CN2787942Y - 一种减速式电子膨胀阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电子膨胀阀，适用于变频空调、商用空调、小型中央空调、冷藏食品陈列柜及恒温恒湿等设备，属于空调制冷技术领域。结构包括步进电机、减速机构和阀体；减速机构安装在壳体上，在壳体上面固定有步进电机；减速机构一端齿轮与步进电机的齿轮轴啮合，另一端齿轮与螺纹轴啮合；所述的壳体通过阀体接头与阀体连接，所述阀体接头中间设有轴孔，所述螺纹轴的上端通过轴座可旋转固定，其下端穿出阀体接头的轴孔与阀体内的阀针顶端相顶持。步进电机带动减速齿轮组传递动力，与波纹管一起对阀针升程进行调节。减速齿轮组的减速作用，增加了输出转矩，使得较小的电磁力获得足够大的输出力矩，可以满足大口径和新型制冷剂的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子膨胀阀，特别涉及一种减速式电子膨胀阀，适用于变频空调、商用空调、小型中央空调、冷藏食品陈列柜及恒温恒湿等设备，属于空调制冷技术领域。
技术背景
目前，在制冷系统中，电子膨胀阀作为新一代制冷节流装置受到制冷行业的青睐，尤其在小型商用空调和中央空调的领域应用很广。另外新型制冷剂R407c和R410a将有取代对大气臭氧层有破坏作用的制冷剂R22的趋势，给电子膨胀阀带来了一些新的要求。电子膨胀阀通过调节其阀孔的开度，进而来调节冷(热)系统的流量。一般来说，中央空调每个末端的冷量相对于壁挂分体式空调器的要大，所用电子膨胀阀的口径要求也相应增大。然而，电子膨胀阀的口径增大后，电子膨胀阀的驱动力要相应增加。对于采用新型制冷剂R407c和R410a的空调，系统压力比原来R22的要高，同样也要求增加电子膨胀阀的驱动力。上述两种也可以通过减少螺纹的传动摩擦来增加电子膨胀阀的驱动力。
现有的电子膨胀阀分为直动式电子膨胀阀和减速式电子膨胀阀两种。
增加直动式电子膨胀阀的驱动力可以从两个方面入手：一方面是提高定子线圈的电流，另一方面是增加转子的磁性。若提高定子线圈的电流，则线圈温升过高，会影响线圈及转子的寿命，同时转子所产生的磁化磁场不会因定子电流的增加而无限增加；若增加转子的磁性，则受到材料特性及充磁夹具电流的限制。
增加减速式电子膨胀阀的驱动力也有两种方法，一是电机的功率；二是增大减速齿轮组的减速比。
减小螺纹传动摩擦就需要提高螺纹表面处理方法或选用新型螺纹副材料，但这又同时增加了生产厂家的加工难度和提高了成本费用。
实用新型专利97243335.X，公开了一种家用空调用直动式电子膨胀阀，该膨胀阀是利用与步进电机转子相直连的阀杆转动，使阀杆前端所带的阀针做上下运动，从而控制阀孔的开度，由于该结构中步进电机直连阀杆，使得阀体结构紧凑、体积小，但由于步进电机的直接作用，使阀孔的开度是步进的，不是连续的。而总体的密闭效果也不理想。
实用新型专利92234967.3，公开了一种用微机控制的驱动电子膨胀阀，该电子膨胀阀利用步进电机啮合一级减速齿轮进而传动位于波纹管下的阀针做上下运动，从而调节阀孔的开度。此种电子膨胀阀的结构体积仍然很大，而且其对波纹管的技术性能要求较高，以现有的技术水平，很难加工出来。
发明内容
本实用新型提供了一种驱动力大、适用流量范围广的减速式电子膨胀阀。本实用新型的电子膨胀阀通过增大减速齿轮组的减速比，来达到增加转轴的扭矩的目的。使本实用新型能够适用于新型冷剂R407c或R410a的空调系统，而且也能适用中央空调等大功率压缩机需要。
为实现上述目的，本实用新型的发明构思如下：通过驱动电源给步进电机一定的开阀或关阀脉冲，带动与步进电机的齿轮轴啮合的减速齿轮组，减速齿轮组与螺纹轴一起转动，带动螺纹轴的上下移动，从而推动下端装有阀针的阀芯轴组件做上下运动，从而达到控制阀口冷媒流量的目的。该制冷系统调节平滑稳定，流量曲线和直动式电子膨胀阀比较更接近于线性。
本实用新型采用下述技术方案予以实现的：一种减速式电子膨胀阀，包括步进电机1、减速机构2和阀体3，所述步进电机1上的导线11与导线连接件12联接，所述阀体3内设有阀针31和波纹管32，阀针31的上端套在波纹管32内；其特征在于：所述减速机构2安装在壳体4上，在壳体4的上面固定有步进电机1；所述减速机构2由减速齿轮组21和螺纹轴22构成，减速齿轮组21的一端齿轮与步进电机1的齿轮轴13啮合，另一端齿轮与螺纹轴22啮合；所述的壳体4通过阀体接头5与阀体3连接，所述阀体接头5中间设有轴孔51，所述螺纹轴22的上端通过轴座41可旋转固定，其下端穿出阀体接头5的轴孔51与阀体3内的阀针31的顶端相顶持。
所述轴孔51上设有与螺纹轴22相应的螺纹，螺纹轴22通过其上的螺纹固定在阀体接头5上，阀体接头5的上端固定在壳体4的底部。
所述阀体3的上部设有外螺纹，通过螺母与阀体接头5固定。
所述螺纹轴22的上端安装有轴承23，所述轴承23和螺纹轴22的接触面为台阶状。
所述减速齿轮组21由三级减速齿轮构成，减速比的范围在20∶1～40∶1。
所述螺纹轴22的下端设有球状滚珠24。
所述螺纹轴22采用具有高硬度、高精度、高耐磨性及有自润滑性的不锈钢或者铝青铜。
所述阀针31为分体结构，上、下两部分通过粘结固定。
所述阀针31的下部与阀体3的内腔33之间留有间隙。
在波纹管32的上端设有波纹管座34。
所述波纹管32材料选用铍青铜，侧壁为均匀凸起结构，在波纹管32的拉伸长度内，波纹管的弹性系数范围为7.5～10N/mm，有效波数8～12波，波纹管厚度为0.1～0.15mm。
所述步进电机1上的导线11与导线连接件12的连接方式是双排排针的包络式搭接形式。
本实用新型中增加电了膨胀阀驱动力的方案是通过增大减速齿轮组的减速比来实现的。它通过直流步进电机带动减速齿轮组传递动力，与波纹管一起对阀针升程进行调节。减速齿轮组的减速作用，大大增加了输出转矩，使得较小的电磁力获得足够大的输出力矩，可以满足大口径和新型制冷剂的要求。本实用新型的电子膨胀阀具有节能、噪音小、动作响应快、冷媒流量调节范围宽、可靠性和可控性高的优点，可获得广泛应用。
因为本实用新型采用的波纹管32结构本身具有弹性和密封功能，不仅能快速准确地控制阀针31与阀口之间的开度，不会因阀针31的偏差而卡死阀口，同时能克服直动式电子膨胀阀转子转动时左右摆动现象。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型减速机构的结构示意图；
图3为本实用新型图1中的波纹管的结构示意图；
图4a为本实用新型步进电机引线与导线接线的单排排针结构示意图；
图4b为本实用新型步进电机引线与导线接线的单排排针焊接方式结构示意图；
图5a为本实用新型步进电机引线与导线接线的双排排针结构示意图；
图5b为本实用新型步进电机引线与导线接线的双排排针焊接方式结构示意图。
具体实施方式
图1和图2所示，一种减速式电子膨胀阀，包括步进电机1、减速机构2和阀体3。所述步进电机外部罩有电机罩14，步进电机1上的导线11与导线连接件12联接，导线连接件12的下端插入线束组件，并用环氧灌封。接受来自变频系统微处理机的驱动脉冲信号。所述减速机构2安装在壳体4上，在壳体4的上面固定有步进电机1。所述减速机构2由减速齿轮组21和螺纹轴22构成，所述减速齿轮组21的一端齿轮与步进电机1的齿轮轴13啮合，另一端齿轮与装有齿轮的螺纹轴22啮合。在壳体4的底壁有一孔，在该孔内安装有阀体接头5，阀体接头5的上端固定在壳体4上。所述阀体3的上部设有外螺纹，通过螺母6与阀体接头5的下端固定。所述阀体3内设有阀针31和波纹管32，阀针31的上端套在波纹管32内，在波纹管32的上端设有波纹管座34。阀体接头5的中间设有轴孔51，在轴孔51上设有与螺纹轴22相应的螺纹，螺纹轴22通过其上的螺纹旋在阀体接头5上，所述螺纹轴22的上端通过壳体4上的轴座41可旋转固定，其下端穿出阀体接头5的轴孔51与阀体3内的阀针31的顶端相顶持。
所述螺纹轴22的上端安装有轴承23，该轴承23和螺纹轴22的接触面为台阶状。这样使螺纹轴22的上端处于悬空状态，可以防止螺纹轴22在装配过程中，因同心度问题而产生歪斜，进而造成螺纹顶死、减小了螺纹传动时的螺纹间隙、使螺纹受压及产生磨损现象。
其中减速齿轮组21为三级减速齿轮。在满足强度和力矩输出要求的前提下，减速比的范围可为20∶1～40∶1。例如减速比为20∶1时，三对齿轮组的模数均为0.4，齿数为12∶32，10∶25，10∶25。减速比为40∶1时，三对齿轮组的模数均为0.3，齿数为10∶36，9∶30，9∶30。减速比为30∶1时，三对齿轮组的模数分别为0.3、0.3、0.4、0.4、0.4、0.4，齿数分别为13∶39，9∶30；12∶36。当减速比变化时，各对齿轮的中心距相应变化。相对于直动式电子膨胀阀，减速式电子膨胀阀结构更为紧凑，适用的口径更大。
减速机构2中的螺纹轴22做轴向往复运动时，阀针行程最终误差在5μm以内。为了提高螺纹轴22的传动效率，对螺纹轴22采用高硬度，高精度，高耐磨性及有自润滑性的材料，可以选用不锈钢材料，选用铝青铜作为螺纹副材料，这样可以提高螺纹副的精度，使螺纹轴的螺纹精度达到6g或6g以上。
波纹管32在成型和焊接后能够承受12MPa以上的爆破压力，对新型制冷剂则爆破压力要求更高，为16.68MPa。本实用新型的波纹管，如图3所示，在波纹管32拉伸的长度内，波纹管的弹性系数范围为7.5～10N/mm，波纹管的寿命为10万次以上，有效波数8～12波，波纹管厚度为0.1～0.15mm。
所述阀针31为分体结构，上、下两部分通过粘结固定。阀针31采用此种结构，不仅加工方便，而且其上、下两部分可以采用不同材质，可以节约成本。
由于波纹管32具有的弹性功能，在阀针31向下运动关闭阀口时，阀针31的下部与阀体3的内腔33之间留有间隙。可以保证了阀针31的缓冲和自动调心，从而提高了阀针31的使用寿命并减少了关闭时的内泄漏。另外，电子膨胀阀关阀时，靠螺纹轴22向下转动，压紧阀针31，而开阀时则靠波纹管32本身的弹性，将阀针31拉上来，因此波纹管32具有使阀针31复位的功能。
此外，波纹管32又具有密封作用，因为壳体4的体积相对较大，如果有高压制冷剂进入，会造成步进电机罩与壳体铆接处破裂，而导致制冷剂泄漏，同时还会对减速齿轮、电机线圈及转子的材料产生不利影响，所以需用波纹管32将制冷剂密封在阀体3内。
当给步进电机1一定的开阀或关阀脉冲时，步进电机1的齿轮轴13带动与其啮合的减速齿轮组21，此减速齿轮组21与螺纹轴22一起转动，通过螺纹轴22上的球状圆珠推动阀针31做上下运动，从而控制阀口开度的大小。
图4a和图4b、图5a和图5b为步进电机引线与导线接件的焊接形式。其中图4a和图4b为单排排针与步进电机引线焊接采用直接搭接形式，这种方式为点接触焊接，结构比较简单，可直接采购标准件使用。图5a和图5b为双排排针与步进电机引线焊接采用包络式；这种结构可以有效防止在加工过程中产生虚焊和连接不可靠这两个问题的发生，而且由于间距较直接搭接方式要大，便于工人操作。
本实用新型的减速式电子膨胀阀采用爪极式步进电机。通过选用钕铁硼磁性材料制作电机转子，优化转子的长径比，及优化线圈的线径、匝数等方法，使得步进电机满足输出转矩要求的前提下，功率只有2W左右，并且可靠性也大大增加。减速式电子膨胀阀的步进电机采用12对爪极，驱动方式为4相4拍式，全程径向移动圈数为2000/48/30≈1.39，即阀针31的全程移动位移约为0.7mm。
使用时，通过驱动电源给步进电机2000个的开阀或关阀脉冲，带动与步进电机1的齿轮轴啮合的减速齿轮组21，减速齿轮组21与螺纹轴22一起转动，减速比为30∶1，电机48个脉冲/转、通过螺纹轴22的外螺纹与阀体接头5的螺纹啮合，推动下端阀针31做上下运动，从而达到控制阀口冷媒流量的目的。螺纹轴的螺距为0.5mm，阀针31的全程移动位移约为0.7mm。该制冷系统调节平滑稳定，流量曲线和直动式电子膨胀阀比较更接近于线性。
采用本实用新型的电子膨胀阀，其传动效率高、动作响应快、冷媒流量调节范围宽、转子回转过程中驱动力矩及负载力矩波动小、输出力矩大且灵活的减速式电子膨胀阀，能够适应于新型制冷剂R407c或R410a的空调系统。
Claims (13)
1.一种减速式电子膨胀阀，包括步进电机(1)、减速机构(2)和阀体(3)，所述步进电机(1)上的导线(11)与导线连接件(12)联接，所述阀体(3)内设有阀针(31)和波纹管(32)，阀针(31)的上端套在波纹管(32)内；其特征在于：所述减速机构(2)安装在壳体(4)上，在壳体(4)的上面固定有步进电机(1)；所述减速机构(2)由减速齿轮组(21)和螺纹轴(22)构成，减速齿轮组(21)的一端齿轮与步进电机(1)的齿轮轴(13)啮合，另一端齿轮与螺纹轴(22)啮合；所述的壳体(4)通过阀体接头(5)与阀体(3)连接，所述阀体接头(5)中间设有轴孔(51)，所述螺纹轴(22)的上端通过轴座(41)可旋转固定，其下端穿出阀体接头(5)的轴孔(51)与阀体(3)内的阀针(31)的顶端相顶持。
2.根据权利要求1所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述轴孔(51)上设有与螺纹轴(22)相应的螺纹，螺纹轴(22)通过其上的螺纹固定在阀体接头(5)上，阀体接头(5)的上端固定在壳体(4)的底部。
3.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述阀体(3)的上部设有外螺纹，通过螺母与阀体接头(5)固定。
4.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述螺纹轴(22)的上端安装有轴承(23)，所述轴承(23)和螺纹轴(22)的接触面为台阶状。
5.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述减速齿轮组(21)由三级减速齿轮构成，减速比的范围在20∶1～40∶1。
6.根据权利要求3所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述减速齿轮组(21)由三组减速齿轮组成，减速比的范围在20∶1～40∶1。
7.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述螺纹轴(22)的下端为球状滚珠的结构。
8.根据权利要求3所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述螺纹轴(22)的下端为球状滚珠的结构。
9.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述阀针(31)为分体结构，上、下两部分通过粘结固定。
10.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述阀针(31)的下部与阀体(3)的内腔(33)之间留有间隙。
11.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：在波纹管(32)的上端设有波纹管座(34)。
12.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述波纹管(32)材料选用铍青铜，侧壁为均匀凸起结构，在波纹管(32)的拉伸长度内，波纹管的弹性系数范围为7.5～10N/mm，有效波数8～12波，波纹管厚度为0.1～0.15mm。
13.根据权利要求1或2所述的一种减速式电子膨胀阀，其特征在于：所述步进电机(1)上的导线(11)与导线连接件(12)的连接方式是双排排针的包络式搭接形式。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102644785A (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-22 | 浙江三花股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| WO2012109993A1 (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | 浙江三花股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| CN103603985A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-02-26 | 张龙海 | 液晶显示温控的电子螺旋执行器 |
| CN105114659A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-02 | 哈尔滨市农业科学院 | 喷洒药液快速泄压与分路同压控制阀 |
| CN105443768A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-03-30 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
| CN105716335A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| CN105822822A (zh) * | 2015-01-08 | 2016-08-03 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 减速机构以及包括该减速机构的电子膨胀阀 |
| WO2019210492A1 (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | 电子阀及其减速转子组件 |
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2005
- 2005-02-06 CN CN 200520039589 patent/CN2787942Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102644785A (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-22 | 浙江三花股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| WO2012109993A1 (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-23 | 浙江三花股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| CN102644785B (zh) * | 2011-02-17 | 2014-04-30 | 浙江三花股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| CN103603985A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-02-26 | 张龙海 | 液晶显示温控的电子螺旋执行器 |
| CN103603985B (zh) * | 2013-11-16 | 2016-09-07 | 深圳市海威特智能系统有限公司 | 液晶显示温控的电子螺旋执行器 |
| CN105443768A (zh) * | 2014-09-25 | 2016-03-30 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
| CN105443768B (zh) * | 2014-09-25 | 2019-06-04 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | 电子膨胀阀 |
| CN105716335A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-06-29 | 浙江盾安人工环境股份有限公司 | 一种电子膨胀阀 |
| CN105822822A (zh) * | 2015-01-08 | 2016-08-03 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 减速机构以及包括该减速机构的电子膨胀阀 |
| CN105822822B (zh) * | 2015-01-08 | 2019-08-06 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 减速机构以及包括该减速机构的电子膨胀阀 |
| CN105114659A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-02 | 哈尔滨市农业科学院 | 喷洒药液快速泄压与分路同压控制阀 |
| WO2019210492A1 (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | 浙江盾安禾田金属有限公司 | 电子阀及其减速转子组件 |
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