CN214946647U - 一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，包括定子总成和阀座总成，定子总成的下部安装有阀座总成，阀座总成包括端盖组件、隔磁管、阀针组件和阀座组件，隔磁管的内部设置有丝杆组件，阀针组件内设置有阀针，阀针的内部挖空且下端居中开有平衡流道，阀针的内部安装有螺母嵌件，螺母嵌件的上端开有中心螺纹孔，阀针的上端嵌入安装有嵌块以对螺母嵌件进行限位，螺母嵌件的下端安装有阀针弹簧，丝杆组件内的丝杆轴向插入到阀针的中心螺纹通孔内，丝杆与阀针之间留有螺纹间隙。本实用新型精度高、节能效果明显、结构简单、安装方便、具有平衡压力功能，而且使用寿命长，具有导向缓冲作用。

Description

一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀

技术领域

本实用新型涉及膨胀阀领域，具体为一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀。

背景技术

节能减排是现今人类亟待解决的问题。节流装置在制冷系统中起着关键作用，通过选择合适的节流机构与制冷系统匹配可以降低整个制冷系统的能耗。节流的工作原理是制冷工质流过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，从而到达调节流量、控制过热度及蒸发液位的作用。因此，节流机构流量的调节对制冷装置节能降耗起着非常重要的作用。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。热力膨胀阀的感温包有明显的延迟特性，难以配合压缩机排量对流量变化作出迅速而有效的反应，最终导致系统调节的振荡，造成机器运转不稳定，甚至损坏压缩机网，故电子膨胀阀正在逐步取代传统的节流元件。电子膨胀阀在过热度控制(液位控制)、流量调节均优于传统的节流机构，而且反应速度更快、调节范围更广，节能效果更加显著，有广阔的应用前景。

冷媒系统的换热效率主要依赖于系统中冷媒在高压端的压力和冷却装置的出口温度，冷媒流量的控制通常按照冷却装置的出口温度和压力确定，流量控制较为复杂，一般采用电子膨胀阀用于对来自冷却装置出口的冷媒进行节流和降压，并根据蒸发装置出口的温度或其他需要调节点的温度来调节从冷却装置送入蒸发装置的冷媒的流量，以适应制冷负荷不断变化的需要。但是由于冷媒系统在电子膨胀阀入口、出口两侧的高低压之间的压差较大，压差作用于电子膨胀阀的阀针，使得该阀针动作阻力增大，当电子膨胀阀关闭后需要再次打开时，阀针需要克服较大的压差阻力才能打开冷媒通道，阀针不易开启，如果采用较大转矩的电机来克服阻力，电子膨胀阀线圈体积会相对增加，控制精度降低，安装受到空间限制，系统功耗较大，成本增加。且由于定子组件在通电的过程中会产生静电及磁场，而静电及磁场会影响或干扰控制信号的传递，从而影响阀针的动作，降低电子膨胀阀的控制精度，现有的电子膨胀阀一般是设置接地组件，利用接地组件的将静电及磁场导出，但接地组件结构较复杂，安装不便。

由于丝杆和磁转子的频繁转动，会使丝杆和磁转子的磨损比较严重，长时间使用后容易出现卡住的问题，整个膨胀阀的使用寿命不佳。

另外，在膨胀阀关阀的过程中阀针遇到下行程限位时突然停止，产生较大的惯性力，从而使螺纹并死，使零件结构轴向力过大，导致无法开阀的情况产生，所以需要对现有的膨胀阀进行改进。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，精度高、节能效果明显、结构简单、安装方便、具有平衡压力功能，而且使用寿命长，具有导向缓冲作用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，包括定子总成和阀座总成，所述的定子总成的下部安装有阀座总成，所述的定子总成包括外壳和设置在外壳内的定子组件组成，所述的阀座总成包括端盖组件、隔磁管、阀针组件和阀座组件，所述的隔磁管设置在阀座组件的上端并插入到定子总成内，所述的隔磁管的内部设置有丝杆组件，所述的端盖组件位于隔磁管上端并由端盖、杯式轴承和弹簧压片组成，所述的弹簧压片将杯式轴承固定在端盖中部的杯式内腔内，所述的丝杆的上端插入到杯式轴承内，所述的杯式轴承的下端与丝杆组件之间安装有柔性石墨垫片,所述的阀针组件内设置有阀针，所述的阀针的内部挖空且下端居中开有平衡流道，所述的阀针的内部安装有螺母嵌件，所述的螺母嵌件的上端开有中心螺纹孔，所述的阀针的上端嵌入安装有嵌块以对螺母嵌件进行限位，所述的螺母嵌件的下端安装有阀针弹簧，所述的丝杆组件内的丝杆轴向插入到阀针的中心螺纹通孔内，所述的丝杆与阀针之间留有螺纹间隙。

作为优选，所述的丝杆组件包括上耐磨环、下耐磨环、磁转子支撑架、磁转子以及丝杆组成，其中所述的磁转子支撑架注塑在丝杆上，所述的磁转子粘结在磁转子支撑架上，所述的磁转子支撑架上下均设置有卡槽，所述的上耐磨环和下耐磨环的卡爪卡在相应的卡槽内。

作为优选，所述的阀座组件的内部设置有阀针套组件，所述的阀针套组件包括滚珠轴承以及阀针套，所述的滚珠轴承装入阀针套的内凹台阶处。

作为优选，所述的阀针套的上端位于内凹台阶的沿口处有个高起的旋铆收口部，以轴向固定滚珠轴承，所述的阀针套的两侧开有两道限位槽，所述的阀针的上端伸入到限位槽进行轴向滑动。

作为优选，所述的阀针的外侧设置有密封结构，所述的密封结构为主密封环和设置在主密封环外侧的O型圈，所述的主密封环的上侧轴向设置有压环，所述的阀针上部两侧设置有嵌入到限位槽内的滑块。

作为优选，所述的阀座组件由阀座和阀底座组成，所述的阀底座设置在阀座的下端，所述的阀座的上端与隔磁管焊接连接。

作为优选，所述的定子总成由外壳与定子组件组成，所述的定子组件由定子外壳、绕组线圈、骨架、电磁极板和Pin针组成，所述的定子外壳和电磁极板上有定位孔，所述的骨架上有定位销，所述的定子外壳和电磁极板与骨架通过均定位孔和定位销插接连接，所述的绕组线圈缠绕在骨架上，所述的Pin针固定在骨架上，所述的Pin针的一头与绕组线圈相连接，另一端外接通信通道。

作为优选，所述的阀座的上端外侧设置有防水圈。

作为优选，所述的嵌块与阀针的顶面之间通过环缝焊接相连。

作为优选，所述的杯式轴承的下端面开有一圈截面呈三角形的沟槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.采用阀针弹簧作为下行缓冲物，防止关阀运动时，阀针遇到下行程限位时突然停止，产生较大的惯性力，使螺纹并死，使结构轴向力过大，导致无法开阀的情况产生，采用螺母嵌件的形式，以便补偿零件的同轴度，且螺母嵌件下端采用球头形式，便于加工，且具有良好的导向性。

2.在端盖组件中采用了杯式轴承作为丝杆转动的轴承，杯式轴承可以起到一定的固定导向补偿的作用，保证零件组装后良好的同轴度，零件不易卡住，且降低磁转子转动过程的摩擦力，进而提高丝杆的传递效率，同时增强了阀门的使用寿命。

3.流体介质可以经由阀针的位置进入阀体上腔，流体介质会充满整个阀座总成的上腔体，而且流体介质不会发生泄漏，从而降低了阀针上下两侧的压差，减小阀针运动阻力，使低压段维持在流体出口处，有助于电子膨胀阀阀针上下端的压力平衡，减小能耗。

4.连接卡圈连接定子外壳上，与定子外壳电性连接，另一端固定在阀体上，从而实现了定子外壳的接地连接，避免静电及磁场干扰控制信号的传递及反馈，避免干扰定子组件的运行，且实现了与阀体的固定连接以及与阀底座的定位连接，结构简单、安装方便。

5.结构集成度高，零件少，组装更加方便，有利于轻量化，成本更有优势。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的立体分解结构图；

图3为本实用新型的定子总成的分解结构图；

图4为本实用新型的阀座总成的主视半剖结构图；

图5为本实用新型的端盖组件剖视结构图；

图6为本实用新型的丝杆组件的立体结构图；

图7为本实用新型的阀针套组件的立体结构图；

图8为本实用新型的阀针套组件的主视半剖结构图；

图9为本实用新型的阀针组件的立体结构图；

图10为本实用新型的阀针组件的主视半剖结构图；

图11为本实用新型的局部半剖结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-11示，本实用新型提供一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，包括定子总成1和阀座总成3，所述的定子总成1的下部安装有阀座总成 3，所述的定子总成1包括外壳11和设置在外壳11内的定子组件12组成，所述的阀座总成3包括端盖组件31、隔磁管34、阀针组件38和阀座组件310，所述的隔磁管34设置在阀座组件310的上端并插入到定子总成1内，所述的隔磁管34的内部设置有丝杆组件35，所述的端盖组件31位于隔磁管34上端并由端盖311、杯式轴承312和弹簧压片313组成，所述的弹簧压片313将杯式轴承312固定在端盖311中部的杯式内腔a内，所述的丝杆353的上端插入到杯式轴承312内，所述的杯式轴承312的下端与丝杆组件35之间安装有柔性石墨垫片33,柔性石墨垫片33起轴向缓冲作用，防止阀运行过程中轴向并死，所述的阀针组件38内设置有阀针381，所述的阀针381的内部挖空且下端居中开有平衡流道，所述的阀针381的内部安装有螺母嵌件386，所述的螺母嵌件386的上端开有中心螺纹孔，所述的阀针381的上端嵌入安装有嵌块382以对螺母嵌件386进行限位，所述的螺母嵌件386的下端安装有阀针弹簧387，所述的丝杆组件35内的丝杆353轴向插入到阀针381的中心螺纹通孔内，所述的丝杆353与阀针381之间留有螺纹间隙。

嵌块382为黄铜材质，下部带有两支脚用来和螺母嵌件386上的侧壁上沟槽相配合，使螺母嵌件386不会在阀针381内部发生大幅度的旋转运动。阀针弹簧387起缓冲作用，防止关阀运动时，阀针遇到下行程限位时突然停止，产生较大的惯性力而使螺纹并死，使零件结构轴向力过大，导致无法开阀的情况产生。螺母嵌件386的底部设计为球头形式，便于加工，且具有良好的导向性。采用螺母嵌件386的结构有助于补偿阀体结构的同轴度，使结构同轴度更好。

其中，杯式轴承312采用黄铜机加工制成，因为黄铜的自润滑性能好，耐磨性好，力学性能好，切削加工性能好，杯式轴承312起固定导向补偿的作用，保证零件组装后良好的同轴度，所述的杯式轴承312的下端面开有一圈截面呈三角形的沟槽b，便于润滑油顺着沟槽b进入与上耐磨环32的装配缝隙，便于更好的润滑。

其中，所述的丝杆组件35包括上耐磨环32、下耐磨环36、磁转子支撑架351、磁转子352以及丝杆353组成，其中所述的磁转子支撑架351注塑在丝杆353上，注塑材料为PPS+40％GF，所述的磁转子352粘结在磁转子支撑架 351上，粘结材料为钕铁硼(Nd2Fe14B)，所述的磁转子支撑架351上下均设置有卡槽，所述的上耐磨环32和下耐磨环36的卡爪卡在相应的卡槽内，方便固定，其中上耐磨环32和下耐磨环36均由SUS304制成，且均进行PHT喷涂处理，增强其耐磨性，且不影响其耐腐蚀性能。

所述的阀座组件310的内部设置有阀针套组件37，所述的阀针套组件37 包括滚珠轴承371以及阀针套372，所述的滚珠轴承371装入阀针套372的内凹台阶处，滚珠轴承371起降低丝杆353动力传递中的摩擦力并提高丝杆的传递效率。

所述的阀针套372的上端位于内凹台阶的沿口处有个高起的旋铆收口部，以轴向固定滚珠轴承371，使其不会脱离阀针套372，所述的阀针套372的两侧开有两道限位槽372a，所述的阀针381的上端伸入到限位槽372a进行轴向滑动，径向固定阀针，使阀针381只进行轴向运动，同时也限定了阀针381 运动的距离，阀针套372的底部开有环形槽，用以放置缓冲垫。

述的阀针381的外侧设置有密封结构，所述的密封结构为主密封环384 和设置在主密封环384外侧的O型圈385，所述的主密封环384的上侧轴向设置有压环383，所述的阀针381上部两侧设置有嵌入到限位槽372a内的滑块 381a，压环383的作用是轴向固定O型圈385，使O型圈385固定在槽内，主密封环384与O型圈385配合使用，形成动密封，提高密封性能，防止阀体内部的内漏产生，主密封环384与阀针381过盈配合。

所述的阀座组件310由阀座3101和阀底座3102组成，所述的阀底座3102 设置在阀座3101的下端，阀座3101与阀底座3102环缝焊接，所述的阀座3101 的上端与隔磁管34焊接连接。

需注意的是：嵌块382与阀针381采用零配，防止过盈量过大造成阀针 381的变形，或是过盈量过小而导致焊接时的不便。嵌块382与阀针381环缝焊接，需注意焊接前嵌块382上支脚需嵌入螺母嵌件386侧壁上沟槽内。阀针套组件37与阀座组件310紧配压入后环缝焊接，需注意阀针381上的滑块 381a需嵌入阀针套组件37的限位槽372a内。阀针组件38与丝杆组件35螺纹连接。隔磁管34与阀座组件310和端盖组件31紧配，阀座组件310与隔磁管32的连接处以及端盖组件31与隔磁管32的连接处需做清角处理。隔磁管34与阀座组件310和端盖组件31环缝焊接。定子总成1通过热铆焊与连接卡圈2相连，定子外壳11的下部有压点。阀座总成3通过阀座组件310的阀座3101上的螺纹与阀体相连。定子总成1通过连接卡圈2与阀体相连，压在阀座总成3上。

作为优选，所述的定子总成1由外壳11与定子组件12组成，所述的定子组件12由定子外壳121、绕组线圈122、骨架123、电磁极板124和Pin针 125组成，所述的定子外壳121和电磁极板124上有定位孔，所述的骨架123 上有定位销，所述的定子外壳121和电磁极板124与骨架123通过均定位孔和定位销插接连接，所述的绕组线圈122缠绕在骨架123上，所述的Pin针 125固定在骨架123上，所述的Pin针125的一头与绕组线圈122相连接，另一端外接通信通道，以实现绕组线圈与外部信号的电性连接。外壳11是注塑件，由塑料材料注塑成型。为保护定子组件，定子组件12被包胶包住，定子组件12外的包胶材料为TSG-30/4W。

另外，所述的阀座3101的上端外侧设置有防水圈39，保证安装的密封性。

工作原理：电子膨胀阀开始工作前，流体介质经阀针381下端的平衡流道，进而通过螺纹间隙进入阀体上腔，由于有隔磁管34的存在，流体介质会充满整个阀座总成3的上腔体，从而降低了阀针381上下两侧的压差，减小阀针381运动阻力，且由于有主密封环384和O型圈385的存在，使流体介质不会向外发生泄漏。

电子膨胀阀开始工作时，液态高压的流体介质经过阀口节流后，会使得高压的流体介质压力下降，变为气液混合态的流体介质，同时放出热量。出口端的温度-压力传感器会将采集到的温度信号和压力信号输入到控制器，控制器根据相关的控制程序经过计算后输出信号至电子膨胀阀，控制定子组件 12中的绕组线圈122内的电流大小发生改变，从而控制定子组件12产生变化的激励磁场，磁转子352在激励磁场的作用下发生转动，从而带动丝杆组件 35发生运动，进一步通过螺纹传递带动阀针组件38进行运动，以实现电子膨胀阀阀口的开度变化，进而达到调节流体介质的流量及压力的目的。

虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，包括定子总成(1)和阀座总成(3)，所述的定子总成(1)的下部安装有阀座总成(3)，所述的定子总成(1)包括外壳(11)和设置在外壳(11)内的定子组件(12)组成，其特征在于，所述的阀座总成(3)包括端盖组件(31)、隔磁管(34)、阀针组件(38)和阀座组件(310)，所述的隔磁管(34)设置在阀座组件(310)的上端并插入到定子总成(1)内，所述的隔磁管(34)的内部设置有丝杆组件(35)，所述的端盖组件(31)位于隔磁管(34)上端并由端盖(311)、杯式轴承(312)和弹簧压片(313)组成，所述的弹簧压片(313)将杯式轴承(312)固定在端盖(311)中部的杯式内腔(a)内，所述的丝杆(353)的上端插入到杯式轴承(312)内，所述的杯式轴承(312)的下端与丝杆组件(35)之间安装有柔性石墨垫片(33),所述的阀针组件(38)内设置有阀针(381)，所述的阀针(381)的内部挖空且下端居中开有平衡流道，所述的阀针(381)的内部安装有螺母嵌件(386)，所述的螺母嵌件(386)的上端开有中心螺纹孔，所述的阀针(381)的上端嵌入安装有嵌块(382)以对螺母嵌件(386)进行限位，所述的螺母嵌件(386)的下端安装有阀针弹簧(387)，所述的丝杆组件(35)内的丝杆(353)轴向插入到阀针(381)的中心螺纹通孔内，所述的丝杆(353)与阀针(381)之间留有螺纹间隙。

2.根据权利要求1所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的丝杆组件(35)包括上耐磨环(32)、下耐磨环(36)、磁转子支撑架(351)、磁转子(352)以及丝杆(353)组成，其中所述的磁转子支撑架(351)注塑在丝杆(353)上，所述的磁转子(352)粘结在磁转子支撑架(351)上，所述的磁转子支撑架(351)上下均设置有卡槽，所述的上耐磨环(32)和下耐磨环(36)的卡爪卡在相应的卡槽内。

3.根据权利要求1所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：还包括阀针套组件(37)，所述阀针套组件(37)包括滚珠轴承(371) 以及阀针套(372)，所述的滚珠轴承(371)装入阀针套(372)的内凹台阶处。

4.根据权利要求3所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的阀针套(372)的上端位于内凹台阶的沿口处有个高起的旋铆收口部，以轴向固定滚珠轴承(371)，所述的阀针套(372)的两侧开有两道限位槽(372a)，所述的阀针(381)的上端伸入到限位槽(372a)进行轴向滑动。

5.根据权利要求4所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的阀针(381)的外侧设置有密封结构，所述的密封结构为主密封环(384)和设置在主密封环(384)外侧的O型圈(385)，所述的主密封环(384)的上侧轴向设置有压环(383)，所述的阀针(381)上部两侧设置有嵌入到限位槽(372a)内的滑块(381a)。

6.根据权利要求1所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的阀座组件(310)由阀座(3101)和阀底座(3102)组成，所述的阀底座(3102)设置在阀座(3101)的下端，所述的阀座(3101)的上端与隔磁管(34)焊接连接。

7.根据权利要求1所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的定子总成(1)由外壳(11)与定子组件(12)组成，所述的定子组件(12)由定子外壳(121)、绕组线圈(122)、骨架(123)、电磁极板(124)和Pin针(125)组成，所述的定子外壳(121)和电磁极板(124)上有定位孔，所述的骨架(123)上有定位销，所述的定子外壳(121)和电磁极板(124)与骨架(123)通过均定位孔和定位销插接连接，所述的绕组线圈(122)缠绕在骨架(123)上，所述的Pin针(125)固定在骨架(123)上，所述的Pin针(125)的一头与绕组线圈(122)相连接，另一端外接通信通道。

8.根据权利要求6所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的阀座(3101)的上端外侧设置有防水圈(39)。

9.根据权利要求6所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的嵌块(382)与阀针(381)的顶面之间通过环缝焊接相连。

10.根据权利要求2所述的具有导向缓冲作用的大口径电子膨胀阀，其特征在于：所述的杯式轴承(312)的下端面开有一圈截面呈三角形的沟槽(b)。

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