CN218326225U - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于控制阀技术领域，具体涉及一种电子膨胀阀。该电子膨胀阀具有阀壳，阀壳内具有动力腔、溢流腔、进液腔、排液腔；进液腔的腔壁上设有进液口供液体流入；排液腔的腔壁上设有排液口供液体排出；溢流腔腔壁上设有溢流口供液体溢出，在溢流通路上设有溢流阀；在溢流腔与进液腔之间设有第一通孔，在进液腔与排液腔之间设有第二通孔；第一通孔与第二通孔截面大小相同且正对设置；在第一通孔与第二通孔内可滑动地设有活塞；在活塞侧壁上设有螺旋槽，且该螺旋槽不与活塞的前端面连通；动力腔内设有动力组件，该动力组件带动活塞向前后运动。该电子膨胀阀流量控制方便准确，可靠性佳，故障率低，使用寿命长。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

本实用新型属于控制阀技术领域，具体涉及一种电子膨胀阀。

背景技术

在空调、冰箱、热泵热水器等各类制冷/制热设备中，通常采用电子膨胀阀调节流体的流量。

电子膨胀阀通常包括带有步进电机的马达和作为执行部件的阀体部件两部分，阀体部件包括带有制冷剂流路进口和流路出口的阀本体、置于阀本体内腔中的阀芯和带有阀口部的阀芯座，通过对驱动部件的马达输入脉冲信号，来驱动阀芯相对阀口部作移动，从而改变阀口部的制冷剂流量，达到调节流路出口的制冷剂流量以控制空调或冰箱中的热交换平衡。所以电子膨胀阀中的流量曲线是关键的技术特征，直接决定制冷系统工作效率。

在当前的电子膨胀阀产品中，线圈通入电流时，产生磁场，使得磁质伸缩材料驱动杆伸长，推动位移传递杆动作，位移传递杆推动阀杆绕转轴运动，使得阀杆与进液口的距离发生变化。调节线圈中电流的大小，即可调节阀杆与进液口的距离，从而控制制冷剂的流量。这类电子膨胀阀虽然制造成本相对较低、结构简单，但控制精度较低、密封性能得较差、能量损失较高。电子膨胀阀中靠阀针与阀座反复触碰来实现开闭转换，容易引起接触部位变形和破坏，导致流量不稳定，长期触碰也可能少量金属碎片和粉末从触碰部位剥落，引起阀针动作不良。此外，在阀门启动或者锁止瞬间，液体的“水锤”效应对阀门和管道产生较大的冲击作用，导致故障率增加，使用寿命严重受限。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种电子膨胀阀。

本实用新型提供的电子膨胀阀，具有阀壳，阀壳内分隔成多个腔室，包括动力腔、溢流腔、进液腔、排液腔；进液腔的腔壁上设有进液口供液体流入；排液腔的腔壁上设有排液口供液体排出；溢流腔腔壁上设有溢流口供液体溢出，在溢流通路上设有溢流阀；在溢流腔与进液腔之间设有第一通孔，在进液腔与排液腔之间设有第二通孔；第一通孔与第二通孔截面大小相同且正对设置；在第一通孔与第二通孔内可滑动地设有活塞；在活塞侧壁上设有螺旋槽，且该螺旋槽不与活塞的前端面连通；动力腔内设有动力组件，该动力组件带动活塞向前后运动。其中，活塞向排液腔内滑动时的运动方向记为前方，与之相反的方向记为后方。

该电子膨胀阀使用时，液体从进液口流入进液腔内，活塞前后移动。当活塞运动至靠前位置时，进液腔内的液体经螺旋槽穿过第二通孔进入到排液腔内，从排液口排出，此时为阀门打开状态。当活塞运动至靠后位置时，螺旋槽退出第二通孔，第二通孔被活塞填满，进液腔内的液体无法进入排液腔，此时为阀门关闭状态。当突然关闭阀门时，活塞快速移动到靠后位置，来自进液管中的液体在惯性作用下经螺旋槽流入溢流腔，随着溢流腔内压力升高，溢流阀打开并释放压力，从而保护管路和阀门结构。由于活塞表面设置的是螺旋槽，活塞可以比较精确地穿设在第一通孔和第二通孔中，不会产生径向晃动。而且，在活塞前后运动过程中，第一通孔和第二通孔的内表面以及活塞的外表面的磨损是均匀的，不会产生局部严重磨损，因此在长期使用过程中能够保持较高的配合精度，使用寿命长，可靠性高。

进一步地，螺旋槽中靠前的一段为调节段，调节段的截面从后往前逐渐缩小。由于调节段的存在，活塞前后运动时，活塞与第二通孔之间形成通道的截面积将发生变化，因此，通过控制活塞的位置可以对液体的流量进行控制。优选地，调节段的截面从后往前线性缩小，从而得到比较线性的流量特性曲线，以便于自动化精确控制。

进一步地，在活塞的后端面开设有向前延伸的螺纹孔；在动力腔与溢流腔之间隔设有密封件，例如密封圈、填料盒密封组件等；有一螺纹轴从动力腔穿过密封件伸入溢流腔并与螺纹孔螺纹配合连接；动力组件带动螺纹轴旋转，从而带动活塞前后运动。优选地，螺纹轴上位于密封件前方的部位具有外螺纹，其他部位不设外螺纹。

进一步地，动力组件包括主动轮、第一从动轮、第二从动轮、减速器、扭矩限制器；扭矩限制器的两端分别连接减速器的输出端和螺纹轴；减速器的输入端连接第二从动轮，第一从动轮同时啮合第二从动轮和主动轮；主动轮由电机带动旋转，电机可安装于动力腔内或动力腔外。电机通电后产生旋转驱动力，依次经第一从动轮、第二从动轮、减速器、扭矩限制器传递给螺纹轴，螺纹轴旋转带动活塞运动，控制阀门开闭和开度。其中，减速器起到减速增扭的作用；扭矩限制器在扭矩过大时发生打滑，保护电机和动力组件。

减速器可以有多种形式，例如可使用行星减速器，可以是单级或多级的，以下以单级行星减速器为例介绍一种可行的使用方法。减速器包括内齿圈、行星架、行星轮、太阳轮；内齿圈固定在动力腔内，内齿圈内可旋转地设有行星架和太阳轮，行星架上环形阵列地设有一组行星轮，内齿圈啮合在行星轮的周围，太阳轮啮合在行星轮的中央；行星架与扭矩限制器轴连接，太阳轮与第二从动轮轴连接。

进一步地，溢流口优选连接排液腔形成溢流通路。阀门突然关闭时，从溢流口溢出的少量液体可以直接导入排液腔，从而防止“水锤”效应。当然，也可以排入到其他地方，例如设置额外的收储罐或直接放空（适用于水等无毒无害介质）。

进一步地，溢流阀为单向阀，溢流腔内液体压力超过溢流阀的最大限制压力时溢出。

进一步地，溢流阀包括阀管和设于阀管内的阀珠、压簧；阀管整体呈圆管状，一端具有喇叭状缩口，压簧将阀珠压合在喇叭状缩口处。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的电子膨胀阀，流量控制方便准确，可靠性佳，故障率低，使用寿命长。其工作时通过活塞移动改变螺旋槽的通断和过流面积，能够对流量进行准确控制。其工作时流体控制部位不发生碰撞，流体控制部位不变形，不易产生金属碎片。其工作时各运动部位表面磨损均匀，不存在局部集中磨损，能够长期维持较高的配合精度。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图。

图2、3、4为图1的局部示意图。

图5为活塞的结构示意图。

图6为本实用新型处于关闭状态的结构示意图。

图中，阀壳1、动力腔11、溢流腔12、进液腔13、排液腔14、进液口2、排液口3、溢流口4、溢流阀41、第一通孔15、第二通孔16、活塞5、螺旋槽51、电机8、动力组件9、调节段511、螺纹孔52、密封件6、螺纹轴7、主动轮91、第一从动轮92、第二从动轮93、减速器94、扭矩限制器95、内齿圈941、行星架942、行星轮943、太阳轮944、阀管411、阀珠412、压簧413。

具体实施方式

下面通过实施例进一步阐明本实用新型，旨在更清楚地说明本实用新型的技术方案，而不应理解为是一种限制。

除非另有定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应理解为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例1

一种电子膨胀阀，如图1至6所示，具有阀壳1，阀壳1内分隔成多个腔室，包括动力腔11、溢流腔12、进液腔13、排液腔14；进液腔13的腔壁上设有进液口2供液体流入；排液腔14的腔壁上设有排液口3供液体排出；溢流腔12腔壁上设有溢流口4供液体溢出，在溢流通路上设有溢流阀41；在溢流腔12与进液腔13之间设有第一通孔15，在进液腔13与排液腔14之间设有第二通孔16；第一通孔15与第二通孔16截面大小相同且正对设置；在第一通孔15与第二通孔16内可滑动地设有活塞5；在活塞5侧壁上设有螺旋槽51，且该螺旋槽51不与活塞5的前端面连通；动力腔11内设有动力组件9，该动力组件9带动活塞5向前后运动。其中，活塞5向排液腔14内滑动时的运动方向记为前方，与之相反的方向记为后方。

本实施例中，螺旋槽51中靠前的一段为调节段511，调节段511的截面从后往前逐渐缩小。

本实施例中，在活塞5的后端面开设有向前延伸的螺纹孔52；在动力腔11与溢流腔12之间隔设有密封件6；有一螺纹轴7从动力腔11穿过密封件6伸入溢流腔12并与螺纹孔52螺纹配合连接；动力组件9带动螺纹轴7旋转。螺纹轴7上位于密封件6前方的部位具有外螺纹，其他部位不设外螺纹。

本实施例中，动力组件9包括主动轮91、第一从动轮92、第二从动轮93、减速器94、扭矩限制器95；扭矩限制器95的两端分别连接减速器94的输出端和螺纹轴7；减速器94的输入端连接第二从动轮93，第一从动轮92同时啮合第二从动轮93和主动轮91；主动轮由电机8带动旋转。

本实施例中，减速器94为行星减速器，包括内齿圈941、行星架942、行星轮943、太阳轮944；内齿圈941固定在动力腔11内，内齿圈941内可旋转地设有行星架942和太阳轮944，行星架942上环形阵列地设有一组行星轮943，内齿圈941啮合在行星轮943的周围，太阳轮944啮合在行星轮943的中央；行星架942与扭矩限制器95轴连接，太阳轮944与第二从动轮93轴连接。

本实施例中，溢流口4连接排液腔14形成溢流通路。

本实施例中，溢流阀41为单向阀。该溢流阀41包括阀管411和设于阀管411内的阀珠412、压簧413；阀管411整体呈圆管状，一端具有喇叭状缩口，压簧413将阀珠412压合在喇叭状缩口处。

以上实施方式是示例性的，其目的是说明本实用新型的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电子膨胀阀，其特征在于：具有阀壳（1），阀壳（1）内分隔成多个腔室，包括动力腔（11）、溢流腔（12）、进液腔（13）、排液腔（14）；进液腔（13）的腔壁上设有进液口（2）供液体流入；排液腔（14）的腔壁上设有排液口（3）供液体排出；溢流腔（12）腔壁上设有溢流口（4）供液体溢出，在溢流通路上设有溢流阀（41）；在溢流腔（12）与进液腔（13）之间设有第一通孔（15），在进液腔（13）与排液腔（14）之间设有第二通孔（16）；第一通孔（15）与第二通孔（16）截面大小相同且正对设置；在第一通孔（15）与第二通孔（16）内可滑动地设有活塞（5）；在活塞（5）侧壁上设有螺旋槽（51），且该螺旋槽（51）不与活塞（5）的前端面连通；动力腔（11）内设有动力组件（9），该动力组件（9）带动活塞（5）向前后运动；

其中，活塞（5）向排液腔（14）内滑动时的运动方向记为前方，与之相反的方向记为后方。

2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于：螺旋槽（51）中靠前的一段为调节段（511），调节段（511）的截面从后往前逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于：在活塞（5）的后端面开设有向前延伸的螺纹孔（52）；在动力腔（11）与溢流腔（12）之间隔设有密封件（6）；有一螺纹轴（7）从动力腔（11）穿过密封件（6）伸入溢流腔（12）并与螺纹孔（52）螺纹配合连接；动力组件（9）带动螺纹轴（7）旋转。

4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于：动力组件（9）包括主动轮（91）、第一从动轮（92）、第二从动轮（93）、减速器（94）、扭矩限制器（95）；扭矩限制器（95）的两端分别连接减速器（94）的输出端和螺纹轴（7）；减速器（94）的输入端连接第二从动轮（93），第一从动轮（92）同时啮合第二从动轮（93）和主动轮（91）；主动轮由电机（8）带动旋转。

5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于：减速器（94）为行星减速器，包括内齿圈（941）、行星架（942）、行星轮（943）、太阳轮（944）；内齿圈（941）固定在动力腔（11）内，内齿圈（941）内可旋转地设有行星架（942）和太阳轮（944），行星架（942）上环形阵列地设有一组行星轮（943），内齿圈（941）啮合在行星轮（943）的周围，太阳轮（944）啮合在行星轮（943）的中央；行星架（942）与扭矩限制器（95）轴连接，太阳轮（944）与第二从动轮（93）轴连接。

6.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于：溢流口（4）连接排液腔（14）形成溢流通路。

7.根据权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于：溢流阀（41）为单向阀。

8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于：溢流阀（41）包括阀管（411）和设于阀管（411）内的阀珠（412）、压簧（413）；阀管（411）整体呈圆管状，一端具有喇叭状缩口，压簧（413）将阀珠（412）压合在喇叭状缩口处。

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