專利名稱：閥針組件以及包括該閥針組件的電子膨脹閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥針組件，特別是一種具有良好密封性能和流量線性調(diào)節(jié)功能的用于電子膨脹閥的閥針組件。還涉及包括這種針閥組件的電子膨脹閥。
背景技術(shù)：
電子膨脹閥是制冷/制熱系統(tǒng)中的重要部件，主要用于對(duì)制冷劑流體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在傳統(tǒng)的電子膨脹閥中，通常采用針閥對(duì)流過(guò)電子膨脹閥的流體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的精確調(diào)節(jié)，針閥與閥座之間的密封性特別重要。在現(xiàn)有的電子膨脹閥中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的精確調(diào)節(jié)，通常采用錐形金屬閥針，可以通過(guò)調(diào)節(jié)錐形閥針與閥座之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)閥座上的孔的開(kāi)度的大小，從而調(diào)節(jié)流過(guò)電子膨脹閥的流體的流量。由于為了確保調(diào)節(jié)精度，閥座通常也由金屬材料制成，但是這種結(jié)構(gòu)的密封性較差，在閥座與閥針之間存在較大的流體泄露，因此其僅適用于對(duì)密封性要求不高的應(yīng)用中。此外，為了提高閥針與閥座之間的密封性，采用由塑性材料制成的閥針。雖然這種閥針的密封性較好，但難以實(shí)現(xiàn)流量的線性調(diào)節(jié)，因此不能準(zhǔn)確地控制流過(guò)電子膨脹閥的流體的流量。因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種密封性能較好而且能夠?qū)崿F(xiàn)流量的線性調(diào)節(jié)的閥針以及相應(yīng)的電子膨脹閥。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面，提供一種閥針組件，其包括密封體和閥芯。在密封體的下部形成有下部容置腔，閥芯包括容置在密封體的下部容置腔內(nèi)的被容置部和從被容置部關(guān)出的閥針。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的再一個(gè)實(shí)施例，在閥芯的被容置部的外周面上形成有用于防止閥芯從下部容置腔 脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的還一個(gè)實(shí)施例中，上述凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)為圍繞被容置部的外周面設(shè)置的第一環(huán)形凸緣。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的又一個(gè)實(shí)施例，上述第一環(huán)形凸緣為沿閥芯的被容置部向密封體的下部容置腔插入的方向逐漸變細(xì)的錐形。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的另一個(gè)實(shí)施例中，閥芯的被容置部完全容納在下部各直fe內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的還一個(gè)實(shí)施例，在密封體的上部設(shè)置有加強(qiáng)件。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的再一個(gè)實(shí)施例中，加強(qiáng)件通過(guò)從其下部突出的突出部和形成在密封體的上部的上部容置腔與密封體結(jié)合在一起。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的又一個(gè)實(shí)施例，在突出部的外周面上形成有防止加強(qiáng)件從上部容置腔脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的另一個(gè)實(shí)施例中，上述凸突狀結(jié)構(gòu)為圍繞突出部的外周面設(shè)置的第二環(huán)形凸緣。[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的又一個(gè)實(shí)施例，第二環(huán)形凸緣為沿加強(qiáng)件的突出部向密封體的上部容置腔插入的方向逐漸變細(xì)的錐形。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的還一個(gè)實(shí)施例中，在密封體的上部形成有比密封體的橫向截面更大的頂部。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的再一個(gè)實(shí)施例，其閥針為錐形。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的另一個(gè)實(shí)施例中，密封體的彈性模量小于閥芯的彈性模量。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的還一個(gè)實(shí)施例，密封體由彈性材料制成。在根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的又一個(gè)實(shí)施例中，閥芯由剛性材料制成。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件包括密封體和閥芯，不僅能夠通過(guò)密封體實(shí)現(xiàn)對(duì)閥針組件的良好密封，以及通過(guò)閥芯上的閥針精確地調(diào)節(jié)流過(guò)閥針組件的流體的流量，而且能夠在密封體或閥芯中的任一者磨損或損壞時(shí)，僅對(duì)損壞的部件進(jìn)行更換，而無(wú)需對(duì)整個(gè)閥針組件進(jìn)行更換，由此能夠節(jié)省材料以及節(jié)約成本。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種電子膨脹閥，其包括閥座和與閥座相配合的閥針組件，其中，該閥針組件為如上所述的閥針組件。根據(jù)本實(shí)用新型的電子膨脹閥的一個(gè)實(shí)施例，閥針組件坐置在閥座上，并通過(guò)閥針組件的密封體的端部表面與閥座形成密封。

通過(guò)以下參照附圖的描述，將更容易地理解本實(shí)用新型的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)。為了更加清楚地示出根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，各個(gè)附圖并未按照實(shí)際尺寸比例進(jìn)行繪制，在附圖中:圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的電子膨脹閥的局部剖視的正視圖；圖2是圖1中示出的局部剖視部分的放大圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的閥針組件的透視圖；圖4是圖3所示閥針組件的剖視圖；圖5是用于根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的閥芯的透視圖；圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的閥針組件的透視圖；圖7是圖6中所示閥針組件的剖視圖；圖8是用于根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件的加強(qiáng)件的透視圖；圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例的閥針組件的剖視圖；以及圖10是根據(jù)本實(shí)用新型的還一個(gè)實(shí)施例的閥針組件的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述僅僅是示范性的，而絕不是對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或用法的限制。在對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的過(guò)程中，所采用的方位術(shù)語(yǔ)“上方”或“上部”指的是以示出的電子膨脹閥或閥針組件的示圖為參照更靠近示圖頂部的方位；而方位術(shù)語(yǔ)“下方”或“下部”指的是以示 出的電子膨脹閥或閥針組件的示圖為參照更靠近示圖底部的方位。參照?qǐng)D1和圖2簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的電子膨脹閥10的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。電子膨脹閥10的主要工作部件包括驅(qū)動(dòng)組件10-1和執(zhí)行組件10-2，驅(qū)動(dòng)組件10-1可以包括步進(jìn)電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)和電磁線圈的組合。電子膨脹閥10的執(zhí)行組件10-2包括設(shè)置在閥體12內(nèi)的閥針組件20和與閥針組件20相配合的閥座18。步進(jìn)電機(jī)用于控制電子膨脹閥10的開(kāi)度的大小，從而調(diào)節(jié)流過(guò)電子膨脹閥10的流體的流量。電磁線圈用于在電力故障時(shí)為電子膨脹閥10提供安全保護(hù)。當(dāng)電子膨脹閥10正常操作時(shí)，流體從流入管路30經(jīng)由與流入管路30連接的電子膨脹閥10的入口 34流入電子膨脹閥10的閥腔，閥腔內(nèi)的流體通過(guò)閥針組件20與閥座18之間的配合間隙，然后經(jīng)由出口 36和與出口 36連接的流出管路32排出電子膨脹閥10。如在圖2所示的放大圖中將能夠更加清晰地看到電子膨脹閥10的執(zhí)行組件10-2的結(jié)構(gòu)。從圖2所示的電子膨脹閥10的剖視部分中可以看出電子膨脹閥10的閥體部分包括位于閥體12內(nèi)的相互配合的閥針組件20和閥座18，閥針組件20坐置在閥座18上，閥針組件20通過(guò)固定環(huán)16固定在套筒14的端部?jī)?nèi)，并與套筒14 一起運(yùn)動(dòng)以遠(yuǎn)離或靠近閥座18，從而通過(guò)閥針組件20的與閥座18配合的閥針控制流過(guò)電子膨脹閥10的流體的流量。套筒14則通過(guò)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)的螺桿經(jīng)由螺桿與套筒14之間的螺紋配合而被驅(qū)動(dòng)，在此螺桿與套筒14之間的螺紋配合將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成套筒14的線性運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥針組件20上下運(yùn)動(dòng)。以下詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件20的結(jié)構(gòu)。如圖3和圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件20包括密封體22和容置在密封體22的下部容置腔221中的閥芯24。從圖4的剖視圖中可以看出，閥芯24包括完全地容置在密封體22的下部容置腔221內(nèi)的被容置部242和從被容置部242沿遠(yuǎn)離密封體22的方向延伸的錐形閥針241。有利地，容置在密封體22的下部容置腔221內(nèi)的被容置部242的下表面凹入下部容置腔221內(nèi)，也就是說(shuō)，當(dāng)閥芯24的被容置部242容置在密封體22的下部容置腔221內(nèi)時(shí)，在密封體22與閥芯24結(jié)合的位置處形成環(huán)形凹部，閥針241從環(huán)形凹部的中心向下凸出。進(jìn)一步有利地，在閥芯24的被容置部242的外周面上設(shè)置有用于防止閥芯24從密封體22的下部容置腔221脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。在此，上述防止閥芯24從下部容置腔221脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)可以是分布在閥芯24的被容置部242的外周面上的凸齒，這種凸齒可以是離散地分布在被容置部242的外周面上的多個(gè)單獨(dú)的齒；凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)也可以是如圖5所示的沿被容置部242的外周面連續(xù)地布置的第一環(huán)形凸緣244。在該實(shí)施例中，第一環(huán)形凸緣244為沿閥芯24的被容置部242向密封體22的下部容置腔221插入的方向逐漸變細(xì)的錐形。因此，當(dāng)需要將閥芯24和密封體22裝配在一起時(shí)，能夠?qū)㈤y芯24的被容置部242非常容易地插入密封體22的下部容置腔221內(nèi)，并且能夠防止閥芯24從密封體22內(nèi)脫出。此外，當(dāng)采用如圖5所示的第一環(huán)形凸緣244時(shí)，還能夠提高閥芯24與密封體22之間的密封性。在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中，密封體22的彈性模量小于閥芯24的彈性模量。密封體22為彈性密封體，特別是密封體22的與閥座18接觸的部分是彈性的，由此能夠形成閥座18與閥針組件20的密封體22之間的良好密封，也就是說(shuō)通過(guò)密封體22的端部表面與閥座18形成密封，在此，密封體22比如可以由橡膠材料制成或者由其他彈性材料制成。因此，當(dāng)需要關(guān)閉電子膨脹閥10時(shí)，閥針組件20的彈性密封體22的下端面與閥座18的上表面形成緊密密封，從而能夠完全阻止流體的通過(guò)。另外，有利地，閥芯24為剛性閥芯，其可以是金屬閥芯，比如不銹鋼閥芯或銅質(zhì)閥芯。閥芯24可以是由剛性材料制成的一體式閥芯，也可以通過(guò)分別由剛性材料制成的被容置部242和閥針241組裝而成。由于閥針組件20的閥芯24是剛性的，因此，閥針組件20的錐形閥針241能夠通過(guò)遠(yuǎn)離或靠近閥座18上的孔而線性地調(diào)節(jié)通過(guò)電子膨脹閥10的流體的流量，從而以非常精確的方式調(diào)節(jié)電子膨脹閥10。進(jìn)一步地，由于閥芯24的被容置部242完全容置在密封體22的下部容置腔221內(nèi)，并且通過(guò)密封體22的位于被容置部242的外側(cè)的部分進(jìn)行密封，因此，即使在閥芯24與密封體22之間的結(jié)合部處存在流體泄露，泄露的流體也將返回電子膨脹閥10的出口 36內(nèi)，而不會(huì)在電子膨脹閥10的入口 34與出口 36之間形成流體連通。為了能夠?qū)㈤y針組件20牢固地保持在套筒14內(nèi)，在密封體22的上部形成有橫向截面相對(duì)更大的頂部223，例如在柱形密封體22的上部形成有直徑比密封體22更大的柱形頂部223。可以通過(guò)使固定環(huán)16在套筒14與閥針組件20之間設(shè)置在柱形頂部223的下方，從而能夠?qū)⒚芊怏w22更加穩(wěn)定地保持在套筒14的端部?jī)?nèi)。由于為了提高密封體22的密封性能，在此采用了彈性的密封體22。但是彈性密封體22在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生變形，導(dǎo)致在對(duì)其進(jìn)行致動(dòng)時(shí)的位移的精確度可能受到影響。為此，在密封體22的頂部設(shè)置有加強(qiáng)件26，如圖6所示，加強(qiáng)件26設(shè)置在密封體22的直徑相對(duì)更大的柱形頂部223的上部。加強(qiáng)件26的形狀和尺寸與密封體22的柱形頂部223的形狀和尺寸基本相同，比如加強(qiáng)件26采用與密封體22的柱形頂部223的直徑相同的圓形部件。加強(qiáng)件26通過(guò)從其下表面突出的突出部261和形成在密封體22的上部中的上部容置腔222與密封體22結(jié)合在一起。有利地，在加強(qiáng)件26的突出部261的外周面上形成有防止加強(qiáng)件26與密封體22脫離的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)比如可以為從突出部261的外周面上突起的一系列單獨(dú)的齒，或者凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)可以為如圖8所示的設(shè)置在突出部261的外周面上的第二環(huán)形凸緣262，第二環(huán)形凸緣262為沿加強(qiáng)件26的突出部261向密封體22的上部容置腔222插入的方向逐漸變細(xì)的錐形凸緣。加強(qiáng)件26上的第二環(huán)形凸緣262可以與形成在閥芯24上的第一環(huán)形凸緣244具有相同的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，加強(qiáng)件26也可以采用能夠與密封體22牢固地結(jié)合的其他連接方式。當(dāng)密封體22為簡(jiǎn)單的柱形形狀時(shí)，比如密封體22不具有橫向截面更大的柱形頂部223，如圖9和圖10所示，圖9中的密封體22不具有加強(qiáng)件26，圖10中的加強(qiáng)件26直接結(jié)合在密封體22的上部并且具有與密封體22的上部相同的形狀，比如均為相同尺寸的圓形；當(dāng)密封體22具有更大直徑的柱形頂部223時(shí)，則加強(qiáng)件26如圖7所示地結(jié)合在柱形頂部233的上部，并且具有與柱形頂部223相同的形狀，比如均為相同尺寸的圓形。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件20能夠通過(guò)密封體22實(shí)現(xiàn)閥針組件20與閥座18之間的密封，當(dāng)電子膨脹閥10被關(guān)閉時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)其入口 34與出口 36之間的完全的流體隔離，不存在入口 34與出口 36之間的任何流體泄露。另外，由于設(shè)置在密封體22的下部容置腔221內(nèi)的被容置部242與下部容置腔221之間的接合部完全暴露于電子膨脹閥10的出口 36，也就是說(shuō)，密封體22和閥芯24相對(duì)于閥座18形成自密封系統(tǒng)，因此，即使被容置部242與下部容置腔221之間的密封性不夠嚴(yán)密，由此泄露的流體也不會(huì)與入口 34處的流體連通，因此能夠保證電子膨脹閥10的入口 34與出口 36之間的流體隔離。此外，通過(guò)設(shè)置在密封體22的上部的 加強(qiáng)件26能夠提高密封體22的強(qiáng)度，從而能夠以更高的精度控制閥針組件20的運(yùn)動(dòng)，也就是能夠以更高的精度控制流過(guò)電子膨脹閥10的流體的流量。盡管在此已詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解本實(shí)用新型并不局限于這里詳細(xì)描述和示出的具體實(shí)施方式
，在不偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員做出各種改進(jìn)和變型，所有這些改進(jìn)和變型都落入本實(shí)用新型所請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，所有在本文中描述的部件或構(gòu)件都可以由在結(jié)構(gòu)和功能上與其等同的其他部件或構(gòu)件替代。·
權(quán)利要求1.一種閥針組件(20)，其特征在于，所述閥針組件(20)包括: 密封體(22)，在所述密封體(22)的下部形成有下部容置腔(221 )，和 閥芯(24)，所述閥芯(24)包括容置在所述密封體(22)的所述下部容置腔(221)內(nèi)的被容置部(242 )和從所述被容置部(242 )突出的閥針(241)。
2.如權(quán)利要求1所述的閥針組件(20)，其中，在所述閥芯(24)的所述被容置部(242)的外周面上形成有用于防止所述閥芯(24)從所述下部容置腔(221)脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的閥針組件(20)，其中，所述凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)為圍繞所述被容置部(242)的外周面設(shè)置的第一環(huán)形凸緣(244)。
4.如權(quán)利要求3所述的閥針組件(20)，其中，所述第一環(huán)形凸緣(244)為沿所述閥芯(24)的所述被容置部(242)向所述密封體(22)的所述下部容置腔(221)插入的方向逐漸變細(xì)的錐形。
5.如權(quán)利要求1所述的閥針組件(20)，其中，所述閥芯(24)的所述被容置部(242)完全容納在所述下部容置腔(221)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的閥針組件(20)，其中，在所述密封體(22)的上部設(shè)置有加強(qiáng)件(26)。
7.如權(quán)利要求6所述的閥針組件(20)，其中，所述加強(qiáng)件(26)通過(guò)從其下部突出的突出部(261)和形成在所述密封體(22)的上部的上部容置腔(222)與所述密封體(22)結(jié)合在一起。
8.如權(quán)利要求7所述的閥針組件(20)，其中，在所述突出部(261)的外周面上形成有防止所述加強(qiáng)件(26)從所述上部容置腔(222)脫出的凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的閥針組件(20)，其中，所述凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)為圍繞所述突出部(261)的外周面設(shè)置的第二環(huán)形凸緣(262)。
10.如權(quán)利要求9所述的閥針組件(20)，其中，所述第二環(huán)形凸緣(262)為沿所述加強(qiáng)件(26)的所述突出部(261)向所述密封體(22)的所述上部容置腔(222)插入的方向逐漸變細(xì)的錐形。
11.如權(quán)利要求1或6所述的閥針組件(20)，其中，在所述密封體(22)的上部形成有比所述密封體(22)的橫向截面更大的頂部(223)。
12.如權(quán)利要求1所述的閥針組件(20)，其中，所述閥針(241)為錐形。
13.如權(quán)利要求1所述的閥針組件(20)，其中，所述密封體(22)的彈性模量小于所述閥芯(24)的彈性模量。
14.如權(quán)利要求13所述的閥針組件(20)，其中，所述密封體(22)由彈性材料制成。
15.如權(quán)利要求14所述的閥針組件(20)，其中，所述閥芯(24)由剛性材料制成。
16.一種電子膨脹閥(10)，包括: 閥座(18)，和 與所述閥座(18)配合的閥針組件，其特征在于，所述閥針組件為權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的閥針組件(20)。
17.如權(quán)利要求16所述的電子膨脹閥(10)，其中，所述閥針組件(20)坐置在所述閥座(18)上，并通過(guò)所述閥針組件(20)的密封體(22)的端部表面與所述閥座(18)形成密封。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種閥針組件，其包括密封體和閥芯。在密封體的下部形成有下部容置腔，閥芯包括容置在密封體的下部容置腔內(nèi)的被容置部和從被容置部突出的閥針。根據(jù)本實(shí)用新型的閥針組件通過(guò)閥芯上的閥針實(shí)現(xiàn)對(duì)流過(guò)閥針組件的流體的調(diào)節(jié)，并且通過(guò)密封體實(shí)現(xiàn)閥針組件與閥座之間的良好密封。另外，由于閥針組件的被容置部容置在密封體中的下部容置腔內(nèi)，使得閥芯與密封體之間的結(jié)合部形成自密封系統(tǒng)，從而完全地隔離了采用這種閥針組件的電子膨脹閥的流體入口和流體出口之間的連通。
文檔編號(hào)F16K1/36GK203098901SQ20122071980
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者呂曉, 劉敬喜, 胡飛雪 申請(qǐng)人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)(蘇州)有限公司