一种电子膨胀阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子膨胀阀，属于制冷设备流量控制【技术领域】，解决了现有电子膨胀阀开阀力矩小的技术问题，本实用新型的电子膨胀阀包括阀体、磁转子组件和阀芯组件，所述阀芯组件包括可轴向往复移动的阀芯，所述磁转子组件包括磁转子和芯轴，所述芯轴与阀芯之间设有螺杆，还包括多级齿轮减速装置，所述多级齿轮减速装置包括齿轮架、设于齿轮架中心且连接所述芯轴的第一齿轮、与所述螺杆螺纹配合连接的第二齿轮以及啮合于第一齿轮与第二齿轮之间的过渡齿轮，所述螺杆下端与阀芯相抵持，所述第二齿轮的旋转运动驱动螺杆轴向往复移动。本实用新型实施例应用于电子膨胀阀，通常是减速式的电子膨胀阀。
【专利说明】一种电子膨胀阀
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及电子膨胀阀，属于制冷设备流量控制【技术领域】。
【【背景技术】】
[0002]直动式电子膨胀阀是利用定子线圈驱动，使电子膨胀阀内部的磁性转子产生旋转运动，带动与之连接的螺杆转动，螺杆与螺母座构成螺纹副，螺杆转动时伴随上下位移，从而带动阀针上下运动并改变阀体阀口流通面积，以此来调节通过电子膨胀阀的流体的流量大小。现有技术中普通的直动式电子膨胀阀，一般只适用于制冷量小的变频空调，相对制冷量较大的空调系统，如中央空调等，因制冷量增加，要求阀口直径增大，需要有更大的开阀力矩。现有普通的直动式电子膨胀阀的磁性转子通过螺纹副作用后由阀针直接输出力矩，存在开阀力矩小、控制脉冲数少、流量调节精度差等缺点，无法满足大制冷量空调系统的流量控制要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的问题就是提供一种电子膨胀阀，有效提高开阀力矩，增加控制脉冲数。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种电子膨胀阀，包括阀体、磁转子组件和阀芯组件，所述阀芯组件包括可轴向往复移动的阀芯，所述磁转子组件包括磁转子和芯轴，所述芯轴与阀芯之间设有螺杆，还包括多级齿轮减速装置，所述多级齿轮减速装置包括齿轮架、设于齿轮架中心且连接所述芯轴的第一齿轮、与所述螺杆螺纹配合连接的第二齿轮以及啮合于第一齿轮与第二齿轮之间的过渡齿轮，所述螺杆下端与阀芯相抵持，所述第二齿轮的旋转运动驱动螺杆轴向往复移动。
[0006]进一步的，所述多级齿轮减速装置为行星轮减速装置，所述过渡齿轮为一个行星轮。
[0007]进一步的,所述多级齿轮减速装置为三级齿轮减速装置,所述过渡齿轮包括一级过渡齿轮和二级过渡齿轮，所述一级过渡齿轮啮合于第一齿轮与二级过渡齿轮之间，二级过渡齿轮啮合于第二齿轮与一级过渡齿轮之间。
[0008]进一步的，所述齿轮架包括上盖和下盖，所述下盖具有底壁和台阶状的侧壁，所述第一齿轮和过渡齿轮位于上盖和下盖形成的空间内，所述第二齿轮设于下盖的底部外侧，所述下盖的侧壁上设有避让孔，所述过渡齿轮具有大齿轮和小齿轮，所述小齿轮透过避让孔与第二齿轮啮合。
[0009]进一步的，所述上盖边缘设有卡扣，所述下盖的侧壁上设有卡槽，所述上盖和下盖扣合连接。
[0010]进一步的，所述上盖边缘设有定位片，所述定位片上设有定位卡口，所述下盖的侧壁上设有定位凸筋，所述定位凸筋插入定位卡口中。
[0011]进一步的，所述上盖中心设有向上突出的凸台，凸台中心设有芯轴孔，所述芯轴下端设有第一台阶轴和第二台阶轴，所述第一台阶轴穿过芯轴孔并与所述第一齿轮固定连接，所述第二台阶轴与凸台相抵持，且第二台阶轴可在芯轴孔中自由旋转。
[0012]进一步的，所述第二齿轮包括底壁、沿底壁周侧设置的内齿圈和设于底壁中心的螺纹孔，所述内齿圈与所述过渡齿轮的小齿轮啮合，所述螺杆包括限位部、螺纹部和抵持部，所述下盖中心设有限位孔，所述限位部插入限位孔中限制螺杆旋转，所述螺纹部与螺纹孔配合，所述抵持部与阀芯相抵持。
[0013]进一步的，所述阀芯组件还包括与阀体固定连接的阀芯座，所述阀芯座包括第一容置腔和第二容置腔，所述多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔内，所述阀芯安装在第二容置腔内，所述第二容置腔内设有配合螺杆控制阀芯运动的弹性元件。
[0014]进一步的，所述电子膨胀阀还包括安装在磁转子组件上的线圈组件，所述阀芯座上设有延伸至阀体外部且用于固定线圈组件的定位片。
[0015]本实用新型的有益效果:
[0016]本实用新型的电子膨胀阀内设置了多级齿轮减速装置，磁转子组件转矩从第一齿轮输入，通过过渡齿轮减速后，由第二齿轮输出，第二齿轮与螺杆螺纹配合连接，可以将第二齿轮的旋转运动转化成螺杆的轴向往复运动，从而实现阀芯组件的开关阀调节。本实用新型通过多级齿轮减速装置的减速作用，大大增加了输出力矩，增加控制脉冲数，可以满足大制冷量空调系统的流量控制要求。
[0017]所述齿轮架的上盖和下盖采用卡扣式连接，方便零件组装，且下盖具有底壁和台阶状的侧壁，第一齿轮和过渡齿轮位于上盖和下盖形成的空间内，第二齿轮设于下盖的底部外侧，整个多级齿轮减速装置的结构相比现有技术而言更加紧凑，其中第一齿轮作为太阳轮设置在齿轮架中心，只绕第一齿轮轴心旋转，而过渡齿轮也只绕过渡齿轮轴心自转，不会围绕第一齿轮公转，故而由第二齿轮输出力矩。通过上述设计，可以使多级齿轮减速装置的结构更加简单，零件布局更加紧凑，从而在增加多级齿轮减速装置的情况，有效控制电子膨胀阀的体积。
[0018]本实用新型阀芯组件的阀芯座具有第一容置腔和第二容置腔，多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔内，阀芯安装在第二容置腔内，在组装时，先将阀芯座与阀体焊接，再将多级齿轮减速装置和阀芯装到阀芯座内，大大降低了减速式电子膨胀阀的装配难度，提高装配效率；另外，将多级齿轮减速装置和阀芯装配到一个阀芯座内，可以使阀内零件布局更加紧凑。
[0019]由于多级齿轮减速装置和阀芯装配在一个阀芯座内，而多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔内，阀芯安装在第二容置腔内，第二容置腔起到引导阀芯运动的作用，采用这种装配方式，可以提高多级齿轮减速装置与阀芯的同轴度，减小齿轮和阀芯因同轴度偏差造成的磨损，提高零件使用寿命，同时也零件的运转更加顺畅，有利于提高流量控制效果O
[0020]在现有技术中，为了固定电子膨胀阀的线圈组件，通常需要在阀体上安装定位片，通过线圈组件上的卡扣与阀体的定位片连接实现线圈组件的定位。本实用新型将定位片设置在阀芯座上，免去了单独安装定位片的工序，提高装配效率。
[0021]本实用新型的这些特点和优点将会在下面的【具体实施方式】、附图中详细的揭露。【【专利附图】
【附图说明】】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明:
[0023]图1为本实用新型优选实施例中电子膨胀阀的整体结构示意图；
[0024]图2为图1中A处局部放大图；
[0025]图3为本实用新型优选实施例中齿轮架上盖的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型优选实施例中齿轮架下盖的结构示意图；
[0027]图5为本实用新型优选实施例中齿轮架下盖与上盖的连接示意图；
[0028]图6为本实用新型优选实施例中过渡齿轮的结构示意图；
[0029]图7为本实用新型优选实施例中第二齿轮的结构示意图；
[0030]图8为本实用新型优选实施例中芯轴的结构示意图；
[0031]图9为本实用新型优选实施例中螺杆的结构示意图；
[0032]图10为本实用新型优选实施例中阀芯座的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0033]下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0034]参照图1、2，本实用新型优选实施例的电子膨胀阀，包括阀体2、磁转子组件3、阀芯组件4、螺杆6以及线圈组件1，其中阀芯组件4包括阀芯座43、阀芯41和弹性元件42。磁转子组件3包括套管31、磁转子33和芯轴32，线圈组件I套在套管31上。本实施例还在电子膨胀阀内设置了多级齿轮减速装置。工作时，线圈组件I通电，通过电磁感应作用使得磁转子33带动芯轴32旋转，芯轴32向多级齿轮减速装置输入转矩，多级齿轮减速装置向螺杆6输出转矩，当螺杆6轴向向下运动时，作用于阀芯41并压缩弹性元件42，实现关阀；当螺杆6轴向向上运动时，阀芯41在弹性元件42作用下，沿阀芯座43向上运行，实现开阀，由此，通过螺杆6的轴向往复运动实现了阀芯组件4的开关阀调节。
[0035]本实施例的多级齿轮减速装置为行星轮减速装置，包括齿轮架、设于齿轮架中心且连接芯轴32的第一齿轮50、与螺杆6螺纹配合连接的第二齿轮54以及啮合于第一齿轮50与第二齿轮54之间的过渡齿轮53，过渡齿轮53是一个行星轮。参照图2_5，本实施例的齿轮架包括上盖51和下盖52，其中上盖51的中心设有向上突出的凸台511，凸台511中心设有芯轴孔512，结合图8，前述的芯轴32下端设有第一台阶轴321和第二台阶轴322，第一台阶轴321穿过芯轴孔512并与第一齿轮50固定连接，第二台阶轴322与凸台511相抵持，且第二台阶轴322可在芯轴孔512中自由旋转，芯轴32可以带动第一齿轮50，但芯轴32与上盖51之间不会产生干涉。
[0036]参照图2-7，前述的过渡齿轮53具有大齿轮531和小齿轮532，大齿轮531的齿数要大于小齿轮532的齿数，大齿轮531与小齿轮532的减速比根据实际的设计要求而定。为了使多级齿轮减速装置结构更加紧凑，本实施例的下盖52具有底壁522和台阶状的侧壁521，第一齿轮50和过渡齿轮53位于上盖51和下盖52形成的空间内，第二齿轮54设于下盖52的底部外侧，上盖51上设有上轴孔513，下盖52的底壁522设有下轴孔5222 ;过渡齿轮53中心穿装有销轴533，销轴533上端插入上轴孔513，销轴533下端插入下轴孔5222。工作时，过渡齿轮53只以销轴533为中心旋转，不会围绕第一齿轮50公转。在下盖52的侧壁521上设有避让孔5212，该避让孔5212与过渡齿轮53的小齿轮532位置对应，小齿轮532透过避让孔5212与第二齿轮54啮合。上述布局可以使多级齿轮减速装置的结构更加简单，零件布局更加紧凑，从而在增加多级齿轮减速装置的情况，有效控制电子膨胀阀的体积。
[0037]参照图3-5，为方便组装，本实施例采用卡扣结构连接上盖51和下盖52，具体的:上盖51边缘间隔布置若干个卡扣514，每个卡扣514具有径向突出的卡勾5141，在下盖52的侧壁上设有与卡扣514对应的卡槽5210，利用卡扣514的弹性变形使卡勾5141嵌入卡槽5210，使得上盖51固定在下盖52中。为了提高固定效果，本实施例在上盖51边缘还设有若干定位片515，定位片515上设有定位卡口 5151，下盖52的侧壁5212上设有定位凸筋5211,装配时,定位卡口 5151沿着定位凸筋5211插入,定位凸筋5211嵌入定位卡口 5151中，在上盖和下盖组装时起到导向作用，引导上盖沿着定位凸筋装入，使卡扣与卡槽扣合的同时，前述的销轴也刚好能跟上轴孔和下轴孔配合；安装后，起到限制上盖51相对下盖52周向转动的作用。
[0038]参照图2、7，本实施例的第二齿轮54包括底壁、沿底壁周侧设置的内齿圈541和设于底壁中心的螺纹孔542，其中内齿圈541围绕在前述齿轮架下盖52的底部外侧，并且与过渡齿轮53的小齿轮532啮合，螺纹孔542用于安装前述的螺杆6。第二齿轮54作为多级齿轮减速装置的转矩输出部件，可以相对齿轮架旋转。参照图2、9，本实施例的螺杆6自上而下依次为限位部61、螺纹部62和抵持部63，在前述下盖52的中心设有限位孔5221，限位部61插入到限位孔5221中限制螺杆6旋转，实际设计时，限位孔5221设计成D形、方形等异形，限位部61与之相匹配，由于下盖52相对是固定的，二者配合可以限制螺杆6的旋转，但不干涉螺杆6的轴向运动，又因第二齿轮54在轴向方向上被限位，第二齿轮54通过与螺纹部62的螺纹配合能带动螺杆6产生轴向位移。螺杆6下端的抵持部63具有限位台阶631和球头632，该限位台阶631与螺纹孔542下端面相抵时，可以限制螺杆6的向上位移；抵持部63的球头632抵在阀芯41上端面上，相应的，本实施例在阀芯41上端嵌装了阀芯轴头411，抵持部63的球头632抵在阀芯轴头411上。
[0039]在第二齿轮54的底壁上设有环形凸筋543，环形凸筋543围绕中心的螺纹孔542布置。工作过程中，环形凸筋543与下盖52的底壁522贴合，从而可以避免下盖52的底壁直接接触第二齿轮54的底壁，减少摩擦。
[0040]参照图2、10，本实施例的阀芯座43固定在阀体2上端，具有上部的第一容置腔431和下部的第二容置腔432，二者之间由台阶部433过渡，前述的多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔431内，具体的，齿轮架的下盖侧壁521与阀芯座43上端侧壁固定连接，一般采用焊接方式连接。前述的阀芯41安装在第二容置腔432内，实际应用时，第二容置腔432可包括弹簧安装腔4321和导向腔4322，前述的弹性元件42，可以采用压缩弹簧，套在阀芯41上并限位在弹簧安装腔4321内，导向腔4322的侧壁贴近阀芯41侧壁，引导阀芯41轴向运动。阀芯座43的台阶部433固定在阀体2上端的环状台阶槽21处，阀芯座43上端与前述磁转子组件3的套管31固定连接。
[0041]本实施例还在台阶部433上设计了平衡孔4331，能使流体在阀芯座43与阀体2之间快速流通，达到压力平衡的目的。
[0042]采用本实施例的阀芯座43，多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔431内，阀芯41安装在第二容置腔432内，在组装时，先将阀芯座43与阀体2焊接，再将多级齿轮减速装置和阀芯41装到阀芯座43内，大大降低了减速式电子膨胀阀的装配难度，提高装配效率；另外，将多级齿轮减速装置和阀芯41装配到一个阀芯座43内，可以使阀内零件布局更加紧凑。
[0043]另外，由于多级齿轮减速装置和阀芯41装配在一个阀芯座43内，多级齿轮减速装置的下盖52与阀芯座43上端侧壁固定连接，阀芯41安装在第二容置腔432内，其导向腔4322起到引导阀芯41运动的作用，采用这种装配方式，可以提高多级齿轮减速装置与阀芯41的同轴度，减小齿轮532和阀芯41因同轴度偏差造成的磨损，提高零件使用寿命，同时也零件的运转更加顺畅，有利于提高流量控制效果。
[0044]参照图1、10，本实施例的阀芯座43上还设有延伸至阀体2外部的定位片434，在定位片434上设有定位凸起4341，线圈组件I上设有卡扣，卡扣一端与线圈固定，另一端扣合到定位凸起4341上，将线圈组件I固定。本实施例将定位片设置在阀芯座43上，免去了单独安装定位片的工序，提高装配效率。
[0045]本实施例齿轮架的下盖52和阀芯座43优选冲压件，齿轮架的上盖51和第二齿轮54优选注塑件，可有效简化结构，提高装配效率，降低试制成本
[0046]通过上述实施例方案，本实施例的电子膨胀阀设置多级齿轮减速装置，可有效提高开阀力矩，增加控制脉冲数，具有调节平稳、噪音小、流量细分等特点。
[0047]在其他实施例的中，上述的过渡齿轮可以是多级减速结构，即力矩由第一齿轮输入后，通过过渡齿轮的多级减速后，再由第二齿轮输出，例如多级齿轮减速装置为三级齿轮减速装置，过渡齿轮包括一级过渡齿轮和二级过渡齿轮，一级过渡齿轮啮合于第一齿轮与二级过渡齿轮之间，二级过渡齿轮啮合于第二齿轮与一级过渡齿轮之间。
[0048]本实用新型实施例应用于电子膨胀阀，通常是减速式电子膨胀阀。
[0049]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面【具体实施方式】中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
【权利要求】
1.一种电子膨胀阀，包括阀体、磁转子组件和阀芯组件，所述阀芯组件包括可轴向往复移动的阀芯，所述磁转子组件包括磁转子和芯轴，所述芯轴与阀芯之间设有螺杆，其特征在于:还包括多级齿轮减速装置，所述多级齿轮减速装置包括齿轮架、设于齿轮架中心且连接所述芯轴的第一齿轮、与所述螺杆螺纹配合连接的第二齿轮以及啮合于第一齿轮与第二齿轮之间的过渡齿轮，所述螺杆下端与阀芯相抵持，所述第二齿轮的旋转运动驱动螺杆轴向往复移动。
2.如权利要求1所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述多级齿轮减速装置为行星轮减速装置，所述过渡齿轮为一个行星轮。
3.如权利要求1所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述多级齿轮减速装置为三级齿轮减速装置，所述过渡齿轮包括一级过渡齿轮和二级过渡齿轮，所述一级过渡齿轮啮合于第一齿轮与二级过渡齿轮之间，二级过渡齿轮啮合于第二齿轮与一级过渡齿轮之间。
4.如权利要求1所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述齿轮架包括上盖和下盖，所述下盖具有底壁和台阶状的侧壁，所述第一齿轮和过渡齿轮位于上盖和下盖形成的空间内，所述第二齿轮设于下盖的底部外侧，所述下盖的侧壁上设有避让孔，所述过渡齿轮具有大齿轮和小齿轮，所述小齿轮透过避让孔与第二齿轮啮合。
5.如权利要求4所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述上盖边缘设有卡扣，所述下盖的侧壁上设有卡槽，所述上盖和下盖扣合连接。
6.如权利要求4所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述上盖边缘设有定位片，所述定位片上设有定位卡口，所述下盖的侧壁上设有定位凸筋，所述定位凸筋插入定位卡口中。
7.如权利要求4所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述上盖中心设有向上突出的凸台，凸台中心设有芯轴孔，所述芯轴下端设有第一台阶轴和第二台阶轴，所述第一台阶轴穿过芯轴孔并与所述第一齿轮固定连接，所述第二台阶轴与凸台相抵持，且第二台阶轴可在芯轴孔中自由旋转。
8.如权利要求4至7任一项所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述第二齿轮包括底壁、沿底壁周侧设置的内齿圈和设于底壁中心的螺纹孔，所述内齿圈与所述过渡齿轮的小齿轮啮合，所述螺杆包括限位部、螺纹部和抵持部，所述下盖中心设有限位孔，所述限位部插入限位孔中限制螺杆旋转，所述螺纹部与螺纹孔配合，所述抵持部与阀芯相抵持。
9.如权利要求1至7任一项所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述阀芯组件还包括与阀体固定连接的阀芯座，所述阀芯座包括第一容置腔和第二容置腔，所述多级齿轮减速装置固定安装在第一容置腔内，所述阀芯安装在第二容置腔内，所述第二容置腔内设有配合螺杆控制阀芯运动的弹性元件。
10.如权利要求9所述的一种电子膨胀阀，其特征在于:所述电子膨胀阀还包括安装在磁转子组件上的线圈组件，所述阀芯座上设有延伸至阀体外部且用于固定线圈组件的定位片。
【文档编号】F16K31/53GK203979607SQ201420357234
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】詹少军, 胡煜刚, 王冠军 申请人:浙江盾安禾田金属有限公司