CN109723877A - 一种电动阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动阀，包括阀体部，所述阀体部件包括阀本体和阀罩体，所述阀罩体与所述阀本体的外缘部固接，所述阀本体的上端部伸入所述阀罩体的内腔，阀座部件，所述阀座部件包括阀座体和阀座芯，所述阀座体与所述阀本体固接，所述阀座芯套设有阀口护套。本发明所提供的电动阀，通过对结构优化设计，产品整体结构紧凑，体积较小，各功能零件之间的位置精度容易保证，并通过在阀座芯上套设阀口护套，提高了阀座芯的可靠性。

Description

一种电动阀
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种电动阀。
背景技术
在多联机等商用空调系统中，需要一个室外机联通多个室内机，所以每个室内机的冷媒回路上均需要安装流量控制阀，用于切断冷媒或调节流量大小。对流量控制阀的要求为能够调节任意开度流量，动作稳定，而且因为每个室内机的冷媒回路上均需安装该流量控制阀，所以还需要流量控制阀满足小型化和大容量的要求。
目前，为了能够精确调节冷媒流量，可采用直动式电动阀。但由于在多联机等商用空调中，流量控制阀的阀口面积较大，需要的驱动力也较大，为获得较大的驱动力，就需要阀的驱动系统尺寸增大，增加了控制阀的整体体积。但由于近年来采用的环保新冷媒(如R290、R32等)具有易燃易爆的特性，对阀的冷媒充注量有要求，需要控制在一定的容积以内。
有鉴于此，如何对现有技术的直动式电动阀进行优化设计，减小阀体体积，更好的适用于在多联机等商用机型，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动阀，通过对产品结构的优化设计，以减小该电动阀的体积和提高可靠性，满足多联机等商用空调的使用需求，并能降低产品制造成本。
本发明所公开的电动阀包括阀体部，所述阀体部件包括阀本体和阀罩体，所述阀罩体与所述阀本体的外缘部固接，所述阀本体的上端部伸入所述阀罩体的内腔；阀芯部件，所述阀芯部件设置于所述阀本体的内腔；传动部件，所述传动部件包括磁转子、丝杆及螺母，所述磁转子设置于所述阀罩体的内腔，所述丝杆从所述阀本体的上端部伸入所述阀本体的内腔并与所述螺母螺纹连接，所述丝杆相对与所述阀本体轴向固定；阀座部件，所述阀座部件包括阀座体和阀座芯，所述阀座体与所述阀本体固接，所述阀座芯外套于阀口护套。
本发明所提供的电动阀，通过对结构优化设计，产品整体结构紧凑，体积较小。各功能零件之间的位置精度容易保证，并通过在阀座芯上套设阀口护套，提高了阀座芯的可靠性。
附图说明
图1：本发明提供的一种电动阀在全开状态下的结构示意图；
图2：图1中所示的电动阀在的闭阀状态下结构示意图；
图3：图1中所示的电动阀的阀体部件的结构示意图；
图4：图1中所示的电动阀的阀座部件的结构示意图；
图5：图1中所示的电动阀的传动部件的结构示意图；
图6：图1中所示的电动阀的阀芯部件的结构示意图；
图7：图1中所示的电动阀的阀芯导向部件的结构示意图；
图8：图1中所示的电动阀的螺母套件的结构示意图；
图9：图4中所示的阀座部件的阀座体的结构示意图；
图10：图4中所示的阀座部件的阀口护套的结构示意图；
图11a、11b：阀口护套的另一种具体实施例的主视图、俯视图；
图12：本发明给出的另一种阀座部件的结构示意图；
图13：本发明给出的另一种螺母套件的结构示意图；
图14：本发明给出的第三种螺母套件的结构示意图；
图15：本发明提供的另一种电动阀的结构示意图；
图16：本发明提供的第三种电动阀的结构示意图；
图17：本发明给出的第三种阀座部件的结构示意图。
图1至图17中：
10/10A-阀芯部件；
11-阀芯体、12-阀芯套；
13-过滤件、14-平衡通道；
15-阀芯头；
20/20A/20B-阀座部件；
21/21A/21B-阀座体；
211-上台阶部、212-下台阶部；
213-外台阶部、214-凸起部；
215-锥面；
22/22A-阀座芯、221-开槽；
23-轴向接管；
24/24A/24B/24C-阀口护套；
241-平衡孔/平衡通道；
243-筒部、244-凸缘部；
25-阀口压圈；
30-传动部件；
31-丝杆、32-螺母；
33-轴承、34-磁转子；
40-阀体部件；
41-阀本体；
411-第一配合部、412-第二配合部；
413-第三配合部、414-第四配合部；
415-第五配合部、416-阀本体内腔；
417-连通孔、418-阀腔；
41a-上筒部、41b-中筒部、41c-下筒部；
42-阀罩体、421-阀罩体的内腔；
43-径向接管、44-支架；
50/50A/50B-螺母套件；
51-螺母限制部、52-阀芯限制部；
53-轴承容纳部、54-外缘部；
55-筒状部、56-平板部；
57-径向筋板、58-平面段；
60-阀芯导向部件；
61-导向套、611-台阶部；
62-密封件、63-弹性件、64-垫片；
65-导向面、70-电磁线圈。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动阀及其制造方法，该电动阀结构紧凑，制造简单，各功能件之间的位置精度容易保证，产品可靠性高。本发明的另一核心是提供一种电动阀的制造方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
这里需要说明的是，本文中所涉及的上和下等方位词是以图1至图17中零部件位于图中及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，本文所采用的方位词不应限制本申请请求保护的范围。
图1和图2为本发明提供的一种电动阀分别在闭阀和开阀状态下的结构示意图，图3为电动阀的阀体部件的结构示意图，图4为电动阀的阀座部件的结构示意图，图5为电动阀的传动部件的结构示意图，图6为电动阀的阀芯部件的结构示意图，图7为电动阀的阀芯导向部件的结构示意图，图8为电动阀的螺母套件的结构示意图。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7及图8所示。电动阀包括阀芯部件10、阀座部件20、传动部件30、阀体部件40、螺母套件50、阀芯导向部件60及电磁线圈70。
阀体部件40包括阀本体41和阀罩体42。
阀本体41大致为筒状结构，在具体加工过程中便于使用压制、冲压、滚压或挤压整型等方法制造，包括上筒部41a、中筒部41b及下筒部41c。
在图1和图2给出的实施例中，三个筒部结构的上筒部41a的外缘直径最小，下筒部41c的外缘直径相对最大，这种设置更加便于内部安装功能件及外部焊接安装另加，使结构更加紧凑。图15为本发明提供的另一种电动阀的结构示意图。也可以采用图15所公开的技术方案，中筒部41b与下筒部41c的外缘直径一致。
径向接管43焊接固定在阀本体41的下筒部41c，径向接管43与阀本体41的内腔416连通。阀罩体42焊接固定在阀本体41的中筒部41b，阀本体41与阀罩体42之间形成阀罩体42的内腔421，阀本体41的上筒部41a伸入阀罩体42的内腔421中。在阀本体41的上筒部41a的壁部开设有连通孔417，连通孔417连通阀罩体42的内腔421与阀本体41的内腔416。可以理解的是，阀罩体42也可以通过焊接接头间接的固定在阀本体41上。以下其他部件的焊接手段也可以采用间接的固定方法，在此不再赘述。
阀座部件20包括阀座体21、阀座芯22及阀口护套24。
图9为阀座部件的阀座体的结构示意图。如图9所示，阀座体21大致为环状结构，其内壁设有台阶面朝向上端部的上台阶部211，阀座芯22设置在上阶部211上，阀座芯22的内壁面套设有阀口护套24。
阀座芯22可以用非金属软性材料制成，提高阀口的密封性能。阀座芯22的外壁具有台阶部，在台阶部上设置有阀口压片25，阀座体21的上端部具有凸起部214。通过铆压凸起部214使阀口压片25抵接阀座芯22的台阶部，实现阀座芯22的安装。
图17为本发明给出的第三种阀座部件的结构示意图。在该实施例中，阀座部件20B的阀座体21的上台阶部内缘面为上端直径渐小的锥型面215，阀座芯22A为塑料或橡胶软性材料，其外缘抵接在锥型面(内缘面)215，也可以实现的固定。
阀座体21的内壁还设有台阶面朝向下端部的下台阶部212。在本实施例中，阀口护套24为环状薄壁筒件，包括筒部243和通过翻边形成的凸缘部244，凸缘部244抵接下台阶部212的台阶面，而轴向接管23的端部抵接凸缘部244。轴向接管23与阀座体21通过焊接固定。
作为进一步的技术方案，阀口护套24可以为两体结构，即筒部243与凸缘部244通过焊接等形式固定连接。
阀座体21的外壁设有台阶面朝向下端部的外台阶部213。作为优选方案，阀本体41的下端部抵接外台阶部213的台阶面并通过焊接固定。
上述结构中，各零件安装配合紧凑，相互位置精度可以保证，工序简单，产品可靠性强。由于传动部件的磁转子设置于阀罩体的内腔，丝杆从阀本体的上筒部的端部伸入所述阀本体的内腔。阀芯部件相对与阀座部件轴向移动过程中，磁转子、丝杆相对阀本体41轴向位置固定，使得磁转子与电动阀外套的线圈部件之间的相对位置固定，工作过程中驱动力提高并相对稳定。
图10为阀座部件的阀口护套的结构示意图，如图10所示，在本实施例中，阀口护套24的筒部在与上台阶部211的台阶面所对应的位置，设有与阀口护套24内腔连通的平衡孔作为平衡通道241。这种设置的有益之处于，电动阀工作过程中，阀座芯22底部与阀座体21的上阶部211的台阶面之间会进入并残存部分介质，当电动阀开闭阀时，可能因压力瞬间变化而发生介质瞬间汽化等异常波动冲击而导致软阀座芯22脱离阀座体21，造成产品失效。开设平衡孔241的目的，可以使阀座芯22底部的介质保持与轴向接管23的内腔连通(即阀腔418)，可以避免上述情况发生。
图11为阀口护套另一种具体实施例的主视图及俯视图。
如图11所示。与上述实施例不同的是，阀口护套24A通过金属薄板卷边制成环状薄壁件，金属薄板卷边对接处形成的沿轴向贯通的开口槽242，作为平衡通道，使阀座芯22底部的介质保持与轴向接管23的内腔连通。这样结构更加简单，在此不再赘述。
在上述实施例中，阀口护套为薄壁金属材料冲压制成圆筒状结构，也可以参照图12进行技术方案的进一步延伸，阀口护套24C是在阀座体21的内壁上直接加工成型形成一体结构。在该实施例中，阀座体21的上台阶部与一体结构的阀口护套24C共同形成了环形槽，阀座芯22设置在环形槽中。在该实施例中，阀座芯22与阀座体21的台阶侧壁之间开设有轴向平衡槽，该平衡槽也可以使阀座芯22底部的介质保持与上部连通。在此不再赘述。
参照图17。在第三种阀座部件20B结构中，可以通过在阀座芯22A的内缘部开设竖向开槽221，竖向开槽221连通上台阶部的台阶面，也可以起到平衡孔的作用。在此不再赘述。
传动部件30包括丝杆31、螺母32及磁转子34。磁转子34设置于阀罩体42的内腔，丝杆31从阀本体41的上端部伸入阀本体41的内腔中并与螺母32配合。
螺母套件50通过管壁部焊接固接在阀本体41上筒部41a的内缘(区别于该实施例，在图15和图16中，螺母套件是通过平板部焊接固定在阀本体中筒部的内缘)。
参见图8。在本实施例中，螺母套件50为金属薄壁筒件，可以通过板材冲压卷边制成。本实施例中，具有4个从薄壁筒件的侧壁向内冲裁折弯形成轴向延伸的筋板51，筋板51作为螺母限制部，其内壁部与螺母32的外缘部配合，能够限制所述螺母32的周向转动(可以理解的是，如果只设置两个筋板也可以起到限制作用)。筋板51的上端面与套件的内壁面之间形成区域53，可以作为与丝杆31配合的轴承33的容纳部，轴承33抵接设置在筋板51的上端部，实现轴承33的轴向定位。在阀本体41的上端部铆压固定轴承33。
在上述实施例中，螺母套件50为金属板材冲压卷边制成的圆筒形套件。可以参照图13进行技术方案的进一步延伸，螺母套件50A通过金属板材冲压卷边制成的圆筒形套件，在管壁部的下段向内冲裁折弯形成轴向延伸的筋板51的同时，在管壁部的上段向内冲裁折弯形成径向筋板57，径向筋板57与套件的内壁面之间的区域可以作为轴承33的容纳部，径向筋板57作为轴承32的轴向定位部，套件的下端部52作为阀芯限制部，可以限制阀芯部件的轴向移动行程。
同样，也可以参照图14进行技术方案进一步延伸。螺母套件50B为金属板材冲压翻边制成，包括筒形部55和由所述筒形部55的端部折弯形成的平板部56，筒形部至少包括一个轴向平面段58。由于有平面段58，所以筒形部的内壁部与螺母32的外缘部配合以限制螺母32的周向转动，平板部56作为阀芯限制部。该技术方案中平板部56可以通过冲压翻边方式制作，也可以通过另外焊接圆环件方式制作。
在该实施例中，通过螺母套件50B的平板部56与阀本体41的中筒部的内缘焊接，使整体结构简单。
在该实施例中，阀芯导向部件60包括导向套61和密封组件。导向套61焊接固定在阀本体41的中筒部41b的内缘。导向套61的内壁设有台阶部611，密封组件通过垫片64被铆压固定在台阶部611。密封组件包括耐磨性材料制成的密封件62和橡胶材料制成的弹性件63。
图16为本发明提供的第三种电动阀的结构示意图。与前述方案比较，在该实施例中的密封组件是固定在阀芯部件10A上的。其所其的作用相同，在此不再赘述。
阀芯部件10设置在阀本体41的内腔416中，阀芯部件10包括阀芯体11和阀芯套12(阀芯体和阀芯套也可以为一体材料成型结构)。螺母32与阀芯套12连接，以驱动阀芯体11相对于阀座芯22移动，实现电动阀的启/闭及流量大小调节。
螺母套件的下端部52作为阀芯部件10限制部。螺母32带动阀芯套12向上移动过程中，可抵接螺母套件的下端部52，以限制阀芯部件10的轴向移动行程。在大流量电动阀中，丝杆与螺母之间采用非自锁螺纹连接的方式，其有益之处在于，阀芯部件10抵接后，避免卡死等隐患。
导向套61的内壁65作为导线面与阀芯套12间隙配合，密封件62抵接在阀芯套12与导向套61之间。导向套61的内壁65与阀芯套12外壁之间的间隙配合。
阀芯体11大致为圆柱状结构，下端为环形的阀芯头15，阀芯头15与阀座芯22配合，环状阀口密封配合可以在提高阀口流通量的前提下使阀芯头15与阀座芯22的抵接面较小，提高阀芯的灵活性。尤其适用于商用制冷系统。
阀芯体11还开设有轴向贯穿的通孔14作为平衡通道，在通孔14中间还安置有过滤件13。阀本体41的上筒部41a的壁部开设有连通孔417。通孔14和连通孔417组合构成通道，连通阀罩体42的内腔与阀腔418(阀口连通接管的空间)。
结合上述具体例，一种典型结构的电动阀的制造方法介绍如下。
步骤A10：将金属板材或金属管材加工制备筒状阀本体41；
阀本体41可以通过金属板材拉伸制成或金属管材冲压/滚压/压制等方法制成(需要说明的是，金属板材是通过拉伸加工为主要工序将板材加工成筒状结构，金属管材是通过冲压/滚压加工为主要工序将管材加工成筒状结构，在具体加工过程中是将压制/冲压/滚压/挤压整型等工序组合运用加工的，相比较金属切削加工，可以降低加工成本及材料成本)。
通过金属切削方法，在阀本体41的外缘分别加工与阀座部件20配合的定位台阶面、及与阀罩体42配合的定位面。
上述操作可优选可采用一次性装夹定位，使各定位台阶面的相对位置和形位精度得到保证，在后续焊接安装后，各部件配合精度能够保证，能够使阀芯部件运行稳定性好，产品可靠性提高，在此不再赘述。
步骤A20：
将螺母套件50与阀本体41的内缘焊接固接；将阀芯导向部件60的导向套61与阀本体41中筒部41b的内缘焊接固定，密封组件安装到导向套61。
由于螺母套件50、导向套61都焊接在阀本体41上，所以相对位置精度可以保证。所以螺母套件50、导向套61与阀本体41之间相对位置精度进一步提高。优选地，螺母套件50和导向套61还可以采用一次性方法焊接在阀本体41，避免二受热影响进度。
步骤A30：
将传动部件30的丝杆从阀本体41上筒部41a的端部伸入阀本体41的内腔；
将传动部件30的螺母32与阀芯部件10组装，将组装好的组件从所述阀本体41的下筒部装入阀本体41的内腔，螺母32与述丝杆31螺纹连接；使螺母32与所述螺母套件50的限制部配合，使导向套61与阀芯部件10间隙配合，密封组件弹性抵接阀芯部件的外缘。
可以理解的是,由于螺母套件50、导向套61都焊接在阀本体41上，所以相对位置精度可以保证。传动部件30与阀芯部件10安装精度比较高，使阀芯驱动平稳。
步骤A40：
将阀座芯22安装在阀座体21上，将阀口护套24套设在阀座芯22的内缘面，阀口护套24的凸缘部244抵接阀座体21的下台阶部212，轴向接管23的端部抵接凸缘部244，将轴向接管23与阀座体21通过焊接固定；将阀本体41的下端部与阀座体21的外台阶部213抵接，通过焊接固定。
可选地，以上零件可以通过多个零件一次性焊接方式固定，工序简单，产品可靠性强。
步骤A50：
将阀罩体42所述阀本体41焊接固定，焊接后所述传动部件30的磁转子设置于阀罩体42的内腔。
由于阀罩体42与螺母套件分别焊接在阀本体41上，所以其位置精度较高，磁转子与阀罩体的内壁面之间的间隙可以控制较小，结构紧凑。
步骤A60：
将径向接管43与阀本体41下筒部41c焊接固定。
步骤A70：
在阀罩体42外缘套设电磁线圈70，将电磁线圈70固定在固定架44上。
本领域的技术人员应该理解，基于本发明的技术思想，在上述技术方案的基础上，可以延伸多种装配顺序及装配变化。如步骤A60可以放置到前面的工序中，而不影响本发明的技术效果；如步骤A50与步骤A40步骤的顺序互换等，这些改变都应该在本专利的保护范围内，在此不再赘述。
以上结合具体实施例，对本发明所提供的电动阀进行了详细介绍。本发明所提供的电动阀，对阀本体的结构进行了设计优化，在制造过程中，阀本体为金属板材拉伸或金属管材压制制成，在其上筒部、中筒部及下筒部位置，固定连接其他多个功能部件，使产品的整体结构减小，零件加工方便安装紧凑。各功能件之间的位置精度也能容易保证，可以使阀芯部件运行平稳，产品可靠性得到提高。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种电动阀，包括：
阀体部件(40)，所述阀体部件(40)包括阀本体(41)和阀罩体(42)，所述阀罩体(42)与所述阀本体(41)的外缘部固接，所述阀本体(41)的上端部伸入所述阀罩体(42)的内腔，
阀芯部件(10)，所述阀芯部件(10)设置于所述阀本体(41)的内腔；
传动部件(30)，所述传动部件(30)包括磁转子、丝杆及螺母，所述磁转子设置于所述阀罩体(42)的内腔，所述丝杆从所述阀本体(41)的上端部伸入所述阀本体(41)的内腔并与所述螺母螺纹连接，所述丝杆相对与所述阀本体(41)轴向固定；
阀座部件(20)，所述阀座部件(20)包括阀座体和阀座芯，所述阀座体与所述阀本体(41)固接，所述阀座芯外套于阀口护套。
2.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的内壁设有台阶面朝向上端部的上台阶部，所述阀座芯置于所述上台阶部，所述阀口护套为薄壁筒件，所述阀口护套的壁部在与所述上台阶部的台阶面对应的位置设有平衡孔。
3.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的内壁设有台阶面朝向上端部的上台阶部，所述阀座芯置于所述上台阶部，所述阀口护套为薄壁筒件，所述阀座芯设置有连通所述上台阶部的台阶面的开槽。
4.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的内壁设有台阶面朝向上端部的上台阶部，所述阀座芯置于所述上台阶部，所述阀口护套为金属薄板卷边制成的环状薄壁件，所述卷边对接的位置形成轴向开口槽。
5.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的内壁设有台阶面朝向下端部的下台阶部，所述阀口护套包括与所述阀座芯配合的筒部和凸缘部，所述凸缘部抵接所述下台阶部的台阶面。
6.如权利要求5所述的电动阀，其特征在于，还包括轴向接管，所述轴向接管的端部抵接所述阀口护套的凸缘部，所述轴向接管与所述阀座体焊接固定。
7.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀口护套与所述阀座体一体材料加工成型。
8.如权利要求1-7任一项所述的电动阀，其特征在于，所述阀座芯为非金属材料制成。
9.如权利要求8所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的上台阶部的内缘面为上端直径渐小的锥型面，所述阀座芯的外缘抵接所述锥型面固定。
10.如权利要求8所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的上端部具有固定所述阀座芯的凸起部。
11.如权利要求1-7任一项所述的电动阀，其特征在于，所述阀座体的外壁设有台阶面朝向下端部的外台阶部，所述阀本体(41)的下端部抵接所述外台阶部的台阶面，所述阀本体(41)与所述阀座体焊接固定。
12.如权利要求11所述的电动阀，其特征在于，所述阀本体(41)包括上筒部、中筒部及下筒部，所述上筒部的外缘直径小于所述中筒部的外缘直径；所述阀罩体(42)与所述阀本体(41)中筒部的外缘固接，所述阀本体(41)上筒部伸入所述阀罩体(42)的内腔。
13.如权利要求12所述的电动阀，其特征在于，还包括阀芯导向部件(60)，所述阀芯导向部件(60)包括导向套，所述导向套与所述阀本体(41)中筒部的内缘固接并与所述阀芯部件(10)间隙配合。
14.如权利要求12所述的电动阀，其特征在于，还包括螺母套件(50)，所述螺母套件(50)与所述阀本体(41)的内缘固接，所述螺母套件(50)包括限制所述螺母周向转动的螺母限制部和限制所述阀芯部件轴向移动行程的阀芯限制部。
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