电子膨胀阀的制作方法
专利名称：电子膨胀阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子膨胀阀。
背景技术：
电子膨胀阀是制冷/制热系统中的重要部件，主要用于对制冷剂流体的流量进行调节。传统的电子膨胀阀一般包括驱动机构(步进电机)、执行机构(螺纹螺杆机构)、节流机构(阀针阀座)以及相关的辅助机构。然而，传统的电子膨胀阀在断电之后，由于螺纹螺杆机构失去驱动力，所以电子膨胀阀并不能自动关闭。因此，为了安全地截断流路，通常在电子膨胀阀的上游或下游串联一个独立的电磁开关阀(通常为常闭阀，其加电时打开，断电时关闭)。这样，当系统断电时， 电磁开关阀将自动关闭以截断流路。但是，采用如上的构造，一方面由于增加了一个独立的电磁开关阀而增加了系统的总体成本，另一方面为了串联该电磁开关阀，将在管路中增加两个钎焊点(即，电磁开关阀的入口和出口处)，这不但增加了系统的组装成本而且增加了系统泄漏的风险。另一种实现电子膨胀阀在断电后自动关闭的方法是为电子膨胀阀提供备用电源，例如在电子膨胀阀的控制板中增加用于存储电能的超级电容或安装备用电池，但这种方法也增加了电子膨胀阀的成本并且需要更复杂的控制器。因此，需要一种在断电后能够自动关闭的电子膨胀阀。
实用新型内容本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种在断电后能够自动关闭的电子膨胀阀。本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种使得制冷/制热系统的整体成本更低的电子膨胀阀。本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种使得制冷/制热系统的安全性更高的电子膨胀阀。为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型一个方面，提供了一种电子膨胀阀，其包括用于调节流过所述电子膨胀阀的流体流量的阀部件，所述阀部件包括阀体、设置在所述阀体中的阀座、能够打开和关闭所述阀座的阀针、带动所述阀针轴向运动的执行机构以及为所述执行机构提供动力的驱动机构，其中所述执行机构包括能够沿轴向运动的主轴。所述电子膨胀阀进一步包括用于保持所述主轴的电磁保持机构，所述电磁保持机构构造成当所述电磁保持机构加电时将所述主轴保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，所述阀针能够调节所述阀座的开度，当所述电磁保持机构断电时将所述主轴释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，所述阀针关闭所述阀座。 优选地，所述电磁保持机构包括电磁线圈、相对于线圈固定的定铁和能够相对于所述定铁运动的动铁。[0012]优选地，所述动铁与所述主轴的第一端以可转动但是不能轴向移动的方式连接。优选地，在所述动铁与所述主轴的第一端之间设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述主轴的第一端配合，所述滚动轴承的外圈与所述动铁配合。优选地，在所述主轴的第一端上设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位移，在所述动铁的与所述主轴配合的端部设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。优选地，在所述主轴的第一端上设置有挡圈以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位移，在所述动铁的内腔中设置有挡圈以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。优选地，在所述主轴的第一端上设置有挡圈以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位 移，在所述动铁的与所述主轴配合的端部设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。可替代地，所述动铁与所述主轴的第一端固定连接。优选地，在所述主轴的临近其第一端的部分上设置有能够与所述电子膨胀阀的固定部件抵靠以限制所述主轴的轴向位移的止推轴承。优选地，所述止推轴承是单向止推滚珠轴承。优选地，所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致重合。优选地，所述电磁保持机构设置在所述阀部件的上侧。可替代地，所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致垂直。优选地，所述主轴的第一端设置有环形的挡块或凹槽，所述动铁的一端设置有能够配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中的配合部件，当所述电磁保持机构加电时，所述配合部件伸出以配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中从而将所述主轴保持在所述第一轴向位置，当所述电磁保持机构断电时，所述配合部件缩回从而将所述主轴释放到所述第二轴向位置。优选地，所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离大于或等于所述阀针调节所述阀座的开度时的最大行程。优选地，所述执行机构还包括相对于所述阀体固定的支承座，所述支承座中形成有通孔；以及能够在所述通孔中滑动但不能转动的螺母套筒，所述主轴的第二端经由所述螺母套筒与所述阀针操作连接。优选地，所述通孔具有非圆形的内周表面，所述螺母套筒具有与所述通孔的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的外周表面。优选地，所述通孔具有多边形的内周表面，所述螺母套筒具有与所述通孔的多边形的内周表面相匹配的多边形的外周表面。优选地，所述通孔具有圆形的内周表面，在所述内周表面上形成有键槽或键，所述螺母套筒具有圆形的外周表面，在所述外周表面上形成有与所述键槽或键匹配的键或键槽。优选地，所述螺母套筒包括具有内螺纹的第一段和没有螺纹的第二段，所述主轴的第二端形成外螺纹，所述主轴的第二端经由所述内螺纹和所述外螺纹与所述螺母套筒的
第一段配合。优选地，所述阀针的一端配合在所述螺母套筒的第二段中。[0031]优选地，所述螺母套筒的第一段和第二段之间设置有台阶部，在所述台阶部和所述阀针之间设置有压缩弹簧，所述阀针能够在所述螺母套筒的第二段中滑动。优选地，在所述螺母套筒的第二段的端部设置有用于保持所述阀针的固定环。优选地，在所述螺母套筒的与所述阀针配合的一端的外侧形成有台阶部，在所述台阶部和所述支承座之间设置有压缩弹簧。优选地，所述阀针的与所述阀座配合的端部设置有能够抵靠所述阀座的端面的密封块。 优选地，驱动机构包括定子和能够在所述定子中转动的转子，所述主轴与所述转子配合以一体旋转。优选地，所述主轴与所述转子固定连接。优选地，所述主轴以可滑动地方式配合在所述转子中。根据本实用新型的一种或几种实施方式的电子膨胀阀的优点在于在根据本实用新型一种实施方式的电子膨胀阀中，设置有用于保持阀部件的主轴的电磁保持机构，并且电磁保持机构构造成当电磁保持机构加电时将王轴保持在弟一轴向位置，在第一轴向位置，阀针能够调节阀座的开度，当电磁保持机构断电时将主轴释放到第二轴向位置，在第二轴向位置，阀针关闭阀座。因此，当系统或电子膨胀阀突然断电时，虽然由螺纹螺杆机构构成的执行机构不能移动阀针来关闭阀座，但是由于作为执行机构一部分的主轴被电磁保持机构释放而例如在其自重下或在其他弹性构件的偏置力的作用下回落到能够使得阀针关闭阀座的位置，因此可以可靠地关闭电子膨胀阀。从而，本实用新型的技术方案能够实现在断电时自动关闭电子膨胀阀的功能。另外，由于电子膨胀阀本身具有在断电时关闭的功能，因此不需要在应用了该电子膨胀阀的系统中额外设置单独的电磁开关阀或其他阀部件，因此减小了系统的整体成本。此外，由于省略了额外的电磁开关阀，因此也减小了系统的管路中用于连接该电磁开关阀的连接点(钎焊点)，从而一方面减小了系统泄漏的风险，另一方面降低了系统的装配工序并且节省了人力成本。此外，在本实用新型的电子膨胀阀中，由于采用了电磁保持机构，因此当断电时，与电磁保持机构的动铁相连的主轴可以可靠地运动到使得阀针关闭阀座的位置，大大提高了电子膨胀阀和系统的安全性。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁与主轴的第一端以可转动但是不能轴向移动的方式连接。例如，可以在动铁与主轴的第一端之间设置滚动轴承。这样，当主轴在驱动机构(电机)的驱动下旋转时，电磁保持机构的动铁不会相对于定铁转动，因此可以最小化动铁与定铁之间的间隙，实现良好的吸合。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁与主轴的第一端的可转动连接可以通过如下任一种方式实现1)在主轴的第一端上设置螺母构件以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的与主轴配合的端部设置螺母构件以限制滚动轴承的外圈的轴向位移；2)在主轴的第一端上设置挡圈以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的内腔中设置挡圈以限制滚动轴承的外圈的轴向位移；以及3)在主轴的第一端上设置挡圈以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的的端部设置螺母构件以限制滚动轴承的外圈的轴向位移。采用这些方式，可以稳定地实现主轴与动铁的可转动但是不能轴向移动的连接，并且具有良好的装配性。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁可以与主轴的第一端固定连接，这进一步简化了电子膨胀阀的装配工艺。另外，在这种构造，还可以在主轴上设置止推轴承来可靠地限制主轴向上运动的位移。在本实用新型的进一步的实施方式中，电磁保持机构的纵向轴向可以与主轴的旋转轴线大致重合，例如电 磁保持机构可以设置在阀部件的上侧。采用这种结构可以实现较为紧凑的布局。在本实用新型的进一步的实施方式中，电磁保持机构的纵向轴向可以与主轴的旋转轴线大致垂直。例如，可以在主轴的第一端设置环形的挡块或凹槽，在动铁的一端设置能够配合在挡块之下或配合在凹槽中的配合部件，当电磁保持机构加电时，配合部件伸出以配合在挡块之下或配合在凹槽中从而将主轴保持在第一轴向位置，当电磁保持机构断电时，配合部件可以在例如弹簧等偏置部件的作用下缩回从而将主轴释放到第二轴向位置。在这种构造中，由于主轴以及与主轴相连的螺母套筒和阀针等部件的重力主要由配合部件承受，电磁线圈主要的作用是将配合部件保持在伸出的位置，所以可以采用较小的电磁线圈以进一步降低成本。此外，采用这种构造，可以使得电磁保持机构相对于阀部件的布置更加灵活。在本实用新型的进一步的实施方式中，主轴通过螺母套筒连接至阀针，螺母套筒可以在支承座中滑动但是不能相对于支承座转动，从而电机的旋转驱动力通过主轴和螺母套筒之间的螺纹副转变为螺母套筒的轴向运动。另外，由于主轴的轴向运动所产生的负荷主要由电磁保持机构承受，因此，与主轴连接的转子将仅承受旋转负荷而不会承受轴向负荷，这对电机的非常有利的。在本实用新型的进一步的实施方式中，主轴可以与电机的转子固定连接，也可以以可滑动地方式配合在转子中。特别是在后者的情况下，可以更好地保证转子不受轴向负荷的作用，并且可以省去转子随主轴轴向运动所需的空间。
通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中图I是根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀的剖视图；图2是图I所示电子膨胀阀的分解剖视图；图3是图I所示电子膨胀阀中的支承座的立体图；图4是图I所示电子膨胀阀中的螺母套筒的立体图；图5A、5B、5C和示出了电子膨胀阀的工作过程，图6是根据本实用新型第二实施方式的电子膨胀阀的剖视图；以及图7是根据本实用新型第三实施方式的电子膨胀阀的剖视图。
具体实施方式
下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。[0058]首先将参照图1-4描述根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀的构造。根据本实用新型的电子膨胀阀I可以包括用于对流过电子膨胀阀的流体的流量进行调节的阀部件10和用于保持和释放阀部件10中的执行机构的电磁保持机构60。具体地，阀部件10可以包括阀体12。阀体12上设置有与入流管14连接的入口12-1和与出流管16连接的出口 12-2。可以在阀体12的出口 12-2处设置阀座18。电子膨胀阀I还可以包括能够打开和关闭阀座18的阀针24、带动阀针24轴向运动的执行机构以及为执行机构提供动力的驱动机构。此外，可以在阀体12的阀腔中设置大致圆筒形的过滤网34以过滤流过该电子膨胀阀的流体中的杂质。此外，还可以在阀座18和阀体12之间设置密封垫圈32以实现二者之间的密封连接。在图示的示例中，驱动机构可以是包括定子40和转子42的电机。转子42可以在定子40中转动。可以在定子40和转子42之间设置套筒44以实现装配方便和容易密封的 目的。套筒44或定子40的下端固定在下文将描述的支承座20上，套筒44或定子40的上端设置有挡块46。执行机构可以包括与阀体12的上部开口 12-3配合在一起的支承座20、能够在支承座20中滑动但是不能转动的螺母套筒22、与螺母套筒22螺纹连接的主轴50。可以在支承座20和阀体12之间设置密封圈38以提供更好的密封效果。主轴50可以与转子42固定连接以一起转动。具体地，支承座20中形成有通孔20-1 ;螺母套筒22能够在该通孔20_1中滑动但不能转动。特别是，通孔20-1可以具有非圆形的或多边形内周表面，例如图3示出的大致八边形的构造。螺母套筒22可具有与该通孔20-1的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的或多边形的外周表面，例如图4示出的八边形的构造。支承座20和螺母套筒22的构造并不局限于此，而是可以为能够允许二者之间滑动但是不能相对转动的任何构造。例如，支承座20的通孔20-1可以具有圆形的内周表面，但是在其内周表面上形成有键槽或键。螺母套筒可以具有圆形的外周表面，但是在其外周表面上形成有与支承座上的键槽或键相匹配的键或键槽。本领域技术人员应该理解，能够实现上述功能的构造有很多，在此不再一一列举。螺母套筒22可以包括具有内螺纹的第一段22-1和没有螺纹的第二段22_2。主轴50的第二端(下端)50-2形成有外螺纹。主轴50的第二端50-2可以经由螺母套筒22与阀针24连接。具体地，主轴50的第二端50-2的外螺纹可以与螺母套筒22的内螺纹配合以形成螺纹螺杆机构，从而将转子42和主轴50的旋转运动转变为螺母套筒22的轴向运动。阀针24的一端可以配合在螺母套筒22的第二段22_2中，另一端可以与阀座18配合以打开和关闭阀座18。另外，阀针24与阀座18的距离可以调节电子膨胀阀的开度，以实现精确控制流量流体的功能。阀针24可以固定配合在螺母套筒22中。可替代地，阀针24可以滑动配合在螺母套筒22中并且在其一端通过弹簧施压以实现更好的密封。具体地，螺母套筒22的第一段22-1和第二段22-2之间设置有台阶部22_3，在台阶部22_3和阀针24之间设置有压缩弹簧28。另外，在螺母套筒22的第二段22-2的端部设置有用于保持阀针24的固定环36。通过上述布置，阀针24可以与螺母套筒22 —起轴向移动。另外，当螺母套筒22向下移动并且当阀针24与阀座18抵接时，压缩弹簧28将从阀针24的一端施加弹力以使阀针24和阀座18之间具有合适的抵靠力，这一方面保护了阀针和阀座不被损坏，另一方面提供了可靠的密封效果。为了提供更好的密封效果，可以在阀针24的与阀座18配合的端部设置能够抵靠阀座18的端面的密封块30。在螺母套筒22的与阀针24配合的一端的外侧形成有台阶部22_4(见图4)，在台阶部22-4和支承座20之间设置有压缩弹簧26。压缩弹簧26可以为螺母套筒22提供向下的弹簧力以在后面描述的电子膨胀阀断电的情况下辅助螺母套筒22、阀针24和主轴50运动到使得阀针24关闭阀座18的位置。本领域技术人员可以理解，由于螺母套筒22、阀针24和主轴50本身具有一定的自重来提供这种向下运动的力，因此压缩弹簧26是可以被省略的。电磁保持机构60可以设置在阀部件10的上侧，并且电磁保持机构60的轴向可以设置成与主轴50的旋转轴线大致重合。电磁保持机构60构成成用于保持阀部件10的执行机构中的主轴50。具体地，电磁保持机构60可以构造成当电磁保持机构60加电时将主轴50保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，阀针24能够调节阀座18的开度，当电磁保持机构60断电时将主轴50释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，阀针24关闭阀座18。根据本实用新型的一个实施方式，电磁保持机构60可以包括加电时产生磁力的电磁线圈61、相对于电磁线圈61固定的定铁62和能够相对于定铁62运动的动铁64。为了装配方便，可以在电磁线圈61中设置大致圆筒形的套筒72。定铁62的一端可以固定在套筒72中。动铁64可以在套筒72中滑动。另外，可以在电磁线圈61的外侧设置磁轭74。磁轭74 一方面可以增强电磁保持机构60的磁力，另一方面可以用作电子膨胀阀I的固定支架。在图I所示的实施例中动铁64与主轴50的第一端(上端)50-1以可转动但是不能轴向移动的方式连接。具体地，在动铁64与主轴50的第一端50-1之间设置有滚动轴承70。滚动轴承70的内圈与主轴50的第一端50-1配合，滚动轴承70的外圈与动铁64配合。更具体地，可以在主轴50的第一端50-1上设置螺母构件68以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，可以在动铁64的与主轴50配合的端部(下端)设置螺母构件66以限制滚动轴承70的外圈的轴向位移。这样，主轴50能够相对于动铁64转动(换言之，动铁64可以不转动，这有助于动铁64和定铁62之间的吸合)通过能够随动铁64 —起轴向运动。在挡块46中设置有用于穿过主轴50的通孔，并且在该通孔中可以设置滑动轴承48。主轴50的一部分由滑动轴承48支撑以更平稳的转动和轴向运动。下面将参考图5A、5B、5C和描述根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀I的工作过程。在这些特征，字母G表示定铁62和动铁64之间的间隙，字母V表示螺母套筒22下端距某一水平面的距离。图5A示出了电子膨胀阀I的各部件处于初始状态。在该状态下，G为最大值，V为最小值(例如为零)。从该状态开始，首先为定子40加电，同时保持电磁线圈61断电，因此主轴50在转子42的带动下开始旋转。由于主轴50的下端与螺母套筒22为螺纹配合并且螺母套筒22不能旋转，所以主轴50在旋转的过程中将向上轴向移动。同时，由于动铁64相对于主轴50不能轴向移动，所以动铁64也会向上运动直到动铁64抵靠定铁62为止。此时，电子膨胀阀的各部件将处于图5B所示的状态。在图5B所示的状态下(G为最小值例如零，V为最小值)，阀针24仍然关闭阀座
18。此时，给电磁线圈61加 电，因此电磁线圈61将产生磁力而将吸引动铁64。另外，定子40继续加电，并且主轴50将继续旋转。但是由于主轴50不能再向上运动，所以在主轴50和螺母套筒22的螺纹副的作用下，螺母套筒22将被向上拉动，从而带动阀针24向上运动以使电子膨胀阀I实现特定的开度。此时，电子膨胀阀的各部件将处于图5C所示的状态。在图5C所示的状态下(G为最小值例如零，V可以介于最小值和最大值之间)，可以通过对定子40进行特定的控制来实现阀针24行程的控制。在该状态下，电磁线圈61继续加电，但是定子40可以根据控制要求加电或断电、正转或反转。当电子膨胀阀I突然断电时，电子膨胀阀的各部件将处于图所示的状态(G为最大值，V为最小值)。在该状态下，由于电磁线圈61断电，所以定铁62不再吸引动铁64，所以动铁64、主轴50、螺母套筒22和阀针24将一起在重力的作用下以及在压缩弹簧26的弹簧力的作用下向下坠落使得阀针24关闭阀座18。此后，当电子膨胀阀I恢复供电进行正常操作之前，可以首先驱动转子42正向旋转或反向旋转一定的圈数使得主轴50和螺母套筒22达到图5A所述的初始位置，然后可以开始如图5A、5B和5C所示的正常操作。需要指出的是，图5B和5C所示的主轴50的位置(G为最小值)对应于权利要求中所述的第一轴向位置，而图5A和中所示的位置(G为最大值)对应于权利要求中所述的第二轴向位置。此外，第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离(相对于G)可以设定成大于或等于阀针24调节阀座18的开度时的最大行程(V为最大值)。下面参照图6描述根据本实用新型的第二实施方式。在第二实施方式中采用了与第一实施方式相同的附图标记来指代相同的部件，因此将省略对这些相同部件的描述。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于主轴50与动铁64之间的固定方式。具体地，在第二实施方式中，在主轴50的第一端50-1上设置有挡圈84以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，在动铁64的内腔82中设置有挡圈86以限制所述滚动轴承70的外圈的轴向位移。采用这种构造，可以进一步简化电子膨胀阀的构造并节省成本。此外，第一实施方式还可以与第二实施方式结合，例如，可以在主轴50的第一端50-1上设置挡圈84以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，可以在动铁64的与主轴50配合的端部设置螺母构件66以限制滚动轴承70的外圈的轴向位移。采用这种构造，可以在节省成本的同时提高电子膨胀阀的可装配性。下面参照图7描述根据本实用新型的第三实施方式。在第三实施方式中采用了与第一实施方式相同的附图标记来指代相同的部件，因此将省略对这些相同部件的描述。第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于主轴50与动铁64之间的固定方式。具体地，在第三实施方式中，动铁64与主轴50的第一端50-1固定连接。因此，可以进一步简化电子膨胀阀的构造并节省成本。另外，可以在主轴50的临近其第一端50-1的部分上设置有能够与电子膨胀阀I的固定部件例如挡块46抵靠以限制主轴50的轴向位移的止推轴承。优选地，止推轴承是单向止推滚珠轴承90。上面参照图1-7描述了本实用新型的多种实施方式，但是本领域技术人员应该理解本实用新型并不局限于图中示出的实施方式，而是可以有多种变型。例如，电磁保持机构60的纵向轴线可以与主轴50的旋转轴线大致垂直。在这种情况下，可以在主轴的第一端设置环形的挡块或凹槽，可以在动铁的一端设置能够配合在挡块之下或配合在凹槽中的配合部件。这样，当电磁保持机构加电时，配合部件随动铁运动而伸出以配合在挡块之下或配合在凹槽中从而将主轴保持在第一轴向位置，而当电磁保持机构断电时，配合部件可以在例如弹簧的作用下缩回从而将主轴释放到第二轴向位置。上述构造同样能够实现与上述实施方式相同的效果。此外，在上述实施方式中，主轴50与转子42是固定连接的。可替代地，主轴50可以以可滑动地方式配合在转子42中。这样，主轴50能够随转子42 —起运动但是不会向转子42施加轴向负荷。另一方面，也可以省去电机部件中为了实现转子随主轴一起轴向运动所需的轴向空间。尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式
，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
权利要求1.一种电子膨胀阀(1)，包括 用于调节流过所述电子膨胀阀(I)的流体流量的阀部件(10)，所述阀部件(10)包括阀体(12)、设置在所述阀体(12)中的阀座(18)、能够打开和关闭所述阀座(18)的阀针(24)、带动所述阀针(24)轴向运动的执行机构以及为所述执行机构提供动力的驱动机构，其中所述执行机构包括能够沿轴向运动的主轴(50)， 其特征在于所述电子膨胀阀(I)进一步包括 用于保持所述主轴的电磁保持机构(60)，所述电磁保持机构(60)构造成当所述电磁保持机构￠0)加电时将所述主轴(50)保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，所述阀针(24)能够调节所述阀座(18)的开度，当所述电磁保持机构(60)断电时将所述主轴(50)释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，所述阀针(24)关闭所述阀座(18)。
2.如权利要求I所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)包括电磁线圈(61)、相对于电磁线圈(61)固定的定铁(62)和能够相对于所述定铁(62)运动的动铁(64)。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)以可转动但是不能轴向移动的方式连接。
4.如权利要求3所述的电子膨胀阀，其中在所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)之间设置有滚动轴承(70)，所述滚动轴承(70)的内圈与所述主轴(50)的第一端(50-1)配合，所述滚动轴承(70)的外圈与所述动铁(64)配合。
5.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有螺母构件出8)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁￠4)的与所述主轴(50)配合的端部设置有螺母构件￠6)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
6.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有挡圈(84)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁(64)的内腔(82)中设置有挡圈(86)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
7.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有挡圈(84)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁￠4)的与所述主轴(50)配合的端部设置有螺母构件￠6)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
8.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)固定连接。
9.如权利要求8所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的临近其第一端(50-1)的部分上设置有能够与所述电子膨胀阀(I)的固定部件(46)抵靠以限制所述主轴(50)的轴向位移的止推轴承。
10.如权利要求9所述的电子膨胀阀，其中所述止推轴承是单向止推滚珠轴承(90)。
11.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)的纵向轴线与所述主轴(50)的旋转轴线大致重合。
12.如权利要求11所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)设置在所述阀部件的上侧。
13.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致垂直。
14.如权利要求13所述的电子膨胀阀，其中所述主轴的第一端设置有环形的挡块或凹槽，所述动铁的一端设置有能够配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中的配合部件，当所述电磁保持机构加电时，所述配合部件伸出以配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中从而将所述主轴保持在所述第一轴向位置，当所述电磁保持机构断电时，所述配合部件缩回从而将所述主轴释放到所述第二轴向位置。
15.如权利要求I所述的电子膨胀阀，其中所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离大于或等于所述阀针(24)调节所述阀座(18)的开度时的最大行程。
16.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中所述执行机构还包括相对于所述阀体(12)固定的支承座(20)，所述支承座(20)中形成有通孔；以及能够在所述通孔中滑动但不能转动的螺母套筒(22)，所述主轴(50)的第二端(50-2)经由所述螺母套筒(22)与所述阀针(24)连接。
17.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有非圆形的内周表面，所述螺母套筒(22)具有与所述通孔的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的外周表面。
18.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有多边形的内周表面，所述螺母套筒(22)具有与所述通孔的多边形的内周表面相匹配的多边形的外周表面。
19.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有圆形的内周表面，在所述内周表面上形成有键槽或键，所述螺母套筒具有圆形的外周表面，在所述外周表面上形成有与所述键槽或键匹配的键或键槽。
20.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述螺母套筒(22)包括具有内螺纹的第一段(22-1)和没有螺纹的第二段(22-2)，所述主轴(50)的第二端(50-2)形成外螺纹，所述主轴(50)的第二端(50-2)经由所述内螺纹和所述外螺纹与所述螺母套筒(22)的第一段(22-1)配合。
21.如权利要求20所述的电子膨胀阀，其中所述阀针(24)的一端配合在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)中。
22.如权利要求21所述的电子膨胀阀，其中所述螺母套筒(22)的第一段(22-1)和第二段(22-2)之间设置有台阶部(22-3)，在所述台阶部(22-3)和所述阀针(24)之间设置有压缩弹簧(28)，所述阀针(24)能够在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)中滑动。
23.如权利要求22所述的电子膨胀阀，其中在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)的端部设置有用于保持所述阀针(24)的固定环(36)。
24.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中在所述螺母套筒(22)的与所述阀针(24)配合的一端的外侧形成有台阶部(22-4)，在所述台阶部(22-4)和所述支承座(20)之间设置有压缩弹簧(26)。
25.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中所述阀针(24)的与所述阀座(18)配合的端部设置有能够抵靠所述阀座(18)的端面的密封块(30)。
26.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中驱动机构包括定子(40)和能够在所述定子(40)中转动的转子(42)，所述主轴(50)与所述转子(42)配合以一体旋转。
27.如权利要求26所述的电子膨胀阀，其中所述主轴(50)与所述转子(42)固定连接。
28.如权利要求26所述的电子膨胀阀，其中所述主轴(50)以可滑动地方式配合在所述转子(42)中。
专利摘要本实用新型涉及一种电子膨胀阀(1)，包括用于调节流体流量的阀部件(10)，其包括阀体(12)、设置在阀体中的阀座(18)、能够打开和关闭阀座的阀针(24)、带动阀针轴向运动的执行机构以及为执行机构提供动力的驱动机构，其中执行机构包括能够沿轴向运动的主轴(50)，电子膨胀阀进一步包括用于保持主轴的电磁保持机构(60)，其构造成当电磁保持机构加电时将主轴保持在第一轴向位置，在第一轴向位置，阀针能够调节阀座的开度，当电磁保持机构断电时将主轴释放到第二轴向位置，在第二轴向位置，阀针关闭所述阀座。根据本实用新型，当系统断电时，能够自动关闭电子膨胀阀。
文档编号F16K1/32GK202501077SQ20122006855
公开日2012年10月24日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者刘敬喜, 沈珂, 胡飞雪, 韩荣耀 申请人:艾默生环境优化技术(苏州)有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种电子膨胀阀。
背景技术：
电子膨胀阀是制冷/制热系统中的重要部件，主要用于对制冷剂流体的流量进行调节。传统的电子膨胀阀一般包括驱动机构(步进电机)、执行机构(螺纹螺杆机构)、节流机构(阀针阀座)以及相关的辅助机构。然而，传统的电子膨胀阀在断电之后，由于螺纹螺杆机构失去驱动力，所以电子膨胀阀并不能自动关闭。因此，为了安全地截断流路，通常在电子膨胀阀的上游或下游串联一个独立的电磁开关阀(通常为常闭阀，其加电时打开，断电时关闭)。这样，当系统断电时， 电磁开关阀将自动关闭以截断流路。但是，采用如上的构造，一方面由于增加了一个独立的电磁开关阀而增加了系统的总体成本，另一方面为了串联该电磁开关阀，将在管路中增加两个钎焊点(即，电磁开关阀的入口和出口处)，这不但增加了系统的组装成本而且增加了系统泄漏的风险。另一种实现电子膨胀阀在断电后自动关闭的方法是为电子膨胀阀提供备用电源，例如在电子膨胀阀的控制板中增加用于存储电能的超级电容或安装备用电池，但这种方法也增加了电子膨胀阀的成本并且需要更复杂的控制器。因此，需要一种在断电后能够自动关闭的电子膨胀阀。
实用新型内容本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种在断电后能够自动关闭的电子膨胀阀。本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种使得制冷/制热系统的整体成本更低的电子膨胀阀。本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种使得制冷/制热系统的安全性更高的电子膨胀阀。为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型一个方面，提供了一种电子膨胀阀，其包括用于调节流过所述电子膨胀阀的流体流量的阀部件，所述阀部件包括阀体、设置在所述阀体中的阀座、能够打开和关闭所述阀座的阀针、带动所述阀针轴向运动的执行机构以及为所述执行机构提供动力的驱动机构，其中所述执行机构包括能够沿轴向运动的主轴。所述电子膨胀阀进一步包括用于保持所述主轴的电磁保持机构，所述电磁保持机构构造成当所述电磁保持机构加电时将所述主轴保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，所述阀针能够调节所述阀座的开度，当所述电磁保持机构断电时将所述主轴释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，所述阀针关闭所述阀座。 优选地，所述电磁保持机构包括电磁线圈、相对于线圈固定的定铁和能够相对于所述定铁运动的动铁。[0012]优选地，所述动铁与所述主轴的第一端以可转动但是不能轴向移动的方式连接。优选地，在所述动铁与所述主轴的第一端之间设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述主轴的第一端配合，所述滚动轴承的外圈与所述动铁配合。优选地，在所述主轴的第一端上设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位移，在所述动铁的与所述主轴配合的端部设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。优选地，在所述主轴的第一端上设置有挡圈以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位移，在所述动铁的内腔中设置有挡圈以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。优选地，在所述主轴的第一端上设置有挡圈以限制所述滚动轴承的内圈的轴向位 移，在所述动铁的与所述主轴配合的端部设置有螺母构件以限制所述滚动轴承的外圈的轴向位移。可替代地，所述动铁与所述主轴的第一端固定连接。优选地，在所述主轴的临近其第一端的部分上设置有能够与所述电子膨胀阀的固定部件抵靠以限制所述主轴的轴向位移的止推轴承。优选地，所述止推轴承是单向止推滚珠轴承。优选地，所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致重合。优选地，所述电磁保持机构设置在所述阀部件的上侧。可替代地，所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致垂直。优选地，所述主轴的第一端设置有环形的挡块或凹槽，所述动铁的一端设置有能够配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中的配合部件，当所述电磁保持机构加电时，所述配合部件伸出以配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中从而将所述主轴保持在所述第一轴向位置，当所述电磁保持机构断电时，所述配合部件缩回从而将所述主轴释放到所述第二轴向位置。优选地，所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离大于或等于所述阀针调节所述阀座的开度时的最大行程。优选地，所述执行机构还包括相对于所述阀体固定的支承座，所述支承座中形成有通孔；以及能够在所述通孔中滑动但不能转动的螺母套筒，所述主轴的第二端经由所述螺母套筒与所述阀针操作连接。优选地，所述通孔具有非圆形的内周表面，所述螺母套筒具有与所述通孔的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的外周表面。优选地，所述通孔具有多边形的内周表面，所述螺母套筒具有与所述通孔的多边形的内周表面相匹配的多边形的外周表面。优选地，所述通孔具有圆形的内周表面，在所述内周表面上形成有键槽或键，所述螺母套筒具有圆形的外周表面，在所述外周表面上形成有与所述键槽或键匹配的键或键槽。优选地，所述螺母套筒包括具有内螺纹的第一段和没有螺纹的第二段，所述主轴的第二端形成外螺纹，所述主轴的第二端经由所述内螺纹和所述外螺纹与所述螺母套筒的
第一段配合。优选地，所述阀针的一端配合在所述螺母套筒的第二段中。[0031]优选地，所述螺母套筒的第一段和第二段之间设置有台阶部，在所述台阶部和所述阀针之间设置有压缩弹簧，所述阀针能够在所述螺母套筒的第二段中滑动。优选地，在所述螺母套筒的第二段的端部设置有用于保持所述阀针的固定环。优选地，在所述螺母套筒的与所述阀针配合的一端的外侧形成有台阶部，在所述台阶部和所述支承座之间设置有压缩弹簧。优选地，所述阀针的与所述阀座配合的端部设置有能够抵靠所述阀座的端面的密封块。 优选地，驱动机构包括定子和能够在所述定子中转动的转子，所述主轴与所述转子配合以一体旋转。优选地，所述主轴与所述转子固定连接。优选地，所述主轴以可滑动地方式配合在所述转子中。根据本实用新型的一种或几种实施方式的电子膨胀阀的优点在于在根据本实用新型一种实施方式的电子膨胀阀中，设置有用于保持阀部件的主轴的电磁保持机构，并且电磁保持机构构造成当电磁保持机构加电时将王轴保持在弟一轴向位置，在第一轴向位置，阀针能够调节阀座的开度，当电磁保持机构断电时将主轴释放到第二轴向位置，在第二轴向位置，阀针关闭阀座。因此，当系统或电子膨胀阀突然断电时，虽然由螺纹螺杆机构构成的执行机构不能移动阀针来关闭阀座，但是由于作为执行机构一部分的主轴被电磁保持机构释放而例如在其自重下或在其他弹性构件的偏置力的作用下回落到能够使得阀针关闭阀座的位置，因此可以可靠地关闭电子膨胀阀。从而，本实用新型的技术方案能够实现在断电时自动关闭电子膨胀阀的功能。另外，由于电子膨胀阀本身具有在断电时关闭的功能，因此不需要在应用了该电子膨胀阀的系统中额外设置单独的电磁开关阀或其他阀部件，因此减小了系统的整体成本。此外，由于省略了额外的电磁开关阀，因此也减小了系统的管路中用于连接该电磁开关阀的连接点(钎焊点)，从而一方面减小了系统泄漏的风险，另一方面降低了系统的装配工序并且节省了人力成本。此外，在本实用新型的电子膨胀阀中，由于采用了电磁保持机构，因此当断电时，与电磁保持机构的动铁相连的主轴可以可靠地运动到使得阀针关闭阀座的位置，大大提高了电子膨胀阀和系统的安全性。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁与主轴的第一端以可转动但是不能轴向移动的方式连接。例如，可以在动铁与主轴的第一端之间设置滚动轴承。这样，当主轴在驱动机构(电机)的驱动下旋转时，电磁保持机构的动铁不会相对于定铁转动，因此可以最小化动铁与定铁之间的间隙，实现良好的吸合。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁与主轴的第一端的可转动连接可以通过如下任一种方式实现1)在主轴的第一端上设置螺母构件以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的与主轴配合的端部设置螺母构件以限制滚动轴承的外圈的轴向位移；2)在主轴的第一端上设置挡圈以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的内腔中设置挡圈以限制滚动轴承的外圈的轴向位移；以及3)在主轴的第一端上设置挡圈以限制滚动轴承的内圈的轴向位移，在动铁的的端部设置螺母构件以限制滚动轴承的外圈的轴向位移。采用这些方式，可以稳定地实现主轴与动铁的可转动但是不能轴向移动的连接，并且具有良好的装配性。在本实用新型的进一步的实施方式中，动铁可以与主轴的第一端固定连接，这进一步简化了电子膨胀阀的装配工艺。另外，在这种构造，还可以在主轴上设置止推轴承来可靠地限制主轴向上运动的位移。在本实用新型的进一步的实施方式中，电磁保持机构的纵向轴向可以与主轴的旋转轴线大致重合，例如电 磁保持机构可以设置在阀部件的上侧。采用这种结构可以实现较为紧凑的布局。在本实用新型的进一步的实施方式中，电磁保持机构的纵向轴向可以与主轴的旋转轴线大致垂直。例如，可以在主轴的第一端设置环形的挡块或凹槽，在动铁的一端设置能够配合在挡块之下或配合在凹槽中的配合部件，当电磁保持机构加电时，配合部件伸出以配合在挡块之下或配合在凹槽中从而将主轴保持在第一轴向位置，当电磁保持机构断电时，配合部件可以在例如弹簧等偏置部件的作用下缩回从而将主轴释放到第二轴向位置。在这种构造中，由于主轴以及与主轴相连的螺母套筒和阀针等部件的重力主要由配合部件承受，电磁线圈主要的作用是将配合部件保持在伸出的位置，所以可以采用较小的电磁线圈以进一步降低成本。此外，采用这种构造，可以使得电磁保持机构相对于阀部件的布置更加灵活。在本实用新型的进一步的实施方式中，主轴通过螺母套筒连接至阀针，螺母套筒可以在支承座中滑动但是不能相对于支承座转动，从而电机的旋转驱动力通过主轴和螺母套筒之间的螺纹副转变为螺母套筒的轴向运动。另外，由于主轴的轴向运动所产生的负荷主要由电磁保持机构承受，因此，与主轴连接的转子将仅承受旋转负荷而不会承受轴向负荷，这对电机的非常有利的。在本实用新型的进一步的实施方式中，主轴可以与电机的转子固定连接，也可以以可滑动地方式配合在转子中。特别是在后者的情况下，可以更好地保证转子不受轴向负荷的作用，并且可以省去转子随主轴轴向运动所需的空间。
通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中图I是根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀的剖视图；图2是图I所示电子膨胀阀的分解剖视图；图3是图I所示电子膨胀阀中的支承座的立体图；图4是图I所示电子膨胀阀中的螺母套筒的立体图；图5A、5B、5C和示出了电子膨胀阀的工作过程，图6是根据本实用新型第二实施方式的电子膨胀阀的剖视图；以及图7是根据本实用新型第三实施方式的电子膨胀阀的剖视图。
具体实施方式
下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。[0058]首先将参照图1-4描述根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀的构造。根据本实用新型的电子膨胀阀I可以包括用于对流过电子膨胀阀的流体的流量进行调节的阀部件10和用于保持和释放阀部件10中的执行机构的电磁保持机构60。具体地，阀部件10可以包括阀体12。阀体12上设置有与入流管14连接的入口12-1和与出流管16连接的出口 12-2。可以在阀体12的出口 12-2处设置阀座18。电子膨胀阀I还可以包括能够打开和关闭阀座18的阀针24、带动阀针24轴向运动的执行机构以及为执行机构提供动力的驱动机构。此外，可以在阀体12的阀腔中设置大致圆筒形的过滤网34以过滤流过该电子膨胀阀的流体中的杂质。此外，还可以在阀座18和阀体12之间设置密封垫圈32以实现二者之间的密封连接。在图示的示例中，驱动机构可以是包括定子40和转子42的电机。转子42可以在定子40中转动。可以在定子40和转子42之间设置套筒44以实现装配方便和容易密封的 目的。套筒44或定子40的下端固定在下文将描述的支承座20上，套筒44或定子40的上端设置有挡块46。执行机构可以包括与阀体12的上部开口 12-3配合在一起的支承座20、能够在支承座20中滑动但是不能转动的螺母套筒22、与螺母套筒22螺纹连接的主轴50。可以在支承座20和阀体12之间设置密封圈38以提供更好的密封效果。主轴50可以与转子42固定连接以一起转动。具体地，支承座20中形成有通孔20-1 ;螺母套筒22能够在该通孔20_1中滑动但不能转动。特别是，通孔20-1可以具有非圆形的或多边形内周表面，例如图3示出的大致八边形的构造。螺母套筒22可具有与该通孔20-1的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的或多边形的外周表面，例如图4示出的八边形的构造。支承座20和螺母套筒22的构造并不局限于此，而是可以为能够允许二者之间滑动但是不能相对转动的任何构造。例如，支承座20的通孔20-1可以具有圆形的内周表面，但是在其内周表面上形成有键槽或键。螺母套筒可以具有圆形的外周表面，但是在其外周表面上形成有与支承座上的键槽或键相匹配的键或键槽。本领域技术人员应该理解，能够实现上述功能的构造有很多，在此不再一一列举。螺母套筒22可以包括具有内螺纹的第一段22-1和没有螺纹的第二段22_2。主轴50的第二端(下端)50-2形成有外螺纹。主轴50的第二端50-2可以经由螺母套筒22与阀针24连接。具体地，主轴50的第二端50-2的外螺纹可以与螺母套筒22的内螺纹配合以形成螺纹螺杆机构，从而将转子42和主轴50的旋转运动转变为螺母套筒22的轴向运动。阀针24的一端可以配合在螺母套筒22的第二段22_2中，另一端可以与阀座18配合以打开和关闭阀座18。另外，阀针24与阀座18的距离可以调节电子膨胀阀的开度，以实现精确控制流量流体的功能。阀针24可以固定配合在螺母套筒22中。可替代地，阀针24可以滑动配合在螺母套筒22中并且在其一端通过弹簧施压以实现更好的密封。具体地，螺母套筒22的第一段22-1和第二段22-2之间设置有台阶部22_3，在台阶部22_3和阀针24之间设置有压缩弹簧28。另外，在螺母套筒22的第二段22-2的端部设置有用于保持阀针24的固定环36。通过上述布置，阀针24可以与螺母套筒22 —起轴向移动。另外，当螺母套筒22向下移动并且当阀针24与阀座18抵接时，压缩弹簧28将从阀针24的一端施加弹力以使阀针24和阀座18之间具有合适的抵靠力，这一方面保护了阀针和阀座不被损坏，另一方面提供了可靠的密封效果。为了提供更好的密封效果，可以在阀针24的与阀座18配合的端部设置能够抵靠阀座18的端面的密封块30。在螺母套筒22的与阀针24配合的一端的外侧形成有台阶部22_4(见图4)，在台阶部22-4和支承座20之间设置有压缩弹簧26。压缩弹簧26可以为螺母套筒22提供向下的弹簧力以在后面描述的电子膨胀阀断电的情况下辅助螺母套筒22、阀针24和主轴50运动到使得阀针24关闭阀座18的位置。本领域技术人员可以理解，由于螺母套筒22、阀针24和主轴50本身具有一定的自重来提供这种向下运动的力，因此压缩弹簧26是可以被省略的。电磁保持机构60可以设置在阀部件10的上侧，并且电磁保持机构60的轴向可以设置成与主轴50的旋转轴线大致重合。电磁保持机构60构成成用于保持阀部件10的执行机构中的主轴50。具体地，电磁保持机构60可以构造成当电磁保持机构60加电时将主轴50保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，阀针24能够调节阀座18的开度，当电磁保持机构60断电时将主轴50释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，阀针24关闭阀座18。根据本实用新型的一个实施方式，电磁保持机构60可以包括加电时产生磁力的电磁线圈61、相对于电磁线圈61固定的定铁62和能够相对于定铁62运动的动铁64。为了装配方便，可以在电磁线圈61中设置大致圆筒形的套筒72。定铁62的一端可以固定在套筒72中。动铁64可以在套筒72中滑动。另外，可以在电磁线圈61的外侧设置磁轭74。磁轭74 一方面可以增强电磁保持机构60的磁力，另一方面可以用作电子膨胀阀I的固定支架。在图I所示的实施例中动铁64与主轴50的第一端(上端)50-1以可转动但是不能轴向移动的方式连接。具体地，在动铁64与主轴50的第一端50-1之间设置有滚动轴承70。滚动轴承70的内圈与主轴50的第一端50-1配合，滚动轴承70的外圈与动铁64配合。更具体地，可以在主轴50的第一端50-1上设置螺母构件68以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，可以在动铁64的与主轴50配合的端部(下端)设置螺母构件66以限制滚动轴承70的外圈的轴向位移。这样，主轴50能够相对于动铁64转动(换言之，动铁64可以不转动，这有助于动铁64和定铁62之间的吸合)通过能够随动铁64 —起轴向运动。在挡块46中设置有用于穿过主轴50的通孔，并且在该通孔中可以设置滑动轴承48。主轴50的一部分由滑动轴承48支撑以更平稳的转动和轴向运动。下面将参考图5A、5B、5C和描述根据本实用新型第一实施方式的电子膨胀阀I的工作过程。在这些特征，字母G表示定铁62和动铁64之间的间隙，字母V表示螺母套筒22下端距某一水平面的距离。图5A示出了电子膨胀阀I的各部件处于初始状态。在该状态下，G为最大值，V为最小值(例如为零)。从该状态开始，首先为定子40加电，同时保持电磁线圈61断电，因此主轴50在转子42的带动下开始旋转。由于主轴50的下端与螺母套筒22为螺纹配合并且螺母套筒22不能旋转，所以主轴50在旋转的过程中将向上轴向移动。同时，由于动铁64相对于主轴50不能轴向移动，所以动铁64也会向上运动直到动铁64抵靠定铁62为止。此时，电子膨胀阀的各部件将处于图5B所示的状态。在图5B所示的状态下(G为最小值例如零，V为最小值)，阀针24仍然关闭阀座
18。此时，给电磁线圈61加 电，因此电磁线圈61将产生磁力而将吸引动铁64。另外，定子40继续加电，并且主轴50将继续旋转。但是由于主轴50不能再向上运动，所以在主轴50和螺母套筒22的螺纹副的作用下，螺母套筒22将被向上拉动，从而带动阀针24向上运动以使电子膨胀阀I实现特定的开度。此时，电子膨胀阀的各部件将处于图5C所示的状态。在图5C所示的状态下(G为最小值例如零，V可以介于最小值和最大值之间)，可以通过对定子40进行特定的控制来实现阀针24行程的控制。在该状态下，电磁线圈61继续加电，但是定子40可以根据控制要求加电或断电、正转或反转。当电子膨胀阀I突然断电时，电子膨胀阀的各部件将处于图所示的状态(G为最大值，V为最小值)。在该状态下，由于电磁线圈61断电，所以定铁62不再吸引动铁64，所以动铁64、主轴50、螺母套筒22和阀针24将一起在重力的作用下以及在压缩弹簧26的弹簧力的作用下向下坠落使得阀针24关闭阀座18。此后，当电子膨胀阀I恢复供电进行正常操作之前，可以首先驱动转子42正向旋转或反向旋转一定的圈数使得主轴50和螺母套筒22达到图5A所述的初始位置，然后可以开始如图5A、5B和5C所示的正常操作。需要指出的是，图5B和5C所示的主轴50的位置(G为最小值)对应于权利要求中所述的第一轴向位置，而图5A和中所示的位置(G为最大值)对应于权利要求中所述的第二轴向位置。此外，第一轴向位置和第二轴向位置之间的距离(相对于G)可以设定成大于或等于阀针24调节阀座18的开度时的最大行程(V为最大值)。下面参照图6描述根据本实用新型的第二实施方式。在第二实施方式中采用了与第一实施方式相同的附图标记来指代相同的部件，因此将省略对这些相同部件的描述。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于主轴50与动铁64之间的固定方式。具体地，在第二实施方式中，在主轴50的第一端50-1上设置有挡圈84以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，在动铁64的内腔82中设置有挡圈86以限制所述滚动轴承70的外圈的轴向位移。采用这种构造，可以进一步简化电子膨胀阀的构造并节省成本。此外，第一实施方式还可以与第二实施方式结合，例如，可以在主轴50的第一端50-1上设置挡圈84以限制滚动轴承70的内圈的轴向位移，可以在动铁64的与主轴50配合的端部设置螺母构件66以限制滚动轴承70的外圈的轴向位移。采用这种构造，可以在节省成本的同时提高电子膨胀阀的可装配性。下面参照图7描述根据本实用新型的第三实施方式。在第三实施方式中采用了与第一实施方式相同的附图标记来指代相同的部件，因此将省略对这些相同部件的描述。第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于主轴50与动铁64之间的固定方式。具体地，在第三实施方式中，动铁64与主轴50的第一端50-1固定连接。因此，可以进一步简化电子膨胀阀的构造并节省成本。另外，可以在主轴50的临近其第一端50-1的部分上设置有能够与电子膨胀阀I的固定部件例如挡块46抵靠以限制主轴50的轴向位移的止推轴承。优选地，止推轴承是单向止推滚珠轴承90。上面参照图1-7描述了本实用新型的多种实施方式，但是本领域技术人员应该理解本实用新型并不局限于图中示出的实施方式，而是可以有多种变型。例如，电磁保持机构60的纵向轴线可以与主轴50的旋转轴线大致垂直。在这种情况下，可以在主轴的第一端设置环形的挡块或凹槽，可以在动铁的一端设置能够配合在挡块之下或配合在凹槽中的配合部件。这样，当电磁保持机构加电时，配合部件随动铁运动而伸出以配合在挡块之下或配合在凹槽中从而将主轴保持在第一轴向位置，而当电磁保持机构断电时，配合部件可以在例如弹簧的作用下缩回从而将主轴释放到第二轴向位置。上述构造同样能够实现与上述实施方式相同的效果。此外，在上述实施方式中，主轴50与转子42是固定连接的。可替代地，主轴50可以以可滑动地方式配合在转子42中。这样，主轴50能够随转子42 —起运动但是不会向转子42施加轴向负荷。另一方面，也可以省去电机部件中为了实现转子随主轴一起轴向运动所需的轴向空间。尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式
，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
权利要求1.一种电子膨胀阀(1)，包括 用于调节流过所述电子膨胀阀(I)的流体流量的阀部件(10)，所述阀部件(10)包括阀体(12)、设置在所述阀体(12)中的阀座(18)、能够打开和关闭所述阀座(18)的阀针(24)、带动所述阀针(24)轴向运动的执行机构以及为所述执行机构提供动力的驱动机构，其中所述执行机构包括能够沿轴向运动的主轴(50)， 其特征在于所述电子膨胀阀(I)进一步包括 用于保持所述主轴的电磁保持机构(60)，所述电磁保持机构(60)构造成当所述电磁保持机构￠0)加电时将所述主轴(50)保持在第一轴向位置，在所述第一轴向位置，所述阀针(24)能够调节所述阀座(18)的开度，当所述电磁保持机构(60)断电时将所述主轴(50)释放到第二轴向位置，在所述第二轴向位置，所述阀针(24)关闭所述阀座(18)。
2.如权利要求I所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)包括电磁线圈(61)、相对于电磁线圈(61)固定的定铁(62)和能够相对于所述定铁(62)运动的动铁(64)。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)以可转动但是不能轴向移动的方式连接。
4.如权利要求3所述的电子膨胀阀，其中在所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)之间设置有滚动轴承(70)，所述滚动轴承(70)的内圈与所述主轴(50)的第一端(50-1)配合，所述滚动轴承(70)的外圈与所述动铁(64)配合。
5.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有螺母构件出8)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁￠4)的与所述主轴(50)配合的端部设置有螺母构件￠6)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
6.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有挡圈(84)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁(64)的内腔(82)中设置有挡圈(86)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
7.如权利要求4所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的第一端(50-1)上设置有挡圈(84)以限制所述滚动轴承(70)的内圈的轴向位移，在所述动铁￠4)的与所述主轴(50)配合的端部设置有螺母构件￠6)以限制所述滚动轴承(70)的外圈的轴向位移。
8.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述动铁￠4)与所述主轴(50)的第一端(50-1)固定连接。
9.如权利要求8所述的电子膨胀阀，其中在所述主轴(50)的临近其第一端(50-1)的部分上设置有能够与所述电子膨胀阀(I)的固定部件(46)抵靠以限制所述主轴(50)的轴向位移的止推轴承。
10.如权利要求9所述的电子膨胀阀，其中所述止推轴承是单向止推滚珠轴承(90)。
11.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)的纵向轴线与所述主轴(50)的旋转轴线大致重合。
12.如权利要求11所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构(60)设置在所述阀部件的上侧。
13.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其中所述电磁保持机构的纵向轴线与所述主轴的旋转轴线大致垂直。
14.如权利要求13所述的电子膨胀阀，其中所述主轴的第一端设置有环形的挡块或凹槽，所述动铁的一端设置有能够配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中的配合部件，当所述电磁保持机构加电时，所述配合部件伸出以配合在所述挡块之下或配合在所述凹槽中从而将所述主轴保持在所述第一轴向位置，当所述电磁保持机构断电时，所述配合部件缩回从而将所述主轴释放到所述第二轴向位置。
15.如权利要求I所述的电子膨胀阀，其中所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间的距离大于或等于所述阀针(24)调节所述阀座(18)的开度时的最大行程。
16.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中所述执行机构还包括相对于所述阀体(12)固定的支承座(20)，所述支承座(20)中形成有通孔；以及能够在所述通孔中滑动但不能转动的螺母套筒(22)，所述主轴(50)的第二端(50-2)经由所述螺母套筒(22)与所述阀针(24)连接。
17.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有非圆形的内周表面，所述螺母套筒(22)具有与所述通孔的非圆形的内周表面相匹配的非圆形的外周表面。
18.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有多边形的内周表面，所述螺母套筒(22)具有与所述通孔的多边形的内周表面相匹配的多边形的外周表面。
19.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述通孔具有圆形的内周表面，在所述内周表面上形成有键槽或键，所述螺母套筒具有圆形的外周表面，在所述外周表面上形成有与所述键槽或键匹配的键或键槽。
20.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中所述螺母套筒(22)包括具有内螺纹的第一段(22-1)和没有螺纹的第二段(22-2)，所述主轴(50)的第二端(50-2)形成外螺纹，所述主轴(50)的第二端(50-2)经由所述内螺纹和所述外螺纹与所述螺母套筒(22)的第一段(22-1)配合。
21.如权利要求20所述的电子膨胀阀，其中所述阀针(24)的一端配合在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)中。
22.如权利要求21所述的电子膨胀阀，其中所述螺母套筒(22)的第一段(22-1)和第二段(22-2)之间设置有台阶部(22-3)，在所述台阶部(22-3)和所述阀针(24)之间设置有压缩弹簧(28)，所述阀针(24)能够在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)中滑动。
23.如权利要求22所述的电子膨胀阀，其中在所述螺母套筒(22)的第二段(22-2)的端部设置有用于保持所述阀针(24)的固定环(36)。
24.如权利要求16所述的电子膨胀阀，其中在所述螺母套筒(22)的与所述阀针(24)配合的一端的外侧形成有台阶部(22-4)，在所述台阶部(22-4)和所述支承座(20)之间设置有压缩弹簧(26)。
25.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中所述阀针(24)的与所述阀座(18)配合的端部设置有能够抵靠所述阀座(18)的端面的密封块(30)。
26.如权利要求1-15中任一项所述的电子膨胀阀，其中驱动机构包括定子(40)和能够在所述定子(40)中转动的转子(42)，所述主轴(50)与所述转子(42)配合以一体旋转。
27.如权利要求26所述的电子膨胀阀，其中所述主轴(50)与所述转子(42)固定连接。
28.如权利要求26所述的电子膨胀阀，其中所述主轴(50)以可滑动地方式配合在所述转子(42)中。
专利摘要本实用新型涉及一种电子膨胀阀(1)，包括用于调节流体流量的阀部件(10)，其包括阀体(12)、设置在阀体中的阀座(18)、能够打开和关闭阀座的阀针(24)、带动阀针轴向运动的执行机构以及为执行机构提供动力的驱动机构，其中执行机构包括能够沿轴向运动的主轴(50)，电子膨胀阀进一步包括用于保持主轴的电磁保持机构(60)，其构造成当电磁保持机构加电时将主轴保持在第一轴向位置，在第一轴向位置，阀针能够调节阀座的开度，当电磁保持机构断电时将主轴释放到第二轴向位置，在第二轴向位置，阀针关闭所述阀座。根据本实用新型，当系统断电时，能够自动关闭电子膨胀阀。
文档编号F16K1/32GK202501077SQ20122006855
公开日2012年10月24日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者刘敬喜, 沈珂, 胡飞雪, 韩荣耀 申请人:艾默生环境优化技术(苏州)有限公司
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