CN110332326A - 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，阀体、阀座以及阀芯组件，阀芯组件包括有丝杆，以及可驱动所述丝杆进行轴向移动的驱动件，丝杆于阀体内的一端设置有可与阀座相配合的阀针，阀体包括介质入口以及介质出口，介质入口与介质出口之间通过连通腔进行连接，阀座置于连通腔内；阀座包括与介质出口相连通的节流孔、以及与介质入口相连通的通孔，阀座于节流孔与通孔之间形成有容纳腔，容纳腔内设有可对振动的阀针进行维稳的减振机构，阀座上设置有可感知振动的阀针对阀座施力的压力传感器，压力传感器与减振机构信号连接。本发明具有以下有益效果：这种电子膨胀阀在身处振动状况下对阀针具有自我保护功能，从而为阀针调节阀口节流面积提供稳定的控制性能。

Description

一种电子膨胀阀
技术领域
本发明涉及流量控制领域，特别涉及一种电子膨胀阀。
背景技术
电子膨胀阀安装在冷凝器和蒸发器之间，是空调制冷系统的高压与低压的分界点。其作用是：把来自冷凝器的高压液态制冷剂节流降压，并调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化。电子膨胀阀的驱动方式是控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算，向驱动板发出调节指令，由驱动板向电子膨胀阀输出电信号，然后通过线圈驱动电子膨胀阀转子总成，实现阀针上下动作，调节电子膨胀阀阀口节流面积，从而实现对制冷剂量的控制。
电子膨胀阀已在家用空调中广泛使用，但是车用电子膨胀阀使用工况比较复杂。如汽车在行驶时因路况不同不可避免的产生振动，车辆的振动会导致电子膨胀阀阀针产生振动而无法工作或者使电子膨胀阀的制冷剂量控制产生较大的误差。因此如何提供一种具有较高稳定性的电子膨胀阀是当下急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电子膨胀阀，这种电子膨胀阀在身处振动状况下对阀针具有自我保护功能，从而为阀针调节阀口节流面积提供稳定的控制性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种电子膨胀阀，阀体、阀座以及安装于阀座上的阀芯组件，所述阀芯组件包括有丝杆，以及可驱动所述丝杆进行轴向移动的驱动件，所述丝杆于阀体内的一端设置有可与阀座相配合的阀针，所述阀体包括介质入口以及介质出口，所述介质入口与介质出口之间通过连通腔进行连接，所述阀座置于连通腔内；
所述阀座包括与介质出口相连通的节流孔、以及与介质入口相连通的通孔，所述节流孔位于通孔的下方，所述阀座于节流孔与通孔之间形成有容纳腔，所述容纳腔内设有可对振动的阀针进行维稳的减振机构，所述阀座上设置有可感知振动的阀针对阀座施力的压力传感器，所述压力传感器与减振机构信号连接。
本发明进一步设置为：所述减振机构包括位于容纳腔内的两个相互对称的维稳限位块，每个所述维稳限位块截面为半圆状，当两个所述维稳限位块配合抵接时形成可供与丝杆相配合的圆形容腔，每个所述维稳限位块的一侧与阀座之间均设置有第一弹簧，每个所述第一弹簧的一端与维稳限位块固定连接，另一端与阀座内壁固定连接；每个所述维稳限位块还与阀座之间设置有具有高弹性的橡胶套，所述橡胶套的一端与维稳限位块固定连接，另一端与阀座内壁固定连接；
所述橡胶套与维稳限位块、阀座内壁共同围合成一封闭容腔，所述第一弹簧置于封闭容腔内，所述容纳腔内设置有将两个相互独立的橡胶套进行连通的连接套，所述阀座的一侧贯穿设置有可与封闭容腔相连通的让位孔，所述让位孔的一侧设置有可对封闭容腔进行充气的充气件，所述充气件与压力传感器信号连接。
本发明进一步设置为：所述充气件包括从下至上依次设置的套筒、气源安装件以及气瓶，所述套筒朝向气源安装件的一侧具有开口，所述套筒内置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与套筒内壁固定连接，所述第二弹簧的另一端固定连接有可在套筒内滑移的活塞，所述活塞朝向气源安装件的一侧设置有针刺；
所述气源安装件包括有安装架，所述安装架的一侧设置有供针刺穿过并滑移的滑移孔，所述安装架的另一侧设置有可供气瓶瓶口嵌入的置物槽，所述置物槽的槽壁与气瓶瓶口螺纹连接，所述安装架的一侧还设置有可与让位孔相连通的导气孔，所述导气孔与让位孔之间连通有导气管，所述活塞的一侧穿出套筒外设置有滑动杆，所述滑动杆的一端位于阀体外，所述套筒的侧壁上开设有可供滑动杆滑移的滑槽，所述阀体的一侧设置有可驱动滑动杆往弹簧压缩方向进行移动的气缸，所述气缸的一侧设置有用以控制气缸伸缩端移动的控制器，所述控制器与压力传感器信号连接。
本发明进一步设置为：所述气源安装件的一侧与套筒为可拆卸式固定连接。
本发明进一步设置为：所述导气管的一侧连接有排气管，所述排气管穿出阀体外的一端设置有启闭阀。
本发明进一步设置为：所述驱动件包括相互电连接的线圈以及控制件，所述控制件可控制线圈通电电流大小和时间，所述驱动件还包括相对转动的定子和转子，所述定子的一端与阀座固定连接，所述转子的一侧与丝杆固定连接，所述转子与定子螺纹啮合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：在实际使用时，当汽车在行驶时因路口不同不可避免产生振动，车辆的振动会导致安装于汽车上的电子膨胀阀的阀针产生振动。由于阀针位于丝杆的一端，由于在一般情况下越是远离端部越容易晃动，以至于原本与节流孔相配合的阀针(关闭流道)在晃动的情况下会对相抵接的阀座进行施力，在施力足够大的情况下会导致阀针的另一侧与节流孔之间存在间隙，造成制冷剂泄漏。
而本申请通过在阀座上设置可感知振动的阀针对阀座施力的压力传感器，压力传感器接收到压力信号后信号传输至减振机构，以使减振机构驱动并对阀针进行维稳操作，使得阀针在振动的情况下不会对阀座施力移动，从而避免制冷剂泄漏的事情发生。特别提醒的是：本申请所述的电子膨胀阀的阀针具有自我保护功能，可避免制冷剂泄露所引发的车用空调系统无法正常使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的实施例一的电子膨胀阀的结构示意图；
图2为图1中的阀座与减振机构在配合状态下的结构示意图；
图3为图1中的阀座与丝杆在配合状态下的结构示意图；
图4为图1中的阀芯组件的结构示意图。
附图标记：1、阀体；2、阀座；3、阀芯组件；4、丝杆；5、驱动件；6、阀针；7、介质入口；8、介质出口；9、连通腔；10、节流孔；11、通孔；12、容纳腔；13、减振机构；14、压力传感器；15、维稳限位块；16、第一弹簧；17、橡胶套；18、连接套；19、让位孔；20、充气件；21、套筒；22、气源安装件；23、气瓶；24、第二弹簧；25、活塞；26、针刺；27、安装架；28、滑移孔；29、置物槽；30、导气孔；31、导气管；32、滑动杆；33、滑槽；34、气缸；35、排气管；36、启闭阀；37、线圈；38、定子；39、转子。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-图4所示，一种电子膨胀阀，包括阀体1、位于阀体1内的阀座2以及安装于阀座2上的阀芯组件3，阀芯组件3包括有丝杆4，以及可驱动丝杆4进行轴向移动的驱动件5，丝杆4于阀体1内的一端设置有可与阀座2相配合的阀针6。
阀体1包括介质入口7以及介质出口8，介质入口7与介质出口8之间通过连通腔9进行连接，阀座2置于连通腔9内。
阀座2包括与介质出口8相连通的节流孔10、以及与介质入口7相连通的通孔11，阀针6与节流孔10相配合以实现流量调节。节流孔10位于通孔11的下方，阀座2于节流孔10与通孔11之间形成有容纳腔12，容纳腔12内设有可对振动的阀针6进行维稳的减振机构13。阀座2上设置有可感知振动的阀针6对阀座2施力的压力传感器14，压力传感器14与减振机构13信号连接。
在实际使用时，当汽车在行驶时因路口不同不可避免产生振动，车辆的振动会导致安装于汽车上的电子膨胀阀的阀针6产生振动。由于阀针6位于丝杆4的一端，由于在一般情况下越是远离端部越容易晃动，以至于原本与节流孔10相配合的阀针6(关闭流道)在晃动的情况下会对相抵接的阀座2进行施力，在施力足够大的情况下会导致阀针6的另一侧与节流孔10之间存在间隙，造成制冷剂泄漏。
而本申请通过在阀座2上设置可感知振动的阀针6对阀座2施力的压力传感器14，压力传感器14接收到压力信号后信号传输至减振机构13，以使减振机构13驱动并对阀针6进行维稳操作，使得阀针6在振动的情况下不会对阀座2施力移动，从而避免制冷剂泄漏的事情发生。特别适用于电子膨胀阀的阀针6的自我保护。
进一步的，减振机构13包括位于容纳腔12内的两个相互对称的维稳限位块15，每个维稳限位块15截面为半圆状，当两个维稳限位块15配合抵接时形成可供与丝杆4相配合的圆形容腔。每个维稳限位块15的一侧与阀座2之间均设置有第一弹簧16，每个第一弹簧16的一端与维稳限位块15固定连接，另一端与阀座2内壁固定连接。每个维稳限位块15还与阀座2之间设置有具有高弹性的橡胶套17，橡胶套17的一端与维稳限位块15固定连接，另一端与阀座2内壁固定连接，橡胶套17与维稳限位块15、阀座2内壁共同围合成一封闭容腔，第一弹簧16置于封闭容腔内。
容纳腔12内设置有将两个相互独立的橡胶套17进行连通的连接套18。连接套18与橡胶套17均为同一材质制成，且均为高弹性的橡胶制成。阀座2的一侧贯穿设置有可与封闭容腔相连通的让位孔19，让位孔19的一侧设置有可对封闭容腔进行充气的充气件20。充气件20与压力传感器14信号连接。
在充气件20的作用下，可使得外部气体依次导入两个封闭容腔内，致使由具有高弹性的橡胶套17向外扩充，使得位于橡胶套17一端的维稳限位块15朝向丝杆4移动。待两个相互独立的维稳限位块15移动至与丝杆4相配合时，可形成与丝杆4相配合的圆形容腔。在此状态下，橡胶套17以及第一弹簧16均为拉伸状态。在橡胶套17充满气体的情况下，可使两个维稳限位块15接收并消除来自于丝杆4上的振动，且有利于丝杆4维持稳定，避免阀针6在高振动情况下造成制冷剂泄漏。当振动消除时，通过排除所填充至橡胶套17内的气体，在自身弹性作用下，原本处于拉伸状态下的橡胶套17以及第一弹簧16在无外力作用下进行收缩，以恢复至初始状态。
进一步的，充气件20包括从下至上依次设置的套筒21、气源安装件22以及气瓶23，套筒21朝向气源安装件22的一侧具有开口，套筒21内置有第二弹簧24，第二弹簧24的一端与套筒21内壁固定连接，第二弹簧24的另一端固定连接有可在套筒21内滑移的活塞25，活塞25朝向气源安装件22的一侧设置有针刺26。
气源安装件22的一侧与套筒21为可拆卸式固定连接，气源安装件22的另一侧与气瓶23螺纹连接。气源安装件22包括有安装架27，安装架27的一侧设置有供针刺26穿过并滑移的滑移孔28，安装架27的另一侧设置有可供气瓶23瓶口嵌入的置物槽29，置物槽29的槽壁与气瓶23瓶口螺纹连接。安装架27的一侧还设置有可与让位孔19相连通的导气孔30，导气孔30与让位孔19之间连通有导气管31。
活塞25的一侧穿出套筒21外设置有滑动杆32，滑动杆32的一端位于阀体1外，套筒21的侧壁上开设有可供滑动杆32滑移的滑槽33。阀体1的一侧设置有可驱动滑动杆32往弹簧压缩方向进行移动的气缸34。气缸34的一侧设置有用以控制气缸34伸缩端移动的控制器，控制器与压力传感器14信号连接。
在实际使用时，压力传感器14感知到电子膨胀阀在振动时阀针6对阀座2存在挤压，且该挤压力足够引起阀针6的另一侧与节流孔10之间存在间隙，造成制冷剂泄漏。此时，压力传感器14信号传输至控制器，经由控制器控制气缸34伸缩端移动，以至于弹簧在自身的弹性势能作用下驱动活塞25在套筒21内进行移动，并同步驱动位于活塞25一端的针刺26朝向气瓶23瓶口方向进行移动。待针刺26一端移动至戳破瓶口，使气瓶23内部气体溢出。溢出的气体依次经由导气孔30、导气管31、让位孔19进入橡胶套17内，以使得两个相互独立的维稳限位块15朝丝杆4方向进行移动并围合限位吸振。
进一步的，介质出口8与介质入口7均为阶梯孔，用以与管路压接。
进一步的，导气管31的一侧连接有排气管35，排气管35穿出阀体1外的一端设置有启闭阀36。通过驱动启闭阀36，以使得填充至橡胶套17内的气体进行排除。使维稳限位块15恢复至初始状态。
进一步的，驱动件5包括相互电连接的线圈37以及控制件，控制件可控制线圈37通电电流大小和时间。驱动件5还包括相对转动的定子38和转子39，定子38的一端与阀座2固定连接，转子39的一侧与丝杆4固定连接，以使得丝杆4跟随转子39进行同步转动。转子39为永磁体转子39，转子39与定子38螺纹啮合。该控制件控制线圈37的方式为现有技术，再此不加详细赘述。
当电子膨胀阀不工作时，线圈37断电，丝杆4在螺纹自锁作用下处于关闭状态。当系统需要电子膨胀阀进行流量调节时，线圈37通电，控制件控制转子39受电磁力矩作用产生正向或反向旋转动力，通过螺纹的传递，使丝杆4在周向进行移动，从而通过位于丝杆4一端的阀针6改变节流孔10的开口截面，从而调解制冷剂的流量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种电子膨胀阀，包括阀体(1)、阀座(2)以及安装于阀座(2)上的阀芯组件(3)，所述阀芯组件(3)包括有丝杆(4)，以及可驱动所述丝杆(4)进行轴向移动的驱动件(5)，所述丝杆(4)于阀体(1)内的一端设置有可与阀座(2)相配合的阀针(6)，其特征是：所述阀体(1)包括介质入口(7)以及介质出口(8)，所述介质入口(7)与介质出口(8)之间通过连通腔(9)进行连接，所述阀座(2)置于连通腔(9)内；
所述阀座(2)包括与介质出口(8)相连通的节流孔(10)、以及与介质入口(7)相连通的通孔(11)，所述节流孔(10)位于通孔(11)的下方，所述阀座(2)于节流孔(10)与通孔(11)之间形成有容纳腔(12)，所述容纳腔(12)内设有可对振动的阀针(6)进行维稳的减振机构(13)，所述阀座(2)上设置有可感知振动的阀针(6)对阀座(2)施力的压力传感器(14)，所述压力传感器(14)与减振机构(13)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种电子膨胀阀，其特征是：所述减振机构(13)包括位于容纳腔(12)内的两个相互对称的维稳限位块(15)，每个所述维稳限位块(15)截面为半圆状，当两个所述维稳限位块(15)配合抵接时形成可供与丝杆(4)相配合的圆形容腔，每个所述维稳限位块(15)的一侧与阀座(2)之间均设置有第一弹簧(16)，每个所述第一弹簧(16)的一端与维稳限位块(15)固定连接，另一端与阀座(2)内壁固定连接；每个所述维稳限位块(15)还与阀座(2)之间设置有具有高弹性的橡胶套(17)，所述橡胶套(17)的一端与维稳限位块(15)固定连接，另一端与阀座(2)内壁固定连接；
所述橡胶套(17)与维稳限位块(15)、阀座(2)内壁共同围合成一封闭容腔，所述第一弹簧(16)置于封闭容腔内，所述容纳腔(12)内设置有将两个相互独立的橡胶套(17)进行连通的连接套(18)，所述阀座(2)的一侧贯穿设置有可与封闭容腔相连通的让位孔(19)，所述让位孔(19)的一侧设置有可对封闭容腔进行充气的充气件(20)，所述充气件(20)与压力传感器(14)信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种电子膨胀阀，其特征是：所述充气件(20)包括从下至上依次设置的套筒(21)、气源安装件(22)以及气瓶(23)，所述套筒(21)朝向气源安装件(22)的一侧具有开口，所述套筒(21)内置有第二弹簧(24)，所述第二弹簧(24)的一端与套筒(21)内壁固定连接，所述第二弹簧(24)的另一端固定连接有可在套筒(21)内滑移的活塞(25)，所述活塞(25)朝向气源安装件(22)的一侧设置有针刺(26)；
所述气源安装件(22)包括有安装架(27)，所述安装架(27)的一侧设置有供针刺(26)穿过并滑移的滑移孔(28)，所述安装架(27)的另一侧设置有可供气瓶(23)瓶口嵌入的置物槽(29)，所述置物槽(29)的槽壁与气瓶(23)瓶口螺纹连接，所述安装架(27)的一侧还设置有可与让位孔(19)相连通的导气孔(30)，所述导气孔(30)与让位孔(19)之间连通有导气管(31)，所述活塞(25)的一侧穿出套筒(21)外设置有滑动杆(32)，所述滑动杆(32)的一端位于阀体(1)外，所述套筒(21)的侧壁上开设有可供滑动杆(32)滑移的滑槽(33)，所述阀体(1)的一侧设置有可驱动滑动杆(32)往弹簧压缩方向进行移动的气缸(34)，所述气缸(34)的一侧设置有用以控制气缸(34)伸缩端移动的控制器，所述控制器与压力传感器(14)信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种电子膨胀阀，其特征是：所述气源安装件(22)的一侧与套筒(21)为可拆卸式固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种电子膨胀阀，其特征是：所述导气管(31)的一侧连接有排气管(35)，所述排气管(35)穿出阀体(1)外的一端设置有启闭阀(36)。
6.根据权利要求4所述的一种电子膨胀阀，其特征是：所述驱动件(5)包括相互电连接的线圈(37)以及控制件，所述控制件可控制线圈(37)通电电流大小和时间，所述驱动件(5)还包括相对转动的定子(38)和转子(39)，所述定子(38)的一端与阀座(2)固定连接，所述转子(39)的一侧与丝杆(4)固定连接，所述转子(39)与定子(38)螺纹啮合。
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