CN112460860A - 电子膨胀阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子膨胀阀，所述电子膨胀阀包括：可动阀构件，可动阀构件的至少一部分设置在由导流腔组件限定的空间内，导流腔组件包括流体端口，可动阀构件用于封闭和打开流体端口；以及执行机构，执行机构用于驱动可动阀构件以在进行旋转运动的同时进行轴向运动，其中，电子膨胀阀还包括止位机构，止位机构包括动止位件和静止位件，动止位件设置在可动阀构件上并随着可动阀构件一起运动，静止位件设置在导流腔组件上并且构造为能够与动止位件抵接，由此限制可动阀构件的轴向运动的范围。根据本发明的电子膨胀阀能够有效避免螺纹副卡死的情况，并且部件数目较少且结构简单、易于加工制造，具有较高的成本效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子膨胀阀。
背景技术
本部分提供了与本发明相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。
电子膨胀阀是制冷/制热系统中的重要部件，主要用于对制冷剂流体的流量进行调节。传统的电子膨胀阀一般采用步进电机进行控制，并且通常由驱动机构(步进电机)、执行机构(螺纹螺杆机构)、节流机构(阀针阀座)以及相关的辅助机构构成。
由于采用螺纹螺杆机构进行传动，在阀针上下移动的过程中，例如在阀门(流体出口)的全开和全关位置中，可能会发生因转子过度旋转而引起的螺纹副卡死的问题，从而难以保证螺纹副的顺利传动。
因此，需要提供一种能够解决上述技术问题的改进的电子膨胀阀。
发明内容
在本部分中提供本发明的总体概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。
本发明的目的是在上面提到的一个或多个技术问题方面进行改进。
根据本发明的一个方面，提供了一种电子膨胀阀，所述电子膨胀阀包括：
可动阀构件，所述可动阀构件的至少一部分设置在由导流腔组件限定的空间内，所述导流腔组件包括流体端口，所述可动阀构件用于封闭和打开所述流体端口；以及
执行机构，所述执行机构用于驱动所述可动阀构件以在进行旋转运动的同时进行轴向运动，
其中，所述电子膨胀阀还包括止位机构，所述止位机构包括动止位件和静止位件，
其特征在于，所述动止位件设置在所述可动阀构件上并随着所述可动阀构件一起运动，所述静止位件设置在所述导流腔组件上并且构造为能够与所述动止位件抵接，由此限制所述可动阀构件的轴向运动的范围。
根据本发明的一个优选实施方式，所述止位机构包括一个所述动止位件和两个所述静止位件，所述止位机构构造成使得一个所述动止位件能够与两个所述静止位件分别抵接成：当所述动止位件与两个所述静止位件中的第一静止位件抵接时，所述可动阀构件封闭所述流体端口；当所述动止位件与两个所述静止位件中的第二静止位件抵接时，所述可动阀构件与所述流体端口的距离达到最大值。
根据本发明的一个优选实施方式，所述导流腔组件包括导向套，所述导向套构造成与所述可动阀构件间隙配合并对所述可动阀构件的轴向运动进行导向，并且两个所述静止位件中的仅一个设置在所述导向套上。
根据本发明的一个优选实施方式，两个所述静止位件中的另一个设置在所述导流腔组件的限定所述流体端口的阀座上或所述导流腔组件的外壳部分。
根据本发明的一个优选实施方式，所述止位机构包括两个所述动止位件和两个所述静止位件，所述止位机构构造成使得两个所述动止位件能够与两个所述静止位件分别抵接成：当两个所述动止位件中的第一动止位件与两个所述静止位件中的第一静止位件抵接时，所述可动阀构件封闭所述流体端口；当两个所述动止位件中的第二动止位件与两个所述静止位件中的第二静止位件抵接时，所述可动阀构件与所述流体端口的距离达到最大值。
根据本发明的一个优选实施方式，所述导流腔组件包括导向套，所述导向套构造成与所述可动阀构件间隙配合并对所述可动阀构件的轴向运动进行导向，并且两个所述静止位件均设置在所述导向套上。
根据本发明的一个优选实施方式，所述动止位件和所述静止位件构造成能够沿所述可动阀构件的旋转运动的周向方向彼此抵接。
根据本发明的一个优选实施方式，所述动止位件与所述可动阀构件一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等方式固定至所述可动阀构件，所述静止位件与所述导流腔组件一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等方式固定至所述导流腔组件。
根据本发明的一个优选实施方式，所述导流腔组件包括阀座，所述流体端口设置在所述阀座中，所述可动阀构件的一端用于与所述阀座接合从而封闭所述流体端口，并且所述执行机构包括心轴，所述心轴固定地连接至所述可动阀构件并带动所述可动阀构件在进行旋转运动的同时进行轴向运动。
根据本发明的一个优选实施方式，所述可动阀构件为一体式结构。
根据本发明的一个优选实施方式，所述动止位件具有止位平面，当所述动止位件抵接所述静止位件时，所述动止位件的止位平面与所述静止位件接触。
综上可知，根据本发明的电子膨胀阀至少带来以下有益技术效果：根据本发明的电子膨胀阀通过采用如上所述的止位机构而能够准确地限定螺纹传动机构的轴向行程范围，从而有效避免螺纹副卡死的情况，并且根据本发明的电子膨胀阀的部件数目较少且结构简单、易于加工制造，具有较高的成本效益。
附图说明
根据以下参照附图的详细描述，本发明的前述及另外的特征和特点将变得更加清楚，这些附图仅作为示例并且不一定是按比例绘制。在附图中采用相同的附图标记指示相同的部件，在附图中：
图1示出根据本发明的第一优选实施方式的电子膨胀阀的纵向剖视图；
图2a和图2b示出了图1中的止位机构的两种止位状态，其中，图2a示出了流体出口被封闭的止位状态，图2b示出了流体出口被打开的止位状态；
图3a示出了图1中的止位机构的动止位件的放大的示意图；
图3b示出了图1中的止位机构的静止位件的放大的示意图；
图4示出根据本发明的第二优选实施方式的电子膨胀阀的局部放大的剖视图，其中详细示出了可动阀构件及其止位机构的构型；
图5a和图5b示出了图4中的止位机构的两种止位状态，其中，图5a示出了流体出口被封闭的止位状态，图5b示出了流体出口被打开的止位状态。
参考标记列表
电子膨胀阀1；阀组件10；可动阀构件11；执行机构50；驱动机构40
导流腔组件12；入流管92；流体入口121；出流管94；流体出口122
阀座18；可动阀构件第一端141；可动阀构件第二端142
定子41；转子42；心轴51；筒状壳体421；转子腔422
保持构件60；心轴第一端511；心轴第二端512
动止位件191；第一动止位件1911；平台部1910
第二动止位件1912；第一静止位件1921
第二静止位件1922；导向套123
具体实施方式
现在将结合附图1-5b对本发明的优选实施方式进行详细描述。以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本发明及其应用或用途。
首先，将参照图1描述根据本发明第一实施方式的电子膨胀阀的结构。其中，图1示出根据本发明的第一优选实施方式的电子膨胀阀的纵向剖视图。
根据本发明的电子膨胀阀1可以包括：用于对流过电子膨胀阀1的流体的流量进行调节的阀组件10；用于带动阀组件10的可动阀构件11同时进行旋转运动和轴向运动的执行机构50；以及为执行机构50提供动力的驱动机构40。
在优选的示例中，阀组件10包括导流腔组件12，导流腔组件12包括外壳从而限定用于容置阀组件10的可动阀构件11的内部空间，并且导流腔组件12还包括与入流管92连接的流体入口121以及与出流管94连接的流体出口122。流体经由入流管92流入电子膨胀阀1，然后经由出流管94流出电子膨胀阀1。
在优选的示例中，导流腔组件12还包括阀座18，流体出口122设置在阀座18中。
如上文所提及，可动阀构件11在执行机构50的带动下进行旋转运动和轴向运动，从而使得可动阀构件11能够打开和关闭阀座18中的流体出口122并且能够调节电子膨胀阀1的阀开度。可动阀构件11可以包括第一端(上端)141和第二端(下端)142，第一端141用于与下文将做详细描述的心轴51连接，第二端142用于与阀座18接合从而关闭流体出口122。
在图示的示例中，驱动机构40可以是包括定子41和转子42的电机。转子42可以在定子41中旋转，转子42与执行机构50的心轴51注塑成一体，从而使得当驱动机构(电机)40通电时转子42与心轴51一体地旋转。然而，本领域技术人员应当理解，转子42与心轴51也可以单独地形成，然后再通过适当的方式固定地连接在一起。转子42实施为一端开口的圆筒状磁环，转子42与定子41之间设置有筒状壳体421，从而限定出转子腔422，定子41固定至筒状壳体421外部，转子42和心轴51均设置在转子腔422中并能够相对于筒状壳体421和定子41进行轴向运动，将在下文对此做详细描述。
此外，筒状壳体421固定连接至导流腔组件12的外壳，并且筒状壳体421和导流腔组件12均相对于电子膨胀阀1的机壳固定。
优选地，电子膨胀阀1还可以包括具有内螺纹的保持构件60，保持构件60固定至筒状壳体421的一端并且为心轴51提供支承，具体地，心轴51可以包括第一端(上端)511和第二端(下端)512。第一端511形成有外螺纹并且与具有内螺纹的保持构件60螺纹配合连接，第二端512用于与可动阀构件11的第一端141连接，或者心轴51也可以与可动阀构件11一体成型。从而在转子42与心轴51一体地旋转时，通过心轴51与保持构件60之间的螺纹配合而促使转子42与心轴51同时进行轴向运动，从而实现转子42与心轴51在进行旋转运动的同时做轴向运动，并且经由心轴51的带动，可动阀构件11也在进行旋转运动的同时做轴向运动。
下面将结合附图1-3b详细描述根据本发明的第一优选实施方式的电子膨胀阀的止位机构。其中，图2示出图1中的电子膨胀阀的局部放大的剖视图，其中详细示出了可动阀构件及其止位机构的构型；图2a和图2b示出了图1中的止位机构的两种止位状态，其中，图2a示出了流体出口被封闭的止位状态；图2b示出了流体出口被打开的止位状态；图3a示出了图1中的止位机构的动止位件的放大的示意图；图3b示出了图1中的止位机构的静止位件的放大的示意图。
在如图所示的示例性实施方式中，止位机构包括两个动止位件191——第一动止位件1911和第二动止位件1912——以及两个静止位件——第一静止位件1921和第二静止位件1922，所述两个动止位件191设置在可动阀构件11上并随着可动阀构件11一起进行旋转运动和轴向运动，所述两个静止位件设置于导流腔组件12上并且构造为能够与所述两个动止位件191分别周向抵接以限制可动阀构件11的轴向运动的范围。优选地，导流腔组件12包括导向套123，导向套123构造成与可动阀构件11间隙配合并对可动阀构件11的轴向运动进行导向，并且第一静止位件1921和第二静止位件1922均设置在导向套123上。
参照图2a和图2b可知，当第一动止位件1911与第一静止位件1921周向抵接时，阀针14的第二端142封闭阀座18的流体出口122；当第二动止位件1912与第二静止位件1922周向抵接时，阀针14的第二端142与阀座18的距离达到最大值，即，流体出口122的开度达到最大值。
如图中所示，动止位件191和静止位件可以是独立的插销状的构件，并且在可动阀构件11上设置相应的插孔来接纳各个动止位件191，在导向套123上设置相应的插孔来接纳各个静止位件。然而本发明不限于此，各个动止位件191也可以与可动阀构件11一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等任何合适的方式固定至可动阀构件11，并且各个静止位件可以与导向套123一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等任何合适的方式固定至导向套123或导流腔组件12的除了导向套123的其他部分处。
另外，图3a和图3b分别示出了动止位件191和静止位件的优选形状，其中，静止位件大致呈圆柱状，其一端具有倒角以便插入插孔中并形成过盈配合；动止位件191呈具有止位平面的大致圆柱状构件，当动止位件191抵接静止位件时，动止位件191的止位平面与静止位件接触，并且所述止位平面优选地形成为如图所示的平台部1910，平台部1910用于与静止位件的圆柱面进行周向抵接。然而，本发明并不限于此，根据实际应用，动止位件191和静止位件可以具有任何其他合适的形状，只要能够实现动止位件191与静止位件的周向抵接即可。
下面将结合附图4-5b详细描述根据本发明的第二优选实施方式的电子膨胀阀的止位机构。其中，图4示出根据本发明的第二优选实施方式的电子膨胀阀的局部放大的剖视图，其中详细示出了可动阀构件及其止位机构的构型；图5a和图5b示出了图4中的止位机构的两种止位状态，其中，图5a示出了流体出口被封闭的止位状态；图5b示出了流体出口被打开的止位状态。
根据本发明的第二优选实施方式的电子膨胀阀与第一优选实施方式的电子膨胀阀具有大体相同的构型，区别在于：第二优选实施方式的电子膨胀阀1的止位机构包括一个动止位件191以及两个静止位件——第一静止位件1921和第二静止位件1922，其中，所述一个动止位件191优选地设置在可动阀构件11的适当位置处，第一静止位件1921设置在导流腔组件12的下部阀座18处，第二静止位件1922设置在导向套123上。
当动止位件191与第一静止位件1921抵接时，阀针14的第二端142封闭阀座18的流体出口122；当动止位件191与第二静止位件1922抵接时，阀针14的第二端142与阀座18的距离达到最大值，即，流体出口122的开度达到最大值。
尽管在上述实施方式中以及附图中公开了各个动止位件和静止位件的具体设置位置，但是，不本发明不限于此，应当理解的是，根据实际应用需求等因素，本领域普通技术人员可以调整各个动止位件和静止位件的具体设置位置，以满足设备所需，例如，静止位件也可以不设置在导向套123上，而全部设置在导流腔组件12的除了导向套123之外的其他部分处，只要能实现本发明的技术目的即可，甚至，本发明的电子膨胀阀1也可以不包括导向套123。
并且，尽管在前述优选实施方式中，动止位件与静止位件设计为以周向抵接的方式来限制可动阀构件的轴向行程范围，但是，可行的是，也可以将动止位件和静止位件设计为以轴向抵接的方式来限制可动阀构件的轴向行程范围。
尽管在前述实施方式中描述了根据本发明的电子膨胀阀的示例性实施方式，但是，本发明并不限于此，在不背离本发明的保护范围的情况下，可以进行各种改型、替换和组合。
显而易见的是，通过将不同的实施方式及各个技术特征以不同的方式进行组合或者对其进行改型，可以进一步设计得出各种不同的实施方式。
上文结合具体实施方式描述了根据本发明的优选实施方式的电子膨胀阀。可以理解，以上描述仅为示例性的而非限制性的，在不背离本发明的范围的情况下，本领域技术人员参照上述描述可以想到多种变型和修改。这些变型和修改同样包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电子膨胀阀(1)，所述电子膨胀阀包括：
可动阀构件(11)，所述可动阀构件的至少一部分设置在由导流腔组件(12)限定的空间内，所述导流腔组件包括流体端口(122)，所述可动阀构件用于封闭和打开所述流体端口；以及
执行机构(50)，所述执行机构用于驱动所述可动阀构件(11)以在进行旋转运动的同时进行轴向运动，
其中，所述电子膨胀阀(1)还包括止位机构，所述止位机构包括动止位件(191)和静止位件，
其特征在于，所述动止位件设置在所述可动阀构件上并随着所述可动阀构件一起运动，所述静止位件设置在所述导流腔组件上并且构造为能够与所述动止位件抵接，由此限制所述可动阀构件的轴向运动的范围。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述止位机构包括一个所述动止位件和两个所述静止位件，所述止位机构构造成使得一个所述动止位件能够与两个所述静止位件分别抵接成：当所述动止位件与两个所述静止位件中的第一静止位件(1921)抵接时，所述可动阀构件封闭所述流体端口；当所述动止位件与两个所述静止位件中的第二静止位件(1922)抵接时，所述可动阀构件与所述流体端口的距离达到最大值。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述导流腔组件包括导向套(123)，所述导向套构造成与所述可动阀构件间隙配合并对所述可动阀构件的轴向运动进行导向，并且两个所述静止位件中的仅一个设置在所述导向套上。
4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，两个所述静止位件中的另一个设置在所述导流腔组件的限定所述流体端口的阀座上或所述导流腔组件的外壳部分。
5.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述止位机构包括两个所述动止位件和两个所述静止位件，所述止位机构构造成使得两个所述动止位件能够与两个所述静止位件分别抵接成：当两个所述动止位件中的第一动止位件(1911)与两个所述静止位件中的第一静止位件(1921)抵接时，所述可动阀构件封闭所述流体端口；当两个所述动止位件中的第二动止位件(1912)与两个所述静止位件中的第二静止位件(1922)抵接时，所述可动阀构件与所述流体端口的距离达到最大值。
6.根据权利要求5所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述导流腔组件包括导向套，所述导向套构造成与所述可动阀构件间隙配合并对所述可动阀构件的轴向运动进行导向，并且两个所述静止位件均设置在所述导向套上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述动止位件和所述静止位件构造成能够沿所述可动阀构件的旋转运动的周向方向彼此抵接。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述动止位件与所述可动阀构件一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等方式固定至所述可动阀构件，所述静止位件与所述导流腔组件一体成型或者通过焊接、粘合、卡合、插接等方式固定至所述导流腔组件。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，
所述导流腔组件包括阀座(18)，所述流体端口设置在所述阀座中，所述可动阀构件的一端用于与所述阀座接合从而封闭所述流体端口，并且
所述执行机构包括心轴(51)，所述心轴固定地连接至所述可动阀构件并带动所述可动阀构件在进行旋转运动的同时进行轴向运动。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述可动阀构件为一体式结构。
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