技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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
[0006] 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。 [0007] 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，阀体上内还具有与所述流道贯通的安装孔；阀芯，活动插设在安装孔内并能相对阀体滑移，阀芯外周壁与安装孔内壁之间液密封配合，阀芯的外端伸出阀体外，阀芯的内端进入所述流道，阀芯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；阀芯驱动结构，设于阀体外部与外露出阀体的阀芯连接；其特征在于：所述阀芯驱动结构
直接驱动阀芯轴向滑移，该阀芯驱动结构包括
阀座，固定在阀体上，阀座内具有凹腔，所述阀芯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，连接所述阀芯和磁性元件；弹性件，作用于所述阀芯，该弹性件对阀芯产生的阻尼力相抗于线圈对磁性元件产生的电磁力。 [0008] 上述的安装孔贯穿所述流道；所述的阀芯为
柱塞，该柱塞的中部具有环形凹槽，该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；柱塞的上部位于在流道上方的安装孔内，在流道上方的安装孔上顶壁上开有平衡孔；柱塞的下部位于在流道下方的安装孔内；柱塞的外端进入所述凹腔内，凹腔底面设有排气孔。该排气孔也可以是一种排气间隙，主要保证柱塞下移更为顺畅，其为一种具体的阀芯结构，柱塞的阀芯结构特别适合用于呈一字形的
水平流道。
[0009] 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。
[0010] 一般阀体为
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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 上述的流道呈L形，所述的阀芯为
阀针，阀针的锥形头部与流道竖直部分的下部开口相配，阀针6b的外端进入所述凹腔21内，凹腔21底面设有排气孔22。该排气孔也可以是一种排气间隙，主要保证阀针下移更为顺畅，其为另一种较为常规的阀芯结构。 [0017] 上述的弹性件为弹簧，该弹簧套设在阀针上，弹簧的上端与阀体下端面抵触，弹簧的下端抵靠在阀针下端的环形挡肩上。该弹簧的安装方式适合用于阀芯为阀针的情况。 [0018] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本节流阀的阀芯驱动方式与现有技术不相同，其为电磁方式驱动阀芯轴向滑移，该驱动方式省却了现有膨胀阀中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阀芯只有一个平移动作，确保节流阀动作的平稳。
[0020] 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)； [0021] 图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)； [0022] 图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)； [0023] 图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)； [0024] 图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)； [0025] 图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)； [0026] 图9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)； [0027] 图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)； [0028] 图11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)； [0029] 图12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)； [0030] 图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)； [0031] 图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)； [0032] 图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)； [0033] 图16为本发明第七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
[0034] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0035] 如图1～5所示，为本发明的第一个实施例。
[0036] 一种节流阀，包括有
[0037] 阀体1，阀体的壁上开有进口11和出口12，该进口11和出口12位于同一水平轴线上，阀体1内具有连通进口11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。
[0038] 阀芯，本实施例中的阀芯为柱塞6a，活动插设在安装孔14内并能相对阀体1轴向上下滑移，柱塞6a的上部位于在流道13上方的安装孔14内，柱塞6a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6a的下部位于在流道23下方的安装孔14内，柱塞6a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6a两端泄露；柱塞6a的中部具有环形凹槽6a1，本实施例中的环形凹槽6a1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6a1与流道13相配，环形凹槽6a1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6a1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6a1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6a1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6a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6a的外端伸出阀体1外。
[0039] 阀芯驱动结构，设于阀体1外部与外露出阀体1的柱塞6a连接，阀芯驱动结构直接驱动柱塞6a轴向滑移。
[0040] 阀芯驱动结构包括
[0041] 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6a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；
[0042] 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外，这样连接导线32便能与电源接通。 [0043] 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。 [0044] 铁芯5，连接柱塞6a和磁性元件4，铁芯5上部通过衔接件10与柱塞6a下端连接，铁芯5下部与磁性元件4直接固定。
[0045] 弹性件，本实施例中的弹性件为弹簧8a，弹簧8a位于流道上方的安装孔14内并支撑在柱塞6a的上端面，该弹簧8a作用于柱塞6a，该弹簧8a对柱塞6a产生的阻尼力相抗于线圈3对磁性元件4产生的电磁力，使柱塞6a在移动过程中保持稳定。
[0046] 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6a向上滑动，在柱塞6a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6a1上缘相
对流道13上移，柱塞6a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被压缩，对柱塞6a产生的阻尼力逐渐增大，当作用在柱塞6a上的电磁力与弹簧8a的阻尼力达到平衡时，柱塞6a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。
[0047] 如果环形凹槽6a1下部的柱塞周面完全遮蔽住流道13时，进口11流过来的制冷剂不能通过流道从出口12流出。
[0048] 当作用于磁性元件4的电磁力小于弹簧8a的弹力时，柱塞6a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6a1上缘相对流道13下移，柱塞6a下半部杆径开始逐步离开流道13的截面，使进口11流过来的流体(如制冷剂)经流道13的流量逐渐增大，弹簧8a逐渐恢复原状，对柱塞6a产生的阻尼力逐渐减小，当作用在柱塞6a上的电磁力与弹簧8a的阻尼力再一次达到平衡时，柱塞6a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。
[0049] 如果环形凹槽6a1下部的柱塞周面完全离开住流道13，环形凹槽6a1正好全部位于流道13内时，进口11流过来的制冷剂以最大的流量通过流道，从出口12流出。 [0050] 如图6、7所示，为本实用新型的第二个实施例。
[0051] 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6a位于衬管9内；柱塞6a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6a的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。
[0052] 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，而是与衬管内周壁直接摩擦，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。
[0053] 如图8、9所示，为本实用新型的第三个实施例。
[0054] 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位于阀座上的凹腔21内并支撑在磁性元件4的下端面。
[0055] 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。
[0056] 如图10、11所示，为本实用新型的第四个实施例。
[0057] 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6a位于衬管9内；柱塞6a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6a的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。
[0058] 如图12、13所示，为本实用新型的第五个实施例。
[0059] 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。
[0060] 当磁性元件4带动柱塞6a滑移时，碟簧8b就会
变形对柱塞6a起阻尼作用。 [0061] 如图14、15所示，为本实用新型的第六个实施例。
[0062] 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6a位于衬管9内；柱塞6a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6a的下部外周壁与衬管9内周壁之间设有密封圈15密封。
[0063] 如图16所示，为本实用新型的第七个实施例。
[0064] 该实施例和第一个实施例的不同点在于，阀体内的流道13呈L形，阀芯为阀针6b，阀针6b的锥形头部6b1与流道13竖直部分的下部开口相配，即阀针6b的滑移能改变流道13竖直部分的下部开口的开启大小以调节流体通过流道13的流量，阀针6b的下部外周壁与安装孔14内周壁之间设有密封圈15密封，阀针6b的外端进入所述凹腔21内，凹腔21底面设有排气孔22。
[0065] 弹性件为弹簧8a，该弹簧8a套设在阀针6b上，弹簧8a的上端与阀体1下端面抵触，弹簧8a的下端抵靠在阀针6b下端的环形挡肩6b2上。
[0066] 当然前述弹簧8a位于阀座上的凹腔21内并支撑在磁性元件4的下端面。这时线圈3通电的方向应该与第一个实施例相反，即使线圈3对磁性元件4产生的电磁力与第一个实施例相反，磁性元件4受到的电磁力朝下。
[0067] 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，进而带动阀针6b向上滑动，在阀针6b上移时，阀针6b的锥形头部6b1逐渐伸入流道13竖直部分的下部开口，流道13竖直部分的下部开口的开启度逐渐变小；随着阀针6b上移，流体(如制冷剂)通过的流量减少，随着弹簧8a被压缩，对阀针6b产生的阻尼力逐渐增大，当作用在阀针6b上的电磁力与弹簧8a的弹力达到平衡时，阀针6b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。 [0068] 如果，阀针6b的锥形头部6b1完全插入流道13竖直部分的下部开口内，进口11流过来的制冷剂不能通过流道从出口12流出，锥形头部6b1越离开下部开口，制冷剂通过流道的流量越大。
[0069] 当作用于磁性元件4的电磁力小于弹簧8a的弹力时，阀针6b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，在阀针6b下移时，阀针6b的锥形头部6b1逐渐远离流道13竖直部分的下部开口，流道13竖直部分的下部开口的开启度逐渐变大；随着阀针6b下移，流体(如制冷剂)通过的流量增加，弹簧8a逐渐恢复原状，对阀针6b产生的阻尼力逐渐减小，当作用在阀针6b上的电磁力与弹簧8a的弹力再一次达到平衡时，阀针6b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。
