CN202545858U - 一种电磁膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁膨胀阀，包括开有进口、出口、流道和阀孔的阀体；阀芯，插设在阀孔内，并与阀芯驱动结构相连；其特征在于：阀芯驱动结构包括阀套，固定在阀体上，阀套和阀体上部之间形成容置腔，阀体内还设有连通阀芯下部的阀孔和容置腔的连接通道；线圈，套设在阀套的外周；磁性元件，固定在阀芯上；上弹簧，支撑于容置腔的上内壁和磁性元件的上端面之间；下弹簧，支撑于容置腔的下内壁和磁性元件的下端面之间。阀芯下移，位于阀芯下部的阀孔内的气体通过阀体上的连接通道进入阀套的容置腔内，起到阻尼阀芯下移作用，阀座下部阀孔内的气体压力与阀套的容置腔内气体压力产生平衝，可以防止阀芯上下窜动，确保阀芯移动的平稳性。

Description

一种电磁膨胀阀

技术领域

本实用新型涉及一种流量调节阀，其特别适用于家用、商用空调的电磁膨胀阀，当然也可作为其它应用领域使用。

背景技术

制冷系统中的节流阀通常可以分为毛细管节流，热力膨胀阀节流(内平衡、外平衡)和电子膨胀阀节流。目前，在制冷系统中，电子膨胀阀是一种新型的节流装置，它由微处理器进行控制，它的出现实现了微机直接控制和调节制冷循环，电子膨胀阀的特点是调节范围大、动作迅速灵敏、调节精密、稳定可靠，制冷剂在电子膨胀阀中可以正、逆两个方向流动，避免了热力膨胀阀只有一个方向的缺点，用于热泵时可使制冷系统大为简化，制冷系统停机时，电子膨胀阀可以完全关闭，使制冷剂进口处无需安装电磁阀，因此电子膨胀阀备受制冷行业的青睐。

目前我们所说的电子膨胀阀通常指的是步进电机型，它由阀体、阀芯、波纹管、传动机构和脉冲步进电机等组成，脉冲步进电机是驱动机构，波纹管是将制冷剂通道与运动部件隔开，以防制冷剂泄露，传动机构的作用是将电机的旋转运动转变为阀芯的往复运动，以决定阀口的开启程度，从而控制制冷剂的流量。关于电子膨胀阀的专利文献也有很多，如一专利号为ZL02266124.7(公告号为CN2564804Y)的中国实用新型专利《变频空调电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构，又如一专利号为ZL02261051.0(公告号为CN2580367Y)的中国实用新型专利《变频空调用直动式电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构，还如一专利号为ZL200420023433.0(公告号为CN2703169Y)的中国实用新型专利《变频空调用减速式电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构。

以上电子膨胀阀结构基本类似，将电机的旋转运动转变为阀芯的往复运动传动机构有两种，一种是减速式传动机构包括齿轮副、螺纹副、传动杆等，另一种是直动式传动机构没有齿轮副。前述无论哪种传动机构，涉及部件多，存在结构而且复杂重量重的缺陷；再有其一般需要有步进电机作为动力源，众所周知，步进电机价格昂贵，因此现有调节制冷剂流量的电子膨胀阀成本高。

综上所述，现有调节流量的节流阀还可作进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构新颖简单而且成本低的节流阀，该节流阀还具有各构件之间磨损少动作平稳的优点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电磁膨胀阀，包括有阀体，阀体的壁上开有进口和出口，阀体内具有连通所述进口和出口的流道，阀体内还具有阀孔，该阀孔的中心线与流道的中心线垂直相交，且所述阀孔贯穿所述流道，阀孔的孔径大于等于流道的孔径；阀芯，其下端活动插设在阀孔内并能相对阀体上下滑移，阀芯的上下滑移能改变流道的流动截面以调节流体通过流道的流量，阀芯的上端伸出阀体外并与阀芯驱动结构相连；其特征在于：阀芯驱动结构包括呈筒状的阀套，固定在阀体的上端面上，阀套和阀体上部之间形成封闭的容置腔，所述阀芯的上端位于该容置腔内，所述阀体上还设有连通阀芯下部的阀孔和所述容置腔的连接通道；线圈，套设在所述阀套的外周；磁性元件，位于所述容置腔内并固定在所述阀芯上，该磁性元件在线圈通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈上下滑移；上弹簧，支撑于容置腔的上内壁和磁性元件的上端面之间；下弹簧，支撑于容置腔的下内壁和磁性元件的下端面之间。

上述阀芯由上杆部、中杆部和下杆部组成，其中上杆部伸入容置腔内与磁性元件连接，中杆部位于流道上部的阀孔内，阀芯外周壁与流道上部的阀孔内壁之间液密封配合，中杆部呈圆柱状且中杆部的直径与阀孔的孔径相同，下杆部位于流道下部的阀孔内，下杆部呈上大下小的圆锥体状。

以上阀芯结构可以使电磁膨胀阀形成双驱动式电磁膨胀阀，线圈正向通电，磁性元件产生的电磁力和下弹簧的弹力克服上弹簧的阻尼力，阀芯上移，由于下杆部呈上大下小的圆锥体状，下杆部与流道内孔壁之间的间隙越大，则通过流道的制冷剂流量越大，当阀芯上移至下杆部的端部位于流道的上缘时，流道完全打开，通过流道的制冷剂流量最大；线圈反向通电，磁性元件产生的电磁力和上弹簧的弹力克服下弹簧的阻尼力，阀芯下移，这时流道被下杆部遮住的面积变大，通过流道的制冷剂流量逐渐减少，当阀芯下移至下杆部完全位于流道下方的阀孔内状态下，流道完全被中杆部遮闭，制冷剂不能通过流道。

上述上杆部和中杆部交界处形成环形挡肩，所述上杆部的上端具有外螺纹，上杆部的上端向上穿过磁性元件后与螺母螺纹连接。该结构便于将磁性元件固定在阀芯上，安装时只需将磁性元件套设在上杆部上，最后再旋上螺母即完成磁性元件的固定，磁性元件的下端搁置在环形挡肩上，故环形挡肩对磁性元件进行下限位，另外磁性元件的上端通过螺母进行轴向上限位。

上述中杆部的中部位置处设有环形凹槽，该环形凹槽与流道截面重合面积的多少决定流道的流动截面。

以上阀芯结构可以使电磁膨胀阀形成单驱动式电磁膨胀阀，线圈通电，当磁性元件产生的电磁力和下弹簧的弹力克服上弹簧的阻尼力，阀芯上移，阀芯上的环形凹槽下缘相对流道的上缘逐渐上移，流道的截面逐渐被中杆部遮住，通过流道制冷剂流量逐渐减少，当阀芯的中杆部完全遮住流道时，制冷剂不能通过该流道；当阀芯继续上移，由于下杆部呈上大下小的圆锥体状，下杆部与流道内孔壁之间的间隙逐渐变大，则通过流道的制冷剂流量变大，当阀芯上移至下杆部的端部位于流道的上缘时，流道完全打开，通过流道的制冷剂流量最大；当磁性元件产生的电磁力和下弹簧的弹力小于上弹簧的阻尼力，阀芯下移，由于下杆部呈上大下小的圆锥体状，下杆部与流道内孔壁之间的间隙逐渐变小，则通过流道的制冷剂流量变小，当阀芯的中杆部完全遮住流道时，制冷剂不能通过该流道；随着阀芯继续下移，阀芯上的环形凹槽下缘相对流道上缘逐渐下移，被阀芯遮住的流道的截面逐渐增大，通过流道的制冷剂流量逐渐增大，当阀芯上的环形凹槽上缘与流道的上缘重合时，通过流道的制冷剂的流量达到较大状态，当阀芯上的环形凹槽上缘与流道下缘重合时，阀芯的中杆部完全遮住流道时，制冷剂不能通过该流道。

上述阀体的上端面上设有环形凹部，所述阀套的下端插设在该环形凹部内并与阀体一起焊接固定。通过环形凹部对阀套下端开口的遮蔽，能使阀套与阀体上端面之间形成更好封闭的容置腔，另外支架阀套与阀体之间的焊接面积，使阀套与阀体之间牢靠连接。

上述进口处插设固定有第一连接管，所述出口处插设固定有第二连接管。

为实现线圈与阀体之间的相对固定，上述线圈的下端面焊接在线圈固定架上，该线圈固定架中心位置处开有外形与阀套相配的通孔，线圈固定架的两侧还具有向上并向外延伸的呈L形的凸耳；所述阀体的上端面上焊接固定有固定卡扣，该固定卡扣中心位置处开有外形与阀套相配的穿孔，固定卡扣的两侧还具有向上延伸的耳扣，耳扣上开有供所述凸耳卡扣的卡口；所述阀套自上而下依次穿过所述通孔和穿孔后与阀体上端面焊接，同时所述凸耳卡扣在所述耳扣的卡口内。该结构能方便将线圈与阀体固定在一起，而且能使线圈方便的与阀体分离。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本电磁膨胀阀的阀芯驱动方式与现有技术不相同，其为电磁方式驱动阀芯轴向滑移，该驱动方式省却了现有膨胀阀中阀芯驱动结构中的步进电机、齿轮副及螺纹副结构，因此结构简单、成本低、重量轻，而且本节流阀涉及部件少，故构件之间的磨损也就少；在阀芯下移时，位于阀芯下部的阀孔内的气体通过阀体上的连接通道进入阀套的容置腔内，起到阻尼阀芯下移作用，同时，阀座下部阀孔内的气体压力与阀套的容置腔内气体压力产生平衝，可以防止阀芯上下窜动，确保阀芯移动的平稳性。

附图说明

图1为本实用新型第一个实施例的结构剖视图；

图2为本实用新型第一个实施例中阀芯的结构示意图；

图3为本实用新型第一个实施例中线圈固定架的俯视图；

图4为本实用新型第一个实施例中固定卡扣的俯视图；

图5为本实用新型第一个实施例中固定卡扣的侧视图；

图6为本实用新型第二个实施例的结构剖视图；

图7为本实用新型第二个实施例中阀芯的结构示意图；

图8、9、10为第二个实施例中阀芯上不同横截面的环形凹槽的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～5所示，为本实用新型的第一个实施例。

一种电磁膨胀阀，包括有

阀体1，阀体1的壁上开有进口11和出口12，进口11处插设并焊接固定有第一连接管7a，出口12处插设并焊接固定有第二连接管7b。阀体1内具有连通进口11和出口12的流道13，该进口11、出口12和流道13位于同一水平轴线上，阀体1内还具有阀孔14，该阀孔14的中心线与流道13的中心线垂直相交，且阀孔14贯穿流道13，阀孔14的孔径大于等于流道13的孔径。

阀芯2，其下端活动插设在阀孔14内并能相对阀体1上下滑移，阀芯2的上下滑移能改变流道13的流动截面以调节流体通过流道13的流量，阀芯2的上端伸出阀体1外并与阀芯驱动结构相连。

阀芯2由上杆部21、中杆部22和下杆部23组成，其中上杆部21伸入容置腔31内与磁性元件5连接，上杆部21和中杆部22交界处形成环形挡肩24，上杆部21的上端具有外螺纹，上杆部21的上端向上穿过磁性元件5后与螺母25螺纹连接；中杆部22位于流道13上部的阀孔14内，阀芯2外周壁与流道13上部的阀孔14内壁之间液密封配合，中杆部22呈圆柱状且中杆部22的直径与阀孔14的孔径相同，下杆部23位于流道13下部的阀孔14内，下杆部23呈上大下小的圆锥体状。

阀芯驱动结构包括

呈筒状的阀套3，固定在阀体1的上端面上，即在阀体1的上端面上设有环形凹部16，阀套3的下端开口插设在该环形凹部16内并与阀体1一起焊接固定，阀套3和阀体1上部之间形成封闭的容置腔31，阀芯2的上端位于该容置腔31内，阀体1上还设有连通阀芯2下部的阀孔14和容置腔31的连接通道15，连接通道15可以有两个。

线圈4，套设在阀套3的外周。

磁性元件5，位于容置腔31内并固定在阀芯2上，该磁性元件5在线圈4通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈4上下滑移；安装时只需将磁性元件5套设在上杆部21上，最后再旋上螺母25即完成磁性元件5的固定，磁性元件5的下端搁置在环形挡肩24上，故环形挡肩24对磁性元件5进行下限位，另外磁性元件5的上端通过螺母25进行轴向上限位。

上弹簧6a，支撑于容置腔31的上内壁和磁性元件5的上端面之间。

下弹簧6b，支撑于容置腔31的下内壁和磁性元件5的下端面之间。

线圈4的下端面焊接在线圈固定架8上，该线圈固定架8中心位置处开有外形与阀套3相配的通孔81，线圈固定架8的两侧还具有向上并向外延伸的呈L形的凸耳82；阀体1的上端面上焊接固定有固定卡扣9，该固定卡扣9中心位置处开有外形与阀套3相配的穿孔91，固定卡扣9的两侧还具有向上延伸的耳扣92，耳扣92上开有供凸耳82卡扣的卡口93；阀套3自上而下依次穿过通孔81和穿孔91后与阀体1上端面焊接，同时凸耳82卡扣在耳扣的卡口93内。

本实施例的电磁膨胀阀以作为双驱动式电磁阀使用来阐述工作原理：

在线圈4断电时，下弹簧6b的弹力克服上弹簧6a的弹力和磁性元件5的重力，使阀芯的下杆部23刚好在流道13位置，此时，从进口11流过来的制冷剂通过流道13从出口12流出，此为常开型。

线圈4正向通电，磁性元件5产生的电磁力和下弹簧6b的弹力克服上弹簧6a的阻尼力，阀芯2上移，由于下杆部23呈上大下小的圆锥体状，下杆部13与流道13内孔壁之间的间隙越大，则通过流道13的制冷剂流量越大，当阀芯2上移至下杆部23的端部位于流道13的上缘时，流道13完全打开，通过流道13的制冷剂流量最大。

线圈4反向通电，磁性元件5产生的电磁力和上弹簧6a的弹力克服下弹簧6b的阻尼力，阀芯2下移，这时流道13被下杆部23遮住的面积变大，通过流道13的制冷剂流量逐渐减少，当阀芯2下移至下杆部23完全位于流道13下方的阀孔14内状态下，流道13完全被中杆部22遮闭，制冷剂不能通过流道13。

在阀芯2下移时，位于阀芯2下部的阀孔14内的气体通过阀体1上的连接通道15进入阀套的容置腔31内，起到阻尼阀芯2下移作用，同时，阀体1下部阀孔14内的气体压力与阀套的容置腔31内气体压力产生平衝，可以防止阀芯2上下窜动，确保阀芯2移动的平稳性。

当然也可以作为单驱动常闭式电磁膨胀阀来使用，即在线圈断电状态下，下杆部完全位于流道下方的阀孔内，流道完全被中杆部遮闭，制冷剂不能通过流道。单驱动式电磁膨胀阀的工作原理和下述第二个实施例基本相同。

如图6～10所示，为本实用新型的第二个实施例。

本实施例和第一个实施例相比，主要区别是在中杆部22的中部位置处增设有环形凹槽26，该环形凹槽26与流道13截面重合面积的多少决定流道13的流动截面。本实施例中的环形凹槽26的截面成凹弧状，也可以是长方形状、直角梯形或等腰梯形状等其它形状，如图3～5所示。

本实施例的电磁膨胀阀以作为单驱动式电磁阀使用来阐述工作原理：

在线圈4断电时，下弹簧6b的弹力克服上弹簧6a的弹力和磁性元件5的重力，使阀芯的中杆部22的环形凹槽26刚好在阀座的流道13内，此时，从进口11流过来的制冷剂通过流道13和环形凹槽26之间的间隙最后从出口12流出，此为常开型。

线圈4通电，当磁性元件5产生的电磁力和下弹簧6b的弹力克服上弹簧6a的阻尼力，阀芯2上移，阀芯2上的环形凹槽26下缘相对流道13的上缘逐渐上移，流道13的截面逐渐被中杆部遮住，通过流道13制冷剂流量逐渐减少，当环形凹槽26下缘与流道13上缘重合，环形凹槽26正好位于流道13上部的阀孔14内，阀芯的中杆部22完全遮住流道13时，制冷剂不能通过该流道13；当阀芯2继续上移，由于下杆部23呈上大下小的圆锥体状，下杆部23与流道13内孔壁之间的间隙逐渐变大，则通过流道13的制冷剂流量变大，当阀芯2上移至下杆部23的端部位于流道13的上缘时，流道13完全打开，通过流道的制冷剂流量最大。

当磁性元件5产生的电磁力和下弹簧6b的弹力小于上弹簧6a的阻尼力，阀芯2下移，由于下杆部23呈上大下小的圆锥体状，下杆部23与流道13内孔壁之间的间隙逐渐变小，则通过流道13的制冷剂流量变小，当阀芯的中杆部22完全遮住流道13时，制冷剂不能通过该流道13；随着阀芯2继续下移，阀芯2上的环形凹槽26下缘相对流道13上缘逐渐下移，被阀芯2遮住的流道13的截面逐渐增大，通过流道13的制冷剂流量逐渐增大，当阀芯上的环形凹槽26上缘与流道13的上缘重合时，通过流道13的制冷剂的流量达到较大状态；当阀芯2上的环形凹槽26上缘与流道13下缘重合时，阀芯的中杆部22完全遮住流道13，制冷剂不能通过该流道13。

当然第二个实施例中的电磁膨胀阀也可作为常闭型，即单驱动式常闭型，在线圈断电状态下，环形凹槽26下缘与流道13上缘重合，环形凹槽26正好位于流道13上部的阀孔14内，阀芯的中杆部22完全遮住流道13时，制冷剂不能通过该流道13。

Claims (7)

1.一种电磁膨胀阀，包括有

阀体(1)，阀体(1)的壁上开有进口(11)和出口(12)，阀体(1)内具有连通所述进口(11)和出口(12)的流道(13)，阀体(1)内还具有阀孔(14)，该阀孔(14)的中心线与流道(13)的中心线垂直相交，且所述阀孔(14)贯穿所述流道(13)，阀孔(14)的孔径大于等于流道(13)的孔径；

阀芯(2)，其下端活动插设在阀孔(14)内并能相对阀体(1)上下滑移，阀芯(2)的上下滑移能改变流道(13)的流动截面以调节流体通过流道(13)的流量，阀芯(2)的上端伸出阀体(1)外并与阀芯驱动结构相连；

其特征在于：阀芯驱动结构包括

呈筒状的阀套(3)，固定在阀体(1)的上端面上，阀套(3)和阀体(1)上部之间形成封闭的容置腔(31)，所述阀芯(2)的上端位于该容置腔(31)内，所述阀体(1)上还设有连通阀芯(2)下部的阀孔(14)和所述容置腔(31)的连接通道(15)；

线圈(4)，套设在所述阀套(3)的外周；

磁性元件(5)，位于所述容置腔(31)内并固定在所述阀芯(2)上，该磁性元件(5)在线圈(4)通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈(4)上下滑移；

上弹簧(6a)，支撑于容置腔(31)的上内壁和磁性元件(5)的上端面之间；

下弹簧(6b)，支撑于容置腔(31)的下内壁和磁性元件(5)的下端面之间。

2.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述阀芯(2)由上杆部(21)、中杆部(22)和下杆部(23)组成，其中上杆部(21)伸入容置腔(31)内与磁性元件(5)连接，中杆部(22)位于流道(13)上部的阀孔(14)内，阀芯(2)外周壁与流道(13)上部的阀孔(14)内壁之间液密封配合，中杆部(22)呈圆柱状且中杆部(22)的直径与阀孔(13)的孔径相同，下杆部(23)位于流道(13)下部的阀孔(14)内，下杆部(23)呈上大下小的圆锥体状。

3.根据权利要求2所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述上杆部(21)和中杆部(22)交界处形成环形挡肩(24)，所述上杆部(21)的上端具有外螺纹，上杆部(21)的上端向上穿过磁性元件(5)后与螺母(25)螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述中杆部(22)的中部位置处设有环形凹槽(26)，该环形凹槽(26)与流道(13)截面重合面积的多少决定流道(13)的流动截面。

5.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述阀体(1)的上端面上设有环形凹部(16)，所述阀套(3)的下端插设在该环形凹部(16)内并与阀体(1)一起焊接固定。

6.根据权利要求1所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述进口(11)处插设固定有第一连接管(7a)，所述出口(12)处插设固定有第二连接管(7b)。

7.根据权利要求1～6中所述的电磁膨胀阀，其特征在于：所述线圈(4)的下端面焊接在线圈固定架(8)上，该线圈固定架(8)中心位置处开有外形与阀套(3)相配的通孔(81)，线圈固定架(8)的两侧还具有向上并向外延伸的呈L形的凸耳(82)；所述阀体(1)的上端面上焊接固定有固定卡扣(9)，该固定卡扣(9)中心位置处开有外形与阀套(3)相配的穿孔(91)，固定卡扣(9)的两侧还具有向上延伸的耳扣(92)，耳扣(92)上开有供所述凸耳(82)卡扣的卡口(93)；所述阀套(3)自上而下依次穿过所述通孔(81)和穿孔(91)后与阀体(1)上端面焊接，同时所述凸耳(82)卡扣在所述耳扣的卡口(93)内。

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