专利名称：一种节流阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调节流量的节流阀，其特别适用用于变频空调、商用空调、中央空
调、冷藏食品陈列柜及恒温恒湿等设备。
背景技术：
制冷系统中的节流阀通常可以分为毛细管节流，热力膨胀阀节流(内平衡、外平衡)和电子膨胀阀节流。目前，在制冷系统中，电子膨胀阀是一种新型的节流装置，它由微处理器进行控制，它的出现实现了微机直接控制和调节制冷循环，电子膨胀阀的特点是调节范围大、动作迅速灵敏、调节精密、稳定可靠，制冷剂在电子膨胀阀中可以正、逆两个方向流动，避免了热力膨胀阀只有一个方向的缺点，用于热泵时可使制冷系统大为简化，制冷系统停机时，电子膨胀阀可以完全关闭，使制冷剂进口处无需安装电磁阀，因此电子膨胀阀备受制冷行业的青睐。 目前我们所说的电子膨胀阀通常指的是步进电机型，它由阀体、阀芯、波纹管、传动机构和脉冲步进电机等组成，脉冲步进电机是驱动机构，波纹管是将制冷剂通道与运动部件隔开，以防制冷剂泄露，传动机构的作用是将电机的旋转运动转变为阀芯的往复运动，以决定阀口的开启程度，从而控制制冷剂的流量。关于电子膨胀阀的专利文献也有很多，如一专利号为ZL02266124. 7(公告号为CN2564804Y)的中国实用新型专利《变频空调电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构，又如一专利号为ZL02261051. 0(公告号为CN2580367Y)的中国实用新型专利《变频空调用直动式电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构，还如一专利号为ZL200420023433. 0(公告号为CN2703169Y)的中国实用新型专利《变频空调用减速式电子膨胀阀》披露的膨胀阀结构。 以上电子膨胀阀结构基本类似，将电机的旋转运动转变为阀芯的往复运动传动机构有两种， 一种是减速式传动机构包括齿轮副、螺纹副、传动杆等，另一种是直动式传动机构没有齿轮副。前述无论哪种传动机构，涉及部件多，存在结构而且复杂重量重的缺陷；再有其一般需要有步进电机作为动力源，众所周知，步进电机价格昂贵，因此现有调节制冷剂流量的电子膨胀阀成本高。 综上所述，现有调节流量的节流阀还可作进一步改进。
发明内容本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构新颖简单
而且成本低的节流阀，该节流阀还具有各构件之间磨损少动作平稳的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种节流阀，包括有阀体，阀体的
壁上开有进口和出口，阀体内具有连通所述进口和出口的流道，阀体上内还具有贯穿所述
流道的安装孔；柱塞，活动插设在安装孔内并能相对阀体滑移，柱塞外周壁与安装孔内壁之
间液密封配合，柱塞的外端伸出阀体外，柱塞的内端穿过所述流道，柱塞的滑移能改变流道
的流动截面以调节流体通过流道的流量；柱塞驱动结构，设于阀体外部与外露出阀体的柱塞连接；其特征在于所述柱塞驱动结构直接驱动柱塞轴向滑移，该柱塞驱动结构包括阀
座，固定在阀体上，阀座内具有凹腔，所述柱塞伸出阀体后进入该凹腔内，凹腔底面设有排
气孔；线圈，安装在阀座的凹腔内；磁性元件，位于线圈内，该磁性元件在线圈通电后产生
电磁力的作用下被驱动而相对线圈滑移；铁芯，连接所述柱塞和磁性元件；弹性件，作用于
所述柱塞，该弹性件对柱塞产生的阻尼力相抗于线圈对磁性元件产生的电磁力。 上述柱塞的上部位于在流道上方的安装孔内并与安装孔内壁之间液密封配合，在
流道上方的安装孔上顶壁上开有平衡孔；所述柱塞的下部位于在流道下方的安装孔内并与
安装孔内壁之间液密封配合；所述柱塞的外端进入所述凹腔内，凹腔底面设有排气孔；所
述柱塞的中部具有环形凹槽，环形凹槽与流道相配，环形凹槽与流道截面重合面积的多少
决定流道的流动截面。其为一种具体的柱塞结构，该柱塞结构特别适合用于呈一字形的水
平流道。 为确保柱塞与安装孔之间的密封，上述的柱塞的上部外周壁与安装孔内周壁之间设有密封圈密封，柱塞的下部外周壁与安装孔内周壁之间设有密封圈密封。采用密封圈的密封方式具有结构简单，安装方便的优点。 —般阀体为合金压铸件，故其耐磨性较差，如果柱塞直接与阀体安装孔的内壁进行摩擦滑移，很易磨损阀体，导致柱塞与安装孔之间的液密封性降低，作为改进，上述的安装孔内紧嵌有一衬管，该衬管周壁上开有与所述的流道连通的通孔，所述的通孔位于流道内，且流道的截面完全贯穿该通孔，所述的柱塞位于衬管内。这样衬管可以采用耐磨性好的材料如耐磨性钢材制成，这样柱塞不会和安装孔的内壁直接摩擦，而是与衬管内壁直接摩擦，而衬管又不易被磨损，因此能大大提高该节流阀的使用寿命。 为确保柱塞与衬管之间的密封，上述的柱塞的上部外周壁与衬管内周壁之间设有密封圈密封，柱塞的下部外周壁与衬管内周壁之间设有密封圈密封。采用密封圈的密封方式具有结构简单，安装方便的优点。 上述的铁芯上部通过衔接件与柱塞下端连接，该方式便于将铁芯与柱塞连接，当然铁芯也可直接与柱塞固定，铁芯下部与磁性元件直接固定。 为防止线圈被磁性元件在滑移过程中磨损，上述的线圈内嵌设有一导滑套筒，所述的磁性元件位于该套筒内。 上述的弹性件可以为弹簧，该弹簧位于流道上方的安装孔内并支撑在柱塞的上端面；弹簧还可以位于流道下方的安装孔内并支撑在柱塞的下端面。 上述的弹性件还可为碟簧，该碟簧有二片，所述阀座的凹腔内设有上支撑套筒和下支撑套筒，所述的线圈限位于上支撑套筒和下支撑套筒之间，所述两片碟簧分别位于线圈上下方，其中一片碟簧的周边被压制在上支撑套筒和线圈上端面之间，碟簧的中心与铁芯固定，另一片碟簧的周边被压制在下支撑套筒和线圈下端面之间，碟簧的中心与铁芯固定。 与现有技术相比，本发明的优点在于本节流阀的柱塞(也可叫阀芯)驱动方式与现有技术不相同，其为电磁方式驱动柱塞轴向滑移，该驱动方式省却了现有膨胀阀阀芯驱动结构中的步进电机、齿轮副及螺纹副结构，因此结构简单、成本低、重量轻，而且本节流阀涉及部件少，故构件之间的磨损也就少，还因为本节流阀的驱动结构中的柱塞只有一个平移动作，确保节流阀动作的平稳。
[0017]图图图图图图图图图图图图图
1为本发明第一个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；
2为本发明第一个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)；3 5为本发明第一个实施例中柱塞结构示意图(环形凹槽不同截面形状)6为本发明第二个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；7为本发明第二个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)；8为本发明第三个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；6为本发明第三个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)；10为本发明第四个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；ll为本发明第四个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)；10为本发明第五个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；13为本发明第五个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)；14为本发明第六个实施例的结构示意图(流道的流动截面最大状态)；15为本发明第六个实施例的结构示意图(流道的流动截面处于中间状态)。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。[0031] 如图1 5所示，为本发明的第一个实施例。[0032] —种节流阀，包括有 阀体l，阀体的壁上开有进口 ll和出口 12，该进口 ll和出口 12位于同一水平轴线上，阀体l内具有连通进口 ll和出口 12的流道13，流道13的轴线为直线，阀体1上内还具有与流道13贯通的安装孔14，安装孔14贯穿所述流道13，本实施例中安装孔与两端呈十字交叉。 柱塞6，活动插设在安装孔14内并能相对阀体1滑移，柱塞6的上部位于在流道13上方的安装孔14内，柱塞6的上部外周壁与安装孔14内周壁之间设有密封圈15密封，在流道上方的安装孔14的顶壁上开有平衡孔141 ;柱塞6的下部位于在流道23下方的安装孔14内，柱塞6的下部外周壁与安装孔14内周壁之间设有密封圈15密封，这样能防止流体(如制冷剂)从柱塞6两端泄露；柱塞6的中部具有环形凹槽61，本实施例中的环形凹槽61的截面成凹弧状，也可以是正反圆锥面状或尖针状等其它形状，如图3 5所示，环形凹槽61与流道13相配，环形凹槽61与流道13截面重合面积的多少决定流道13的流动截面，当环形凹槽61正好全部位于流道13内，流体(如制冷剂)通过的流量大，当环形凹槽61全部位于流道外，则流道13被截断，流体(如制冷剂)不能通过流道，即环形凹槽61与流道13截面重合面积越大，流体(如制冷剂)通过流道的流量越大，故柱塞6的轴向滑移能改变流道13的流动截面以调节流体通过流道13的流量；柱塞6的外端伸出阀体1夕卜。[0035] 柱塞驱动结构，设于阀体1外部与外露出阀体1的柱塞6连接，柱塞驱动结构直接驱动柱塞6轴向滑移。[0036] 柱塞驱动结构包括 阀座2，通过螺栓固定在阀体2下部，阀座内具有凹腔21，柱塞6的外端伸出阀体1后进入该凹腔21内，凹腔21底面设有排气孔22 ; 线圈3，安装在阀座的凹腔21内，线圈3内嵌设有一导滑套筒31，线圈上的两根连
接导线32穿过阀座2底部而引出阀座2夕卜，这样连接导线32便能与电源接通。 由磁性材料制成的呈圆筒状的磁性元件4，位于呈圆筒状的导滑套筒31内，导滑
套筒31的内周面与磁性元件4的外周面贴合，导滑套筒31的外周面与线圈3的内周面贴
合，该磁性元件4在线圈3通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈3滑移。 铁芯5，连接柱塞6和磁性元件4，铁芯5上部通过衔接件10与柱塞6下端连接，
铁芯5下部与磁性元件4直接固定。 弹性件，该弹性件为弹簧8a，弹簧8a位于流道上方的安装孔14内并支撑在柱塞6的上端面，该弹簧8a作用于柱塞6，该弹簧8a对柱塞6产生的阻尼力相抗于线圈3对磁性元件4产生的电磁力。 由于电磁感应原理，当线圈3通电后产生的电磁力大于弹簧8a的弹力时，电磁力推动磁性元件4及铁芯5向上滑动，进而带动柱塞6向上滑动，在柱塞6上移时，位于流道上方的安装孔14内气体从平衡孔141排出，同时，环形凹槽61上缘相对流道13上移，柱塞6下半部杆径开始逐步遮住流道13的截面，使进口 11流过来的流体(如制冷剂)经流道13的流量减少，随着弹簧8a被压縮，对柱塞6产生的阻尼力逐渐增大，当作用在柱塞6上的电磁力与弹簧8a的弹力达到平衡时，柱塞6保持在某个位置上，达到调节流体(如制冷剂)通过的流量的目的。 如果环形凹槽61下部的柱塞外周壁完全遮蔽住流道13时，进口 11流过来的制冷剂不能通过流道从出口 12流出。 当作用于磁性元件4的电磁力小于弹簧8a的弹力时，柱塞6在弹簧8a弹力作用下开始下滑，位于阀座的凹腔21内气体从排气孔22排出，同时，环形凹槽61上缘相对流道13下移，柱塞6下半部杆径开始逐步离开流道13的截面，使进口 ll流过来的流体(如制冷剂)经流道13的流量逐渐增大，弹簧8a逐渐恢复原状，对柱塞6产生的阻尼力逐渐减小，当作用在柱塞6上的电磁力与弹簧8a的弹力达到平衡时，柱塞6保持在某个位置上，达到反向调节流体(如制冷剂)通过的流量的目的。 如果环形凹槽61下部的柱塞外周壁完全离开住流道13，环形凹槽61正好全部位于流道13内时，进口 ll流过来的制冷剂以最大的流量通过流道，从出口 12流出。[0046] 如图6、7所示，为本实用新型的第二个实施例。 该实施例和第一个实施例的不同点在于，安装孔14内紧嵌有一衬管9，该衬管9周壁上开有与流道13连通的通孔91，通孔91位于流道13内，且流道13的截面完全贯穿该通孔91，柱塞6位于衬管9内；柱塞6的上部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封，柱塞6的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。 衬管可以采用耐磨性好的材料如耐磨性钢材制成，这样柱塞不会和安装孔的内壁直接摩擦，而是与衬管内壁直接摩擦，而衬管又不易被磨损，因此能大大提高该节流阀的使用寿命。 如图8、9所示，为本实用新型的第三个实施例。 该实施例和第一个实施例的不同点在于，弹性件虽然也为弹簧8a，该弹簧8a位于流道下方的安装孔14内并支撑在柱塞6的下端面。[0051] 这时线圈通电的方向应该与第一个实施例相反，即使线圈对磁性元件产生的电磁
力与第一个实施例相反，磁性元件受到的电磁力朝下。 如图10、11所示，为本实用新型的第四个实施例。 该实施例和第三个实施例的不同点在于，安装孔14内紧嵌有一衬管9，该衬管9周壁上开有与流道13连通的通孔91，通孔91位于流道13内，且流道13的截面完全贯穿该通孔91，柱塞6位于衬管9内；柱塞6的上部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封，柱塞6的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。[0054] 如图12、13所示，为本实用新型的第五个实施例。 本实施例和第三个实施例的不同点在于其弹性件为碟簧8b，该碟簧8b有二片，阀座的凹腔21内设有上支撑套筒16和下支撑套筒17，线圈3限位于上支撑套筒16和下支撑套筒17之间，两片碟簧8b分别位于线圈3上下方，其中一片碟簧8b的周边被压制在上支撑套筒16和线圈3上端面之间，碟簧8b的中心与位于磁性元件4上部的铁芯5固定，另一片碟簧8b的周边被压制在下支撑套筒17和线圈3下端面之间，碟簧8b的中心与位于磁性元件4下部的铁芯5固定。 当磁性元件4带动柱塞6滑移时，碟簧8b就会变形对柱塞6起阻尼作用。[0057] 如图14、15所示，为本实用新型的第六个实施例。 该实施例和第五个实施例的不同点在于，安装孔14内紧嵌有一衬管9，该衬管9周壁上开有与流道13连通的通孔91，通孔91位于流道13内，且流道13的截面完全贯穿该通孔91，柱塞6位于衬管9内；柱塞6的上部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封，柱塞6的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。
权利要求一种节流阀，包括有阀体(1)，阀体的壁上开有进口(11)和出口(12)，阀体(1)内具有连通所述进口和出口的流道(13)，阀体(1)上内还具有贯穿所述流道(13)的安装孔(14)；柱塞(6)，活动插设在安装孔(14)内并能相对阀体(1)滑移，柱塞(6)外周壁与安装孔(14)内壁之间液密封配合，柱塞(6)的外端伸出阀体(1)外，柱塞(6)的内端穿过所述流道(13)，柱塞(6)的滑移能改变流道(13)的流动截面以调节流体通过流道(13)的流量；柱塞驱动结构，设于阀体(1)外部与外露出阀体(1)的柱塞(6)连接；其特征在于所述柱塞驱动结构直接驱动柱塞轴向滑移，该柱塞驱动结构包括阀座(2)，固定在阀体(2)上，阀座内具有凹腔(21)，所述柱塞伸出阀体(1)后进入该凹腔(21)内；线圈(3)，安装在阀座的凹腔(21)内；磁性元件(4)，位于线圈(3)内，该磁性元件(4)在线圈(3)通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈(3)滑移；铁芯(5)，连接所述柱塞(6)和磁性元件(4)；弹性件，作用于所述柱塞(6)，该弹性件对柱塞(6)产生的阻尼力相抗于线圈(3)对磁性元件(4)产生的电磁力。
2. 根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于所述柱塞(6)的上部位于在流道(13) 上方的安装孔(14)内并与安装孔(14)内壁之间液密封配合，在流道上方的安装孔(14)上 顶壁上开有平衡孔(141);所述柱塞(6)的下部位于在流道(23)下方的安装孔(14)内并与 安装孔(14)内壁之间液密封配合；所述柱塞(6a)的外端进入所述凹腔(21)内，凹腔(21) 底面设有排气孔(22);所述柱塞(6)的中部具有环形凹槽(61)，该环形凹槽(61)与流道 (13)相配，环形凹槽(61)与流道(13)截面重合面积的多少决定流道(13)的流动截面。
3. 根据权利要求2所述的节流阀，其特征在于所述的柱塞(6)的上部外周壁与安装 孔(14)内周壁之间设有密封圈(15)密封，柱塞(6)的下部外周壁与安装孔(14)内周壁之 间设有密封圈(15)密封。
4. 根据权利要求l所述的节流阀，其特征在于所述的安装孔(14)内紧嵌有一衬管 (9)，该衬管(9)周壁上开有与所述的流道(13)连通的通孔(91)，所述的通孔(91)位于流 道(13)内，且流道(13)的截面完全贯穿该通孔(91)，所述的柱塞(6)位于衬管(9)内。
5. 根据权利要求4所述的节流阀，其特征在于所述的柱塞(6)的上部外周壁与衬管 (9)内周壁之间设有密封圈(15)密封，柱塞(6)的下部外周壁与衬管(9)内周壁之间设有 密封圈(15)密封。
6. 根据权利要求1所述的节流阀，其特征在于所述的铁芯(5)上部通过衔接件(10) 与柱塞(6)下端连接，铁芯(5)下部与磁性元件(4)直接固定。
7. 根据权利要求l所述的节流阀，其特征在于所述的线圈(3)内嵌设有一导滑套筒 (31)，所述的磁性元件(4)位于该套筒(31)内。
8. 根据权利要求1 7中任一权利要求所述的节流阀，其特征在于所述的弹性件为 弹簧(8a)，该弹簧(8a)位于流道上方的安装孔(14)内并支撑在柱塞(6)的上端面。
9. 根据权利要求1 7中任一权利要求所述的节流阀，其特征在于所述的弹性件为 弹簧(8a)，该弹簧(8a)位于流道下方的安装孔(14)内并支撑在柱塞(6)的下端面。
10.根据权利要求1 7中任一权利要求所述的节流阀，其特征在于所述的弹性件为碟簧(8b)，该碟簧(8b)有二片，所述阀座的凹腔(21)内设有上支撑套筒(16)和下支撑套筒(17)，所述的线圈(3)限位于上支撑套筒(16)和下支撑套筒(17)之间，所述两片碟簧(8b)分别位于线圈(3)上下方，其中一片碟簧(8b)的周边被压制在上支撑套筒(16)和线圈(3)上端面之间，碟簧(8b)的中心与铁芯(5)固定，另一片碟簧(8b)的周边被压制在下支撑套筒(17)和线圈(3)下端面之间，碟簧(8b)的中心与铁芯(5)固定。
专利摘要本实用新型涉及一种节流阀，包括阀体(1)，阀体内具有流道(13)和安装孔(14)；柱塞(6)，活动插设在安装孔内并能相对阀体滑移；柱塞驱动结构，设于阀体外部与柱塞连接；其特征在于该柱塞驱动结构包括阀座(2)，固定在阀体上，阀座内具有凹腔(21)，柱塞伸出阀体后进入该凹腔内，凹腔底面设有排气孔(22)；线圈(3)，安装在阀座的凹腔内；磁性元件(4)，位于线圈内，该磁性元件在线圈通电后产生电磁力的作用下被驱动而相对线圈滑移；铁芯(5)，连接所述柱塞和磁性元件；弹性件，作用于柱塞，该弹性件对柱塞产生的阻尼力相抗于线圈对磁性元件产生的电磁力。该柱塞驱动方式无需步进电机、齿轮副及螺纹副结构，故结构简单、成本低、重量轻。
文档编号F16K3/24GK201517624SQ200920267920
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者金仁召 申请人:金仁召