CN110094513B - 一种电动阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动阀,包括阀体部件、阀座部件、传动部件、阀芯导向部件、阀芯部件，传动部件包括螺母、所述螺母由塑料材料制成，所述螺母包括径向凸出部，所述阀芯部件包括阀芯本体，所述阀芯本体由塑料材料制成，所述阀芯本体包括缩径部和本体部，所述径向凸出部与所述本体部之间包括密封组件，所述密封组件抵接在所述缩径部的外壁与所述导向套的内壁之间，本发明所提供的电动阀，节省材料成本，且能够减轻阀的整体重量。

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电动阀，用于切断冷媒或调节流量大小。如何降低阀的成本并减轻阀的重量是是技术人员不断努力的一个研发方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动阀，结构简单，节省材料成本，且能够减轻阀的整体重量。
本发明提供的电动阀，包括：
阀体部件,所述阀体部件包括阀本体，所述阀本体包括第一流体端口；
阀座部件，所述阀座部件与所述阀体部件固定连接，所述阀座部件包括阀座体，所述阀座体包括第二流体端口；
传动部件，所述传动部件设置于所述电动阀的阀腔，所述传动部件包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述螺母螺纹连接，，所述螺母由塑料材料制成，所述螺母包括径向凸出部；
阀芯导向部件，所述阀芯导向部件包括导向套，，所述导向套与所述阀体部件固定连接；
阀芯部件，所述阀芯部件能够在所述螺母的带动下沿所述导向套的轴向运动，所述阀芯部件包括阀芯本体，所述阀芯本体由塑料材料制成，所述阀芯本体包括缩径部和本体部，所述缩径部大致呈圆环状，所述本体部大致呈圆筒状，所述缩径部的外径小于所述本体部的外径，所述缩径部与所述径向凸出部固定连接，所述径向凸出部与所述本体部之间包括密封组件，所述密封组件抵接在所述缩径部的外壁与所述导向套的内壁之间。
本发明所提供的电动阀，包括塑料材料制成的螺母，还包括阀芯部件，阀芯部件包括塑料材料制成的阀芯本体，阀芯本体与螺母固定连接，阀芯本体包括缩径部和本体部，密封组件设置在螺母的径向凸出部与本体部之间，并弹性抵接在缩径部的外壁与导向套的内壁之间，结构简单，能够节省材料成本，还能够减轻阀的整体重量。
附图说明
图1：本发明提供的电动阀在全闭状态下的结构示意图；
图2：图1中所示的电动阀中的阀体部件的结构示意图；
图3：图1中所示的电动阀的传动部件的结构示意图；
图4：图1中所示的电动阀的螺母套件的立体图；；
图5：图1中所示的电动阀的螺母与阀芯部件、密封组件配合关系示意图；
图5A：图5中I1处的局部放大图；
图5B：图5中I2处变形例的局部放大图；
图5C：图5B中I3处局部放大图。
具体实施方式
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零部件位于说明书附图中所示位置时定义的，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。
本文中所述的“轴向”是指沿纸面的自上而下或自下而上的方向，也即相当于转子的轴向；本文中所述的“径向”是指与轴向垂直的方向；本文中所述的“打开或关闭阀口”是指使阀口处的流体在轴向接管与径向接管之间流通或不流通。需要说明的是，本文中的“一体”指由一个零件加工而成，而非两个或两个以上零件组装或固定而的。本文中所述的“薄壁”是指壁厚在0.3mm至2.0mm之间，即，若定义壁厚为M，则0.3mm≦M≦2.0mm。
图1为本发明提供的电动阀在全闭状态下的结构示意图，图2为图1中所示的电动阀中的阀体部件的结构示意图，图3为图1中所示的电动阀的传动部件的结构示意图，图4为图1中所示的电动阀的螺母套件的立体图，图5为图1中所示的电动阀的螺母与阀芯部件、密封组件配合关系示意图(图中所示为螺母与阀芯部件焊接前的状态)，图5A为图5中I1处的局部放大图。
如图1所示，本方案的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及线圈部件70。
如图1和图2所示，阀体部件40包括阀本体41和与阀本体41固定连接的阀罩体，阀罩体42，线圈部件70套设在阀罩体42的外周并通过支架44与阀体部件40固定连接。
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，加工工艺简单、且生产效率高。该阀本体41大致为三段式，具体包括上筒部41a、中筒部41b及下筒部41c，上筒部41a的外壁直径最小，中筒部41b的外壁直径大于上筒部41a的外壁直径，下筒部41c的外壁直径相对最大，下筒部41c的侧壁开设有第一流体端口401。这种设置更加便于内部安装功能件及外部焊接安装零件，使结构更加紧凑。径向接管43与阀本体41的下筒部41c焊接固定。阀罩体42与阀本体41的中筒部41b的外壁焊接固定，阀本体41的上筒部41a伸入阀罩体中。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。另可以理解的是，在满足装配需求的前提下，阀本体41也可以采用中筒部41b与下筒部41c的外壁直径一致的结构，也就是相当于阀本体41大致为两段式结构。
如图1和图3所示，传动部件30设置于阀腔416中，传动部件30包括磁转子34、丝杆31及螺母32，螺母32由塑料材料制成。螺母32可以由塑料材料注塑成型，为了简化加工工艺，，可以由塑料材料一体注塑成型。丝杆31相对于阀罩体42在轴向不发生相对位移。磁转子34设置于阀罩体42，磁转子34通过连接片35与丝杆31固定连接，丝杆31的下端部伸入阀本体中并与螺母32螺纹配合。在大流量电动阀中，丝杆31与螺母32之间采用非自锁螺纹连接的方式，其有益之处在于，可以避免卡死等隐患。
螺母32设置于阀腔416中，螺母32包括径向凸出部321，还包括与径向凸出部321方向垂直的下延伸部322。径向凸出部321的下端面部与阀芯部件10焊接固定后螺母32能够带动阀芯部件10沿轴向移动。具体地，由于磁转子34、丝杆31、阀体部件40、线圈部件70之间的轴向位置相对固定，当磁转子34在线圈部件70的驱动力作用下转动时，丝杆31随磁转子34一起周向转动，丝杆31的周向转动又转化为螺母32的轴向移动，从而使螺母32带动阀芯部件10沿轴向上下移动，以打开或关闭电动阀。
由于丝杆31相对于阀体部件40在轴向不发生相对位移，磁转子34又与丝杆31固定连接，因此，磁转子34、丝杆31、阀体部件40、线圈部件70之间的轴向位置相对固定，工作过程中，，线圈部件70的驱动力不会随阀芯部件(见下文)的轴向移动而变化，对于同样大小的阀口，能够使用更小尺寸的电机，有利于产品小型化。
为了确保螺母32能够将丝杆31的转动转化为轴向移动，以带动阀芯部件10轴向移动，如图1和图4所示，在阀本体41与螺母32之间设置了与螺母32配合的螺母套件50以限制螺母32发生周向转动，螺母套件50与阀本体41焊接固定。螺母32的与螺母套件50配合的部位的外周壁为横截面非圆形的柱状结构。螺母套件50包括限制螺母32转动的螺母限制部51和限制阀芯部件10向上移动行程的阀芯限制部52，螺母32带动阀芯部件10沿轴向上移至阀芯部件10与阀芯限制部52抵接后，便不能再向上移动。本方案具体设计中，螺母套件50为金属板材如钢材冲压翻边制成，包括筒形部55和由所述筒形部55的下端部向外折弯形成的平板部56，筒形部55的内壁至少包括一个轴向平面段58。通过平面段58与螺母32配合以限制螺母32的周向转动。本方案中，筒形部55的内壁的横截面大至为四方形结构，四方形的四个边之间为圆弧过渡，也即，本具体方案中，设置了四个平面段58来限制螺母32的周向转动。在本具体实施例中，通过螺母套件50的平板部56与阀本体41的中筒部41b的内壁焊接，使整体结构简单。螺母套件50也可以通过分别加工筒形部55和平板部56，然后将二者通过焊接固定的方式来形成。平板部56作为阀芯限制部以限制阀芯部件10沿轴向向上运动的最大行程。也即，通过一个结构简单的螺母套件50，实现了防止螺母32周向转动和对阀芯部件10进行轴向限位的双重功能。
如图1所示，阀座部件20与阀本体41的下开口部焊接固定形成本实施例的阀腔416，包括阀座体21，阀座体21通过金属材料加工而成，阀座体21开设有阀口200和第一流体端口201。阀座体21的上端面包括密封部222。其中，阀座体21大致为环状结构，阀座体21的外壁设有台阶面朝向阀本体41的下筒部41c的外台阶部213，阀本体41的下筒部41c抵接外台阶部213的台阶面并通过焊接固定。阀座体21的内壁还设有内底面朝下的下凹槽部212。轴向接管23的端部抵接下凹槽部212。轴向接管23与阀座体21通过焊接固定。
本方案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。
阀腔416中设置有能够与阀座部件20接触或分离的阀芯部件10，阀芯部件10能够由螺母32带动沿阀芯导向部件60的轴向运动。
如图1所示，为了保证阀芯部件10随螺母32轴向移动过程中不发生轴向偏移，在阀腔416内，在阀芯部件10的外周部设置有对阀芯部件10进行导向的阀芯导向部件60，其与阀本体41的中筒部41b的内壁焊接固定。阀芯导向部件60包括导向套61。具体设置时导向套61的内壁65作为导向面具体对阀芯部件10进行导向。
其中，如1和图5所示，阀芯部件10包括由塑料材料制成的阀芯本体11，阀芯本体11与螺母32通过超声波焊接固定或通过热压熔合方式固定。阀芯本体11通过注塑成型，作为一种具体方案，可以进一步采用一体注塑成型。如图5所示，阀芯本体11的横截面为圆环形，阀芯本体11包括缩径部111、本体部112和设置于所述缩径部111与本体部112之间的过渡部113。缩径部111的外径小于本体部112的外径。具体地，缩径部111大致呈圆环状，本体部112大致呈圆筒状，缩径部111包括上腔A，本体部112包括下腔B，缩径部111的上端部与前述的螺母32的径向凸出部321的下端面部超声波焊接或热压熔合方式固定，在径向凸出部321与本体部112之间设置有密封组件，密封组件在轴向位于螺母32的径向凸出部321与阀芯本体11的本体部112之间，被径向凸出部321和过渡部113限位，密封组件安装方便。密封组件在周向弹性抵接在缩径部111的外壁与导向套61的内壁之间，密封组件包括耐磨性材料制成的密封圈62和橡胶材料制成的滑片63。
为了保证螺母32与阀芯部件10的同轴配合，并利于阀芯部件10的内平衡，螺母32包括设置于上腔的下延伸部322，，具体地，螺母32的下延伸部322自缩径部111的上端部伸入上腔A中。下延伸部322的外壁与缩径部111的内壁间隙配合。过渡部113设置第一轴向孔C，第一轴向通孔C连通上腔A与下腔B。进一步地，为了对流经第一流体端口401与第二流体端口201之间的流体进行过滤，过渡部113A包括环形内凸部1131，环形内凸部1131的内径小于缩径部111的内径，缩径部111的内径小于本体部112的内径，缩径部111与环形内凸部1131形成台阶面朝上的第一定位台阶部1134，阀芯部件10的过滤部件13包括支撑环1132和与支撑环1132固定连接的过滤件1133，支撑环1132的下端面部与环形内凸部1131的上端面部抵接，过滤件1133至少部分地设置于第一轴向通孔C。
根据前述结构设计可知，阀芯部件10还包括平衡流路，该平衡流路包括下腔B、第一轴向通孔C和上腔A。平衡流路的设置，有利于阀芯部件10上下压力的平衡，利于减小阀芯部件10受到的压力差。
为了有利于阀芯部件10的内平衡，减小阀芯部件10受到的压差力，阀芯部件10的本体部112包括环状薄壁部1122，环状薄壁部1122包括与密封部222接触或分离的配合部100，配合部100设计为圆弧结构，圆弧结构的底端能够与密封部222抵接或分离。
进一步地，为了在前述圆弧基础上进一步提高阀芯部件10的内平衡性，阀芯本体11的本体部112呈上小下大的圆筒结构，包括小径段1121和设置于小径段1121下方的所述环状薄壁部1122，环状薄壁部1122为外径和内径均大于小径段111的薄壁状，，环状薄壁部1122的下端部形成前述配合部100。小径段1121的外壁在水平方向的投影与圆弧结构的底端102所在的环线大致重合。相当于小径段1121的外壁若向下延长，其能够与圆弧结构的底端102所在的环线大致重合，配合部100处不受或少受到到流体的压力差，使开阀和关阀时动作更加顺畅，易于实现，提高阀的动作性能。当然，可以理解的是，阀芯本体11可以为由上至下粗细相同的薄壁直筒件也是可以的。
作为替代方案，如图5B和图5C所示，图5B为图5中I2处变形例的局部放大图，图5C为图5B中I3处局部放大图。配合部100也可以为图5B所示的趋于阀口200方向直径渐小(即上小下大)的圆台结构，包括环形密封平面102’，定义导向套61的内壁65在小平面圆环上的投影为密封环X，定义其直径为D3，定义环形密封平面102’的外环线y的直径为D4，内环线Z的直径为D5，则，D3等于或约等于D4-D5后的二分之一，即，D3＝(D4-D5)/2,或D3≈(D4-D5)/2。即，相当于小径段1121的外壁在水平方向的投影与环形密封平面102’的中心环线大致重合。
下面对本方案电动阀的具体工作过程说明如下：：
该电动阀能够实现双向流通，流体可以22径向接管43流入，从轴向接管23流出，也可以从轴向接管23流入，从径向接管43流出。
下面以流体从径向接管43流入，从轴向接管23流出为例进行说明。磁转子34在线圈部件70的驱动下，顺时针转动也可以逆时针转动，从而带动螺母32沿轴向上下移动。可以设定磁转子34顺时针转动时阀芯部件10趋于阀口200移动，磁转子34逆时针转动时阀芯部件10远离阀口200移动。当电动阀处于全开状态时，，阀芯部件10由阀芯限制部52限制而不能继续沿轴向上移，对线圈部件70通电使磁转子34顺时针转动，磁转子34的周向转动通过丝杆31转化为螺母32的轴向移动，从而由螺母32带动阀芯部件10下移，，直至配合部100关闭阀口200，即，电动阀处于闭阀的状态。当需要开阀时，对线圈部件70通电，使磁转子34逆时针方向转动，螺母32带动阀芯部件10沿轴向上移，直至螺母32的径向凸出部321与螺母套件50的阀芯限制部52抵接，达到阀全开状态。
本方案的电动阀，包括塑料材料制成的螺母，还包括阀芯部件，阀芯部件包括塑料材料制成的阀芯本体，阀芯本体与螺母固定连接，简化了阀芯部件的结构，结构简单，且节省材料成本，还能够减轻阀的整体重量。
需要说明的是，在前述技术方案的说明基础上，，可以理解的是，本申请的电动阀，能够作为开关阀用，也能够控制阀口的流量来作为流量调节阀使用。
以上对本发明所提供的电动阀进行了详细介绍。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 (8)

1.一种电动阀，包括：
阀体部件,所述阀体部件包括阀本体，所述阀本体包括第一流体端口；
阀座部件，所述阀座部件与所述阀体部件固定连接，所述阀座部件包括阀座体，所述阀座体包括第二流体端口；
传动部件，所述传动部件设置于所述电动阀的阀腔，所述传动部件包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述螺母螺纹连接，所述螺母由塑料材料制成，所述螺母包括径向凸出部；
阀芯导向部件，所述阀芯导向部件包括导向套，所述导向套与所述阀体部件固定连接；
阀芯部件，所述阀芯部件能够在所述螺母的带动下沿所述导向套的轴向运动，所述阀芯部件包括阀芯本体，所述阀芯本体由塑料材料制成，所述阀芯本体包括缩径部和本体部，所述缩径部大致呈圆环状，所述本体部大致呈圆筒状，所述缩径部的外径小于所述本体部的外径，所述缩径部与所述径向凸出部固定连接，所述径向凸出部与所述本体部之间包括密封组件，所述密封组件抵接在所述缩径部的外壁与所述导向套的内壁之间；
所述阀座体开设有阀口，所述阀座体的上端面部包括密封部，所述本体部包括能够与所述密封部抵接或分离的环状薄壁部，所述环状薄壁部的内径大于所述阀口的直径；
所述阀座体通过金属材料加工而成，所述环状薄壁部包括配合部，所述配合部为圆弧结构，所述圆弧结构的底端能够与所述密封部抵接或分离；
所述本体部包括小径段和设置于所述小径段下方的所述环状薄壁部，所述环状薄壁部的外径和内径分别大于所述小径段的外径和内径，所述小径段的外壁能够与所述导向套的内壁间隙配合，所述小径段的外壁在水平方向的投影与所述圆弧结构的底端所在的环线大致重合。
2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述缩径部包括上腔，所述本体部包括下腔，所述螺母包括设置于所述上腔的下延伸部，所述下延伸部的外壁与所述缩径部的内壁间隙配合，所述上腔与所述下腔之间包括过渡部，所述过渡部包括第一轴向通孔，所述第一轴向通孔与所述上腔和所述下腔连通。
3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，所述阀芯本体的横截面为圆环形，所述过渡部包括环形内凸部，所述环形内凸部的内径小于所述缩径部的内径，所述缩径部的内径小于所述本体部的内径，所述缩径部与所述环形内凸部形成台阶面朝上的第一定位台阶部，所述阀芯部件还包括过滤部件，所述过滤部件包括支撑环和过滤件，所述过滤件与所述支撑环固定连接，所述支撑环的下端面部与所述环形内凸部的上端面部抵接，所述过滤件至少部分地设置于所述第一轴向通孔。
4.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述螺母和所述阀芯本体分别由塑料材料注塑成型，所述螺母为一体结构，所述阀芯本体为一体结构，所述缩径部的下端与所述径向凸出部的下端通过超声波焊接固定或通过热压熔合方式固定。
5.一种电动阀，包括：
阀体部件,所述阀体部件包括阀本体，所述阀本体包括第一流体端口；
阀座部件，所述阀座部件与所述阀体部件固定连接，所述阀座部件包括阀座体，所述阀座体包括第二流体端口；
传动部件，所述传动部件设置于所述电动阀的阀腔，所述传动部件包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述螺母螺纹连接，所述螺母由塑料材料制成，所述螺母包括径向凸出部；
阀芯导向部件，所述阀芯导向部件包括导向套，所述导向套与所述阀体部件固定连接；
阀芯部件，所述阀芯部件能够在所述螺母的带动下沿所述导向套的轴向运动，所述阀芯部件包括阀芯本体，所述阀芯本体由塑料材料制成，所述阀芯本体包括缩径部和本体部，所述缩径部大致呈圆环状，所述本体部大致呈圆筒状，所述缩径部的外径小于所述本体部的外径，所述缩径部与所述径向凸出部固定连接，所述径向凸出部与所述本体部之间包括密封组件，所述密封组件抵接在所述缩径部的外壁与所述导向套的内壁之间；
所述阀座体开设有阀口，所述阀座体的上端面部包括密封部，所述本体部包括能够与所述密封部抵接或分离的环状薄壁部，所述环状薄壁部的内径大于所述阀口的直径；
所述阀座体通过金属材料加工而成，所述环状薄壁部包括配合部，所述配合部为上大下小的圆台结构，所述圆台结构的下端面形成环形密封平面，所述环形密封平面能够与所述密封部抵接或分离；
所述本体部包括小径段和设置于所述小径段下方的所述环状薄壁部，所述环状薄壁部的外径和内径分别大于所述小径段的外径和内径，所述小径段的外壁能够与所述导向套的内壁间隙配合，所述小径段的外壁在水平方向的投影与所述环形密封平面的中心环线大致重合。
6.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于，所述缩径部包括上腔，所述本体部包括下腔，所述螺母包括设置于所述上腔的下延伸部，所述下延伸部的外壁与所述缩径部的内壁间隙配合，所述上腔与所述下腔之间包括过渡部，所述过渡部包括第一轴向通孔，所述第一轴向通孔与所述上腔和所述下腔连通。
7.根据权利要求6所述的电动阀，其特征在于，所述阀芯本体的横截面为圆环形，所述过渡部包括环形内凸部，所述环形内凸部的内径小于所述缩径部的内径，所述缩径部的内径小于所述本体部的内径，所述缩径部与所述环形内凸部形成台阶面朝上的第一定位台阶部，所述阀芯部件还包括过滤部件，所述过滤部件包括支撑环和过滤件，所述过滤件与所述支撑环固定连接，所述支撑环的下端面部与所述环形内凸部的上端面部抵接，所述过滤件至少部分地设置于所述第一轴向通孔。
8.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于，所述螺母和所述阀芯本体分别由塑料材料注塑成型，所述螺母为一体结构，所述阀芯本体为一体结构，所述缩径部的下端与所述径向凸出部的下端通过超声波焊接固定或通过热压熔合方式固定。
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