41的弹性作用力抵靠在先导阀口50处，主阀口121和先导阀口50均为关闭状态，电子膨胀阀无流量。
参照图2，开阀时，电机驱动螺杆2旋转，螺杆2带动套筒组件3向上移动，当衬套31上的第一台阶孔311底面与压套42底面相抵时，带动压套42一起运动，也即带动先导阀针4向上运动，从而开启先导阀口50；该状态下，主阀针5的台阶53与套筒32底部仍有一定间隙，因此，主阀口121仍为关闭状态，先导阀口50打开，使得主阀口121两端的压差减小。
参照图3，螺杆2继续往上运动，当套筒32底部与主阀针5的台阶53相抵时，套筒组件3便能带动主阀针5一起向上运动，从而开启主阀口121；衬套31上的第一台阶孔311底面与压套42底面仍处于相抵状态，此时的主阀口121流量可以调节，并且先导阀口50不影响主阀口121的流量控制精度。
参照图4，关阀时，电机驱动螺杆2反向旋转，螺杆2带动套筒组件3向下移动，主阀针5随着套筒组件3一起向下移动，直至主阀针5抵靠主阀口121，套筒32底部与主阀针5的台阶53分离后，主阀针5在主弹簧51的弹性作用力抵靠在主阀口121处并保持；此时的先导阀口50仍处于打开状态。
参照图1，螺杆2继续往下运动，衬套31上的第一台阶孔311底面与压套42底面分离，先导阀针4在先导弹簧41的弹性作用力抵靠在先导阀口50处并保持，由此，主阀口121和先导阀口50均为关闭状态，电子膨胀阀无流量；由于先导阀针4的上端与螺杆2的底端之间设有缓冲间隙6，在先导阀针4关闭先导阀口50时，螺杆2继续下降也不会抵触到先导阀针4上，避免了先导阀针4卡死在先导阀口50处，提高工作可靠性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种先导式电子膨胀阀，包括阀体、主阀针、先导阀针、螺杆和用于驱动所述螺杆旋转的磁转子，其特征在于，所述先导式电子膨胀阀还包括限定出内腔的套筒组件，所述套筒组件与所述螺杆固定连接，所述主阀针和先导阀针分别滑动装配到所述套筒组件上，所述内腔中设有作用在主阀针上的主弹簧和作用在先导阀针上的先导弹簧，所述主阀针上设有先导阀口，所述阀体上设有主阀口，所述螺杆通过套筒组件分别带动先导阀针和主阀针运动以对应控制所述先导阀口和主阀口的开度。
2.如权利要求1所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述套筒组件包括套筒和固定设置在套筒上部的衬套，所述螺杆固定连接到衬套上，所述先导阀针上部伸入所述衬套的内孔中，所述衬套带动先导阀针向上移动并开启先导阀口。
3.如权利要求2所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述内孔为第一台阶孔，所述先导阀针上部设有与第一台阶孔滑动配合的压套。
4.如权利要求3所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述压套与先导阀针一体成型；或者压套与先导阀针分体成型，所述压套固定连接到先导阀针上。
5.如权利要求2所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述先导阀针的上端与所述螺杆的底端之间设有缓冲间隙。
6.如权利要求2所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述套筒底部设有通孔，所述主阀针贯穿通孔设置，所述主阀针上设有台阶，所述套筒底部与台阶相抵，以带动主阀针向上移动并开启主阀口。
7.如权利要求2至6之一所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述主阀针上设有与所述先导阀口相通的第二台阶孔，所述先导阀针下部设有与第二台阶孔滑动配合的限位凸台。
8.如权利要求7所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述先导弹簧套装在先导阀针上，所述先导弹簧下端与所述限位凸台相抵，所述先导弹簧上端与所述衬套底部相抵。
9.如权利要求7所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述衬套底部为向内腔凸出的凸台，所述主弹簧位于先导弹簧外围，主弹簧上部套在凸台上，主弹簧下端与主阀针上端相抵。
10.如权利要求1至6之一所述的先导式电子膨胀阀，其特征在于，所述先导式电子膨胀阀还包括导向套，所述阀体包括阀体本体和固定设置在阀体本体底部的阀口座，所述主阀口设在阀口座上，所述导向套下部固定连接在阀口座上，所述套筒组件位于导向套内且与导向套滑动配合。
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