CN110375105A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动阀，包括阀体和驱动部件，所述驱动部件设有外罩、电机、齿轮壳体、齿轮底座以及齿轮减速机构；所述齿轮壳体与齿轮底座扣合形成容纳腔；所述齿轮底座上注塑有高出其上表面的引出部，所述引出部设有用于穿过引线部件的通道；所述引出部连接有密封塞，所述引线部件的线路板位于所述密封塞的通孔中；所述引出部、所述线路板和所述密封塞形成的凹腔内填充有灌封材料。该电动阀由于引出部和灌封材料都为工程塑料，可有效增加引出部和灌封材料之间的粘合力，提高密封性能。

Description

电动阀

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种电动阀。

背景技术

目前，附带减速装置的电动阀的齿轮壳体一般罩扣在齿轮底座上，齿轮壳体内腔用于容纳齿轮减速机构，齿轮壳体上部安装有驱动电机，所述齿轮壳体、驱动电机的外部罩扣有线圈外罩，齿轮壳体支撑部的下平面与齿轮底座的上平面抵靠。

在一种减速式电子膨胀阀中，引线头部铆接有端子，并安装在绝缘套中，绝缘套插装在插孔中，插孔底部设置有多根插针孔，以便于插针刺穿插针孔使插针头部与引线端部铆接的端子连接导通，最后采用灌封材料灌封填充在凹部处，灌封材料固化后便实现了步进电机引出线的防水密封。该插孔通过橡胶材料模压而成，由于橡胶材料属于弹性材料，灌封材料与橡胶材料之间的粘合力不强，影响密封性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动阀，以解决背景技术中灌封材料与橡胶之间粘合力不强影响密封性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电动阀，包括阀体和驱动部件，所述驱动部件设有外罩、电机、齿轮壳体、齿轮底座以及齿轮减速机构；所述齿轮壳体与齿轮底座扣合形成容纳腔；所述齿轮底座上注塑有高出其上表面的引出部，所述引出部设有用于穿过引线部件的通道；所述通道连接有密封塞，所述引线部件的线路板位于所述密封塞的通孔中；所述引出部、线路板和密封塞形成的凹腔内填充有灌封材料。

本发明所提供的电动阀，其齿轮底座上注塑有引出部，引出部连接有密封塞，引线部件通过线路板与电线进行连接，从而由引出部、线路板和密封塞形成半封闭的凹腔，并进一步在凹腔内填充灌封材料进行密封。由于引出部和灌封材料都为工程塑料，可有效增加引出部和灌封材料之间的粘合力，提高密封性能。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种电动阀的内部结构示意图；

图2为图1中所示齿轮底座的基板结构示意图；

图3为图1中所示齿轮底座的结构示意图；

图4为图3所示齿轮底座的纵向剖切示意图；

图5为图3所示齿轮底座上进一步安装齿轮壳体等部件后的结构示意图；

图6为电线与线路板相连接的结构示意图；

图7为图1中所示密封塞的结构示意图；

图8为图7所示密封塞的纵向剖切示意图；

图9为驱动线圈在未填充灌封材料时的结构示意图。

图中：

1.阀体 11.阀座 12.阀针 13.阀杆 14.波纹管 15.挡圈 16.第一接管 17.第二接管 2.驱动线圈 21.电机 22.齿轮(多个) 23.齿轮壳体 23a.立柱(多个) 24.齿轮底座241.金属基板 241a.定位孔 241b.引线孔 241c.连通孔 241d.凹槽 242.注塑体 242a.定位台阶 242b.引出部 242c.齿轮轴孔(多个) 242d.立柱(多个) 242e.外周凸环 242f.螺母凸环 242g.卡槽 25.齿轮轴(多个) 26.丝杆 27.螺母 28.外罩 29.引线部件 29a.电线29b.线路板 30.外罩密封圈 31.螺母密封圈 32.阀体密封圈 33.连接螺母 34.密封塞34a.通孔 34b.塞柱 34c.塞盖 35.封装材料

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。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1，图1为本发明实施例公开的一种电动阀的内部结构示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明提供的电动阀主要由阀体1和驱动线圈2两大部分组成，其中，阀体1由阀座11、第一接管16、第二接管17、阀针12、阀杆13、波纹管14、挡圈15等零部件组成；驱动线圈2主要由电机21、齿轮22(多个)、齿轮壳体23、齿轮底座24、齿轮轴25(多个)、丝杆26、螺母27、外罩28、引线29等零部件组成，阀体1和驱动部件2通过连接螺母33拧紧固定连接，构成减速式电子膨胀阀。

其工作原理为：引线29连接脉冲驱动器，将脉冲驱动信号传递给步进电机21，电机21的转子励磁旋转，带动齿轮22旋转，通过多级齿轮减速，丝杆26上的齿轮最终带动丝杆26同步旋转，丝杆26与螺母27为螺纹配合，丝杆26转动过程中通过螺纹转换可使丝杆26进行轴方向的上下运动；阀体上1的阀杆13通过波纹管14及挡圈15与阀座11密封连接，丝杆26上下运动时始终与阀杆13处于顶紧状态，因此丝杆26上下运动时，便可带动阀针12实现阀口的开启和关闭。

齿轮壳体23整体呈罩壳状，与齿轮底座扣合形成容纳腔，齿轮壳体23优选采用工程塑料注塑成型，也可采用金属精密压铸或浇注成型，本方案以工程塑料注塑为例进行说明。

请参考图2、图3、图4，图2为图1中所示齿轮底座的基板结构示意图；图3为图1中所示齿轮底座的结构示意图；图4为图3所示齿轮底座的纵向剖切示意图。

如图所示，齿轮底座24的内部为金属基板241，金属基板241可由钢板冲压而成，在金属基板241的基础上通过工程塑料注塑成型有注塑体242，金属基板241的上表面和下表面均注塑有注塑体242。

金属基板241上设有若干连通孔241c，金属基板241的边缘设有若干凹槽241d，连通孔241c和凹槽241d在注塑时可作为熔融材料的注塑流道，在完成注塑后由注塑体填充补满，可加强金属基板241与注塑体242的结合强度。可以理解，连通孔241c和凹槽241d的形状、数量可不限于图中所示的状态，而且，图中所示的齿轮底座24露出了凹槽241d之间的边缘部位，即金属基板241的周部仅部分地包封有注塑体242，可以理解，金属基板241的周部也可以全部包封有注塑体242。

金属基板241上表面的注塑体242通过注塑有高出其支撑面的圆柱形凸台，凸台上形成有用于安装齿轮22的齿轮轴孔242c，组装时齿轮轴25安装在齿轮底座24的齿轮轴孔242c中，齿轮壳体23的内顶部设置有相对应的齿轮轴孔(图中未显示标出)和丝杆轴孔，齿轮壳体23盖装在齿轮底座24上，齿轮轴25和丝杆26的顶端分别套装在齿轮壳体23内顶部的齿轮轴孔和丝杆轴孔之中。

金属基板241下表面的注塑体242通过注塑成型有凸出其下表面的外周凸环242e和螺母凸环242f，外周凸环242e与齿轮底座24的边缘留有间距，外周凸环242e上套设有外罩密封圈30，以便与外罩28的下边缘进行密封。

金属基板241设置有定位孔241a(即螺母连接孔)，在模具中注塑时可利用定位孔241a作为基准进行定位，注塑成型后螺母27通过定位孔241a进行装配固定，螺母凸环242f位于定位孔241a的外围。

齿轮底座24上表面的注塑体242上所形成的螺母连接孔的孔径大于金属基板241上所形成的定位孔241a的孔径，两者之间形成定位台阶，螺母27装配在金属基板241的定位孔241a中，一般通过铆接或焊接等方式固定在金属基板241上，螺母27的台阶处套装有螺母密封圈31，螺母27与齿轮底座24装配固定后，齿轮底座24的螺母凸环241f的下端面通过螺母密封圈31与螺母27的台阶面实现密封功能，螺母凸环241f的凸出高度需与螺母台阶的高度匹配，极限情况下螺母凸环241f可以与齿轮底座242的下表面相齐平。

阀体1的阀座11在上部设有外螺纹，驱动线圈2与阀体1通过连接螺母33拧紧在阀座11的外螺纹上，两者在装配前在阀体1上端面与螺母27下端台阶面抵靠的部位设置有阀体密封圈32，连接螺母33将阀体1和驱动线圈2拧紧后，阀体1与驱动线圈2通过阀体密封圈32实现密封功能。

金属基板241上还设置有引线孔241b，该通孔用于容纳引线，以便引线与电机绕组导通连接，金属基板241上表面的注塑体242通过注塑成型有高出其支撑面的引出部242b，线圈的引线29从齿轮底座24上设置的引出部242b穿出，引出部242b的上部设置有密封塞34，引线29的头部连接电路板的部位通过环氧树脂(或聚氨酯，或硅胶)等进行灌封密封。

请参考图5、图6、图7、图8，图5为图3所示齿轮底座上进一步安装螺母、丝杆、齿轮组、齿轮壳体后的结构示意图；图6为电线与线路板相连接的结构示意图；图7为图1中所示密封塞的结构示意图；图8为图7所示密封塞的纵向剖切示意图。

如图所示，引线部件29的电线29a与线路板29b采用锡焊连接，线路板29b为印刷线路板，其上具有若干纵向分布且相互平行的印刷线路，两面为平整的表面，以提高与密封塞34配合的密封性能，引出部242b大体呈“回”形凸起形状，中间为通道，可便于引线部件29从通道中引出，通道的上端设有密封塞34，密封塞34的中部设有通孔34a，通孔34a的形状根据线路板29b的形状而定，即密封塞34的通孔34a需套装在线路板29b上，引线部件29的线路板29b位于密封塞34的通孔34a中，其周部与通孔34a紧密配合，可实现防漏。由引出部242b、线路板29b和密封塞34形成的凹腔内填充有封装材料35，以实现对线路板29b及电线29a根部的密封封装。

引出部242b的内壁设置有卡槽242g，卡槽242g用于卡接线路板29b宽度方向的两侧边，卡槽242g位于引出部242b内壁接近上端的卡块上且凹槽的槽口朝向上方；卡块处于引出部242b偏向一边的位置，线路板29b从引出部242b的下端进入通道内，并向卡槽方向横向移动与卡槽对准后向下压入并卡装在卡槽242g的凹槽中。这样，线路板29b便被定位在引出部242b的卡槽中，可便于装配，工艺更加简便。

卡槽242g的凹槽一侧(或两侧)可设有用于引导引线部件29的线路板29b向下压入并卡装的斜面，卡块的底部也可具有用于引导引线部件29的线路板29b向上穿过通道的斜面。

密封塞34的下部设置有塞柱34b，塞柱34b的形状根据引出部242b的内壁形状而定，即塞柱34b，塞入引出部242b的通道时，与通道的内壁紧密配合，以实现防漏。

此外，密封塞34的中部还形成有塞盖34c，在密封塞34塞入引出部242b的通道后，塞盖34c的下平面与引出部242b的上端面紧密贴合。这里需要说明的是，塞盖34c并非密封塞34的必备设计构造，主要是为了便于密封塞34塞入时进行定位，以及加强密封塞34的密封效果。

此外，金属基板241上表面的注塑体242还通过注塑成型有高出其支撑面的立柱242d；齿轮壳体23上设有与立柱242d相对应的定位孔，立柱242d穿过与之相对应的定位孔后可通过超声波将立柱融化，凝固后将齿轮壳体23与齿轮底座24固定连接。

上述外罩密封圈30、螺母密封圈31、阀体密封圈32，以及引线29头部采用高分子材料灌封密封(即四处密封)，便实现了整个减速式电子膨胀阀的密封防水体系，这样产品在实际使用过程中，便不会出现水汽进入线圈内部导致线圈不良的问题。

电机21的底部与齿轮壳体23的顶部相抵靠并通过立柱23a相连接，电机21的固定板上设有与立柱23a相对应的定位孔(图中未示出)，立柱23a穿过与之相对应的定位孔将电机21与齿轮壳体23轴向固定连接。由于立柱23a为工程塑料材质，因此两者装配后，可对立柱23a的头部进行超声波熔焊，将齿轮壳体23固定。

齿轮壳体23底部的外侧边缘上设置有径向的沿边，此沿边与齿轮底座24相抵靠，外罩28设有凸出的台阶面，此台阶面抵靠于齿轮壳体23的沿边的上侧，在齿轮底座24的外周凸环242e的外侧套装有外罩密封圈30，外罩28盖装在齿轮壳体23与齿轮底座24的外圆侧，再通过对外罩28口部进行缩口铆接的方式，可将外罩28、齿轮壳体23、齿轮底座24、外罩密封圈30铆紧，从而可实现缩口铆接部位的密封功能。

缩口铆接一方面可进一步将齿轮底座24与齿轮壳体23紧密铆压固定在一起，可防止齿轮底座24的立柱242d的熔焊固定强度不足；另一方面，可使外罩28的缩口部位通过外罩密封圈30与齿轮底座24实现防水密封。上述实施例中，齿轮壳体23的沿边的上侧，直接与外罩28的凸出台阶面抵靠接触。

实际应用时，可在齿轮壳体23的沿边上侧与外罩28的台阶面之间设置缓冲垫圈(比如橡胶垫圈)，或者，在齿轮壳体23与齿轮底座24抵靠的接触面之间设置缓冲垫圈，增加缓冲垫圈后不会影响连接定位效果，可以保障齿轮底座24与齿轮壳体23之间的同样的固定效果。

请一并参考图9，引线部件29与驱动线圈2本体装配及封装的工艺过程如下：

第一步：将线路板29b从引出部242b的下端塞入通道，再将线路板29b向下压入并卡装在上述卡槽242g的凹槽中。、

第二步：将密封塞34通过其通孔34a套装在线路板29b上，并将密封塞34塞入引出部242b上端的开口内，直至密封塞34的塞盖34c的下平面与引出部242b上端平面紧密贴合。

第三步：将线路板29b与电机的绕组(或通过插针)焊接在一起，将齿轮底座24倒置过来并从引线部件电线的引出凹腔处注入灌封材料(比如：环氧树脂、聚氨酯、硅胶等密封材料)，直至灌封材料常温(或通过高温加速)固化。

上述工艺过程中的第三步将线路板焊接并非为工艺过程的必要条件，只是优选的可先将线路板与电机的绕组(或通过插针)焊接在一起，之后进行密封材料的灌封。

电动阀其他部件的大致装配方式如下：首先在齿轮底座24的基础上，将螺母27、连接螺母33、螺母密封圈31组装成一体，一般螺母27与齿轮底座24采用压配铆接或焊接等方式固定连接；再将齿轮轴25(多个)、丝杆26、齿轮22(多个)安装上去；再将齿轮壳体23罩扣在齿轮底座24上，使丝杆26插装在丝杆导向孔内，使齿轮轴25(多个)插装在齿轮壳体23对应的齿轮轴孔内，使齿轮底座24上的立柱242d插装在齿轮壳体23对应的定位孔中；将电机21安装在齿轮壳体23上部，电机21的转子轴承与齿轮壳体23的电机轴定位孔配合，以确保电机轴与定位孔的装配同轴度，齿轮壳体23上的多个立柱23a插装在电机固定板对应的定位孔内。

上述装配方式中，齿轮底座24上的立柱242d，插装在齿轮壳体23上与之对应的定位孔中；齿轮壳体23上端面的立柱23a，插装在电机固定板上与之对应的定位孔内。由于立柱242d和立柱23a为工程塑料材质。因此，电机21与齿轮壳体23之间、以及齿轮壳体23与齿轮底座24之间可采用超声波熔焊的方式焊铆定位固定，装配结构更简便，可显著提高生产效率。当然采用立柱和定位孔配合后焊铆的固定方式，属于本发明优选方案，也可做变更采用比较常用的螺钉连接固定的方式。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，可以将引出部与齿轮底座设计成分体组装式结构，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明在齿轮底座上通过注塑成型引出部242b，可有效减少零部件数量，电线29a与线路板29b采用锡焊连接，线路板29b从底座下端塞入引出部242b的通道内，并卡装在通道内部设置的卡槽242g中，可便于装配，工艺简便；而且，从齿轮底座24上部，将密封塞34套装在线路板29b上，并塞引出部242b的上端的开口内，便可形成半封闭的填充腔体，在灌封时可只灌封至图8虚线所示的位置，不需要把整个通道全部填满，可有效减少灌封材料的用量；此外，密封塞34优选采用橡胶类材质，其与线路板29b、引出部242b配合构成了一个半封闭的容腔，可有效避免低粘度、高渗透性的灌封材料渗漏到步进电机的转子部位。

进一步地，由于金属基板241两侧均采用工程塑料包塑，金属基板241通过塑料基本上与空气隔绝，因此即使选用价格低廉的普通碳钢板，也不易发生钢板生锈的问题；而且，将基板放入模具，采用工程塑料注塑的工艺非常成熟普遍，工艺成本较低；此外，本方案可根据实际情况选用不同的工程塑料作为注塑材料，不必选用价格较高的橡胶类弹性体；最后，齿轮底座24上用于定位齿轮轴25的齿轮轴孔242c，可直接通过注塑成型，轴孔深度可不受基板厚度的局限，且轴孔位置精度可直接通过注塑模具保证，尺寸一致性好。

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 (10)

1.电动阀，其特征在于，包括阀体和驱动部件，所述驱动部件包括外罩、电机、齿轮壳体、齿轮底座以及齿轮减速机构；所述齿轮壳体与齿轮底座扣合形成容纳腔；所述齿轮底座上注塑有高出其上表面的引出部，所述引出部设有用于穿过引线部件的通道；所述引出部连接有密封塞，所述引线部件的线路板位于所述密封塞的通孔中；所述引出部、所述线路板和所述密封塞形成的凹腔内填充有灌封材料。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述齿轮底座包括基板以及与所述基板注塑成型的注塑体；所述注塑体包括所述引出部。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于，所述基板内部设有若干连通孔，和/或所述基板的边缘设有若干凹槽；所述连通孔和/或凹槽由注塑体填充。

4.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述引出部与所述齿轮底座为分体组装式结构。

5.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述引出部的内壁设置有线路板卡槽，所述引线部件的线路板卡装于所述线路板卡槽中。

6.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于，所述线路板卡槽对应于所述线路板宽度方向的两侧边，其位于所述引出部内壁接近上端的卡块上且凹槽的槽口朝向上方；所述线路板从所述引出部的下端进入所述通道内，并在偏移后向下压入并卡装在所述线路板卡槽的凹槽中。

7.根据权利要求6所述的电动阀，其特征在于，所述线路板卡槽的凹槽一侧或两侧设有用于引导所述引线部件的线路板向下压入并卡装的斜面。

8.根据权利要求6所述的电动阀，其特征在于，所述卡块的底部设有用于引导所述引线部件的线路板向上穿过所述通道的斜面。

9.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述密封塞的下部设置有塞柱，所述塞柱从上端塞入所述引出部的通道中，并且与所述通道的内壁紧密配合。

10.根据权利要求9所述的电动阀，其特征在于，所述密封塞的中部设置有塞盖，在所述密封塞塞入所述引出部的通道后，所述塞盖的下平面与所述引出部的上端面紧密抵靠。