CN110454602A - 一种静音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，具体公开了一种静音节流阀及节流阀组件。其中静音节流阀包括阀座、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段；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内锥孔，所述阀芯处于阀芯腔内远离阀孔一侧的极限位置时，挡圈与阀芯之间形成线接触。上述结构的静音节流阀，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

一种静音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，具体涉及一种静音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，阀座的端口通过缩口的方式将阀芯限位于阀座的阀芯腔内，用于防止阀芯从阀座内脱离。该结构形式的节流阀，由于阀芯的端部与阀座的缩口处为非规则接触，导致阀芯轴向窜动至非规则接触的位置会发生不规则的撞击，同时，还会发生径向的旋转，阀芯旋转时同样会与阀座的内腔产生撞击，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，有些会同时用到两个单向节流阀组件或一个双向节流阀组件，其中一个单向节流阀处于节流状态时，另外一个单向节流阀导通。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，导通的单向节流阀中的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。

还有一种变频空调，只用到一个单向节流阀组件，当空调在制冷状态时，该节流阀组件处于导通状态(非节流)，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，导通的节流阀组件中的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：一种静音节流阀，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，所述阀芯活动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；

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，所述挡圈设有靠近阀芯腔一侧的内锥孔和远离阀芯腔一侧的轴向导向孔，所述内锥孔与导向孔连通，所述内锥孔的最大孔径处的孔径不小于所述阀芯腔的内径；

所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段和靠近挡圈一侧的小直径段，所述大直径段与小直径段之间设有衔接段，所述小直径段的外径与所述导向孔的内径适配，所述小直径段与导向孔之间的间隙大于大直径段与阀芯腔之间的间隙；所述阀芯在阀芯腔内移动至远离阀孔一侧的极限位置时，大直径段与衔接段连接的位置与所述内锥孔的内锥面为线接触。

一种优选的实施例，所述衔接段设有外锥面，所述外锥面的锥角β大于内锥孔的锥角α。

一种优选的实施例，所述外锥面与大直径段连接的位置设有圆角弧面。

一种优选的实施例，所述衔接段设有台阶面，所述台阶面的最大直径处与大直径段连接的位置设有圆角弧面。

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。

基于上述结构的静音节流阀，与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)阀芯在轴向窜动过程中，当窜动至非节流状态的极限位置时，由于大直径段与衔接段连接的位置与所述内锥孔的内锥面为线接触，与现有技术相比，由于其是规则的线接触，且撞击面位于内锥面上，非正面直接撞击，其撞击力会产生轴向和径向的分力，即撞击力更加分散，其撞击产生的噪音相对更小；

(2)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；

(3)由于小直径段与导向孔、大直径段与阀芯腔两个配合关系的相互制约，其阀芯在窜动过程中，其阀芯旋转的问题也得到了改善，从而减小了因阀芯旋转而与阀体撞击产生的噪音；

(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，如此在同样的阀芯行程下，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；

另一种实施例的一种静音节流阀，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，所述阀芯活动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；

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，所述挡圈设有靠近阀芯腔一侧的内锥孔和远离阀芯腔一侧的轴向导向孔，所述内锥孔与导向孔连通，所述内锥孔的最大孔径处的孔径不小于所述阀芯腔的内径；

所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段和靠近挡圈一侧的小直径段，所述大直径段与小直径段之间设有衔接段，所述衔接段设有外锥面，所述外锥面的锥角β小于内锥孔的锥角α；所述小直径段的外径与所述导向孔的内径适配，所述小直径段与导向孔之间的间隙大于大直径段与阀芯腔之间的间隙；所述阀芯在阀芯腔内移动至远离阀孔一侧的极限位置时，所述内锥孔与导向孔连接的位置与衔接段的外锥面为线接触。

一种优选的实施例，所述内锥孔与导向孔连接的位置设有弧形过渡面。

该实施例的静音节流阀，与前述结构的静音节流阀相比，区别在于：衔接段的外锥面的锥角β小于内锥孔的锥角α；导致所述阀芯在阀芯腔内移动至远离阀孔一侧的极限位置时，所述内锥孔与导向孔连接的位置与衔接段的外锥面为线接触。

该区别导致撞击位置更加远离阀孔一侧，且改变了撞击的承受面(前述结构中撞击承受面为内锥孔的内锥面，本实施例中撞击承受面为衔接段的外锥面)，但是，由于撞击面同样为锥面，具有分散撞击力的作用，同时，撞击时为规则的封闭式线接触。其静音技术效果与前述实施例中的静音技术效果相当。

附图说明

图1为实施例一的静音节流阀在非节流状态下的结构示意图；

图2为实施例一的静音节流阀在节流状态下的结构示意图；

图3为实施例一的静音节流阀爆炸状态的结构示意图；

图4为实施例一的静音节流阀在图1所示状态下阀芯与挡圈的连接状态示意图；

图5为实施例二的静音节流阀中挡圈的结构示意图；

图6为实施例三的单向节流阀组件的结构示意图；

图7为实施例四的静音节流阀中阀芯与挡圈在节流状态下的连接状态示意图；

图8为实施例五的静音节流阀中阀芯的结构示意图；

图9为实施例六的静音节流阀中阀芯与挡圈在节流状态下的连接状态示意图；

图10为图9所示阀芯与挡圈的爆炸状态示意图；

图11为实施例七的双向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段，本实施例中，该衔接段设有外锥面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，该弧面为球面。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的一端设有内锥孔32。

本实施例中，小直径段与导向孔之间的间隙大于大直径段与阀芯腔之间的间隙，同时，内锥孔的最大孔径处的孔径不小于所述阀芯腔的内径。如此设置的目的在于，阀芯移动过程中，保证小直径段可以顺利的进入导向孔中，同时，保证阀芯与挡圈的撞击位置至少位于内锥孔以内。

其中，所述外锥面23的锥角β小于内锥孔的锥角α。如图4所示，该结构的静音节流阀，在非节流状态的极限位置时，小直径段完全进入导向孔，使得内锥孔与导向孔连接的位置与衔接段的外锥面形成线接触。

该结构的静音节流阀，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可伸出于所述挡圈的导向孔甚至阀座，如此在阀芯行程一定的情况下，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，阀芯的小直径段的长度通常占阀芯总长度的1/10至1/2。在本实施例中，基于锥角β的角度变化(极限角度时，外锥面变成与轴线垂直的平面)，在上述阀芯的小直径段的长度在上述范围内选取合适的长度，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，本实施例的静音节流阀，与实施例一的区别在于，挡圈的内锥孔与导向孔连接的位置设有弧形过渡面34。如此设置的目的在于，挡圈与阀芯上的外锥面撞击时，弧形过渡面所在的弧面对外锥面的损伤更小，有利于提升静音节流阀的寿命。

实施例三

如图6所示，本实施例的一种单向节流阀组件，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静音节流阀，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静音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静音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。

实施例四

如图7所示，本实施例的静音节流阀，与实施例一相比，最主要的区别在于，所述外锥面23的锥角β大于内锥孔的锥角α。

此状态下，当阀芯移动至非节流状态的极限位置时，大直径段与衔接段连接的位置与所述内锥孔的内锥面之间形成线接触。该状态下，内锥面对大直径段与衔接段连接的位置形成的撞击力进行分散，以减小撞击力以及撞击噪音。

实施例五

如图8所示，本实施例的静音节流阀，其结构与实施例四的区别在于，外锥面与大直径段连接的位置设有圆角弧面27。如此设置后，阀芯与挡圈的内锥面撞击时，圆角弧面对内锥面的损伤更小，有利于提升静音节流阀的寿命。

实施例六

本实施例中，如图9-10所示，其阀体与挡圈的结构均与实施例五相同，区别在于，阀芯的结构与实施例五中不同。本实施例中，阀芯的衔接段设置为台阶面23′，该台阶面的最大直径处与大直径段连接的位置则设有圆角弧面27。

如图9所示，本实施例的静音节流阀，在非节流状态的极限位置，圆角弧面27与挡圈的内锥面之间形成线接触。

需要说明的是，实施例二、四、五、六的静音节流阀，均可应用于实施例三的单向节流阀组件中。

实施例七

如图11所示，本实施例的一种双向节流阀组件，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内设则安装有两个实施例一所示的静音节流阀，并且，两个所述的静音节流阀的安装方向相反。

本实施例中，所述阀管内于静音节流阀靠近阀管端部的一侧均设有滤网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静音节流阀的具体应用场合，本实施例的双向节流阀组件即可直接应用于变频空调中，其两端均与空调的冷媒管路连接。该结构的双向节流阀组件，使用过程中，总是一个静音节流阀处于节流状态，另一个处于导通状态。那么导通状态的静音节流阀，则静音效果与实施例一中静音节流阀的静音技术效果一致，进而使得应用了该双向节流阀组件的空调静音效果更好。

另外需要说明的是，本实施例的双向节流阀组件中使用的静音节流阀，还可以为实施例二、四、五、六中的任意一种静音节流阀。

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)

1.一种静音节流阀，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)，所述阀芯活动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，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，所述挡圈设有靠近阀芯腔一侧的内锥孔(32)和远离阀芯腔一侧的轴向导向孔(31)，所述内锥孔与导向孔连通，所述内锥孔的最大孔径处的孔径不小于所述阀芯腔的内径；

所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段(21)和靠近挡圈一侧的小直径段(22)，所述大直径段与小直径段之间设有衔接段，所述小直径段的外径与所述导向孔的内径适配，所述小直径段与导向孔之间的间隙大于大直径段与阀芯腔之间的间隙；所述阀芯在阀芯腔内移动至远离阀孔一侧的极限位置时，大直径段与衔接段连接的位置与所述内锥孔的内锥面形成线接触。

2.按照权利要求1所述的静音节流阀，其特征在于，所述衔接段设有外锥面(23)，所述外锥面的锥角β大于内锥孔的锥角α。

3.按照权利要求2所述的静音节流阀，其特征在于，所述外锥面与大直径段连接的位置设有圆角弧面(27)。

4.按照权利要求1所述的静音节流阀，其特征在于，所述衔接段设有台阶面(23′)，所述台阶面的最大直径处与大直径段连接的位置设有圆角弧面(27)。

5.按照权利要求1所述的静音节流阀，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)。

6.一种静音节流阀，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)，所述阀芯活动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，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，所述挡圈设有靠近阀芯腔一侧的内锥孔(32)和远离阀芯腔一侧的轴向导向孔(31)，所述内锥孔与导向孔连通，所述内锥孔的最大孔径处的孔径不小于所述阀芯腔的内径；

所述阀芯包括靠近阀孔一侧的大直径段(21)和靠近挡圈一侧的小直径段(22)，所述大直径段与小直径段之间设有衔接段，所述衔接段设有外锥面(23)，所述外锥面的锥角β小于内锥孔的锥角α；所述小直径段的外径与所述导向孔的内径适配，所述小直径段与导向孔之间的间隙大于大直径段与阀芯腔之间的间隙；所述阀芯在阀芯腔内移动至远离阀孔一侧的极限位置时，所述内锥孔与导向孔连接的位置与衔接段的外锥面形成线接触。

7.按照权利要求6所述的静音节流阀，其特征在于，所述内锥孔与导向孔连接的位置设有弧形过渡面(34)。

8.按照权利要求1-7任一项所述的静音节流阀，其特征在于，所述小直径段的长度占阀芯总长度的1/10至1/2。

9.一种单向节流阀组件，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任一项所述的静音节流阀，所述阀管内于静音节流阀两端均设有滤网。

10.一种双向节流阀组件，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)，所述阀座安装腔内安装有两个权利要求1-8任一项所述的静音节流阀，两个所述静音节流阀的安装方向相反，所述阀管内于静音节流阀靠近阀管端部的一侧均设有滤网。