WO2012048594A1 - 电动阀及其止动装置 - Google Patents

Description

电动阀及其止动装置 本申请要求于 2010 年 10 月 15 日提交中国专利局、 申请号为 201010515238.X、 发明名称为"电动阀及其止动装置 "的中国专利申请的优 先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及一种阀门， 具体涉及一种电动阀及其止动装置。 背景技术

现有的电动阀包括外壳、 套在外壳外的定子线圈和连接在外壳下部的 阀座， 以及位于外壳内的磁转子、 阀针和阀芯座等； 定子和转子构成的电 机用于驱动阀针相对于阀芯座的接合或分离。工作过程中，控制转子的正、 反方向旋转， 通过丝杆和螺母的传动， 将转子的旋转运动转化为阀针沿轴 向直线位移， 从而调节阀口的通流面积， 进而调节流入蒸发器的制冷剂流 量， 保证制冷***的高效运行。 显然， 为确保阀针上、 下位移在预定范围 内进行， 应当设置上、 下极限位置的止动装置。

日本专利文献 JP2009162366A公开了一种采用上述工作原理的电动 阀， 并通过相配合的滑环与弹簧导轨控制阀针在预定范围内轴向位移。 其 中， 与阀针配合的螺母装配在导向套筒上部内孔中， 导向套筒与阀座配套 焊接固定； 止动弹簧导轨套装在导向套筒的外部， 且其尾部***导向套筒 的定位孔中， 并需要对弹簧导轨的尾部进行固定， 以便于定位固定弹簧导 轨； 弹簧导轨与滑环内外嵌套且两者螺旋配合， 该滑环可在转子止动部的 作用下沿着弹簧导轨旋转并轴向位移， 直至滑环与弹簧导轨的上止动部或 者下止动部相抵， 处于极限工作位置。

在上述方案的弹簧导轨装配过程中， 首先， 将弹簧导轨***导向套筒 的定位孔后， 并对其尾部进行固定以获得完全可靠的定位； 其次， 在对弹 簧导轨尾部进行固定之前， 需要控制弹簧导轨的相对位置， 以确保其装配 精度。 显然， 该方案上述构造的装配工序较多， 装配不够便捷， 必然导致 工序成本的增加， 进而增加电动阀的制造成本。

有鉴于此， 亟待针对现有电动阀的止动装置进行优化设计， 以有效解 决现有构造所存在的装配工序较多的缺陷。 发明内容

针对上述缺陷， 本发明解决的技术问题在于， 提供一种装配工艺筒单 的电动阀止动装置， 以有效控制电动阀的工序成本。 在此基础上， 本发明 还提供一种具有上述止动装置的电动阀。

本发明提供的电动阀止动装置， 包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨 和滑环， 所述弹簧导轨具有上止动部和下止动部， 还包括与电动阔丝杆配 合的螺母； 所述螺母具有径向伸出的台阶面， 用于与电动阀阀座固定连接 的所述台阶面以下的螺母上具有卡合限位面； 所述弹簧导轨套装在所述台 阶面以上的螺母上， 且其下止动部径向延伸形成与所述台阶面相抵的定位 部， 所述定位部以下的下止动部与所述螺母上卡合限位面卡合定位。

优选地， 所述卡合限位面具体为所述螺母上轴向设置的周向限位面和 与所述周向限位面相连的轴向限位面； 所述定位部以下的下止动部具体为 轴向延伸形成的与所述周向限位面相抵的周向限位部， 和所述周向限位部 周向延伸形成的与所述轴向限位面相 4氏的轴向限位部。

优选地， 所述螺母由塑料材质制成， 且所述台阶面以下的螺母外周表 面嵌装固定有用于与电动阀阀座固定连接的环形金属连接片。

优选地， 所述螺母与所述环形金属连接片一体注塑成形。

优选地， 所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置的 第一凹槽及与第一凹槽连通的周向设置的第二凹槽； 所述周向限位面和轴 向限位面分别形成于所述第一凹槽和第二凹槽的槽壁。

优选地， 所述台阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置有 第三 EJ槽， 所述环形金属连接片的外沿开有与所述第三 EJ槽轴向相对的第 一开口， 所述周向限位面形成于所述第三凹槽的槽壁和所述第一开口的侧 壁，所述轴向限位面形成于所述第一开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

优选地， 所述环形金属连接片的外沿开有第二开口， 所述周向限位面 形成于所述第二开口的侧壁， 所述轴向限位面形成于所述第二开口旁侧的 环形金属连接片的下表面。 本发明提供的电动阀， 其阀座与外壳形成内部容腔， 所述内部容腔内 设置有与阔针丝杆组件和转子配合的止动装置， 所述止动装置采用如前所 述的电动阀止动装置。

优选地， 所述阔针丝杆组件包括：

置于所述阀座的底部阀芯座内的阀针， 其一端与阀口配合， 其另一端 具有轴向设置的内凹容腔；

中部与所述螺母螺纹配合的丝杆， 其一端与所述转子固定连接， 其另 一端插装于所述阔针的内凹腔内； 和

复位弹性部件， 预压缩置于所述丝杆内侧的内凹容腔中； 且

置于所述内凹容腔中所述丝杆具有径向外伸的第一限位部， 所述阀针 的内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部， 所述第一限位部与所述第 二限位部相抵配合。

本发明所述电动阀止动装置的弹簧导轨套装的螺母上部， 其下止动部 径向延伸的定位部与螺母的台阶面相抵， 实现弹簧导轨的预装轴向定位， 该定位部以下的下止动部与螺母上的卡合限位面卡合定位， 实现弹簧导轨 的固定。 与现有技术相比， 本发明具有结构筒单可靠的特点， 装配过程中 可方便、 快速的固定止动弹簧导轨， 有效减少了装配工序， 从而大大降低 了工序成本。

在本发明的优选方案中， 弹簧导轨通过其周向限位部和轴向限位部与 螺母上的周向限位面和轴向限位面卡位固定， 使得止动弹簧导轨的相对位 置的装配一致性更易保证， 进一步提高了止动装置的装配精度。

在本发明的另一优选方案中的螺母由塑料材质制成， 这样， 当滑环沿 弹簧导轨螺旋配合时， 其与塑料螺母外周表面之间相对滑动的摩擦阻力较 小， 可有效降低电动阀转子转动的阻力。 附图说明

图 1是第一实施例所述电动阀的整体结构示意图；

图 2是第一实施例所述电动阀的止动装置组装示意图；

图 3是第一实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图； 图 4是第二实施例所述电动阀止动装置组装示意图；

图 5 是第二实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图； 图 6是第三实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视图。 图中：

阀芯座 11、 阀座 12、 连接管 13、 连接管 14;

阀针 21、 阀针套 22、 丝杆 23、 挡圈 24、 弹簧 25;

金属连接片 31、 开口 31c、 螺母 32、 螺母上部 32a、 螺母中部 32b、 螺母下部 32c、 突出部 32d、 第三凹槽 32e、 弹簧导轨 33、 上止动部 33a、 螺旋导向部 33b、 下止动部 33c、 周向限位部 33d、 轴向限位部 33e、 滑环 34、 上止动头部 34a、 螺旋导向部 34b、 下止动尾部 34c;

转子 41、 转子止动部 42;

外壳 5。

具体实施方式

本发明提供了一种装配工艺筒单的电动阀止动装置，其核心设计在于： 与电动阀丝杆配合的螺母具有径向伸出的台阶面， 其台阶面以下的螺母上 具有卡合限位面； 弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上， 且其下止动 部径向延伸形成与所述台阶面相 4氏的定位部， 该定位部以下的下止动部与 所述螺母上卡合限位面卡合定位。 该方案可有效控制电动阀的工序成本， 下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图 1 , 该图示出一种实施例所述电动阀的整体结构示意图。 如图 1所示， 阀座组件由阀芯座 11与阀座 12以及连接管 13、 14焊接 成一体， 外壳 5套装并焊接在阀座 12上， 形成密闭的阀腔。 该阀腔内设置 有阀针丝杆组件、 螺母组件、 转子组件和止动装置。

其中， 阀针 21的下端与阀孔配合实现电动阀的开启或者关闭，其上端 具有轴向设置的内凹容腔，且其上端部与阀针套 22焊接成一体， 即形成自 内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部；丝杆 23的下端插装于该阀针 套 22,且其头部焊接有卡装在内 EJ容腔之中的挡圈 24, 即形成径向外伸的 第一限位部，该挡圈 24与阀针套 22相抵配合实现丝杆 23轴向限位。 内凹 容腔中设置有弹簧 25 , 以便于丝杆 23的复位。 当然， 弹簧 25不局限于图 中所示的预压缩后置于内凹容腔之间的螺旋压缩弹簧， 实际上只要是预压 缩置于所述丝杆内侧的内凹容腔中的复位弹性部件均可。 同理， 阀针 21 与阀针套 22之间以及丝杆 23与挡圈 24之间的固定连接关系不局限于焊 接， 也可以采用其他连接方式， 比如， 过盈压配等方式。

其中， 螺母组件包括塑料螺母 32和环形金属连接片 31 , 该金属连接 片 31嵌装于塑料螺母的台阶面以下的本体外周表面内，用于与电动阀阀座 焊接固定。 塑料螺母 32优选采用工程树脂， 并与环形金属连接片 31—体 注塑成形。

其中， 止动装置包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨 33和滑环 34, 弹簧导轨 ₃₃套装在塑料螺母 32上部外周表面上， 并具有与止动滑环 34 配合限位的上止动部和下止动部。

其中， 转子组件由磁转子 41、 转子止动部 42和连接两者的连接体构 成，磁转子 41套装于弹簧导轨 33的外侧，转子止动部 42轴向伸出与滑环 34配合； 上述弹簧导轨 33、 滑环 34、 转子止动部 42构成该电动阔的止动 机构。

本方案中，前述卡合限位面具体为螺母 32上轴向设置的周向限位面和 与该周向限位面相连的轴向限位面；前述弹簧导轨 33定位部以下的下止动 部具体为轴向延伸形成的与周向限位面相抵的周向限位部， 和自周向限位 部周向延伸形成的与轴向限位面相抵的轴向限位部， 使得止动弹簧导轨的 相对位置的装配一致性更易保证， 进一步提高了止动装置的装配精度。 具 体请参见图 2, 该图为本实施例中所述电动阀止动装置组装示意图。

塑料螺母 32由工程塑料注塑而成， 其主体可分为上、 中、 下三部分， 上部 32a的外周为弹簧导轨 33的套装部； 中部 32b的外径较上部外径大， 上部 32a与中部 32b之间形成台阶面， 且中部 32b并设置有突出部 32d , 突出部 32d的中间设置有第三凹槽 32e, 金属连接片 31嵌装固定在中部 32b; 下部 32c起到连接阀芯座 11的作用。 与螺母 32注塑成一体的金属连 接片 41外圆周上设置有若干开口 31c, 其中一个开口 31c设置在塑料螺母 突出部 32d的正下方。 也就是说， 周向限位面形成于所述第三凹槽的槽壁 和所述第一开口的侧壁， 轴向限位面形成于所述第一开口旁侧的环形金属 连接片的下表面。此外，该突出部 32d正下方开口 31c之外的其他开口 31c 连通了金属连接片 31上、下两个容腔，可以起到平衡两个容腔内压力的作 用。

弹簧导轨 ₃₃由钢丝绕制而成， 弹簧导轨 33的主体为螺旋导向部 33b, 其上部为上止动部 33a, 其下部为下止动部 33c。 下止动部 33c径向延伸设 置有与台阶面相抵的定位部， 该定位部轴向向下延伸设置有弹簧导轨 33 的周向限位部 33d, 周向限位部 33d再周向延伸为弹簧导轨 33的轴向限位 部 33e。

滑环 34也由钢丝绕制而成， 由止动头部 34a、 螺旋导向部 34b和止动 尾部 34c依次构成。 由于螺母 32优选塑料材质， 这样， 当滑环 34沿弹簧 导轨 33螺旋配合时， 其与塑料螺母 32外周表面之间相对滑动的摩擦阻力 较小， 可有效降低电动阀转子转动的阻力。

本方案中止动装置各部件的组装方式可参见图 2中箭头顺序所示。 首 先， 沿顺着弹簧导轨 33的螺旋方向， 使滑环 34的螺旋导向部 34b的轴线 与弹簧导轨 ₃₃的螺旋导向部 33b轴线重合， 并将滑环 34放置在弹簧导轨 33 的第一圈螺旋体上； 然后， 将两者一起套装在塑料螺母 32的上部 32a 外圆周上， 使得弹簧导轨 33的定位部与螺母 31的台阶面相抵预定位， 将 弹簧导轨 33的尾部（轴向限位部 33e )向远离轴线的方向拉开， 再松开弹 簧导轨 33的尾部， 在弹力的作用下弹簧导轨 33的周向限位部 33d回复原 位， 并卡装在塑料螺母 32突出部上设置的第三凹槽 32e和金属连接片 41 外圆周上的开口 31c中，弹簧导轨 33的轴向限位部 33e也卡装在金属连接 片 31的开口 31c—侧的下表面， 完成上述组装后弹簧导轨 33被固定。

请参见图 3 , 该图是本实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴 测视图。 如图所示， 将按照上述组装方式和顺序组装完成的螺母、 止动装 置置于阀座组件上， 即将塑料螺母 32下部插装在阀芯座 11上， 然后采用 焊接的方式（比如激光焊接）将金属连接片 31与阀座 12上端边缘焊接在 一起， 以可靠的定位螺母 32, 确保螺母 32不能相对阀座 12转动或拉出。 焊接后，弹簧导轨 33的尾部因为阀座 12和金属连接片 31的限制，将不能 再向远离轴线的方向拉开， 因此弹簧导轨 33被可靠的限制在固定的位置。

与现有技术相比， 本发明具有结构筒单可靠的特点， 装配过程中可方 便、 快速的固定止动弹簧导轨， 有效减少了装配工序， 从而大大降低了工 序成本。

如图 1所示， 按照上述组装方式和顺序完成止动装置的装配后， 将丝 杆 23、 滑环 34调整到规定的位置； 再将带有转子止动部 42的转子 41按 规定的位置装配到丝杆 23的顶端， 并对转子连接体和丝杆 23顶部实施焊 接， 使转子 41和丝杆 23连接成一体； 最后将外壳 5与阔座 12装配， 并将 外壳 5下端与阀座 12上端密封焊接在一起。 这样， 当电动阀工作时， 线圈 驱动电动阔的转子 41转动， 转子 41的止动部会带动滑环 34在弹簧导轨 33的螺旋导向部 33b上转动。 当滑环 34向上转动到顶点时， 弹簧导轨 33 的上止动部 33a会限制滑环 34继续向上转动，从而起到上止动的作用； 当 滑环 34向下转动到顶点时， 弹簧导轨 33的下止动部 33c会限制滑环 34 继续向下转动， 从而起到下止动的作用。

需要说明的是， 卡合限位面不局限于本实施例中所示周向限位面和轴 向限位面的结构设置，只要能够满足周向和轴向限制弹簧导轨 33的尾部定 位固定的需要， 均在本申请请求保护的范围内。 以下以两个实施例分别进 行详细说明。

请参见图 4和图 5 , 其中， 图 4是第二实施例所述电动阀止动装置组 装示意图， 图 5 是第二实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等轴测视 图。

本实施例与第一实施例的组成及连接关系相同。 如图 4和图 5所示， 两者的区别在于与弹簧导轨 33上的限位部相配合的塑料螺母 32上的限位 凹槽设置方式不同。

本方案中塑料螺母 32的限位 EJ槽呈 "L" 形， 即， 台阶面与环形金属 连接片 31之间的螺母 32本体上轴向设置的第一凹槽及与第一凹槽连通的 周向设置的第二凹槽； 周向限位面和轴向限位面分别形成于第一凹槽和第 二凹槽的槽壁。 相应地， 弹簧导轨 33的周向限位部 33d和轴向限位部 33e 组合与第一实施例相似也呈 "L" 形。 装配时， 将弹簧导轨 33的尾部向远 离轴线的方向拉开， 使弹簧导轨 33的定位部与螺母 32的台阶面抵靠， 再 松开弹簧导轨 33的尾部，在弹力的作用下弹簧导轨 33的限位部回复原位， 此时弹簧导轨 33 "L" 形的周向限位部 33d和轴向限位部 33e刚好卡装在 呈 "L" 形的塑料螺母 32的凹槽之中。 本实施例优选的采用了 "L" 字形， 当然采用 "P"字形、 "V" 字形、 "U"字形、 "C"字形、 "6"字形等其他形状, 均可以达到同样的定位固定效果， 上述衍生性的改变应均属于本申请请求 保护的范围。

请参见图 6, 该图是第三实施例所述电动阀的转子和外壳未安装前等 轴测视图。

本实施例与第一、 二实施例的组成及连接关系相同。 如图 6所示， 本 实施例在第一实施例的基础上进行了筒化设计，即本方案塑料螺母 32的中 部没有设置突出部和限位凹槽， 其他零件的结构与第一实施例相同。 本实 施例的弹簧导轨 33仅依靠金属连接片 31的一个开口 31c进行限位固定， 螺母、止动器部件装配并焊接到阀座组件后， 弹簧导轨 33的尾部被完全卡 装并限制在金属连接片 31的开口及其旁侧的下表面。

以上所述仅是本发明的优选实施方式， 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， 还可以做出若干改进 和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求

1、 电动阀止动装置， 包括内外嵌套且螺旋配合的弹簧导轨和滑环， 所 述弹簧导轨具有上止动部和下止动部， 其特征在于， 还包括：

与电动阀丝杆配合的螺母， 所述螺母具有径向伸出的台阶面； 用于与 电动阀阀座固定连接的所述台阶面以下的螺母上具有卡合限位面；

所述弹簧导轨套装在所述台阶面以上的螺母上， 且其下止动部径向延 伸形成与所述台阶面相 ·ί氏的定位部， 所述定位部以下的下止动部与所述螺 母上卡合限位面卡合定位。

2、根据权利要求 1所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述卡合限 位面具体为所述螺母上轴向设置的周向限位面和与所述周向限位面相连的 轴向限位面；

所述定位部以下的下止动部具体为轴向延伸形成的与所述周向限位面 相抵的周向限位部， 和所述周向限位部周向延伸形成的与所述轴向限位面 相抵的轴向限位部。

3、根据权利要求 2所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述螺母由 塑料材质制成， 且所述台阶面以下的螺母外周表面嵌装固定有用于与电动 阀阀座固定连接的环形金属连接片。

4、根据权利要求 3所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述螺母与 所述环形金属连接片一体注塑成形。

5、根据权利要求 3或 4所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述台 阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置的第一凹槽及与第一凹 槽连通的周向设置的第二凹槽； 所述周向限位面和轴向限位面分别形成于 所述第一 EJ槽和第二 EJ槽的槽壁。

6、根据权利要求 3或 4所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述台 阶面与环形金属连接片之间的螺母本体上轴向设置有第三凹槽， 所述环形 金属连接片的外沿开有与所述第三 HJ槽轴向相对的第一开口， 所述周向限 位面形成于所述第三凹槽的槽壁和所述第一开口的侧壁， 所述轴向限位面 形成于所述第一开口旁侧的环形金属连接片的下表面。

7、根据权利要求 3或 4所述的电动阀止动装置， 其特征在于， 所述环 形金属连接片的外沿开有第二开口， 所述周向限位面形成于所述第二开口 的侧壁， 所述轴向限位面形成于所述第二开口旁侧的环形金属连接片的下 表面。

8、 电动阀， 其阀座与外壳形成内部容腔， 所述内部容腔内设置有与阀 针丝杆组件和转子配合的止动装置， 其特征在于， 所述止动装置采用如权 利要求 1至 7中任一项所述的电动阀止动装置。

9、根据权利要求 8所述的电动阀， 其特征在于， 所述阀针丝杆组件包 括：

置于所述阀座的底部阀芯座内的阀针， 其一端与阀口配合， 其另一端 具有轴向设置的内凹容腔；

中部与所述螺母螺纹配合的丝杆， 其一端与所述转子固定连接， 其另 一端插装于所述阔针的内凹腔内； 和

复位弹性部件， 预压缩置于所述丝杆内侧的内凹容腔中； 且

置于所述内凹容腔中所述丝杆具有径向外伸的第一限位部， 所述阀针 的内凹容腔的外沿具有径向内伸的第二限位部， 所述第一限位部与所述第 二限位部相抵配合。