一种电动阀的制作方法

本发明涉及流体控制领域，具体涉及一种双向节流-全开电动阀。

背景技术

随着人们对节能减排的要求越来越高，对空调系统的性能要求也越来越高，热泵型空调系统也成为了当今热门应用。当传统的膨胀阀，不管是电子膨胀阀，还是热力膨胀阀，只能够起到节流的作用，没有全开的功能。为了实现双向节流和全开全关的功能，在空调系统中往往需要多个膨胀阀和多个电磁阀相结合才能实现双向节流和全开全关的功能。

随着对空调系统性能要求的增加，对空调系统紧凑型要求的增加，也基于成本的考虑，如果提供一种具有双向节流和全开全关功能的电动阀是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种电动阀，采用球形阀芯并在阀芯球上开槽和通孔，通过控制阀芯球的转动来控制流量。

本发明提供一种电动阀，包括阀体、容置于所述阀体内的阀芯球、与所述阀芯球连接的阀杆、以及螺塞，所述电动阀设置有第一接口、第二接口、第一通道和第二通道，在所述阀体中还设置有第一阀座和第二阀座，所述第一通道设置于所述第一阀座，所述第二通道设置于所述第二阀座，其中所述第一阀座相对靠近所述第一接口且所述第一通道与所述第一接口相连通，所述第二通道相对靠近所述第二接口且与所述第二接口相连通；

所述阀芯球设置有与所述阀杆相配合的卡槽、以及中心孔、通孔和至少一条节流通道，所述中心孔的一端位于所述阀芯球的外表面，所述中心孔的另一端与所述节流通道和所述通孔相连通，所述节流通道的通流面积远小于所述中心孔的通流面积，并且所述节流通道的通流面积也远小于所述通孔的通流面积，所述节流通道的通流面积s1和所述中心孔的通流面积s2之间满足：0.81％s2≤s1≤13％s2，所述中心孔的通流面积s2满足：20mm≤s3≤79mm。

所述节流通道和通孔相连通构成一扇子形结构，其中扇面为所述通孔，扇柄为所述节流通道，所述节流通道和通孔都位于所述中心孔的轴向方向，并且所述通孔的通流面积小于等于所述中心孔的通流面积。

所述节流通道包括相对远离所述通孔的第一部分和相对靠近所述通孔的第二部分，其中所述第一部分的宽度相等，所述第二部分的宽度呈逐渐增大设置，并且所述第二部分在靠近所述第一部分部分的宽度小于靠近所述通孔部分的宽度。

所述第二部分与所述通孔连接部分设置有光滑连接部。

在所述节流通道与中心孔之间设置有一凹槽，所述凹槽的通流面积远大于所述节流通道的通流面积。

所述节流通道的中心面、所述中心孔的中心线和所述阀芯球的球心位于同一平面。

靠近所述节流通道的阀芯球的实体部分的外表面长度大于所述第二通道的内径，当所述实体部分的外表面封住所述第二通道时，所述电动阀处于全关状态，此时所述第一接口和第二接口之间的不连通；

当所述节流通道的至少一部分和所述通孔的至少一部分都与所述第二通道相重叠时，电动阀处于流量快速变化状态；

当所述通孔与所述第二通道相重叠时，此时所述电动阀处于全开状态。

当所述节流通道的至少一部分与所述第二通道相重叠、所述通孔不与所述第二通道相重叠时，所述电动阀处于节流状态，此时所述第一接口和第二接口之间通过所述节流通道与所述第二通道相重叠部分相连通，在所述节流状态下的流体变化曲线至少包括一段直线。

在所述节流状态下的流体变化曲线至少包括两段直线、或者至少包括一段直线和至少一段曲线。

从所述全关状态切换到所述节流状态过程中，在所述阀芯球的转动过程中，所述电动阀先在全关状态保持一定时间再进入节流状态；在所述节流状态下所述阀芯球的转动角度范围占所述阀芯球总转动角度范围的30％～40％。

上述电动阀可以实现第一接口通过节流通道和/或中心孔与第二接口连通，通过控制阀芯球的转动，达到双向节流、大流量全通、以及全关的流体流动控制。

附图说明

图1是本发明一实施例的电动阀的部分剖视示意图意图。

图2是图1所示电动阀的阀芯球立体结构示意图。

图3是图2所示阀芯球的主视示意图。

图4是图2所示阀芯球的剖视示意图。

图5是图1所示电动阀的在关阀状态下的剖视示意图。

图6是图1所示电动阀的在节流开度状态下的剖视示意图。

图7是图1所示电动阀的在流量快速变化状态下的剖视示意图。

图8是图1所示电动阀的在全开状态下的剖视示意图。

图9是图1所示电动阀的流量变化曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式具体说明本发明的技术方案，本说明书所述的顺时针等方位名词按照附图中方位关系或图中的相应方位关系来阐述的。

如图1所示，电动阀包括阀体1、容置于阀体1内的阀芯球2、与阀芯球2连接并驱动阀芯球2动作的阀杆4,、以及用于固定阀芯球2的螺塞3。

如图所示，阀体1设置有用于容置阀芯球2的阀芯腔22、以及可与阀芯腔22相连通的第一接口11。阀芯腔22的一端开口，螺塞3设置于阀芯腔22的开口端，螺塞3与阀芯腔22的开口端相对应的内壁螺纹固定连接。螺塞3设置有可与阀芯腔22相连通的第二接口31。

在阀体1中还设置有第一阀座51和第二阀座52，第一阀座51设置有贯穿第一阀座51的第一通道53，第二阀座52设置有贯穿第二阀座52的第二通道54。其中第一阀座51相对靠近第一接口11且第一通道53与第一接口11相连通，第二通道54相对靠近第二接口31且与第二接口31相连通。

第一阀座51和第二阀座52与阀芯球2滑动配合，第一阀座51和第二阀座52与阀芯球2相配合部分设置有弧状的配合面。

为了提高密封性，可以在第一阀座51与阀体1之间设置密封圈6，还可以在第二阀座52与阀体1之间设置密封圈6，减小内漏，从而提高控制精度。这里应当指出，阀座与密封圈也可以做成一体结构，与阀体相接触部分由密封材料制成，与阀芯球相接触部分则由阀座材料制成。

如图2所示，阀芯球2为一球状结构，阀芯球2设置有与阀杆4相配合的卡槽24，阀芯球2还设置有中心孔21、节流通道22和通孔23，其中中心孔21与卡槽24的延伸面相垂直。中心孔21的一端位于阀芯球2的外表面，中心孔21的另一端与节流通道22和通孔23相连通。节流通道22的通流面积远远小于中心孔21的通流面积，并且节流通道22的通流面积远远小于通孔23的通流面积，所述节流通道的通流面积s1和所述中心孔的通流面积s2之间满足：0.81％s2≤s1≤13％s2，所述中心孔的通流面积s2满足：20mm≤s3≤79mm。

如图3和图4所示，在本实施例中，节流通道22和通孔23构成一扇子形结构，其中扇面为通孔23，扇柄为节流通道22。节流通道22和通孔23都位于中心孔21的轴向方向，并且通孔23的通流面积小于等于中心孔21的通流面积，这样设置方式加工简单。

如图3和图4所示，节流通道22包括第一部分221和第二部分222，其中第一部分221的宽度相等，第二部分222的宽度呈逐渐增大设置，并且第二部分222在靠近第一部分221部分的宽度小于靠近通孔23部分的宽度。这种设置方式下可以使两部分的流体流量变化不同，在第一部分221区间下的流体流量变化斜率小于第二部分222区间下的流体流量变化斜率。这里应当指出，节流通道22也可以设置成等宽度或者多个宽度变化幅度不同的部分。

第二部分222与通孔23之间光滑连接，一方面能够减小流阻损失，另一方面也能够减小噪音。

如图3所示，在节流通道22与中心孔21之间还可以设置有一凹槽24，凹槽24的通流面积也远大于节流通道22的通流面积道。这种设置方式能够通过设置紊流区来减小噪音。

这里应当指出节流通道22可以有多条节流通道组成。节流通道22的宽度具体尺寸则由系统决定，这里不做具体限定，当流量要求一定时，宽度越小，节流通道22的长度越大，流体流量变化也就越平滑，从而使得电动阀的流量控制精度也就越高。

为了能够精确的控制流体流量，节流通道22的中心面、中心孔21的中心线和阀芯球2的球心可以位于同一平面。这一结构可以是阀芯球与阀座之间的配合简单、内漏小，而且对于流体流量的控制简单且控制精度高。

图5至图8示出了本实施例电动阀的动作变化过程，图9示出了本实施例电动阀的流量变化曲线。如图8所示，本实施例的电动阀的流体流量控制包括四部分：全关、线性变化段(即节流段)、快速变化段和全开。

靠近所述节流通道22的阀芯球的实体部分25的外表面长度大于所述第二通道的内径，如图4所示，电动阀处于全关状态，阀芯球2的的实体部分25的外表面封住第一通道53和第二通道54，此时第一接口11和第二接口31之间的连通通道被截断。

当电动阀从图5所示的全关状态顺时针转动一定角度至如图5所示的位置时，此时节流通道22的至少一部分与第二通道54相重叠，且通孔23不与第二通道54相重叠，电动阀处于节流状态。由于节流通道22的宽度远小于中心孔21和的内径，这样节流通道22与第二通道54相重叠部分供流体通过能够起到节流的作用，第一接口11和第二接口31之间通过节流通道22与第二通道54相重叠部分相连通。随着阀芯球转动，节流通道22与第二通道54相重叠部分的面积逐渐增加。当第一部分221和第二通道54重叠、第二部分222不和第二通道54重叠时，流体的流量变化呈线性变化，这样有利于控制节流开度，提高电动阀的节流开度的精度。当第一部分221和第二通道54重叠、第二部分222也和第二通道54重叠时，流体的流量变化幅度加大，能够快速的到达大流量节流的效果。这里应当指出，在节流状态下的流体变化曲线也可以至少包括两段直线、或者至少包括一段直线和至少一段曲线。

从图6中可以看出，不管是第一接口11作为进口还是第二接口31作为进口，阀芯球2的转动动作是一样的，并且都能够实现对流体节流控制。

当电动阀从图5所示的全关状态顺时针转动一定角度至如图7所示的位置时，此时节流通道22的至少一部分和通孔23的至少一部分都与第二通道54相重叠，此时电动阀处于流量快速变化状态。由于通孔23的通流面积较大，在此区域范围内，流体流量从节流段的小流量变化开始流量变化幅度快速变大。这里应当指出，此阶段的一部分也可以作为节流段，特别是大流量节流时。

当电动阀从图5所示的全关状态顺时针转动一定角度至如图8所示的位置时，此时节流通道22和通孔23均全部与第二通道54相重叠，或者通孔23全部与第二通道54相重叠，此时通过的流体流量最大，电动阀处于全开状态。

当电动阀如图5至图8从全关至全开的动作变化过程中，通过电动阀的流体流量变化曲线如图9所示。如图9所示，从全关状态到节流状态过程中，阀芯球需要转动一定的角度，即电动阀在阀芯球的转动过程中先保持一段时间关阀状态再进入节流状态，这样有利于状态之间的切换，也有利于减小内漏风险。

同时，在节流状态下阀芯球的转动角度范围占阀芯球总转动角度范围的30％～40％，例如，在本实施例中阀芯球的总转动角度范围为0～90°，节流状态下阀芯球的转动角度范围为5°～36°。这种设置方式能够使流体的流量变化幅度较小(即图9中线性变化段的斜率相对较小)，流体流量控制也较为精确。

这里应当指出，节流段的转动角度范围可以通过控制节流通道的宽度大小来设置，当宽度相对较小时，节流段的转动角度范围较大，当宽度相对较大时，节流段的转动角度范围较小。

以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。