CN116753326A - 一种电动阀 - Google Patents

Abstract

本发明的核心是提供一种电动阀，阀体的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，阀体与壳体固定连接，阀体与阀座固定连接，齿轮减速机构设于壳体部件的内腔，阀芯设于阀体部件的内腔，传动轴的一端伸入齿轮减速机构的输出齿轮架的孔部，输出齿轮架能够带动传动轴周向转动，传动轴的另一端伸入阀芯的槽，传动轴能够带动阀芯周向转动。相对于背景技术，能够降低电动阀的外漏风险。

Description

一种电动阀

本申请是申请号为201911143482.5，申请日为2019年11月20日，发明名称为“一种电动阀”的分案申请。

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种电动阀。

背景技术

图1a为背景技术给出的一种电动阀的剖面示意图；图1b为图1a中止动机构的结构示意图。如图所示，电动阀包括驱动轴01、罩体02、阀体03、齿轮组04、阀杆05和阀芯06，罩体02与阀体03固定后形成腔07，齿轮组04位于该腔内，驱动轴01能够驱动齿轮组04的齿轮转动，齿轮组04的齿轮能够带动阀杆05转动，阀杆05与阀芯06传动连接。齿轮组04包括定位板041、限位柱042和尾级齿轮043，限位柱042的上端与定位板041的安装孔0411连接，限位柱042的下端与阀体03的安装孔连接，该结构中通过尾级齿轮043与限位柱042限位配合使得尾级齿轮043在0-90度范围内转动，以限制阀杆05及阀芯06的转动角度。由于该止动结构中，定位板041为悬空结构，未与罩体02固定，会影响限位柱042的稳定性。有鉴于此，如何提高尾级齿轮043与限位柱042的限位可靠性为本领域技术人员需要改善的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动阀，包括壳体部件、阀体部件、控制部件和齿轮减速机构，所述控制部件包括转轴，所述齿轮减速机构包括输入齿轮部、输出齿轮架，所述转轴能够带动所述输入齿轮部周向转动，所述输出齿轮架包括盘状本体部，所述盘状本体部设有突起部；所述阀体部件包括阀体，所述阀体的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，所述阀体与所述壳体部件的壳体固定连接，所述阀体包括本体部、伸出部、平台部和限位凸台，所述伸出部自所述本体部朝所述控制部件延伸，所述平台部自所述伸出部的靠近所述控制部件的一端径向向外延伸，所述限位凸台位于所述平台部的上方，所述突起部能够与所述限位凸台配合以限制所述输出齿轮架的周向转动行程。

本申请所提供的电动阀，输出齿轮架包括盘状本体部，盘状本体部设有突起部，阀体包括平台部和限位凸起，限位凸台位于平台部的上方，突起部能够与限位凸台配合以限制输出齿轮架的周向转动行程。本申请的限位凸台集成于阀体，相对于背景技术，能够提高输出齿轮架的限位可靠性。

附图说明

图1a：背景技术给出的一种电动阀的剖面示意图；

图1b：背景技术给出的一种电动阀的结构示意图；

图2：本发明提供的一种电动阀的剖面示意图；

图3：图2中阀体的结构示意图；

图4：本发明给出的另一种阀体的结构示意图；

图5：图2中转轴与输入齿轮部的配合示意图；

图6：图2中定位架的剖面示意图；

图7：图2中齿轮圈的结构示意图；

图8：图2中输出齿轮架的结构示意图；

图9：图2中轴承件的结构示意图；

图10：图2中齿轮圈、输出齿轮架及轴承件的配合示意图；

图11：图2中传动轴的剖面示意图；

图12：本发明给出的第二种输出齿轮架的结构示意图；

图13：本发明给出的第三种输出齿轮架的结构示意图；

图14：图13中的输出齿轮架与齿轮圈的配合示意图；

图15：本发明提供的第二种电动阀的剖面示意图；

图16：图15中定位架的剖面示意图；

图17：本发明提供的第三种电动阀的剖面示意图。

图2至图17中：

1-控制部件；

11-线圈、12/12B-转子部件；

13/13B-转子、130-转子腔；

14/14B-转轴、141/141B-轴体；

15-传动板、151-基体部、152-板体部、1521-侧壁部；

16/16A-定位架、161-杯状部、162-径向外延部；

163-定位孔、164-天井部、165-支撑部；

17-轴承座、171-第一盲孔；

2-齿轮减速机构、23-隔板、231-通孔；

24-行星齿轮机构、241-输入齿轮部、2410-轴向通孔；

2411-大径部、2412-小径部、2413-输入齿轮；

242-凹槽、2421-槽壁部；

243-行星齿轮架、244-行星齿轮、245-定位杆；

25-齿轮圈、253-限位凹槽；

26/26’-输出齿轮架、261-盘状本体部；

262-孔部、263/263’-突起部、264-凸台；

27-轴承件、271-筒状部、272-延伸部、273-轴向通槽；

3-阀体部件、30-阀体部件的内腔、31/31A-阀体；

310-转动间隙、311-本体部、312-伸出部；

3120-贯通孔、313/313A-平台部、3131-台阶部；

314-限位凸台、315-凹部；

32-阀芯、321-槽、33-阀座；

34-传动轴、341-第一键合部、342-第二键合部、343-第二盲孔；

36-第一接管、37-第二接管；

4-壳体部件、40-壳体部件的内腔、401-环形容纳腔；

41/41A/41B-壳体；

411/411A-上筒部、412/412A-过渡部、4121-内弯部；

413/413A-下筒部、414-直筒部、415-顶部、416-定位槽。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电动阀，阀体的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，阀体与壳体固定连接，阀体与阀座固定连接，齿轮减速机构设于壳体部件的内腔，阀芯设于阀体部件的内腔，传动轴的一端伸入齿轮减速机构的输出齿轮架的孔部，输出齿轮架能够带动传动轴周向转动，传动轴的另一端伸入阀芯的槽，传动轴能够带动阀芯周向转动。相对于背景技术，能够降低电动阀的外漏风险。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

这里需要说明的是，本文中所涉及的上和下等方位词是以图2至图17中零部件位于图中及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，本文所采用的方位词不应限制本申请请求保护的范围。

还需要说明的是，本文中涉及的“周向转动”是指圆周方向的运动，既包含转动一圈(360°)以上的运动，也包含转动一圈(360°)以内的运动。

图2为本发明提供的一种电动阀的剖面示意图；图3为图2中阀体的结构示意图；图4为本发明给出的另一种阀体的结构示意图；图5为图2中转轴与输入齿轮部的配合示意图；图6为图2中定位架的剖面示意图；图7为图2中齿轮圈的结构示意图；图8为图2中输出齿轮架的结构示意图；图9为图2中轴承件的结构示意图；图10为图2中齿轮圈、输出齿轮架及轴承件的配合示意图；图11为图2中传动轴的剖面示意图。

电动阀包括控制部件1、齿轮减速机构2、阀体部件3、壳体部件4。电动阀的阀腔包括阀体部件的内腔30和壳体部件的内腔40。

控制部件1包括线圈11、转子部件12。转子部件12包括转轴14、与转轴14固定连接的转子13，转轴14和转子13位于壳体部件的内腔40，线圈11位于壳体部件4外，且，转子13位于齿轮减速机构2的上方。转子13通过磁粉烧结制成，转轴14的杆状轴体141通过不锈钢棒料加工制成，通过烧结工艺将转子13固定于轴体141。壳体部件4的内部上方设有轴承座17，轴承座17设有第一盲孔171，轴体141的上端***该第一盲孔171进行定位。线圈11通电，能够驱动转轴14周向旋转。

齿轮减速机构2设于壳体部件的内腔40。齿轮减速机构2包括输入齿轮部241和输出齿轮架26，转轴14与输入齿轮部241柔性连接，此处的柔性连接是指：相互连接的转轴14和输入齿轮部241之间既具有一定的活动间隙，转轴14又能够带动输入齿轮部241周向转动。

阀体部件3包括阀体31、阀座33、阀芯32和传动轴34。阀体31的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，阀体31与阀座33通过焊接固定形成阀体部件的内腔30，当然也可以通过螺纹连接固定。阀体31与壳体部件4的壳体41焊接固定。阀座33与第一接管36焊接固定，阀体31与第二接管37焊接固定，第一接管36和第二接管37中的一者作为流路进口，另一者作为流路出口。阀芯32大致呈球状，设于阀体部件的内腔30。阀体31包括本体部311和伸出部312，伸出部312自本体部311的周向外缘朝控制部件1方向延伸形成。伸出部312包括贯通孔3120，贯通孔3120的横截面为圆形，传动轴34大体呈圆柱杆状，传动轴34贯穿该贯通孔3120，传动轴34的一端伸入壳体部件的内腔40并与输出齿轮架26的孔部262键槽连接，输出齿轮架26能够带动传动轴34周向转动，传动轴34的另一端伸入阀体部件的内腔30并与阀芯32的槽321键槽连接，传动轴34能够带动阀芯32周向转动。

本实施方案中，阀体31的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，阀体31与壳体41固定连接，阀体31与阀座33固定连接，齿轮减速机构2设于壳体部件的内腔40，阀芯32设于阀体部件的内腔30，传动轴34一端伸入齿轮减速机构2的输出齿轮架26的孔部262，输出齿轮架26能够带动传动轴34周向转动，另一端伸入阀芯32的槽321，传动轴34能够带动阀芯32周向转动。其有益效果在于，能够降低电动阀的外漏风险。

进一步的，如图2、图3所示，阀体31还包括平台部313，平台部313自伸出部312靠近控制部件1的一端径向向外延伸形成，平台部313的外周缘设有台阶面朝上的台阶部3131，壳体41置于台阶部3131，壳体41与台阶部3131焊接固定。设置台阶部，其有益效果在于，壳体41和阀体31焊接时容易定位，提高焊接质量。

进一步的，如图2所示，壳体41包括上筒部411和下筒部413。上筒部411的外径小于下筒部413的外径，上筒部411和下筒部413分别由不锈钢板材拉伸制成，上筒部411和下筒部413通过焊接固定形成壳体41。上筒部411的壁厚小于下筒部413的壁厚。转子部件12的转子13位于上筒部411的内腔，线圈11套设于上筒部411外周。下筒部413包括向内折弯的过渡部412，过渡部412包括内弯部4121，内弯部4121自过渡部412的一端沿轴向向下延伸形成，内弯部4121与上筒部411焊接固定，下筒部413与平台部313的台阶部3131焊接固定。其有益效果在于，上筒部411的壁厚小于下筒部413的壁厚,上筒部411的壁厚设置得较薄有利于提高磁通量，提高线圈11的驱动效率，降低能耗；下筒部413的壁厚设置得较厚有利于增加耐压强度，提高使用寿命，即使受到较强的冷媒冲击力也不易损坏。

如图5所示，转轴14包括杆状的轴体141和固定设置于轴体141下端部的传动板15，传动板15包括基体部151和从该基体部151径向向外延伸的板体部152，基体部151与轴体141通过卡接或焊接固定，板体部152包括侧壁部1521。输入齿轮部241的上端设有凹槽242，下端设有输入齿轮2413，输入齿轮2413与齿轮减速机构2的行星齿轮244啮合。板体部152至少部分伸入该凹槽242内，凹槽242包括能够与侧壁部1521抵接的槽壁部2421，槽壁部2421与侧壁部1521之间具有预设的周向移动空间。转轴14旋转，板体部152的侧壁部1521与凹槽242的槽壁部2421抵接，从而带动输入齿轮部241周向转动。通过在传动板15的板体部152与凹槽242之间设置周向移动间隙，使两者柔性连接，可以降低传动板15和凹槽242的加工精度和装配的控制精度，从而降低制造成本，提升装配的合格率。

更进一步，如图2、图5及图12所示，本实施方案中，齿轮减速机构2为行星齿轮机构24，行星齿轮机构24包括前述输入齿轮部241、前述输出齿轮架26、隔板23、齿轮圈25、行星齿轮架243、行星齿轮244及定位杆245。行星齿轮架243和行星齿轮244设于齿轮圈25的内腔。定位杆245贯穿行星齿轮架243，且其上端伸入输入齿轮部241的轴向通孔2410，其下端伸入传动轴34的第二盲孔343。如此设置，有利于提高行星齿轮机构24的动作稳定性，降低卡死的风险。

齿轮圈25由金属粉末烧结制成，齿轮圈25与隔板23固定连接，齿轮圈25的内壁设有齿牙，该齿牙与行星齿轮244相啮合。输入齿轮部241包括大径部2411和小径部2412，上述凹槽242设于大径部2411，上述输入齿轮2413设于小径部2412。大径部2411置于隔板23，小径部2412贯穿隔板23的通孔231。

进一步的，如图2、图6所示，控制部件1还包括定位架16。定位架16大致呈倒置的杯状，包括天井部164和圆筒状的支撑部165。天井部164包括定位孔163，转轴14的轴体141贯穿该定位孔163，支撑部165与壳体41的上筒部411焊接固定。其有益效果在于，通过定位孔163对轴体141的下端进行定位，使得转子部件12旋转平稳。

如图2所示，传动轴34贯穿伸出部312的贯通孔3120，贯通孔3120的孔壁与传动轴34之间设有轴承件27。轴承件27由耐磨金属材料粉末冶金制成。如此设置的有益效果在于，减少传动轴34在周向转动过程中的磨损，提高传动轴34的使用寿命。

结合图2、图8、图11所示，传动轴34的朝向控制部件1的一端包括与输出齿轮架26的孔部262键合连接的第一键合部341，第一键合部341位于壳体部件的内腔40，该第一键合部341的横截面为非圆形，第一键合部341伸入输出齿轮架26的孔部262；传动轴34的另一端包括与阀芯32键槽连接的第二键合部342，第二键合部342位于阀体部件的内腔30，第二键合部342的下端伸入阀芯32的槽321，第二键合部342与阀芯32键槽配合。

可以想到的是，如图2所示，流体可以通过传动轴34的外周壁与轴承件27的内周壁之间的转动间隙310从阀体部件的内腔30流入壳体部件的内腔40。如此，能够增强电动阀的内部循环，对齿轮减速机构进行散热，增加其使用寿命。

如图7、图8、图9、图10所示，本实施例中，齿轮圈25的下端设有限位凹槽253。输出齿轮架26包括盘状本体部261，孔部262设于该盘状本体部261，孔部262的横截面为非圆形，盘状本体部261朝向阀芯32的一侧设有突起部263。本实施方案中，轴承件27包括筒状部271和从筒状部271的外缘径向向外延伸的延伸部272，筒状部271包括轴向通槽273，轴向通槽273连通壳体部件的内腔40和阀体部件的内腔30；该延伸部272的外端边缘与壳体41的下筒部413的内壁焊接固定。延伸部272的远离筒状部271的一端与限位凹槽253键槽配合，延伸部272的另一端与突起部263配合能够限制输出齿轮架26的周向转动行程。

本实施方案中，由于轴承件27的延伸部272与壳体41的下筒部413通过焊接固定，一方面通过延伸部272与齿轮圈25的限位凹槽253键槽配合，使得齿轮圈25周向被限位，另一方面通过延伸部272对突起部263进行限位，从而限制输出齿轮架26的周向转动行程，也就是限制了传动轴34的周向转动行程，如此设置可限制阀芯32的全开位置和全关位置，实现电动阀的全开、全关及流量调节功能。

进一步的，上述突起部263设置为2个，且相对孔部262的中心轴对称设置，如此设置，有利于输出齿轮架26周向转动平稳、限位可靠。且，突起部263与盘状本体部261通过塑料一体注塑成型或通过金属粉末冶金一体成型，有利于增强输出齿轮架26的强度，使限位更加可靠。

当然，限位方式不仅限于此。作为阀体的一种变形例，如图4所示，阀体31A还包括限位凸台314，限位凸台314位于平台部313A的上方。具体的，限位凸台314为两个，且相对贯通孔3120的中心轴对称设置，两个限位凸台314之间形成凹部315，该凹部315位于两个限位凸台314之间的周向空间，突起部263置于凹部315内能够限制输出齿轮架26的周向转动行程。本实施方式将限位凸台314集成于阀体31A，无需特别加工轴承件，加工工序减少。

图12为本发明给出的第二种输出齿轮架的结构示意图。本实施例中，齿轮圈25的下端外周与壳体41的下筒部413焊接固定，盘状本体部261的周向外缘设有突起部263’，限位凹槽253与突起部263’配合能够限制输出齿轮架26的周向转动行程。如此设置，通过齿轮圈25的限位凹槽253限制输出齿轮架26的周向转动行程，同样可以限制阀芯32的全开和全关位置，实现电动阀的全开、全关及流量调节功能。本实施例中，无需特别加工轴承件，加工工序减少。

图13为本发明给出的第三种输出齿轮架的结构示意图；图14为图13中的输出齿轮架与齿轮圈的配合示意图。

本实施例中，输出齿轮架26’还包括凸台264，凸台264设于盘状本体部261的朝向球状阀芯32的一侧。该凸台264与突起部263’连成一体，突起部263’、凸台264与盘状本体部261通过塑料一体注塑成型或通过金属粉末冶金一体成型，有利于增强输出齿轮架26’的强度，使限位更加可靠。

图15为本发明提供的第二种电动阀的结构示意图；图16为图15中定位架的剖面示意图。

作为一种变形例，如图15所示，与上述实施例不同的是壳体41A和定位架16A的结构。壳体41A由金属材料一体拉伸制成。壳体41A包括上筒部411A、下筒部413A和连接上筒部411A和下筒部413A的过渡部412A。上筒部411A的外径小于下筒部413A的外径，上筒部411A的壁厚小于下筒部413A及过渡部412A的壁厚。转子部件12的转子13位于上筒部411A的内腔，线圈11套设于上筒部411A外周。下筒部413A与平台部313的台阶部3131焊接固定。其有益效果在于，上筒部411A的壁厚小于下筒部413A及过渡部412A的壁厚,上筒部411A的壁厚设置得较薄有利于提高磁通量，提高线圈11的驱动效率，降低能耗；下筒部413A和过渡部412A的壁厚设置得较厚有利于增加耐压强度，提高使用寿命，即使受到较强的冷媒冲击力也不易损坏。

如图16所示，本实施例中，定位架16A包括杯状部161和自杯状部161的下端径向向外延伸的径向外延部162。杯状部161包括定位孔163，转轴14的轴体141贯穿该定位孔163，径向外延部162与壳体41A的过渡部412A焊接固定。其有益效果在于，通过定位孔163对轴体141的下端进行定位，提高转子部件12的运转平稳性。

图17为本发明提供的第三种电动阀的结构示意图。

作为一种变形例，如图17所示，与上述实施例不同的是壳体41B的结构。壳体41B由金属材料一体拉伸制成。壳体41B包括直筒部414和顶部415，直筒部414的外径大致相等，顶部415包括定位槽416。直筒部414与平台部313的台阶部3131焊接固定。本实施方案的壳体41B结构简单，相较于上述实施例加工方便。另外，本实施方案中，转子部件12B包括转子13B和转轴14B，转子13B的外径增大，通过增加转子13B的力臂长度，提高了控制部件1的输出扭矩，因此，本实施例能够应用于需大口径流量调节的场合；转轴14B的轴体141B的上端伸入上述定位槽416，下端伸入输入齿轮部241的轴向通孔2410，以实现对转轴14B的定位，提高转子部件12B的运转平稳性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动阀，包括壳体部件、阀体部件、控制部件和齿轮减速机构，所述控制部件包括转轴，所述齿轮减速机构包括输入齿轮部、输出齿轮架，所述转轴能够带动所述输入齿轮部周向转动，所述输出齿轮架包括盘状本体部，所述盘状本体部设有突起部；

所述阀体部件包括阀体，所述阀体的毛坯由金属材料锻造或铸造制成，所述阀体与所述壳体部件的壳体固定连接，所述阀体包括本体部、伸出部、平台部和限位凸台，所述伸出部自所述本体部朝所述控制部件延伸，所述平台部自所述伸出部的靠近所述控制部件的一端径向向外延伸，所述限位凸台位于所述平台部的上方，所述突起部能够与所述限位凸台配合以限制所述输出齿轮架的周向转动行程。

2.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述限位凸台包括两个，两个所述限位凸台之间形成凹部，所述突起部置于所述凹部以限制所述输出齿轮架的周向转动行程。

3.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，还包括轴承件，所述轴承件包括筒状部，所述筒状部包括轴向通槽，所述轴向通槽连通所述壳体部件的内腔和所述阀体部件的内腔，所述伸出部包括贯通孔，所述筒状部位于所述贯通孔。

4.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，所述阀体设有台阶面朝上的台阶部，所述壳体置于所述台阶部，所述壳体与所述台阶部焊接固定，所述壳体包括上筒部、下筒部，所述上筒部和所述下筒部分别由不锈钢板材拉伸制成，所述上筒部与所述下筒部焊接固定，所述下筒部与所述台阶部焊接固定。

5.如权利要求4所述的电动阀，其特征在于，所述壳体包括上筒部、下筒部，所述上筒部和所述下筒部焊接固定，所述上筒部的外径小于所述下筒部的外径，所述上筒部的壁厚小于所述下筒部的壁厚，所述转子设于所述上筒部的内腔，所述控制部件还包括线圈,所述线圈位于所述上筒部外，所述下筒部包括向内折弯的过渡部，所述过渡部包括内弯部，所述内弯部自所述过渡部的一端沿轴向向下延伸，所述内弯部与所述上筒部焊接固定，所述下筒部与所述阀体焊接固定。

6.如权利要求1所述的电动阀，其特征在于，还包括定位架，所述定位架大致呈倒置的杯状，所述定位架包括天井部和圆筒状的支撑部，所述天井部包括定位孔，所述转轴贯穿所述定位孔。

7.如权利要求1-6任一项所述的电动阀，其特征在于，所述控制部件还包括转子，所述转子和所述转轴固定连接，所述转子和所述转轴位于所述壳体部件的内腔，所述转子位于所述齿轮减速机构的上方。

8.如权利要求1-6任一项所述的电动阀，其特征在于，所述转轴包括轴体、与所述轴体的下端固定连接的传动板，所述传动板包括与所述轴体下端固定连接的基体部和从所述基体部向外延伸的板体部，所述板体部包括侧壁部，所述输入齿轮部包括大径部和小径部，所述大径部设有凹槽，所述板体部至少部分位于所述凹槽，所述凹槽包括能够与所述侧壁部抵接的槽壁部，所述槽壁部与所述侧壁部之间具有周向移动间隙。