CN113446403A - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种电子膨胀阀，包括阀针丝杆组件和螺母所述阀针丝杆组件包括丝杆和阀针，所述丝杆包括丝杆外配合部和丝杆螺纹部，所述阀针包括阀针主体部，所述阀针和所述丝杆限位连接；所述螺母的材质为塑料，包括螺母丝杆导向部、螺母螺纹部以及螺母阀针导向部，所述螺母丝杆导向部与所述丝杆外配合部间隙配合，所述丝杆螺纹部与所述螺母螺纹部啮合，所述螺母阀针导向部与所述阀针主体部间隙配合，在轴向方向，所述螺母丝杆导向部高于所述螺母螺纹部，所述螺母阀针导向部低于所述螺母螺纹，可以减少阀针或丝杆相对于阀体中轴线发生偏斜的情况的出现。

Description

一种电子膨胀阀

【技术领域】

本发明涉及制冷控制技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀。

【背景技术】

制冷系统包括压缩机、节流元件、两个换热器以及其它零部件，节流元件可以采用电子膨胀阀，用于冷媒的节流调节，使用电子膨胀阀可实现相对精确控制而提高系统能效。

当电子膨胀阀工作时，若出现阀针或丝杆相对于阀体中轴线发生偏斜的情况，可能会出现阀针在关阀瞬间没有对准阀口的情况，加快阀口的磨损。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种电子膨胀阀，可以减少阀针或丝杆相对于阀体中轴线发生偏斜的情况的出现。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种电子膨胀阀，包括阀针丝杆组件和螺母；所述阀针丝杆组件包括丝杆和阀针，所述丝杆包括丝杆外配合部和丝杆螺纹部，所述阀针包括阀针主体部，所述阀针和所述丝杆限位连接；

所述螺母的材质为塑料，包括螺母丝杆导向部、螺母螺纹部以及螺母阀针导向部，所述螺母丝杆导向部与所述丝杆外配合部间隙配合，所述丝杆螺纹部与所述螺母螺纹部啮合，所述螺母阀针导向部与所述阀针主体部间隙配合，在轴向方向，所述螺母丝杆导向部高于所述螺母螺纹部，所述螺母阀针导向部低于所述螺母螺纹部。

本发明提供的电子膨胀阀，螺母设有螺母丝杆导向部、螺母螺纹部以及螺母阀针导向部，阀针丝杆组件设有丝杆外配合部、丝杆螺纹部以及阀针主体部，螺母丝杆导向部与丝杆外配合部间隙配合，丝杆螺纹部与螺母螺纹部啮合，螺母阀针导向部与阀针主体部间隙配合，在阀针丝杆组件发生转动从而轴向运动时，其丝杆螺纹部上方的丝杆外配合部能够受到螺母丝杆导向部的导向，阀针主体部位于丝杆螺纹部下方的部分能够受到螺母阀针导向部的导向，可以减少阀针或丝杆相对于阀体中轴线发生偏斜的情况的出现。

【附图说明】

图1为本发明提供的电子膨胀阀第一实施例的剖视图；

图2为图1中螺母组件的结构示意图；

图3为装配有固定杆、弹簧和钢球的阀针丝杆组件的剖视图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

阀座丝杆组件1；丝杆11；丝杆外配合部111；丝杆螺纹部112；丝杆容纳部113；丝杆抵接部114；丝杆内配合部115；阀针12；阀针主体部121；阀针扩径部122；螺母2；螺母丝杆导向部21；螺母螺纹部22；大径部221；小径部222；螺母阀针导向部23；螺母配合部24；螺母凹槽部25；螺母压力不26；螺母流通孔部27；阀座3；阀座配合部31；流通部32；阀口34；阀口密封部341；连接体4；固定杆5；弹簧6；钢球7；磁转子8；外壳9；固定架10；止动组件20；螺旋导轨201；滑动环202；止动杆203；第一接管部30；第二接管部40；第一腔体A；第二腔体B；平衡部C；

【具体实施方式】

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请具体参考图1-2，图1为本发明提供的电子膨胀阀第一实施例的剖视图；图2为图1中螺母组件的结构示意图。在一种具体实施例中，本发明提供的电子膨胀阀由阀体和定子线圈(图中未示出)构成。阀体包括阀针丝杆组件1、螺母2、阀座3、磁转子8和外壳9等部件。电子膨胀阀的定子线圈连接驱动控制器，驱动控制器通电后，向定子线圈发出脉冲驱动信号，定子线圈产生周期性变化的磁场，从而驱动电子膨胀阀的磁转子8进行正向或反向旋转，磁转子8与丝杆11固定连接，磁转子8在旋转时会同步带动丝杆11进行旋转。

阀针丝杆组件1的丝杆11上设有丝杆螺纹部112，丝杆螺纹部112为外螺纹结构；螺母2呈空心结构，其设置有螺母螺纹部22，该螺母螺纹部22为内螺纹结构，丝杆螺纹部112和螺母螺纹部22啮合，并且螺母2固定安装于阀座3，这样，磁转子8在旋转运动的同时，由于丝杆11和螺母2上的螺纹副结构，丝杆11沿轴向发生位移运动，从而可带动阀针丝杆组件1的阀针12实现阀口34的开闭动作。

第一接管部30和第二接管部40固定安装于阀座3，第一接管部30和第二接管部40作为电子膨胀阀流体介质的流入或流出通道，一般用于其安装在空调等制冷、制热系统中时与系统管路连接。阀座3在第二接管部40的大致中心的位置，设置有阀口117，阀口117的上侧边缘设有阀口密封部1171。

在本实施例中，螺母2的材质为塑料，其是由树脂材料注塑成型的，并且螺母2固定连接有连接体4。具体的，可将连接体4放入模具内，再将熔融的树脂材料注入模具内，待树脂材料冷却凝固后将螺母2和连接体4固定在一起的螺母组件从模具内脱出即可。

本实施例提供的螺母2大致呈中空的结构，其包括螺母丝杆导向部21、螺母螺纹部22以及螺母阀针导向部23，在轴向方向上，螺母丝杆导向部21高于螺母螺纹部22，螺母阀针导向部23低于螺母螺纹部22。

与之对应的，本实施例提供的阀针丝杆组件1包括阀针12和丝杆11，阀针12和丝杆11限位连接，即阀针12可以在一定范围内运动，但其不能脱离丝杆11的限制。

螺母2和阀针丝杆组件1通过螺纹啮合后，螺母丝杆导向部21与丝杆外配合部111间隙配合，螺母阀针导向部23与阀针主体部121间隙配合。

通过以上设置，阀针丝杆组件1在被磁转子8带动作旋转运动，从阀针丝杆组件1轴向方向运动时，丝杆11会受到螺母丝杆导向部111的引导导正的作用，阀针12会受到阀针丝杆导向部21的引导导正作用，从而阀针丝杆组件1不易偏斜，可以提高该电子膨胀阀的工作稳定性。

相对于阀针丝杆组件1仅在丝杆螺纹部112上方或者下方导向，本实施例提供的电子膨胀阀在丝杆螺纹部112上方和下方都进行了导向，阀针丝杆组件1更加不易相对于螺母2的中轴线偏斜，且丝杆11与阀针12采用活动限位连接，丝杆11和阀针12中若出现一者偏斜，另一者仍然可以受到螺母的导向，减少丝杆11和阀针12偏斜一方对另一方的影响。

此外，在该阀针丝杆组件1装配时，位于丝杆11外周的丝杆外配合部111与螺母丝杆导向部21也可以在螺母螺纹部22和丝杆螺纹部112啮合之前提供导向，因此在阀针丝杆组件1的装配时更加方便，可以减少因为阀针丝杆组件1与螺母2在装配时因偏斜而导致电子膨胀阀失效或寿命降低的情况，可以提高该电子膨胀阀的工作寿命和可靠性。

为了在螺母2给阀针丝杆组件1提供导向时减少阀针12和丝杆11的中轴线相对于螺母2的中轴线偏斜的情况，螺母丝杆导向部21的内径可以设置为比所述大径部的内径大0.04-0.08mm，螺母阀针导向部23的内径可以设置为比小径部222的内径大0.06-0.13mm。

此外，本实施例提供的螺母2，其螺母2内部的结构大致由模具内的芯棒限定，因此，其从模具内脱出的方向是由螺母丝杆导向部21一端至螺母阀针导向部23一端的，从而，从模具内的脱出方向，螺母2内呈中空的部分的内径只能保持相同或者缩小的状态，否则会导致螺母2无法从模具脱出的情况；本实施例提供的螺母2，其螺母螺纹部22包括大径部221和小径部222，大径部221即为螺母螺纹部22的内径最大处部位，小径部111即为螺母螺纹部22的内径最小处部位，螺母丝杆导向部21的内径不小于大径部221的内径，螺母阀针导向部23的内径不大于小径部222的内径，以便螺母2顺利从模具内脱出。

在本实施例中，丝杆11包括丝杆容纳部113、丝杆抵接部114以及丝杆内配合部115，丝杆抵接部114位于丝杆容纳部113和丝杆内配合部115之间，且丝杆容纳部113的内径大于丝杆内配合部115的内径，阀针12穿设于丝杆11，阀针11包括阀针扩径部122，阀针扩径部122大致位于阀针11的上端，其能够与丝杆抵接部114相抵以防止阀针12从丝杆11脱出。

当丝杆扩径部122的轴向投影呈圆形时，其外径小于丝杆容纳部113的内径，以便于阀针12可以从丝杆11的上端插入至丝杆11的内部腔体，丝杆容纳部113和阀针扩径部122间隙配合，阀针12在丝杆11限定的范围内运动时，丝杆容纳部113能够为阀针12提供导向，可以提高阀针12相对于丝杆11运动时的稳定性。

同时，阀针扩径部122的外径大于丝杆内配合部115的内径，当阀针12欲穿过丝杆12时，阀针扩径部122能够与丝杆抵接114部相抵，以限制阀针12从丝杆11穿出，此外，阀针主体部121与丝杆内配合部115间隙配合，在阀针12上下作动时，丝杆内配合部115能够为阀针12提供导向，可以提高阀针12相对于丝杆11运动时的稳定性、以及阀针12与阀口34的中轴线的同轴度，降低阀针12的偏心磨损。

阀针主体部121和阀针扩径部122同时受到丝杆11的导向，能进一步提高阀针12相对于丝杆11运动时的稳定性，其阀针12与阀口的中轴线的同轴度更易保证。

此外，本实施例提供的电子膨胀阀还包括固定杆5，弹簧6以及钢球7，具体的，固定杆5穿设于丝杆容纳部113，并且与丝杆11固定连接，在丝杆容纳部113内的空间，设置有钢球7和弹簧6，钢球7位于弹簧6上方，弹簧6的上端与钢球7相抵，钢球7与固定杆5相抵，弹簧6下端与阀针扩径部122的上表面相抵，阀针12受到弹簧6的弹力载荷。

在固定杆5上，固定连接有螺纹导轨201，滑动环202与螺纹导轨201配合，即在螺旋导轨201的环形导轨间滑动，在外壳9的上端，固定连接有止动杆203，止动杆203的剖面大致呈水平倒置的“L”型，利用止动杆203、滑动环202和螺旋导轨201的配合，可以限定丝杆11上下移动的范围，上述止动杆203、滑动环202和螺旋导轨201组成该电子膨胀阀的止动组件。

此外，本实施例提供的电子膨胀阀还包括第一腔体A和第二腔体B，阀座3、螺母2、固定架10和外壳9大致限定第一腔体A，阀座3和螺母2大致限定第二腔体B。当然，可以理解，第一腔体A和第二腔体B也可以被与本实施例不同的情况所限定，例如，阀座3直接与外壳9固定连接，此时，阀座3、螺母2和外壳9大致限定第一腔体A。

本实施例提供的电子膨胀阀，其螺母2包括螺母配合部24，螺母配合部24位于连接体4的下方；其阀座3包括阀座配合部31，螺母配合部24穿设与阀座配合部31，即此时螺母配合部24和阀座配合部31在轴向方向沿该电子膨胀阀的中轴线的投影有交集。

此外，在阀座3上设置有流通部32，该流通部32可以外贯穿阀座3的通孔或缺口。在螺母配合部24和阀座配合部31之间设置有平衡部C，平衡部C和流通部32连通，第一腔体A和第二腔体B可以通过平衡部C、流通部32连通。

如此，电子膨胀阀在冷媒流通时，第一腔体A和第二腔体B内的压力可以通过平衡部C和流通部32导通平衡，提高该电子膨胀阀的工作稳定性。

具体的，平衡部C可以用多种不同的方式实现，例如，螺母2上设置螺母凹槽部25，该螺母凹槽部25大致为螺母2的表面径向凹陷形成的槽状结构，螺母凹槽部25与流通部32连通，第一腔体A和第二腔体B内的冷媒可以通过螺母凹槽部25导通平衡；又例如，阀座3上设置有阀座凹槽部22，阀座凹槽部33大致为阀座3的表面径向凹陷形成的槽状结构，阀座凹槽部可以与流通部32连通，第一腔体A和第二腔体B内的压力可以通过阀座凹槽部33导通平衡；又例如，螺母配合部24和阀座配合部31间隙配合，该间隙可以与流通部32连通，第一腔体A和第二腔体B内的压力可以通过螺母配合部24和阀座配合部31之间的间隙导通平衡。

值得说明的是，螺母凹槽部25和阀座凹槽部33以及螺母凹槽部25和阀座配合部31间隙配合这三个条件并不冲突，例如，当阀座3设置阀座配凹槽部33、螺母2设置螺母凹槽部25、以及阀座配合部31和螺母配合部24间隙配合同时设置时，第一腔体A和第二腔体B内的压力任然可以导通平衡。第一腔体A和第二腔体B导通平衡，仅需要设置阀座凹槽部33、螺母凹槽部25以及阀座配合部31和螺母配合部24间隙配合中的一个即一个以上即可。

此外，本实施例提供的电子膨胀阀还包括螺母压力部26和螺母流通孔部27，具体的，螺母压力部26在轴向位置上位于螺母阀针导向部23的上方，螺母螺纹部22的下方，螺母压力部26的内径大于阀针主体部121的外径，此时，在螺母压力部26和阀针主体部122之间形成一定空间。此外，螺母流通孔部27包括贯穿螺母2的内外表面，并且螺母流通孔部27连通螺母压力部26和上述平衡部C。

通过以上设置，螺母2内部的压力可以通过螺母流通孔部27与螺母2外的压力保持平衡，以提高电子膨胀阀的工作稳定性。

本实施例提供的电子膨胀阀的工作原理如下：

当电子膨胀阀的流量由最大开度逐渐减小时，磁转子8收到定子外壳的磁场变化开始发生旋转运动，同时，与磁转子8固定连接的阀针丝杆组件1也会同步发生旋转运动，由于螺母2通过连接体4与阀座3固定连接，并且丝杆螺纹部112与螺母螺纹部22啮合，此时丝杆11会开始做轴向向下的运动。

此时，阀针12与丝杆11活动限位连接，即阀针12受到弹簧力的作用，其阀针扩径部122与丝杆抵接部114相抵，当丝杆11向下运动时，阀针12也会同步向下运动。

随着阀针丝杆组件1向下运动的行程逐渐增大，阀针12开始抵接阀口34的阀口密封部341，流量被关闭。

当丝杆11进一步向下运动时，此时阀针12与阀口34相抵，阀针12无法进一步跟随丝杆11向下运动，此时，阀针扩径部121与丝杆抵接部114会由相抵状态变为分离的状态，弹簧6被进一步压缩，随着弹簧6压缩量的增大，阀针12对阀口34的压力也逐渐增大，以保证阀针12足够的关阀力。

在丝杆11轴向运动过程中，螺旋导轨201和滑动环202也发证相对运动，即滑动环202由于其一端与止动杆203接触，滑动环202会沿着螺旋导轨201的导轨绕着固定杆做周向运动，当滑动环202旋转至螺旋导轨201上端的限位部分时，滑动环202被限制进一步转动，从而阀针丝杆组件1也被限制进一步向下运动，弹簧6被压缩至最大位置，此时阀针12对阀口34的压力最大。

需要说明的是，本说明书所提及的上、下、左、右等方位名词，均是以说明书附图作为基准，为便于描述而引入的；以及部件名称中的“第一”、“第二”等序数词，也是为了便于描述而引入的，并不意味着对部件的任何次序作出任何的限定，本说明书所提及的连通包括直接连通和间接连通，本说明书所提及的相抵包括直接相抵和间接相抵。

以上对本发明所提供的电子膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，其特征在于，包括阀针丝杆组件(1)和螺母(2)；

所述阀针丝杆组件(1)包括丝杆(11)和阀针(12)，所述丝杆(11)包括丝杆外配合部(111)和丝杆螺纹部(112)，所述阀针(12)包括阀针主体部(121)，所述阀针(12)和所述丝杆(11)限位连接；

所述螺母(2)的材质为塑料，包括螺母丝杆导向部(21)、螺母螺纹部(22)以及螺母阀针导向部(23)，所述螺母丝杆导向部(21)与所述丝杆外配合部(111)间隙配合，所述丝杆螺纹部(112)与所述螺母螺纹部(22)啮合，所述螺母阀针导向部(23)与所述阀针主体部(121)间隙配合，在轴向方向，所述螺母丝杆导向部(21)高于所述螺母螺纹部(22)，所述螺母阀针导向部(23)低于所述螺母螺纹部(22)。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母螺纹部(22)包括大径部(221)和小径部(222)，所述螺母丝杆导向部(21)的内径不小于所述大径部(221)的内径，所述螺母阀针导向部(23)的内径不大于所述小径部(222)的内径。

3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母丝杆导向部(21)的内径比所述大径部(221)的内径大0.04-0.08mm，所述螺母阀针导向部(23)的内径所述小径部(222)的内径大0.06-0.13mm。

4.根据权利1-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆(11)为中空的结构，包括丝杆容纳部(113)、丝杆抵接部(114)以及丝杆内配合部(115)，所述阀针(12)穿设于所述丝杆(11)，所述阀针(12)包括阀针扩径部(122)，所述阀针扩径部(122)能够与所述丝杆抵接部(114)相抵，所述阀针主体部(121)与所述丝杆内配合部(115)间隙配合。

5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀针扩径部(122)的外径小于所述丝杆容纳部(113)的内径，所述阀针扩径部(122)的外径大于所述丝杆内配合部(115)的内径。

6.根据权利要求4或5所述的电子膨胀阀，其特征在于，还包括固定杆(5)、弹簧(6)，所述固定杆(5)与所述丝杆(11)固定连接，所述弹簧(6)位于所述丝杆容纳部(113)内的空间，所述弹簧(6)一端与所述固定杆(5)相抵，另一端与所述阀针扩径部(122)相抵。

7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，还包括钢球(7)，所述钢球(7)位于所述丝杆容纳部(113)内的空间，所述钢球(7)与所述弹簧(6)相抵，所述钢球(7)与所述固定杆(5)相抵。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，还包括第一腔体(A)、第二腔体(B)、阀座(3)以及连接体(4)，所述螺母(2)与所述连接体(4)固定连接，所述螺母(2)包括螺母配合部(24)，所述阀座(3)包括阀座配合部(31)，所述螺母配合部(24)穿设于所述阀座配合部(31)，所述连接体(4)与所述阀座(3)焊接固定；

所述螺母配合部(24)和所述阀座配合部(31)之间设置有平衡部(C)，所述阀座(3)包括流通部(32)，所述平衡部(C)和所述流通部(32)连通，所述第一腔体(A)和所述第二腔体(B)可以通过但不限于所述平衡部(C)、所述流通部(32)连通。

9.跟据权利要求8所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述平衡部(C)为设置于所述螺母(2)的螺母凹槽部(25)，和/或，设置于所述阀座3的阀座凹槽部，和/或，所述螺母配合部24和所述阀座配合部31间的间隙。

10.根据权利要求8或9所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母(2)包括螺母压力部(26)和螺母流通孔部(27)，所述螺母压力部(26)的内径大于所述阀针主体部(121)的外径，所述螺母流通孔部(27)贯通所述螺母(2)的内外表面，所述螺母流通孔部(27)连通所述螺母压力部(26)和所述平衡部(C)。

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