CN109219716B - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种最小开阀状态下的流量差小且节能性高的电动阀。该电动阀通过阳螺纹部件与阴螺纹部件的旋转运动将转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动使被收纳于阀主体内的阀体在轴向上移动，上述阀体具备在插入阀端口的情况下在与上述阀端口的上述内周面之间形成微小的空隙的失效状态部，插入阀端口的上述失效状态部的高度形成为比上述螺纹结合时的螺纹间隙量的高度高。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及使用于冷冻循环等的电动阀。

背景技术

一直以来，已知用于外挂空调、室内空调、冷冻机等的电动阀(例如，专利文献1)。在该电动阀中，如图7所示，若步进电机进行驱动而转子103旋转，则通过阴螺纹131a与阳螺纹121a的螺纹进给作用，通过动轴102，阀体114向轴L方向移动。由此，进行开闭阀体114的调整，控制从接头管111流入、从接头管112流出的制冷剂的流量。

并且，在该电动阀中，即使在闭阀方向上使阀体114最大限度地移动，也如图8所示，在阀端口121与阀体114之间形成一点间隙123，以此时为最小开阀状态的方式进行设计。因此，即使在最小开阀状态下也允许流体稍微通过间隙123流动，能够确保追随压缩机的低频运转的流量。另外，由于制冷剂可总在冷冻循环中进行循环，因此能够防止压缩机的烧毁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-205565号公报

发明内容

发明所要解决的课题

可是，现在，在空调、冷冻机中积极地探讨节能性的提高，即使在使用于冷冻回路的电动阀中也要求同样的性能。在此，作为为了提高节能性而要求的性能，举例说明流路方向的正反差的抑制、流量、开阀点的偏差的降低等。尤其使用于空调中的电动阀由于需要考虑上述性能进行控制，因此用于实现节能运转的控制变得非常困难。

并且，在记载于上述专利文献1中的电动阀中，在使流体向正方向通过与使流体向反方向通过的情况下，流量特性不同，在流量中以螺纹间隙h量(参照图2)产生偏差。具体的说，相比较于如图8(a)所示在最小开阀状态下流体向正方向(横→下游)流动的的情况，如图8(b)所示在最小开阀状态下流体向反方向(下→横流)流动的情况下，阀体114的位置以螺纹间隙h量变高，间隙123变大。

在此，图9是表示相对于脉冲的施加量的流量的变化关系的图表。在图9中，图表的横轴表示为了移动阀体114而向步进电机施加的脉冲的施加量，图表的纵轴表示流量。另外，图表的原点表示最小开阀状态。根据图9能理解，使流体向反方向通过的情况与使流体向正方向通过的情况相比，最小开阀状态下的流量增加螺纹间隙h量。

如此，在现有的电磁阀中，由于在使流体向反方向通过的情况下，最小开阀状态的流量增加，因此存在因流量增加而节能性大幅度降低的问题。

本发明的目的在于提供一种在最小开阀状态下的流量的差小且节能性高的电动阀。

用于解决课题的方法

为了实现上述目的的本发明的电动阀通过阳螺纹部件与阴螺纹部件的螺纹结合将转子的旋转运动变换为直线运动、基于该直线运动使被收纳于阀主体内的阀体在轴向上移动，

上述阀体具备在插入阀端口的情况下在与上述阀端口的上述内周面之间形成微小的间隙的失效状态部，

插入上述阀端口的上述失效状态部的高度形成得比上述螺栓结合时的螺纹间隙量的高度高。

由此，能够抑制在最小开阀状态中使流体向正方向通过时、使流体向反方向通过时的流量差。因此，能够改善在使流体向反方向通过的情况下最小开阀状态的流量增加而节能性降低的节能性问题。

另外，本发明的电动阀的特征为，上述失效状态部的上述外周面与上述阀端口的上述内周面平行。

由此，能够进一步降低在最小开阀状态下使流体向正方向通过时与使流体向反方向通过时的流量差，能够大幅改善节能性问题。

另外，本发明的电动阀的特征为，上述失效状态部的上述外周面与上述阀端口的上述内周面平行。

由此，能够消除在最小开阀状态下使流体向正方向通过时与使流体向反方向通过时的流量差，能够解决节能性的问题。

发明效果

根据本发明的发明，能够提供一种最小开阀状态下的流量差小且节能性高的电动阀。

附图说明

图1是实施方式的电动阀的概略剖视图。

图2是表示实施方式中的电动阀的阳螺纹与阴螺纹的螺纹结合状态的图。

图3是实施方式的电动阀的主要部分放大图。

图4是表示比较实施方式的电动阀的流量特性的结果的图表。

图5是其他实施方式的电动阀的主要部分放大图。

图6是表示比较其他实施方式的电动阀的流量特性的结果的图表。

图7是日本特开2007-205565号公报中公开的现有电动阀的概略剖视图。

图8是现有的电动阀的主要部分放大图。

图9是表示比较现有的电动阀的流量特性的结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图关于实施方式的电动阀进行说明。图1是表示实施方式的电动阀的概略剖视图。并且，本说明书中表述的“上”、“下”指图1所示的状态下的上下方向。另外，本说明书中表述的“正方向”是指使流体从接头管11向接头管12通过的情况下的方向，“反方向”是指使流体从接头管12向接头管11通过的情况下的方向。

该实施方式的电动阀100具有圆筒形状的阀主体1，在阀主体1上形成圆筒缸状的阀室1A。另外，在阀主体1上从侧面侧安装与阀室1A连通的接头管11，并且，在阀室1A的轴线L方向的一侧端部安装接头管12。而且，在阀主体1上，在接头管12的阀室1A侧配置阀座部件2。阀座部件2由不锈钢或黄铜等形成，具有将阀室1A和接头管12连通的截面形状为圆形的阀端口21和比阀端口21直径大的副端口22。

以在阀室1A内从阀主体1的上部将下端结合于阀座部件2的方式安装支撑部件3。支撑部件3通过设置于阀主体1的上部开口的安装夹具3a被固定于阀主体1。在支撑部件3的上端形成向上突出的固定下端限制器SD，在支撑部件3的上端的外周缘形成向径向突出的固定上端限制器SU。另外，在支撑部件3的中心形成有与阀端口21的轴线L同轴的阴螺纹31与其螺纹孔，并且形成有直径比阴螺纹31的螺纹孔的外周的直径大的圆筒状的导向孔32。并且，在该阴螺纹31的螺纹孔与导向孔32中配设圆筒状的作为阀体保持部的外螺纹轴4。并且，在支撑部件3形成有供后述的阀体5插通的插通孔34。

外螺纹轴4具备与导向孔32一致的大径部41和直径比该大径部41小的小径部42。在大径部41上形成圆筒状的弹簧收纳部41a，在小径部42的中央形成滑动孔42a。并且，从弹簧收纳部41a至滑动孔42a嵌合插入阀体5。另外，在弹簧收纳部41a内配设弹簧支架43、螺旋弹簧44，通过在弹簧收纳部41a的上端熔敷弹簧支架金属工具45，螺旋弹簧44在被压缩的状态下配置。另外，在小径部42的外周形成阳螺纹42b，该阳螺纹42b螺纹结合于支撑部件3的阴螺纹31中。并且，在阳螺纹42b与阴螺纹31螺纹结合的情况下，如图2所示，在阳螺纹42b的螺丝牙与阴螺纹31的螺丝牙的间隙上产生螺纹间隙h。关于该螺纹间隙，在以后详细地说明。而且，在外螺纹轴4的大径部41形成凸缘部41b，在该凸缘部41b的一部分上形成在径向上被切割的切口部(未图示)。另外，在凸缘部41b的下面形成可动下端限制器MD。

在阀主体1的上端通过焊接等气密地固定未图示的步进电机的壳体61。在壳体61内能旋转地设置在多极上对外周部进行着磁的磁铁转子62。另外，在壳体61的外周配设未图示的定子线圈，步进电机通过向定子线圈施加脉冲信号，从而根据其脉冲数使磁铁转子62旋转。磁铁转子62具有嵌合孔62a和旋转止动部(未图示)。并且，将嵌合孔62a嵌合于外螺纹轴4的大径部41中的同时，在外螺纹轴4的凸缘部41b的切口部中卡合旋转止动部，而且，在大径部41的端部中压入弹簧支架金属工具45，从而将磁铁转子62固定于外螺纹轴4。

阀体5由不锈钢或黄铜等形成，具有下端的前端部51、失效状态部52、圆柱棒状的杆部54，关于前端部51以及失效状态部52以后详细说明。并且，在本发明的电动阀100中，由于通过可动下端限制器MD与固定下端限制器SD抵接而限制磁铁转子62的转动，因此即使在阀闭方向上使阀体5最大限度地移动的状态下，也在阀体5与阀端口21之间形成一点空隙。

另外，阀体5通过弹簧支架43被螺旋弹簧44总是向下方加力。另外，阀体5的杆部54通过支撑部件3的插通孔34延伸设置至阀座部件2。由此，阀体5在向阀座方向被加力的状态下被外螺纹轴4保持。另外，阀体5能克服螺旋弹簧44的作用力而相对于外螺纹轴4在轴线L方向上相对地位移。该能相对地位移的范围是从杆部54的上端与弹簧收纳部41a的底部抵接而螺旋弹簧44伸长的位置至杆部54的上端从弹簧收纳部41a的底部向上方稍稍离开的位置的范围。

根据以上结构，通过磁铁转子62的旋转，外螺纹轴4与磁铁转子62一起旋转，通过外螺纹轴4的阳螺纹42b与支撑部件3的阴螺纹31的螺纹进给作用，外螺纹轴4在轴向(上下)上位移，阀体5的前端部51与失效状态部52相对于阀座部件2的阀端口21进退。由此，使阀端口21的开度变化，例如控制从接头管11向接头管12流的制冷剂的流量。并且，在本电动阀100中，通过阀体5不会完全堵塞阀端口21，在失效状态部52位于阀座部件2的阀端口21内的情况下，为在失效状态部52与阀端口21之间产生一点间隙的最小开阀状态。由此，即使在使阀体5在闭阀方向上最大限度地移动的状态下，也允许流体稍微通过间隙流动。

其次，关于实施方式中的电动阀100的主要部分进行说明。图3是将实施方式中的电动阀100的主要部分放大的图。如图3所示，在阀体5的下端形成具备向下方变窄的锥状的外周面的大致圆锥状的前端部51。另外，在前端部51的上方，具备与阀端口21的内周面平行的外周面的失效状态部52与前端部51连续地形成。并且，失效状态部52的高度如图2所示，以相比于螺纹结合时的螺纹间隙h量的高度高的方式形成。

在此，图3(a)是表示在最小开阀状态下使流体向正方向(横→下游)通过的情况的图。另一方面，图3(b)是在最小开阀状态下使流体向反方向(下→横流)通过的情况的图。如图3(a)所示，在使流体向正方向通过的情况下，通过由流体的流动产生的力、作用于阀体5的压力差将阀体5向下按下。另一方面，如图3(b)所示，在使流体向反方向通过的情况下，通过流体将阀体5向上抬起，相比于使流体向正方向通过的情况，阀体5的位置变高螺纹间隙h的量。

可是，由于失效状态部52具有与阀端口21的内周面平行的外周面且高度比螺纹间隙h量高，因此通过将阀体5插入阀口21直至失效状态部52的最下端与阀端口21的上面之间的距离H比螺纹间隙h大的深度(H＞h)(参照图3(a))，能在最小开阀状态下使流体向正方向流体的情况、使流体向反方向通过的情况下，使空隙23的间隔不变化。因此，在最小开阀状态下能够使通过空隙23的流体流量为恒定。

图4是表示相对于脉冲的施加量的流量的变化关系的图表。在图4中，图表的横轴表示为了使阀体5移动而向步进电机施加的脉冲的施加量，图表的纵轴表示流量。另外，图表的原点表示最小开阀状态。

在最小开阀状态下，在将阀体5插入阀端口21直至失效状态部52的最下端与阀端口21的上面之间的距离H比螺纹间隙h大的深度(H＞h)的情况下，如图4的圆内所示，在最小开阀状态下通过空隙23的流体的流量在使流体向正方向通过时与使流体向反方向通过时为相同的流量。

根据该实施方式的电动阀100，通过使失效状态部52的高度形成得比螺纹结合时的螺纹间隙h量的高度高，能够抑制在最小开阀状态下使流体向正方向通过时、使流体向反方向通过时的流量的差。该流量的差能通过以与阀端口21的内周面平行的方式形成失效状态部52的外周面而消除。由此，通过在使流体向反方向流体的情况下增加最小开阀状态的流量而能够解决节能性大幅度降低这样的节能性问题。

其次，关于其他实施方式的电动阀进行说明。该其他实施方式的电动阀在实施方式中，失效状态部52的外周面是稍微具有角度的锥面。因此，在其他实施方式中，关于与实施方式不同的部分详细地说明，关于重复的部分省略说明。

图5(a)是使流体向正方向(横→下游)通过的情况下的将最小开阀状态的电动阀的主要部位放大的图，图5(b)是使流体向反方向(下→横流)通过的情况下的将最小开阀状态的电动阀的主要部位放大的图。如图5(a)、(b)所示，失效状态部52'的外周面的倾斜角度β以比前端部51的外周面的倾斜角度α小的方式形成(β＜α)。

该情况下，在最小开阀状态下使流体向正方向通过的情况、在最小开阀状态下使流体向反方向通过的情况下，空隙23的间隔不会变大。因此，在最小开阀状态下能够抑制通过空隙23的流体的流量变化。

图6是表示使用其他实施方式的电动阀的情况下的相对于脉冲的施加量的流量的变化关系的图表。在最小开阀状态下，在以失效状态部52'的最下端与阀端口21上面之间的距离比螺纹间隙h大的方式将阀体5插入阀端口21中的情况下(参照图5(a))，如图6所示，能够抑制在最小开阀状态下使流体向正方向通过的情况、使流体向反方向通过的情况下产生的通过空隙23的流体的流量差。

根据该实施方式的电动阀，通过比螺纹结合时的螺纹间隙h量的高度高地形成失效状态部52'的高度，能够抑制在最小开阀状态下使流体向正方向通过时与使流体向反方向通过时的流量差。该流量差能够通过以与阀端口21的内周面大致平行的方式形成失效状态部52'的外周面而进一步降低。由此，通过在使流体向反方向通过的情况下增加最小开阀状态的流量而能够大幅度改善节能性大幅降低的节能性问题。

符号说明

100—电动阀，1—阀主体，1A—阀室，2—阀座部件，3—支撑部件，3a—安装金属工具，4—外螺纹轴，5—阀体，21—阀端口，23—空隙，31—阴螺纹，42b—阳螺纹，51—前端部，52—失效状态部，54—杆部，62—磁铁转子，h—螺纹间隙，H—失效状态部的最下端与阀端口上面的距离，L—轴。

Claims (1)

1.一种电动阀，其通过阳螺纹部件与阴螺纹部件的螺纹结合将转子的旋转运动变换为直线运动，并基于该直线运动使被收纳于阀主体内的阀体在轴向上移动，该电动阀的特征在于，

上述阀体具备失效状态部和前端部，该失效状态部在插入阀端口的情况下在与上述阀端口的内周面之间形成微小的空隙且具有与上述阀端口的轴线平行的外周面，该前端部具有与上述失效状态部连续地形成的锥状的外周面，

上述阀端口具有与上述失效状态部的上述外周面平行的内周面，在使上述阀主体向与上述转子相反方向最大限度移动的情况下，上述失效状态部的至少一部分位于上述阀端口内，并且，插入上述阀端口的上述失效状态部的高度形成为比上述螺纹结合时的螺纹间隙量的高度高。

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