CN113195985A - 阀、尤其是膨胀阀 - Google Patents

Abstract

描述了一种阀(1)、尤其是膨胀阀，该阀包括由旋转马达(7)驱动的阀元件(6)，其中，该马达(7)包括转子(9)和定子(8)，该转子布置在管(14)的马达区段(19)内，该定子布置在该管(14)的马达区段(19)外部，并且该转子(9)由轴承(15)支撑，该轴承(15)通过压配合安装在该管(14)的轴承区段(16)中。这种阀应具有能以低成本生产的小型马达和管。为此，马达区段(19)和轴承区段(17)包括不同的直径。

Description

阀、尤其是膨胀阀

技术领域

本发明涉及一种阀、尤其是膨胀阀，该阀包括由旋转马达驱动的阀元件，其中，该马达包括布置在管的马达区段内的转子，并且该转子由轴承支撑，该轴承安装在该管的轴承区段中。

背景技术

这种阀可以用于例如控制制冷剂穿过冷却或制冷系统的流动。相应地，有必要注意的是制冷剂不逸出到环境中。因此，管用来形成防止制冷剂的这种逸出的密封件。

管由薄钢板材料制成，马达的定子布置在管的外部。由于转子被布置在管的内部，因此管的材料厚度应尽可能小。管越厚，定子与转子之间的气隙就越大，马达的效率和转矩就越低。

马达的转子必须由轴承可旋转地支撑。安装轴承的简单方式(例如通过压配合填缝、压印加工、型锻或类似方式)是在将轴承插入管中时使壳体变形。

然而，一方面，管使用薄材料，另一方面，马达轴承使用压配合，则导致另一个问题。在将轴承压配合到管中的过程中，管会变形。管的材料越薄，则变形越明显。相应地，与马达轴承压配合的管只能设有相当大的公差。马达必须适于这些公差，其结果是必须增大气隙。气隙越大，经由气隙传输的转矩就越小。

阀需要一定的转矩进行操作(即，使阀元件移动)，当气隙增大时，马达也必须增大以提供这种转矩。这需要额外空间，不令人满意。

发明内容

本发明的根本目的是提供一种阀，该阀具有能以较低成本生产的小型马达和管。

此目的通过在开篇处描述的阀来解决，其中马达区段和轴承区段包括不同的直径。

在这种管中，轴承区段的变形可以在不使马达区段变形或马达区段变形较小的情况下发生，从而轴承区段是变形区段。轴承区段的一部分变形被马达区段与轴承区段之间的过渡区接收。相应地，马达区段能以非常低的公差保持所需的内径和外径，从而定子与转子之间的间隙也可以保持较小。

在本发明的实施例中，轴承区段与马达区段之间的过渡区段相对于转子的旋转轴线倾斜。当轴承区段在马达轴承的压配合期间略微膨胀时，过渡区段的倾斜度可以改变而不改变马达区段的尺寸。

在本发明的实施例中，轴承区段包括的直径小于马达区段的直径。转子轴承可以插入管中、穿过马达区段而进入轴承区段，而不改变马达区段的尺寸。

在本发明的实施例中，轴承是第一轴承，并且该轴承区段是第一轴承区段，其中，该转子由在该马达的一侧上与该第一轴承相反布置的第二轴承支撑，该第二轴承被安装在该管的第二轴承区段中，并且该马达区段和该第二轴承区段包括不同的直径。在第一轴承区段中实现的优点同样在第二轴承区段中实现。在安装该第二轴承的过程中，允许该第二轴承区段变形，并且该变形由在该第二轴承区段与该马达区段之间的过渡吸收。该第二轴承区段同样是变形区段。该实施例具有的优点在于转子被支撑在定子的轴向两侧上，这意味着实现非常稳定的支撑。这种稳定的支撑还帮助使气隙保持较小。马达可以设置有非常小的公差。

在本发明的实施例中，该第二轴承区段的直径大于该马达区段的直径。该第一轴承可以插入穿过该第二轴承区段和穿过该马达区段。该转子可以插入穿过该第二轴承区段而进入该马达区段中。因此，这两个部分可以插入，而不影响该第二轴承区段的大小或尺寸。

在本发明的实施例中，该马达区段与该第二轴承区段之间的第二过渡区段相对于该转子的旋转轴线倾斜。当该第二轴承区段在该第二轴承的压配合期间变形时，这种变形基本上仅改变第二轴承区段的倾斜度，而不影响该马达区段的直径。

在本发明的实施例中，该管由厚度为0.5mm或更小、优选是0.25mm或更小的金属材料制成。尽管使用了这种薄的材料，但马达区段可以保持具有低公差的所需形状，即使一个或两个轴承通过压配合固定至管。

在本发明的实施例中，金属材料是钢。钢对于用于此目的足够稳定并且不受大多数制冷剂的影响。

在本发明的实施例中，管在第一端处封闭，在第二端处包括径向向外形成的凸缘。管的封闭端提供了对环境的密封，而不需要额外的零件。第二端处的凸缘可以用于将管连接至阀壳体。

在本发明的实施例中，凸缘包括至少是管的在该马达区段的厚度的1.5倍的厚度。当凸缘与阀壳体之间通过焊接进行连接时，这样的实施例特别有用。尽管焊缝稳定足以承受甚至更高的压力，但是焊接过程会使管与焊缝相邻的区域削弱。凸缘可以用于焊接。当凸缘被削弱时，凸缘仍然和管的其余部分一样强，从而管能够承受更高的压力。

在本发明的实施例中，凸缘具有径向延伸部，该径向延伸部的厚度至少是管的在该马达区段的厚度的两倍。焊缝可以定位在凸缘的径向外侧。凸缘的径向延伸部确保焊接期间产生的热不会影响管的其余部分。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了膨胀阀的截面视图，

图2示出了管的放大视图，

图3示出了焊接连接的放大截面视图，

图4替代性实施例的图2的放大细节K，以及

图5第三实施例的放大细节K。

在所有附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。

具体实施方式

膨胀阀1包括阀壳体2，该阀壳体具有固定至该壳体的两个连接器3、4。阀座5是阀壳体2的一部分，或者可以是单独的部分。阀元件6与阀座协作，以控制流体在两个连接器3、4之间流动。为此，阀元件6可以在朝向阀座5的方向上移动以关闭阀1，或者在背离阀座5的方向上移动以将阀至少部分地打开。

阀元件6的移动由马达(优选是步进马达)7控制。马达7包括定子8和转子9，该定子被固定防止旋转，该转子被可旋转地安装在定子8内。转子9可操作地连接至轴10，该轴支承或形成具有外螺纹12的引导螺杆11。引导螺杆11与引导螺母13处于螺纹连接，该引导螺母被固定防止旋转并且连接至阀元件6。当转子旋转时，轴10并且因此引导螺杆11也旋转。这种旋转运动经由配对的引导螺杆11和引导螺母13而转换成阀元件6的线性移动。

阀1用来控制制冷剂在冷却或制冷系统中的流动。必须防止制冷剂逸出到环境中。为此，提供了通过焊接而连接至阀壳体2的管14。管14被布置在马达7的定子8与转子9之间。为了使定子8与转子9之间的气隙保持尽可能小，管14的材料也应尽可能薄。

在所示出的实施例中，管14的材料的厚度为0.2mm。管14的材料是钢、优选是不锈钢。

转子9被支撑在位于转子9的一侧上的第一轴承15中，并且被位于转子9的另一侧上的第二轴承16支撑。

第一轴承15通过压配合安装在管14的第一轴承区段17中。第二轴承16通过压配合安装在管14的第二轴承区段18中。马达区段19被布置在第一轴承区段17与第二轴承区段18之间。可以使用任何其他安装方法代替压配合，其中，轴承区段17、18变形以适于轴承15、16的外部形状。

管14的马达区段19应具有尽可能小的公差，以便以最佳方式使管14的马达区段19适于马达7。然而，在将第一轴承15压配合到第一轴承区段17中和通过将第二轴承16压配合到第二轴承区段18中的过程中，轴承区段17、18的变形是不可避免的。

为了降低第一轴承区段17的变形对马达区段19形状影响的风险，第一轴承区段17的直径小于转子区段19，第二轴承区段18的直径大于马达区段19。

第一轴承区段17与马达区段19之间的第一过渡区段20相对于转子9的纵向轴线或旋转轴线倾斜。第二轴承区段16与马达区段19之间的第二过渡区段21也相对于转子的旋转轴线倾斜。相应地，当第一轴承区段17发生变形时，该变形不会传播到马达区段19。这种变形将仅使第一过渡区段20的部分变形。

第二过渡区段21同样如此。当第二轴承16压配合到第二轴承区段18中时，第二轴承区段18的变宽被第二过渡区段21吸收，而不影响马达区段19。第一轴承区段17、马达区段19和第二轴承区段18的交错直径关系允许通过压配合将第一轴承15安装在管14中，因为第一轴承15可以毫无问题地被引导穿过马达区段19。转子9可以安装在管14中，因为它可以毫无问题地被引导穿过第二轴承区段18。最后，可以通过压配合将第二轴承16安装到第二轴承区段18中。相应地，即使当轴承15、16通过压配合安装在轴承区段17、19中时，马达区段19也不会变形。

管14在一端22封闭，在另一端包括凸缘23。管14在包括凸缘23的端部处被焊接至阀壳体2。

如在图3中可以看到，凸缘23径向向外形成，并且包括外部区域，该外部区域平行于设置在阀壳体2处的安装面24延伸。安装面24在阀壳体2的前部面的圆周处设置在阀壳体的阶梯区域处。

凸缘23的厚度远大于管14的在马达区段19的厚度。管可以在凸缘23外侧的所有区域具有恒定的厚度。例如，凸缘23可以包括至少是管14的在马达区段19的厚度的1.5倍的厚度。

凸缘23具有径向延伸部，该径向延伸部的厚度至少是管14的在马达区段19的厚度的两倍。在图3中，凸缘23的厚度被特大地示出。

焊缝25被定位在凸缘23和阀壳体2的安装面24的径向外侧。

即使焊接过程会使凸缘23范围内的管的材料削弱，这也不是问题，因为凸缘23的厚度大到足以甚至当被削弱时也能承受管内部的压力。

由于焊缝25被布置在可能的径向最外侧位置，所以管14的其余部分不受焊接过程的影响，即，焊接期间产生的热不会损坏管14。焊接可以例如通过使用激光束来进行。

安装面24环绕阀壳体的台阶26。管14与台阶26之间的气隙保持较小。气隙基本上只存在于围绕圆形角27的区域中，该圆形角是在管14之外形成凸缘23期间产生的。圆形角27是形成管14的深拉伸工艺的结果。

由焊接过程引起的变形仅限于第二轴承区段18，不影响管的马达区段19。

阀1可以使用图2中所示的单元来安装，该单元包括管14和转子9以及在轴承区段17、18中的轴承15、16。由于轴承15、16通过压配合安装在轴承区段17、18中，因此可以操纵该单元而没有零件从单元中掉落的风险。

将引导螺母13和阀元件6附接至单元之后，可以通过焊接(即，通过产生焊缝25)将单元固定至阀壳体2。随后，可以将定子8围绕管14放置。

存在将轴承15、16固定至管14的多种可能性。如上文提及的，轴承15和轴承16可以通过压配合固定至管。在压配合期间，轴承区段17、18的直径略微扩大，在管中产生内部张力，从而将轴承15、16夹紧在期望位置。

图4示出了将第一轴承15固定至管14的第一轴承区段17的另一种可能性。相同的固定方式可以用于第二轴承16。

第一轴承15在其圆周面上包括凹部28。第一轴承区段17包括突出进入凹部28的凹陷29。在第一轴承15被定位在管14内之后，凹陷29可以形成为凹部28。凹陷29同样需要管14的变形。然而，这种变形并不严重，因为它仅限于第一轴承区段17。

图5示出了第三种可能性。在这种可能性中，第一轴承15包括台阶30，即，远离转子9的较大直径和邻近转子9的略小直径。在将第一轴承15安装在管14中之后，第一轴承区段17同样包括通过使第一轴承区段17变形而产生的凹陷29。

Claims (10)

1.一种阀(1)、尤其是膨胀阀，该阀包括由旋转马达(7)驱动的阀元件(6)，其中，该马达(7)包括布置在管(14)的马达区段(19)内的转子(9)，并且该转子(9)由轴承(15)支撑，该轴承(15)安装在该管(14)的轴承区段(17)中，其中，该马达区段(19)和该轴承区段(17)包括不同的直径，其特征在于，该轴承(15)压配合在该轴承区段(17)中，并且该轴承区段(17)与该马达区段(19)之间的过渡区段(20)相对于该转子(9)的旋转轴线倾斜。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，该轴承区段(17)包括直径小于该马达区段(19)的直径。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的阀，其特征在于，该轴承(15)是第一轴承(15)，并且该轴承区段是第一轴承区段(17)，其中，该转子(9)由在该马达(7)的一侧上与该第一轴承(15)相反布置的第二轴承(16)支撑，该第二轴承(16)被安装在该管(14)的第二轴承区段(18)中，并且该马达区段(19)和该第二轴承区段(18)包括不同的直径。

4.根据权利要求3所述的阀，其特征在于，该第二轴承区段(18)的直径大于该马达区段(19)的直径。

5.根据权利要求3或4所述的阀，其特征在于，该马达区段(19)与该第二轴承区段(18)之间的第二过渡区段(21)相对于该转子(9)的旋转轴线倾斜。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的阀，其特征在于，该管(14)由厚度为0.5mm或更小的金属材料制成。

7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，该金属材料是钢。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的阀，其特征在于，该管(14)在第一端(22)封闭，并且在第二端包括径向向外形成的凸缘(23)。

9.根据权利要求8所述的阀，其特征在于，该凸缘(23)包括至少是该管(14)的在该马达区段(19)的厚度的1.5倍的厚度。

10.根据权利要求8或9所述的阀，其特征在于，该凸缘(23)具有径向延伸部，该径向延伸部的厚度至少是在该管(14)的在该马达(19)的厚度的两倍。

Images