CN114151549A - 一种电子膨胀阀和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子膨胀阀和制冷系统，其中电子膨胀阀包括：壳体组件，芯体组件以及后端盖组件，后端盖组件与壳体组件固定连接，并用于将芯体组件限位于壳体组件内；芯体组件包括：阀芯；动力装置，用于驱动阀芯运动；安装于阀芯的传感器，用于检测阀芯的位移。本发明通过在电子膨胀阀的阀芯上增加设计传感器，从而提高了对电子膨胀阀的阀芯位移量的检测，使得对制冷剂等冷媒流量的控制及调节更加精确。

Description

一种电子膨胀阀和制冷系统

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀和制冷系统。

背景技术

在制冷控制系统等领域，会用到一些控制阀，用于精确控制冷媒流量、高速、负荷大幅度调节等需求，以便制冷循环保持在最佳状态，充分发挥它的节流控制优势。

其中电子膨胀阀是其中常用的一种控制阀，电子膨胀阀是一种可按预设程序进入制冷装置的制冷剂流量的节流元件。在一些负荷变化剧烈或运行工况范围较宽的场合，传统的节流元件(如毛细管、热力膨胀阀等)已不能满足舒适性及节能方面的要求，电子膨胀阀结合压缩机变容量技术已得到越来越广泛的应用。

电子膨胀阀芯体组件中电机定子通电后，其转子便转过一个角度，改变电机定子绕组的通电顺序，转子的旋转方向随之改变，通过丝杠螺母的传递作用，推动阀芯的向前或向后运动，从而调节流量。现有的电子膨胀阀，只能通过电机的转速计算出阀芯向前或向后运动的距离，由于电子膨胀阀的调节范围大、动作迅速灵敏、调节精度高。无法精确的测出阀芯移动的位移的变化。

发明内容

本发明意在提供一种膨胀阀和制冷系统，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

本发明提供了一种电子膨胀阀，包括：壳体组件，芯体组件以及后端盖组件，所述后端盖组件与所述壳体组件固定连接，并用于将所述芯体组件限位于所述壳体组件内；所述芯体组件包括：

阀芯；

动力装置，用于驱动所述阀芯运动；

安装于所述阀芯的传感器，用于检测所述阀芯的位移。

在一些可选的实施方式中，所述芯体组件还包括：与所述传感器电连接的调节电路组件，所述调节电路组件位于所述壳体组件内。

在一些可选的实施方式中，所述阀芯包括：第一限位轴肩和第二限位轴肩；

所述传感器包括：安装于所述第一限位轴肩和所述第二限位轴肩之间的磁芯，套装于所述磁芯外的线圈组件。

在一些可选的实施方式中，所述线圈组件包括：

内端盖；

外端盖；

安装部，用于连接所述内端盖和所述外端盖；

第一绝缘件，安装于所述安装部上、且靠近所述内端盖设置；

第一导磁件，安装于所述安装部上、且位于所述内端盖和所述第一绝缘件之间；

第二绝缘件，安装于所述安装部上、且靠近所述外端盖设置；

第二导磁件，安装于所述安装部上、且位于所述外端盖和所述第二绝缘件之间；

线圈，缠绕于所述安装部上、且位于所述第一绝缘件和所述第二绝缘件之间。

在一些可选的实施方式中，所述线圈包括：初级线圈以及缠绕于所述初级线圈外的次级线圈；和/或，

所述线圈组件还包括：罩扣在所述线圈外的导磁壳体；和/或，

所述第一导磁件和所述第二导磁件均为两个。

在一些可选的实施方式中，所述动力装置包括：步进电机和传动机构，所述传动机构用于传动连接所述步进电机和所述阀芯。

在一些可选的实施方式中，所述传动机构包括：

减速齿轮组，与所述步进电机连接；

丝杠螺母，所述丝杠螺母用于连接所述减速齿轮组和所述阀芯。

在一些可选的实施方式中，所述芯体组件还包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体用于至少容纳所述传感器和所述传动组件，所述第一壳体与所述第二壳体远离所述减速齿轮组的一端密封连接，所述第一壳体用于至少容纳所述阀芯的部分区域。

在一些可选的实施方式中，所述传动组件还包括：安装于所述丝杠螺母上的轴承，用于将所述轴承安装于所述第二壳体内的轴承压板。

本发明还提供了一种制冷系统，包括上述任一项所述的电子膨胀阀。

本发明与现有技术相比取得了如下技术效果：

1.通过在电子膨胀阀的阀芯上增加设计传感器，从而提高了对电子膨胀阀的阀芯位移量的检测，使得对制冷剂等冷媒流量的控制及调节更加精确；

2.通过将传感器采用螺管型差动变压器的形式，简化了传感器的结构，提高了检测精度、重复性、可靠性以及环境适应性；

3.通过第一壳体和第二壳体的设置，提高电子膨胀阀整体的密封性能。

附图说明

图1为本发明提供的电子膨胀阀的芯体组件结构示意图；

图2为本发明提供的电子膨胀阀的部分结构爆炸示意图；

图3为本发明提供的磁芯安装分解结构示意图；

图4为本发明提供的线圈组件的部分结构爆炸示意图；

图5为本发明提供的线圈组件的部分结构示意图；

图6为本发明提供的线圈组件的结构示意图；

图7为本发明提供的电子膨胀阀结构示意图。

附图中的附图标记依次为：

1-壳体组件2-芯体组件21-阀芯211-第一限位轴肩212-第二限位轴肩22-动力装置221-步进电机222-传动机构2221-减速齿轮组2222-丝杠螺母2223-轴承2224-轴承压板23-传感器231-磁芯232-线圈组件2321-内端盖2322-外端盖2323-安装部2324-第一绝缘件2325-第二绝缘件2326-第一导磁件2327-第二导磁件2328-线圈23281-初级线圈23282-次级线圈2329-导磁壳体24-调节电路组件25-第一壳体26-第二壳体3-后端盖组件1a-第一连接部2a-第一端面3a-第一端面4a-第二端面5a-第二连接部4b-另一端

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种电子膨胀阀，包括：壳体组件1，芯体组件2以及后端盖组件3，后端盖组件3与壳体组件1固定连接，并用于将芯体组件2限位于壳体组件1内；芯体组件2包括：

阀芯21；

动力装置22，用于驱动阀芯21运动；

安装于阀芯21的传感器23，用于检测阀芯21的位移。

电子膨胀阀是一种通过步进电机221驱动的装置，通过给步进电机221提供逻辑数字信号来带动阀芯21向前或向后的运动，由此实现流量的控制。芯体中传感器23用于测量阀芯21位移，将位移信号转化为电压信号反馈给电子控制器。传感器23是将非电量的机械位移变化转化为与之成比例的电参量变化的电感式传感器23。本发明提供的电子膨胀阀，通过在电子膨胀阀的阀芯21上增加设计传感器23，从而提高了对电子膨胀阀的阀芯21位移量的检测，使得对制冷剂等冷媒流量的控制及调节更加精确。

上述传感器23可以为多种，可选的，本发明提供的实施方式中，传感器23为位移传感器。

如图2所示，为了便于信号的传输及转换，芯体组件2还包括：与传感器23电连接的调节电路组件24，调节电路组件24位于壳体组件1内。调节电路组件24包括电路板以及位于电路板上的电器元件。

如图3所示，上述阀芯21包括：第一限位轴肩211和第二限位轴肩212；

传感器23包括：安装于第一限位轴肩211和第二限位轴肩212之间的磁芯231，套装于磁芯231外的线圈组件232。第一限位轴肩211和第二限位轴肩212的设置便于对阀芯21进行安装限位，上述第一限位轴肩211和第二限位轴肩212的大小可以根据实际需要设定。可选的，上述磁芯231可以为一体式圆筒结构，也可以为分体式结构，分体式便于安装和拆卸。安装时，磁芯231可以通过粘接的方式固定在第一限位轴肩211和第二限位轴肩212之间。

上述线圈组件232的具体结构可以有多种，本发明提供的一种具体实施方式中，如图4、图5以及图6所示。线圈组件232包括：

内端盖2321；

外端盖2322；

安装部2323，用于连接内端盖2321和外端盖2322；

第一绝缘件2324，安装于安装部2323上、且靠近内端盖2321设置；

第一导磁件2326，安装于安装部2323上、且位于内端盖2321和第一绝缘件2324之间；

第二绝缘件2325，安装于安装部2323上、且靠近外端盖2322设置；

第二导磁件2327，安装于安装部2323上、且位于外端盖2322和第二绝缘件2325之间；

线圈2328，缠绕于安装部2323上、且位于第一绝缘件2324和第二绝缘件2325之间。

上述安装部2323的具体结构可以中空的筒形，此处不对其的具体形状做限制。上述安装部2323可以与外端盖2322一体成型。

如图6所示，线圈2328包括：初级线圈23281以及缠绕于初级线圈23281外的次级线圈23282。

为了便于导磁，线圈组件232还包括：罩扣在线圈2328外的导磁壳体2329。

本发明提供的线圈组件232中，第一导磁件2326和第二导磁件2327均为两个。

本发明提供的传感器23，采用螺管型差动变压器的形式，简化了传感器23的结构，提高了检测精度、重复性、可靠性以及环境适应性；

上述动力装置22的具体结构也可以用多种，可选的，如图1所示，动力装置22包括：步进电机221和传动机构222，传动机构222用于传动连接步进电机221和阀芯21。

可选的，传动机构222包括：

减速齿轮组2221，与步进电机221连接；

丝杠螺母2222，丝杠螺母2222用于连接减速齿轮组和阀芯21。通过丝杠螺母2222的传递作用，推动阀芯21的向前或向后运动，从而调节流量。

如图1所示，芯体组件2还包括第一壳体25和第二壳体26，第二壳体26用于至少容纳传感器23和传动组件，第一壳体25与第二壳体26远离减速齿轮组的一端密封连接，第一壳体25用于至少容纳阀芯21的部分区域。阀芯21可以相对第一壳体25移动。

如图1所示，传动组件还包括：安装于丝杠螺母2222上的轴承2223，用于将轴承2223安装于第二壳体26内的轴承压板2224。轴承压板2224的具体结构可以为四分之三圆弧，轴承压板2224上设有安装部2323件和限位部件，其中安装部2323件和限位部件可以为通孔或凸起等，这里不再一一赘述。

本发明提供的电子膨胀阀的安装具体过程如下：

线圈组件232的安装：

1.将外端盖2322固定，外端盖2322与安装部2323一体成型；

2.将第一绝缘体件、第二绝缘件2325、第一导磁件2326、第二导磁件2327安装在安装部2323上；第一绝缘件2324靠近内端盖2321设置；第一导磁件2326且位于所述内端盖2321和所述第一绝缘件2324之间；第二绝缘件2325靠近外端盖2322设置；第二导磁件2327位于外端盖2322和第二绝缘件2325之间；

3.内端盖2321上设有安装孔，通过安装孔将内端盖2321与安装部2323连接，在连接处可以通过激光焊接进行密封连接。

4.将上述组装后的结构固定在绕线机轴头上；

5.将将聚酰亚胺漆包线按照排绕图绕线，按顺序绕初级线圈23281和次级线圈23282；

6.将引出线与初级线圈23281和次级线圈23282按照预先设计的接线图焊接在一起；

7.将导磁壳体2329用聚酰亚胺胶带绑扎固定。

上述步骤安装完毕后，组成了线圈组件232。

磁芯231组件的安装：

1.将阀芯21固定住；

2.将两板磁芯231通过涂胶粘接固定在阀芯21。

上述步骤安装完毕后，形成了阀芯组件。

芯体组件2的安装

1.第二壳体26固定住，再把线圈组件232装入第二壳体26内，第一端面3a与第二端面4a面紧密贴合；

2.将第一壳体25装入第二壳体26的另一端4b，第三端面2a与另一端4b安装到位后用激光焊接在一起；

3.将轴承2223装在丝杠螺母2222上，再将其用轴承压板2224一起固定在第二壳体26上；

4.将减速齿轮组2221安装在第二壳体26上，然后安装步进电机221；

5.将阀芯21穿过传感器23与丝杠螺母2222连接，通过螺纹连接将第一连接部1a与第二连接部5a安装在一起。

上述步骤安装完毕后，组成了芯体组件2。

电子膨胀阀的安装：

1.将壳体组件1固定住，再装入芯体组件2，通过螺纹将壳体组件1和芯体组件2安装在一起；

2.将芯体组件2引出线焊接在解调电路组件，再装入壳体组件1内部。

3.将后端盖组件3装入壳体组件1，圆周激光焊接固定。

4.组装完成后进行测试。

组装后的电子膨胀阀的结构如图7所示。

本发明还提供了一种制冷系统，包括上述任一项所述的电子膨胀阀。采用上述结构的电子膨胀阀，可以提高制冷系统的制冷效果。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请所述的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子膨胀阀，包括：壳体组件，芯体组件以及后端盖组件，所述后端盖组件与所述壳体组件固定连接，并用于将所述芯体组件限位于所述壳体组件内；其特征在于，所述芯体组件包括：

阀芯；

动力装置，用于驱动所述阀芯运动；

安装于所述阀芯的传感器，用于检测所述阀芯的位移。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述芯体组件还包括：与所述传感器电连接的调节电路组件，所述调节电路组件位于所述壳体组件内。

3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述阀芯包括：第一限位轴肩和第二限位轴肩；

所述传感器包括：安装于所述第一限位轴肩和所述第二限位轴肩之间的磁芯，套装于所述磁芯外的线圈组件。

4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述线圈组件包括：

内端盖；

外端盖；

安装部，用于连接所述内端盖和所述外端盖；

第一绝缘件，安装于所述安装部上、且靠近所述内端盖设置；

第一导磁件，安装于所述安装部上、且位于所述内端盖和所述第一绝缘件之间；

第二绝缘件，安装于所述安装部上、且靠近所述外端盖设置；

第二导磁件，安装于所述安装部上、且位于所述外端盖和所述第二绝缘件之间；

线圈，缠绕于所述安装部上、且位于所述第一绝缘件和所述第二绝缘件之间。

5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述线圈包括：初级线圈以及缠绕于所述初级线圈外的次级线圈；和/或，

所述线圈组件还包括：罩扣在所述线圈外的导磁壳体；

和/或，所述第一导磁件和所述第二导磁件均为两个。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述动力装置包括：步进电机和传动机构，所述传动机构用于传动连接所述步进电机和所述阀芯。

7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述传动机构包括：

减速齿轮组，与所述步进电机连接；

丝杠螺母，所述丝杠螺母用于连接所述减速齿轮组和所述阀芯。

8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述芯体组件还包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体用于至少容纳所述传感器和所述传动组件，所述第一壳体与所述第二壳体远离所述减速齿轮组的一端密封连接，所述第一壳体用于至少容纳所述阀芯的部分区域。

9.根据权利要求8所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述传动组件还包括：

安装于所述丝杠螺母上的轴承；

用于将所述轴承安装于所述第二壳体内的轴承压板。

10.一种制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的电子膨胀阀。

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