CN203009981U - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子膨胀阀，包括设于阀壳内的动力部件、与所述动力部件连接的丝杆以及与所述丝杆螺纹配合的螺母，所述丝杆包括塑料层和丝杆芯，所述塑料层包覆于所述丝杆芯的外周，并具有与所述螺母配合的螺纹部。本实用新型将丝杆结构由原来的金属件改进为塑料层和金属材质的丝杆芯两部分，且将与螺母配合的螺纹部设置在塑料层上，由于现有技术中的螺母也为塑料件，所以螺母与丝杆的螺纹配合部均为塑料件，其膨胀系数接近，温度发生变化时，螺纹配合间隙不会发生较大变化，更不会导致螺纹配合部卡死的现象，提高了电子膨胀阀的工作可靠性。

Description

一种电子膨胀阀

技术领域

本实用新型涉及流体控制部件技术领域，特别是涉及一种电子膨胀阀。

背景技术

电子膨胀阀小型化的两种途径为提高动力矩和降低阻力矩；其中，提高动力矩的方法为采用高性能磁粉材料提高转子的表面磁感应强度，但随着磁粉材料价格的大幅上涨，采用高性能磁粉材料使得产品成本大幅上升，因此降低阻力矩成对电子膨胀阀实现小型化变得至关重要。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的电子膨胀阀的结构示意图。

电子膨胀阀包括阀座100及连接于阀座100上的阀壳200，阀座100和阀壳200安装后形成阀腔，阀腔内设有阀杆300。阀壳200内设有电机201，电机201的输出轴通过支撑于齿轮座202上的齿轮系统203与丝杆204传动连接，因而丝杆204可随着电机201输出轴的转动而转动；丝杆204通过螺纹配合连接有螺母205，螺母205设置于阀杆300的安装槽301内；随着电机201的输出轴转动，丝杆204发生旋转，进而带动阀杆300沿轴向运动，从而调节阀座100上阀口101的开度。

在上述电子膨胀阀中，螺母205由塑料制成，丝杆204由不锈钢滚压加工而成，即螺母205和丝杆204由两种不同的的材料制成，该两种材料的膨胀系数不同，在冷热温度交替变化后，会造成螺母205与丝杆204螺纹配合的螺纹间隙变化较大，严重时会造成螺纹配合部卡死；另一方面，丝杆204由金属材料制成，无自润滑性，使得丝杆204与螺母205之间的摩擦系数较大，在一定程度上也制约了电子膨胀阀阻力矩的下降。

此外，上述电子膨胀阀中，丝杆204与齿轮系统203的齿轮铆接连接，在电子膨胀阀的长期使用过程中，丝杆204与齿轮的连接很有可能松动，导致丝杆204不能随电机201的转动而转动。

除了上述结构的电子膨胀阀，在其他结构的电子膨胀阀中也存在上述问题，如丝杆与电机的连接不通过齿轮系统，而是丝杆直接作为电机的输出轴，与电机转子固定连接，丝杆与螺母螺纹配合，螺母安装在阀座内，丝杆与阀针连接，当电机转动时，丝杆随之转动，并通过与螺母的螺纹连接带动电机转子一起沿轴向移动，从而带动阀针沿轴向移动，进而开启阀座上的阀口；在该电子膨胀阀中，由于螺母也为塑料件，丝杆为金属件，所以同样存在螺母与丝杆的螺纹间隙随温度而发生较大变化，从而增大丝杆与螺母螺纹配合的阻力矩，降低电子膨胀阀的工作可靠性。

有鉴于此，如何对现有技术中的电子膨胀阀作出改进，降低电子膨胀阀的阻力矩，提高电子膨胀阀的工作可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀能够降低阻力矩，提高电子膨胀阀的工作可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电子膨胀阀，包括设于阀壳内的动力部件、与所述动力部件连接的丝杆以及与所述丝杆螺纹配合的螺母，所述丝杆包括塑料层和丝杆芯，所述塑料层包覆于所述丝杆芯的外周，并具有与所述螺母配合的螺纹部。

优选地，所述动力部件为电机，所述丝杆通过齿轮组件与所述电机的输出轴连接，还包括设于阀腔内的阀杆，所述螺母设置于所述阀杆的安装槽中，所述阀杆能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭设于阀座上的阀口。

优选地，所述丝杆芯的上部伸出所述塑料层形成光杆段。

优选地，所述塑料层的上部具有朝向所述阀壳的第一环形台阶面；所述丝杆芯的光杆段插装固定于所述齿轮组件的齿轮，并通过所述第一环形台阶面定位。

优选地，所述丝杆芯与所述齿轮通过焊接固定。

优选地，所述动力部件为磁转子，所述丝杆与所述磁转子固定连接，所述螺母设置于阀座的阀座芯上；还包括设置于丝杆下部的阀针，所述阀针能够沿阀腔轴向移动以开启或关闭设于所述阀座上的阀口。

优选地，所述丝杆芯的下端伸出所述塑料层形成夹持部。

优选地，所述塑料层的上部具有朝向所述阀壳的第二环形台阶面，所述塑料层的上部插装固定于与所述转子固定连接的连接块，并通过所述第二环形台阶面定位。

优选地，所述塑料层的下部具有径向凸台，所述径向凸台形成朝向所述阀壳的上环形台阶面和下环形台阶面；所述阀针的上端插装固定阀针套，所述阀针套的下端搭接于所述上环形台阶面；所述阀针的阀针腔内设有弹簧，所述弹簧的上端与所述下环形台阶面接触。

优选地，所述丝杆芯的圆周面上设置至少一个周向限位部件。

优选地，所述丝杆芯为弹簧钢丝。

优选地，所述塑料层为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚塑料层；所述螺母为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚螺母。

本实用新型提供的一种电子膨胀阀，其丝杆包括塑料层和丝杆芯，所述塑料层包覆于所述丝杆芯的外周，并具有与螺母配合的螺纹部。

本实用新型提供的电子膨胀阀在现有技术的基础上将丝杆的结构由金属件改进为塑料件和金属件两部分，且将与螺母配合的螺纹部设置在塑料件即包覆在丝杆芯外周的塑料层上，由于螺母为塑料件，所以丝杆与螺母的螺纹配合部均为塑料件，其膨胀系数接近，即使温度发生变化时，丝杆与螺母的螺纹配合间隙也不容易出现大的变化，不会造成螺纹配合部卡死。与现有技术相比，本方案的上述结构可以降低螺纹配合的阻力矩，从而提高了电子膨胀阀的工作可靠性。

在一种优选方案中，丝杆的塑料层和螺母分别为同种材料如聚苯硫醚制成的塑料层和螺母，且其中均包含聚四氟乙烯或二硫化钼等具有自润滑性的材料，可以降低螺母和塑料层之间的摩擦系数，大大降低了电子膨胀阀的阻力矩，不仅可以提高电子膨胀阀的工作可靠性，还为电子膨胀阀小型化创造了条件。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的电子膨胀阀的结构示意图；

图2为本实用新型所提供电子膨胀阀第一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中丝杆的结构示意图；

图4为本实用新型所提供电子膨胀阀第二种具体实施方式的结构示意图；

图5为图4中丝杆与阀针的装配示意图；

图6为图4中丝杆的结构示意图；

图7为图4中连接板与止动组件的连接示意图；

图8为图4中连接板的结构示意图。

图1中：

100阀座、101阀口、200阀壳、201电机、202齿轮座、203齿轮系统、204丝杆、205螺母、300阀杆、301安装槽

图2-8中：

10阀座、11阀口、12阀座芯、20阀壳、21电机、21’磁转子、22齿轮组件、221齿轮、22’连接板、221’偏心通孔、23齿轮座、30丝杆、31塑料层、31a螺纹部、31b第一环形台阶面、31b’第二环形台阶面、31c上环形台阶面、31d下环形台阶面、32丝杆芯、32a光杆段、32a’夹持部、321周向限位部件、40螺母、50阀杆、50’阀针、51安装槽、51’阀针套、52弹簧、53轴承、54垫片、61弹簧导轨、62滑环、直线端62a

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀能够降低阻力矩，提高电子膨胀阀的工作可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型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8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的保护范围。

请参考图2和图3，图2为本实用新型所提供电子膨胀阀第一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2中丝杆的结构示意图。

该电子膨胀阀包括具有阀腔的阀座10和设置于阀座10上方的阀壳20，阀壳20内设有作为动力部件的电机21，电机21的输出轴通过齿轮组件22的齿轮221与丝杆30传动连接，其中，齿轮组件22支撑于齿轮座23上，丝杆30通过螺纹配合连接有螺母40，螺母40设置于阀杆50的安装槽51内；电机21驱动齿轮组件22的齿轮221转动时，丝杆30随之转动，从而带动阀杆50沿阀腔轴向移动，以开启或关闭阀座10上的阀口11。其中，螺母40为塑料件。

丝杆30包括塑料层31和丝杆芯32，塑料层31包覆于丝杆芯32的外周，可以将塑料层31与丝杆芯32一体注塑成型，注塑成型时形成与螺母40配合的螺纹部31a。

丝杆芯32的上部伸出塑料层31形成光杆段32a，塑料层31的上部具有朝向阀壳20的第一环形台阶面31b，丝杆芯32的光杆段32a插装固定于齿轮组件22的齿轮221中，并通过第一环形台阶面31b定位，即第一环形台阶面31b与齿轮221的下端面贴合，限定丝杆芯32插入齿轮221的深度，丝杆芯32与齿轮221可以通过激光焊固定连接。

当然，塑料层31包覆整个丝杆芯32的周部也是可以的，该种情况下，丝杆30与齿轮221连接的部位其塑料层31不必设置螺纹，如此设置丝杆30只能插装于齿轮221内，并不易与齿轮221固定，在经过长期使用后，有可能使丝杆30与齿轮221的连接松动，进而影响阀杆50的轴向移动。因此，可以优先选用前述实施方案，即使丝杆芯32的上部伸出塑料层31形成光杆段32a，插装于齿轮221内并与齿轮221固定，提高丝杆30与齿轮221的连接可靠性。

在丝杆芯32的上部设置光杆段32a不仅可以将丝杆30与齿轮221固定连接，在丝杆30注塑时还可以通过夹头对丝杆芯32定位，保证塑料层31与丝杆芯32的同轴度。

由于螺母40为塑料件，与螺母40配合的丝杆30的螺纹部31a也为塑料件，即螺母40材料与丝杆30螺纹部31a材料的膨胀系数接近，电子膨胀阀在工作过程中温度出现变化时，螺母40与丝杆30螺纹部31a的螺纹配合间隙不易发生太大变化，不会提高螺纹配合的阻力矩，且螺母40与丝杆30的螺纹部31a不会卡死，与现有技术相比，可以提高电子膨胀阀的工作可靠性。

请参考图4至图8，图4为本实用新型所提供电子膨胀阀第二种具体实施方式的结构示意图；图5为图4中丝杆与阀针的装配示意图；图6为图4中丝杆的结构示意图；图7为图4中连接板与止动组件的连接示意图；图8为图4中连接板的结构示意图。

该电子膨胀阀包括阀座10和设置于阀座10上方的阀壳20，其阀腔内设有作为动力部件的磁转子21’，磁转子21’通过连接板22’与丝杆30固定连接，丝杆30与螺母40螺纹配合，螺母40固设于阀座10上，其下部套装在位于阀座10内的阀座芯12上，丝杆30的下部浮动连接有阀针50’，阀针50’位于阀座芯12的导向孔中；磁转子21’带动丝杆30旋转，丝杆30通过与螺母40的螺纹配合，将丝杆30的旋转运动转化为磁转子21’沿阀腔的轴向移动，丝杆30与阀针50’浮动连接，从而带动阀针50’沿阀腔轴向移动以开启或关闭阀座10上的阀口。其中，螺母40为塑料件。

该电子膨胀阀还包括止动组件，止动组件包括弹簧导轨61和滑环62（示于图7中）；弹簧导轨61套装在螺母40的上部，与螺母40的外圆周面组成螺旋轨道；滑环62上设置有向上凸起的直线端62a，该直线端62a可插入与磁转子21’固定连接的连接板22’的偏心通孔221’中，磁转子21’转动时直接带动滑环62转动，当滑环62与弹簧导轨61的上止动部或下止动部接触时，磁转子21’停止转动，从而限制磁转子21’的转动，进而控制阀针50’的行程。

丝杆30包括塑料层31和丝杆芯32，塑料层31包覆于丝杆芯32的外周，可以将塑料层31与丝杆芯32一体注塑成型，注塑成型时形成与螺母40配合的螺纹部。

丝杆芯32的下部伸出塑料层31形成夹持部32a’，该夹持部32a’便于注塑时夹持丝杆芯32，保证丝杆芯32与塑料层31的同轴度。

塑料层31的上部形成朝向阀壳20的第二环形台阶面31b’，丝杆30的上部插装固定于连接板22’，该第二环形台阶面31b’与连接板22’的下端面贴合以限定丝杆30插入连接板22’的深度，丝杆30插装于连接板22’后，可以通过塑料焊与连接板22’固定。

当然，也可以如第一种具体实施方式中所述，使丝杆芯32的上部伸出塑料层31形成光杆段，并在塑料层31的上端形成用于插装定位的环形台阶面。在实际设置中，连接板22’通常由塑料注塑成型，丝杆30的光杆段插入连接板22’后不易与连接板22’固定，虽然可以通过加工使丝杆30与连接板22’过盈配合并随磁转子21’转动，但长时间运转后难以避免丝杆30与连接板22’的连接松动，影响电子膨胀阀的正常使用。

塑料层31的下部具有径向凸台，该径向凸台形成朝向阀壳20的上环形台阶面31c和朝向阀口的下环形台阶面31d；阀针50’通过阀针套51’（示于图5中）挂接于丝杆30的下部，具体地，丝杆30的上环形台阶面31c接触并支撑阀针套51’，阀针套51’与阀针50’固定连接；阀针50’的阀针腔内设有弹簧52，弹簧52与下环形台阶面31d抵接，即弹簧52的上端与下环形台阶面31d接触，形成丝杆30与阀针50’的浮动连接；为了减小阀针50’运动的摩擦力，还可在阀针腔内设置轴承座53和垫片54，轴承座53的中心具有盲孔，丝杆芯32的夹持部32a’可插入该盲孔中，以减小电子膨胀阀的空间体积。

由于将丝杆30的结构改进为丝杆芯32和包覆在丝杆芯31外周的塑料层31，并将丝杆30与螺母40配合的螺纹部设于塑料层31上，即螺母40与丝杆30螺纹部的材料均为塑料，膨胀系数接近，电子膨胀阀在工作过程中温度发生变化时，螺母40与丝杆30螺纹部的螺纹配合间隙不易发生太大变化，不会提高螺纹配合的阻力矩，且螺母40与丝杆30的螺纹部不会卡死，提高了电子膨胀阀的工作可靠性。

针对上述各实施方式，可以进一步在丝杆芯32的圆周面上设置至少一个周向限位部件321（示于图3和图5中），该周向限位部件321可以通过模压变形直接形成，也可以焊接在丝杆芯32上；该轴向限位部件321可以为凸台，也可以其他结构，比如异形结构，只要能够避免丝杆芯32与塑料层31在注塑完成后发生相对转动和轴向相对滑动即可。

上述各实施方式中，由于塑料层31上具有与螺母40配合的螺纹部31a，需要保证足够的厚度，可以将丝杆芯32设置为弹簧钢丝，还可确保丝杆30的强度。

上述各实施方式中，丝杆30的塑料层31可以为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚制成的塑料层，螺母40也可以设为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚制成的螺母，当然，塑料层31和螺母40也可由其他具有自润滑性的塑料制成，上述丝杆30的塑料层31和螺母40采用同种塑料制成，可进一步缩小两者之间的膨胀系数，使得两者之间的螺纹配合不会因温度变化而发生太大的变化，以降低螺纹配合的阻力矩。此外，由于加入的聚四氟乙烯或二硫化钼有很好的润滑性，可以降低丝杆30与螺母40之间的摩擦系数，进一步降低螺纹配合的阻力矩，提高电子膨胀阀的可靠性，并为电子膨胀阀实现小型化提供条件。

以上对本实用新型所提供的电子膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种电子膨胀阀，包括设于阀壳内的动力部件、与所述动力部件连接的丝杆以及与所述丝杆螺纹配合的螺母，其特征在于，所述丝杆包括塑料层和丝杆芯，所述塑料层包覆于所述丝杆芯的外周，并具有与所述螺母配合的螺纹部。

2.如权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述动力部件为电机，所述丝杆通过齿轮组件与所述电机的输出轴连接，还包括设于阀腔内的阀杆，所述螺母设置于所述阀杆的安装槽中，所述阀杆能够沿所述阀腔轴向移动以开启或关闭设于阀座上的阀口。

3.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆芯的上部伸出所述塑料层形成光杆段。

4.如权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述塑料层的上部具有朝向所述阀壳的第一环形台阶面；所述丝杆芯的光杆段插装固定于所述齿轮组件的齿轮，并通过所述第一环形台阶面定位。

5.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆芯与所述齿轮通过焊接固定。

6.如权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述动力部件为磁转子，所述丝杆与所述磁转子固定连接，所述螺母设置于阀座的阀座芯上；还包括设置于丝杆下部的阀针，所述阀针能够沿阀腔轴向移动以开启或关闭设于所述阀座上的阀口。

7.如权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆芯的下端伸出所述塑料层形成夹持部。

8.如权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述塑料层的上部具有朝向所述阀壳的第二环形台阶面，所述塑料层的上部插装固定于与所述转子固定连接的连接块，并通过所述第二环形台阶面定位。

9.如权利要求8所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述塑料层的下部具有径向凸台，所述径向凸台形成朝向所述阀壳的上环形台阶面和下环形台阶面；所述阀针的上端插装固定阀针套，所述阀针套的下端搭接于所述上环形台阶面；所述阀针的阀针腔内设有弹簧，所述弹簧的上端与所述下环形台阶面接触。

10.如权利要求1至9任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆芯的圆周面上设置至少一个周向限位部件。

11.如权利要求1至9任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆芯为弹簧钢丝。

12.如权利要求1至9任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述塑料层为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚塑料层；所述螺母为包括聚四氟乙烯或二硫化钼的聚苯硫醚螺母。

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