CN110454581A - 一种降噪节流阀及节流阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调制冷用节流阀技术领域，具体涉及一种降噪节流阀及节流阀组件。其中降噪节流阀包括阀座、阀芯以及挡圈，所述阀芯包括大直径段和小直径段，所述大直径段与小直径段之间设有衔接台阶面；所述挡圈设有与所述小直径段适配的导向孔，所述挡圈面向阀芯的一端设有与所述衔接台阶面适配的靠接面，所述阀芯处于阀芯腔内远离阀孔一侧的极限位置时，所述小直径段的自由端伸出于所述挡圈的导向孔且所述小直径段的自由端端面不低于挡圈远离阀芯一侧的端面。上述结构的降噪节流阀，有效降低了阀芯在轴向窜动、径向旋转以及轴线偏移产生的撞击噪音，且阀芯的质量更轻，阀座的长度更短，成本更低。

Description

一种降噪节流阀及节流阀组件

技术领域

本发明涉及空调制冷用节流阀技术领域，具体涉及一种降噪节流阀及节流阀组件。

背景技术

空调在关机后，冷媒由于压力的变化会从高压部件流向低压部件。当冷媒流经节流阀时，此时节流阀处于非节流状态，阀芯悬浮于阀座内，在压力平衡过程中，阀芯会在阀座内会产生轴向的窜动。

现有技术中，由于阀芯的一端与阀座的端口位置为线接触，用于防止阀芯从阀座内脱离。该线接触的结构形式，导致阀芯轴向窜动的同时还会发生径向的旋转，阀芯轴向窜动时于线接触的位置会发生撞击，同时阀芯旋转时同样会与阀座的内腔会产生撞击，上述两种形式的撞击均会产生较大的噪音。此外，由于阀芯外壁与阀座内腔之间具有一定的间隙，在阀芯窜动过程中，阀芯与阀座并非始终保持同轴，阀芯相对轴线的倾斜同样会使得阀芯与阀座内腔之间因撞击而产生噪音。

除了在空调关机后，现有技术中的变频空调，在低频运行时，由于系统里的冷媒压力较低，当冷媒的压力与阀芯重量基本相等时，阀芯同样会悬浮于阀座内的任意位置，在压力变化与平衡过程中，阀芯会产生轴向的窜动、转动以及轴线倾斜的情况，同样会产生上述三种噪音。

随着静音空调的技术发展，空调的噪音需要进一步的改进与提升。本申请将致力于对节流阀的结构进行改进，以进一步降低噪音。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中空调领域的节流阀噪音较大的技术缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种节流阀，至少包括：

阀座，所述阀座内设有相互连通的阀孔和阀芯腔，所述阀芯腔的内径大于阀孔的内径，所述阀芯腔与阀孔之间设有过渡锥面，所述阀芯腔的腔壁靠近过渡锥面的位置沿圆周方向设有至少一个径向贯穿阀芯腔腔壁的液流通道；

阀芯，所述阀芯安装于所述阀座的阀芯腔内，所述阀芯面向阀孔的一端设有用于在节流状态下与过渡锥面接触密封的弧面；

所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段和远离阀孔一侧的小直径段，所述大直径段与小直径段之间设有衔接台阶面；

还包括挡圈，所述挡圈固定安装于所述阀芯腔远离阀孔的一端，所述挡圈设有与所述小直径段适配的导向孔，所述挡圈面向阀芯的一端设有与所述衔接台阶面适配的靠接面，所述阀芯处于阀芯腔内远离阀孔一侧的极限位置时，所述小直径段的自由端伸出于所述挡圈的导向孔且所述小直径段的自由端端面不低于挡圈远离阀芯一侧的端面。

一种优选的实施例，所述小直径段的长度占阀芯总长度的1/5至2/5。

一种优选的实施例，所述小直径段的长度占阀芯总长度的1/3。

一种优选的实施例，所述阀芯腔远离阀孔的一端设有挡圈安装腔，所述挡圈安装腔的腔底设有限位台阶，所述挡圈面向阀芯的一端设有与所述限位台阶适配的限位面。

一种优选的实施例，所述阀芯靠近阀孔一端的外壁设有环状避让槽。

一种优选的实施例，所述靠接面和/或衔接台阶面的表面为粗糙面。

一种优选的实施例，所述靠接面为垂直于挡圈轴线的平面，所述衔接台阶面为垂直于阀芯轴线的平面。

一种优选的实施例，所述衔接台阶面为外锥面，所述靠接面为与所述外锥面适配的内锥面。

基于上述结构的节流阀，与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)阀芯在处于非节流状态的极限位置时，阀芯的衔接台阶面和挡圈的靠接面接触，与现有技术中阀芯的端面与阀座线接触相比，其接触面积增大，摩擦力增大，增大了阀芯旋转的阻力，减小了阀芯旋转的速度和单位时间内的旋转圈数，从而减小了因阀芯旋转而与阀体撞击产生的噪音；

(2)阀芯在轴向窜动过程中，当窜动至极限位置时，由于阀芯的衔接台阶面和挡圈的靠接面为面接触，与现有技术的线接触相比，其撞击产生的噪音更加的沉闷，其噪音也更小，同时到极限位置后，由于面接触的接触面积较大，其可以在该状态保持更长的时间，防止阀芯频繁的轴向窜动，从而减小了因阀芯轴向窜动而产生的撞击噪音；

(3)现有技术中阀芯的外壁直径基本一致，本实施例中的阀芯则包括大直径段和小直径段，在阀芯从节流状态转化为非节流状态的过程中，阀芯的小直径段先进入挡圈的导向孔中，在此过程中，由于形成小直径段与导向孔、大直径段与阀芯腔两个配合关系，该两个配合关系相互制约，减小了阀芯因相对轴线偏移而与阀芯腔内壁撞击的幅度，从而减小了因阀芯偏移而产生的撞击噪音；

(4)本实施例中，阀芯外壁与阀芯腔内壁之间的撞击，主要发生于大直径段与阀芯腔之间，其与现有技术相比，阀芯与阀芯腔接触的面积减小明显，在接触面积减小以及接触长度减小的情况下，其撞击噪音也会变得更小；

(5)现有技术中阀芯的外壁直径基本一致，且阀芯无法从阀座中探出，本实施例中，阀芯则包括大直径段和小直径段，该小直径段的自由端在非节流状态下，可以伸出于挡圈甚至阀座，如此使得阀座的长度可以小于现有技术中阀座的长度，那么在阀座长度变短的情况下，必然降低了阀座的成本；

(6)当衔接台阶面为外锥面，所述靠接面为与所述外锥面适配的内锥面时，与垂直于轴线的平面相比，锥面的配合面积更大，那么在阀芯轴向窜动至极限位置撞击时，锥面还有分散撞击力的作用，使得撞击会更加的沉闷，撞击噪音更小；同时，由于锥面的接触面积更大，其阀芯旋转的阻力更大，进一步降低了因阀芯旋转而产生的撞击噪音；

(7)当靠接面和衔接台阶面的表面至少有一面是粗糙面时，阀芯旋转的阻力进一步增大，更进一步降低了因阀芯旋转而产生的撞击噪音。

附图说明

图1为实施例一的降噪节流阀在非节流状态下的结构示意图；

图2为实施例一的降噪节流阀在节流状态下的结构示意图；

图3为实施例一的降噪节流阀爆炸状态的结构示意图；

图4为挡圈的端面结构示意图；

图5为实施例二的节流阀组件的结构示意图；

图6为实施例三的降噪节流阀在非节流状态下的结构示意图；

图7为实施例三的降噪节流阀在节流状态下的结构示意图；

图8为实施例三的降噪节流阀爆炸状态的结构示意图；

图9为实施例四的节流阀组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例的一种节流阀，如图1-3所示，包括阀座10、阀芯20以及挡圈30。其中，阀座10内设有相互连通的阀孔12和用于安装阀芯20的阀芯腔11，阀芯20在上述阀芯腔11内可轴向移动。

其中，阀芯腔11的内径大于阀孔12的内径，在阀芯腔11与阀孔12之间设有过渡锥面13。

本实施例中，阀芯腔11的腔壁靠近过渡锥面13的位置沿圆周方向设有两个径向贯穿阀芯腔11的腔壁的液流通道14。当然，液流通道14的数量可以为一个，也可以大于两个，优选为两个。

本实施例中，所述阀芯腔11远离阀孔12的一端设有挡圈安装腔15，该挡圈安装腔15的腔底设有限位台阶16。其中挡圈30安装于该挡圈安装腔15内，且挡圈30面向阀芯20的一端设有与所述限位台阶16适配的限位面33。安装时，当限位面33与限位台阶16靠接后，可以通过焊接将挡圈与阀座固定；也可以采用图1-2所示的方式，将阀座的端口进行缩口加工，将挡圈铆固在挡圈安装腔15内。

本实施例的阀芯20，如图1-3所示，包括靠近阀孔一侧的大直径段21和远离阀孔一侧的小直径段22，并且大直径段与小直径段之间设有衔接台阶面23。其中阀芯20面向阀孔12的一端则设有用于在节流状态下与过渡锥面13接触密封的弧面25。作为优选，阀芯20的大直径段上靠近阀孔一端的外壁上设有环状避让槽24，以保证弧面25与过渡锥面13可以完全接触密封。在弧面25与过渡锥面13可以完全接触密封的状态，即图2所示的节流状态，由于冷媒的压力，阀芯与阀座紧密贴合，阀芯不会有晃动，也不会有噪音产生。

本实施例中，挡圈30设有与所述小直径段22适配的导向孔31，以及，面向阀芯20的一端设有与所述衔接台阶面23适配的靠接面32。并且，在所述阀芯处于阀芯腔内远离阀孔一侧的极限位置时，所述小直径段的自由端伸出于所述挡圈的导向孔且所述小直径段的自由端端面不低于挡圈远离阀芯一侧的端面。如此可以减小阀座的长度，在满足使用要求的情况下，从而节约生产成本。

本实施例中，所述靠接面32为垂直于挡圈轴线的平面，所述衔接台阶面23为垂直于阀芯轴线的平面。

作为优选，本实施例中靠接面32与限位面33为同一平面。

作为优选，本实施例中，如图4所示，靠接面32的表面为粗糙面，例如通过滚花加工的表面，可以显著增加靠接面32与衔接台阶面23之间的摩擦力。当然，也可以将衔接台阶面23的表面设置为粗糙面，或者，两个表面均设置为粗糙面。

其中，阀芯的小直径段的长度通常占阀芯总长度的1/5至2/5。在本实施例中，作为优选，阀芯的小直径段的长度占阀芯总长度的1/3。在合适的长度范围内，其成本、寿命以及性能均处于一个更加平衡的范围内。

此外，由于阀芯包含大直径段和小直径段，使得阀芯的重量变轻，其重心向大直径段一端偏移，这种重心的偏移同样会减小阀芯的摆动，对节流阀的降噪具有一定的贡献。

本实施例中的挡圈，通常为不锈钢或铜质，为现有的常规材料，有利于降成本和大批量生产。

实施例二

如图5所示，本实施例的一种节流阀组件，包括阀管40，该阀管40内设有阀座安装腔41，该阀座安装腔41内设则安装有实施例一的降噪节流阀，并且，本实施例中的阀管内于节流阀两端均设有滤网42。

作为优选，本实施例中的滤网42为不锈钢材质，目数为50～150目。

需要说明是，本实施例是一种实施例一的降噪节流阀的具体应用场合，本实施例的节流阀组件即可直接应用于空调中，其两端均与空调的冷媒管路连接。该结构的节流阀组件，同样具有实施例一中降噪节流阀的静音技术优势，进而使得应用了该节流阀组件的空调静音效果更好。

实施例三

如图6-8所示，本实施例的降噪节流阀，与实施例一相比，最主要的区别在于，阀芯20的衔接台阶面为外锥面23′，挡圈30的靠接面为与所述外锥面23′适配的内锥面32′。适配的情形下，外锥面23′与内锥面32′的锥度相同。

将衔接台阶面与靠接面设置为相互适配的外锥面23′和内锥面32′，与实施例一相比，锥面的配合面积更大，配合长度更长，那么在阀芯轴向窜动至极限位置撞击时，锥面还有分散撞击力的作用，使得撞击会更加的沉闷，撞击噪音更小；同时，由于锥面的接触面积更大，其阀芯旋转的阻力更大，进一步降低了因阀芯旋转而产生的撞击噪音。

实施例四

如图9所示，本实施例的节流阀组件，其结构与实施例二相同，区别在于，所使用的降噪节流阀为实施例三的降噪节流阀，其降噪效果更佳，相应地，配置了该节流阀组件的空调静音效果更好。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节流阀，至少包括：

阀座(10)，所述阀座内设有相互连通的阀孔(12)和阀芯腔(11)，所述阀芯腔的内径大于阀孔的内径，所述阀芯腔与阀孔之间设有过渡锥面(13)，所述阀芯腔的腔壁靠近过渡锥面的位置沿圆周方向设有至少一个径向贯穿阀芯腔腔壁的液流通道(14)；

阀芯(20)，所述阀芯安装于所述阀座的阀芯腔内，所述阀芯面向阀孔的一端设有用于在节流状态下与过渡锥面接触密封的弧面(25)；

其特征在于，所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段(21)和远离阀孔一侧的小直径段(22)，所述大直径段与小直径段之间设有衔接台阶面(23)；

还包括挡圈(30)，所述挡圈固定安装于所述阀芯腔远离阀孔的一端，所述挡圈设有与所述小直径段适配的导向孔(31)，所述挡圈面向阀芯的一端设有与所述衔接台阶面适配的靠接面(32)，所述阀芯处于阀芯腔内远离阀孔一侧的极限位置时，所述小直径段的自由端伸出于所述挡圈的导向孔且所述小直径段的自由端端面不低于挡圈远离阀芯一侧的端面。

2.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述小直径段的长度占阀芯总长度的1/5至2/5。

3.按照权利要求2所述的节流阀，其特征在于，所述小直径段的长度占阀芯总长度的1/3。

4.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述阀芯腔远离阀孔的一端设有挡圈安装腔(15)，所述挡圈安装腔的腔底设有限位台阶(16)，所述挡圈面向阀芯的一端设有与所述限位台阶适配的限位面(33)。

5.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述阀芯靠近阀孔一端的外壁设有环状避让槽(24)。

6.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述靠接面和/或衔接台阶面的表面为粗糙面。

7.按照权利要求1-6任一项所述的节流阀，其特征在于，所述靠接面为垂直于挡圈轴线的平面，所述衔接台阶面为垂直于阀芯轴线的平面。

8.按照权利要求1-6任一项所述的节流阀，其特征在于，所述衔接台阶面为外锥面(23′)，所述靠接面为与所述外锥面适配的内锥面(32′)。

9.一种节流阀组件，其特征在于，至少包括阀管(40)，所述阀管内设有阀座安装腔(41)，所述阀座安装腔内设有权利要求1-8任一项所述的节流阀，所述阀管内于节流阀两端均设有滤网。

10.按照权利要求9所述的节流阀组件，其特征在于，所述滤网的目数为50～150目。