CN113389928A - 制冷剂阀的致动器、包括制冷剂阀和致动器的阀布置及用于将致动器安装至制冷剂阀的方法 - Google Patents

制冷剂阀的致动器、包括制冷剂阀和致动器的阀布置及用于将致动器安装至制冷剂阀的方法 Download PDF

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Abstract

描述了制冷剂阀的致动器。致动器包括壳体(5)、紧固卡圈(6)和锚固环(7)，壳体(5)具有带开口(15)的腔室(12)，开口位于壳体(5)的端部段(17)的端面(26)中，端部段(17)具有外螺纹(18)，紧固卡圈(6)具有径向向内伸出的凸缘(20)和与外螺纹(18)相匹配的内螺纹(19)，锚固环(7)定位在紧固卡圈(6)与端面(16)之间，其中，锚固环至少在径向方向上相对于外螺纹(18)的轴线是可弹性变形的，并且在安装条件下至少部分地与端面(16)和紧固卡圈(6)的凸缘(20)叠置，其中，位于端面(16)处的密封环(8)露出轴向方向的自由侧并且被由于将紧固卡圈(6)拧到外螺纹上而产生的轴向力压缩。

Description

制冷剂阀的致动器、包括制冷剂阀和致动器的阀布置及用于 将致动器安装至制冷剂阀的方法
技术领域
本发明涉及制冷剂阀的致动器。
此外，本发明涉及包括制冷剂阀和这样的致动器的阀布置。
最后，本发明涉及用于将制冷剂阀的致动器安装至制冷剂阀的方法。
背景技术
US 2005/0139275 A1示出了一种具有致动器的拧入式阀，所述致动器包括具有带开口的腔室的壳体，所述开口位于所述壳体的端部段的端面中，所述端部段具有外螺纹。此外，紧固卡圈被设置为具有径向向内伸出的凸缘和与所述外螺纹相匹配的内螺纹，并且锚固环能定位在所述紧固卡圈与所述端面之间。所述锚固环至少在径向方向上能相对于所述外螺纹的轴线弹性变形，并且在安装条件下至少部分地与所述端面和所述紧固卡圈的凸缘交叠。
US 4 889 368 A示出了一种组合式快速连接和螺纹断开管连接器，所述组合式快速连接和螺纹断开管连接器包括具有带开口的腔室的壳体，所述开口位于所述壳体的端部段的端面中，所述端部段具有外螺纹。紧固卡圈被设置为具有径向向内伸出的凸缘和与所述外螺纹相匹配的内螺纹。由塑性材料制成的锚固环位于所述紧固卡圈与所述端面之间。所述锚固环至少在径向方向上能相对于所述外螺纹的轴线弹性变形，并且在安装条件下至少部分地与所述端面和所述紧固卡圈的凸缘交叠。
US 5 799 989 A示出了一种具有带腔室的壳体的波纹管配合件。所述壳体包括外螺纹，螺母被拧在所述外螺纹上。所述螺母包括径向向内伸出的凸缘。所述螺母被用于将波纹管连接至所述壳体。到目前为止，开口环垫圈被布置在所述管的外表面上的凹处并且通过所述螺母压靠所述壳体的端面。
制冷剂阀被用于控制可以具有相当低的温度的制冷剂的流量。这涉及将这种低温传递至所述致动器的问题。进入所述致动器的湿气可能导致所述致动器内结冰。这种结冰引发所述致动器(更确切地，所述致动器的活动部件)不能根据需要来操作的风险。
所述致动器具有带开口的腔室。所述制冷剂阀的一部分穿过所述开口被插入并插入所述腔室中。为了防止湿气进入所述腔室，所述致动器与所述制冷剂阀之间的接合部必须被密封。
发明内容
本发明的基本目的是对制冷剂阀的致动器与所述制冷剂阀之间的连接进行可靠地密封。
该目的是通过制冷剂阀的致动器来解决的。所述致动器包括壳体、紧固卡圈和锚固环，所述壳体具有带开口的腔室，所述开口位于所述壳体的端部段的端面中，所述端部段具有外螺纹，所述紧固卡圈具有径向向内伸出的凸缘和与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述锚固环定位在所述紧固卡圈与所述端面之间，其中，所述锚固环至少在径向方向上相对于所述外螺纹的轴线是可弹性变形的，并且在安装条件下至少部分地与所述端面和所述紧固卡圈的凸缘叠置，其中，位于所述端面处的密封环露出轴向方向的自由侧并且被由于将所述紧固卡圈拧到所述外螺纹上而产生的轴向力压缩。
这种致动器基本上包括三个部件，即所述壳体、所述紧固卡圈和所述锚固环。所述紧固卡圈可以被拧到所述壳体的所述端部段的所述外螺纹上并将所述壳体固定至所述制冷剂阀。以这种方式，可以产生能够被用于稍微压缩密封环的轴向力，使得所述致动器与所述制冷剂阀之间的紧固可以被实现。然而，所述紧固卡圈必须具有位于所述制冷剂阀的所述壳体处的对接部分，所述紧固卡圈可以抵靠所述对接部分来安置以产生压缩所述密封环所必需的轴向力。这样的对接部分不能被直接地设置在所述制冷剂阀处，因为它必须能够在所述制冷剂阀的对应部分上引导所述紧固卡圈。因而，使用所述锚固环。所述锚固环是可弹性变形的，并且可以在所述制冷剂阀的安装段上通过，并且可以在所述紧固卡圈已经被引导在所述制冷剂阀的所述安装段上之后被固定在该安段处。当所述紧固卡圈被拧到所述致动器的所述壳体的所述端部段时，所述紧固卡圈抵靠所述锚固环来安置，所述锚固环进而被保持在所述制冷剂阀处，使得所述致动器与所述制冷剂阀之间的可靠的连接可以被实现。
在本发明的实施例中，阀元件驱动装置被布置在所述腔室的正面和/或围绕所述腔室。例如，它可能使用被可旋转地驱动且以如下方式被布置在所述腔室中的磁体：在插入所述制冷剂阀的对应的部分之后所述磁体与所述制冷剂阀内的相应的对接磁体配合。以这种方式，所述制冷剂阀的所述驱动部分可以被气密地密封。
在发明的实施例中，凹部被布置在所述端面中并且密封环被布置在所述凹部中，所述凹部的横截面不同于所述密封环的横截面。以这种方式，所述密封环可以以简单的方式被压缩。然而，由于定位在所述凹部中，所以即使在安装期间，所述密封环电被可靠地保持在适当的位置。
在本发明的实施例中，在至少一个径向位置处，所述密封环沿轴向方向的横截面的范围大于在同一位置处所述凹部的相应的范围。至少在该径向位置，所述密封环被压缩。所述密封环的其余部分可以被变形。
在本发明的实施例中，所述密封环包括圆形横截面并且所述凹部包括三角形横截面。因而，市场上能够买到的密封环(如O形圈)可以被使用。三角形凹部的机加工简单。
在本发明中，所述凹部包括一体积，该体积小于所述密封环的体积。所述密封环可以被预安装在所述凹部中。由于所述凹部的体积小于所述密封环的体积，换句话说，所述凹部的截面小于所述密封环但是界面，因此当所述致动器被安装在所述制冷剂阀上时所述密封环被稍微压缩。因而，所述连接的紧固被实现。
在本发明的实施例中，所述凹部在径向上向内开口。这意味着所述密封环不仅沿轴向方向被压缩，而且还可以沿径向方向相对于穿过所述密封环的所述制冷剂阀的一部分被压缩。因而，沿径向方向的密封和沿所述轴向方向的密封被实现。术语“轴向”和“径向”参照所述致动器的所述壳体的所述端部段上的所述外螺纹的轴线。
在本发明的实施例中，所述锚固环呈弹簧环的形式。例如，弹簧环可以例如通过扩大其内径而被加宽。当所述直径已经被扩大时，所述弹簧环可以被引导在所述制冷剂阀的安装段上。一旦所述弹簧环已经被安装在该安装段上，所述弹簧环就可以被释放，使得所述弹簧环安置在所述制冷剂阀的突出部或另一几何形状后面，这阻挡了所述锚固环沿相反方向的移动。一旦所述锚固环已经被安装，所述锚固环就可以用作所述紧固卡圈的对接部分。
在本发明的实施例中，所述弹簧环包括指向径向方向的多个齿。所述齿具有以下技术效果：所述锚固环可以在周向方向上具有径向范围降低的截面。这对所述锚固环的变形的能力而言是有利的。因而，便于安装。
在本发明的实施例中，所述紧固卡圈包括防松保护件。所述防松保护件可以具有不同的形式。一种可能情形是：防松保护件是所述壳体的所述端部段的所述外螺纹上的锁紧螺帽或埋头螺母。一旦所述紧固卡圈已经被拧到所述最终位置处，所述埋头螺母就可以相对于所述紧固卡圈拧紧。另一种可能情形是使用在周向面上具有多个轴向凹部的紧固卡圈。所述致动器的所述壳体可以具有一个或更多个相应的凹部。一旦所述紧固卡圈已经被拧到其最终位置处，销就可以被卡扣连接到所述壳体和所述紧固卡圈的所述凹部中。
利用包括制冷剂阀的阀布置来实现所述目的。所述制冷剂阀具有安装有如上文描述的致动器的连接几何件，其中，所述连接几何件包括具有大于所述开口的直径、小于所述端面的直径并且小于所述紧固卡圈的内径的直径的安装段，其中，所述安装段包括径向突出部，所述锚固环接合在所述径向突出部后面，其中，位于所述安装段与所述端面之间的密封环被由于将所述紧固卡圈拧到所述外螺纹上而产生的轴向力压缩。
因而，在所述紧固卡圈已经被防止在所述安装段上之后，所述锚固环可以被安装在所述安装段的所述径向突出部后面。以这种方式，所述锚固环形成对接部分或对接元件，当所述紧固卡圈被拧到所述壳体的所述端部段的所述外螺纹上时所述紧固卡圈可以抵靠所述对接部分或对接元件安置。
在本发明的实施例中，所述端面抵靠所述安装段安置。以这种方式，可能到达与所述安装段有关的所述端面的限定位置。以这种方式，可能实现所述密封环的良好限定的压缩。所述密封环不能被过度挤压。
在本发明的实施例中，所述安装段包括轴向突出部，所述轴向突出部具有与所述开口的内径相匹配的外径。该突出部可以被引导通过所述开口进入所述致动器的所述腔室中。由于所述突出部与所述开口的所述内径相匹配，因此可能以在径向方向上具有足够的准确度的方式进行所述致动器相对于所述阀的定位。当所述端面中的所述凹部向径向内侧打开时，所述凹部可以相对于所述突出部密封。
在本发明的实施例中，所述制冷剂阀包括伸出到所述腔室中的驱动段。所述驱动段可以延续所述轴向突出部。所述制冷剂阀的所述驱动段可以容置由所述致动器的所述阀元件驱动装置驱动的元件。
在本发明的实施例中，所述锚固环的径向范围小于所述内螺纹的直径与所述安装段的外径之间的差。这便于所述锚固环的安装。这将被如下描述：在第一步中，所述紧固卡圈被放置在所述安装段上。在第二步中，所述锚固环被安装在所述安装段上。当所述安装段与所述紧固卡圈上的所述内螺纹之间的径向差大于所述锚固环的所述径向范围时，所述锚固环可以穿过所述紧固卡圈与所述安装段之间的间隙，使得所述紧固卡圈的所述内螺纹可以具有足够的轴向长度。
利用将制冷剂阀的致动器安装至所述制冷剂阀的方法来实现所述目的，其中，所述制冷剂阀的安装段插入所述致动器的端部段中的腔室的开口中，所述端部段设置有外螺纹，并且所述致动器和所述制冷剂阀被连接，其中，紧固卡圈具有径向向内伸出的凸缘并且具有大于所述安装段的外径的内径，所述紧固卡圈被拧到所述外螺纹上，其中，在将所述紧固卡圈拧到所述外螺纹上之前，所述紧固卡圈围绕所述安装段和可弹性变形的锚固环放置，所述可弹性变形的锚固环在安装条件下至少部分地与所述端部段的端面叠置，并且所述紧固卡圈的凸缘被布置在所述安装段的径向突出部后面，其中，密封环被放置在所述安装段与所述端面之间，其中，所述密封环在安装期间被轴向压缩。
所述安装段的所述径向突出部可以例如通过所述安装段上的周向凹槽的侧壁来形成。所述径向突出部具有小于所述紧固卡圈的所述内径的外径，使得可能在所述安装段上移动所述紧固卡圈。然而，所述锚固环将所述安装段的径向范围延伸，使得所述锚固环可以形成所述制冷剂阀的对接部分或对接元件，当所述紧固卡圈被拧到所述致动器的所述壳体的所述端部段的所述外螺纹上时所述紧固卡圈可以抵靠所述对接部分或对接元件安置。以这种方式，可能通过轴向压缩的密封环或其它密封装置来密封所述致动器与所述制冷剂阀之间的接合部。没有径向力作用于所述安装段和所述端部段的面上，所述径向力可能使这些面变形。
在本发明的实施例中，在将所述锚固环围绕所述安装段放置之前，使所述锚固环径向地扩张。这是使所述锚固环暂时大于所述安装段的简单方式。
在本发明的实施例中，在安装期间，所述密封环被压缩最多20％。以这种方式，可以避免所述密封环的过度压缩。
附图说明
现在将参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了包括制冷剂阀和致动器的阀布置的透视图；
图2示出了包括所述阀的顶部部分的所述致动器的部分的透视爆炸图；
图3示出所述阀与所述致动器之间的连接的截面图；
图4示出图3的放大细节IV；
图5示出可替代的防松保护件；
图6示出锚固环的第一实施例；
图7示出锚固环的第二实施例；
图8示出锚固环的第三实施例；以及
图9a和图9b示出了图3中示出的实施例的替代例。
具体实施方式
图1示意性地示出了包括制冷剂阀2和致动器3的阀布置1的透视图。制冷剂阀2包括安装有致动器3的上部部分4。制冷剂阀2可以被气密地密封。
图2示出了致动器3的被用于将致动器3安装并固定至制冷剂阀2的上部部分4的部分。这些部分是致动器3的壳体5、紧固卡圈6、锚固环7和密封环8。
此外，示出了可以被用作防松保护件的销9。为此，紧固卡圈6包括多个凹部10，所述多个凹部沿周向方向分布在紧固卡圈6的外周边上。致动器3的壳体5包括另外的凹部10。一旦紧固卡圈6被放置在其最终位置，销11就可以被按压到致动器的壳体5中的所述凹部10中并位于所述紧固卡圈上的相应的凹部10中。然后，销11由搭锁连接件保持。
如从图3中可以看出的，致动器3的壳体5包括其中布置有阀元件驱动装置13的腔室12。阀元件驱动装置13呈被固定至由致动器3可旋转地驱动的轴14的磁体形式。
所述腔室12包括位于壳体5的端部段17的端面16中的开口15。此外，端部段17具有外螺纹18。
紧固卡圈6包括内螺纹19和径向向内伸出的凸缘20。因而，所述凸缘20的内径小于内螺纹19的直径并且限定紧固卡圈6的最小内径。
上部部分4包括具有安装段22的连接几何件21。安装段22具有比开口15的直径更大的直径。此外，安装段22的直径小于端面16的直径并且还小于由所述凸缘20限定的紧固卡圈6的内径。
为了相对于制冷剂阀2的上部部分4的连接几何件21来拧紧致动器的壳体5，使用锚固环7。锚固环7是可弹性变形的。因而，所述锚固环可以被径向地扩大，并且在扩大条件下被引导到制冷剂阀2的安装段22上。更确切地，足以将锚固环7引导到安装段22的径向突出部24后面并释放锚固环7，使得锚固环7可以不再从制冷剂阀2的上部部分4移开。所述径向突出部可以由凹槽25的壁形成。
现在，锚固环7在径向方向上与紧固卡圈6的凸缘20和端部段17的端面16叠置。当紧固卡圈6被拧到端部段17上时，锚固环7形成层抵靠紧固卡圈6所邻接的对接部分或对接元件，使得可以产生相对于制冷剂阀2的安装段22来移动致动器3的端部段17的轴向力。
密封环8被布置在端部段17的端面16中的凹部28中。凹部28在径向上向内开口。此外，凹部28的截面小于密封环8的截面。这两个截面之间的关系可以是使得当端面16与安装段22接触时密封环8被压缩最多20％。密封环8完全填充所述凹部不是绝对必要的。在安装期间密封环8被压缩就足够了。
如从图3中可以看出的，安装段22包括突出部29，突出部29具有与开口15的内径相匹配的外径。因而，当致动器3被安装在制冷剂阀2上时，致动器3在径向上被精确地定位。
制冷剂阀2包括伸出到所述腔室12中的驱动段30。驱动段30被布置在所述阀驱动装置13的操作范围内。制冷剂阀2的驱动元件以未示出的方式被布置在驱动段30中。所述驱动元件由所述驱动元件13驱动，特别是由磁驱动力驱动。
图5示出了防松保护件的另一种可能情形。锁紧螺帽31被拧到外螺纹18上。一旦紧固卡圈6已经被拧到所述最终位置处，锁紧螺帽31就沿相反的方向被拧紧，以将紧固卡圈6夹持到外螺纹18上。
图6示出了呈弹簧环32形式的锚固环7的第一实施例。弹簧环32具有沿周向方向的间隙33。此外，两个小孔34、35被设置在靠近所述间隙33的段中。安装工具可以接合孔34、35以扩展弹簧环32并将扩大所述弹簧环的内径，使得所述弹簧环可以在安装段22的突出部24上移动。当弹簧环32被释放时，所述弹簧环被定位在凹槽25中并形成锚固环7。
图7示出了锚固环7的第二实施例。该锚固环7包括径向向内伸出的多个齿36。这些齿36进入凹槽25并被定位在径向突出部24后面。齿36由沿周向方向延伸的小的桥接部37连接。此外，该锚固环7同样包括间隙33，使得所述锚固环可以被扩大。
图8示出了同样具有径向向内伸出的齿36的锚固环7的第三实施例。然而，所述齿由锚固环7的之字形形式形成。
无论如何，锚固环7的径向范围都小于径向突出部24与紧固卡圈6的内螺纹19之间的距离。因而，即使当紧固卡圈6沿轴向方向与径向突出部24叠置时，锚固环7也可以被安装。
图9a和图9b示出了阀2与致动器3的连接的第二实施例。相同的元件用相同的附图标记来表示。
图9a示出了处于未变形条件下的密封环8。密封环8可以呈具有圆形横截面的O形圈的形式。其它横截面是可能的。凹部28具有三角形横截面，即，沿轴向方向的高度或范围从所述凹部的径向内侧部分到凹部28的径向外侧部分减小。密封环8和凹部28的横截面不一致。在凹部28的一些径向截面中，密封环8的轴向范围大于凹部28的轴向范围。方向术语“轴向”和“径向”参照外螺纹18的轴线。在凹部28的其它径向截面中，密封环8的轴向范围小于凹部28的轴向范围，使得在所述密封环的未变形状态下，存在凹部28的空区域。
当紧固卡圈6被拧到外螺纹18上时，密封环8被压缩并变形到先前空的空间中，从而可以避免所述密封环的过度压缩，然而，可以实现足够的且可靠的紧固。

Claims (18)

1.一种制冷剂阀(2)的致动器(3)，所述致动器(3)包括：
壳体(5)，所述壳体具有带开口(15)的腔室(12)，所述开口位于所述壳体(5)的端部段(17)的端面(16)中，所述端部段(17)具有外螺纹(18)；
紧固卡圈(6)，所述紧固卡圈具有径向向内伸出的凸缘(20)和与所述外螺纹(18)相匹配的内螺纹(13)；以及
锚固环(7)，所述锚固环能够定位在所述紧固卡圈(6)与所述端面(16)之间，
其中，所述锚固环至少在径向方向上相对于所述外螺纹(18)的轴线是可弹性变形的，并且在安装条件下至少部分地与所述端面(16)和所述紧固卡圈(6)的凸缘(20)叠置，
其中，位于所述端面(16)处的密封环(8)露出轴向方向的自由侧并且被由于将所述紧固卡圈(6)拧到所述外螺纹(18)上而产生的轴向力压缩。
2.根据权利要求1所述的致动器，其中，阀元件驱动装置(13)被布置在所述腔室(12)的正面和/或围绕所述腔室(12)。
3.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，凹部(28)被布置在所述端面(16)中并且所述密封环(8)被布置在所述凹部(28)中，所述凹部(28)的横截面不同于所述密封环(8)的横截面。
4.根据权利要求3所述的致动器，其中，在至少一个径向位置处，所述密封环(8)沿轴向方向的横截面的范围大于在同一位置处所述凹部(28)的相应的范围。
5.根据权利要求4所述的致动器，其中，所述密封环(8)包括圆形横截面并且所述凹部(28)包括三角形横截面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的致动器，其中，所述凹部(28)包括一体积，该体积小于所述密封环(8)的体积。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的致动器，其中，所述凹部(28)在径向上向内开口。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的致动器，其中，所述锚固环(7)呈弹簧环(32)的形式。
9.根据权利要求8所述的致动器，其中，所述弹簧环(32)包括沿径向方向指向的多个齿(36)。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的致动器，其中，所述紧固卡圈(6)包括防松保护件(9、31)。
11.一种包括制冷剂阀(2)的阀布置(1)，所述制冷剂阀具有安装有根据权利要求1至7中任一项所述的致动器(3)的连接几何件(21)，
其中，所述连接几何件(21)包括安装段(22)，所述安装段的直径大于所述开口(15)的直径，小于所述端面(16)的直径并且小于所述紧固卡圈(6)的内径，
其中，所述安装段(22)包括径向突出部(24)，所述锚固环(7)接合在所述径向突出部后面，
其中，位于所述安装段(22)与所述端面(16)之间的密封环(8)被由于将所述紧固卡圈(6)拧到所述外螺纹(18)上而产生的轴向力压缩。
12.根据权利要求11所述的阀布置，其中，所述端面(16)抵靠所述安装段(22)安置。
13.根据权利要求10所述的阀布置，其中，所述安装段(22)包括轴向突出部(29)，所述轴向突出部具有与所述开口(15)的内径相匹配的外径。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的阀布置，其中，所述制冷剂阀(2)包括伸出到所述腔室(12)中的驱动段(30)。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的阀布置，其中，所述锚固环的径向范围小于所述内螺纹(19)的直径与所述安装段(22)的外径之间的差。
16.一种用于将制冷剂阀(2)的致动器(3)安装至所述制冷剂阀(2)的方法，
其中，所述制冷剂阀(2)的安装段(22)插入所述致动器(3)的端部段(17)中的腔室(12)的开口(15)中，所述端部段(17)设置有外螺纹(18)，并且所述致动器(3)和所述制冷剂阀(2)被连接，
其中，紧固卡圈(6)具有径向向内伸出的凸缘(20)并且具有大于所述安装段(22)的外径的内径，所述紧固卡圈(6)被拧到所述外螺纹(18)上，
其中，在将所述紧固卡圈(6)拧到所述外螺纹(18)上之前，所述紧固卡圈(6)围绕所述安装段(22)和可弹性变形的锚固环(7)放置，所述可弹性变形的锚固环(7)在安装条件下至少部分地与所述端部段(17)的端面(16)叠置，并且所述紧固卡圈(6)的凸缘(20)被布置在所述安装段(22)的径向突出部(24)后面，
其中，密封环(8)被放置在所述安装段(22)与所述端面(16)之间，
其中，在安装期间，所述密封环(8)被轴向压缩。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在围绕所述安装段(22)放置所述锚固环(7)之前，使所述锚固环(7)径向地扩张。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，在安装期间，所述密封环(8)被压缩最多20％。
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