[发明专利]紧凑型控制阀

说明书

本发明涉及一种用于对流体的循环进行控制的阀，该阀具有：阀本体，该阀本体包括可移动控制构件；电动致动器，该电动致动器包括定子和转子；密封盖，该密封盖从阀本体延伸至所述定子的内部，密封盖定位在转子与定子之间的界面处使得转子位于盖的内部并且浸没在流体中，定子与流体隔离，转子绕第一轴线旋转并且紧固至沿着第一轴线延伸的轴，可移动控制构件沿着第二轴线以线性方式移动或绕第二轴线旋转，其特征在于，轴具有端部，该端部与齿轮一起形成具有非相交轴线或相交轴线的齿轮副，该齿轮驱动可移动控制构件。

技术领域

本发明涉及用于对流体即液体或气体的循环进行控制的紧凑型控制阀、例如作为用于空气调节回路的膨胀装置，该阀由无刷电动马达致动。

本发明优选地、但不限于用于空气调节回路或电池冷却回路的流量控制阀的领域。这些系统的独特特征是需要将传热流体保持在密封的回路中。通常实施的解决方案——该解决方案确保密封的同时允许持续性的致动——将无刷电动马达或通常为马达的定子的螺线管的不浸没在流体中的固定部分与在流体回路中移动的可移动元件分离，该分离由密封的非磁性元件进行。然后可以控制流量而不会损害冷却回路的密封。这些控制系统需要非常紧凑并且高效节能，并且必须具有高度的控制精度并且对流体回路的各种机械构型的适应性。

此外，在使用这些阀的背景下，控制装置必须产生大于300N、或甚至大于400N的力，因为针在可能超过15MPa的压力下会具有大的横截面(通常大于25mm²)。

现有技术

在用于使用针的控制阀中来实现这些力的现有技术中已知文献EP 2725267，该文献公开了一种齿轮马达，该齿轮马达使用下述马达：该马达借助于呈正齿轮形式的减速装置而连接至针，其中，正齿轮使螺钉沿着与马达平行但不一致的线旋转。因此，螺旋运动的线性分量用于使针以线性方式移动。该解决方案不是在轴向上特别紧凑的并且使用下述马达：该马达必须通过将电线与马达浸没在其中的流体绝缘而被静态地密封。这种制造是复杂的。

还已知文献US 20060180780，该文献提出了一种更紧凑的齿轮马达，并且该文献将轴向通量马达转子和呈行星齿轮系形式的机械运动减速器结合在密封盖的内部。减速器容纳在马达的转子的内部，从而确保一定程度的紧凑性，并且与先前的文献相比，避免了使用密封的马达连接件，该密封通过包封转子和减速器齿轮系的盖来实现。

现有技术的问题

然而，在该先前的解决方案中，马达的尺寸本质上与减速器系的尺寸有关联，并且在马达转子的内部通常可用的极小体积意味着用于运动减速器的部件必须小。这导致制造限制和非常高的部件公差，这使得解决方案是不经济的并且还导致磨损。此外，关于对马达和减速器定尺寸的问题意味着可以实现的减速比和最终力的低的可变性。这导致严格的和不灵活的定尺寸。所得到的大的轴向大小也相对较大，因为存在各种机械元件的堆叠。该大小始终不与系统的要求兼容。此外，如果预期到位置传感器的结合，则该轴向体积变得甚至更大并且甚至更有问题。最后，在基于相变流体的体积的精细计量的空气调节系统的领域中，需要流体和传送该流体的网状系统的高度清洁度。从制造的角度来看有必要的是不存在下述颗粒或存在仅以小的受控数目并且具有受控直径的下述颗粒：这些颗粒能够阻挡、防止系统内部的通道的完全闭合、或者修改系统内部的通道。还有必要的是确保在系统的使用寿命期间没有流体泄漏，以便保证冷却系统(空气调节、电池等)的性能和可靠性并且不污染环境。因此，这些系统通常完全在污染受控和密闭性的环境中产生，这产生了额外的成本。

发明内容

本发明旨在通过制造下述致动器来克服现有技术的缺点：该致动器与现有技术的致动器相比在轴向上更紧凑、在尺寸方面更灵活、更有效并且更可靠，并且该致动器优化了批量生产的成本。

特别地，本发明因此旨在提供一种灵活且紧凑的解决方案，该解决方案可以适于产生低的力(通常为20N)和较大的力(通常为400N)两者，并且具有与现有技术提出的解决方案相比轴向尺寸更紧凑。