CN114508597A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

一种电动阀，包括丝杆、阀芯、连接座、轴承以及密封组件，丝杆与阀芯螺纹连接，连接座位于丝杆和阀芯的外周，连接座具有第一容纳腔和第二容纳腔，轴承位于丝杆外周并与丝杆固定连接，轴承位于第一容纳腔并与连接座固定连接，密封组件位于阀芯外周并与阀芯固定连接，密封组件位于第二容纳腔，密封组件被压紧于阀芯和连接座之间，这样，以连接座为基准，通过轴承对丝杆的导向定位、密封组件对阀芯的导向定位，有利于保证丝杆和阀芯在装配和/或运动过程中的同轴度，有利于使电动阀运行稳定。

Description

电动阀

技术领域

本申请涉及一种电动阀。

背景技术

在车辆热管理系统中，常采用电动阀作为节流元件，电动阀可以根据系统不同工作模式的需要，对工作介质在正向或反向流动时进行节流。发明人已知电动阀包括转子组件、丝杆以及阀芯，转子组件与丝杆固定连接，丝杆与阀芯螺纹连接，转子组件通过丝杆带动阀芯运动，如何保证丝杆和阀芯在装配或运动过程中的同轴度，使电动阀运行稳定是一个待改善的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电动阀，有利于保证丝杆与阀芯的同轴度，使电动阀运行稳定。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种电动阀，包括转子组件、丝杆以及阀芯，所述转子组件与所述丝杆固定连接，所述丝杆与所述阀芯螺纹连接，所述电动阀还包括连接座、轴承以及密封组件，所述连接座位于所述丝杆和所述阀芯的外周，所述连接座具有第一容纳腔和第二容纳腔，所述轴承位于所述丝杆的外周，所述轴承与所述丝杆固定连接，所述轴承位于所述第一容纳腔，所述轴承与所述连接座固定连接，所述密封组件位于所述阀芯的外周，所述密封组件与所述阀芯固定连接，所述密封组件位于所述第二容纳腔，所述密封组件被压紧于所述阀芯和所述连接座之间。

本申请提供了一种电动阀，包括丝杆、阀芯、连接座、轴承以及密封组件，丝杆与阀芯螺纹连接，连接座位于丝杆和阀芯的外周，连接座具有第一容纳腔和第二容纳腔，轴承位于丝杆外周并与丝杆固定连接，轴承位于第一容纳腔并与连接座固定连接，密封组件位于阀芯外周并与阀芯固定连接，密封组件位于第二容纳腔，密封组件被压紧于阀芯和连接座之间，这样，以连接座为基准，通过轴承对丝杆的导向定位、密封组件对阀芯的导向定位，有利于保证丝杆和阀芯在装配和/或运动过程中的同轴度，有利于使电动阀运行稳定。

附图说明

图1是电动阀的一个实施例的一个截面结构示意图；

图2是图1中阀部件的一个截面结构示意图；

图3是图1中阀芯的一个立体结构示意图；

图4是图1中连接座的一个截面结构示意图；

图5是图1中连接座的一个立体结构示意图；

图6是图1中密封组件的一个爆炸结构示意图；

图7是图1中阀体部件的一个截面结构示意图；

图8是图1中A部的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明：

参见图1，电动阀可以应用于车辆热管理系统，其中车辆热管理系统包括新能源车辆热管理系统。电动阀100包括控制部件1、阀部件2以及阀体部件3，部分阀部件2位于阀体部件3形成的阀体腔30内，阀部件2与阀体部件3连接，控制部件1位于阀部件2的外周，控制部件1与阀体部件3连接，电动阀100通过控制部件1与外界进行电连接和/或信号连接。

参见图1，控制部件1包括外壳体11、定子组件12、电路板13、接口部14、第一插针15以及第二插针16，外壳体11与接口部14可以通过一体注塑成型或装配固定，定子组件12和电路板13位于外壳体11形成的壳体腔10内，定子组件12位于阀部件2的外周，定子组件12通过第一插针15与电路板13电连接和/或信号连接，第二插针16与外壳体11可以通过注塑固定，具体地，可以以第二插针16为注塑嵌件，一体注塑形成外壳体11和接口部14，第二插针16的一端位于壳体腔10内，与电路板13电连接和/或信号连接，第二插针16的另一端位于接口部14形成的接插腔140内，与外界电连接和/或信号连接。在本实施例中，控制部件1与阀体部件3通过螺钉连接固定，当然作为其他实施方式，控制部件1与阀体部件3还可以通过焊接或粘胶或卡扣等方式连接固定，进一步地，控制部件1与阀体部件3之间还可以进行有密封设置，有利于防止外界空气中的水汽或其他介质通过控制部件1与阀体部件3之间的装配间隙与定子组件12接触，造成定子组件12的腐蚀或失效。

参见图1和图2，阀部件2包括转子组件21、连接座22、丝杆23、阀芯24、阀芯座25以及套管26，转子组件21与丝杆23的一端固定连接，丝杆23的另一端与阀芯24螺纹连接，连接座22位于丝杆23和阀芯24的外周，阀芯座25位于阀芯24的外周，连接座22与阀芯座25固定连接，套管26位于转子组件21的外周，套管26与连接座22固定连接。

参见图2和图3，转子组件21包括转子211和固定件212，转子211和固定件212固定连接，固定件212与丝杆23的一端固定连接，具体地，在本实施例中，可以以固定件212为注塑嵌件，通过注塑形成转子211，即转子211与固定件212注塑固定，固定件212与丝杆23可以通过过盈配合或焊接或粘胶等方式实现固定。阀芯24具有设置有内螺纹段的螺纹部241，丝杆23与阀芯24连接的另一端设置有外螺纹段，丝杆23设置有外螺纹段的一端伸入螺纹部241形成的螺纹孔中，与螺纹部241螺纹配合实现丝杆23与阀芯24的螺纹连接。

参见图4，连接座22包括第一容纳部221和第二容纳部222，第一容纳部221形成第一容纳腔223，第二容纳部222形成第二容纳腔224，连接座22还具有连通孔225，沿连接座22的轴向，第一容纳腔223和第二容纳腔224位于连通孔225的两侧，连通孔225连通第一容纳腔223和第二容纳腔224。

参见图2至图5，部分丝杆23和部分阀芯24位于第一容纳腔223内，阀芯24还包括限位部242，限位部242为非旋转体，第一容纳部221还包括配合部226，限位部242位于第一容纳腔223，限位部242与配合部226相互配合，对阀芯24的周向转动进行限位，或者说防止阀芯24的周向转动，限位部242和配合部226的结构可以有多种，只要能够防止阀芯24周向转动即可。在本实施例中，限位部242包括限位部侧面2421，相应地，配合部226包括配合部侧面2261，限位部242与配合部226配合时，使限位部侧面2421与配合部侧面2261贴合设置，以防止阀芯24周向转动。需要指出的是，为使阀芯24能够进行线性运动，沿阀部件2的轴向，还需设置配合部226的高度H大于限位部242的高度h，具体地，配合部226的高度H和限位部242的高度h之间的比例关系可以根据阀芯24的具体运动行程来设计确定。

参见图2和图4，第一容纳部221还包括第一台阶部2211，阀部件2还包括轴承27和压环28，轴承27位于丝杆23的外周，轴承27位于第一容纳腔223，轴承27与连接座22固定连接，轴承27与第一台阶部2211抵接，在本实施例中，轴承27与连接座22通过过盈配合固定，当然作为其他实施方式，轴承27与连接座22还可以通过焊接或粘胶等方式实现固定。压环28位于丝杆23的外周，压环28与丝杆23固定连接，压环28能够与轴承27抵接，具体地，压环28能够与轴承27的上端部抵接，在本实施例中，压环28与丝杆23通过过盈配合固定，当然作为其他实施方式，压环28与丝杆23也可以通过焊接或粘胶或卡扣等方式实现固定。丝杆23还包括凸缘部231，凸缘部231能够与轴承27抵接，具体地，凸缘部231能够与轴承27的下端部抵接。定义沿阀部件2的轴向，轴承27靠近阀芯24的端部为下端部，轴承27远离阀芯24的端部为上端部。这样，轴承27位于压环28和凸缘部231之间，当轴承27固定时，丝杆23在压环28和凸缘部231的作用下，能够通过轴承27实现轴向限位。另外，在本实施例中，部分连接座22和轴承27还位于转子组件21形成的转子腔210内，且沿丝杆23的轴向，轴承27位于固定件212和阀芯24之间，这样一方面有利于减小阀部件2的轴向高度，另一方面，轴承27距离丝杆23与转子组件21的固定连接位置较近，有利于通过轴承27来减小丝杆23在随转子组件21转动过程中的摆动，有利于保证丝杆23与阀芯24的同轴度。

参见图2、图4以及图6，阀芯座25位于阀芯24的外周，部分阀芯座25位于第二容纳腔224，阀芯座25与连接座22固定连接，具体地，阀芯座25与连接座22可以通过过盈配合或焊接或粘胶等方式实现固定。阀部件2还包括密封组件29，密封组件29位于阀芯24的外周，密封组件29位于第二容纳腔224，沿阀部件2的轴向，密封组件29比阀芯座25更靠近转子组件21设置，或者说密封组件29位于阀芯座25的上方。密封组件29包括第一密封件291和密封环292，密封环292可以一体注塑成型，在本实施例中，密封环292通过聚四氟乙烯(PTFE)制成，当然作为其他实施方式，密封环292还可以通过聚四氟乙烯与其他材质的混合物或者其他兼具硬度及弹性的塑性材质制成。密封环292位于阀芯24的外周，密封环292与阀芯24过盈配合，密封环292与阀芯24的外表面紧密接触，对阀芯24起密封作用，密封环292还包括第一凹槽部293，部分第一密封件291位于第一凹槽部293形成的第一槽腔，沿阀部件2的径向，第一密封件291被压紧于第一凹槽部293和第二容纳部222的侧壁面之间，阀部件2还包括挡圈20，挡圈20位于第二容纳腔224，挡圈20位于密封组件29和阀芯座25之间，挡圈20与连接座22固定连接，具体地，挡圈20与连接座22可以通过过盈配合或焊接或粘胶等方式实现固定，设置挡圈20，用于对密封组件29进行轴向限位，防止密封组件29随阀芯24一起轴向运动，有利于保证密封组件29的密封性能。

参见图2，轴承27位于连接座22的第一容纳腔223，轴承27与丝杆23过盈配合，轴承27与连接座22过盈配合，密封组件29位于连接座22的第二容纳腔224，密封组件29与阀芯24过盈配合，密封组件29被压紧于阀芯24和连接座22之间，这样，以连接座22为基准，轴承27对丝杆23进行导向定位，密封组件29对阀芯24进行导向定位，丝杆23与阀芯24螺纹导向，有利于保证丝杆23和阀芯24在装配和/或运动过程中的同轴度，有利于降低丝杆23和阀芯24在运动过程中发生偏差，使电动阀100运行稳定。需要指出的是：由于轴承27和密封组件29分别位于连接座22的第一容纳腔223和第二容纳腔224内，即轴承27和密封组件29以连接座22单个零部件为基准进行导向，这样有利于减少不同零部件之间导向作用的累积偏差，有利于更好的保证丝杆23和阀芯24在装配和/或运动过程中的同轴度。另外，连接座22的配合部226与阀芯24的限位部242抵接配合，在一定程度上也有利于保证丝杆23和阀芯24的同轴度。

参见图1、图2、图4以及图7，阀体部件3包括开口部31，开口部31形成阀体腔30，阀体部件3具有第一流道32和第二流道33，就阀体部件3而言，阀体腔30连通第一流道32和第二流道33，部分阀部件2位于阀体腔30，阀部件2与阀体部件3固定连接，具体地，阀部件2与阀体部件3可以通过螺纹连接或焊接或压紧螺母压紧等方式实现固定。在本实施例中，连接座22还包括连接部227，连接部227的外侧壁上设置有外螺纹段，开口部31还包括第一侧壁311，第一侧壁311上设置有内螺纹段，阀部件2伸入阀体腔30，使连接部227与开口部31螺纹配合，实现阀部件2与阀体部件3的固定。进一步地，为防止工作介质从阀部件2与阀体部件3之间的装配间隙向外泄漏，阀部件2与阀体部件3之间还可以进行有密封设置，具体地，连接座22还包括第二凹槽部228，电动阀100还包括第二密封件4，部分第二密封件4位于第二凹槽部228形成的第二槽腔，沿阀部件2的径向，第二密封件4被压紧于开口部31和第二凹槽部228之间。在本实施例中，参见图8，连接座22还包括环形的凸棱229，开口部31还包括第二台阶部312，第一侧壁311比第二台阶部312更靠近开口部31的开口设置，当连接部227与开口部31螺纹配合时，至少部分凸棱229能够压嵌入第二台阶部312中形成金属硬密封，这样和第二密封件4的软密封形成双重密封，进一步有利于防止工作介质从阀部件2与阀体部件3之间的装配间隙向外泄漏，增强电动阀100的密封性能。需要指出的是，为使凸棱229能够压嵌入第二台阶部312中形成金属硬密封，需设置凸棱229的材料硬度大于第二台阶部312的材料硬度，即设置连接座22的材料硬度大于阀体部件3的材料硬度，如连接座22可以选用不锈钢加工成型，阀体部件3可以选用铝材加工成型。

参见图1和图2，电动阀100的工作原理：控制部件1通电后，控制部件1能够通过定子组件12产生激励磁场，转子组件21与丝杆23固定连接，转子组件21在定子组件12的磁场激励下，能够带动丝杆23一起转动，丝杆23又与阀芯24螺纹连接，丝杆23通过轴承27轴向限位，阀芯24通过连接座22周向限位，这样在螺纹作用下，阀芯24能够进行轴向的往复线性运动，阀芯座25具有阀口251，阀芯24在沿轴向往复线性运动时能够通过靠近或远离阀口251来调节阀口251的开度，进而在阀口251处形成节流，第一流道32和第二流道33能够通过阀口251实现通断和节流。在本实施例中，阀芯24的轴向线性运动行程通过丝杆23的凸缘部231和阀口251限定。

参见图1和图2，电动阀100在工作过程中，当第一流道32作为工作介质进口时，此时第二流道33作为工作介质出口，定义此时工作介质的流向为正向流动，高压的工作介质从第一流道32流入，流经阀芯座25的穿孔252后流入阀芯座25的内腔253，并通过阀口251节流后变为低压的工作介质从第二流道33流出，流向后续系统回路。需要指出的是：穿孔252的数量至少为两个，且对称分布，这样有利于平衡高压的工作介质从第一流道31流入时对阀芯24的径向冲击，有利于阀芯24的运行稳定。在本实施例中，穿孔252的数量为六个且对称分布。

参见图1和图2，当第二流道33作为工作介质进口时，此时第一流道32作为工作介质出口，定义此时工作介质的流向为反向流动，高压的工作介质从第二流道33流入时，高压的工作介质将作用于阀芯24的自由端部，会对阀芯24产生一个沿轴向向上的作用力，导致阀芯24关阀不紧或需增大控制部件1的输出驱动力矩，为消除或减缓高压的工作介质对阀芯24的压力作用，使阀芯24运行稳定，电动阀100还包括平衡通道，具体地，在本实施例中，阀芯24还包括第一平衡孔道243，丝杆23还包括第二平衡孔道232和平衡孔233，平衡孔233的数量至少为一个，第一平衡孔道232连通第二流道33和第二平衡孔道243，平衡孔233连通第一容纳腔223和第二平衡孔道232。当高压的工作介质从第二流道33流入时，部分高压的工作介质流经第一平衡孔道243和第二平衡孔道232后，通过平衡孔233流入第一容纳腔223，使高压的工作介质位于阀芯24的背压侧，位于第一容纳腔223的高压工作介质通过密封组件29密封，避免与位于阀芯座25的内腔253的低压工作介质接触，位于第一容纳腔223的高压工作介质将作用于阀芯24，具体地可以作用于限位部242，会对阀芯24产生一个沿轴向向下的作用力，这样阀芯24受到方向相反的两个压力作用，有利于使阀芯24受力平衡或趋于平衡，有利于阀芯24的运行稳定。另外部分高压工作介质通过阀口251节流后变为低压工作介质流入内腔253，并通过穿孔252流向第一流道32，并流向后续回路。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种电动阀，包括转子组件、丝杆以及阀芯，所述转子组件与所述丝杆固定连接，所述丝杆与所述阀芯螺纹连接，其特征在于：所述电动阀还包括连接座、轴承以及密封组件，所述连接座位于所述丝杆和所述阀芯的外周，所述连接座具有第一容纳腔和第二容纳腔，所述轴承位于所述丝杆的外周，所述轴承与所述丝杆固定连接，所述轴承位于所述第一容纳腔，所述轴承与所述连接座固定连接，所述密封组件位于所述阀芯的外周，所述密封组件与所述阀芯固定连接，所述密封组件位于所述第二容纳腔，所述密封组件被压紧于所述阀芯和所述连接座之间。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于：所述连接座包括第一容纳部，所述第一容纳部形成所述第一容纳腔，所述第一容纳部包括第一台阶部，所述轴承与所述丝杆过盈配合，所述轴承与所述第一台阶部抵接，所述轴承与所述第一容纳部过盈配合。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于：所述转子组件具有转子腔，所述转子组件包括固定件，所述转子组件通过所述固定件与所述丝杆固定连接，部分所述第一容纳部位于所述转子腔，所述轴承位于所述转子腔，沿所述丝杆的轴向，所述轴承位于所述固定件和所述阀芯之间。

4.根据权利要求2或3所述的电动阀，其特征在于：所述连接座包括第二容纳部，所述第二容纳部形成所述第二容纳腔，所述密封组件包括第一密封件和密封环，所述密封环一体注塑成型，所述密封环包括第一凹槽部，所述密封环位于所述阀芯的外周，所述密封环与所述阀芯过盈配合，部分所述第一密封件位于所述第一凹槽部形成的第一槽腔，所述第一密封件被压紧于所述第一凹槽部和所述第二容纳部的侧壁之间。

5.根据权利要求4所述的电动阀，其特征在于：所述第一容纳部还包括配合部，所述阀芯包括限位部，所述限位部为非旋转体，所述配合部包括配合部侧面，所述限位部包括限位部侧面，所述限位部位于所述第一容纳腔，所述限位部侧面与所述配合部侧面抵接，所述配合部的高度(H)大于所述限位部的高度(h)。

6.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于：所述电动阀还包括阀芯座，所述阀芯座具有阀口，所述阀芯座位于所述阀芯的外周，部分所述阀芯座位于所述第二容纳腔，所述阀芯座与所述连接座固定连接，沿所述阀芯的轴向，所述密封组件比所述阀芯座更靠近所述转子组件，所述阀芯能够相对所述阀口运动来调节所述阀口的开度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电动阀，其特征在于：所述电动阀还包括阀体部件和第二密封件，所述阀体部件包括开口部，所述开口部形成阀体腔，所述连接座还包括第二凹槽部，部分所述连接座位于所述阀体腔，所述连接座与所述开口部固定连接，部分所述第二密封件位于所述第二凹槽部形成的第二槽腔，所述第二密封件被压紧于所述第二凹槽部和所述开口部的侧壁之间。

8.根据权利要求7所述的电动阀，其特征在于：所述连接座还包括凸棱，所述开口部包括第二台阶部，当所述连接座与所述开口部固定连接时，至少部分所述凸棱压嵌入所述第二台阶部中，所述连接座为不锈钢材质，所述阀体部件为铝材质。

9.根据权利要求8所述的电动阀，其特征在于：所述阀芯具有第一平衡孔道，所述丝杆具有第二平衡孔道和平衡孔，所述平衡孔的数量至少为一个，所述第一平衡孔道与所述第二平衡孔道连通，所述第二平衡孔道与所述平衡孔连通，所述平衡孔与所述第一容纳腔连通。

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