CN108343749B

CN108343749B - 一种电子膨胀阀

Info

Publication number: CN108343749B
Application number: CN201710059254.4A
Authority: CN
Inventors: 王定军; 詹少军; 胡煜刚
Original assignee: Zhejiang Dunan Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Dunan Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: CN108343749A

Abstract

本发明提供了一种电子膨胀阀，包括：阀体组件，所述阀体组件底部设置带内锥形阀口的阀座，所述阀体组件内设置与所述阀座的阀口对应的阀体；所述阀体为通孔结构并在阀体内设置第一腔体；与所述阀体内环固定连接的阀针轴，所述阀针轴顶部区域外环设置弹性组件，弹性组件包括弹簧套，所述弹性组件顶部连接螺杆；所述螺杆外设置螺母组件；与所述阀体外环密封滑动连接的导向套，所述导向套顶部与所述螺母组件连接，所述导向套内环、所述阀体顶壁与所述弹簧套外环构成第二腔体；所述阀针轴上设置用于连通所述第二腔体与所述第一腔体的平衡通道。阀芯在阀体各个腔体内压力平衡，可有效减少转子负载力，提高样件开阀能力，尤其在大口径阀体上有明显优势。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

本发明涉及一种电子膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀作为一种新型的控制元件，早已经突破了节流机构的概念，它是制冷系统智能化的重要环节，也是制冷系统优化得以真正实现的重要手段和保证，也是制冷系统机电一体的象征，已经被应用在越来越多的领域中。

现结合图1来说明直动式电子膨胀阀的具体结构，该电子膨胀阀包括阀座1′、与阀座1′焊接形成阀腔的壳体2′；该阀腔内设置有与阀座1′固定连接的导向螺母3′、与所导向螺母3′螺旋传动连接的阀杆4′，阀杆4′的一端设置有阀针5′，另一端与转子6′固连。阀座1′具有锥形阀口11′，并配置成：在电子膨胀阀的全闭状态下(阀口开度为0时)，阀针5′与锥形阀口11′的锥面形成密封副；在电子膨胀阀的非全闭状态下(阀口开度大于0时)，介质通过锥形阀口11′在开设于阀体1′的介质流通孔12′和13′之间流通。其中，介质流通孔12′和13′分别用于与第一外接管7′和第二外接管8′连通。

电子膨胀阀的工作原理为：转子6′在定子绕组的作用下，带动阀杆4′旋转，阀杆4′的旋转运动经由与导向螺母3′的螺旋传动变换为阀针5′的直线运动，通过调整阀针5′的直线位移量来调整电子膨胀阀的阀口开度。

由于第一外接管7′和第二外接管8′内介质存在压力差，阀杆4′在锥形阀口11′处将受到轴向压力载荷，经试验表明，该轴向压力载荷的大小与阀口直径的平方成正比。因此，对于大阀口的电子膨胀阀而言，该轴向压力载荷的存在大大的增加了导向螺母3′和阀杆4′螺旋传动的阻力。调整阀口开度时，需要采用较大功率步进电机方可克服该阻力，这样增大了电子膨胀阀整体的制造成本和设计尺寸。此外，较大的螺旋传动阻力增加了螺纹副的磨损，缩短了电子膨胀阀的使用寿命。

所以，针对目前现有电子膨胀阀,当阀处于全关状态时，存在因阀口密封面两端冷媒压力差而导致的压差力，该压差力进一步作用到螺纹及转子上，影响开阀性能；因此，随着阀口径和开阀压力增大，尤其是大口径阀，易会现开阀力不足，开阀可靠度降低的情况，影响产品正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子膨胀阀，以解决目前电子膨胀阀，尤其是大口径阀，易会现开阀力不足，开阀可靠度降低的情况，影响产品正常工作的问题。

为解决上述技术问题，作为本发明的提供了一种电子膨胀阀，包括：

阀体组件，所述阀体组件底部设置带内锥形阀口的阀座，所述阀体组件内设置有与所述阀座的阀口对应的阀头；所述阀头为通孔结构并在阀头内设置第一腔体；

与所述阀头内环固定连接的阀针轴，所述阀针轴顶部区域外环设置弹性组件，所述弹性组件包括弹簧套，所述弹性组件顶部连接螺杆；所述螺杆外设置螺母组件；

与所述阀头外环密封滑动连接的导向套，所述导向套顶部与所述螺母组件连接，所述导向套内环、所述阀头顶壁与所述弹簧套外环构成第二腔体；所述阀针轴上设置用于连通所述第二腔体与所述第一腔体的平衡通道。

进一步地，所述螺母组件包括：螺母座及底部设置连接环的连接片；所述连接片的连接环内环与所述弹性组件顶部外环密封滑动配合；所述连接片的连接环外环与所述导向套内环固定连接；或，

所述螺母组件与所述导向套为一体结构；所述导向套顶部区域内环与所述弹性组件顶部外环密封滑动配合。

进一步地，所述导向套包括与所述弹性组件外环密封滑动配合的上导向段及与所述阀头外环密封滑动配合的下导向段；其中，

所述上导向段上端部区域外环与螺母组件的内环密封连接；所述下导向段下端部区域设置多个泄流槽。

进一步地，所述上导向段上端部区域外环与螺母组件的内环之间设置第二密封件。

进一步地，所述导向套包括密封焊接在所述阀体组件内的连接套和衬套，所述连接套包括用于与所述阀头外环密封滑动配合的导向段和位于所述导向段外侧的台阶孔；

所述衬套内环与所述弹性组件外环密封滑动配合，所述衬套顶部外环与所述螺母组件内环密封连接；所述衬套还设置有固定在所述台阶孔上的定位凸环。

进一步地，所述阀头外环与所述导向套之间设置第一密封件。

进一步地，所述阀针轴为通孔结构；

所述平衡通道包括所述阀针轴内的芯轴通孔，及设置在所述阀针轴上用于连通所述芯轴通孔与所述第二腔体的第一平衡孔和第二平衡孔。

进一步地，所述弹性组件包括设置在所述阀针轴外环上的弹性元件，所述弹簧套设置在所述弹性元件外。

进一步地，所述阀体组件包括：

用于连接第一外媒的第一连接端和用于连接第二外媒的第二连接端的阀体和设置在所述阀体上的壳体；

所述阀头内的第一连接端连通第一腔体，所述第二连接端连接第三腔体。

与现有技术相比，本发明的有意效果在于：

本发明提供的一种电子膨胀阀，包括：阀体组件，所述阀体组件底部设置带内锥形阀口的阀座，所述阀体组件内设置与所述阀座的阀口对应的阀体；所述阀体为通孔结构并在阀体内设置第一腔体；与所述阀体内环固定连接的阀针轴，所述阀针轴顶部区域外环设置弹性组件，所述弹性组件顶部连接螺杆；所述螺杆外设置螺母组件；与所述阀体外环密封滑动连接的导向套，所述导向套顶部与所述螺母组件连接，所述导向套内环、所述阀体顶壁与所述阀针轴外环构成第二腔体；所述阀针轴上设置用于连通所述第二腔体与所述第一腔体的平衡通道。阀芯在阀体各个腔体内压力平衡，可有效减少转子负载力，提高样件开阀能力，尤其在大口径阀体上有明显优势。

附图说明

图1示意性示出了现有直动式电子膨胀阀的结构示意图；

图2示意性示出了本发明的实施例一中该电子膨胀阀的部分分解结构示意图；

图3示意性示出了本发明的实施例一中该电子膨胀阀部分组装后的各个腔体的结构示意图；

图4示意性示出了本发明的实施例一中该电子膨胀阀部分组装后的结构示意图；

图5示意性示出了本发明的实施例一中电子膨胀阀的螺母座的结构示意图；

图6示意性示出了本发明的实施例一中电子膨胀阀的螺母组件与导向套连接的分解示意图；

图7示意性示出了本发明的实施例一中电子膨胀阀的螺母组件与导向套连接后的结构示意图；

图8示意性示出了本发明的实施例一中电子膨胀阀组装后的剖视示意图；

图9示意性示出了本发明的实施例一中另一结构的电子膨胀阀部分组装后的剖视示意图；

图10示意性示出了本发明的实施例二中该电子膨胀阀的部分分解结构示意图；

图11示意性示出了本发明的实施例二中该电子膨胀阀部分组装后的各个腔体的结构示意图；

图12示意性示出了本发明的实施例二中该电子膨胀阀部分组装后的结构示意图；

图13示意性示出了本发明的实施例二中电子膨胀阀组装后的剖视示意图；

图14示意性示出了本发明的实施例三中该电子膨胀阀的部分分解结构示意图；

图15示意性示出了本发明的实施例三中该电子膨胀阀部分组装后的各个腔体的结构示意图；

图16示意性示出了本发明的实施例三中电子膨胀阀组装后的剖视示意图。

图中附图标记：1、阀体；11、阀座；12、第三腔体；13、壳体；2、阀头；21、阀通孔；22、第一腔体；23、第一密封件；3、阀针轴；31、芯轴通孔；32、第一平衡孔；33、第二平衡孔；34、第二腔体；4、弹性元件；41、弹簧套；5、螺杆；6、螺母座；61、连接片；62、螺母连接板；7、导向套；71、上导向段；72、下导向段；73、泄流槽；74、第二密封件；75、连接套；76、导向段；77、台阶孔；78、衬套；79、定位凸环。

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。

实施例一

请参考图2-图9所示，本发明实施例提供一种电子膨胀阀，包括：阀体组件、阀头2、阀针轴3、弹性组件、螺杆5、螺母组件和导向套7。

阀体组件包括用于连接第一外媒的第一连接端和用于连接第二外媒的第二连接端的阀体1和设置在阀体上的壳体13，阀体1内的第一连接端连通第一腔体22，第二连接端连接第三腔体12。阀针轴3为通孔结构；平衡通道包括阀针轴3内的芯轴通孔31，及设置在阀针轴3上用于连通芯轴通孔31与第二腔体34的第一平衡孔32和第二平衡孔33。弹性组件包括设置在阀针轴3外环上的弹性元件4，及设置在弹性元件4外的弹簧套41。

阀体1内的第一连接端连通第一腔体22，第二连接端连接第三腔体12。阀体组件底部设置带内锥形阀口的阀座11，阀体组件内设置有与阀座11的阀口对应的阀头2；阀头2为通孔结构并在阀头2内设置第一腔体22。

阀针轴3外环与阀头2内环固定连接，阀针轴3顶部区域外环设置弹性组件，弹性组件顶部连接螺杆5；螺杆5外设置螺母组件。

阀头2外环密封滑动连接的导向套7，导向套7顶部与螺母组件连接，导向套7内环、阀头2顶壁与弹簧套41外环构成第二腔体34；阀针轴3上设置用于连通第二腔体34与第一腔体22的平衡通道。

阀头2内设置阀通孔21，阀头2内形成第一腔体22；该电子膨胀阀封闭时，阀头2与阀座11的阀口可以密封连接，阀头2外环与导向套7密封滑动连接，所以阀头2内的第一腔体22与第三腔体12不连通，而在阀头2内的第一腔体22与第二腔体34连通，所以阀头2所处的内各个腔体内压力平衡，可有效减少转子负载力，提高样件开阀能力，尤其在大口径阀头上有明显优势。

螺母组件与导向套可以是一体结构，也可以是分体结构，螺母组件与导向套分体结构为，如图6-图8所示，螺母组件包括：螺母座6及底部设置连接环的连接片61；连接片61的连接环内环与弹性组件顶部外环密封滑动配合；连接片61的连接环外环与导向套7内环固定连接。

螺母组件与导向套一体结构为，如图9所示，螺母组件与导向套7为一体结构；导向套7顶部区域内环与弹性组件顶部外环密封滑动配合。

螺母组件通过连接环与导向套7固定连接，该结构便于螺母组件、连接环和导向套7的结构件单独制成，维修拆卸方便，若将或螺母组件与导向套7设置成一体结构，可以便于将螺母组件和导向套一起制造。

本发明的结构原理为：如图2-图9所示，该电子膨胀阀主要设置一种阀头自平衡结构，在电子膨胀阀中设置平衡通道。该平衡通道可以连通第一腔体22和第二腔体34；平衡通道包括芯轴通孔31、第一平衡孔32和第二平衡孔33，因为当阀全关时，第一腔体22与第二腔体34可实时贯通；阀针轴3与阀头2固连；在阀头2与导向套7间设置第一密封件23，阀头2外环与导向套7内环密封导向配合，因而两者间形成导向且密封作用，使阀体1内的第三腔体12内冷媒与阀头2的第一腔体22不贯通；导向套7另一端与螺母组件固定连接或者一体，导向套7内孔上端口径与弹簧套41外径相等，下端口径与阀头2外径基本一致；螺母组件的连接片61与阀体1固连且密封，导向套7内孔与弹簧套41导向配合，与阀头2导向配合；综上，可保证阀头2两端冷媒压力一致，且有效作用面积相同，根本上解决压力差问题，提高产品开阀能力。

该实施例一中电子膨胀阀的优点为：

阀芯在阀体各腔体内压力平衡，可有效减少转子负载力，提高样件开阀能力，尤其在大口径阀体上有明显优势。极大程度上提高产品逆向开阀压差能力。密封座导向孔孔径可随阀口径灵活调整，便于系列拓展。

该实施例一电子膨胀阀工作原理：可参照背景技术中电子膨胀阀的原理，该电子膨胀阀也主要由阀体组合件和线圈组合件组成，阀体组合件包括阀针部件、转子部件、螺杆部件以及阀体部件；其中，阀体部件包括阀头以及与其配合的冷媒平衡及内漏密封结构。工作时，转子在外部线圈的驱动下进行旋转，将力矩传递给螺杆，螺杆与螺母座螺纹副作用将旋转运动转化为直线运动，从而推动阀头及其组件作轴向运行，实现开关阀；因阀头平衡通道作用，可保证阀头在阀体各腔体内压力平衡，提高样件开阀能力。

实施例二

如图10-图13，本发明实施例提供一种电子膨胀阀，包括：阀体组件、阀头2、阀针轴3、弹性组件、螺杆5、螺母组件和导向套7。

螺母组件包括：螺母座6及的螺母连接板62；导向套7包括与弹性组件外环密封滑动配合的上导向段71及与阀头2外环密封滑动配合的下导向段72；其中，上导向段71上端部区域外环与螺母组件的内环密封连接；下导向段72下端部区域设置多个泄流槽73。下导向段72下端部与阀座配合导向，提高阀头和阀座的配合精度。

上导向段71上端部区域外环与螺母组件的内环之间设置第二密封件74。

其他结构可以参照实施例一的描述，在此不再赘述。

本发明实施例二的结构原理为：如图10-图13，该实施例二与实施例一的主要区别在于导向套7的结构设计，该导向套7其一端套装于螺母组件内，并通过设置在螺母组件与导向套7间的第二密封件74进行密封连接，另一端设有泄流槽73，泄流槽73与阀座11抵触；导向套7内设有上导向段71和下导向段72，其上导向段71内环与阀头2外环密封导向配合，下导向段72与弹簧套外壁密封导向配合，其余零件功能基本与实施例一一致；在此不再赘述。

该实施例一中电子膨胀阀的优点为：相比实施例一，导向套与螺母分体，同时将螺母优化为螺母连接板，降低螺母组件整体试制难度；导向套可粉末冶金或拉伸试制，成本低。

其原理可以参照实施例一的描述，在此不再赘述。

实施例三

如图14-图16，本发明实施例提供一种电子膨胀阀，包括：阀体组件、阀头2、阀针轴3、弹性组件、螺杆5、螺母组件和导向套7。

导向套7包括密封焊接在阀体组件内的连接套75和衬套78，连接套75包括用于与阀头2外环密封滑动配合的导向段76和位于导向段76外侧的台阶孔77；衬套78内环与弹性组件外环密封滑动配合，衬套78顶部外环与螺母组件内环密封连接；衬套78还设置有固定在台阶孔77上的定位凸环79。螺母组件包括：螺母座6及的螺母连接板62。

实施例三的结构原理为，如图14-图16所示，实施例二与实施例一的主要区别在于导向套7的结构设计，该导向套7包括连接套75及衬套78。连接套75压装于阀体1内，并进行密封焊接，连接套75内设置有导向段76和台阶孔77，分别用于阀头2导向密封和衬套78轴向定位安装；衬套78套装与螺母组件内，内设导向孔，用于与弹簧套导向配合，限位台阶用于螺母组件轴向定位安装；其余零件功能基本与实施例一一致；在此不再赘述。

该实施例一中电子膨胀阀的优点为：相比实施例一，连接套和衬套分别为拉伸件和注塑件，连接套可以阀体、阀座芯及接管一体炉焊，避免实施例一的后道焊接，导向套与弹簧套焊接处可能出现变形，产品一致性好；

其原理可以参照实施例一的描述，在此不再赘述。

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

1.一种电子膨胀阀，其特征在于，包括：

阀体组件，所述阀体组件底部设置带内锥形阀口的阀座（11），所述阀体组件内设置有与所述阀座（11）的阀口对应的阀头（2）；所述阀头（2）为通孔结构并在阀头（2）内设置第一腔体（22）；

与所述阀头（2）内环固定连接的阀针轴（3），所述阀针轴（3）顶部区域外环设置弹性组件，所述弹性组件包括弹簧套（41），所述弹性组件顶部连接螺杆（5）；所述螺杆（5）外设置螺母组件；

与所述阀头（2）外环密封滑动连接的导向套（7），所述导向套（7）顶部与所述螺母组件连接，所述导向套（7）内环、所述阀头（2）顶壁与所述弹簧套（41）外环构成第二腔体（34）；所述阀针轴（3）上设置用于连通所述第二腔体（34）与所述第一腔体（22）的平衡通道；当阀全关时，第一腔体（22）与第二腔体（34）可实时贯通。

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：螺母座（6）及底部设置连接环的连接片（61）；所述连接片（61）的连接环内环与所述弹性组件顶部外环密封滑动配合；所述连接片（61）的连接环外环与所述导向套（7）内环固定连接；或，

所述螺母组件与所述导向套（7）为一体结构；所述导向套（7）顶部区域内环与所述弹性组件顶部外环密封滑动配合。

3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述导向套（7）包括与所述弹性组件外环密封滑动配合的上导向段（71）及与所述阀头（2）外环密封滑动配合的下导向段（72）；其中，

所述上导向段（71）上端部区域外环与螺母组件的内环密封连接；所述下导向段（72）下端部区域设置多个泄流槽（73）。

4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述上导向段（71）上端部区域外环与螺母组件的内环之间设置第二密封件（74）。

5.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述导向套（7）包括密封焊接在所述阀体组件内的连接套（75）和衬套（78），所述连接套（75）包括用于与所述阀头（2）外环密封滑动配合的导向段（76）和位于所述导向段（76）外侧的台阶孔（77）；

所述衬套（78）内环与所述弹性组件外环密封滑动配合，所述衬套（78）顶部外环与所述螺母组件内环密封连接；所述衬套（78）还设置有固定在所述台阶孔（77）上的定位凸环（79）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀头（2）外环与所述导向套（7）之间设置第一密封件（23）。

7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针轴（3）为通孔结构；

所述平衡通道包括所述阀针轴（3）内的芯轴通孔（31），及设置在所述阀针轴（3）上用于连通所述芯轴通孔（31）与所述第二腔体（34）的第一平衡孔（32）和第二平衡孔（33）。

8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述弹性组件包括设置在所述阀针轴（3）外环上的弹性元件（4），所述弹簧套（41）设置在所述弹性元件（4）外。

9.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀体组件包括：

用于连接第一外媒的第一连接端和用于连接第二外媒的第二连接端的阀体（1）和设置在所述阀体上的壳体（13）；

所述阀头（1）内的第一连接端连通第一腔体（22），所述第二连接端连接第三腔体（12）。