CN201251329Y - 一种阀结构及电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

一种阀结构，包括阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆13的衬套7的承压部抵接，并同波纹管9的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围，所述钢球6与衬套7承压部的接触部位为线接触，接触线为圆线、弧线或不规则线的任何一种；本实用新型还提供一种电子膨胀阀，所述电子膨胀阀使用上述阀结构。通过这种结构改进，尤其是线接触，使钢球与衬套间的作用力由原来的单个点承受转化为接触线上的所有点共同分担，且钢球表面与衬套承压部形成的腔体，能有效存储油脂使钢球得到持续润滑，提高衬套的使用寿命。

Description

一种阀结构及电子膨胀阀

技术领域

本实用新型涉及到一种阀结构及电子膨胀阀，尤其涉及到一种应用于空调制冷系统中的阀结构及电子膨胀阀。

背景技术

伴随空调制冷行业的发展和变频空调产品的广泛应用，对应电子膨胀阀技术精度要求也越来越高。在实际应用中，通常是由空调系统的电子控制器控制电子膨胀阀的驱动电机1转子的旋转，带动齿轮减速器4并通过其末端传递齿轮3上压装连接的传动杆5和传动杆顶部的固定钢球6将动力传递到阀体的衬套7上；动力由衬套7再次通过阀杆12及波纹管9的传递，带动阀针10做轴向移动，改变阀口11通道的截面从而达到调节阀口11的通流面积(见图1)。

在上述调节过程中，驱动电机1转子的旋转动力通过齿轮减速器4放大、传动杆5、螺纹副8结构的传递，并由固定在传动杆5顶部的钢球6不断在衬套7中进行转动，特别在关阀过程中，衬套7与钢球6间要同时承受系统压力和钢球6的推力的双重力作用，导致摩檫阻力大大增加，这造成钢球6与衬套7间更加容易出现磨损。现有技术中的衬套7的内平面为一球面(见图2)，一般通过在球面内添加润滑油脂或直接在球面镀加耐磨材料来降低磨损度以延长部件的使用寿命，但由于钢球与衬套的接触为点接触，所以操作运行中钢球会将衬套内的油脂挤出，而无法实现在接触部位的有效润滑作用；另外应用镀膜技术成本较高，并存在一定环境污染，不符合节能环保的新技术要求。

发明内容

针对上述技术缺陷，本实用新型旨在提供一种能在衬套内存储油脂，使钢球在运转过程中得到持续润滑且成本较小的阀结构及使用该结构的电子膨胀阀。

本实用新型包括如下技术内容：一种阀结构，包括阀体、阀针、一端与所述阀针固接而另一端带有衬套的阀杆、一端固定在阀体的内壁且另一端固定在阀杆杆部的波纹管、固接有钢球的传动杆，所述传动杆通过钢球与所述阀杆的衬套的承压部抵接，并同波纹管的弹性形变变化作用力一起带动阀针相对于阀口轴向移动来调节阀口的开度范围，其特征在于：所述钢球与衬套承压部的接触部位为线接触。

优选地，所述钢球与衬套承压部的接触线为圆线、弧线或不规则线的任何一种。

优选地，所述钢球的表面与衬套的承压部抵接形成密封腔体。

备选地，所述钢球与衬套承压部的接触部位为中间断开的线接触。

优选地，所述衬套承压部的剖面为“V”型结构。

优选地，所述衬套承压部的剖面为矩形结构或梯形结构。

优选地，所述衬套承压部的剖面为抛物线型结构。

一种电子膨胀阀，包括带有进口和出口的阀本体，置于所述阀本体上驱动电机和传动装置、阀体、阀针、一端与所述阀针固接而另一端带有衬套的阀杆、一端固定在阀体的内壁且另一端固定在阀杆杆部的波纹管、固接有钢球的传动杆，所述传动装置包括齿轮减速器、传递齿轮及螺纹副且依次机械连接，所述驱动电机通过传动装置与传动杆连接，所述传动杆通过钢球与所述阀杆的衬套的承压部抵接，并同波纹管的弹性形变变化作用力一起带动阀针相对于阀口轴向移动来调节阀口的开度范围，其特征在于：所述电子膨胀阀使用上述的阀结构。

相对上述背景技术，本实用新型提供的阀结构及电子膨胀阀具有如下效果：

1、通过改进衬套的承压部结构，使钢球与衬套承压部线接触，且钢球的表面与衬套的承压部抵接形成一个腔体，实现有效存储油脂、并对钢球表面持续润滑。

2、同时这种线接触方式也能使钢球与衬套间的作用力由原来的单个点承受转化为接触线上的所有点共同分担，有利于提高衬套的使用寿命。

3、本装置结构简便、且成本低。

附图说明

图1为现有技术中电子膨胀阀的结构示意图；

图2为图1电子膨胀阀中的衬套的结构示意图；

图3为本实用新型中所述阀结构第一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3阀结构中的钢球与衬套接触状态的局部剖视图；

图5为本实用新型中所述阀结构第二种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态下的局部剖视图；

图6为本实用新型中所述阀结构第三种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态下的局部剖视图；

图7为本实用新型中所述阀结构第四种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态下的局部剖视图；

图8为使用第一种具体实施方式阀结构的电子膨胀阀的结构示意图。

其中1—驱动电机，2—密封腔体，3—传递齿轮，4—齿轮减速器，5—传动杆，6—钢球，7/7’/7a/7b/7c/7d—衬套，8—螺纹副，9—波纹管，10—阀针，11—阀口，12—阀体，13—阀杆，14—进口，15—出口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型所述的阀结构及使用该阀结构的电子膨胀阀作进一步的详细说明。

图3为本实用新型中所述阀结构第一种具体实施方式的结构示意图，图4为图3所述阀结构中的钢球与衬套接触状态剖视图。如图3、4所示，一种阀结构，包括阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆13杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆13的衬套7的承压部抵接，并同波纹管9的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围。衬套7承压部的内壁整体呈圆锥体，如图4所示，其剖面成“V”型，钢球6在传动装置动力的作用下通过“V”型开口与衬套7a承压部内壁接触，接触线为球面与圆锥体的切线，即圆线；且接触线以下的球面与衬套7a的承压部形成密封腔体2。

本实用新型结构的工作过程如下：

动力控制传动杆5及传动杆5顶部的钢球6固定旋转并沿轴向位移，钢球6在向下移动中逐渐与衬套7的承压部接触，并将动力传递到与衬套7固定的阀杆13上，阀杆13在压力的作用下带动一端固定在杆部的波纹管9和固定在底部的阀针10一体移动。波纹管9的另一端固定在阀体12的内壁上，其在随阀杆13轴向下移过程中呈拉伸状态，其弹性形变相应发生变化。固定在阀杆13底部的阀针10在轴向下移时，渐次缩小阀口11通道的截面到关闭状态。

反之，动力传递停止时，波纹管9在上述进程中拉伸产生的弹性形变逐步复原，带动阀杆12及阀针10反向移动，与阀杆12一端固定的衬套7随之反向移动，推动钢球6及钢球6所固定的传动杆5复位；与阀杆另一端固定的阀针10在轴向上移时，渐次扩大阀口11通道的截面到正常开启状态。

在上述工作进程特别在关阀过程中，衬套7与钢球6的接触部位要同时承受系统压力和钢球6的推力的双重力作用，作用力由原来的单个点承受转化为接触线上的所有点共同分担；同时密封腔体2存储的油脂能及时润滑钢球6表面，降低磨损。

图5为本实用新型中所述阀结构第二种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态剖视图。如图3、5所示，一种阀结构，包括阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆13杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆13的衬套7的承压部抵接，并同波纹管9的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围。衬套7b承压部的内壁呈圆柱槽体结构，槽体上部为开口，如图6所示，其对应剖面为矩形；圆柱体的底面圆的半径小于钢球6的球体半径。钢球6在传动装置动力的作用下，球面与圆柱槽的上底面接触，接触线为圆柱槽的上底圆径线；且接触线以下的球面与衬套7的承压部形成密封腔体2。

本装置与上述阀结构工作过程相同，在此不另作赘述。

图6为本实用新型中所述阀结构第三种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态剖视图。如图3、6所示，一种阀结构，包括阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆13杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆13的衬套7的承压部抵接，并同波纹管9的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围。衬套7c承压部的内壁呈上宽下窄的圆台槽体结构，槽体上部为开口，其对应剖面成梯形，且槽体下底圆面的半径小于钢球6的球体半径。钢球6在传动装置动力的作用下，球面与衬套7的内壁槽面接触，接触线为钢球6的球体与圆台槽面切线，即圆线；且接触线以下的球面与衬套7c的承压部形成密封腔体2。

本装置与上述阀结构工作过程相同，在此不另作赘述。

图7为本实用新型中所述阀结构第四种具体实施方式中的钢球与衬套接触状态剖视图。如图3、7所示，一种阀结构，包括阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆13杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆13的衬套7的承压部抵接，并同波纹管9的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围。衬套7d与钢球6对应接触。衬套7d承压部的内壁呈抛物线型曲面槽体结构，槽体上部为开口。钢球6在传动装置动力的作用下，球面与衬套7d的内壁槽面接触，接触线为钢球6的球体与衬套7d内壁的槽面切线，即圆线；且接触线以下的球面与衬套7d的承压部形成密封腔体2。当然钢球的球体与衬套的接触线并不局限于上述所述的圆线，随着衬套的承压部的形状变化，衬套的承压部为不规则形状时，钢球的球体与衬套的接触线就是非圆线；另外如果衬套的承压部上加工有各种形状的槽时，钢球的球体与衬套的接触线就是相应槽部位断开的不连续的线接触，这时钢球的表面与衬套的承压部抵接形成的腔体就为非密封的，而在衬套的槽的部位就存在非接触部位从而存在泄压口，这样有利于钢球与衬套接触后的压力平衡。

本装置与上述阀结构工作过程相同，在此不另作赘述。

本实用新型还提供了一种利用上述阀结构的电子膨胀阀，图8为使用图3所述阀结构的电子膨胀阀结构示意图。如图3、4、8所示，一种电子膨胀阀，包括带有进口14和出口15的阀本体，置于所述阀本体上的驱动电机1和传动装置、阀体12、阀针10、一端与所述阀针10固接而另一端带有衬套7a的阀杆13、一端固定在阀体12的内壁且另一端固定在阀杆12杆部的波纹管9、固接有钢球6的传动杆5，所述传动装置包括齿轮减速器4、传递齿轮3及螺纹副8且依次机械连接，所述螺纹副8与传动杆5的一端螺纹连接，所述驱动电机1通过改变转子的旋转方向控制传动杆的移动方向，所述传动杆5通过钢球6与所述阀杆12的衬套7的承压部抵接，并同波纹管的弹性形变变化作用力一起带动阀针10相对于阀口11轴向移动来调节阀口11的开度范围。衬套7承压部的内壁整体呈圆锥体，如图4所示，其剖面成“V”型，钢球6在传动装置动力的作用下通过“V”型开口与衬套7a承压部内壁接触，接触线为球面与圆锥体的切线，即圆线；且接触线以下的球面与衬套7a的承压部形成密封腔体2。

其工作过程如下：

如图8所示，关阀状态时，空调系统的电子控制器控制电子膨胀阀的驱动电机1转子的旋转，所产生的旋转压力通过齿轮减速器4、及其末端传递齿轮3、螺纹副8压装连接的传动杆5转为轴向下移动力，动力传递到衬套7及与衬套7固定的阀杆13上，阀杆13在动力的作用下带动一端固定在杆部的波纹管9和固定在底部的阀针10一体移动。波纹管9的另一端固定在阀体12的内壁上，其在随阀杆13轴向下移过程中呈拉伸状态，其弹性形变相应发生变化。固定在阀杆13底部的阀针10在轴向下移时，渐次缩小阀口11通道的截面到关闭状态。

开阀状态时，电子膨胀阀的驱动电机1转子旋转方向改变，所产生的旋转压力通过齿轮减速器4、及其末端传递齿轮3、螺纹副8压装连接的传动杆5转为轴向上移。波纹管9在上述关阀进程中拉伸产生的弹性形变逐步复原，带动阀杆12及阀针10反向移动，与阀杆12一端固定的衬套7随之反向移动，推动钢球6及钢球6所固定的传动杆5复位；与阀杆另一端固定的阀针10在轴向上移时，渐次扩大阀口11通道的截面到正常开启状态。

波纹管9一端固接于阀体12的内壁，另一端固定于阀杆13的杆部；其作用还包括感知阀体12的进口14的压力大小，将波纹管9的内腔压力的变化转换为与阀杆杆部连接端的弹性形变变化。

在上述工作进程特别在关阀过程中，衬套7与钢球6的接触部位要同时承受系统压力和钢球6的推力的双重力作用，作用力由原来的单个点承受转化为接触线上的所有点共同分担；同时密封腔体2存储的油脂能及时润滑钢球6表面，降低磨损。

上述各例仅是本实用新型的典型示例，根据本实用的基本构思的启示，还可以在总体结构上做出更多的变化，尤其是阀杆衬套承压部形状结构的改变，可以得到所述钢球与衬套承压部接触线为弧线或不规则线等多种技术实施方式，在此不一一列举。

以上对本实用新型所提供的阀结构及电子膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1、一种阀结构，包括阀体、阀针、一端与所述阀针固接而另一端带有衬套的阀杆、一端固定在阀体的内壁且另一端固定在阀杆杆部的波纹管、固接有钢球的传动杆，所述传动杆通过钢球与所述阀杆的衬套的承压部抵接，并同波纹管的弹性形变变化作用力一起带动阀针相对于阀口轴向移动来调节阀口的开度范围，其特征在于：所述钢球与衬套承压部的接触部位为线接触。

2、基于权利要求1所述的一种阀结构，其特征还包括：所述钢球与衬套承压部的接触线为圆线、弧线或不规则线的任何一种。

3、基于权利要求1所述的一种阀结构，其特征还包括：所述钢球的表面与衬套的承压部抵接形成密封腔体。

4、基于权利要求1所述的一种阀结构，其特征还包括：所述钢球与衬套承压部的接触部位为中间断开的线接触。

5、基于权利要求1—3所述的任何一种阀结构，其特征还包括：所述衬套承压部的剖面为“V”型结构。

6、基于权利要求1—3所述的任何一种阀结构，其特征还包括：所述衬套承压部的剖面为矩形结构或梯形结构。

7、基于权利要求1—3所述的任何一种阀结构，其特征还包括：所述衬套承压部的剖面为抛物线型结构。

8、一种电子膨胀阀，包括带有进口和出口的阀本体，置于所述阀本体上驱动电机和传动装置、阀体、阀针、一端与所述阀针固接而另一端带有衬套的阀杆、一端固定在阀体的内壁且另一端固定在阀杆杆部的波纹管、固接有钢球的传动杆，所述传动装置包括齿轮减速器、传递齿轮及螺纹副且依次机械连接，所述驱动电机通过传动装置与传动杆连接，所述传动杆通过钢球与所述阀杆的衬套的承压部抵接，并同波纹管的弹性形变变化作用力一起带动阀针相对于阀口轴向移动来调节阀口的开度范围，其特征在于：所述电子膨胀阀使用上述权利要求1—7所述的任何一种阀结构。

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