CN108662169B - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀，属于膨胀阀技术领域，包括设于阀体上的阀座和套管，套管固定于阀座上，阀体上设有第一通道和第二通道，阀座上设有位于第一通道和第二通道之间的流通通道和阀口，套管内设有阀针和用于带动阀针来回移动的转子总成，阀座上设有与阀针匹配的导向孔，阀针沿导向孔来回移动时打开或关闭阀口，所述阀座一侧设有连通于套管内部的上阀腔、另一侧设有连通于第二通道的下阀腔，上阀腔和下阀腔之间设有连通的平衡孔。本发明提供的电子膨胀阀，设置了连通上阀腔和下阀腔的平衡孔。通过平衡孔的作用，上阀腔内的压力和下阀腔内的压力一致，上阀腔和第一通道对阀针形成的压差力与第一通道和下阀腔对阀针形成的压差力相互抵消。

Description

一种电子膨胀阀
技术领域
本发明涉及膨胀阀技术领域，尤其涉及一种电子膨胀阀。
背景技术
电子膨胀阀作为一种调节流量的元件，适应了制冷机电一体化的发展要求，为制冷系统的智能化提供了条件，是一种很有发展前途的自控调节元件。电子膨胀阀是利用步进电机的原理，通过线圈驱动磁转子部件正反向转动，并将磁转子部件的旋转运行转化为推杆的上下运动，推杆带动与之连接的阀针上升或下降控制制冷剂的流量。
公布号为CN 106151554 A、公布日为2016年11月23日的中国发明专利申请公开了一种如图1所示的电子膨胀阀，为了降低阀针31动作时的压差阻力，在座体1上设置了平衡腔107和旁通通道109。第一腔106与平衡腔107上下相对设置，第二腔108位于第一腔106和平衡腔107之间，旁通通道109的一端连通于平衡腔107、另一端连通于第一端口101。当第一端口101和第二端口存在压力差时，平衡腔107与第二腔108之间的压差力、第一腔106与第二腔108之间的压差力形成在上下相对方向作用于阀针的压差力。由于第一腔106、平衡腔107均连通于第一端口101，第一腔106内和平衡腔107内具有大致相同的制冷剂压力，则两个压差力的大小也大致相等，且由于两个压差力的作用方向相反，从而相互抵消，降低阀针动作时的压差阻力。
但是，上述现有电子膨胀阀为了实现降低阀针所受压差阻力的目的，需要在座体上开设平衡腔107和旁通通道109，加工难度大，制造困难，装配精度要求高，整体平衡结构较为复杂。另外，由于阀针31需要向下深入平衡腔107内，阀针呈细长状，阀针的加工难度大，且细长的阀针受力后容易发生变形，影响电子膨胀阀整体的使用效果。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种在阀针长度不变的前提下有效降低阀针动作时所受压差阻力的电子膨胀阀。
为了实现上述技术目的，本发明提供的电子膨胀阀，包括设于阀体上的阀座和套管，套管固定于阀座上，阀体上设有第一通道和第二通道，阀座上设有位于第一通道和第二通道之间的流通通道和阀口，套管内设有阀针和用于带动阀针来回移动的转子总成，阀座上设有与阀针匹配的导向孔，阀针沿导向孔来回移动时打开或关闭阀口，所述阀座一侧设有连通于套管内部的上阀腔、另一侧设有连通于第二通道的下阀腔，上阀腔和下阀腔之间设有连通的平衡孔。
优选的，所述平衡孔包括上平衡孔和下平衡孔，上平衡孔设于阀座上且一端连通于上阀腔，下平衡孔设于阀体上且一端连通于第二通道，上平衡孔的另一端连通于下平衡孔的另一端。
优选的，所述平衡孔还包括设于阀体和阀座之间的连通环槽，上平衡孔的另一端和下平衡孔的另一端均连通于流通环槽。
优选的，所述阀座设有固定部，阀体上设有供阀座装入的安装孔及与固定部配合的沉孔，安装孔和沉孔之间设有凹孔，凹孔内壁与阀座外壁围合的空间形成流通环槽。
优选的，所述凹孔的孔径大于安装孔的孔径且小于沉孔的孔径，沉孔和凹孔之间设有第一台阶面，凹孔和安装孔之间设有第二台阶面。
优选的，所述上平衡孔的长度方向垂直于阀针的长度方向，下平衡孔的长度方向平行于阀针的长度方向。
优选的，所述阀座包括一体成型的螺母和阀口座，阀口、上平衡孔和固定部均设于阀口座上。
优选的，所述阀座包括分体成型后固定连接的螺母座和阀口座，螺母座上设有螺母，固定部和上平衡孔均设于螺母座上，阀口设于阀口座上。
优选的，所述阀座包括分体成型后固定连接的螺母和阀口座，阀口、上平衡孔和固定部均设于阀口座上。
优选的，所述转子总成包括螺杆和用于驱动螺杆转动的转子，螺杆通过螺纹配合设于螺母上，螺杆前端设有与阀针后端连接的凹腔，凹腔内设有抵于螺杆和阀针之间的减震弹簧。
采用上述技术方案后，本发明提供的电子膨胀阀具有如下优点：
1、本发明提供的电子膨胀阀，对现有的电子膨胀阀进行了改进，设置了连通上阀腔和下阀腔的平衡孔。通过平衡孔的作用，上阀腔内的压力和下阀腔内的压力一致，上阀腔和第一通道对阀针形成的压差力与第一通道和下阀腔对阀针形成的压差力相互抵消。
本发明在阀针不用加长的前提下消除了阀针运动时所受的压差阻力，能有效提高阀针运动时的稳定性，进而提高电子膨胀阀整体的工作稳定性。另外，由于阀针长度不用加长，阀针强度高，阀针受力后不容易变形，便于保证电子膨胀阀整体的使用效果和使用寿命。
2、平衡孔包括设于阀座上的上平衡孔和设于阀体上的下平衡孔，平衡孔采用分体组合的方式，结构简单，有利于降低加工难度、提高加工效率。
3、平衡孔还包括设于阀座和阀体之间的连通环槽，上、下平衡孔之间通过连通环槽实现连通，上平衡孔和下平衡孔在组装时无需对准，可以有效降低上、下平衡孔的位置要求和精度要求，有利于进一步降低上、下平衡孔的加工难度。
4、阀体在安装孔和沉孔之间设置凹孔，阀座固定在阀体上后，凹孔内壁与阀座外壁围合的空间形成流通环槽，流通环槽的结构简单，加工难度低。
5、凹孔的孔径介于安装孔的孔径和沉孔的孔径之间，保证阀座在阀体上安装到位后凹孔内壁与阀体外壁之间有空间形成流通环槽。沉孔和凹孔间设有过渡的台阶面，台阶面对固定部起到轴向限位的作用，保证阀座和阀体之间的安装稳定性。
6、上平衡孔的长度方向垂直于阀针的长度方向，下平衡孔的长度方向平行于阀针的长度方向，上、下平衡孔均为直线孔且长度方向均垂直于加工面，有利于进一步降低上、下平衡孔的加工难度。
7、阀座采用一体式结构时，阀座的强度高，且由于部件数量少，有利于提高电子膨胀阀的组装效率。阀座采用分体式结构时，各部件结构简单，便于加工，且各部件可采用不同的材料加工后组装，有利于在满足使用要求的前提下降低材料成本。
8、凹腔内设置减震弹簧，可以缓冲或吸收螺杆带动阀针运动时的振动，有利于提高阀针来回运动的稳定性，进而提高电子膨胀阀整体工作时的稳定性。
附图说明
图1为现有电子膨胀阀沿竖向的剖视图；
图2为本发明实施例一电子膨胀阀沿竖向的剖视图；
图3为本发明实施例一电子膨胀阀中阀体沿竖向的剖视图；
图4为本发明实施例一电子膨胀阀中阀座和套管沿竖向的剖视图；
图5为本发明实施例二电子膨胀阀中阀座和套管沿竖向的剖视图；
图6为本发明实施例三电子膨胀阀中阀座和套管沿竖向的剖视图。
图中，1-阀体，11-第一通道，12-第二通道，13-中间通道，14-第一端口，15-第二端口，16-安装孔，17-沉孔，18-凹孔，19-台阶面，2-阀座，21-流通通道，22-导向孔，23-阀口，24-上阀腔，25-下阀腔，26-固定部，27-连接部，3-套管，31-限位柱，32-导引弹簧，33-运动弹簧，4-阀针，51-上平衡孔，52-下平衡孔，53-流通环槽，6-螺母，7-阀口座，81-螺杆，82-转子，83-联动杆，84-减震弹簧，9-螺母座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或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。
实施例一
如图2所示，本发明实施例一提供的电子膨胀阀，包括阀体1、阀座2和套管3，阀座固定在阀体上，套管固定套装在阀座上。
如图3所示，阀体1上设有第一通道11、第二通道12和位于第一、二通道之间的中间通道13，阀体的一侧设有连通于第一通道11的第一端口14、另一侧设有连通于第二通道12的第二端口15。中间通道13的上方设有供阀座1装入的安装孔16，安装孔的上方设有与安装孔轴心重合的沉孔17，沉孔的孔径大于安装孔的孔径。
如图4所示，阀座2上设有水平的流通通道21，流通通道的顶部设有竖向的导向孔22，流通通道的底部设有阀口23。导向孔的轴心线与阀口的轴心线重合，且均垂直于流通通道的轴心线。
套管3内设有阀针4和用于带动阀针竖向来回移动的转子总成，阀针轴向活动设于导向孔22内，转子总成带动阀针沿导向孔下移时关闭阀口23或上移时打开阀口。
阀座2的顶部设有连通于套管3内部的上阀腔24，阀座的底部设有连通于阀体1上第二通道12的下阀腔25，本实施例的改进之处在于，上阀腔24和下阀腔25之间设有连通的平衡孔。
平衡孔包括上平衡孔51、下平衡孔52和位于上、下平衡孔之间的流通环槽53，上平衡孔51设于阀座2上，下平衡孔52设于阀体1上，流通环槽53设于阀座和阀体之间。上平衡孔51的两端分别连通于上阀腔24和流通环槽53，下平衡孔52的两端分别连通于第二通道12和流通环槽。
通过平衡孔的作用，上阀腔24内的压力和下阀腔25内的压力一致，上阀腔24和第一通道11对阀针4形成的压差力与第一通道11和下阀腔25对阀针形成的压差力相互抵消，在阀针不用加长的前提下消除了阀针运动时所受的压差阻力。由于阀针长度不用加长，阀针强度高，阀针受力后不容易变形。
本实施例中，上平衡孔51的轴向垂直于阀针4的长度方向，下平衡孔52的轴向平行于阀针的长度方向。上、下平衡孔均为直线孔且轴向均垂直于加工面，有利于降低上、下平衡孔的加工难度。
阀体1在安装孔16和沉孔17之间设有与安装孔轴心重合的凹孔18，凹孔的孔径大于安装孔16的孔径且小于沉孔17的孔径，沉孔和凹孔之间设有台阶面19。
台阶面19对阀座1起到轴向限位的作用，阀座2安装到位后，凹孔18内壁与阀座2外壁围合的空间形成流通环槽53。上、下平衡孔51、52之间通过连通环槽53实现连通，上平衡孔和下平衡孔在组装时无需对准，可以有效降低上、下平衡孔的位置要求和精度要求，有利于降低上、下平衡孔的加工难度。
本实施例中，阀座2包括一体成型的螺母6和阀口座7，流通通道21、阀口23和上平衡孔51均设于阀口座7上。螺母6和阀口座7之间设有与沉孔17匹配的固定部26，固定部在朝向螺母的一侧设有插入套管3内的连接部27，上平衡孔51设于固定部26的下方。
本实施例中，转子总成包括螺杆81、用于驱动螺杆转动的转子82及固定于转子顶部的联动杆83，螺杆通过螺纹配合活动设于螺母6上，螺杆顶端固定连接于转子。套管3的内顶壁设有向下凸出的限位柱31，限位柱上设有导引弹簧32和运动弹簧33，导引弹簧固定于限位柱上，运动弹簧活动设于限位柱上且绕于导引弹簧上，运动弹簧的底端连接于联动杆83。
螺杆81前端设有与阀针4后端连接的凹腔，凹腔内设有抵于螺杆和阀针之间的减震弹簧84。减震弹簧可以缓冲或吸收螺杆带动阀针运动时的振动，有利于提高阀针来回运动的稳定性。
工作时，转子在通电后带动螺杆81竖向来回移动，螺杆下移时，带动阀针4同步下移，调小第一通道11和第二通道12之间的流量或关闭阀口23。螺杆上移时，带动阀针4同步上移，打开阀口23或调大第一通道11和第二通道12之间流量。同时，运动弹簧33在联动杆83的带动下沿导引弹簧32爬升或下降，导引弹簧相当于导轨，运动弹簧相当于滑块。
阀针4动作时，通过平衡孔的作用，上阀腔24内的压力和下阀腔25内的压力一致，上阀腔和第一通道11对阀针形成的压差力与第一通道11和下阀腔对阀针形成的压差力相互抵消，在阀针不用加长的前提下消除了阀针运动时所受的压差阻力。
上述“前端”指朝向阀针4下移关闭阀口23的一端，上述“后端”指朝向阀针4上移打开阀口的一端。
实施例二
如图5所示，本实施例二与上述实施例一的区别之处在于，阀座2包括分体成型后固定在一起的螺母座9和阀口座7，螺母座9上设有螺母6，固定部26、连接部27和上平衡孔51均设于螺母座9上，阀口23设于阀口座7上。
阀座采用分体式结构时，各部件结构简单，便于加工，且各部件可采用不同的材料加工后组装，有利于在满足使用要求的前提下降低材料成本。
实施例三
如图6所示，本实施例三与上述实施例一的区别之处在于，阀座2包括分体成型后固定在一起的螺母6和阀口座7，阀口23、上平衡孔51、固定部26和连接部27均设于阀口座7上。阀口座7的顶部设有与螺母6底部匹配的固定孔，螺母通过焊接或过盈配合等方式固定于阀口座上。
阀座采用分体式结构时，各部件结构简单，便于加工，且各部件可采用不同的材料加工后组装，有利于在满足使用要求的前提下降低材料成本。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (9)

1.一种电子膨胀阀，包括设于阀体上的阀座和套管，套管固定于阀座上，阀体上设有第一通道和第二通道，阀座上设有位于第一通道和第二通道之间的流通通道和阀口，套管内设有阀针和用于带动阀针来回移动的转子总成，阀座上设有与阀针匹配的导向孔，阀针沿导向孔来回移动时打开或关闭阀口，其特征在于，所述阀座一侧设有连通于套管内部的上阀腔、另一侧设有连通于第二通道的下阀腔，上阀腔和下阀腔之间设有连通的平衡孔；
所述阀座设有固定部，阀体上设有供阀座装入的安装孔及与固定部配合的沉孔，安装孔和沉孔之间设有凹孔，凹孔内壁与阀座外壁围合的空间形成流通环槽。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述平衡孔包括上平衡孔和下平衡孔，上平衡孔设于阀座上且一端连通于上阀腔，下平衡孔设于阀体上且一端连通于第二通道，上平衡孔的另一端连通于下平衡孔的另一端。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述平衡孔还包括设于阀体和阀座之间的连通环槽，上平衡孔的另一端和下平衡孔的另一端均连通于流通环槽。
4.根据权利要求2-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述上平衡孔的长度方向垂直于阀针的长度方向，下平衡孔的长度方向平行于阀针的长度方向。
5.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述凹孔的孔径大于安装孔的孔径且小于沉孔的孔径，沉孔和凹孔之间设有台阶面。
6.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座包括一体成型的螺母和阀口座，阀口、上平衡孔和固定部均设于阀口座上。
7.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座包括分体成型后固定连接的螺母座和阀口座，螺母座上设有螺母，固定部和上平衡孔均设于螺母座上，阀口设于阀口座上。
8.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀座包括分体成型后固定连接的螺母和阀口座，阀口、上平衡孔和固定部均设于阀口座上。
9.根据权利要求6或7或8所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述转子总成包括螺杆和用于驱动螺杆转动的转子，螺杆通过螺纹配合设于螺母上，螺杆前端设有与阀针后端连接的凹腔，凹腔内设有抵于螺杆和阀针之间的减震弹簧。
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