電子膨脹閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子膨脹閥（1），其包括：用于調節(jié)流過電子膨脹閥（1）的流體的流量的閥部件（20）、用于為閥部件（20）的操作機構提供動力的步進電機（40）和用于為閥部件（10）提供斷電自動關閉功能的電磁線圈保持機構（60）。在閥部件（20）與步進電機（40）的電機殼體（41）之間設置有第一密封件，在步進電機（40）的電機殼體（41）與電磁線圈保持機構（60）的電磁線圈殼體（61）之間設置有第二密封件，并且在電磁線圈殼體（61）的與步進電機（40）相反的端部設置有第三密封件。通過在閥部件、步進電機和電磁線圈保持機構之間設置密封件，使得電子膨脹閥在整體上實現(xiàn)IP67等級的密封，從而使其能夠用于對密封要求較為苛刻的環(huán)境中。
【專利說明】電子膨脹閥
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子膨脹閥，特別是一種能夠實現(xiàn)高密封等級的電子膨脹閥。
【背景技術】
[0002]電子膨脹閥是制冷/制熱系統(tǒng)中的重要部件，主要用于對制冷劑流體的流量進行調節(jié)。傳統(tǒng)的電子膨脹閥一般包括驅動機構(步進電機)、執(zhí)行機構(螺紋螺桿機構)、節(jié)流機構(閥針閥座)以及相關的輔助機構。
[0003]然而，傳統(tǒng)的電子膨脹閥在斷電之后，由于螺紋螺桿機構失去驅動力，所以電子膨脹閥并不能自動關閉。因此，為了安全地截斷流路，通常在電子膨脹閥的上游或下游串聯(lián)一個獨立的電磁開關閥，其通常為常閉閥，在加電時打開并且在斷電時關閉。這樣，當系統(tǒng)斷電時，電磁開關閥將自動關閉以截斷流路。
[0004]但是，采用如上的構造，一方面由于增加了一個獨立的電磁開關閥而增加了系統(tǒng)的總體成本，另一方面為了串聯(lián)該電磁開關閥，將在管路中增加兩個釬焊點(即，電磁開關閥的入口和出口處)，這不但增加了系統(tǒng)的組裝成本而且增加了系統(tǒng)泄漏的風險。
[0005]另一種實現(xiàn)電子膨脹閥在斷電后自動關閉的方法是為電子膨脹閥提供備用電源，例如在電子膨脹閥的控制板中增加用于存儲電能的超級電容或安裝備用電池，但這種方法也增加了電子膨脹閥的成本并且需要更復雜的控制器。
[0006]另外，現(xiàn)有技術中能夠實現(xiàn)高密封等級(例如IP67密封等級)的電子膨脹閥只包含步進電機或電磁閥線圈，尚未出現(xiàn)既包括步進電機又包括電磁閥線圈的能夠實現(xiàn)斷電自動關閉的高防護等級的電子膨脹閥。
[0007]本發(fā)明提出一種在斷電后能夠自動關閉的電子膨脹閥，并且該電磁閥能夠實現(xiàn)較高的密封等級，比如能夠實現(xiàn)IP67密封等級，從而使得這種電子膨脹閥能夠用于對密封等級要求比較高的應用環(huán)境中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個或多個實施例的一個目的是提供一種能夠在對密封要求較高的環(huán)境中使用的電子膨脹閥，通常能夠達到IP67密封等級。
[0009]本發(fā)明的一個或多個實施方式的另一個目的是提供一種能夠在斷電情況下自動關閉的電子膨脹閥。
[0010]本發(fā)明的一個或多個實施方式的又一個目的是提供一種通過較為簡單的密封組合實現(xiàn)具有良好密封性能的電子膨脹閥。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的中的一個或多個，根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種電子膨脹閥，其包括:用于調節(jié)流過電子膨脹閥的流體的流量的閥部件；用于為閥部件的操作機構提供動力的步進電機；和用于為閥部件提供斷電自動關閉功能的電磁線圈保持機構，其中，在閥部件與步進電機的電機殼體之間設置有第一密封件，在步進電機的電機殼體與電磁線圈保持機構的電磁線圈殼體之間設置有第二密封件，并且在電磁線圈殼體的與步進電機相反的端部設置有第三密封件。
[0012]通過在在電子膨脹閥的閥部件與作為動力驅動部件的步進電機的電機殼體之間設置第一密封件，在步進電機的電機殼體與電磁線圈保持機構的電磁線圈殼體之間設置第二密封件以及在電磁線圈殼體的與步進電機相反的另一個端部上設置第三密封件，從而在電子膨脹閥的可能與外界連通的位置處均形成嚴密的密封，由此將電子膨脹閥的工作部件全部密封在其殼體內(nèi)，并使其達到較高的密封等級，比如達到IP67密封等級，從而使得根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥能夠用于使用環(huán)境較為惡劣的情況中。此外，根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥還能夠提供斷電自動關閉功能，防止電子膨脹閥在工作過程中發(fā)生由于斷電而失去控制的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過以下參照附圖的描述，將更容易地理解本發(fā)明的一個或更多個實施例的特征和優(yōu)點，其中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的透視圖；
[0015]圖2是圖1中示出的電子膨脹閥處于初始狀態(tài)的剖視圖；
[0016]圖3是圖2中示出的電子膨脹閥的電磁線圈保持機構處的局部放大圖；
[0017]圖4是圖2中示出的電子膨脹閥的步進電機處的局部放大圖；
[0018]圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的電磁線圈的立體剖視圖；
[0019]圖6是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的電磁線圈的平面剖視圖；
[0020]圖7是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的注塑螺母的立體剖視圖；
[0021]圖8是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的步進電機的定子的平面剖視圖；
[0022]圖9是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的輔助支撐環(huán)的立體圖；
[0023]圖10是用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的輔助支撐環(huán)的平面剖視圖；
[0024]圖11是圖1中示出的電子膨脹閥處于正常調節(jié)狀態(tài)的剖視圖；以及
[0025]圖12是根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的第二實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0026]下面對優(yōu)選實施例的描述僅僅是示范性的，而絕不是對本發(fā)明及其應用或用法的限制。
[0027]在對本發(fā)明的實施例進行說明的過程中，所采用的方位術語“上方”或“上部”指的是以示出電子膨脹閥及其組成部件的示圖為參照更靠近示圖頂部的方位；而方位術語“下方”或“下部”指的是以示出電子膨脹閥及其組成部件的示圖為參照更靠近示圖底部的方位。
[0028]首先參照附圖1-11說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的具有高密封等級的電子膨脹閥I及其組成部件的結構。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的具有高密封等級的電子膨脹閥I的立體結構圖，電子膨脹閥I包括閥部件20、用于驅動閥部件20的執(zhí)行機構使該執(zhí)行機構做旋轉運動的步進電機40以及用于保持和釋放閥部件20的執(zhí)行機構的電磁線圈保持機構60，其中，閥部件20用于對流過電子膨脹閥I的流體的流量進行調節(jié)，從而按照需求供給一定流速的制冷劑流體。
[0030]以下參照附圖2-4詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I的結構。閥部件20包括閥體21，閥體21上設置有與流入管路11連接的入口 21-1和與流出管路12連接的出口21-2。在閥體21的出口 21-2處設置有閥座22，在閥體21內(nèi)的閥座22的上部形成有用于容納流體并起到減壓作用的閥腔21-3。電子膨脹閥I還包括能夠與閥座22配合以調節(jié)流過閥部件20的流體的流量的針閥23。針閥23由執(zhí)行機構帶動，執(zhí)行機構則通過步進電機40和電磁線圈保持機構60進行驅動和保持。
[0031]針閥23的執(zhí)行機構包括主軸50以及與主軸50螺紋配合的螺母套筒24，其中螺母套筒24可滑動地配合在閥體21中的通孔內(nèi)，但螺母套筒24相對于閥體21不能旋轉，針閥23通過固定環(huán)26固定在螺母套筒24的端部。螺母套筒24具有位于上部的小內(nèi)徑部和位于下部的大內(nèi)徑部，在小內(nèi)徑部中設置有內(nèi)螺紋，用于與主軸50的第二端部50-2上的外螺紋配合，從而將主軸50的旋轉運動轉換成螺母套筒24的軸向運動。在螺母套筒24的大內(nèi)徑部中設置有彈簧25，彈簧25的一端抵靠在大內(nèi)徑部與小內(nèi)徑部之間的界面處的臺階部上，彈簧25的另一端抵靠在針閥23的上端部上。彈簧25將從閥針23的一端施加彈力以使閥針23的另一作用端和閥座22之間具有合適的抵靠力，這一方面保護了閥針23和閥座22不被損壞，另一方面提供了可靠的密封效果。
[0032]為了提供針閥23相對于閥座22上的開口的更好的密封效果，可以在閥針23的與閥座22配合的端部上設置有能夠抵靠閥座22的端面的密封套環(huán)23-1，在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，密封套環(huán)23-1圍繞針閥23設置在針閥23的作用端部上。
[0033]螺母套筒24通過螺紋與主軸50配合，由于螺母套筒24只能在閥體21內(nèi)沿軸向滑動而不能相對于閥體21轉動，因此當主軸50旋轉時，通過配合在主軸50與螺母套筒24之間的螺紋，將主軸50的旋轉運動轉變成螺母套筒24的軸向滑動，由此可以帶動固定地設置在螺母套筒24的下端部上的針閥23沿軸向運動，從而能夠調節(jié)閥座22上的開口的開度，由此調節(jié)流過電子膨脹閥I的流體的流速以及打開和關閉電子膨脹閥I。
[0034]螺母套筒24的上端部和主軸50的第二端部50-2滑動地設置在第二擋塊46的通孔中，并且在螺母套筒24的外側臺階部與第二擋塊46的下端面之間設置有彈簧27。彈簧27可以為螺母套筒24提供向下的彈簧力以在后面描述的電子膨脹閥I斷電的情況下輔助螺母套筒24、閥針23和主軸50向下運動，由此使得閥針23運動至關閉閥座22上的開口的位置。本領域技術人員可以理解，由于螺母套筒24、閥針23和主軸50本身具有一定的自重，其自重可以用于提供這種向下運動的力，因此彈簧27是可以省略的。
[0035]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I還設置有限制主軸5的過度旋轉的限制裝置。該限制裝置包括固定地設置在第二擋塊46上的止動桿53、圍繞主軸50相對固定地設置的螺旋導軌54和在螺旋導軌54上滑動的滑動件55。在主軸50旋轉地驅動螺母套筒24和針閥23向下運動的過程中，滑動件55由于被止動桿53阻擋而不能與主軸50共同地旋轉，并因此沿著螺旋導軌54向下運動，當滑動件55運動至主軸50上的凸緣端面時(即主軸50上的直徑更大的部分)，將不能夠繼續(xù)向下運動，從而阻止主軸50的旋轉運動，由此阻止步進電機40的轉子的繼續(xù)旋轉，從而保護針閥23和閥座22免受損壞?？梢酝ㄟ^調節(jié)螺旋導軌54的縱向有效長度來調整主軸50的可被限制的旋轉范圍。
[0036]主軸50通過步進電機40的轉子43驅動，步進電機40的轉子43通過套筒44安裝在定子42的內(nèi)部，當步進電機40被控制接通電源時，轉子43在套筒44中旋轉，從而帶動與其接合在一起的主軸50旋轉。該步進電機40還包括設置在定子42的外部的電機殼體41，電機殼體41構成電子膨脹閥I的外殼的一部分。在此，套筒44的下端部通過連接件47與第二擋塊46固定地連接在一起，連接件47通過大螺母28與閥體21連接在一起。為了確保閥體21的內(nèi)部的密封性，可以在連接件47與閥體21之間設置有密封件，在該實施例中密封件成為第四密封件，優(yōu)選地，第四密封件是第四密封圈74。
[0037]主軸50的第一端部50-1與電子膨脹閥I的電磁線圈保持機構60接合在一起。電磁線圈保持機構60包括電磁線圈殼體61、布置在電磁線圈殼體61的中心的磁軛65、設置在磁軛65的外周上的電磁線圈62以及設置在磁軛65的內(nèi)腔中的鐵芯,磁軛65通過上部墊片66和下部墊片67固定地設置在電磁線圈殼體61中。鐵芯通過圓筒形套筒68設置在磁軛65的內(nèi)腔中，鐵芯包括定鐵63和動鐵64，定鐵63固定地設置在磁軛65的內(nèi)腔中，并且相對于圓筒形套筒68固定不動，動鐵64設置在圓筒形套筒68內(nèi)，圓筒形套筒68的第一端部與定鐵63固定在一起，其相對的第二端部與第一擋塊45固定地連接在一起，動鐵64可以通過對電磁線圈62進行通斷電控制來進行致動，從而使得動鐵64在圓筒形套筒68內(nèi)滑動。
[0038]動鐵64與主軸50的第一端部50-1以能夠轉動但不能相對軸向運動的方式接合。具體地，可以通過本領域已知的滾動配合部件接合主軸50的第一端部50-1與動鐵64，例如通過滾珠軸承或滾針軸承。這樣，當步進電機40的轉子43帶動主軸50旋轉時,動鐵64可以不隨其轉動，從而使得動鐵64與定鐵63之間的吸合更加牢固。而當電磁線圈保持機構
60去電時，動鐵64能夠與主軸50 —起沿軸向方向運動。
[0039]此外，第一擋塊45還與套筒44固定地連接在一起，步進電機40的轉子43可旋轉地設置在套筒44內(nèi)，套筒44的另一端通過連接件47與第二擋塊46固定地連接在一起，連接件47通過周向大螺母28與閥體21連接在一起。
[0040]為了使根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I能夠實現(xiàn)IP67等級的密封防護性能，首先需要在步進電機40的電機殼體41的下部與外界之間實現(xiàn)緊密密封，為此在步進電機40的電機殼體41的下部設置第一密封件。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，在電機殼體41的內(nèi)部設置有輔助支撐環(huán)48，輔助支撐環(huán)48通過設置其上的外螺紋48-3與設置在步進電機40的電機殼體41的下部中的內(nèi)螺紋41-2接合在一起，如在圖2、圖4、圖8、圖9和圖10中更加清晰地看到。在圖9和10中示出用于根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I的輔助支撐環(huán)48。如圖所示，輔助支撐環(huán)48包括用于裝配到電機殼體41中的裝配部48-1和用于在裝配過程中對輔助支撐環(huán)48施加驅動力的驅動部48-2，在裝配部48-1的外周部上形成有與電機殼體41中的內(nèi)螺紋41-2接合的外螺紋48-3，并且在裝配部48-1的內(nèi)部形成有朝向其中心突出的突出部48-4。當將輔助支撐環(huán)48安裝到步進電機40的電機殼體41上時，突出部48_4鄰近步進電機40內(nèi)的套筒44，并且在輔助支撐環(huán)48與步進電機40的電機殼體41的接合處設置有第一密封圈71，第一密封圈71通過突出部48-4緊緊地壓靠在步進電機40的電機殼體41、輔助支撐環(huán)48以及套筒44三者之間，從而實現(xiàn)電子膨脹閥I的下部與外界的緊密密封，并使得密封效果達到IP67密封等級。
[0041]另外，為了實現(xiàn)電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41之間的緊密密封，通常在電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41之間設置有第二密封件。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，將電磁線圈殼體61與電機殼體41設置成螺紋連接，其中的一個上設置有內(nèi)螺紋，另一個上設置有外螺紋。在根據(jù)本發(fā)明的附圖所示的實施例中，優(yōu)選地，在電磁線圈殼體61的內(nèi)部設置有內(nèi)螺紋61-1，如圖6所示，同時在步進電機40的電機殼體41上設置有與電磁線圈殼體61上的內(nèi)螺紋61-1接合的外螺紋41-1，如圖8中所示。螺紋連接可以保持步進電機40的電機殼體41與電磁線圈殼體61之間的良好的密封性。為了實現(xiàn)步進電機40的電機殼體41與電磁線圈殼體61之間的進一步的密封，在兩者之間的結合部中設置有第二密封圈72，通過螺紋接合和密封圈密封在步進電機40的電機殼體41與電磁線圈殼體61之間實現(xiàn)了 IP67密封等級的密封。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，第二密封圈72設置在電機殼體41的與電磁線圈殼體61鄰接的頂部和電磁線圈殼體61的內(nèi)突周壁之間的接合處，也就是說，第二密封圈72設置成相對于電機殼體41與電磁線圈殼體61的螺紋接合部分更靠近電子膨脹閥I的內(nèi)部。此外，第二密封圈72也可以設置電機殼體41與電磁線圈殼體61的相對于兩者之間的螺紋接合部分更遠離電子膨脹閥I的內(nèi)部的接合處，第二密封圈72的這種設置同樣能夠實現(xiàn)電機殼體41與電磁線圈殼體61之間的IP67密封等級的防護效果。進一步優(yōu)選地，可以在步進電機40的電機殼體41的設置第二密封圈72的端面上形成周向突臺41-3，如圖8中所示，周向突臺41-3可以為第二密封圈72提供支承作用，用于保持第二密封圈72的相對固定的位置。
[0042]進一步地，為了實現(xiàn)電子膨脹閥I的電磁線圈殼體61與外界之間的緊密密封性，在電磁線圈殼體61的頂部上設置有第三密封件。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，在電磁線圈殼體61的頂部上設置有注塑螺母30，并且在電磁線圈殼體61的頂部的與注塑螺母30接觸的表面上形成有周向凹槽69,如圖3、圖5和圖6所不,用于容置在電磁線圈殼體61與注塑螺母30之間形成緊密密封的第三密封圈73。注塑螺母30的具體結構如圖7所示，注塑螺母30形成為圓柱體，在圓柱體的上部形成有凹凸交錯的齒狀結構，從而便于注塑螺母30的擰裝。在注塑螺母30的與電磁線圈殼體61接觸的表面上形成有凹槽31，優(yōu)選地為柱形凹槽，在凹槽31的內(nèi)部設置有帶有螺紋孔33的柱體32。柱體32通過已知的連接方式與注塑螺母30的圓柱體部分固定地接合在一起，比如，柱體32通過分別位于凹槽31和柱體32上的鍵和槽結構進行配合，由此實現(xiàn)兩者之間沿周向方向的相對固定。當注塑螺母30安裝到電磁線圈殼體61上時，柱體32中的螺紋孔33與定鐵63的頂部上的螺紋柱63_1擰裝在一起，從而將注塑螺母30牢固地固定在電子膨脹閥I的電磁線圈保持機構60的電磁線圈殼體61上，并通過容置在電磁線圈殼體61頂部上的凹槽69中的第三密封圈73實現(xiàn)注塑螺母30與電磁線圈殼體61的緊密密封，并使其達到IP67密封等級。雖然此處說明的凹槽69形成在電磁線圈殼體61的頂部表面上，凹槽69也可以形成在注塑螺母30的與電磁線圈殼體61接合的表面上，同樣能夠達到相同的密封效果。此外，雖然在該實施例中注塑螺母30中的螺紋孔33形成在容置于注塑螺母30的凹槽31中的柱體32內(nèi)，也可以將螺紋孔33直接形成在注塑螺母30中，由此可以簡化注塑螺母的結構，從而降低其制造成本。
[0043]此外，當根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I不具有電磁線圈保持機構60時，可以通過改變注塑螺母30和/或步進電機40的電機殼體41的結構來使注塑螺母30與電機殼體41直接接合在一起，比如將注塑螺母30的形狀和尺寸修改成與電機殼體41的具有外螺紋41-1的部分相匹配，或者可以將電機殼體41的具有外螺紋41-1的部分修改成與注塑螺母30的螺紋部分相適應。同時，在兩者之間的接合部分處設置有第三密封圈73，用于確保電機殼體41與外界之間的嚴密密封，使其達到IP67密封等級。
[0044]在電子膨脹閥I的裝配過程中，可以首先將設置在圓筒形套筒68中的動鐵64以及定鐵63、設置在套筒44中的轉子43以及第一擋塊45和第二擋塊46、主軸50以及閥體21及其內(nèi)部的相關部件、以及設置在套筒44的下端的外部的輔助支撐環(huán)48和連接件47組裝成電子膨脹閥I的核心組件；然后將電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41通過螺紋連接組裝在一起，并且在兩者的接合處設置有第三密封圈73 ;接著可以將安裝有輔助支撐環(huán)48和第一密封圈71的電子膨脹閥I的核心組件裝配到電磁線圈殼體61和電機殼體41組成的電子膨脹閥殼體內(nèi)，使得定鐵63的頂部上的螺紋柱63-1伸出到電磁線圈殼體
61的頂部之外；隨后將第二密封圈72放置在位于電磁線圈殼體61的頂部的凹槽69內(nèi)，并將注塑螺母30擰裝到定鐵63的螺紋柱63-1上；最后將輔助支撐環(huán)48擰裝到步進電機40的電機殼體41內(nèi)，使得第一密封圈71壓靠在電機殼體41的向內(nèi)突出的周向壁、圓筒形套筒44的外側壁以及輔助支撐環(huán)48的突出部48-4之間。由此通過三個密封圈及其相應位置處的螺紋連接形成電子膨脹閥I的良好的密封，并使得密封性能達到IP67密封等級。
[0045]以下簡要說明根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I的工作過程。如圖2所示，為電子膨脹閥I的初始狀態(tài),此時電磁線圈62接通電源，動鐵64通過電磁線圈62產(chǎn)生的磁場與定鐵63牢固地吸合在一起，在該初始狀態(tài)中，步進電機40的轉子43尚未開始旋轉，并且針閥23的下端部抵靠在閥座22上，從而阻斷了電子膨脹閥I的入口 21-1與出口 21-2之間的流體連通，因此，此時電子膨脹閥I處于關閉狀態(tài)。
[0046]當通過操作裝置對步進電機40進行操作時，步進電機40的轉子43旋轉，從而帶動主軸50旋轉。主軸50的旋轉運動通過其第二端部50-2與螺母套筒24之間的螺紋配合轉換成螺母套筒24的軸向運動。在初始階段，主軸50的旋轉運動應當轉換成螺母套筒24的軸向向上運動，從而使螺母套筒24帶動針閥23 —起沿軸向方向向上運動，由此使得針閥23的下端部遠離閥座22，因此允許在閥體21的入口 21-1與出口 21_2之間形成流體連通。此時，電子膨脹閥I處于如圖11所示的正常工作狀態(tài)。當需要對電子膨脹閥I的流量進行調節(jié)時，只需控制步進電機40的旋轉，即可調節(jié)針閥23的端部與閥座22之間的距離，從而調節(jié)流過閥座22中的孔的流體的流量，也就是調節(jié)電子膨脹閥I的流量。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I具有斷電自動關閉功能。當電子膨脹閥I突然斷電時，步進電機40的轉子43停止旋轉，由此將不可能通過步進電機40來調節(jié)電子膨脹閥I的開度，也不可能通過步進電機40將處于接通狀態(tài)的電子膨脹閥I關閉。此時由于電磁線圈保持機構60斷電，因此其將失去磁場，從而使得動鐵64與定鐵63分離，在重力的作用下，動鐵64、主軸5、螺母套筒24以及與螺母套筒24接合在一起的針閥23將沿軸向方向向下運動，從而使針閥23落在閥座22上，從而關閉閥座22上的通孔，由此阻斷電子膨脹閥I的閥體21的入口 21-1與出口 21-2之間的流體連通。這樣就實現(xiàn)了電子膨脹閥I的斷電自動關閉功能，由此可以防止電子膨脹閥I在斷電情況下的誤操作。
[0048]當通電后需要繼續(xù)操作時，電磁線圈保持機構60首先通電，定鐵63通過電磁線圈保持機構60產(chǎn)生的磁場將動鐵64吸引至與其接合，從而將主軸50、螺紋套筒22以及針閥23提起，從而能夠通過步進電機40再次調節(jié)針閥23相對于閥座22的開度。
[0049]如圖12所示，示出根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥I的變型例。在該變型例中，與根據(jù)本發(fā)明的上述實施例的不同之處在于，在電磁線圈保持機構60的電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41之間的接合處設置有第二密封圈72，而電磁線圈保持機構60的電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41卡接在一起,從而通過第二密封圈72保證電磁線圈保持機構60的電磁線圈殼體61與步進電機40的電機殼體41之間的緊密密封，并使其達到IP67密封等級。同時在步進電機40的電機殼體41與連接件47之間設置有第一密封圈71，第一密封圈71實現(xiàn)了步進電機40的電機殼體41和連接件47與外界的緊密密封，從而使電子膨脹閥I達到IP67密封等級的密封。根據(jù)本發(fā)明的該實施例在結構上更加簡單，因此制造成本更低，同時也能夠滿足對電子膨脹閥I的密封要求。
[0050]上面參照圖1-12描述了本發(fā)明的多種實施方式，但是本領域技術人員應該理解本發(fā)明并不局限于圖中示出的實施方式，而是可以有多種變型。例如，電磁線圈殼體61與電機殼體41之間可以采用卡箍進行卡接，并在接合處設置密封圈。另外，輔助支撐環(huán)48與電機殼體41之間的螺紋連接也可以用卡箍連接替代，并在接合處設置密封圈，同樣能夠達到相同的密封效果。另外，根據(jù)本發(fā)明所述的密封圈也可以采用密封膠加以替代。在此所述的這些構造同樣能夠實現(xiàn)與上述實施例相同的效果。
[0051]此外，在上述實施例中，主軸50與轉子43是固定連接的。可替代地，主軸50可以以可滑動地方式配合在轉子43中。這樣，主軸50能夠隨轉子43 —起運動但是不會向轉子43施加軸向負荷。另一方面，也可以省去電機部件中為了實現(xiàn)轉子隨主軸一起軸向運動所需的軸向空間。
[0052]以下對根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的優(yōu)選實施例作以概述性說明。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，第一密封件包括第一密封圈。通過具有非常簡單的結構的密封圈就可以實現(xiàn)密封等級較高的密封，從而能夠降低電子膨脹閥的制造成本。
[0054]在根據(jù)本發(fā)明的又一個方面中，第一密封件還包括輔助支撐環(huán)，輔助支撐環(huán)通過螺紋連接與步進電機的電機殼體接合，第一密封圈設置在輔助支撐環(huán)與步進電機的電機殼體之間的接合處。通過輔助支撐環(huán)可以將步進電機的下端部與外界進行密封連接，而通過在輔助支撐環(huán)與電機殼體之間的接合處設置密封圈可以實現(xiàn)更加嚴密的密封，從而使電子膨脹閥的密封等級能夠達到本發(fā)明中所要求的IP67等級。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的另一個方面，優(yōu)選地，輔助支撐環(huán)通過其外螺紋與步進電機的電機殼體上的內(nèi)螺紋接合。
[0056]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的再一個方面中，在輔助支撐環(huán)的內(nèi)部形成有朝向輔助支撐環(huán)的中心突出的突出部，突出部用于支承第一密封圈。在輔助支撐環(huán)的內(nèi)部設置專門用于支承第一密封圈的突出部，可以在電子膨脹閥的使用過程中有利于使密封圈保持相對固定，從而為電子膨脹閥的密封性能提供更加可靠的保證。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的還一個方面，輔助支撐環(huán)包括帶有螺紋的裝配部和用于對所述輔助支撐環(huán)施加驅動力的驅動部。由于根據(jù)該實施例的輔助支撐環(huán)具有多邊形外周的驅動部，因此有助于通過現(xiàn)有工具對輔助支撐環(huán)進行安裝和固定。
[0058]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的又一個方面中，第三密封件包括帶螺紋的密封件。首先，帶螺紋的密封件易于加工，因此能夠較大地降低電子膨脹閥的制造成本；其次，帶螺紋的密封件具有較好的密封效果，從而能夠保證電子膨脹閥的一定的密封性能。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的一個優(yōu)選的實施例，其中，帶螺紋的密封件包括注塑螺母。注塑螺母在確保一定密封性能的前提下，由于其結構相對比較簡單，因此能夠有效地降低制造成本。
[0060]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的另一個方面中，第三密封件還包括第三密封圈，第三密封圈設置在注塑螺母與電磁線圈保持機構的電磁線圈殼體之間的接合處。通過在螺紋接合在一起的注塑螺母與電磁線圈保持機構之間設置密封圈能夠提高注塑螺母與電磁線圈保持機構之間的密封接合，從而使其能夠達到IP67密封等級。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的還一個方面，在電磁線圈殼體或注塑螺母上設置有用于容置第三密封圈的凹槽。通過在電磁線圈殼體或注塑螺母的接觸表面上設置凹槽，能夠使密封圈在電子膨脹閥的使用過程中不發(fā)生移位，使電子膨脹閥保持更加穩(wěn)定的運行狀態(tài)。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的再一個方面，其中，注塑螺母形成為圓柱體。進一步優(yōu)選地，在注塑螺母的圓柱體的外端部上形成有凹凸交錯的齒狀結構。圓柱體注塑螺母便于加工制造，并且形成在圓柱體外端部上的齒狀結構能夠有利于注塑螺母的安裝和緊固。
[0063]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的還一個方面中，注塑螺母的與電磁線圈保持機構的電磁線圈殼體接觸的表面上形成有凹槽，在凹槽中設置有具有螺紋孔的柱體。如此設置的注塑螺母在由于某些原因使得注塑螺母中的螺紋孔中的螺紋失效或不能滿足密封要求時，可以僅更換具有螺紋孔的主體，而無需更換注塑螺母主體，因此能夠節(jié)約成本，便于材料的綜合利用。優(yōu)選地，柱體通過鍵配合在凹槽內(nèi)。配合在柱體與凹槽之間的鍵不僅能夠確保兩者之間沿圓周方向的相對固定，而且便于柱體從凹槽內(nèi)的拆裝。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的另一個方面，第二密封件包括第二密封圈。密封圈可以采用市場上能夠獲得的密封圈，其結構較為簡單，并且密封圈能夠實現(xiàn)較為嚴密的密封效果。
[0065]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的再一個方面中，電磁線圈殼體與電機殼體通過螺紋連接接合。由此通過螺紋連接實現(xiàn)電磁線圈殼體與電機殼體之間的初步密封，并且可以通過其與第二密封圈的結合實現(xiàn)電磁線圈殼體與電機殼體之間的IP67等級的密封。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的另一個方面，電磁線圈保持機構包括設置在電磁線圈殼體內(nèi)部的電磁線圈和位于電磁線圈內(nèi)部的定鐵和動鐵，定鐵的螺紋端部延伸穿過電磁線圈殼體的頂部，并且與第三密封件通過螺紋連接接合。作為整體的位于電磁線圈內(nèi)部的定鐵和動鐵可以通過螺紋連接于第三密封件接合在一起，由此可以是定鐵和動鐵整體上與電磁線圈殼體相對地固定，并通過拆卸第三密封件而可以將定鐵和動鐵整體上從電磁線圈殼體上移除，由此便于對電磁線圈內(nèi)部的部件進行拆裝和維護。
[0067]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的還一個方面中，步進電機還包括位于步進電機的定子與轉子之間的套筒，轉子能夠在套筒內(nèi)旋轉和軸向運動。通過該套筒可以實現(xiàn)定子與轉子之間的相對運動，并且能夠使轉子整體上從定子中移出，從而更加有利于對轉子進行拆裝和維護。轉子在套筒內(nèi)的軸向運動可以使與轉子接合在一起的主軸沿軸向方向運動，從而能夠在斷電時帶動針閥關閉閥座上的孔，從而避免斷電時失去對電子膨脹閥的控制。
[0068]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的另一個方面中，閥部件的閥體通過連接件與套筒連接，閥體還通過周向大螺母與連接件連接。在此能夠通過連接件將閥體連接到步進電機上，從而實現(xiàn)閥部件與針閥驅動機構之間的有效連接，從整體上實現(xiàn)電子膨脹閥的完整的殼體。通過周向大螺母實現(xiàn)連接件與閥體的連接，并能夠確保一定的密封性能。[0069]在根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的又一個方面中，在閥體、周向大螺母和連接件之間的接合處設置有第四密封件。第四密封件的設置可以更加有效地保持閥體與外界之間的密封隔絕，使得電子膨脹閥整體上實現(xiàn)IP67等級的密封性能。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的電子膨脹閥的優(yōu)選的方面，其中，第四密封件包括第四密封圈。密封圈結構簡單，屬于市場上容易獲得的標準件，因此能夠通過簡單易得的部件實現(xiàn)電子膨脹閥的閥體與外界之間的良好的密封性。
[0071 ] 盡管在此已詳細描述本發(fā)明的各種實施方式，但是應該理解本發(fā)明并不局限于這里詳細描述和示出的【具體實施方式】，在不偏離本發(fā)明的實質和范圍的情況下可由本領域的技術人員做出各種改進和變型，所有這些改進和變型都落入本發(fā)明所請求保護的范圍內(nèi)。進一步地，所有在本文中描述的部件或構件都可以由在結構和功能上與其等同的其他部件或構件替代。
【權利要求】
1.一種電子膨脹閥(I)，包括: 用于調節(jié)流過所述電子膨脹閥(I)的流體的流量的閥部件(20)； 用于為所述閥部件(20)的操作機構提供動力的步進電機(40);和 用于為所述閥部件(10)提供斷電自動關閉功能的電磁線圈保持機構(60)， 其中，在所述閥部件(20)與所述步進電機(40)的電機殼體(41)之間設置有第一密封件，在所述步進電機(40)的電機殼體(41)與所述電磁線圈保持機構(60)的電磁線圈殼體(61)之間設置有第二密封件，并且在所述電磁線圈殼體(61)的與所述步進電機(40)相反的端部設置有第三密封件。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述第一密封件包括第一密封圈(71)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子膨脹閥(I)，其中，所述第一密封件還包括輔助支撐環(huán)(48),所述輔助支撐環(huán)(48)通過螺紋連接與所述步進電機(40)的電機殼體(41)接合，所述第一密封圈(71)設置在所述輔助支撐環(huán)(48)與所述電機殼體(41)之間的接合處。
4.根據(jù)權利要求3所述的電子膨脹閥(I)，其中，所述輔助支撐環(huán)(48)通過其外螺紋與所述步進電機(40)的電機殼體(41)上的內(nèi)螺紋接合。
5.根據(jù)權利要求4所述的電子膨脹閥(1)，其中，在所述輔助支撐環(huán)(48)的內(nèi)部形成有朝向所述輔助支撐環(huán)(48 )的中心突出的突出部(48-4 )，所述突出部(48-4 )用于支承所述第一密封圈(71)。`
6.根據(jù)權利要求5所述的電子膨脹閥(I)，其中，所述輔助支撐環(huán)(48)包括帶有螺紋的裝配部(48-1)和用于對所述輔助支撐環(huán)(48)施加驅動力的驅動部(48-2)。
7.根據(jù)權利要求1所述的電子膨脹閥(I)，其中，所述第三密封件包括帶螺紋的密封件。
8.根據(jù)權利要求7所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述帶螺紋的密封件包括注塑螺母(30)。
9.根據(jù)權利要求8所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述第三密封件還包括第三密封圈(73)，所述第三密封圈(73)設置在所述注塑螺母(30)與所述電磁線圈保持機構(60)的電磁線圈殼體(61)之間的接合處。
10.根據(jù)權利要求9所述的電子膨脹閥(1)，其中，在所述電磁線圈殼體(61)或所述注塑螺母(30)上設置有用于容置所述第三密封圈(73)的凹槽(69)。
11.根據(jù)權利要求8所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述注塑螺母(30)形成為圓柱體。
12.根據(jù)權利要求11所述的電子膨脹閥(1)，其中，在所述注塑螺母(30)的圓柱體的外端部上形成有凹凸交錯的齒狀結構。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述注塑螺母(30)的與所述電磁線圈保持機構(60)的電磁線圈殼體(61)接觸的表面上形成有凹槽(31)，在所述凹槽(31)中設置有具有螺紋孔(33)的柱體(32)。
14.根據(jù)權利要求13所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述柱體(32)通過鍵配合在所述凹槽(31)內(nèi)。
15.根據(jù)權利要求1所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述第二密封件包括第二密封圈(72)。
16.根據(jù)權利要求15所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述電磁線圈殼體(61)與所述電機殼體(41)通過螺紋連接接合。
17.根據(jù)權利要求1所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述電磁線圈保持機構(60)包括設置在電磁線圈殼體(61)內(nèi)部的電磁線圈(62)和位于所述電磁線圈(62)內(nèi)部的定鐵(63)和動鐵(64)，所述定鐵(63)的螺紋端部(63-1)延伸穿過所述電磁線圈殼體(61)的頂部，并且與所述第三密封件通過螺紋連接接合。
18.根據(jù)權利要求1所述的電子膨脹閥(1)，所述步進電機(40)還包括位于所述步進電機(40)的定子(42)與轉子(41)之間的套筒(44)，所述轉子(41)能夠在所述套筒(44)內(nèi)旋轉和軸向運動。
19.根據(jù)權利要求18所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述閥部件(20)的閥體(21)通過連接件(47)與所述套筒(44)連接，所述閥體(21)通過周向大螺母(28)與所述連接件(47)連接。
20.根據(jù)權利要求19所述的電子膨脹閥(1)，其中，在所述閥體(21)、所述周向大螺母(28)和所述連接件(28)之間的接合處設置有第四密封件。
21.根據(jù)權利要求20所述的電子膨脹閥(1)，其中，所述第四密封件包括第四密封圈(74)。`
【文檔編號】F16K31/04GK103775717SQ201210403339
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權日:2012年10月22日
【發(fā)明者】劉敬喜, 韓榮耀 申請人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(蘇州)有限公司