CN113833867A - 一种大口径电子膨胀阀 - Google Patents

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王薇珲
袁崇静
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Abstract

本发明涉及一种大口径电子膨胀阀，包括阀体和阀座，该阀体上设置有第一腔体和第二腔体，二者通过通道相互连通，在阀座的内周滑动连接有阀针组件，阀针组件的外周滑动连接有活塞组件，活塞组件包括活塞本体，活塞本体的侧部贯通设置有通孔，活塞本体的底部贯通设置有节流孔，阀针组件能在一执行机构的作用下沿其轴线方向在其截断状态和导通状态之间切换，在截断状态时，通孔和节流孔互不连通，在导通状态时，通孔和节流孔相互连通。活塞组件能在执行机构的作用下从初始位置向终止位置运动；在初始位置，活塞组件与通道密封连接；在终止位置，活塞组件与通道分离。本发明可以同时满足小流量工况和全通流量工况的流量需求。

Description

一种大口径电子膨胀阀
技术领域
本发明涉及汽车空调系统技术领域，具体涉及一种大口径电子膨胀阀。
背景技术
在现有的新能源汽车热泵空调系统中，一般采用小口径膨胀阀，这种小口径膨胀阀仅支持小流量工况，无法实现全通流量。对于特定工况下需要全通流量的情况，通常采用小口径膨胀阀和截止阀并联的方式实现，在一般情况下，液体经由小口径阀流动，满足小流量工况的使用需求，而在特定情况下，关闭小口径阀，液体经由截止阀流动，满足全通流量工况的使用需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种大口径电子膨胀阀，其可以同时满足小流量工况和全通流量工况的流量需求。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种大口径电子膨胀阀，包括阀体，该阀体上设置有相互连通的安装口、第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体通过一通道相互连通，所述安装口内连接有阀座，在所述阀座的内周滑动连接有阀针组件，所述阀针组件的外周滑动连接有活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体，该活塞本体的侧部贯通设置有若干通孔，在所述活塞本体的底部贯通设置有与所述通孔连通的节流孔，所述阀针组件能在一执行机构的作用下沿其轴线方向作往复运动，使得所述阀针组件在其截断状态和导通状态之间切换，在所述阀针组件处于截断状态时，所述通孔和所述节流孔互不连通，在所述阀针组件处于导通状态时，所述通孔和所述节流孔相互连通；所述活塞组件的内周设置有第一限位面，所述阀针组件包括阀针本体，该阀针本体的外周设置有第二限位面，所述第一限位面和所述第二限位面配合能限定所述阀针组件相对于所述活塞组件的轴向最大位移，在所述第一限位面与第二限位面抵接时，所述活塞组件能在所述执行机构的作用下从一初始位置向一终止位置运动；在所述活塞组件位于其初始位置时，所述活塞组件穿设在所述通道内，所述活塞组件的外周与所述通道的内周密封连接，且所述第一限位面与所述第二限位面之间留有距离，使得所述阀针组件能在其截断状态和导通状态之间切换；在所述活塞组件位于其终止位置时，所述活塞组件与所述通道分离；所述活塞组件还包括压缩抵接在所述活塞本体和所述阀座之间的第一弹性件。
本发明的大口径电子膨胀阀在工作时，在需要小流量工况使用时，活塞组件位于其初始位置，活塞组件可以将通道密封，然后启动执行机构，带动阀针组件运动，使得阀针组件处于其导通状态，此时，第一腔体和第二腔体可以通过通孔和节流孔连通，满足小流量工况使用需求，在这种工况下，活塞组件在第一弹性件的弹力作用下，保持于其初始位置，防止第一腔体和第二腔体内的液体通过活塞组件和通道之间的缝隙连通；在需要全通流量工况使用时，执行机构带动阀针组件运动直至第一限位面和第二限位面抵接，此时，随着执行机构的施加的作用力会经由阀针组件作用在活塞组件上，从而带动活塞组件向其终止位置运动，使得活塞本体脱离通道，使得第一腔体和第二腔体通过通道相互连通，满足全通流量工况的使用需求。由此可见，本发明通过活塞组件和阀针组件的结构设计，可以同时满足小流量工况和全通流量工况的流量需求。
优选地，所述阀针本体的底部设置有能穿设在所述节流孔内的阀针头，所述阀针头的横截面积沿远离所述阀针本体的方向逐渐减小。在阀针组件处于导通状态时，当阀针组件逐渐远离节流孔时，节流孔与阀针头之间的距离逐渐增加，即通过节流孔的液体流量逐渐增加，当阀针头完全离开节流孔时，节流孔内的液体流量达到最大值；由此可见，阀针头的结构设计，可以使得小流量工况下的流量可调。
优选地，所述活塞本体的内周设置有顶部敞口的内腔，所述节流孔贯通该内腔的底壁，所述通孔贯通所述内腔的侧壁，所述阀针组件穿设在该内腔内，且所述阀针组件的顶部伸出所述内腔；所述活塞组件还包括限位件，所述限位件包括与所述活塞本体顶部抵接的卡板和穿设在所述内腔中的侧板，该侧板的底部形成所述第一限位面。
优选地，所述内腔的底壁上凸出设置有一圈凸棱，该凸棱围设在所述节流孔的外周，在所述阀针本体的底部设置有密封垫，该密封垫的硬度小于所述凸棱的硬度，在所述阀针组件位于其截断状态时，所述密封垫与所述凸棱紧密抵接。在阀针组件位于截断状态时，密封垫与凸棱紧密抵接，可以使得阀针本体与活塞本体密封，防止第一腔体和第二腔体通过节流孔连通，实现阀门的关闭，而密封垫的硬度小于凸棱的硬度，可以提高密封效果，实现低泄漏。
优选地，所述阀针本体的外径小于所述内腔的内径，在所述阀针本体的外周、所述限位件的底部和所述内腔的底壁之间形成流通缝隙，在所述阀针组件位于其导通状态时，所述通孔和所述节流孔通过所述流通缝隙连通。
优选地，所述活塞本体的下部外周开设有密封槽，该密封槽内嵌设有密封圈，在所述活塞组件位于其初始位置时，所述密封圈紧密抵接在所述密封槽的槽底和所述通道的内周之间；所述密封槽为外小内大的台阶槽，由外至内包括第一槽体和第二槽体，所述密封圈由外至内包括密封部和防脱部，所述防脱部的尺寸与所述第二槽体的尺寸适配，所述密封部穿设在所述第一槽体内。在活塞本体相对于通道滑动时，密封圈的防脱部和密封槽的第二槽体配合，可以防止密封圈从密封槽内掉出。
优选地，所述通道的顶部向上延伸形成阀口，所述活塞本体的下部外周凸出设置有一圈凸台，在所述活塞组件位于其初始位置时，所述凸台与所述阀口抵接。凸台与阀口配合可以形成限定活塞组件初始位置的限位结构。
优选地，所述第一弹性件压缩抵接在所述凸台和所述阀座的内壁之间。
优选地，所述阀针本体的顶部开设有安装腔，该安装腔的顶部固定连接有挡盖，在所述安装腔内沿远离所述挡盖的方向依次设置有连接座和固定座，在所述连接座和固定座之间压缩抵接有第二弹性件，且所述连接座用于与所述执行机构连接。在活塞组件处于初始位置，且阀针组件处于截断状态时，第二弹性件会向阀针本体施加一作用力，使得阀针本体与活塞本体紧密抵接，防止截流孔和节流孔连通。
优选地，所述执行机构包括线圈总成和转子总成，所述线圈总成套设在所述转子总成的外周，该转子总成包括外壳和设置在该外壳内部的磁转子、导向套和丝杆，所述外壳和导向套均与所述阀座固定连接，所述丝杆的底部与所述连接座固定连接，所述丝杆的上部外周与所述导向套内周螺纹连接，且所述丝杆的顶部与所述磁转子固定连接，所述磁转子套设在所述导向套的外周，且该磁转子能在所述线圈总成的作用下转动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的大口径电子膨胀阀的结构示意图；
图2为图1中的局部放大图P；
图3为本发明实施例的活塞本体的结构示意图；
图4为本发明实施例的阀针本体的结构示意图。
附图标记：
1-阀体；11-第一腔体；12-第二腔体；13-通道；131-阀口；2-阀座；3-阀针组件；31-阀针本体；311-第二限位面；312-环形槽；313-阀针头；314-安装腔；32-密封垫；33-挡盖；34-连接座；35-固定座；36-第二弹性件；4-活塞组件；41-活塞本体；411-通孔；412-节流孔；413-密封槽；4131-第一槽体；4132-第二槽体；414-凸台；415-凸棱；42-限位件；421-第一限位面；43-密封圈；44-流通缝隙；5-第一弹性件；6-执行机构；61-线圈总成；62-外壳；63-磁转子；64-导向套；65-丝杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了一种大口径电子膨胀阀，包括阀体1，该阀体上设置有相互连通的安装口、第一腔体11和第二腔体12，第一腔体11和第二腔体12通过一通道13相互连通，且在安装口内螺纹连接有阀座2，阀座2外周嵌设有密封圈，该密封圈紧密夹设在阀座2和安装口的侧壁之间，使得阀座2与阀体1密封连接。
在上述阀座2的内周滑动连接有阀针组件3，阀针组件3的外周滑动连接有活塞组件4。活塞组件4包括活塞本体41，活塞本体41的内周设置有顶部敞口的内腔，在活塞本体41的侧部贯通设置有若干通孔411，在活塞本体41的底部贯通设置有节流孔412，通孔411和节流孔412分别贯通上述内腔的侧壁和底壁，通孔411和节流孔412通过内腔相互连通。上述阀针组件3滑动穿设在上述内腔内，且阀针组件3的顶部伸出内腔。
上述阀针组件3能在一执行机构6的作用下沿其轴线方向作往复运动，使得阀针组件3在其截断状态和导通状态之间切换，在阀针组件3处于截断状态时，通孔411和节流孔412互不连通，在阀针组件3处于导通状态时，通孔411和节流孔412相互连通。
上述活塞组件4还包括限位件42，限位件42包括与活塞本体41顶部抵接的卡板和穿设在内腔中的侧板，该侧板的底部形成第一限位面421。上述阀针组件3包括阀针本体31，该阀针本体31的外周下部设置有第二限位面311，第一限位面421和第二限位面311配合能限定阀针组件3相对于活塞组件4的轴向最大位移，在第一限位面421与第二限位面311抵接时，活塞组件4能在执行机构6的作用下从一初始位置向一终止位置运动；在活塞组件4位于其初始位置时，活塞组件4穿设在通道13内，活塞组件4的外周与通道13的内周密封连接，且第一限位面421与第二限位面311之间留有距离，使得阀针组件3能在其截断状态和导通状态之间切换；在活塞组件4位于其终止位置时，活塞组件4与通道13分离，使得第一腔体11和第二腔体12通过通道13相互连通。
本实施例中，阀针本体31的外径小于上述内腔的内径，在阀针本体31的外周、限位件42的底部和内腔的底壁之间形成流通缝隙44，在阀针组件3位于其导通状态时，通孔411和节流孔412通过流通缝隙44连通。但是，本实施例中的阀针本体31的中部的外径与限位件42的内径适配，以使得阀针组件3与活塞组件4同轴，进而使得二者可以沿着活塞组件4的轴线方向相对滑动。
具体地，活塞本体41的下部外周开设有密封槽413，该密封槽413内嵌设有密封圈43，在活塞组件4位于其初始位置时，密封圈43紧密抵接在密封槽413的槽底和通道13的内周之间；密封槽413为外小内大的台阶槽，由外至内包括第一槽体4131和第二槽体4132，密封圈43由外至内包括密封部和防脱部，防脱部的尺寸与第二槽体4132的尺寸适配，密封部穿设在第一槽体4131内。在活塞本体41相对于通道13滑动时，密封圈43的防脱部和第二槽体4132配合，可以防止密封圈43从密封槽413内掉出。
本实施例中，通道13的顶部向上延伸形成阀口131，活塞本体41的下部外周凸出设置有一圈凸台414，在活塞组件4位于其初始位置时，凸台414与阀口131抵接，形成限定活塞组件4初始位置的限位结构。此外，在凸台414和阀座2的内壁之间还压缩抵接有第一弹性件5，该第一弹性件5为螺旋弹簧，第一弹性件5可向凸台414施加反作用力，使得凸台414紧密抵接在阀口131处，使得活塞本体41保持于其初始位置。
具体地，内腔的底壁上凸出设置有一圈凸棱415，该凸棱415围设在节流孔412的外周，在阀针本体31的底部设置有环形槽312，该环形槽312内嵌设有密封垫32，在阀针组件3位于其截断状态时，密封垫32与凸棱415紧密抵接，使得阀针本体31与活塞本体41密封，防止第一腔体11和第二腔体12通过节流孔412连通，实现阀门的关闭。为提高密封效果，本实施例的密封垫32的材料的硬度小于凸棱415的材料(即活塞本体41的材料)的硬度，实现低泄漏。
进一步地，阀针本体31的底部设置有能穿设在节流孔412内的阀针头313，阀针头313的横截面积沿远离阀针本体31的方向逐渐减小，且节流孔412呈柱形孔。在阀针组件3处于导通状态时，当阀针组件3逐渐远离节流孔412时，节流孔412与阀针头313之间的缝隙逐渐增大，即通过节流孔412的液体流量逐渐增加，当阀针头313完全离开节流孔412时，节流孔412内的液体流量达到最大值。
进一步地，阀针本体31的顶部开设有安装腔314，该安装腔314的顶部固定连接有挡盖33，在安装腔314内沿远离挡盖33的方向依次设置有连接座34和固定座35，在连接座34和固定座35之间压缩抵接有第二弹性件36，该第二弹性件36为螺旋弹簧，且连接座34用于与执行机构6连接。在活塞组件4处于初始位置，且阀针组件3处于截断状态时，第二弹性件36会向阀针本体31施加一作用力，使得密封垫32与凸棱415紧密抵接，防止截流孔411和节流孔412连通，实现低泄漏。
本实施例中，执行机构6包括线圈总成61和转子总成，线圈总成61套设在转子总成的外周，该转子总成包括外壳62和设置在该外壳62内部的磁转子63、导向套64和丝杆65，外壳62和导向套64均与阀座2固定连接(如焊接)，丝杆65的底部穿过挡盖33与连接座34固定连接(如焊接)，丝杆65的上部外周与导向套64内周螺纹连接，且丝杆65的顶部与磁转子63固定连接(如焊接)，磁转子63套设在导向套64的外周，在线圈总成61通电时，磁转子63在线圈总成61的作用下发生转动，进而带动丝杆65转动，由于丝杆65与导向套64螺纹连接，则丝杆65会沿其轴线方向上下运动。
本实施例的大口径电子膨胀阀的工作原理如下：
(1)在需要关闭电子膨胀阀时，活塞组件4位于其初始位置，即活塞本体41的凸台414与阀口131抵接，活塞本体41的外周和通道13的内周在密封圈43的作用下密封；同时，阀针组件3位于其截断状态，即密封垫32与凸棱415紧密抵接，使得节流孔412与流通缝隙44互不连通，则第一腔体11内的液体无法经节流孔412流入第二腔体12内，实现第一腔体11和第二腔体12的双向关闭。
(2)在需要小流量工况使用时，活塞组件4位于其初始位置，即活塞本体41的凸台414与阀口131抵接，活塞本体41的外周和通道13的内周在密封圈43的作用下密封；同时，线圈总成61通电，使得丝杆65带动阀针组件3沿其轴线方向向上运动，进而使得密封垫32与凸棱415分离，此时，第一腔体11内的液体可以依次经由通孔411、流通缝隙44和节流孔412流入第二腔体12内，此时，阀针组件3处于其导通状态；此外，阀针头313采用变截面设计，则在实际中，可以通过执行机构6调节阀针头313相对于节流孔412的轴向位置，来实现小流量工况下的流量可调。需要说明的是，在小流量工况下，需要控制阀针组件3相对于活塞组件4的最大轴向位移，防止第二限位面311与第一限位面421抵接；此外，活塞组件4在第一弹性件5的反作用力的作用下保持于其初始位置，而不受阀针组件3的往复运动的影响。
(3)在需要全通流量工况使用时，线圈总成61通电，丝杆65转动带动阀针组件3向限位件42方向运动，当第二限位面311运动至与第一限位面421抵接时，丝杆65的作用力会经由阀针组件3传递至活塞组件4上，带动活塞组件4向远离通道13的方向运动，直至活塞本体41完全离开通道13，此时第一腔体11内的液体可以直接经由通道13进入第二腔体12内，实现第一腔体11和第二腔体12的全通流量。
(4)当需要从全通流量工况变更为小流量工况或关闭电子膨胀阀时，丝杆65反转，带动阀针组件3向靠近通道13的方向运动，而活塞组件4则会在第一弹性件5的弹力作用下慢慢复位至其初始位置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种大口径电子膨胀阀，包括阀体，该阀体上设置有相互连通的安装口、第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体通过一通道相互连通，所述安装口内连接有阀座，其特征在于：
在所述阀座的内周滑动连接有阀针组件，所述阀针组件的外周滑动连接有活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体，该活塞本体的侧部贯通设置有若干通孔，在所述活塞本体的底部贯通设置有与所述通孔连通的节流孔，所述阀针组件能在一执行机构的作用下沿其轴线方向作往复运动，使得所述阀针组件在其截断状态和导通状态之间切换，在所述阀针组件处于截断状态时，所述通孔和所述节流孔互不连通，在所述阀针组件处于导通状态时，所述通孔和所述节流孔相互连通；
所述活塞组件的内周设置有第一限位面，所述阀针组件包括阀针本体，该阀针本体的外周设置有第二限位面，所述第一限位面和所述第二限位面配合能限定所述阀针组件相对于所述活塞组件的轴向最大位移，在所述第一限位面与第二限位面抵接时，所述活塞组件能在所述执行机构的作用下从一初始位置向一终止位置运动；
在所述活塞组件位于其初始位置时，所述活塞组件穿设在所述通道内，所述活塞组件的外周与所述通道的内周密封连接，且所述第一限位面与所述第二限位面之间留有距离，使得所述阀针组件能在其截断状态和导通状态之间切换；在所述活塞组件位于其终止位置时，所述活塞组件与所述通道分离；
所述活塞组件还包括压缩抵接在所述活塞本体和所述阀座之间的第一弹性件。
2.根据权利要求1所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述阀针本体的底部设置有能穿设在所述节流孔内的阀针头，所述阀针头的横截面积沿远离所述阀针本体的方向逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述活塞本体的内周设置有顶部敞口的内腔，所述节流孔贯通该内腔的底壁，所述通孔贯通所述内腔的侧壁，所述阀针组件穿设在该内腔内，且所述阀针组件的顶部伸出所述内腔；
所述活塞组件还包括限位件，所述限位件包括与所述活塞本体顶部抵接的卡板和穿设在所述内腔中的侧板，该侧板的底部形成所述第一限位面。
4.根据权利要求3所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述内腔的底壁上凸出设置有一圈凸棱，该凸棱围设在所述节流孔的外周，在所述阀针本体的底部设置有密封垫，该密封垫的硬度小于所述凸棱的硬度，在所述阀针组件位于其截断状态时，所述密封垫与所述凸棱紧密抵接。
5.根据权利要求3所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述阀针本体的外径小于所述内腔的内径，在所述阀针本体的外周、所述限位件的底部和所述内腔的底壁之间形成流通缝隙，在所述阀针组件位于其导通状态时，所述通孔和所述节流孔通过所述流通缝隙连通。
6.根据权利要求1所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述活塞本体的下部外周开设有密封槽，该密封槽内嵌设有密封圈，在所述活塞组件位于其初始位置时，所述密封圈紧密抵接在所述密封槽的槽底和所述通道的内周之间；
所述密封槽为外小内大的台阶槽，由外至内包括第一槽体和第二槽体，所述密封圈由外至内包括密封部和防脱部，所述防脱部的尺寸与所述第二槽体的尺寸适配，所述密封部穿设在所述第一槽体内。
7.根据权利要求1所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述通道的顶部向上延伸形成阀口，所述活塞本体的下部外周凸出设置有一圈凸台，在所述活塞组件位于其初始位置时，所述凸台与所述阀口抵接。
8.根据权利要求7所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述第一弹性件压缩抵接在所述凸台和所述阀座的内壁之间。
9.根据权利要求1所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述阀针本体的顶部开设有安装腔，该安装腔的顶部固定连接有挡盖，在所述安装腔内沿远离所述挡盖的方向依次设置有连接座和固定座，在所述连接座和固定座之间压缩抵接有第二弹性件，且所述连接座用于与所述执行机构连接。
10.根据权利要求9所述的大口径电子膨胀阀，其特征在于：
所述执行机构包括线圈总成和转子总成，所述线圈总成套设在所述转子总成的外周，该转子总成包括外壳和设置在该外壳内部的磁转子、导向套和丝杆，所述外壳和导向套均与所述阀座固定连接，所述丝杆的底部与所述连接座固定连接，所述丝杆的上部外周与所述导向套内周螺纹连接，且所述丝杆的顶部与所述磁转子固定连接，所述磁转子套设在所述导向套的外周，且该磁转子能在所述线圈总成的作用下转动。
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