KR20220079793A - 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 내부에 유체 통로 및 수용 캐비티가 설치되어 있는 밸브 본체 및 수용 캐비티 내에 장착된 밸브 어셈블리를 포함하고, 유체 통로와 수용 캐비티는 연통되며; 밸브 어셈블리는 액체 유입 홀더, 액체 유입 홀더와 서로 매칭되어 유체 통로를 열거나 닫기 위한 밸브 코어, 밸브 코어가 왕복 운동하도록 구동하는 구동 기구를 포함하며; 액체 유입 홀더에는 밸브 코어의 하단이 삽입되도록 허용하는 가이드 구멍이 설치되어 있고, 액체 유입 홀더의 중간 부분에 복수의 액체 유입 홀더의 둘레 방향을 따라 배치된 액체 유입 구멍이 설치되어 있고, 액체 유입 홀더의 하측 부분에 밸브 코어 유체 통로 및 밸브 코어 유체 통로의 상부에 위치하는 유량을 조절하기 위한 유로 경사면이 설치되어 있으며, 밸브 코어는 위에서 아래로 순서에 따라 대경 부분, 경사면 부분, 소경 부분 및 밸브 코어 단부 경사면을 포함하는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브에 관한 것이다. 종래 기술과 비교하면, 본 발명은 경질 밀봉 조립 방식을 사용하므로, 쉽게 누설되지 않으며, 전자 밸브의 사용 수명을 크게 증가시킨다.

Description

경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브
본 발명은 전자 밸브에 관한 것으로, 특히 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브에 관한 것이다.
자동차 에어컨 시스템은 새기 쉽고, 작동 냉매 매질은 일반적으로 CO2를 사용한다. 그러나, CO2는 임계 압력이 높고(Pc=7.38MPa), 임계 온도가 낮으므로(Tc=31.25℃), 양호한 종합 냉방 성능에 도달하려면, 이산화탄소를 냉매로 하는 냉방 시스템은 반드시 초임계 영역에서 작동해야 하고, 작동 압력이 임계 압력을 초과하며, 현재의 자동차 에어컨 시스템과 비교하면 작동 압력이 훨씬 높다. 현재 고압 냉방 시스템에서 작동하는 전자식 팽창 밸브/전자식 스톱 밸브는 고압력에서의 밸브 코어 운동을 순조롭게 구동하기 위하여, 한편으로는 대형 모터를 사용하고, 감속기 등을 추가하는 방식으로 구동력을 증가시키며, 이러한 방식은 구조가 복잡하고, 에너지 소모가 크며, 소형화가 어려운 등 결함이 존재하며; 다른 한편으로, 밸브 코어의 단부를 침상으로 설계하여, 단면 면적을 줄임으로써, 밸브 코어에 작용하는 힘을 감소시키며, 이러한 방식은 밸브 코어 가공이 복잡하고, 유량 조절 비선형 영역이 큰 등 결함이 존재한다.
중국특허 CN111188912A는 전자 밸브를 공개했으며, 밸브 코어가 쉽게 구동되고, 밸브 본체가 소형화되고, 유량 조절이 정확하고 안정적인 등 장점이 있으나, 여전히 다음과 같은 문제가 존재한다: 해당 특허의 밸브 코어 홀더와 액체 유입 홀더는 별도로 설치되고, 양자 사이는 조립 시 누설 문제가 쉽게 발생하며, 냉매 매질이 고압의 CO2인 경우 특히 더하다. 또한, 밸브 코어 홀더와 액체 유입 홀더는 이들과 연결된 부재 사이를 고무 밀봉링으로 밀봉하여도, 누설 및 고장나는 문제가 쉽게 발생하여, 해당 밸브의 사용 수명이 크게 단축된다.
상기 종래 기술에 존재하는 밀봉이 어렵고, 쉽게 새는 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 아래 기술 방안을 통해 실현된다.
경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브에 있어서, 내부에 유체 통로 및 수용 캐비티가 설치되어 있는 밸브 본체 및 수용 캐비티 내에 장착된 밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 유체 통로와 수용 캐비티는 연통되며,
상기 밸브 어셈블리는 상기 수용 캐비티의 저부에 장착된 액체 유입 홀더, 상기 액체 유입 홀더와 서로 매칭되어 상기 유체 통로를 열거나 닫기 위한 밸브 코어, 상기 밸브 코어가 왕복 운동하도록 구동하는 구동 기구를 포함하며;
상기 액체 유입 홀더에는 상기 밸브 코어의 하단이 삽입되도록 허용하는 가이드 구멍이 설치되어 있고, 상기 액체 유입 홀더의 중간 부분에 복수의 액체 유입 홀더의 둘레 방향을 따라 배치된 액체 유입 구멍이 설치되어 있고, 상기 액체 유입 홀더의 하측 부분에 밸브 코어 유체 통로 및 상기 밸브 코어 유체 통로의 상부에 위치하는 유량을 조절하기 위한 유로 경사면이 설치되어 있으며;
상기 밸브 코어는 위에서 아래로 순서에 따라 대경 부분, 경사면 부분, 소경 부분 및 밸브 코어 단부 경사면을 포함하고, 상기 소경 부분의 직경은 상기 밸브 코어 유체 통로의 직경보다 작고, 상기 대경 부분의 직경은 상기 밸브 코어 유체 통로의 직경보다 크다.
추가적으로, 상기 액체 유입 홀더는 경질 재료로 제조되고, 상기 액체 유입 홀더의 하단에 하부 돌기가 가공되며, 축 방향으로 가압될 경우, 상기 하부 돌기가 상기 밸브 본체의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현하고;
상기 액체 유입 홀더의 상부 원주벽에 원호 돌기가 가공되고, 조립 시 상기 원호 돌기가 수용 캐비티의 내벽 원주에 가압되면서, 억지 끼움 및 유체 매질의 밀봉을 구현한다.
추가적으로, 상기 구동 기구는 스크류 로드 및 상기 스크류 로드가 회전하도록 구동하는 구동 부재를 포함하고, 상기 밸브 코어의 내부에 축 방향 관통 구멍이 설치되어 있으며, 상기 스크류 로드와 축 방향 관통 구멍은 나사산을 통해 연결되고, 상기 나사산은 스크류 로드의 회전을 밸브 코어의 직선 운동으로 전환하며; 상기 스크류 로드 및/또는 밸브 코어에 압력 균형 통로가 설치되어 있고, 밸브 본체로 유입된 유체는 상기 압력 균형 통로를 거쳐 상기 밸브 코어의 상단면 및 하단면이 위치하는 캐비티를 채운다.
추가적으로, 상기 수용 캐비티는 내부에 계단 구조가 설치되어 있는 원기둥형 캐비티이며, 상기 구동 기구는 상기 계단 구조에 매칭되게 장착된 회전자 장착 홀더를 더 포함하고, 상기 구동 부재는 상기 회전자 장착 홀더에 장착된 회전자 및 상기 회전자의 외주에 끼움 설치되어 상기 회전자가 회전하도록 구동하는 고정자를 포함하며;
상기 회전자 장착 홀더는 나사산을 통해 상기 밸브 본체에 고정되고, 내부에 밸브 코어를 수용하는 중심 계단형 관통 구멍이 설치되어 있으며, 상기 중심 계단형 관통 구멍 내에 가이드 오목부가 설치되어 있고, 상기 밸브 코어의 상단에 가이드 돌출부가 설치되어 있으며, 상기 가이드 돌출부는 가이드 오목부와 슬라이딩 연결되고;
상기 회전자 장착 홀더의 단부에 장착 홀더 돌기가 설치되어 있으며, 액체 유입 홀더가 축 방향으로 가압될 경우, 상기 장착 홀더 돌기가 상기 밸브 본체의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현한다.
추가적으로, 상기 액체 유입 홀더의 가이드 구멍 상부에 계단 구멍 구조의 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티가 설치되어 있고, 상기 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티 내에 상기 밸브 코어와 접촉 연결되는 밀봉환, 상기 밀봉환의 외측에 끼움 설치된 축 방향 밀봉 O형 링 및 상기 밀봉환과 축 방향 밀봉 O형 링의 상부에 설치된 전이판이 설치되어 있으며; 상기 회전자 장착 홀더는 상기 전이판을 통해 상기 축 방향 밀봉 O형 링을 가압한다.
추가적으로, 상기 고정자의 외부에 고정자 하우징이 설치되어 있고, 상기 고정자 하우징은 상기 밸브 본체의 상단면에 고정 연결되며; 상기 회전자 장착 홀더의 외측벽에 상부 밀봉링을 안착하는 노치가 설치되어 있고, 상기 회전자 장착 홀더와 고정자 하우징은 상부 밀봉링을 통해 방진 밀봉된다.
추가적으로, 상기 스크류 로드의 나사산 원기둥면에 테이블면(또는 통로홈)이 가공되어 있고, 상기 테이블면과 상기 밸브 코어의 축 방향 관통 구멍 사이에 상기 압력 균형 통로가 형성된다.
추가적으로, 상기 수용 캐비티는 공간을 밀봉하는 밀봉 하우징을 형성하고, 상기 밀봉 하우징은 상기 회전자의 외부에 씌워지고, 하단은 정지 개구(seam allowance)를 통해 상기 회전자 장착 홀더와 고정되어 밀봉 연결되며;
상기 회전자는 상부 베어링 및 하부 베어링을 통해 상기 밀봉 하우징 내부에 제한적으로 장착되고, 상기 하부 베어링은 회전자 장착 홀더의 중심 계단형 관통 구멍의 계단에 장착되며, 상기 상부 베어링은 베어링 받침대 내에 장착되고, 상기 베어링 받침대의 원주는 상기 밀봉 하우징의 내벽에 결합 장착되고 상기 베어링 받침대의 상단은 상기 밀봉 하우징의 내면에 접촉한다.
추가적으로, 동일한 밸브 본체에 복수의 수용 캐비티가 설치되어 있고, 각 수용 캐비티 내에 모두 밸브 어셈블리가 장착되어 있다.
추가적으로, 상기 밸브 본체에 상기 유체 통로와 연통되는 압력 방출 통로가 설치되어 있고, 상기 압력 방출 통로의 포트에 압력 방출 밸브가 장착되어 있다.
종래 기술과 비교하면, 본 발명은 아래와 같은 장점들이 있다.
본 발명은 종래의 밸브 코어 홀더+액체 유입 홀더를 일체형 액체 유입 홀더로 만들어, 부품 하나를 줄였을 뿐만 아니라, 조립 효과를 향상시켰으며, 가장 중요한 것은 밸브 코어 홀더와 액체 유입 홀더를 조립할 때의 밀봉 문제를 피하여, 고압 냉매 매질CO2의 누설을 방지할 수 있으며; 또한, 액체 유입 홀더의 하단 및 회전자 장착 홀더의 하단부에 돌기 구조가 설치되어 있고, 축 방향으로 가압될 경우, 돌기가 밸브 본체 계단 구멍의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현하고, 액체 유입 홀더의 외주에 원호 돌기가 설치되어 있고, 조립 시 원호 돌기가 수용 캐비티의 내벽 원주에 가압되면서, 억지 끼움의 경질 밀봉을 구현하고, 상기 구조는 고무 밀봉링의 사용 수량을 최대한 줄여, 기존의 고무 밀봉링으로 인해 발생하는 밀봉 불량 문제를 방지하여, 전자 밸브의 사용 수명을 크게 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 평면 구조 개략도이다.
도 3은 도 2의 H-H 방향 단면도이다.
도 4는 도 3의 J-J 방향 단면도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 밸브 본체의 정면도이다.
도 7은 도 6의 M-M 방향 단면도이다.
도 8은 본 발명의 밸브 본체의 평면도이다.
도 9는 도 8의 K-K 방향 단면도이다.
도 10은 본 발명의 밸브 코어의 평면도이다.
도 11은 도 6의 Q-Q 방향 단면도이다.
도 12는 본 발명의 액체 유입 홀더의 정면 방향 단면도이다.
도 13은 본 발명의 회전자 장착 홀더의 평면도이다.
도 14는 도 13의 P-P 방향 단면도이다.
이하 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 분야의 지식을 가진 자가 본 발명을 추가적으로 이해하는데 도움이 되지만, 본 발명을 어떠한 형태로든 제한하지 않는다. 본 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서, 다양하게 변형 및 개진할 수도 있으며, 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
실시예
도 1, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브는, 밸브 본체(1) 및 액체 유입 홀더(3), 회전자 장착 홀더(4), 밸브 코어(5), 스크류 로드(6), 회전자(7), 하부 베어링(8), 상부 베어링(9), 베어링 받침대(10), 밀봉 하우징(11), 고정자(12), 고정자 제어판(13), 압력 방출 밸브(14) 및 고정자 하우징(23) 등 밸브 어셈블리를 포함한다.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(1)에 제1 수용 캐비티(101), 제2 수용 캐비티(102), 세로 방향 통로(103), 제1 가로 방향 통로(104), 제2 가로 방향 통로(105), 제3 가로 방향 통로(106)가 개설되어 있고; 밸브 본체(1)의 내부에서 제1 가로 방향 통로(104)와 세로 방향 통로(103)는 연통되고, 제1 수용 캐비티(101), 제2 수용 캐비티(102)는 각자의 수직 방향 통로를 통해 세로 방향 통로(103)와 연통되며, 세로 방향 통로(103)의 단부에 압력 방출 밸브(14)가 장착되어 있고, 세로 방향 통로(103) 내의 압력이 설정 값을 초과하면 압력 방출 밸브(14)가 열리면서 압력을 방출하고; 제2 가로 방향 통로(105)는 제1 수용 캐비티(101)와 연통되고; 제3 가로 방향 통로(106)는 제2 수용 캐비티(102)와 연통되며, 제1 가로 방향 통로(104), 제2 가로 방향 통로(105), 제3 가로 방향 통로(106) 및 세로 방향 통로(103)는 유체 통로를 구성하고, 유체는 제2 가로 방향 통로(105), 제3 가로 방향 통로(106)로부터 유입되어, 세로 방향 통로(103) 및 제1 가로 방향 통로(104)를 거쳐 유출될 수 있으며, 제1 가로 방향 통로(104)로부터 유입되어, 제2 가로 방향 통로(105)로부터 유출될 수도 있고, 제2 가로 방향 통로(105)로부터 유입되어, 제1 가로 방향 통로(104)로부터 유출될 수도 있으며, 유체는 전자 밸브 내에서 양방향으로 유동하고, 본 실시예의 전자 밸브는 유체의 유동 방향을 제한하지 않는다. 수용 캐비티는 원기둥형이고, 축 방향에 계단이 설계되어 있으며, 2개의 수용 캐비티는 두 세트의 밸브 어셈블리가 각각 장착된다. 액체 유입 홀더(3), 회전자 장착 홀더(4)는 아래에서 위로 순서에 따라 수용 캐비티 내에 장착되고, 스크류 로드(6)와 밸브 코어(5)는 나사산을 통해 연결되고, 스크류 로드(6)의 회전은 나사산을 통해 밸브 코어(5)의 상하 직선 운동으로 전환된다. 밸브 코어(5)와 액체 유입 홀더(3)가 서로 결합되어 유량 조절을 구현한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 밸브 코어(5)의 중심에 관통된 계단 구멍(501)이 개설되고, 계단 구멍(501)의 상측 부분에 스크류 로드(6)와 맞물리는 가는나사 정밀 암나사산(502)이 가공되어 있고, 밸브 코어(5)는 가이드 돌출부(503)가 설치되어 있으며, 위에서 아래로 순서에 따라 대경 부분(507), 경사면 부분(506), 소경 부분(505) 및 밸브 코어(5)의 저부 단면에 설치된 밸브 코어 단부 경사면(504)이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 액체 유입 홀더(3)는 수용 캐비티의 저부에 안치된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 액체 유입 홀더(3)는 상기 밸브 코어(5)의 하단이 삽입되도록 허용하는 가이드 구멍(303)이 설치되어 있고, 액체 유입 홀더(3)의 중간 부분에 복수의 액체 유입 홀더(3)의 둘레 방향을 따라 배치된 액체 유입 구멍(301)이 설치되어 있고, 액체 유입 홀더(3)의 하측 부분에 밸브 코어 유체 통로(306) 및 밸브 코어 유체 통로(306)의 상부에 위치하는 유량을 조절하기 위한 유로 경사면(305)이 설치되어 있으며, 액체 유입 홀더(3)는 경질 재료로 제조되고, 액체 유입 홀더의 상부 원주벽에 원호 돌기(302)가 가공되고, 조립 시 원호 돌기(302)가 수용 캐비티의 내벽 원주에 가압되면서, 억지 끼움 및 유체 매질의 밀봉을 구현하며; 액체 유입 홀더(3)의 하단에 하부 돌기(307)가 가공되고, 축 방향으로 가압될 경우, 하부 돌기(307)가 밸브 본체의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 밸브 코어(5)의 하단면에 유로 경사면(305)과 매칭되는 밸브 코어 단부 경사면(504)이 설계되어 있고, 대유량 조절 단계에서, 밸브 코어 단부 경사면(504)과 유로 경사면(305) 사이의 통로가 바로 냉매의 유통 경로이며, 밸브 코어(5)의 상하 위치를 조절함으로써, 상기 유통 경로의 단면적을 선형으로 조절하여, 냉매의 유량을 선형으로 조절한다. 밸브 코어(5)의 소경 부분(505)의 크기는 밸브 코어 유체 통로(306)의 구경보다 약간 작고; 대경 부분(507)의 크기는 밸브 코어 유체 통로(306)의 구경보다 크며, 밸브 코어가 일정한 정도로 하강하면 경사면 부분(506)과 밸브 코어 유체 통로(306)의 접촉을 구현하여, 스톱 밸브의 기능을 구현하다. 밸브 코어(5)의 액체 유입 홀더(3)에서의 상이한 위치를 조절함으로써, 동일한 밸브는 냉매의 통로 사이에서의 유동을 차단하고, 즉 스톱 밸브로 사용되며, 냉매의 통로 사이에서의 팽창을 구현할 수도 있고, 즉 팽창 밸브로 사용된다.
액체 유입 홀더(3)의 하부 둘레 방향에 복수의 액체 유입 구멍(301)이 개설되어, 유입 냉매의 유속을 감소시키고, 냉매 유동으로 발생하는 소음을 감소시켜, 냉매가 밸브 코어(5)에 직접적으로 충돌하는 것을 방지하며; 액체 유입 홀더(3)의 중심에 밸브 코어(5)를 수용하는 가이드 구멍(303)이 개설되어, 밸브 코어(5)의 상하 운동에 대한 센터링 지지를 구현한다. 액체 유입 홀더(3)의 상단면에 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티(304)가 개설되어 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티(304) 내에 밀봉환(18), 축 방향 밀봉 O형 링(19), 전이판(20)이 안치된다. 회전자 장착 홀더(4)에서 전달되는 힘은 전이판(20)을 통해 축 방향 밀봉 O형 링(19)을 변형시켜 밀봉환(18)이 가이드 구멍(303) 내의 밸브 코어(5)에 밀착 지지되도록 가압하여, 밸브 코어(5)가 상하 운동할 때의 밀봉을 보장하며; 밸브 코어(5)의 대경 부분(507)과 가이드 구멍(303)은 유막으로 슬라이딩 결합되어 밸브 코어(5)의 직선 운동을 보장한다.
회전자 장착 홀더(4)는 수용 캐비티 내의 계단을 통해 액체 유입 홀더(3)의 상부에 결합되어 안치되고, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 회전자 장착 홀더(4)는 o형 밀봉링을 안치하는 노치가 개설되어 있고, 노치 내에 상부 밀봉링(22)이 안착되며, 회전자 장착 홀더(4)의 단부에 장착 홀더 돌기(403)가 설치되어 있고, 축 방향으로 가압될 경우, 장착 홀더 돌기(403)가 밸브 본체(1)수용 캐비티의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현한다.
회전자 장착 홀더(4)는 나사산을 통해 밸브 본체(1)에 고정 연결되고, 중심에 중심 계단형 관통 구멍(401) 및 직사각형 구조의 가이드 오목부(402)가 개설되어 있으며, 밸브 코어(5)의 가이드 돌출부(503)는 가이드 오목부(402)와 결합되어, 밸브 코어(5)가 회전하는 것을 제한하고, 나사대우 전달 및 가이드 돌출부(503)의 가이드를 통해, 스크류 로드(6)의 회전 운동을 밸브 코어(5)의 상하 운동으로 전환한다.
스크류 로드(6)는 일체화 주조 또는 억지 끼움 등 방식을 통해 회전자(7)와 고정 연결되고, 스크류 로드(6)의 나사산 원기둥면에 테이블면이 가공되고, 스크류 로드(6)의 외주에 가는나사 정밀 수나사산이 가공되어 가는나사 정밀 암나사산(502)과 맞물리며, 스크류 로드(6)의 테이블면과 밸브 코어(5)의 계단 구멍(501) 사이에 하나의 압력 균형 통로가 형성되고, 상기 압력 균형 통로는 밸브 코어(5)의 상단면이 위치하는 캐비티와 하단면이 위치하는 캐비티를 연통시키고, 냉매는 테이블면과 계단 구멍(501) 사이의 틈새를 통해 밸브 코어(5)의 상하 단면이 위치하는 캐비티를 채우고, 상하 단면은 냉매의 동일한 압력 영역에 놓이므로, 밸브 코어(5)가 작동하도록 구동하는 것은 냉매의 압력을 극복할 필요가 없어, 비교적 작은 힘으로 밸브 코어(5)가 고속 운동하도록 구동할 수 있고, 이러한 밸브는 어떤 압력의 냉매 시스템에서도 작동할 수 있으며, 특히 고압 냉매 시스템에서 우세가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회전자(7)는 영구자석 규소강판으로 구성되고, 밀봉 하우징(11)의 내부 캐비티에 수용되며, 상부 베어링(9) 및 하부 베어링(8)을 통해 지지되고, 상부, 하부 베어링의 지지 및 제한을 받으면서, 회전자는 고정자(12)의 구동에 의해, 축선을 중심으로 회전하며, 회전자의 상하 움직임이 제거되었다. 상부 베어링(9)은 베어링 받침대(10) 내에 장착되고, 베어링 받침대(10)의 원주는 밀봉 하우징(11)의 내부 캐비티에 결합되고, 상단은 밀봉 하우징(11)의 저면에 맞닿는다. 밀봉 하우징(11)은 정지 개구를 통해 회전자 장착 홀더(4)와 결합되고, 레이저 용접 방식을 통해 회전자 장착 홀더(4)와의 고정 연결을 구현한다. 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 고정자(12)는 밀봉 하우징(11)의 외주에 끼워져, 볼트를 통해 밸브 본체(1)의 상단면과 고정 연결되고, 고정자 하우징(23)은 고정자(12)의 외부에 끼움 설치되고, 고정자 제어판(13)은 고정자 하우징(23) 내에 고정되고, Pin 압접 방식을 통해 고정자의 코일과 연결되고, 플러그를 통해 전원이 공급되고, 제어 및 구동을 위한 회로 및 칩이 구성되어, 고정자에 대한 제어를 구현하여, 회전자의 회전 속도, 회전 각도, 출력 토크를 제어한다.
본 실시예에서, 동일한 밸브 본체(1)에 2개의 수용 캐비티 및 밸브 어셈블리가 배치되어, 밸브 사이의 연결 도관을 감소시킴으로써, 다양한 기능의 조합을 구현하여, 자동차 CO2 에어컨 시스템의 상이한 작동 조건에서 냉매에 대한 조절 요구를 만족시킨다.
본 실시예의 작동 원리는 아래와 같다.
초기 상태는 전체 유량 완전 유동 상태일 수 있으며(밸브 코어(5)의 밸브 코어 단부 경사면(504)과 유로 경사면(305) 사이의 통로 단면적이 밸브 코어 유체 통로(306)의 단면적보다 크며), 고정자 구동판(13)의 제어를 받으면서, 회전자(7)가 회전하고, 가는나사 정밀 나사대우의 맞물림 전달을 통해, 밸브 코어(5)는 아래로 운동하고, 밸브 코어 단부 경사면(504)과 유로 경사면(305) 사이의 간격이 점차 작아지면서, 대유량 선형 조절 상태로 진입하고, 제1 가로 방향 통로(104) 및 제2 가로 방향 통로(105)(또는 제3 가로 방향 통로(106))를 통해 냉매 유량은 선형으로 감소하고(전자식 팽창 밸브로 사용되고), 밸브 코어(5)의 소경 부분(505)이 밸브 코어 유체 통로(306)로 삽입되기 시작하면, 소유량 상태에서의 일정 유량 출력으로 진입하고, 이때의 유통 단면이 바로 밸브 코어 유체 통로(306)와 소경 부분(505) 사이의 일정한 틈새 면적이고; 밸브 코어(5)는 더욱 아래로 운동하며, 밸브 코어(5)의 경사면 부분(506)은 밸브 코어 유체 통로(306)와 접촉하고, 냉매 유로는 전면 차단된다(전자식 스톱 밸브로 사용된다). 회전자가 역방향으로 운동하면, 작동 상태는 스톱 상태에서, 소유량 일정 출력 상태, 그 다음 대유량 선형 조절 상태, 마지막으로 전체 유량 완전 유동 상태로 회복된다.
본 발명은 종래의 밸브 코어 홀더+액체 유입 홀더를 일체형 액체 유입 홀더로 만들어, 부품 하나를 줄였을 뿐만 아니라, 조립 효과를 향상시켰으며, 가장 중요한 것은 밸브 코어 홀더와 액체 유입 홀더를 조립할 때의 밀봉 문제를 피하여, 고압 냉매 매질CO2의 누설을 방지할 수 있으며; 또한, 액체 유입 홀더(3)의 하단 및 회전자 장착 홀더(4)의 하단부에 돌기 구조가 설치되어 있고, 축 방향으로 가압될 경우, 돌기가 밸브 본체 계단 구멍의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현하고, 액체 유입 홀더의 외주에 원호 돌기(302)가 설치되어 있고, 조립 시 원호 돌기가 수용 캐비티의 내벽 원주에 가압되면서, 억지 끼움의 경질 밀봉을 구현하고, 상기 구조는 고무 밀봉링의 사용 수량을 최대한 줄여, 기존의 고무 밀봉링으로 인해 발생하는 밀봉 불량 문제를 방지하여, 전자 밸브의 사용 수명을 크게 증가시킬 수 있다.
이상 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세하게 설명하였다. 이해해야 할 것은, 본 발명은 상술한 특정 실시 형태에 한정되지 않으며, 본 분야의 지식을 가진 자라면 특허청구범위 내에서 다양한 변형 또는 수정을 진행할 수 있으며, 이는 본 발명의 실질적 내용에 영향을 미치지 않는다.
1: 밸브 본체, 101: 제1 수용 캐비티, 102: 제2 수용 캐비티, 103: 세로 방향 통로, 104: 제1 가로 방향 통로, 105: 제2 가로 방향 통로, 106: 제3 가로 방향 통로;
3: 액체 유입 홀더, 301: 액체 유입 구멍, 302: 원호 돌기, 303: 가이드 구멍, 304: 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티, 305: 유로 경사면, 306: 밸브 코어 유체 통로, 307: 하부 돌기;
4: 회전자 장착 홀더, 401: 중심 계단형 관통 구멍, 402: 가이드 오목부, 403: 장착 홀더 돌기;
5: 밸브 코어, 501: 계단 구멍, 502: 가는나사 정밀 암나사산, 503: 가이드 돌출부, 504: 밸브 코어 단부 경사면, 505: 소경 부분, 506: 경사면 부분, 507: 대경 부분;
6: 스크류 로드, 7: 회전자, 8: 하부 베어링, 9: 상부 베어링, 10: 베어링 받침대, 11: 밀봉 하우징, 12: 고정자, 13: 고정자 제어판, 14: 압력 방출 밸브, 18: 밀봉환, 19: 축 방향 밀봉 O형 링, 20: 전이판, 22: 상부 밀봉링, 23: 고정자 하우징.

Claims (10)

  1. 내부에 유체 통로 및 수용 캐비티가 설치되어 있는 밸브 본체 및 수용 캐비티 내에 장착된 밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 유체 통로와 수용 캐비티는 연통되는 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브에 있어서,
    상기 밸브 어셈블리는 상기 수용 캐비티의 저부에 장착된 액체 유입 홀더, 상기 액체 유입 홀더와 서로 매칭되어 상기 유체 통로를 열거나 닫기 위한 밸브 코어, 상기 밸브 코어가 왕복 운동하도록 구동하는 구동 기구를 포함하며;
    상기 액체 유입 홀더에는 상기 밸브 코어의 하단이 삽입되도록 허용하는 가이드 구멍이 설치되어 있고, 상기 액체 유입 홀더의 중간 부분에 복수의 액체 유입 홀더의 둘레 방향을 따라 배치된 액체 유입 구멍이 설치되어 있고, 상기 액체 유입 홀더의 하측 부분에 밸브 코어 유체 통로 및 상기 밸브 코어 유체 통로의 상부에 위치하는 유량을 조절하기 위한 유로 경사면이 설치되어 있으며;
    상기 밸브 코어는 위에서 아래로 순서에 따라 대경 부분, 경사면 부분, 소경 부분 및 밸브 코어 단부 경사면을 포함하고, 상기 소경 부분의 직경은 상기 밸브 코어 유체 통로의 직경보다 작고, 상기 대경 부분의 직경은 상기 밸브 코어 유체 통로의 직경보다 큰,
    경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 유입 홀더의 하단에 하부 돌기가 가공되고, 축 방향으로 가압될 경우, 상기 하부 돌기가 상기 밸브 본체의 계단면에 감입되면서, 경질 밀봉 연결을 구현하며;
    상기 액체 유입 홀더의 상부 원주벽에 원호 돌기가 가공되고, 조립 시 상기 원호 돌기가 수용 캐비티의 내벽 원주에 가압되면서, 억지 끼움 및 유체 매질의 밀봉을 구현하는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동 기구는 스크류 로드 및 상기 스크류 로드가 회전하도록 구동하는 구동 부재를 포함하고, 상기 밸브 코어의 내부에 축 방향 관통 구멍이 설치되어 있으며, 상기 스크류 로드와 축 방향 관통 구멍은 나사산을 통해 연결되고, 상기 나사산은 스크류 로드의 회전을 밸브 코어의 직선 운동으로 전환하며; 상기 스크류 로드 및/또는 밸브 코어에 압력 균형 통로가 설치되어 있고, 밸브 본체로 유입된 유체는 상기 압력 균형 통로를 거쳐 상기 밸브 코어의 상단면 및 하단면이 위치하는 캐비티를 채우는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수용 캐비티는 내부에 계단 구조가 설치되어 있는 원기둥형 캐비티이며, 상기 구동 기구는 상기 계단 구조에 매칭되게 장착된 회전자 장착 홀더를 더 포함하고, 상기 구동 부재는 상기 회전자 장착 홀더에 장착된 회전자 및 상기 회전자의 외주에 끼움 설치되어 상기 회전자가 회전하도록 구동하는 고정자를 포함하며;
    상기 회전자 장착 홀더는 나사산을 통해 상기 밸브 본체에 고정되고, 내부에 밸브 코어를 수용하는 중심 계단형 관통 구멍이 설치되어 있으며, 상기 중심 계단형 관통 구멍 내에 가이드 오목부가 설치되어 있고, 상기 밸브 코어의 상단에 가이드 돌출부가 설치되어 있으며, 상기 가이드 돌출부는 가이드 오목부와 슬라이딩 연결되고;
    상기 회전자 장착 홀더의 단부에 장착 홀더 돌기가 설치되어 있으며, 축 방향으로 가압될 경우, 상기 장착 홀더 돌기가 상기 밸브 본체의 계단면에 감입되면서 경질 밀봉 연결을 구현하는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액체 유입 홀더의 가이드 구멍 상부에 계단 구멍 구조의 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티가 설치되어 있고, 상기 축 방향 밀봉 부재 수용 캐비티 내에 상기 밸브 코어와 접촉 연결되는 밀봉환, 상기 밀봉환의 외측에 끼움 설치된 축 방향 밀봉 O형 링 및 상기 밀봉환과 축 방향 밀봉 O형 링의 상부에 설치된 전이판이 설치되어 있으며; 상기 회전자 장착 홀더는 상기 전이판를 통해 상기 축 방향 밀봉 O형 링을 가압하는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정자의 외부에 고정자 하우징이 설치되어 있고, 상기 고정자 하우징은 상기 밸브 본체의 상단면에 고정 연결되며; 상기 회전자 장착 홀더의 외측벽에 상부 밀봉링을 안착하는 노치가 설치되어 있고, 상기 회전자 장착 홀더와 고정자 하우징은 상부 밀봉링을 통해 방진 밀봉되는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 스크류 로드의 나사산 원기둥면에 테이블면이 가공되어 있고, 상기 테이블면과 상기 밸브 코어의 축 방향 관통 구멍 사이에 상기 압력 균형 통로가 형성되는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수용 캐비티는 공간을 밀봉하는 밀봉 하우징을 형성하고, 상기 밀봉 하우징은 상기 회전자의 외부에 씌워지고, 하단은 정지 개구를 통해 상기 회전자 장착 홀더와 고정되어 밀봉 연결되며;
    상기 회전자는 상부 베어링 및 하부 베어링을 통해 상기 밀봉 하우징 내부에 제한적으로 장착되고, 상기 하부 베어링은 회전자 장착 홀더의 중심 계단형 관통 구멍의 계단에 장착되며, 상기 상부 베어링은 베어링 받침대 내에 장착되고, 상기 베어링 받침대의 원주는 상기 밀봉 하우징의 내벽에 결합 장착되고 상기 베어링 받침대의 상단은 상기 밀봉 하우징의 내면에 접촉하는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  9. 제1항에 있어서,
    동일한 밸브 본체에 복수의 수용 캐비티가 설치되어 있고, 각 수용 캐비티 내에 모두 밸브 어셈블리가 장착되어 있는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 본체에 상기 유체 통로와 연통되는 압력 방출 통로가 설치되어 있고, 상기 압력 방출 통로의 포트에 압력 방출 밸브가 장착되어 있는, 경질 밀봉 구조를 가진 전자 밸브.
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