CN114321396A - 电动阀 - Google Patents

Abstract

一种电动阀，包括转子组件、丝杆和轴承，转子组件与丝杆固定连接，转子组件能够带动丝杆转动，转子组件具有转子腔，通过设置轴承位于丝杆的外周，设置轴承位于转子组件形成的转子腔内，这样，一方面有利于减小丝杆在转动时的摩擦损耗，另一方面有利于减小丝杆在转动时的摆动，从而使电动阀运行稳定。

Description

电动阀

技术领域

本申请涉及一种电动阀。

背景技术

在车辆热管理***中，常采用电动阀作为节流元件，电动阀可以根据***的需要，通过流体的正向流动或反向流动来实现节流功能。电动阀包括丝杆和转子组件，转子组件能够带动丝杆转子，转子组件在带动丝杆转动的过程中会存在丝杆摆动和摩擦损耗的问题，这样不利于电动阀的运行稳定。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电动阀，有利于降低丝杆在运动过程中的摆动和摩擦损耗，有利于电动阀的运行稳定。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种电动阀，包括阀部件，所述阀部件包括转子组件和丝杆，所述转子组件与所述丝杆固定连接，所述转子组件能够带动所述丝杆转动，所述阀部件还包括轴承，所述转子组件具有转子腔，部分所述丝杆位于所述转子腔，所述轴承位于所述丝杆的外周，所述轴承位于所述转子腔。

本申请提供了一种电动阀，包括转子组件、丝杆和轴承，转子组件与丝杆固定连接，转子组件能够带动丝杆转动，转子组件具有转子腔，通过设置轴承位于丝杆的外周，设置轴承位于转子组件形成的转子腔内，这样，一方面有利于减小丝杆在转动时的摩擦损耗，另一方面有利于减小丝杆在转动时的摆动，从而使电动阀运行稳定。

附图说明

图1是电动阀的一个实施例的一个立体结构示意图；

图2是图1中电动阀的一个截面结构示意图；

图3是图2中阀部件的一个截面结构示意图；

图4是图3中A部的一个局部放大结构示意图；

图5是图3中第二支撑件的一个立体结构示意图；

图6是图3中螺母座的一个立体结构示意图；

图7是图3中B部的一个局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明：

参见图1和图2，电动阀可以应用于车辆热管理***，其中车辆热管理***包括新能源车辆热管理***。电动阀100包括控制部件1、阀部件2以及阀体部件3，部分阀部件2位于阀体部件3形成的阀体腔30内，阀部件2与阀体部件3连接，控制部件1位于阀部件2的外周，控制部件1与阀体部件3连接，电动阀100通过控制部件1与外界进行电连接和/或信号连接。

参见图1和图2，控制部件1包括外壳体11，定子组件12以及接口部13，定子组件12包括线圈绕组121，接口部13包括第一插针131，本实施例中，以线圈绕组121、第一插针131为注塑嵌件，一体注塑形成外壳体11，接口部13与外壳体11一体注塑成型，第一插针131的一端与线圈绕组121电连接，第一插针131的另一端位于接口部13形成的接插腔内，用于与外界电连接。

参见图3，阀部件2包括转子组件20、丝杆21、支撑构件22、传动组件23、阀芯24以及固定座25。转子组件20包括转子201和固定板202，可以以固定板202为注塑嵌件，通过注塑形成转子201，即固定板202与转子201通过注塑固定。传动组件23包括螺母座231，转子组件20与丝杆21的一端固定连接，具体地，转子组件20通过固定板202实现与丝杆21的固定连接，固定板202位于丝杆21的外周，固定板202与丝杆21可以通过焊接或过盈配合等方式固定连接。丝杆21的另一端与螺母座231螺纹连接，具体地，丝杆21与螺母座231连接的一端的外表面设置有外螺纹段，螺母座231具有第一通孔232，螺母座231形成第一通孔232的内壁面上设置有内螺纹段，丝杆21伸入第一通孔232，丝杆21的外表面与螺母座231的内壁面螺纹配合实现丝杆21和螺母座231的螺纹连接。阀芯24与螺母座231连接，具体地，至少部分螺母座231位于阀芯24形成的内腔240，阀芯24包括第二台阶部241，阀部件2还包括第一垫圈26和衬套27，第一垫圈26位于内腔240，第一垫圈26的一端面与第二台阶部241抵接，第一垫圈26的另一端面能够与螺母座231位于内腔240的端面抵接。衬套27位于螺母座231的外周，部分衬套27位于内腔240，衬套27与阀芯24固定连接，在本实施例中，衬套27与阀芯24通过焊接固定连接，当然作为其他实施方式，衬套27与阀芯24还可以通过铆接或过盈配合等方式固定连接。螺母座231包括第四台阶部233，第四台阶部233能够与衬套27位于内腔240的端面抵接。在本实施例中，传动组件23还包括弹性元件234，螺母座231还包括第二通孔235，第一通孔232与第二通孔235连通，第一通孔232和第二通孔235之间形成有第三台阶部236，部分弹性元件234位于第二通孔235，弹性元件234分别与第三台阶部236和第一垫圈26抵接，弹性元件234处于弹性压缩状态，设置弹性元件234有利于当螺母座231带动阀芯24运动至边界位置时对螺母座231进行缓冲，减缓螺母座231与第一垫圈26或与衬套27的撞击，延长螺母座231的使用寿命。需要指出的是，弹性元件234可以为弹簧或其他具有弹性的元件。当然作为其他实施方式，阀部件2还可以不包括弹性元件234和第一垫圈26，即螺母座231在运动过程中直接通过与衬套27或与第二台阶部241抵接，从而带动阀芯24运动。

参见图3和图4，支撑构件22包括第一支撑件221和第二支撑件222，第一支撑件221具有第一容纳腔223，第二支撑件222具有第二容纳腔224，至少部分第二支撑件222位于第一容纳腔223，第一支撑件221与第二支撑件222固定连接，在本实施例中，第一支撑件221与第二支撑件222通过焊接固定连接。支撑构件22还包括轴承225和卡圈226，部分丝杆21位于第一容纳腔223，轴承225和卡圈226分别位于丝杆21的外周，轴承225和卡圈226位于第一容纳腔223，卡圈226与第一支撑件221固定连接，具体地，卡圈226和第一支撑件221可以通过焊接或过盈装配或铆压等方式固定连接。第一支撑件221还包括第一台阶部227，轴承225位于卡圈226和第一台阶部227之间，轴承225可以与卡圈226和/或第一台阶部227抵接，即轴承225通过卡圈226和第一台阶部227进行轴向限位。丝杆21与轴承225配合，丝杆21通过轴承225实现轴向限位，具体地，在本实施例中，丝杆21包括突起部211，阀部件2还包括套筒212，套筒212位于丝杆21的外周，套筒212与丝杆21固定连接，如可以为过盈配合或焊接固定连接，轴承225位于套管212和突起部211之间，套管212和/或突起部211能够与轴承225抵接，这样当轴承225轴向限位时，丝杆21通过轴承225也实现轴向限位。部分支撑构件22位于转子组件20形成的转子腔203内，具体地，设置轴承225位于转子组件20的转子腔203，这样一方面有利于减小丝杆21在转动时的摩擦损耗；另一方面，设置轴承225位于转子腔203，有利于减小丝杆21在转动时的摆动，使丝杆21运行稳定，具体地，由于转子组件20通过固定板202与丝杆21的一端固定连接，螺母座231与丝杆21的另一端螺纹连接，沿丝杆21的轴向，可以设置轴承225的上端面至固定板202的下端面的距离L1与轴承225的下端面至丝杆外螺纹段的上端点的距离L2相等或趋于相等，，这样有利于更好的减小丝杆21在转动时的摆动，使丝杆21运行稳定，进而使电动阀100运行稳定。定义轴承225靠近卡圈226的端面为上端面，轴承225靠近第一台阶部227的端面为下端面，固定板202靠近轴承225的端面为下端面，丝杆外螺纹段靠近轴承225的端点为上端点。

参见图3、图5以及图6，第二支撑件222形成第二容纳腔224的内壁面上设置有限位部228，限位部228为非旋转体，相应地，螺母座231的外侧壁上设置有配合部237，部分螺母座231位于第二容纳腔224，限位部228与配合部237相互配合，防止螺母座231在运动过程中周向转动，具体地，限位部228的结构可以有多种，只要能够防止螺母座231周向转动即可，在本实施例中，限位部228包括限位部侧面229，限位部侧面229的数量为四个且对称分布，相应地，配合部237包括配合部侧面239，配合部侧面239的数量为四个且对称分布，当螺母座231位于第二容纳腔224时，限位部侧面229与配合部侧面239贴合设置，以防止螺母座231的周向转动。另一方面，通过设置限位部侧面229与配合部侧面239贴合，可以使第二支撑构件222对螺母座231的轴向运动起导向作用。

参见图2和图3，支撑构件22与固定座25固定连接，具体地，在本实施例中，支撑构件22通过第一支撑件221与固定座25焊接固定，阀部件2还包括套管28，套管28位于转子组件20的外周，套管28与支撑构件22固定连接，具体地，套管28可以和第一支撑件221通过焊接固定，设置套管28，用于分隔定子组件12和转子组件20，有利于防止位于转子组件20处的工作介质与定子组件12接触，造成定子组件12的腐蚀或失效。

参见图3，阀部件2还包括第一密封组件29，第一密封组件29包括第一密封件291和第一密封环292，第一密封环292可以一体注塑成型，在本实施例中，第一密封环292通过聚四氟乙烯(PTFE)制成，当然作为其他实施方式，第一密封环292还可以通过聚四氟乙烯与其他材质的混合物或者其他兼具硬度及弹性的塑性材质制成。固定座25具有第一安装腔251，部分阀芯24位于第一安装腔251，第一密封环292位于阀芯24的外周，第一密封环292与阀芯24过盈配合，使第一密封环292与阀芯24的外周壁紧密接触，对阀芯24起密封作用，第一密封环292包括第一凹槽部293，部分第一密封件291位于第一凹槽部293形成的第一槽腔，第一密封件291被压紧于第一凹槽部293和固定座25形成第一安装腔251的内侧壁之间，第一密封件291处于密封压紧状态。进一步地，为防止第一密封组件29随阀芯24一起作轴向运动，保证第一密封组件29的密封性能，固定座25还包括第五台阶部252，第一密封组件29还包括第一挡圈294，第一挡圈294位于阀芯24的外周并与固定座25固定连接，具体地，第一挡圈294与固定座25可以通过焊接或过盈配合等方式实现固定连接，第一密封组件29位于第五台阶部252和第一挡圈294之间，第一密封组件29通过第五台阶部252和第一挡圈294进行轴向限位。

参见图3和图7，阀部件2还包括阀芯座4和第二密封组件5，沿阀芯24的轴向，第一密封组件29和第二密封组件5位于阀芯座4的两侧。第二密封组件5包括第二密封件51，第二密封环52以及连接件53，第二密封环52的材料可以和第一密封环292的材料相同，阀芯座4与固定座25固定连接，阀芯座4与连接件53固定连接，即阀芯座4连接固定座25和连接件53，具体地，阀芯座4与固定座25之间和阀芯座4与连接件53之间可以通过焊接固定连接。连接件53包括第二凹槽部531，第二密封环52压装入连接件53形成的腔内，第二密封环52与连接件53可以通过过盈配合实现固定，部分第二密封件51位于第二凹槽部531形成的第二槽腔内，第二密封件51被压紧于第二密封环52的端面和第二凹槽部531之间，第二密封件51处于密封压紧状态。进一步地，阀芯座4还可以包括凸缘部41，设置凸缘部41，用于对第二密封件51进行轴向限位。

参见图3和图7，阀部件2具有阀芯腔40，阀芯24位于阀芯腔40内，阀芯24能够在阀芯腔40内沿轴向往复运动，并通过第二支撑件222和第二密封环52限定运动边界。在本实施例中，阀芯腔40可以包括由固定座25、阀芯座4以及第二密封组件5共同形成。第二密封环52包括阀口521，转子组件20能够带动阀芯24靠近或远离阀口521，从而改变工作介质在阀口521处形成的流通截面积，进行在阀口521处形成节流，通过设置第二密封环52(塑性件)形成阀口521，可以使阀芯24与阀口521抵接时形成更好的密封效果，有利于改善内漏，可以使电动阀100适用更大压力范围的工作环境。在本实施例中，阀芯24还包括与阀口521配合的倾斜段242，倾斜段242的截面宽度D沿阀芯24的轴向自上而下逐渐减小，在阀芯24的自由端部具有最小截面宽度。设置倾斜段242可以在阀芯24靠近或远离阀口521时与阀口521形成线性节流，有利于提高电动阀100的流量控制精度。需要指出的是，可以通过设置倾斜段242的轴向高度H，来调节线性节流的区间宽度，可以通过设置倾斜段242的倾斜程度，来调节线性节流的流量变化速率。具体地，可以定义一平面，该平面与阀部件2的中轴线平行，如图7所示的截面所在平面，倾斜段242的外侧壁在该平面上的投影与阀芯24的竖直段部分的外侧壁在该平面上的投影之间构成有夹角θ，可以通过设置夹角θ的大小来设置倾斜段242的倾斜程度，一般可以设置夹角θ范围为1°～3°。

参见图2，阀体部件3包括第一流道31和第二流道32，第一流道31和第二流道32分别与阀体腔30连通，部分阀部件2位于阀体腔30，第一流道31和第二流道32能够通过阀口521连通，阀部件2与阀体部件3连接，具体地，阀部件2与阀体部件3可以通过螺纹连接或焊接固定连接或通过压紧螺母压紧固定等方式实现连接，在本实施例中，阀部件2通过固定座25实现与阀体部件3的螺纹连接。进一步地，阀部件2与阀体部件3之间还可以进行有密封设置，有利于防止工作介质从阀部件2与阀体部件3之间的装配间隙泄漏。

参见图2和图3，电动阀100的工作原理：控制部件1通电后，控制部件1能够通过定子组件12产生激励磁场，转子组件20在定子组件12的磁场激励下，能够带动丝杆21转动，丝杆21与螺母座231螺纹配合，丝杆21通过轴承225进行轴向限位，螺母座231通过第二支撑件222进行周向限位，这样在螺纹作用下，丝杆21进行周向转动而不轴向运动，螺母座231在第二支撑件222的导向作用下进行轴向运动而不周向转动，螺母座231与阀芯24连接，螺母座231的轴向运动又带动阀芯24的轴向运动，这样阀芯24能够通过靠近或远离阀口521进而实现第一流道31和第二流道32的连通或关闭或节流。

参见图2，电动阀100在工作过程中，当第一流道31作为流体进口时，此时第二流道32作为流体出口，定义此时流体的流向为正向流动，高压的流体从第一流道31流入后，通过阀芯座4的连通孔42进入阀芯腔40，连通孔42的数量至少为一个，在本实施例中，连通孔42的数量为多个，且对称分布，这样有利于平衡高压流体从第一流道31流入时对阀芯42的冲击，阀芯24相对于阀口521轴向运动，能够在阀口521处形成节流，位于阀芯腔40的高压流体通过阀口521处节流后变为低压流体从第二流道32流出，流向后续回路。

参见图2和图3，当第二流道32作为流体进口时，此时第一流道31作为流体出口，定义此时流体的流向为反向流动，高压的流体从第二流道32流入时，高压流体将作用于阀芯24的自由端面，会对阀芯24产生一个向上的作用力，为消除或减缓高压流体对阀芯24的压力作用，使阀芯24运动顺畅，电动阀100还包括平衡通道，具体地，在本实施例中，螺母座231还包括平衡孔238，平衡孔238的数量至少为一个，平衡孔238连通阀芯腔40和螺母座231的第一通孔232，阀芯24的内腔240连通阀体腔30和螺母座231的第二通孔235，而第二通孔235又与第一通孔232连通，这样高压的流体能够从阀芯24的内腔240流入，流经螺母座231的第二通孔235和第一通孔232后，从平衡孔238流出，流入阀芯腔40，位于阀芯24的背压侧，并通过第一密封组件29密封，位于阀芯24背压侧的高压流体将会对阀芯24产生一个向下的作用力，这样阀芯24受到方向相反的高压流体的压力，有利于使阀芯24受力平衡或趋于平衡，进而有利于阀芯24运动顺畅。阀芯24相对于阀口521轴向运动，能够在阀口521处形成节流，流体从第二流道32流入后通过阀口521处节流后变为低压流体，低压流体流经连通孔42后从第一流道31流出，流向后续回路。设置平衡孔238，有利于快速平衡或趋于平衡阀芯24受到的高压流体压力，当然作用其他实施方式，螺母座231还可以不包括平衡孔238，即高压流体可以通过螺母座231与丝杆21的螺纹配合间隙进入阀芯腔40并位于阀芯24的背压侧，同样能够使阀芯24受力平衡或趋于平衡。当然，容易想到的是，高压流体进入内腔240后，还可以通过阀芯24与螺母座231的配合间隙进入位于阀芯背压侧的阀芯腔40内。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的界定，尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种电动阀，包括阀部件，所述阀部件包括转子组件和丝杆，所述转子组件与所述丝杆固定连接，所述转子组件能够带动所述丝杆转动，其特征在于：所述阀部件还包括轴承，所述转子组件具有转子腔，部分所述丝杆位于所述转子腔，所述轴承位于所述丝杆的外周，所述轴承位于所述转子腔。

2.根据权利要求1所述的电动阀，其特征在于：所述转子组件包括固定板，所述转子组件通过所述固定板与所述丝杆固定连接，所述丝杆包括外螺纹段，沿所述丝杆的轴向，所述轴承的上端面至所述固定板的下端面的距离(L1)与所述轴承的下端面至所述外螺纹段的上端点的距离(L2)相等或趋于相等。

3.根据权利要求2所述的电动阀，其特征在于：所述阀部件还包括第一支撑件和卡圈，部分所述第一支撑件位于所述转子腔，所述第一支撑件具有第一容纳腔，所述第一支撑件包括第一台阶部，所述轴承位于所述第一容纳腔，所述卡圈位于所述第一容纳腔，所述卡圈与所述第一支撑件固定连接，所述轴承位于所述卡圈和所述第一台阶部之间，所述轴承通过所述卡圈和所述第一台阶部进行轴向限位。

4.根据权利要求3所述的电动阀，其特征在于：所述丝杆包括突起部，所述阀部件还包括套筒，所述套筒位于所述丝杆的外周，所述套筒与所述丝杆固定连接，所述轴承位于所述套筒和所述突起部之间，所述丝杆通过所述套筒和所述突起部进行轴向限位。

5.根据权利要求3或4所述的电动阀，其特征在于：所述阀部件还包括螺母座和第二支撑件，所述螺母座与所述丝杆螺纹连接，至少部分所述第二支撑件位于所述第一容纳腔，所述第二支撑件与所述第一支撑件固定连接，所述第二支撑件具有第二容纳腔，所述第二支撑件包括限位部，所述限位部为非旋转体，所述螺母座包括配合部，部分所述螺母座位于所述第二容纳腔，所述限位部与所述配合部配合，限制所述螺母座周向转动。

6.根据权利要求5所述的电动阀，其特征在于：所述限位部包括限位部侧面，所述配合部包括配合部侧面，所述限位部侧面的数量为四个且对称分布，所述配合部侧面的数量为四个且对称分布，所述限位部侧面与所述配合部侧面贴合设置。

7.根据权利要求5或6所述的电动阀，其特征在于：所述阀部件还包括阀芯和衬套，所述阀芯具有内腔，所述阀芯包括第二台阶部，部分所述衬套位于所述内腔，部分所述螺母座位于所述内腔，所述衬套位于所述螺母座外周，所述衬套与所述阀芯固定连接；所述阀部件还包括第一垫圈和弹性元件，所述螺母座包括第三台阶部，所述第一垫圈位于所述内腔，所述第一垫圈位于所述螺母座和所述第二台阶部之间，所述弹性元件位于所述第三台阶部和所述第一垫圈之间，所述第一垫圈与所述第二台阶部抵接，所述弹性元件分别与所述第一垫圈和所述第三台阶部抵接，所述弹性元件处于弹性压缩状态。

8.根据权利要求7所述的电动阀，其特征在于：所述阀部件还包括第一密封组件、第二密封组件、阀芯座以及固定座，所述固定座与所述阀芯座固定连接，所述第二密封组件与所述阀芯座固定连接，所述固定座具有第一安装腔，所述第一密封组件位于所述第一安装腔，所述第一密封组件和所述第二密封组件分别位于所述阀芯的外周，沿所述阀芯的轴向，所述第一密封组件和所述第二密封组件位于所述阀芯座的两侧。

9.根据权利要求8所述的电动阀，其特征在于：所述第一密封组件包括第一密封件和第一密封环，所述第一密封环位于所述阀芯的外周，所述第一密封环与所述阀芯过盈配合，所述第一密封环包括第一凹槽部，部分所述第一密封件位于所述第一凹槽部形成的第一槽腔，所述第一密封件被压紧于所述第一凹槽部和所述固定座之间；所述第二密封组件包括第二密封件、第二密封环以及连接件，所述第二密封组件通过所述连接件与所述阀芯座固定连接，所述连接件包括第二凹槽部，所述第二密封环位于所述连接件形成的腔内，部分所述第二密封件位于所述第二凹槽部形成的第二槽腔，所述第二密封件被压紧于所述第二凹槽部和所述第二密封环之间；所述电动阀具有阀口，所述阀口位于所述第二密封环，，所述阀芯能够靠近或远离所述阀口运动。

10.根据权利要求9所述的电动阀，其特征在于：所述阀芯还包括与所述阀口配合的倾斜段，沿所述阀芯的轴向，所述倾斜段的截面宽度自上而下逐渐减小，定义一平面，所述平面与所述阀部件的中轴线平行，所述倾斜段的外侧壁在所述平面上的投影与所述阀芯的竖直段的外侧壁在所述平面上的投影之间构成夹角(θ)，所述夹角(θ)的范围为1°～3°。

11.根据权利要求7-10任一项所述的电动阀，其特征在于：所述阀部件具有阀芯腔，所述阀芯位于所述阀芯腔，至少部分所述螺母座位于所述阀芯腔，所述螺母座包括平衡孔、第一通孔以及第二通孔，所述平衡孔连通所述阀芯腔和所述第一通孔，所述第二通孔连通所述第一通孔和所述内腔。

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