CN219176971U - 流量调节阀及其阀座、车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种流量调节阀及其阀座、车辆，该阀座上设置有阀口，阀口包括相连的第一阀口段和第二阀口段，第一阀口段相较于第二阀口段更靠近流量调节阀的阀芯腔，第二阀口段的内壁设置有用于与阀针的第一部分配合的旋转曲面，旋转曲面的旋转轴线为阀口的中心线，旋转曲面的母线为曲线，阀针处于关闭阀口的位置时，第一阀口段的内壁与阀针接触密封，阀针的第一部分位于第二阀口段内。如此，有利于在流量调节阀开启的初始阶段提升对流量的调节效果。此外，通过合理设计第二阀口段的曲面形状及阀针的形状，有利于精准调节流量、减少流量调节阀的空化、使流体更加稳定的流动及减小噪音。

Description

流量调节阀及其阀座、车辆

技术领域

本公开涉及流量调节部件技术领域，具体地，涉及一种流量调节阀及其阀座、车辆。

背景技术

在车辆上，流量调节阀(如电子膨胀阀)可以应用在车辆的热管理系统中，流量调节阀设置有阀口和与阀口配合的阀针，通过使阀针接近或者远离阀口，可以调节阀口的流通面积，以实现制冷剂流量的调节。

然而，在现有的流量调节阀中，受限于现有的结构设计，在开启的初始阶段(如电子膨胀阀的低脉冲阶段)，流量变化不明显，对流量调节效果并不明显。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种流量调节阀及其阀座、车辆，利用该阀座，有利于在流量调节阀开启的初始阶段提升对流量的调节效果。

为了实现上述目的，本公开提供一种流量调节阀的阀座，所述阀座上设置有阀口，该阀口用于与流量调节阀的阀针配合，所述阀口包括相连的第一阀口段和第二阀口段，所述第一阀口段相较于所述第二阀口段更靠近所述流量调节阀的阀芯腔；

所述第二阀口段的内壁上用于与所述阀针的第一部分配合的部分设置有旋转曲面，所述旋转曲面的旋转轴线为阀口的中心线，所述旋转曲面的母线为曲线，其中，所述阀针处于关闭阀口的位置时，所述第一阀口段的内壁与所述阀针接触密封，所述阀针的所述第一部分位于所述第二阀口段。

可选地，所述旋转曲面的母线为朝向靠近所述阀口的中心线方向凸出的弧线段，该弧线段远离所述第一阀口段的一端与所述阀口的中心线的距离大于该弧线段靠近所述第一阀口段的另一端与所述阀口的中心线的距离。

可选地，所述弧线段的曲率半径为3.5～6.2mm。

可选地，所述弧线段在所述阀口的轴向上的长度为0.5～4.7mm。

可选地，所述弧线段在所述阀口的轴向上的长度设置为与所述第一部分的长度之比为1.1～2.5。

可选地，所述第一阀口段构造为锥形孔，所述锥形孔的小端与所述第二阀口段直接相连。

可选地，所述第一阀段的内壁与所述旋转曲面直接相连。

可选地，所述阀座为镶件，用于镶嵌在流量调节阀的阀体内。

可选地，所述阀口与所述阀体上的第一开口连通，所述第二阀口段的内壁与所述第一开口的内壁直接相连，并且，所述阀口的内壁与所述第一开口的内壁具有相同的曲率。

可选地，所述阀座设置为一体成型在流量调节阀的阀体上。

根据本公开的另一方面，提供一种流量调节阀，包括上述的阀座和阀针。

根据本公开的又一方面，提供一种车辆，包括上述的流量调节阀。

在本公开提供的阀座中，由于第二阀口段与阀针的配合的部分为母线为曲线的旋转曲面，没有平直段，因此，有利于在阀针开启瞬间使流量变化，更快地调节流量，以达到流量调节需求，提高了流量调节阀的响应速度。换言之，当在流量阀开启的初始阶段(如膨胀阀的低脉冲阶段)，一旦阀针移动，有利于使流体的流量变化相对较为明显，使得流量曲线中不存在流量值不变的区间，从而可以充分利用低脉冲区域进行流量调节，扩大了电子膨胀阀的调节范围，起到了快速控制流量的作用。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施例提供的阀座的立体结构示意图；

图2是本公开一种实施例提供的阀座的纵向剖视示意图；

图3是本公开一种实施例提供的与阀针呈配合状态的阀座的纵向剖视示意图，其中，阀口处于被阀针封闭的状态；

图4是本公开另一种实施例提供的阀座的立体结构示意图；

图5是本公开另一种实施例提供的阀座的主视示意图；

图6是本公开另一种实施例提供的阀座的纵向剖视示意图；

图7是本公开另一种实施例提供的与阀针呈配合状态的阀座的纵向剖视示意图，其中，阀口处于被阀针封闭的状态；

图8是本公开一种实施例提供的流量调节阀的纵向剖视示意图；

图9是本公开另一种实施例提供的流量调节阀的纵向剖视示意图，其中，流量调节阀处于分解状态；

图10是本公开一种实施例提供的阀针的立体结构示意图；

图11是本公开一种实施例提供的阀针的纵向剖视示意图。

附图标记说明

1000-流量调节阀；100-阀座；10-阀口；11-第一阀口段；111-锥形孔的内壁；12-第二阀口段；121-弧线段；13-阀口的中心线；200-阀针；210-密封段；211-第三弧线段；220-调节段；221-第一弧线段；222-第二弧线段；230-阀针的中心线；310-铁芯罩；320-磁转子；330-锁止块；340-螺杆；350-限位弹簧；400-阀芯；510-阀针筒盖；520-阀针弹簧；600-阀体；610-阀芯腔；620-第一开口；630-第二开口；710-第一密封圈；720-第二密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指是以附图的图面方向定义的，“内、外”是指相关零部件的内外，另外，所使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如上文提及的，对于现有技术中的流量调节阀，以电子膨胀阀为例，在阀针开启的初始阶段，即在低脉冲阶段，对流量调节的效果并不明显。研究发现，现有技术中的电子膨胀阀在低脉冲阶段不能有效调节电子膨胀阀的流量的主要原因在于，阀口的内壁与阀针对应的部分存在平直段，导致在阀针在低脉冲阶段或阀针移动量较小时，阀针与阀口的对应部分之间的间隙变化不大，导致在该阶段不能精确调节流量。

鉴于此，如图1至图11所示，本公开提供了阀座100及包括该阀座100的流量调节阀1000，该流量调节阀1000包括但不限于电子膨胀阀。

该流量调节阀1000还包括阀针200，阀座100上设置有阀口10，该阀口10用于与流量调节阀1000的阀针200配合，阀口10包括相连的第一阀口段11和第二阀口段12，第一阀口段11相较于第二阀口段12更靠近流量调节阀1000的阀芯腔610，即，第二阀口段12位于第一阀口段11的外侧，在阀针200处于关闭阀口10的位置时，第一阀口段11的内壁与阀针200的外壁接触密封，例如，第一阀口段11的内壁用于与阀针200的密封段210的外壁接触密封，即第一阀口段11相当于形成了阀口10的密封部，第二阀口段12用于与阀针200配合，以调节流量，例如，第二阀口段12用于与容纳阀针200的调节段220，并用于与调节段220配合，以限定出阀口10的通流流道。如此，当阀针200(如阀针200的调节段220)在第二阀口段12内移动时，将调节第二阀口段12的通流面积。第二阀口段12的内壁上用于与阀针200的第一部分配合的部分设置有旋转曲面，旋转曲面的旋转轴线为阀口的中心线13，旋转曲面的母线为曲线，其中，在阀针200处于关闭阀口10的位置时，第一阀口段11的内壁与阀针200(阀针200的密封段210)接触密封，阀针200的第一部分位于第二阀口段12内，换言之，对第二阀口段12，其与阀针200的第一部分(如调节段220)配合形成流体通道的部分上设置有母线为曲线的旋转曲面。

可以理解的是，第二阀口段12的内壁上与第一部分配合的部分可以全部形成为母线为曲线的旋转曲面，例如，参见图3，在阀口10的轴向上，该旋转曲面可以从第二阀口段12与第一阀口段11相连的位置延伸至超过与阀针200的调节段220的下端对齐的位置，或者，第二阀口段12的内壁上与第一部分配合的部分可以仅有一部分形成为母线为曲线的旋转曲面。此外，第二阀口段12的内壁上不与阀针200配合的部分可以设置为曲面，也可以不设置为曲面，本公开对此不作限定。

在本公开中，通过第一阀口段11的内壁与阀针200的外壁接触，例如，与阀针200的密封段210的曲面外壁配合，使得第一阀口段11被较好的密封，解决了阀针200与阀口10密封不紧密导致的泄漏的问题，此时，阀座100上的阀口10被关闭。当需要打开阀口10时，可以将阀针200朝向阀体600上的阀芯腔610移动，使阀针200与第一阀口段11的内壁分离。同时在阀针200移动过程中，通过改变阀针200的外壁(如调节段220的外壁)与第二阀口段12的内壁之间的间隙，即，改变通流流道的通流面积，从而改变阀口10的流通面积，实现对流量的调节。

在本公开提供的阀座100中，由于第二阀口段12与阀针200配合的部分为母线为曲线的旋转曲面，没有平直段，因此，有利于在阀针200开启瞬间使流量变化，更快地调节流量，以达到流量调节需求，提高了流量调节阀1000的响应速度。换言之，当在流量阀开启的初始阶段(如膨胀阀的低脉冲阶段)，一旦阀针200移动，有利于使流体的流量变化相对较为明显，使得流量曲线中不存在流量值不变的区间，从而可以充分利用低脉冲区域进行流量调节，扩大了电子膨胀阀的调节范围，起到了快速控制流量的作用。

此外，通过合理设计第二阀口段12的曲面形状及阀针200的形状(如调节段220的形状)，在调节段220与第二阀口段12的配合下，有利于精准调节流量、减少流量调节阀1000的空化、使流体更加稳定的流动及减小噪音。

如上文提及的，第二阀口段12的内壁可以是仅与阀针200的调节段220配合的部分是旋转曲面，也可以是整体为旋转曲面，本公开对此不作限定。可选地，如图2和图6所示，在本公开的一些实施例中，第二阀口段12的内壁构造为母线为曲线的旋转曲面，该旋转曲面的旋转轴线为阀口的中心线13，旋转曲面的母线为曲线。也就是说，在图2和图6示出的实施例中，该第二阀口段12的内壁整体呈母线为曲线的旋转曲面，如此设计，方便加工，也能够简化结构。

该旋转曲面的母线形状可以是任意适当的形状，本公开对此不作限定。例如，该旋转曲面的母线可以为由多个曲率不同的弧线段相连而成的样条曲线，或者，如图2和图6所示，该旋转曲面的母线可以为朝向阀口的中心线13方向凸出的弧线段121，该弧线段121远离第一阀口段11的一端(如图2和图6的图面方向的下端)与阀口的中心线13的距离大于该弧线段121靠近第一阀口段11的另一端(如图2和图6的图面方向的上端)与阀口的中心线13的距离。

即，该旋转曲面的母线可以为单个弧线段121，第二阀口段12的内壁为弧形面。如此设计，使第二阀口段12的内壁形成连续的弧形面，不会导致通流面积产生突变，可以让流体更加稳定的流动。调节时，流量曲线可以按照一定斜率上升，能较好满足膨胀阀的流量曲线要求。

本公开对弧线段121的曲率半径不作限定，作为一种可选的实施例，该弧线段121的曲率半径可以为3.5～6.2mm，在该范围内，有利于保证流量调节阀1000在开启的初始阶段的流量调节响应速度及流量调节的精确程度，可以提升对流量的调节效果。

本公开对第二阀口段12在阀口10的轴向(即流体流动的方向)上的长度以及在该方向上，与阀针200的调节段220的长度之比均不作限定。作为一种可选的实施例，第二阀口段12在阀口10的轴向上的长度可以为0.5～4.7mm，进一步地，可以为0.5～2.8mm，第二阀口段12在阀口10的轴向上的长度与阀针200的第一部分在阀口10的轴向上的长度之比可以为1.1～2.5。

在第二阀口段12包括上述的弧线段121的实施中，作为一些可选的实施例，弧线段121在阀口10的轴向上的长度可以为0.5～4.7mm，进一步地，可以为0.5～2.8mm。弧线段121在阀口10的轴向上的长度与调节段220在阀口10的轴向上的长度之比为1.1～2.5。

需要说明的是，本公开对阀针200的调节段220的长度不作限定，其可以小于第二阀口段12的长度，也可以大于第二阀口段12的长度。可选地，调节段220的长度可以为0.45～4.65mm进一步地，可以为0.45～2.8mm。

在本公开中，参见图3、图7、图8至图11，阀针200的密封段210(阀针200的第二部分)和调节段220的外壁可以均为母线为曲线的旋转曲面，具体地，调节段220的外壁可以为母线为曲线的旋转曲面，其母线可以包括第一弧线段221和第二弧线段222，第一弧线段221与第二阀口段12的内壁对应，即，在阀针200沿阀口的中心线13移动的过程中，通过改变第一弧线段221与第二阀口段12的内壁的间隙，实现对通流面积的调节。第一弧线段221朝向远离阀针的中心线230的方向凸出，其中，第一弧线段221远离第一曲面的一端与阀针的中心线230的距离大于第一弧线段221靠近第一曲面的另一端与阀针的中心线230的距离。第二弧线段222朝向远离阀针的中心线230的方向凸出，第二弧线段222的一端与第一弧线段221远离第一曲面的一端相连，第二弧线段222的另一端延伸至阀针的中心线230位置。第二弧线段222构造出的旋转曲面使得调节段220的远离密封段210的一端形成弧线端部。

可选地，第一弧线段221的曲率半径可以为0.1～0.7mm，第一弧线段221和第二弧线段222在阀针200的轴向上的长度之和可以为0.45～4.65mm，进一步地，可以为0.45～2.8mm。

在调节段220的外壁为弧形面，第二阀口段12的内壁为弧形面的实施例中，在调节段220与第二阀口段12的配合下，更加有利于快速、精准调节流量、减少流量调节阀1000的空化、使流体更加稳定的流动及减小噪音。

在本公开中，对第一阀口段11的形状不作限定，即对第一阀口段11的形状不作限定。如图2和图6所示，在本公开的一些实施例中，第一阀口段11可以构造为锥形孔，该锥形孔的小端与第二阀口段12的直接相连。

锥形孔的设计便于加工，也方便与阀针200的密封段210的外壁接触密封。

可选地，如图2和图6所示，锥形孔的内壁111与第二阀口段12的旋转曲面直接相连。如此，使得第一阀口段11的内壁与第二阀口段12的内壁之间不存在平直的内壁段，进一步保证了流量调节阀1000在调节阶段不会出现流量处于不变的情况。

可以理解的是，在本公开的其他实施例中，第一阀口段11的内壁可以为母线为曲线的旋转曲面。

其中，本公开对锥形孔的长度以及锥度均不作限定，可以根据阀针200的尺寸以及流量调节阀1000整体设计需求而定。

其中，本公开对第一阀口段11与第二阀口段12的长度之比也不作限定，具体可以设计需求而定。

参见图2至图7，在阀针200处于关闭阀口10的位置时，阀针200上由第三弧线段211旋转构造出的第一曲面与锥形孔的内壁111接触密封，阀针200上的第一弧线段221与第二阀口段12的弧形段相对，在阀针200沿阀口10的轴向移动过程中，第一弧线段221与第二阀口段12上的弧形段之间的间隙产生变化，导致阀口10的通流面积产生变化。

在本公开中，如图2、图3和图8所示，在本公开的一种实施例中，阀座100可以为镶件，用于镶嵌在流量调节阀1000的阀体600内。即，阀座100可以是单独的零件，待阀口10加工完成之后，再将阀座100装配在阀体600内。如此设计，方便加工阀口10，同时可以保证第一阀口段11和第二阀口段12的内壁形状及加工精度满足要求，尤其是在图3示出的第一阀口段11为锥形孔，第二阀口段12的内壁为弧形曲面的实施例中，锥形孔的内壁111与弧形曲面需要较高的加工精度来保证密封的可靠性以及精准的流量控制，将阀座100为镶件，有利于使加工精度要求较高的锥形孔的内壁111和弧形曲面满足设计要求，更容易保证精度。同时也有利于减小阀座100的体积。

安装时，参见图8，可以件阀座100底面与阀体600内部用于容纳阀座100的腔体的底面贴合定位。此时，阀口10与阀体600上的第一开口620连通。

可选地，第二阀口段12的内壁与第一开口620的内壁直接相连，阀口10的内壁与第一开口620的内壁具有相同的曲率。在本实施例中，由于第二阀口段12的内壁与第一开口620的内壁曲率相同，当两者为图8示出的曲面时，两者之间没有平直部，也没有凸起或凹槽，当第一开口620的内壁也参与到流量调节时，可以在阀针200开启瞬间，更快地调节流量，使得流量曲线中不存在流量值不变的区间，同时也避免流量调节的突变。

可以理解的是，在本公开的其他实施例中，阀座100可以是与阀体600一体成型的结构。例如，参见图6、图7及图9，阀座100与阀体600为一体，阀口10即为阀体600的第一开口620。

本公开对流量调节阀1000的具体结构不作限定，如图8和图9所示，在本公开中，流量调节阀1000可以为一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀除了包括上述的阀座100和阀针200外，还可以包括铁芯罩310、磁转子320、锁止块330、螺杆340(如金属螺杆)、限位弹簧350、阀芯400、阀针筒盖510、阀针弹簧520及阀体600。阀体600上形成有第一开口620和第二开口630。在图8中，阀座100设置于第一开口620的位置，且阀座100上的阀口10与第一开口620对应，在图9中，阀座100的阀口10即为第二开口630，阀针200用于调节阀口10的通流面积，从而调节第一开口620与第二开口630之间的流通量。

阀芯400罩的下端开放，并与阀体600的上端相连，阀体600上设置有用于容纳阀芯400的阀芯腔610，阀芯400的下部固定在该阀芯腔610内，阀芯400的上部伸入至铁芯罩310内，磁转子320位于铁芯罩310内并套设在阀芯400的外部。阀芯400上设置有沿其轴向延伸的通孔，该通孔的下端与阀芯400下端用于容纳阀针200的容纳腔连通，螺杆340设置在通孔内，螺杆340的上端穿出阀芯400上端面的部分通过锁止块330与磁转子320固定，螺杆340的下端位于容纳腔内。通孔内设置有内螺纹段，螺杆340上设置有外螺纹段，阀芯400与螺杆340构造成丝杠螺母机构。阀针200远离阀座100的一端形成有上端开放的阀针腔，阀针筒盖510盖设在阀针200的上端，阀针弹簧520的下端抵接于阀针腔的底壁，阀针弹簧520的上端与穿过阀针200盖的螺杆340抵接。

工作时，可以由电磁线圈控制磁转子320的旋转，磁转子320带动螺杆340转动，由于螺杆340与阀芯400构造为丝杠螺母机构，阀芯400固定，使得螺杆340在转动的同时朝着靠近或者远离阀针弹簧520的方向移动，从而使阀针200接近或者远离阀座100上的阀口10，进而调节阀口10上第二阀口段12的流通面积，以实现对流量的调节。

如图8和图9所示，流量调节阀1000还包括第一密封圈710和第二密封圈720，阀体600的侧壁上设置有第一环形凹槽和第二环形凹槽，第一密封圈710设置于第一环形凹槽，第二密封圈720设置于第二凹槽，第一密封圈710和第二密封圈720用于密封阀体600与外部壳体之间的间隙。

如图8和图9所示，阀针弹簧520的上端面抵接螺杆340球头，阀针弹簧520的下端面抵接阀针200腔的底壁，阀针200盖将螺杆340球头固定在阀针200腔内。阀针筒盖510的外侧壁与阀针200的内侧壁密封固定。阀针200的外侧壁与阀芯400的内侧壁间隙配合，阀针200在容纳腔内上下运动，阀针200的外侧壁与阀体600的内侧壁没有配合关系。阀针200的外侧壁设置有气流通道，使阀针200外侧壁的上下腔体连通，防止运动真空现象导致阀针200运动不畅。阀针弹簧520的上端面设置有向中心弯折线段，弯折线段通过磨平工艺加工，如此，在抵接螺杆340球头时可有效改善螺杆340转动阻力，减小转动异响。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆包括上述的流量调节阀1000。该流量调节阀1000可以应用于车辆的上的热管理系统，例如，可以用在车辆的空调系统、电池冷却或加热系统等，以用于调节制冷剂的流量。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种流量调节阀的阀座，其特征在于，所述阀座上设置有阀口，该阀口用于与流量调节阀的阀针配合，所述阀口包括相连的第一阀口段和第二阀口段，所述第一阀口段相较于所述第二阀口段更靠近所述流量调节阀的阀芯腔；

所述第二阀口段的内壁设置有用于与所述阀针的第一部分配合的旋转曲面，所述旋转曲面的旋转轴线为阀口的中心线，所述旋转曲面的母线为曲线；

其中，所述阀针处于关闭阀口的位置时，所述第一阀口段的内壁与所述阀针接触密封，所述阀针的所述第一部分位于所述第二阀口段内。

2.根据权利要求1所述的阀座，其特征在于，所述旋转曲面的母线为朝向靠近所述阀口的中心线方向凸出的弧线段，该弧线段远离所述第一阀口段的一端与所述阀口的中心线的距离大于该弧线段靠近所述第一阀口段的另一端与所述阀口的中心线的距离。

3.根据权利要求2所述的阀座，其特征在于，所述弧线段的曲率半径为3.5～6.2mm。

4.根据权利要求3所述的阀座，其特征在于，所述弧线段在所述阀口的轴向上的长度为0.5～4.7mm。

5.根据权利要求2所述的阀座，其特征在于，所述弧线段在所述阀口的轴向上的长度设置为与所述第一部分的长度之比为1.1～2.5。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的阀座，其特征在于，所述第一阀口段构造为锥形孔，所述锥形孔的小端与所述第二阀口段直接相连。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的阀座，其特征在于，所述第一阀口段的内壁与所述旋转曲面直接相连。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的阀座，其特征在于，所述阀座为镶件，用于镶嵌在流量调节阀的阀体内。

9.根据权利要求8所述的阀座，其特征在于，所述阀口与所述阀体上的第一开口连通，所述第二阀口段的内壁与所述第一开口的内壁直接相连，并且，所述阀口的内壁与所述第一开口的内壁具有相同的曲率。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的阀座，其特征在于，所述阀座设置为一体成型在流量调节阀的阀体上。

11.一种流量调节阀，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的阀座和阀针。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求11所述的流量调节阀。

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