CN107917276A - 电子膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

发明提供了一种电子膨胀阀，包括阀体、阀针、螺母组件和螺杆，阀体上设置有阀座，阀座包括有阀口，螺母组件固定设置在阀体内，且螺母组件的另一端与阀座固定连接，螺母组件与阀座之间形成内阀腔，螺母组件与阀体之间形成外阀腔，阀体上设置有横向出口，横向出口与外阀腔连通，外阀腔和内阀腔之间通过横向流道连通，阀针随螺杆沿螺母组件的轴向运动以调节阀口的开口大小，阀针外固定设置有遮挡环，遮挡环伸入内阀腔内，并向阀座的阀口延伸，遮挡环的底部平齐或越过横向流道的底部，并与阀口之间保持预定距离。根据本发明的电子膨胀阀，可以解决现有技术中制冷剂进入阀腔时在阀针周侧形成绕流导致阀针产生振动噪音的问题。

Description

电子膨胀阀
技术领域
本发明涉及膨胀阀技术领域，特别是涉及一种应用于空调机、冰箱等制冷系统中的电子膨胀阀。
背景技术
在空调市场，由于其室内机与室外机距离较远，因此一般会采用两个电子膨胀阀，而且这两个电子膨胀阀必须分别并联单向阀，如此才能最大限度地提高空调系统的工作效率。
在电子膨胀阀工作的过程中，当制冷剂正向流动时，会首先打开阀针，然后经过阀座芯上的通道之后从小阀座上的主阀口流出。当制冷剂反向流动时，会出现制冷剂瞬时冲击阀座芯，使阀座芯在小阀座内滑动，进而冲击阀针，使阀针对螺杆和螺母之间的配合造成冲击。
在申请号为CN201010515234.1的中国发明专利申请中公开了一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀包括阀座、阀针、横向流道和竖向流道，阀针滑动设置在阀座的阀腔内，以打开或者关闭阀座上的阀口，当电子膨胀阀处于工作状态下，阀针需要根据工作状况调节阀口的开口大小，因此阀针一般锥头部分设置在阀口内，在制冷剂正向流动过程中，制冷剂从竖向流道流入阀腔内，此时阀针位于制冷剂的流动路径上，因此制冷剂会围绕阀针形成绕流，直接对阀针形成冲击，导致阀针振动产生噪音。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子膨胀阀，以解决现有技术中制冷剂进入阀腔时在阀针周侧形成绕流导致阀针产生振动噪音的问题。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种电子膨胀阀，包括阀体、阀针、螺母组件和螺杆，阀体上设置有阀座，阀座包括有阀口，螺母组件固定设置在阀体内，且螺母组件的另一端与阀座固定连接，螺母组件与阀座之间形成内阀腔，螺母组件与阀体之间形成外阀腔，阀体上设置有横向出口，横向出口与外阀腔连通，外阀腔和内阀腔之间通过横向流道连通，螺杆转动设置在螺母组件内，阀针设置在螺杆上，并随螺杆沿螺母的轴向运动以调节阀口的开口大小，阀针外固定设置有遮挡环，遮挡环伸入内阀腔内，并向阀座的阀口延伸，遮挡环的底部平齐或越过横向流道的底部，并与阀口之间保持预定距离。
有关本申请权利要求1-9的技术方案将在具体实施方式部分详细阐述。本发明的其他细节如下所述，申请人有权保留其保护之权利：
10.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(2)沿远离所述阀口(5)的方向依次包括小锥面段(9)、大锥面段(10)和圆柱段(11)，当所述阀针(2)沿远离所述阀口(5)的方向运动形成达到三分之一时，所述遮挡环(8)完全遮挡所述圆柱段(11)。
11.根据权利要求10所述的电子膨胀阀，其特征在于，与所述大锥面段(10)相接的所述圆柱段(11)，其当量横截面积小于或等于所述阀口(5)面积的3倍。
12.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀口(5)与所述阀针(2)接触的一端开口为与所述阀针(2)形状相匹配的圆锥形。
13.根据权利要求1或12所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的下端外周面为锥形。
14.根据权利要求13所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)下端的锥角与所述阀口(5)的锥角之差小于或等于10度。
15.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)和所述套筒(14)的内周壁之间形成圆环截面，所述圆环截面的最小截面面积为所述阀口(5)面积的2到3倍。
16.根据权利要求2或15所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)和所述套筒(14)的内周壁之间形成圆环截面，所述圆环截面的最大截面面积为所述阀口(5)面积的10倍。
17.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(2)局部中空，所述螺杆(4)套设在所述阀针(2)的中空部分内，所述阀针(2)与所述螺杆(4)之间设置有弹簧(12)，所述弹簧(12)的一端抵接所述螺杆(4)，另一端抵接所述阀针(2)。
18.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述横向流道(7)的当量流通面积小于或等于阀口(5)面积的6倍。
19.根据权利要求15所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的底部越过所述横向流道(7)的底部，越过的长度大于或等于所述圆环截面的单边宽度。
20.根据权利要求15所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的底部越过所述横向流道(7)的底部的长度大于或等于所述圆环截面的单边宽度的3倍。
21.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的末端外周横截面积不大于所述阀口(5)面积的5倍。
22.根据权利要求3、4或21所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(2)的小径段的横截面积不大于所述阀口(5)面积的4倍。
23.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述横向出口(15)的中心线高度高于所述横向流道(7)的中心线高度。
本发明的电子膨胀阀，在阀针外套设有遮挡环，遮挡环向阀口延伸，且遮挡环的底部平齐或越过横向流道的底部，在流体经阀口节流后进入内阀腔，然后从横向流道流出至外阀腔，之后经由外阀腔从横向出口流出。流体从阀口竖直进入内阀腔，节流后从横向通道流出，在此过程中，在遮挡环的作用下，可以降低流体因圆柱绕流原因引起的阀针振动噪音。
附图说明
图1示意性示出了本发明第一实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图2示意性示出了本发明第二实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图3示意性示出了本发明第三实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图4示意性示出了本发明第四实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图5示意性示出了本发明第五实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图6示意性示出了本发明第六实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图7示意性示出了本发明第七实施例的电子膨胀阀的剖视结构图；
图8示意性示出了本发明第八实施例的电子膨胀阀的剖视结构图。
图中附图标记：1、阀体；2、阀针；3、螺母；4、螺杆；5、阀口；6、内阀腔；7、横向流道；8、遮挡环；9、小锥面段；10、大锥面段；11、圆柱段；12、弹簧；13、外阀腔；14、套筒；15、横向出口；16、阀座。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参考图1，根据本发明的第一实施例，电子膨胀阀包括阀体1、阀针2、螺母组件和螺杆4，阀体1上设置有阀座16，阀座16包括有阀口5，螺母组件固定设置在阀体1内，且螺母组件的另一端与阀座16固定连接，螺母组件与阀座16之间形成内阀腔6，螺母组件与阀体1之间形成外阀腔13，阀体1上设置有横向出口15，横向出口15与外阀腔13连通，外阀腔13和内阀腔6之间通过横向流道7连通，螺杆4转动设置在螺母组件内，阀针2设置在螺杆4上，并随螺杆4沿螺母组件的轴向运动以调节阀口5的开口大小，阀针2外固定设置有遮挡环8，遮挡环8伸入内阀腔6内，并向阀座16的阀口5延伸，遮挡环8的底部平齐或越过横向流道7的底部，并与阀口5之间保持预定距离。
本发明的电子膨胀阀，在阀针2外套设有遮挡环8，遮挡环8向阀口5延伸，且遮挡环8的底部平齐或越过横向流道7的底部，在流体经阀口5节流后进入内阀腔6，然后从横向流道7流出至外阀腔13，之后经由外阀腔13从横向出口15流出。流体从阀口5竖直进入内阀腔6，节流后从横向流道7流出的过程中，在遮挡环8的作用下，可以降低流体因圆柱绕流原因引起的阀针振动噪音。
在本实施例中，螺母组件包括螺母3和套筒14，螺母3与阀体1固定连接，套筒14的一端固定连接在阀座16上，横向流道7位于套筒14上。螺母3和套筒14可以分开成型之后固定连接，也可以一体成型，或者是分体设置，套筒14与阀座16之间形成上述的内阀腔6。将螺母组件分为螺母3和套筒14，可以根据实际需要对螺母组件进行配合，从而选择合适的螺母组件成型方式，能够根据电子膨胀阀的工作需要选择合适的配合方式，提高螺母组件的工作精度，降低螺母组件的加工难度和加工成本。
优选地，遮挡环8与阀针2之间间隙配合，该间隙配合是机械公差配合关系意义上的配合，名义直径相等，公差不同。由于遮挡环8是套设在阀针2外的，当流体从阀口5处进入内阀腔6时，可以通过遮挡环8与阀针2之间的周向间隙将遮挡环8的振动与阀针2相隔离，进一步降低流体在阀针2外绕流所引起的阀针振动噪音。
优选地，阀针2沿远离阀口5的方向依次包括小锥面段9、大锥面段10和圆柱段11，当阀针2沿远离阀口5的方向运动行程达到三分之一时，遮挡环8完全遮挡圆柱段11。一般在阀针2沿远离阀口5的方向运动到行程的三分之一位置处时开始形成有噪音，此时遮挡阀针2的圆柱段11，可以使圆柱绕流影响更小。优选地，当阀针2沿远离阀口5的方向运动行程达到三分之一时，遮挡环8完全遮挡大锥面段，可以使圆柱绕流影响进一步减小。
阀针2的圆柱段11具有台阶，台阶的小端与大锥面段10连接。由于遮挡环8内的气流流动很小，因此可以减小气流对阀针2的台阶的冲击，降低气流对阀针2的冲击，降低圆柱绕流对阀针2所造成的不利影响。
优选地，与大锥面段10相接的圆柱段11，其当量横截面积小于或等于阀口5面积的3倍，从而可以降低气流对阀针2的冲击面积，减少气流流动对阀针2所带来的振动影响，进一步降低电子膨胀阀的工作噪音。
优选地，阀口5与阀针2接触的一端开口为与阀针2形状相匹配的圆锥形。将阀口与阀针2接触的一端开口设置为圆锥形，可以使得阀针2与阀口5之间形成更加均匀的环形流道，使得气流更加方便地沿环形流道流入到内阀腔6内，从而进一步降低流体噪音。
优选地，遮挡环8的下端外周面为锥形。由于遮挡环8的下端靠近阀口5，因此将遮挡环8的下端外周面设置为锥形，可以降低遮挡环8对流体的影响，增加流体流经阀口5时的流畅性，降低流体噪音。
优选地，遮挡环8下端的锥角小于或等于10度，可以使流体的流动更加顺畅，从而进一步降低流体对阀针2的冲击作用，降低流体噪音。
遮挡环8和套筒14的内周壁之间形成圆环截面，圆环截面的最小截面面积为阀口5面积的2到3倍。
在本实施例中，螺杆4的局部中空，阀针2可移动地设置在螺杆4的中空部分，螺杆4的中空部分内设置有弹簧12，弹簧12的一端抵接螺杆4，另一端抵接阀针2，阀针2上具有限定阀针2在螺杆4内的运动位置的限位结构。
优选地，阀针2局部中空，螺杆4套设在阀针2的中空部分内，阀针2与螺杆4之间设置有弹簧12，弹簧12的一端抵接螺杆4，另一端抵接阀针2。
优选地，横向流道7的当量流通面积小于或等于阀口5面积的3倍。
优选地，遮挡环8的底部越过横向流道7的底部，越过的长度大于或等于圆环截面的单边宽度。这样可以使阀口5处的流体流动基本均匀，降低流动噪音。
优选地，遮挡环8的底部越过横向流道7的底部的长度大于或等于圆环截面的单边宽度的3倍，可以较大程度地减少阀针2工作过程中受到气流冲击所产生的振动作用，使得阀针2工作时所产生的噪音较小，有利于实现静音空调。
优选地，遮挡环8的末端外周横截面积不大于阀口5面积的5倍。该数值应该尽可能的小，以降低介质节流后高速流动的冲击面积。
优选地，内阀腔6横截面积不大于阀口5面积的10倍。
优选地，横向流道7的当量流通面积小于或等于阀口5面积的6倍。
遮挡环8的底部越过横向流道7的底部，越过的长度大于或等于圆环截面的单边宽度。
优选地，遮挡环8的底部越过横向流道7的底部的长度大于或等于圆环截面的单边宽度的3倍。
优选地，遮挡环8的末端外周横截面积不大于阀口5面积的5倍。
优选地，阀针2的小径段的横截面积不大于阀口5面积的4倍。
优选地，横向出口15的中心线高度高于横向流道7的中心线高度。
结合参见图1所示，在本实施例中套筒14的一端与螺母3固定连接，另一端与阀座16固定连接，横向流道7开设在套筒14的侧壁上。横向流道7例如为圆孔，横向流道7可以为一个或多个，当横向流道7为多个时，多个横向流道7沿套筒14的周向均匀分布，从而使流体能够从各个横向流道7处均匀地从内阀腔6流动到外阀腔13内，提高流体的流动效率。
在本实施例中，螺母3和套筒14套接，从而便于实现套筒14在螺母3上的安装和拆卸，提高套筒14装拆的便利性，提高套筒14的可维护性。套筒14与阀座16之间为螺纹固定连接，或者直接套接在阀座16外。
优选地，遮挡环8固定设置在套筒14内，阀针2包括大径段和小径段，大径段与套筒14的内径配合，小径段与遮挡环8的内径配合。
结合参见图2所示，根据本发明的第二实施例的电子膨胀阀，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，套筒14的一端固定套接在螺母3内，另一端与阀座16之间一体成型。
结合参见图3所示，根据本发明的第三实施例的电子膨胀阀，其与第二实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，在本实施例中，套筒14具有阶梯状内孔，遮挡环8固定设置在阶梯状内孔的大孔段，并与阶梯状内孔的台阶相抵接，从而可以方便地对遮挡环8在套筒14内的固定安装进行定位，提高遮挡环8安装时的便利性，提高遮挡环8的安装效率。遮挡环8可以具有外螺纹，套筒14的大孔段可以具有内螺纹，遮挡环8螺接在套筒14内。
结合参见图4所示，根据本发明的第四实施例的电子膨胀阀，其与第一实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，遮挡环8连接在螺母3和套筒14之间，阀针2包括大径段和小径段，大径段与螺母3的内径配合，小径段和遮挡环8的内径配合。
在本实施例中，遮挡环8的一端固定设置在螺母3内，套筒14沿轴向与遮挡环8间隔设置，该间隔形成横向流道7。本实施例中的螺母3和套筒14是沿轴向分开设置的，两者的轴向间隙处设置有遮挡环8，遮挡环8与螺母3之间固定连接，且与套筒14之间是间隔设置的，只需要通过螺母3对遮挡环8进行安装定位即可，可以降低遮挡环8的安装难度。
在本实施例中，遮挡环8具有轴向凸起，该轴向凸起具有外螺纹，螺母具有内螺纹，该遮挡环8的轴向凸起与螺母3之间螺接，形成于螺母3之间的安装固定。此外，由于遮挡环8与套筒14之间为间隔设置，两者之间设置有周向间隙，该周向间隙形成上述的横向流道7。
结合参见图5所示，根据本发明第五实施例的电子膨胀阀，其与第四实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，遮挡环8的一端套设在螺母3内，另一端套设在套筒14外，螺母3和套筒14配合对遮挡环8压紧固定。当然，螺母3和套筒14与遮挡环8之间也可以为螺纹连接，或者两者之中至少有一个与遮挡环8之间是螺纹连接，从而提高遮挡环8安装定位的稳定性和可靠性。
在本实施例中，遮挡环8固定设置在螺母3中，阀针2包括大径段和小径段，大径段与螺母3的内径配合，小径段和遮挡环8的内径配合。
优选地，在图中未示出的一个实施例当中，遮挡环8固定设置在套筒14内，阀针2包括大径段和小径段，大径段与螺母3的内径配合，小径段与遮挡环8的内径配合。
结合参见图6所示，根据本发明的第六实施例的电子膨胀阀，其与第五实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，套筒14与阀座16一体成型，套筒14的内孔为台阶孔，遮挡环8设置在套筒14内，并止挡在台阶孔的台阶上。遮挡环8可以通过螺栓连接等方式固定设置在套筒14内。
结合参见图7所示，根据本发明的第七实施例的电子膨胀阀，其与第六实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，套筒14与遮挡环8之间一体成型，套筒14与阀座16之间分开成型，之后用螺栓固定连接在一起。该种结构可以降低套筒14与阀座16的成型难度，提高加工效率，降低加工成本。
结合参见图8所示，根据本发明的第八实施例的电子膨胀阀，其与第六实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，套筒14、阀座16与遮挡环8之间一体成型，由于三者之间一体成型，在加工过程中的参考坐标点一致，因此加工出来的套筒14、阀座16与遮挡环8之间具有更好的一致性，能够更好地保证加工精度，且可以更进一步地保证三者之间的同轴度，保证阀针2的运动精度。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，其特征在于，包括阀体(1)、阀针(2)、螺母组件和螺杆(4)，所述阀体(1)上设置有阀座(16)，所述阀座(16)包括有阀口(5)，所述螺母组件固定设置在所述阀体(1)内，且所述螺母组件的另一端与所述阀座(16)固定连接，所述螺母组件与所述阀座(16)之间形成内阀腔(6)，所述螺母组件与所述阀体(1)之间形成外阀腔(13)，所述阀体(1)上设置有横向出口(15)，所述横向出口(15)与所述外阀腔(13)连通，所述外阀腔(13)和所述内阀腔(6)之间通过横向流道(7)连通，所述螺杆(4)转动设置在所述螺母组件内，所述阀针(2)设置在所述螺杆(4)上，并随所述螺杆(4)沿所述螺母组件的轴向运动以调节所述阀口(5)的开口大小，所述阀针(2)外固定设置有遮挡环(8)，所述遮挡环(8)伸入所述内阀腔(6)内，并向所述阀座(16)的阀口(5)延伸，所述遮挡环(8)的底部平齐或越过所述横向流道(7)的底部，并与所述阀口(5)之间保持预定距离。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母组件包括螺母(3)和套筒(14)，所述螺母(3)与所述阀体(1)固定连接，所述套筒(14)的一端固定连接在所述阀座(16)上，所述横向流道(7)位于所述套筒(14)上。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)固定设置在套筒(14)内，所述阀针(2)包括大径段和小径段，所述大径段与所述套筒(14)的内径配合，所述小径段与所述遮挡环(8)的内径配合。
4.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)固定设置在套筒(14)内，所述阀针(2)包括大径段和小径段，所述大径段与所述螺母(3)的内径配合，所述小径段与所述遮挡环(8)的内径配合。
5.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母(3)和所述套筒(14)套接。
6.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)固定设置在所述螺母(3)中，所述阀针(2)包括大径段和小径段，所述大径段与所述螺母(3)的内径配合，所述小径段和所述遮挡环(8)的内径配合。
7.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)连接在所述螺母(3)和所述套筒(14)之间，所述阀针(2)包括大径段和小径段，所述大径段与所述螺母(3)的内径配合，所述小径段和所述遮挡环(8)的内径配合。
8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的一端套设在所述螺母(3)内，另一端套设在所述套筒(14)外，所述螺母(3)和所述套筒(14)配合对所述遮挡环(8)压紧固定。
9.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述遮挡环(8)的一端固定设置在所述螺母(3)内，所述套筒(14)沿轴向与所述遮挡环(8)间隔设置，该间隔形成所述横向流道(7)。
10.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针(2)沿远离所述阀口(5)的方向依次包括小锥面段(9)、大锥面段(10)和圆柱段(11)，当所述阀针(2)沿远离所述阀口(5)的方向运动形成达到三分之一时，所述遮挡环(8)完全遮挡所述圆柱段(11)。
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