JP2022502617A

JP2022502617A - 流量制御弁

Info

Publication number: JP2022502617A
Application number: JP2021518754A
Authority: JP
Inventors: 銘呂
Original assignee: 浙江三花制冷集団有限公司
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2022-01-11
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: WO2020135396A1; EP3904733A4; US11313475B2; EP3904733A1; US20220010882A1; CN111379872A; JP7198351B2; CN111379872B

Abstract

本出願は流量制御弁を開示している。流量制御弁は弁ボディ部材（４０）と、弁座部材（２０）と、弁体部材（１０）とを有し、弁座部材（２０）は密封リング（２２）と、第１環状突出部（２０５）と、第２環状突出部（２０４）とを有し、弁体部材（１０）は下段部（１１２）を有する弁体（１１）を備え、弁体（１１）が密封リング（２２）に当接された場合、下段部（１１２）の下端部（１１２０）が第１環状突出部（２０５）と第２環状突出部（２０４）との間にあり、第１環状突出部（２０５）は下端部（１１２０）の外側にあるとともに、下端部（１１２０）と係合できる第１内壁部（２０５１）を有し、第２環状突出部は下端部の内側にあるとともに、下端部と係合できる第１外壁部（２０４０）を有し、弁体（１１）が密封リング（２２）に当接された場合、第１内壁部（２０５１）の最小内径をＤ１、第１外壁部（２０４０）の最大外径をＤ２、下端部（１１２０）の最小内径をＤ３、下端部（１１２０）の最大外径をＤ４として定義すると、Ｄ３−Ｄ２＜２ｍｍ、Ｄ１−Ｄ４＜２ｍｍになる。該流量制御弁は流量制御弁の動作の確実性を改善できる。

Description

本出願は２０１８年１２月２８日にて、中国特許庁に提出され、出願番号が２０１８１１６１９２９５５であり、発明名称が「流量制御弁」である中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は援用されることで、本出願に結合される。

本発明は流体制御という技術分野に関わり、特に流量制御弁に関わる。

流量制御弁は冷凍システムの重要な部材とすることができ、その動作過程は一般的に、弁体部材は駆動部材により、弁口部の軸方向に対して移動することで、流量制御弁を開放し、閉じて、または流量制御弁の流量を調節する。流量制御弁の動作の確実性について、当業者がずっと注目して、引き続いて改善している１つの課題である。

本発明は、流量制御弁の動作の確実性を改善できる流量制御弁を提供することを目的とする。

本発明が開示した流量制御弁は、弁ボディ部材と、弁座部材と弁体部材とを備え、前記弁ボディ部材は前記弁座部材に固定接続され、前記弁体部材は前記流量制御弁の弁室に設けられ、前記弁座部材は密封リングと、第１環状突出部と、第２環状突出部とを有し、前記弁体部材は弁体を有し、前記弁体は略円環状の下段部を有し、
前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記下段部の下端部は前記第１環状突出部と前記第２環状突出部との間にあり、前記第１環状突出部は、前記下端部の外側にあるとともに、前記下端部と係合できる第１内壁部を有し、前記第２環状突出部は、前記下端部の内側にあるとともに、前記下端部と係合できる第１外壁部を有し、前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記第１内壁部の最小内径をＤ_１、前記第１外壁部の最大外径をＤ_２、前記下端部の最小内径をＤ_３、前記下端部の最大外径をＤ_４として定義すると、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる。

本発明が提供した流量制御弁において、第１内壁部の最小内径はＤ_１であり、第１外壁部の最大外径はＤ_２であり、下端部の最小内径はＤ_３であり、下端部の最大外径はＤ_４であれば、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになり、流量制御弁の動作の確実性を改善できる。

本発明が提供した流量制御弁の第１の実施例の、全開状態での構成模式図である。図１に示される流量制御弁の、弁体が密封リングに当接された場合の構成模式図である。図１に示される流量制御弁の弁座部材の構成模式図である。図１における弁体の構成模式図である。図１における弁座部材の変形例の構成模式図である。図２のＩ_１箇所の部分拡大図である。図２のＩ_１箇所の部分拡大図である。図６における弁体の、密封リング線の両側での受力面積の模式図である。図６における弁体が、密封リングから離れたばかりの構成模式図である。図３ＡのＩ_２箇所の部分拡大図である。図３ＡのＩ_２箇所の変形例の部分拡大図である。本発明が提供した、流量制御弁の第２の実施例の構成模式図である。本発明が提供した、流量制御弁の第３の実施例の構成模式図である。図１１のＩ_３箇所の部分拡大図である。

当業者が本発明の技術案をよりよく理解するために、以下は図面及び具体的な実施形態を結合して、本発明をさらに詳しく説明する。

ここで、説明しようとするのは、本明細書において、関わる上及び下などのような方位用語は、部品が明細書の図面に示される位置にある場合、定義され、ただ技術案を明らか且つ便利に表現するためのものである。理解すべきのは、本明細書が採用した方位用語は、本出願が保護を請求する範囲を限定すべきではない。

本明細書に記載の「軸方向」は、紙に沿う、上から下へ、または下から上への方向を指し、即ち、弁座部材の軸方向に相当し、本明細書に記載の「径方向」は、軸方向に垂直する方向を指す。本明細書の「一体」は、２つまたは２つ以上の部品から組み立てられ、または固定されることで形成されていなく、１つの部品から加工形成されることを指す。

本明細書において、前記弁の下段部の下端部は、第１環状突出部または第２環状突出部と係合でき、流量制御弁の小開度の場合の流量に影響する部位を指す。

図１は本発明が提供した流量制御弁の第１の実施例の、全開状態での構成模式図であり、図２は図１に示される流量制御弁の、弁体が密封リングに当接された場合の構成模式図であり、図３は図１に示される流量制御弁の弁座部材の構成模式図であり、図３Ａに示されるのは、図１における弁体の構成模式図であり、図４は図１における弁座部材の変形例の構成模式図であり、図５は図２のＩ_１箇所の部分拡大図であり、図６は図２のＩ_１箇所の部分拡大図であり、図７に示されるのは、図６における弁体の、密封リング線の両側での受力面積の模式図であり、図９Ａに示されるのは、図３ＡのＩ_２箇所の部分拡大図であり、図９Ｂに示されるのは、図３ＡのＩ_２箇所の変形例の部分拡大図である。

図１〜図２に示すように、本技術案の流量制御弁は具体的に、弁体部材１０と、弁座部材２０と、伝動部材３０と、弁ボディ部材４０と、ガイド部材６０とコイル部材７０とを有する電子膨張弁であってもよい。弁ボディ部材４０は弁座部材２０に固定接続され、弁体部材１０は流量制御弁の弁室に設けられ、
弁座部材２０は密封リング２２と、第１環状突出部と、第２環状突出部とを有し、弁体部材１０は、略円環状の下段部１１２を有する弁体１１を備え、
弁体１１は密封リング２２に当接された場合、下段部１１２の下端部が第１環状突出部と第２環状突出部との間にあり、第１環状突出部は、下端部の外側にあるとともに、下端部と係合できる第１内壁部を有し、第２環状突出部は、下端部の内側にあるとともに、下端部と係合できる第１外壁部を有し、弁体１１が密封リング２２に当接された場合、第１内壁部の最小内径をＤ_１、第１外壁部の最大外径をＤ_２、下端部の最小内径をＤ_３、下端部の最大外径をＤ_４として定義すると、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる。このように設計すれば、弁体部材１０が受けた流体圧力をバランスに近接させ、弁体部材１０が受けた圧力差を低減させ、流量制御弁の動作の確実性を改善する。

具体的に、
弁ボディ部材４０は溶接を介して固定接続される弁本体４１と弁カバー４２とを有する。コイル部材７０は弁カバー４２の外周に外嵌され、ホルダー４４を介して弁ボディ部材４０に固定接続される。弁本体４１は略筒状の構成であり、具体的な加工過程で、加圧成形／プレス加工／圧延／押圧成形などの方法を利用して製造されてもよく、加工工程が簡単で、製造効率が高い。弁本体４１は第１流体ポート４１９を有し、第１接続管４３は第１流体ポート４１９に連通し、第１流体ポート４１９の内壁に溶接固定される。弁カバー４２は弁本体４１の外壁に溶接固定され、理解できるように、弁カバー４２は溶接継手を介して間接的に弁本体４１に固定されてもよい。以下の他の部材の溶接手段は、間接的な固定方法を利用してもよく、ここで贅言していない。

図１及び図２に示すように、伝動部材３０は流量制御弁の弁室に設けられ、伝動部材３０は磁気ローター３４と、接続片３５と、ねじ棒３１とねじスリーブ３２とを有する。磁気ローター３４は弁カバー４２内に設けられるとともに、接続片３５を介してねじ棒３１に固定接続され、ねじ棒３１がねじスリーブ３２にネジ係合する。

本実施例の流量制御弁は、弁体部材１０と弁座部材２０との協同によって流量制御弁の流量を調節する。図１及び図２に示すように、弁体部材１０は上筒体１２と、略円環状の弁体１１と、上筒体１２と弁体１１とを接続する接続部材１４とを有する。弁体１１の下段部１１２が密封リング２２から離れる場合、第１接続管４３が第２接続管２３に連通する。弁体１１の下段部１１２が密封リング２２に当接された場合、第１接続管４３が第２接続管２３に連通していない。説明しようとするのは、本明細書に記載の「連通していない」または「閉じる」ということは理想の状態を指し、性能原因のため、内部漏れを招致して第１接続管４３と第２接続管２３とを連通させるという状況を排除していない。上筒体１２は第１キャビティ２と、下端面部を上ストッパ部とする曲げ部１２１とを有する。無論、本明細書の開示内容から理解できるように、上ストッパ部の形成方式はこれに限定されず、例えば、上筒体１２に１つの上ストッパ部材を溶接することで、上ストッパ部を形成してもよい。上ストッパ部の内縁には、第１キャビティ２に連通する第１軸方向貫通孔１５が形成される。ねじスリーブ３２は第１軸方向貫通孔１５を貫通するように配置され、ねじスリーブ３２の径方向突出部３２１は第１キャビティ２に設けられ、上筒体１２の曲げ部１２１と係合できる。

上筒体１２の外径が弁体１１の外径より大きく、即ち、上筒体１２が弁体１１より粗い。接続部材１４は略、上が粗く、下が細いという円環状の構成を呈しており、接続部材の上端部が第１キャビティ２に向いて、接続部材の上端部が下ストッパ部１４３を有する。弁体部材１０が密封リング２２に当接された場合、ねじスリーブ３２の下端が下ストッパ部１４３と係合でき、ねじスリーブ３２が弁体部材１０に対して引き続いて下に移動することを制限する。接続部材１４の下端が弁体１１の第２キャビティ３（即ち、弁体の内室）に向いて、接続部材１４は第２軸方向貫通孔４を有し、接続部材１４の横断面が円環状を呈する。第２軸方向貫通孔４が第１キャビティ２、第２キャビティ３に連通する。接続部材１４は金属切削加工から形成され、上部と、中部と、下部とを有し、上部の外径が中部の外径より大きく、中部の外径が下部の外径より大きい。接続部材１４の外壁に、上部と中部とは、段階面が下向く第１位置決め段階部１４１を形成し、接続部材１４の中部と下部とは、段階面が下向く第２位置決め段階部１４２を形成する。上筒体１２の内壁には、段階面が下向く内段階部が設けられ、上筒体１２の下端には押下部が設けられ、接続部材１４の上端が内段階部に当接された後、押下部を第１位置決め段階部１４１にかしめ圧着させ、または第１位置決め段階部１４１に溶接させることで、上筒体１２と接続部材１４との固定接続を完成させる。弁体１１の上端は接続部材１４の下部の外周部に外嵌され、接続部材１４の第２位置決め段階部１４２に当接された後、接続部材１４の下部に溶接固定される。

弁体１１は金属材料から引っ張られ成形され、または金属材料によるプレス加工から成形される。加工工程を簡単化するために、さらに、金属材料から一体として引っ張られ成形され、または金属材料によるプレス加工から一体として成形されてもよい。例えば、溶接鋼管のプレス加工、または鋼板から引っ張られ成形されることで、一体として加工形成されてもよい。加工工程が簡単で、コストを節約する。図１〜図３に示すように、弁座部材２０は弁本体４１の下開口部に溶接固定された後、流量制御弁は弁室４１６を有する。弁座部材２０は弁座体２１と、前記密封リング２２と、内部ブッシュ２４と外部ブッシュ２５とを有する。弁座体２１は軸方向貫通孔２１１と第２流体ポート２１９とを有し、弁座体２１の内壁には、段階面が下向く下段階部２１２が設けられる。第２接続管２３は下段階部２１２に当接されるように位置決めされ、弁座体２１に溶接固定され、第２流体ポート２１９に連通する。内部ブッシュ２４は略円環状を呈して、少なくとも部分的に軸方向貫通孔２１１に設けられ、内部ブッシュ２４は弁座体２１に固定接続され（例えば、溶接を介して固定され、または締まり嵌めを介して相対的に固定され）、密封リング２２と外部ブッシュ２５とは内部ブッシュ２４の外側と弁座体２１との間に設けられる。外部ブッシュ２５は前記第１環状突出部２０５を有し、内部ブッシュ２４は前記第２環状突出部２０４を有する。このように設計すれば、弁座ユニット２０の組立も便利になる。

本実施例の流量制御弁は双方向の流通機能を有し、即ち、流体は第１接続管４３から流入し、第２接続管２３から流出してもよく（本明細書において、正方向と略称される）、第２接続管２３から流入し、第１接続管４３から流出してもよい（本明細書において、逆方向と略称される）。流体が正方向に流れる場合、動作不良という状況、即ち、弁体１１が密封リング２２に当接されることができない状況が生じ、特に、流量制御弁が小開度（例えば開弁のパルスが弁全開のパルスの２０％以下である）にある場合、閉弁不良の反応がより明らかである。このような状況を改善するために、図５及び図６に示すように、弁体１１が密封リング２２に当接された場合、下段部１１２の下端部１１２０が第１環状突出部２０５と第２環状突出部２０４との間にあり、第１環状突出部２０５が、下端部１１２０の外側にあるとともに、下端部１１２０と係合できる第１内壁部２０５１を有し、第２環状突出部２０４が、下端部１１２０の内側にあるとともに、下端部１１２０と係合できる第１外壁部２０４０を有しており、第１内壁部２０５１の最小内径がＤ_１であり、第１外壁部の最大内径がＤ_２であり、下端部１１２０の最小内径がＤ_３であり、下端部１１２０の最大外径がＤ_４であれば、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる。

具体的な設計について、本実施例において、弁座体２１の内壁は径方向フランジ２１３を有し、内部ブッシュ２４の下端が軸方向貫通孔２１１の孔壁に締まり嵌められ、または締まり嵌められた後、さらに溶接固定されることで、内部ブッシュ２４の下端の外壁を軸方向貫通孔２１１の孔壁に略貼合させ、内部ブッシュ２４の下端面を径方向フランジ２１３に当接させる。内部ブッシュ２４は軸方向に沿って密封ユニットより高くなり、弁体部材１０が密封リング２２から離れることで、流量制御弁を開放させるという瞬間、内部ブッシュ２４の高くなる部分は、高圧流体の瞬間衝撃を阻止でき、開弁過程を穏やかにする。

内部ブッシュ２４の軸方向の、密封リング２２より高くなる部分を第２環状突出部２０４とし、第２環状突出部２０４の外壁は軸方向に、等径部２４０と、等径部の上方にある縮径部２５０とを有し、縮径部２５０の外径が等径部２４０の外径より小さく、この場合、等径部２４０の外壁を本実施例の第１外壁部２０４０とすることで、第１外壁部２０４０は下段部１１２の下端部１１２０と係合できる。弁体部材１０が内部ブッシュ２４の上方から密封リング２２の方向に移動するという過程において、内部ブッシュ２４の縮径部２４０は弁体部材１０の弁体１１をガイドでき、弁体１１と内部ブッシュ２４との間の干渉を改善する。また、弁体１１が内部ブッシュ２４の外周部に移動した場合、内部ブッシュ縮径部２４０と弁体１１との間の空間はさらに、一定の流量調節という作用を果たすことができる。

さらなる設計として、内部ブッシュ２４はさらに、第２環状突出部２０４に設けられる溝口２４１を有し、溝口２４１の具体的な形状は限定されず、弁体部材１０と協同して流量制御弁の流量を調節でき、即ち、第１流体ポート４１９と第２流体ポート２１９との間の流量を調節できればよい。例えば、図１に示すように、溝口２４１は開口が溝口２４１の底部から、上向きに大きくなる略ｖ字状であってもよいし、斜方向の切込みなどであってもよい。

弁座体２１には段階面が上向く第１上段階部２１４が設けられ、密封リング２２は、貫通孔を有する、縦方向の断面が「凹」字状である円環状を大体に呈しており、密封リング２２は内部ブッシュ２４の外周に設けられるとともに、第１上段階部２１４に配置され、密封リング２２の内壁が内部ブッシュ２４の外壁に当接される。密封リング２２は非金属の軟質材料、例えば、プラスチック材料から製造されてもよく、このように、金属から製造された（本実施例において、鋼板である）弁体部材１０との間の密封性能を保証しやすい。

さらなる詳しい具体的な設計として、密封リング２２は上段部２５１と下段部２２２とを有し、上段部２５１の内径が下段部２２２の内径より大きいから、密封リング２２の内壁には、段階面が上向く密封リング段階部２２３が形成される。相応的に、内部ブッシュ２４は密封リング段階部２２３と係合する内部ブッシュ段階部２４２を有し、内部ブッシュ段階部２４２は具体的に、内部ブッシュ２４の外壁に形成され、段階面が下向く。密封リング２２の内端に、内部ブッシュ段階部２４２が密封リング段階部２２３と係合することで、密封リング２２を弁座体２１に押圧する。密封リング２２の外端で、外部ブッシュ２５が密封リング２２の上方に設けられ、外部ブッシュ２５の外縁直径が密封リング２２の外縁直径に略等しく、または密封リング２２の外縁直径より大きく、弁座体２１の上端がかしめ圧着部２１５を有し、かしめ圧着部２１５が具体的に、弁座体２１を加工する際、弁座体２１の上端に沿って上に延伸することで形成された突起部であり、弁座体２１はかしめ圧着部２１５を介して外部ブッシュ２５をかしめ圧着し固定し、または、図４に示すように、理解できるように、弁座体２１と外部ブッシュ２５とは溶接を介して固定されてもよい。

本実施例の流量制御弁において、外部ブッシュ２５と内部ブッシュ２４とは共同で密封リング２２を弁座体２１の第１上段階部２１４に押圧でき、このような構成設計は、密封リング２２が弁座体２１に対して脱離することを効果的に防止できるだけではなく、さらに、密封リング２２の下面と第１上段階部２１４の段階面との係合をより十分にして、密封リング２２の下端面をなるべく第１上段階部２１４の段階面に貼合させ、流量制御弁を閉じろう場合、流量制御弁の内部漏れの改善に寄与する。さらに、弁座体は段階面が上向く第２上段階部２１６を有し、第２上段階部２１６の段階壁の内径が第１上段階部２１４の段階壁の内径より大きく、外部ブッシュが第２上段階部２１６に設けられる。このように配置すれば、かしめ圧着部２１５が外部ブッシュ２５をかしめ圧着する過程において、第２上段階部２１６が、かしめ圧着過程中の、密封リング２２に対するほとんどの作用力を受けることができ、かしめ圧着の際の密封リング２２に対する変形影響を改善する。

図１及び図３に示すように、外部ブッシュ２５は基部２５１と、基部２５１の上方にある拡径部２５２とを有し、基部２５１の内径及び外径がそれぞれ略等径になるように配置され、基部２５１の内壁は前記第１内壁部２０５１を形成する。拡径部２５２の内径は、基部２５１から離れることにつれて大きくなるように配置され、即ち、拡径部２５２の内径が基部２５１の内径より大きく、このような構成は、拡径部２５２の内壁に第１傾斜面２５２１を形成し、下段部１１２が密封リング２２に当接された場合、下段部１１２の外壁と拡径部２５２の内壁との間に導流空間を形成し、導流空間の流通面積が密封リング２２から離れた方向に大きくなるように配置される。弁体１１はその下段部１１２が密封リング２２に当接された状態から、その下段部１１２が第１傾斜面２２２２と係合したまで軸方向に沿って上に移動した場合、弁体１１の下段部１１２と第１傾斜面２５２１とが互いに協同して、小開度での流量調節を行うことができる。その有益な効果、流量制御弁の口径が小さい場合、より明らかで、他の調節溝／口などの構成を別に配置する必要がなくなり、構成設計を簡単化する。拡径部２５２の外壁には、弁座体２１のかしめ圧着部２１５と係合するための、縮径になるように配置される第２傾斜面２５２２が設けられる。

このように、本技術案の弁座部材は、各部品の構成が簡単で、組立が便利で、密封リングの固定が確実であり、さらに、流量制御弁の内部漏れの改善に寄与する。

変形例として、図４に示すように、弁座部材２０’は弁座体２１’と外部ブッシュ２５’とを有し、弁座体は軸方向貫通孔と環状凹溝２１１’とを有し、密封リング２２’は環状凹溝２１１’に設けられ、弁座体２１’には直接的に第２環状突出部２０４’が形成され、即ち、第２環状突出部２０４’と弁座体２１’とは一体として加工形成される。第２環状突出部２０４’は環状凹溝２１１’の第１壁部２１１１’から、略上に延伸し形成される。第２環状突出部２０４’は第１外壁部２０４０’を有し、外部ブッシュ２５’は密封リング２２’の上側に設けられ、外部ブッシュ２５’は第１内壁部２０５１’を有する第１環状突出部２０５’を備える。該実施例の技術効果及び他の構成は前記実施例と同様であるから、ここで贅言していない。

前記構成設計から分かるように、弁体部材１０はバランス流路を有する。弁室４１６は弁体部材１０の上方にある上室４１６Ａを有する。弁体１１は密封リング２２に当接された場合、上室４１６Ａは第１流体ポート４１９に連通していなく、上室４１６Ａはバランス流路を介して第２流体ポート２１９に連通する。該バランス流路は弁体１１の下開口部と、第２キャビティ３と、接続部材１４の第２軸方向貫通孔４と、第１キャビティ２と、上筒体１２の第１軸方向貫通孔１５とを有する。バランス流路の配置は、弁体部材１０が受けた圧力差の低減に寄与する。

図１に示すように、弁体部材１０はねじスリーブ３２に連れて軸方向に移動する過程で、軸方向のずれが生じないように保証するために、弁室４１６内において、弁体部材１０の外周部には、弁体部材１０をガイドするためのガイド部材６０が設けられ、ガイド部材６０は弁本体４１の下筒部に溶接固定されるガイドスリーブ６１を有する。

具体的に配置する場合、ガイドスリーブ６１は円環状の構成であり、上筒体１２の外壁と隙間摺動嵌めるように係合して、ガイドするためのガイド段と、ガイド段の下方にある装着段とを有する。具体的に、ガイド段の内壁はガイド面として、上筒体１２と隙間嵌め、弁体部材１０をガイドする。装着段は密封部材６３に対して位置制限を行う。密封部材６３は弁体１１及びガイドスリーブ６１と係合する。

さらなる設計において、図２、図５及び図６に示すように、弁体１１は本体部１１１と、本体部１１１の下方に設けられる下段部１１２とを有し、下段部１１２の外径が本体部１１１の外径より大きく、下段部１１２の内径が本体部１１１の内径より大きく、下段部１１２の内径が本体部１１１の外径より小さく、下段部１１２は密封リング２２の上端面と当接または分離できる。下端部１１２０の横断面方向に、下端部１１２０の外壁と外部ブッシュ２５の第１内壁部２０５１との間の最小隙間をＸ_２として定義すれば、Ｘ_２＝（Ｄ_３−Ｄ_２）になり、下段部１１２の内壁と内部ブッシュ２４の第２外壁部２０４０との間の最小隙間をＸ_１として定義すれば、Ｘ_１＝（Ｄ_１−Ｄ_４）にある。本技術案は加工または動作過程におけるＸ_１、またはＸ_２が０になる状況を排除しない。

本体部１１１の外壁と密封部材との接触部位は密封リング線として形成され、図１、図７、図８に示すように、本体部１１１の外壁Ｍの、水平方向での投影環状線をＮ（即ち、密封リング線の、水平方向での投影）として定義し、このように設計すれば、流体は正方向に流れ、弁体１１が図８に示される位置にある場合、弁体１１が受けた力Ｆは、投影環状線Ｎの内側方向にある上向きの力Ｆ_↑と、投影環状線の外側方向にある下向きの力Ｆ_↓とを有する。第１接続管４３から弁室４１６内に流入した流体の単位面積あたりの圧力が高く、以下は高圧領域Ｐ_１と略称され、単位面積あたりの圧力がＣパスカルである。弁体１１の第３キャビティ３は常に第２接続管４３（即ち、正方向に流れる際の出口接続管）に連通し、単位面積あたりの圧力が低く、以下は低圧領域Ｐ_２と呼ばれ、単位面積あたりの圧力がＡパスカルである。これから分かるように、流量制御弁はシステムに適用される場合、そのＣとＡとの値は基本的に不変のままである。弁体１１の下端と密封リング２２との間の区域Ｐ_３の単位面積あたりの圧力がＢパスカルであり、弁体１１の投影環状線Ｎの左側での受力面積はＳ１であり、弁体１１の投影環状線Ｎの右側での受力面積はＳ_２であれば、弁体１１の受力Ｆ＝Ｆ_↑＋Ｆ_↓＝（Ｂ−Ａ）×Ｓ_１＋（Ｃ−Ｂ）×Ｓ_２になる。

下端部１１２０の外壁と外部ブッシュ２５の第１内壁部２０５１との間の最小隙間Ｘ_２が大きすぎると、ＣとＢとの値が略等しくなり、そうすれば、Ｂ値が必ずＡ値より大きく、弁体１１が受けた流体圧力差Ｆ＝（Ｂ−Ａ）×Ｓ_１＞０になり、受力方向が上向き、即ち、弁体１１が流体の上向きの力の作用を受けたから、閉弁動作に不利になる。従って、弁体１１の投影環状線Ｎの両側が受けた流体圧力を略等しくするために、弁体１１が受けた流体圧力の合力を０に近接させることで、弁体１１が受けた流体圧力のバランスをなるべく実現し、そうすれば、Ｆ＝Ｆ_↑＋Ｆ_↓＝（Ｂ−Ａ）×Ｓ_１＋（Ｃ−Ｂ）×Ｓ_２は０に近接する。流量制御弁を組み立てた後、弁体１１の下端部１１２０の最大外径Ｄ_２と最小内径Ｄ_１とのサイズは固定され、相応的に、Ｓ_１とＳ_２とのサイズは固定される。システムにおいて、Ｃ値とＡ値とは基本的に不変のままであり、または僅かに変えて、この場合、弁体１１の受力Ｆを０に近接させるために、Ｂ値の大きさを調節することで実現する。Ｂ値の大きさを調節するために、下端部１１２０の外壁と外部ブッシュ２５の第１内壁部２０５１との間の最小隙間Ｘ_２（即ち、Ｄ_１−Ｄ_４）の大きさを調節し、両者の間の流通面積を制御することで実現する。内部ブッシュ２４と外部ブッシュ２５との加工がいずれも完成された後、第１外壁部２０４０と第１内壁部２０５１とのサイズが確定され、Ｘ_２が大きくなると、Ｂ値が相対的に大きくなり、Ｘ_１が相対的に小さくなり、その逆、Ｘ_２が小さくなると、Ｂ値が相応的に小さくなり、Ｘ_１が相対的に大きくなる。下端部１１２０の外壁と外部ブッシュ２５の第１内壁部２０５１との間の最小隙間Ｘ_２が大きいほど、Ｃ値に接近したまでに、Ｂ値がＣ値に接近し、Ｂ値が大きいほど、流量制御弁の閉弁動作に不利になるから、Ｘ_２が大きすぎることはできなく、Ｘ_２＜２ｍｍであるように制御され、Ｘ_２が小さすぎることもできなく、Ｘ_２が小さすぎると、弁体１１が下に移動する過程で、外部ブッシュ２５が弁体１１に干渉する恐れがあるから、Ｘ_２＞０.０５ｍｍであるようになるべく制御される。同じように、内部ブッシュ２４が弁体１１に干渉することを避けるために、Ｘ_１＞０.０５ｍｍであるようになるべく制御される。

本実施例の流量制御弁は、前記構成設計により、流体が正方向に流れる場合、弁体１１の構成及びサイズを変更しなく、Ｘ_１、Ｘ_２のサイズを調節することで、弁体１１が受けた圧力差を調節でき、弁体１１が受けた圧力差を低減させ、弁体１１の閉弁の確実性を改善し、流量制御弁の動作性能を向上させる。

Ｘ_１、Ｘ_２のサイズを調節しようとすると、下端部１１２０の内径と外径とのサイズを調整することで実現すればよく、他の部材の構成を変更する必要がなく、実現が便利で、工程面にも制御しやすい。

弁体部材１０はさらに、一端が本体部１１１に接続され、他端が下段部１１２に接続される遷移部１１３を有し、遷移部１１３の内壁と遷移部１１３の外壁とは上が小さく、下が大きい錐面状を呈して、下段部１１２の加工をより便利にする。

密封性能をさらに保証するために、下段部１１２の底面１１２１は、図９Ａに示すように、縦断面の輪郭が略円弧状を呈して、弁体１１の本体部１１１の外壁の、水平方向での投影環状線Ｎ（即ち、密封リング線の水平方向での投影）は、下端部１１２的の底面１１２１が位置する環状線略と重なる。本体部１１１の外壁は下に延長すれば、底面１１２１の底面が位置する環状線略と重なることに相当し、弁体１１が受けた流体の圧力差はなるべく小さくなり、開弁と閉弁との際の動作がより順調になり、実現しやすくなる。

代わりの技術案として、図９Ｂに示すように、下段部１１２’の底面１１２１’は、密封リング２２の方向に向いて直径が漸減する（即ち、上が大きく、下が小さい）円錐台状の構成である場合、弁体１１の本体部１１１の外壁の、水平方向での投影環状線Ｎ（即ち、密封リング線の水平方向での投影）は底面１１２１’にある。

以下は、流体が第１接続管４３から流入し、第２接続管２３から流出することを例として説明する。コイル部材７０の駆動により、磁気ローター３４は時計回りに回動してもよく、反時計回りに回動してもよく、このように、ねじスリーブ３２を軸方向に沿って移動させる。磁気ローター３４が時計回りに回動する際、弁体部材１０が密封リング２２に向いて移動し、磁気ローター３４が反時計回りに回動する際、弁体部材１０が密封リング２２から離れて移動するように配置されてもよい。流量制御弁は図１に示される全開状態にある場合、弁体部材１０は弁体制限部５２によって制限されることで、軸方向に沿って引き続いて上に移動することができなく、コイル部材７０に通電することで、磁気ローター３４を時計回りに回動させ、磁気ローター３４の周方向の回動はねじ棒３１を介してねじスリーブ３２の軸方向の移動に変換され、このように、ねじスリーブ３２は弁体部材１０を下に移動させ、弁体１１を密封リング２２に当接させ、即ち、流量制御弁は閉弁の状態にある。流量制御弁の動作過程において、流量制御弁の電気が遮断された後、磁気ローター３４のトルクは、ねじ棒３１を介してねじスリーブ３２及び弁体部材１０に伝達することで、弁体部材１０の位置を保持する。ただし、流量制御弁の実際の動作において、振動などの原因で、ねじ棒３１とねじスリーブ３２との伝動のねじスリップを招致し、ねじ棒３１がねじスリーブ３２及び弁体部材１０に伝達されたロック力を無効にさせ、弁を効果的に閉じることができないによる、漏れ問題を招致する恐れがある。

該問題を避けるために、ねじスリーブ３２はさらに第１キャビティ２内に設けられる下延伸部３２２を有し、下延伸部３２２は円環状を呈し、収容室３２３を有し、収容室３２３には、一端が弁体部材１０に当接され、他端がねじスリーブ３２に当接される弾性素子が設けられ、本実施例において、弾性素子は具体的に圧縮ばね３３である。流量制御弁内の流体を濾過するために、接続部材１４の第２軸方向貫通孔４の箇所にはさらに濾過部材１３が装着される。

開弁を必要とする場合、コイル部材７０に通電することで、磁気ローター３４を反時計回りに回動させ、ねじスリーブ３２の径方向突出部３２１が弁体１１の上ストッパ部に当接され、このように、弁体部材１０の曲げ部１２１がスリーブ５０の弁体制限部５２に当接されて、図１に示される弁の全開状態に達したまで、ねじスリーブ３２は弁体部材１０を軸方向に沿って上に移動させる。

図１０に示されるのは、本発明が提供した流量制御弁の第２の実施例の構成模式図である。

本実施例において、流量制御弁は具体的に電子膨張弁であり、前の実施例との相違点はただ、弁体の具体的な構成が僅かな差を有することにある。図１０に示すように、弁体の外径が略等径になるように配置され、即ち、前の実施例における下段部の外径が本体部の外径より大きいという構成ではなく、弁体の下段部と弁体の他の部分との外径が基本的に一致する。本実施例の流量制御弁も本発明の目的を実現でき、弁ボディ部材０１Ａと、弁座部材０２Ａと、弁体部材０３Ａとを有し、弁ボディ部材０１が弁座部材０２Ａに固定接続され、弁体部材０３Ａが流量制御弁の弁室に設けられて、弁体０３１Ａを有し、弁体０３１Ａが略円環状の下段部０３１１Ａを有し、弁座部材０２Ａが密封リング０４Ａと、第１環状突出部０６Ａと、第２環状突出部０５Ａとを有し、弁体０３１Ａが密封リング０４Ａに当接された場合、下段部０３１１Ａの下端部０３１２Ａが第１環状突出部０６Ａと第２環状突出部０５Ａとの間にあり、第１環状突出部０６Ａは下端部０３１２Ａの外側にあるとともに、下端部０３１２Ａと係合できる第１内壁部０６１Ａを有し、第２環状突出部０５Ａは下端部０３１２Ａの内側にあるとともに、下端部０３１２Ａと係合できる第１外壁部０５１Ａを有し、弁体０３１Ａが密封リング０４Ａに当接された場合、第１内壁部０６１Ａの最小内径をＤ_１、第１外壁部０５１Ａの最大外径をＤ_２、下端部０３１２Ａの最小内径をＤ_３、下端部０３１２Ａの最大外径をＤ_４として定義すれば、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる。他の構造について、具体的に前の実施例を参照して理解すればよいから、ここで贅言していない。

図１１に示されるのは、本発明が提供した流量制御弁の第３の実施例の構成模式図であり、図１２に示されるのは、図１１におけるＩ_３箇所の部分拡大図である。本実施例において、流量制御弁は具体的に、電磁コイル（図示せず）と、弁ボディ部材０１と、弁座部材０２と、弁体部材０３とを有する電磁弁であり、弁ボディ部材０１が溶接を介して弁座部材０２に固定接続され、弁体部材０３が流量制御弁の弁室に設けられ、弁座部材０２が密封リング０４と、第１環状突出部０６と、第２環状突出部０５とを有し、弁体部材０３が弁体０３１を有し、弁体０３１が略円環状の下段部０３１１を有し、弁体０３１が密封リング０４に当接された場合、下段部０３１１の下端部０３１２が第１環状突出部０６と第２環状突出部０５との間にあり、第１環状突出部０６が下端部０３１２の外側にあるとともに、下端部０３１２と係合できる第１内壁部０６１を有し、第２環状突出部０５が下端部０３１２の内側にあるとともに、下端部０３１２と係合できる第１外壁部０５１を有し、弁体０３１が密封リング０４に当接された場合、第１内壁部０６１の最小内径をＤ_１、第１外壁部０５１の最大外径をＤ_２、下端部０３１２の最小内径をＤ_３、下端部０３１２の最大外径をＤ_４として定義すれば、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる。弁座部材０４の各部品の具体的な細部構成について、実施例１を参照して、設計し及び理解すればよいから、ここで贅言していない。

本実施例の電磁弁構成の流量制御弁も、本発明の目的を実現でき、その具体的な原理について、実施例１を参照して理解すればよいから、贅言していなく、弁座部材のうちの各部品の構成は、実施例１と同様であるため、贅言していない。

説明しようとするのは、本特許技術案は、前記詳しく説明された電子膨張弁及び電磁弁類の流量制御弁に適用されるだけではなく、本特許技術案の流量制御弁はさらに、流量調節類の比例調節弁、またはスイッチ類の電動制御弁などであってもよい。（説明しようとするのは、本明細書において、第１環状突出部、第２環状突出部とは、弁体が密封リングに当接された場合、密封リングにおける弁体に当接されるための面に対して、軸方向で上向きに突出する部分を指し、第１環状突出部、第２環状突出部の具体的な形成方式を限定していない。

以上は本発明が提供した流量制御弁を詳しく紹介した。本明細書において、具体的な例を利用して、本発明の原理及び実施形態を記載し、以上の実施例に対する説明は、ただ本発明の方法及びその核心思想を理解するために用いられる。指摘すべきのは、当業者にとって、本発明の原理から逸脱しない前提で、本発明に対して若干の改良及び修飾を行ってもよく、これらの改良及び修飾も本発明の請求項の保護範囲に該当している。

Claims

弁ボディ部材と、弁座部材と弁体部材とを有する流量制御弁であって、前記弁ボディ部材は前記弁座部材に固定接続され、前記弁体部材は前記流量制御弁の弁室に設けられ、前記弁座部材は密封リングと、第１環状突出部と、第２環状突出部とを有し、前記弁体部材は弁体を有し、前記弁体は略円環状の下段部を有し、
前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記下段部の下端部は前記第１環状突出部と前記第２環状突出部との間にあり、前記第１環状突出部は、前記下端部の外側にあるとともに、前記下端部と係合できる第１内壁部を有し、前記第２環状突出部は、前記下端部の内側にあるとともに、前記下端部と係合できる第１外壁部を有し、前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記第１内壁部の最小内径をＤ_１、前記第１外壁部の最大外径をＤ_２、前記下端部の最小内径をＤ_３、前記下端部の最大外径をＤ_４として定義すると、Ｄ_３−Ｄ_２＜２ｍｍ、Ｄ_１−Ｄ_４＜２ｍｍになる流量制御弁。
前記弁体はさらに略円環状の本体部を有し、前記下段部は前記本体部の下方に設けられ、前記下段部の外径が前記本体部の外径より大きく、前記下段部の内径が前記本体部の内径より大きく、前記下段部の内径が前記本体部の外径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
前記弁座部材はさらに弁座体と、内部ブッシュと外部ブッシュとを有し、前記弁座体は軸方向貫通孔を有し、前記内部ブッシュが少なくとも部分的に前記軸方向貫通孔に設けられ、前記密封リングと前記外部ブッシュとが前記内部ブッシュの外側と前記弁座体との間に設けられ、前記外部ブッシュが前記第１環状突出部を含み、前記内部ブッシュが前記第２環状突出部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御弁。
前記弁座体が前記外部ブッシュにかしめ圧着され固定され、前記外部ブッシュは前記密封リングに当接される基部と、前記基部の上方に設けられる拡径部とを備え、前記拡径部の内径が前記基部の内径より大きく、前記基部が前記第１内壁部を有し、前記下段部が前記密封リングに当接された場合、前記下段部の外壁と前記拡径部の内壁との間には導流空間が形成され、前記導流空間の通流面積が前記密封リングから離れた方向に大きくなるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記内部ブッシュの軸方向での、密封リングより高くなる部分を前記第２環状突出部とし、前記第２環状突出部の外壁は軸方向に沿って配置される等径部と、前記等径部の上方にある縮径部とを有し、前記縮径部の外径が前記等径部の外径より小さく、前記等径部の外壁が前記第１外壁部を含むことを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記弁座体は段階面が上向く第１上段階部を有し、前記密封リングは前記第１上段階部に設けられ、前記外部ブッシュは前記密封リングの上側に設けられ、前記内部ブッシュは段階面が下向く内部ブッシュ段階部を有し、前記密封リングの内壁は段階面が上向く密封リング段階部を有し、前記密封リング段階部が前記内部ブッシュ段階部に当接されることを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記弁座体は段階面が上向く第２上段階部を有し、前記第２上段階部の段階壁の内径が前記第１上段階部の段階壁の内径より大きく、前記外部ブッシュの一部が前記第２上段階部に設けられることを特徴とする請求項６に記載の流量制御弁。
前記弁座部材はさらに弁座体と外部ブッシュとを有し、前記弁座体は軸方向貫通孔と環状凹溝と、前記第２環状突出部とを含み、前記密封リングは前記凹溝に設けられ、前記外部ブッシュは前記第２環状突出部の外側に設けられるとともに、前記密封リングの上側にあり、前記外部ブッシュが前記第１環状突出部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御弁。
前記弁体はさらに、一端が前記本体部に接続され、他端が前記下段部に接続される遷移部を有し、前記遷移部の内壁と外壁とはいずれも、上が小さく、下が大きい錐面状を呈することを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。
前記内部ブッシュは溝口を有し、前記弁体は前記溝口と協同して前記流量制御弁の流量を調節することを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記第２環状突出部は溝口を有し、前記弁体は前記溝口と協同して前記流量制御弁の流量を調節することを特徴とする請求項８に記載の流量制御弁。
前記弁ボディ部材は第１流体ポートを有し、前記弁座部材は第２流体ポートを有し、前記弁室は前記弁体部材の上方にある上室を有し、前記弁体部材はバランス流路を有し、前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記上室は前記第１流体ポートに連通していなく、前記上室は前記バランス流路を介して前記第２流体ポートに連通することを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御弁。
前記弁体部材はさらに前記上筒体と、前記上筒体及び前記弁体に固定接続される接続部材とを有し、前記上筒体は第１キャビティを有し、前記上筒体の上端は第１軸方向貫通孔を有し、前記接続部材は第２軸方向貫通孔を有し、前記弁体は第２キャビティを有し、前記バランス流路は前記第２キャビティと、前記第２軸方向貫通孔と、前記第１キャビティと、前記第１軸方向貫通孔とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の流量制御弁。
さらに、略円筒状のガイドスリーブを有するガイド部材を備え、前記ガイドスリーブが前記弁ボディ部材に固定接続され、前記上筒体の外壁と前記ガイドスリーブの内壁とは、隙間摺動嵌めるように係合しており、前記弁体は略円筒状を呈し、前記上筒体の外径が前記弁体の外径より大きく、密封部材は前記ガイドスリーブの内壁と前記本体部の外壁との間に設けられ、前記本体部の外壁と前記密封部材との接触部位は密封リング線として形成されることを特徴とする請求項１２に記載の流量制御弁。
前記密封リングはプラスチック材質であり、前記下段部の下端の縦断面の輪郭が円弧状であり、前記密封リング線の水平方向での投影が、前記下端部の底面に位置できることを特徴とする請求項１４に記載の流量制御弁。
前記密封リングはプラスチック材質であり、前記下段部の下端が円錐台状の構成であり、前記密封リング線の水平方向での投影が、前記下端部の底面に位置できることを特徴とする請求項１４に記載の流量制御弁。
前記弁座部材はさらに弁座体と、内部ブッシュと外部ブッシュとを有し、前記弁座体は軸方向貫通孔と環状凹溝とを有し、前記内部ブッシュが少なくとも部分的に前記軸方向貫通孔に設けられ、前記密封リングは前記凹溝に設けられ、前記外部ブッシュは前記第２環状突出部の外側に設けられるとともに、前記密封リングの上側にあり、前記外部ブッシュが前記第１環状突出部を含み、前記内部ブッシュが前記第２環状突出部を含み、前記弁ボディ部材は第１流体ポートを有し、前記弁座部材は第２流体ポートを有し、前記弁室は前記弁体部材の上方にある上室を有し、前記弁体部材はバランス流路を有し、前記弁体が前記密封リングに当接された場合、前記上室は前記第１流体ポートに連通していなく、前記上室は前記バランス流路を介して前記第２流体ポートに連通することを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
前記流量制御弁は電子膨張弁または電磁弁であることを特徴とする請求項１または２、または１７に記載の流量制御弁。
前記弁座体は前記外部ブッシュに溶接固定され、前記外部ブッシュは前記密封リングに当接される基部と、前記基部の上方に設けられる拡径部とを備え、前記拡径部の内径が前記基部の内径より大きく、前記基部が前記第１内壁部を含み、前記下段部が前記密封リングに当接された場合、前記下段部の外壁と前記拡径部の内壁との間は導流空間を形成し、前記導流空間の通流面積が前記密封リングから離れた方向に大きくなるように配置されることを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記外部ブッシュは前記密封リングに当接される基部と、前記基部の上方に設けられる拡径部とを備え、前記拡径部の内径が前記基部の内径より大きく、前記基部の内壁が前記第１内壁部を含み、前記拡径部の内径が、前記基部から離れるにつれて大きくなるように配置され、前記拡径部の内壁が第１傾斜面を有し、前記下段部が、前記密封リングに当接された状態から、前記第１傾斜面と係合したまで軸方向に沿って上に移動した場合、前記弁体の下段部が前記第１傾斜面と協同して前記流量制御弁の流量を調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量制御弁。