专利名称：调节控制流体流量的电动阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种调节控制流体流量的装置，特别涉及一种调节控制流 体流量的电动阀。
技术背景目前对流体流量的控制较多的是采用手动阀或电磁阀，这两类控制阀的结 构相对简单，制作成本相对较低。但是，由于手动阀对流体流量的控制完全是依靠人的直观感觉，故而存在微量调节差，控制精度低的问题；而电磁阀一般 只有打开流体通过的通道和关闭流体通过的通道两种工作状态，在流体通过时 对流体的流量的调节是通过电磁阀的开启频率快慢进行调节，同样存在微量调 节差，控制精度低的问题；尤其是电磁阀反复的打开、关闭形成的吸合撞击， 产生撞击噪音，并且阀芯也容易损坏。目前也有采用步进电机驱动阀体开启、 关闭，以及对流体流量进行微量调节的装置，但现有的采用步进电^L驱动阀体 的控制调节流体流量的装置一般结构都比较复杂，如公开号为CN1515971A的《流 量控制装置的电动机控制装置》、公开号为CN1573190A的《电动流量控制阀》 等技术，虽然可以实现对流体流量进行微量调节，提高控制精度，但由于其结 构复杂，装配难度较大，制作成本相对较高，增加了生产厂和用户的费用。并 且随着人们为解决机动车发动机中混合燃气的充分燃烧以降低废气排放的问 题，在化油器与发动机之间设置二次补气阀，通过对化油器输出的混合燃气再 次补充一定的空气，使进入发动机燃烧室的混合燃气能够充分燃烧，降低发动 机排放的废气；但是，由于现有的机动车发动机的二次补气阀都是采用的电磁 阀，即使电磁阀釆用微控制器控制其开启、关闭频率，且微控制器的控制程序 可以精确设计，然而电磁阀在微控制器的控制做往复的机械运动时，当处于高 频率往复运动的工作状态下，其机械运动的往复频率往往跟不上孩t控制器的控 制频率，产生混乱的动作，难以根据发动机的工作状况精确控制调节补气量，4导致补入混合燃气中的空气过多或过少，影响混合燃气在发动机燃烧室中的燃烧、做功；甚至出现微控制器的控制失控，电磁阀固定在一种动作状态中，或 长时间开启进行补气，或长时间闭合不能补气，丧失二次补气的功能。故而， 由电磁阀作为发动机的二次补气阀，仍然难以实现优效降低发动机废气排放量 的目的。 发明内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种调节控制流体流 量的电动阀，它通过筒单的结构能够实现对所通过的流体流量进行精确的微量 调节，提高控制精度，而且制作成本低，容易装配。本实用新型的技术方案是这样实现的，包括阀体、阀芯、步进电机，阀体 上分别设有连接上、下游管道的连接嘴，所述阀体的一个连接嘴位于阀体的一 轴向端且与阀体的阀腔同轴心线，阀体的另一轴向端与步进电机周向定位连接， 步进电机的转轴的外伸端固定连接一螺杆，所述阀芯尾端轴向设置螺紋孔与该 螺杆螺紋配合，阀芯周向定位地可沿阀体轴向位移地设于阀腔中，阀芯与阀体 的配合间隙用0型圏密封，阀芯的前端具有一可插入阀体轴向端的连接嘴孔内 的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圓锥体，该圓锥体大端的直径与连接嘴孔 内直径相同，阔体与步进电机由两个壳体相向扣合固定在一起，阀体具有连接 嘴的一端外伸出壳体。由于采用了上述方案，阀芯周向定位地可沿阀体轴向位移地设于阀腔中， 阀芯的前端具有 一可插入阀体轴向端的连接嘴孔内的呈线性逐渐改变孔内空隙 截面积的圓锥体，该圆锥体大端的直径与连接嘴孔内直径相同，通过阀芯在阀 腔中沿阀体轴向做直线的前进或后退的位移运动，使阀芯前端的圓锥体进入连接嘴孔内或退出连接嘴孔内，实现对流体通道的关闭或开启，而且能够通过阀 芯的微量位移，精确调节控制流体的通过量，实现对流体流量进行精确的微量 调节，提高控制精度。所述阀芯周向定位地可沿阀体轴向位移地设于阀腔中， 阀芯尾端轴向设置螺紋孔与一螺杆螺紋配合，形成螺杆螺母才几构，螺杆与步进 电机的转轴的外伸端固定连接，由步进电机带动螺杆做正、反向旋转，螺杆旋转使阀芯沿阀体轴向进行直线位移运动，由于步进电机的转轴旋转角度能够由 微控制器精确控制，因此阀芯轴向位移量也就得到精确控制，这样阀芯前端的 圆锥体就能在精确控制下呈线性微量改变连接嘴孔内空隙的截面积，使通过连 接嘴的流体流量得到精确的微量调节。尤其是阀芯的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圆锥体为针状圆锥体，圓锥体的锥角为10~30° ,这种锥角相对较小 的圓锥体具有相对较长的呈线性变形的锥面，其在连接嘴孔内位移运动时所形 成的流体通过的空隙截面积的变化微小，.有利于实现对流体流量的微量调节。 同时由于电动阀的阀芯运动是由步进电机带动，其进、退的行程受控于步进电 机，不会产生较大的冲击力，使阀芯及其用于密封连接嘴孔口的密封垫圈不容 易损坏，使用寿命得以延长，还消除了撞击噪音。所述阀体与步进电机周向定入步进电机的端面对应设置的定位孔中形成阀体与步进电机的周向定位，周向 定位连接在一起的阀体与步进电机由两个壳体相向扣合固定在一起，阀体具有 连接嘴的一端外伸出壳体，而且通过阀体上设置的绕圓周的六棱环槽与两个壳 体上分别设置的梯形缺口配合将阀体周向和轴向定位。这样的结构极其简单， 能够快速完成本电动阀的装配，既能够降低工人的工作难度，提高生产效率， 又能够P争低生产成本。本实用新型调节控制流体流量的电动阀安装在摩托车的化油器与发动机之 间，作为混合燃气的二次补气阀，在樣i控制器的控制下调节补充的空气量，能 够根据发动机工作状态的混合燃气的空气燃烧比精确补充空气，保证混合燃气 得到充分燃烧，同时在发动机的排气管安装三元催化器，可以使采用化油器的 摩托车发动机的废气排放标准达到欧3标准，可降低摩托车发动机废气排放达 标的技改和生产成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；图3为图1的E-E向剖面图；图4为本实用新型的拆分示意图。附图中，l为步进电机，la为转轴，2为螺杆，3为0型圈，4为阀体，4a 为阀腔，5为密封垫圈，6为阀芯，6a为凸起，7为连接套，8为圓锥体，9为 出气嘴，IO为进气嘴，ll为定位板，12为印制电路板，13为肋筋，14为胶垫， 15为壳体，15a为下壳体，15b为上壳体，16为定位销，17为定位孔，18为滑 槽，19为六棱环槽，20为梯形缺口。
具体实施方式
参见图1至图4，本实施例调节控制流体流量的电动阀为用于摩托车发动机 的为混合燃气补充空气的二次补气阀，它包括阀体4、阀芯6、步进电机l、壳 体15等。所述阀体4上分别设有连接上、下游管道的连接嘴，即进气嘴IO、出 气嘴9,阀体4的出气嘴9位于阀体的一轴向端且与阀体的阀腔4a同轴心线， 进气嘴10位于阀体侧，进气嘴IO、出气嘴9为与阀体一体成型的结构，进气嘴 10、出气嘴9的孔径小于阀体4的阀腔4a直径，进气嘴IO、出气嘴9的孔径和 阀腔4a直径的大小，可以根据需要进行设计，通常进气嘴IO、出气嘴9的孔径 一般为4>5~8咖，阀体4的阀腔4a直径一般为(J)ll 15mrn;阀体4的另一轴向 端与步进电机1周向定位连接，在阀体4的端面至少两个定位销，本实施例设 有六个定位销16，六个定位销16等分360°地布置在阀体4轴向端的类似于法 兰盘的端面，六个定位销16分别插入步进电机1的端面对应设置的六个定位孔 17中形成阀体4与步进电机1的周向定位连接。所述步进电才几1的转轴la的外 伸端固定连接一螺杆2,在步进电机1的转轴la的外伸端过盈配合连接一截面 为扁形的连接套7,且通过截面为扁形的连接套7插入螺杆2轴向设置的扁孔中 形成周向固定连接。所述阀芯6尾端轴向设置螺紋孔与螺杆2螺紋配合，形成 一螺杆螺母机构，该螺杆螺母机构的螺紋段采用细牙螺紋配合，其配合公差在 0. 00~0. 05mm，以保证阀芯运动的精确性。阀芯6周向定位地可沿阀体轴向位 移地-没于阀腔4a中，阀体的阀腔4a壁上对称的i殳有2条轴向延伸的滑槽18， 可沿阀体轴向位移的阀芯6的尾端圆周对称地设有2个径向的凸起6a，阀芯上的凸起6a对应配合在阀腔壁上的滑槽18中，使阀芯6周向定位且可沿阀体轴 向位移地配合在阀体的阀腔4a中。所述滑槽18的长度约大于阀芯6在阀腔4a 中位移行程，阀芯6圆周嵌有0型圈3，阀芯6圆周与阀体4的配合间隙用0型 圏3密封，使阀腔4a中能形成一个密闭的气流通道。阀芯6的前端具有一可插 入阀体轴向端的出气嘴9孔内的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圆锥体8，该 圓锥体8与阀芯6为一整体结构，圓锥体8大端的直径与出气嘴9孔内直径相 同，能形成对出气嘴9的闭合。所述阀芯6的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积 的圆锥体'8为针状圓锥体，圆锥体的锥角为10~ 30° ,保证圆锥体形成一个相 对细长的针状圆锥体，当其进入出气嘴9孔内作位移运动时，能够利用其针状 圆锥体对孔内空隙截面积进行微量的改变，实现对通过的气体流量的^:量调节。 所述阀芯6的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圓锥体8的^^艮部i殳有环形槽， 一用于密封出气嘴9孔口的密封垫圈5紧紧地套在环形槽上，可以防止密封垫 圏5脱落。所述用于密封出气嘴9孔口的密封垫圈5为锥形密封垫圈，该密封 垫圏的锥面与出气嘴9的阀腔内孔口设置的锥面相对应，在阀芯6闭合时对孔 口进行密封，提高密封效果；或者，用于密封出气嘴9孔口的密封垫圏5为平 面密封垫圏，该密封垫圏5的平面与出气嘴9的阀腔内孔口平面相对应，也能 达到同样效果。阀体4与步进电机1周向定位对接后由上、下壳体15a、 15b相 向扣合固定在""^，阀体4具有进气嘴10、出气嘴9的一端外伸出壳体15。上、 下壳体15a、 15b的内壁分别对称设有对步进电才几1定中的肋筋13,当上壳体 15a与下壳体15b相向扣合固定后，上、下壳体15a、 15b内壁上的对步进电机 1定中的肋筋13将步进电机1支撑在中心位置，保证电机转轴la、螺杆2、阀 芯6、出气嘴9的同轴度；上、下壳体15a、 15b内还分别设有相对称的定位板 11对步进电机1轴向定位，步进电机1与定位板11之间的安装间隙垫有胶垫 l4，通过胶垫"的弹性使步进电机1紧紧地轴向定位在壳体15内，防止步进 电机l轴向窜动。所述肋筋13和定位板11成型在上、下壳体15a、 15b内，与 上、下壳体15a、 15b分别成为一体结构。所述上壳体15a中用螺钉安装固定有 印制电路板12,步进电机1通过印制电路板12与电源和微控制器电连接。所述阀体4上设有绕圆周的六棱环槽19，上、下壳体15a、 15b上分别设有梯形缺口 20与六棱环槽配合19将阀体4周向及轴向定位，防止阀体4周向转动和轴向窜 动。上、下壳体15a、 15b相'向扣合，将阀体4与步进电机1固定后，可用橡胶 套将上、下壳体15a、 15b箍紧(未图示出)，防止上、下壳体分开。本实用新型电动阀工作时，由孩i控制器根据发动机所需的补气量控制步进 电机的转轴旋转方向和旋转角度，转轴带动螺杆旋转，螺杆旋转带动阀芯沿阀 体轴向位移，做直线的向前或向后运动，通过阀芯前端的圓锥体在阀体的出气 嘴中位移适时调整电动阀开度，呈线性微量改变出气嘴孔内气体通过的空隙截 面积，对气体的流量进行微量调节，精确控制补气量，使进入发动机燃烧室的 混合燃气达到最佳的空气燃烧比，降低废气排放的有害物，并且提高发动机的 功效，节约燃油，减小噪音。本实用新型的阀体4、壳体15采用金属材料或塑料制作均可以，用塑料材 料制作成本更低。本实用新型除上述用于摩托车发动机的为混合燃气补充空气的二次补气阀 的实施例外，在不脱离本实用新型的基本精神的原则下，也可以稍加改动用于 热水器、空调器等需对流体进行调节的装置，以提高调节流体流量的精度，实 现节能降耗的目的。
权利要求1.一种调节控制流体流量的电动阀，包括阀体、阀芯、步进电机，阀体上分别设有连接上、下游管道的连接嘴，其特征在于所述阀体的一个连接嘴位于阀体的一轴向端且与阀体的阀腔同轴心线，阀体的另一轴向端与步进电机周向定位连接，步进电机的转轴的外伸端固定连接一螺杆，所述阀芯尾端轴向设置螺纹孔与该螺杆螺纹配合，阀芯周向定位地可沿阀体轴向位移地设于阀腔中，阀芯与阀体的配合间隙用O型圈密封，阀芯的前端具有一可插入阀体轴向端的连接嘴孔内的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圆锥体，该圆锥体大端的直径与连接嘴孔内直径相同，阀体与步进电机由两个壳体相向扣合固定在一起，阀体具有连接嘴的一端外伸出壳体。
2. 根据权利要求1所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 阀体的阀腔壁上设有轴向延伸的滑槽，可沿阀体轴向位移的阀芯圓周设有径向 的凸起，阀芯上的凸起对应配合在阀腔壁上的滑槽中，使阀芯周向定位且可沿 阀体轴向位移地配合在阀体的阀腔中。
3. 根据权利要求1所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 阀芯的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圆锥体为针状圆锥体，圓锥体的锥角 为10~30° 。
4. 根据权利要求1 ~ 3任一所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于 所述阀芯的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圓锥体的才艮部设有环形槽， 一用 于密封连接嘴孔口的密封垫圈设于环形槽上。
5. 根据权利要求4所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 用于密封连接嘴孔口的密封垫圏为锥形密封垫圏，该密封垫圈的锥面与连接嘴 的阀腔内孔口设置的锥面相对应；或用于密封连接嘴孔口的密封垫圏为平面密 封垫圈，该密封垫圏的平面与连4妄嘴的阀腔内孔口平面相对应。
6. 根据权利要求1所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 阀体的端面设有至少两个定位销，定位销插入步进电机的端面对应设置的定位孔中形成阀体与步进电机的周向定位连接。
7. 根据权利要求1、 2或6任一所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征 在于所述阀体设有绕圆周的六棱环槽，两个壳体上分别设置的梯形缺口与六 棱环槽配合将阀体定位。
8. 根据权利要求1所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 壳体内设有对步进电机定中的肋筋以及定位板。
9. 根据权利要求1或8所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于 所述壳体中安装有接线板将步进电机与电源和微控制器电连接。
10. 根据权利要求1所述的调节控制流体流量的电动阀，其特征在于所述 步进电机的转轴的外伸端与一截面为扁形的连接套过盈配合，且通过截面为扁 形的连接套插入螺杆轴向设置的扁孔中形成周向固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种调节控制流体流量的电动阀，包括阀体、阀芯、步进电机，阀体与步进电机周向定位连接，阀体轴向端的一个连接嘴与阀腔同轴心线，步进电机的转轴的外伸端通过螺杆与阀芯螺纹配合，阀芯周向定位地可沿阀体轴向位移地设于阀腔中，阀芯的前端具有一可插入阀体轴向端的连接嘴孔内的呈线性逐渐改变孔内空隙截面积的圆锥体，阀体与步进电机由两个壳体相向扣合固定在一起，阀体具有连接嘴的一端外伸出壳体。它通过简单的结构能够实现对所通过的流体流量进行精确的微量调节，提高控制精度，而且制作成本低，容易装配。
文档编号F02M23/00GK201100190SQ20072012509
公开日2008年8月13日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者刚 邓 申请人:重庆巨升电器有限公司