[发明专利]一种电子膨胀阀

说明书

技术领域

本发明涉及控制阀技术领域，尤其涉及一种用于调节制冷剂流量的电子膨胀阀。

背景技术

在空调、冰箱、热泵热水器等各类制冷/制热设备中，通常采用电子膨胀阀调节流体的流量。

电子膨胀阀通常包括带有步进电机的马达（驱动部件）和作为执行部件的阀体部件两部分，阀体部件包括带有制冷剂流路进口和流路出口的阀本体、置于阀本体内腔中的阀芯和带有阀口部的阀芯座，通过对驱动部件的马达输入脉冲信号，来驱动阀芯相对于阀口部的轴向移动，以改变通过阀口部的制冷剂流量，达到调节流路出口的制冷剂流量以控制空调或冰箱中的热交换平衡，所以电子膨胀阀中的流量曲线是关键的技术特征，直接决定制冷系统工作效率。

在日本专利公开文件（特开2002-122367号公报)，公开了一种为改善系统制冷剂流量曲线而设计的一种电子膨胀阀，即图1为现有技术的一种电子膨胀阀的阀芯和阀芯座结构关系图；图2为图1中的电子膨胀阀流量曲线图；其针状阀芯和阀芯座的结构设置如图1所示，阀芯314包括流量调节段314f，在流量调节段314f与主体段（附图无标识）之间有锥形段314a，在流量调节段314f的下端还包括锥形段314b。阀芯座310包括锥形的阀口313a及与阀口313a连接的开口部构成，其电子膨胀阀流量曲线大致如图2所示（横坐标表示脉冲比率，纵坐标表示流量比率）。在该技术中，电子膨胀阀有急开型流量曲线，譬如说流量在P2’段脉冲前流量变化较小，P2’脉冲后流量变化较快，这样可以保证P2’段脉冲前流量调节精度比较高。P2’脉冲前的流量也近似线性，P2’和P1’间流量变化关系为(Q2’－Q1’)/(P2’－P1’)=K,且K近似为一恒值。但是，上述技术虽然能在一定程度上提高电子膨胀阀在小开度下的精度，但由于整条流量曲线存在突变点，由于受制造误差的影响，P3’位置的波动很大，一般有40—60个脉冲的差异，使P2’点也会出现至少40个脉冲的差异，造成P2’点前后流量不可预知，从而造成整条曲线调节精度降低。同时虽然P2‘点前的流量变化规律符合(Q2’－Q1’)/(P2’－P1’)=K,且K近似为一恒值，但要想知道改变一个脉冲流量增加比例仍很困难，这样会增加膨胀阀调整次数，影响空调系统的稳定性，也会造成能效比下降。主机厂家对定点流量控制精度也会有过多的依赖，造成许多不必要的控制浪费。所以如何根据制冷系统的特定要求，不断优化改进电子膨胀阀的流量曲线，是本技术领域所要努力解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型优化的电子膨胀阀流量曲线，并同时提供一种阀芯和阀芯座结构。本发明公开的一种电子膨胀阀，包括驱动部件和阀体部件，所述阀体部件包括带有流路进口和流路出口的阀本体、置于所述阀本体的内腔中的阀芯和带有阀口部的阀芯座，通过对所述驱动部件输入脉冲信号来驱动所述阀芯相对于所述阀口部的轴向移动以改变阀口部的流通面积，调节流入所述电子膨胀阀的制冷剂流量，所述阀芯包括主体段和朝向所述阀芯座的调节段，所述主体段与所述调节段通过锥形过渡段连接，所述调节段包括至少一段调节制冷剂流量变化曲线的第一圆弧段，所述阀芯座包括呈直段的阀口部和从所述阀口部向所述阀芯方向延伸形成的锥形开口段，所述阀口部的直径定义为Φ2，所述阀芯的锥形过渡段的小端直径定义为Φ3，大端直径定义为Φ5，则满足关系Φ3＜Φ2＜Φ5。

进一步，如上所述电子膨胀阀，所述阀芯的调节段还包括与所述第一圆弧段连接的第二圆弧段，所述第一圆弧段与所述第二圆弧段相切，所述第一圆弧段的曲率半径大于所述第二圆弧段的曲率半径；

进一步，所述阀芯的调节段还包括与所述第二圆弧段连接的第三圆弧段，所述第二圆弧段与所述第三圆弧段相切，所述第二圆弧段的曲率半径大于所述第三圆弧段的曲率半径。

进一步，所述第一圆弧段的曲率半径为所述第三圆弧段的曲率半径的两倍或两倍以上。

优选地，在所述阀芯实施调节流量的行程范围内，当所述阀芯相对于所述阀芯座从第一位置向开阀方向轴向移动到第二位置时，定义移动该段距离所需要的脉冲数为W，定义所述阀芯在第一位置时的阀口处流通面积为S1，阀芯在第二位置时的阀口处流通面积为S2，则满足关系式：（S2/S1）开W次方近似为常数（即：K为常数）。

优选地，在输入脉冲数大于100的所述阀芯调节流量的范围内，当所述阀芯相对于所述阀芯座从第一位置向开阀方向轴向移动到第二位置时，定义移动该段距离所需要的脉冲数为W，定义所述阀芯在第一位置时的阀口处流通面积为S1，阀芯在第二位置时的阀口处流通面积为S2，则满足关系式：S1/S2开W次方近似为常数值（即：K为常数）。