本发明涉及流体控制部件技术领域， 特别涉及一种流量调节阀。 背景技术

流量调节阀是组成制冷系统的重要部件， 是制冷系统四个基本部件中 除去蒸发器、 压缩机和冷凝器之外的另一基本部件。 流量调节阀的工作过 程一般为： 随着线圈装置的通电或断电， 阀针调节阀口的开度， 从而调节 制冷剂的流量。

在现有技术中，专利号为 US6568656B1的美国专利公开了一种流量调 节阀， 具体请参考图 1和图 2, 图 1为现有技术中一种流量调节阀的结构 示意图， 图 2为图 1中流量调节阀在阀口位置制冷剂的压力分布� �意图。

如图 1所示， 该现有技术中的流量调节阀包括阀座 1'和阀杆 2', 阀座 1'在其阀腔的内部设有阀口 1Ί , 阀杆 2'沿轴向上下运动， 从而调节所述阀 口 1Ί的流量。 如图 1所示， 阀杆 2'为分体结构， 包括圆锥管段 2Ί、 圆柱 管段 2'2及设于二者之间的密封片 2'3 , 随着阀杆 2'上下运动， 密封片 2'3 开启或关闭所述阀口 1Ί ; 此外， 阀杆 2'上还开设有平衡流道 2'4, 用以连 通阀杆 2'的上端和下端， 从而平衡制冷剂的压力对阀杆 2'造成的影响。 然 而， 该流量调节阀存在有以下缺陷：

第一， 如图 2所示， 由于阀杆 2'在其下端部设有圆锥管段 2Ί , 因而在 阀口 1Ί 位置， 制冷剂的压力大体存在有三个压力等级， 分别为压力最大 的 Α压力等级（横向示意线最密位置）， 压力居中的 B压力等级（横向示 意线较密位置）， 压力最小的 C压力等级（横向示意线最疏位置）， 因而该 圆锥管段 2Ί的不同位置分别受到上述三种不同的压力； 如图 2所示， 平 衡流道 2'4的下端开口伸入到 A压力等级所在区域， 因而阀杆 2'的上端承 受的压力均为 A压力等级； 由此可知， 在阀杆 2'上端和下端受力面积相同 的前提下， 阀杆 2'的上端受到的作用力和下端（亦即圆锥管段 2Ί )受到的 作用力并不相等， 亦即阀杆 2'所承受到的制冷剂的压力并不平衡， 进而影 响了阀杆 2'轴向运动的稳定性；

第二， 如图 1所示， 在密封片 2'3关闭阀口 1Ί的过程中， 密封片 2'3 会与阀口 1Ί发生撞击， 该撞击的作用力较大， 多次开关运行后， 密封片 2'3易变形， 易泄漏， 并且寿命短；

第三， 如图 1 所示， 阀杆 2'为分体结构， 包括圆锥管段 2Ί、 密封片 2'3和圆柱管段 2'2, 三者采用螺纹连接或其他的连接方式， 运输时的颠簸 振动或工作时压缩机的振动会使得阀杆 2'具有松动脱开的危险。

此外， 需要说明的是， 在现有技术中， 专利号为 200580023202.7的中 国专利所公开的流量调节阀， 也存在有上述三个缺陷， 具体可参见该专利 的全文， 在此不再赘述。

有鉴于此， 如何对现有技术中的流量调节阀作出改进， 从而一方面能 够平衡阀杆在轴向上受到的制冷剂压力， 另一方面能够提高阀杆的使用寿 命和密封性能， 是本领域技术人员亟需解决的问题。 发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种流量调节 阀， 该流量调节阀的结 构设计一方面能够平衡其阀杆在轴向上受到的 制冷剂压力， 另一方面能够 提高其阀杆的使用寿命和密封性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种流量调 节阀， 包括阀座和阀杆， 所述阀座在其阀腔的内部设有阀口， 所述阀杆开启或关闭所述阀口； 所述 阀杆呈管状； 所述阀座在所述阀口的周向位置开设有密封台 阶面， 所述阀 杆的下端面与所述密封台阶面接触密封或脱离 接触。

优选地， 所述阀口沿轴向向上凸出有套筒伸出部， 所述密封台阶面设 于所述套筒伸出部的内部， 所述阀杆的下端部伸入所述套筒伸出部的内部 或由其申出。 优选地， 所述阀杆的圆周侧壁与所述阀杆的下端面之间 进一步开设倒 角面， 所述密封台阶面为与所述倒角面配合的倾斜面 。

优选地，所述套筒伸出部的圆周侧壁上开设有 调节流量大小的开口槽。 优选地， 所述阀杆的任意垂直其轴线的横截面的外径均 相等， 所述阀 座设有导向部， 所述阔杆穿过所述导向部伸入所述阔座的内腔 中。

优选地， 所述阔座在所述导向部的上方设有环形槽， 所述环形槽内设 有套装于所述阔杆外部的密封件。

优选地， 所述阀座为分体结构， 包括上阀座和下阀座， 所述阀口和所 述套筒伸出部均开设于所述下阔座上， 并所述套筒伸出部伸入所述上阀座 的腔体中。

优选地， 所述阔杆为一体化构件。

优选地， 所述阀杆的管状内腔沿轴向贯穿所述阀杆， 以便形成平衡所 述阀杆上端和下端受力的平衡流道。

优选地， 所述管状内腔中进一步设有过滤网。

在现有技术的基础上， 本发明所提供的流量调节阀的阀杆的呈管状， 并其下端部为圆柱体；所述阀座在所述阀口的 周向位置开设有密封台阶面， 所述阀杆的下端面与所述密封台阶面接触密封 或脱离接触。 由于阀杆的下 端部为圆柱体， 而不是圆锥体， 因而阀杆下端的所承受的制冷剂压力一致； 同时， 由于阀杆呈管状， 沿轴向贯通， 因而阀杆上端所承受的制冷剂压力 等于下端所承受的制冷剂压力，在阀杆上端和 下端受力面积相等的前提下， 阀杆在轴向上承受的制冷剂压力得到了平衡。

此外， 与现有技术不同， 在本发明中， 是阀杆的下端面与阀口周向的 密封台阶面密封， 阀杆的下端面由于刚性强， 不易发生变形， 因而密封性 能和使用寿命都得以显著提高。

综上所述， 本发明所提供的流量调节阀一方面能够平衡其 阀杆在轴向 上受到的制冷剂压力， 另一方面能够提高其阀杆的使用寿命和密封性 能。 附图说明

图 1为现有技术中一种流量调节阀的结构示意图� � 图 2为图 1中流量调节阀在阀口位置制冷剂的压力分布� �意图； 图 3为本发明一种实施例中流量调节阀的结构示� �图；

图 4为图 3中流量调节阀的阀杆的结构示意图；

图 5为与图 4中的阀杆配合的下阀座的结构示意图；

图 6为图 5中的下阀座作出进一步改进后的结构示意图� �

图 7为图 6中的下阀座的剖视图；

图 8-1为本发明另一种实施例中阀杆的结构示意图 ；

图 8-2为与图 8-1中的阀杆配合的下阀座的结构示意图；

图 8-3为图 8-1中阀杆的剖视图；

图 8-4为本发明又一种实施例中阀杆与下阀座的配 合结构示意图； 图 9-1为图 3中流量调节阀的阀座、 套筒和接管的装配示意图； 图 9-2为图 9-1中各部件的分解示意图；

图 9-3为在图 9-1 中阀座、 套筒和接管作了进一步改进后的装配示意 图；

图 9-4为在图 9-1 中阀座、 套筒和接管作了另一种改进后的装配示意 图。

其中， 图 1和图 2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1'阀座； 1Ί阀口； 2'阀杆； 2Ί圆锥管段； 2'2圆柱管段； 2'3密封片； '4平衡流道。 图 3至图 9-4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1阀座； 11上阀座； 111导向部； 112环形槽； 113密封件； 12下阀座； 121阀口； 122套筒伸出部； 123密封台阶面； 124基座；

2阀杆； 21过滤网； 22台阶面； 23卡圈；

3开口槽； 41第一接管； 42第二接管； 43接口；

5电机； 51输出轴； 52电机壳；

61丝杆； 62齿轮座； 套筒 63。 具体实施方式

本发明的核心为提供一种流量调节阀， 该流量调节阀的结构设计一方 面能够平衡其阀杆在轴向上受到的制冷剂压力 ， 另一方面能够提高其阀杆 的使用寿命和密封性能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的 技术方案， 下面结合附 图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明 。

请参考图 3和图 4, 图 3为本发明一种实施例中流量调节阀的结构示 意图； 图 4为图 3中流量调节阀的阀杆的结构示意图。

在本发明中， 所提供的流量调节阀用于调节制冷剂的流量， 如图 3所 示， 流量调节阀包括电机壳 52, 电机壳 52内设有电机 5 , 电机 5的输出轴 51通过齿轮系统与丝杆 61传动连接， 因而丝杆 61随着输出轴 51发生转 动； 如图 3所示， 齿轮系统支撑于齿轮座 62上， 齿轮座 62的外部设有套 筒 63 , 并丝杆 611穿过齿轮座 62连接有阀杆 2, 随着丝杆 61的转动， 阀 杆 2沿轴向上下运动， 从而实现制冷剂流量调节的目的。

如图 3所示， 阀座 1在其阀腔中设有阀口 121 , 阀杆 2开启或关闭阀 口 121 ; 在此基础上， 如图 3和图 4所示， 阀杆 2呈管状， 并其下端部为 圆柱体； 阀座 2在阀口 121的周向位置开设有密封台阶面 123 , 阀杆 2的 下端面与密封台阶面 123接触密封或脱离接触。

由于阀杆 2的下端部为圆柱体， 而不是圆锥体， 因而阀杆 2下端的所 承受的制冷剂压力一致； 同时， 由于阀杆 2呈管状， 沿轴向贯通， 因而阀 杆 2上端所承受的制冷剂压力等于其下端所承受� �制冷剂压力， 在阀杆 2 上端和下端受力面积相等的前提下， 阀杆 2在轴向上承受的制冷剂压力得 到了平衡。

此外， 与现有技术不同， 在本发明中， 是阀杆 2的下端面与阀口 121 周向的密封台阶面 123密封， 阀杆 2的下端面由于刚性强， 不易发生变形， 因而密封性能和使用寿命都得以显著提高。

综上所述， 本发明所提供的流量调节阀一方面能够平衡其 阀杆 2在轴 向上受到的制冷剂压力， 另一方面能够提高其阀杆 2的使用寿命和密封性 能。 请参考图 5、 图 6和图 7所示， 图 5为与图 4中的阀杆配合的下阀座 的结构示意图； 图 6为图 5中的下阀座作出进一步改进后的结构示意图� � 图 7为图 6中的下阀座的剖视图。

在上述技术方案的基础上，可以作出进一步改 进。如图 5至图 7所示， 阀口 121沿轴向向上凸出有套筒伸出部 122, 密封台阶面 123设于套筒伸 出部 122的内部，阀杆 2的下端部伸入套筒伸出部 122的内部或由其伸出， 以便阀杆 2的下端面与密封台阶面 123接触密封或脱离接触。 该套筒伸出 部 122可以对阀杆 2的运动提供导向， 从而避免阀杆 2发生晃动， 进而提 高了沿轴向运动的稳定性和可靠性。

此外， 如图 7所示， 套筒伸出部 122的内部的密封台阶面 123为倾斜 面， 因而为与此相适应， 阀杆 2的下端面与圆周侧壁之间可以设有与该倾 斜面配合的倒角面。 该种结构设计进一步提高了密封的可靠性。

同时， 如图 5至图 7所示， 套筒伸出部 122的圆周侧壁上开设有与流 量曲线对应的开口槽 3。 开口槽 3的形状与所需要的流量曲线对应， 比如 可以为 V型槽、 Y型槽或者其他形状，制冷系统需要什么形状� �流量曲线， 便可在套筒伸出部 122的圆周侧壁上开设与之对应的开口槽 3。 工作时， 随着阀杆 2与套筒伸出部 122相互脱离， 开口槽 3开始与阀口 121小流量 连通， 并随着阀杆 2与套筒伸出部 122进一步脱离， 开口槽 3的流通面积 逐渐增大， 制冷剂的流量逐渐增大， 直至开口槽 3全部开启， 从而与阀口 121 实现最大流量的连通。 由此可知， 本发明所提供的流量调节阀能够获 得所需要的流量曲线。

请参考图 9-1至图 9-4, 图 9-1为图 3中流量调节阀的阀座、 套筒和接 管的装配示意图； 图 9-2为图 9-1 中各部件的分解示意图； 图 9-3为在图 9-1 中阀座、 套筒和接管作了进一步改进后的装配示意图； 图 9-4 为在图 9-1中阀座、 套筒和接管作了另一种改进后的装配示意图。

在上述技术方案中， 可以作出进一步改进。 比如， 如图 9-1 和图 9-2 所示， 阀座 1为分体结构， 包括上阀座 11和下阀座 12, 阀口 121和套筒 伸出部 122均开设于下阀座 12上， 并套筒伸出部 122伸入上阀座 11的腔 体中。 加工时， 先在下阀座 12上加工出阀口 121和套筒伸出部 122, 然后 再加工上阔座 11 ,最后将加工好的下阔座 12和上阔座 11组装。由此可知， 阀座 1分体的结构设计， 非常方便地实现了套筒伸出部 122的加工， 筒化 了加工工艺。

此外， 如图 9-1至图 9-2所示， 所述流量调节阀还包括第一接管 41和 第二接管 42, 第一接管 41连接于上阀座 11上， 第二接管 42连接于下阀 座 12上。 如图 9-1所示， 第一接管 41和第二接管 42平行设置， 并分别位 于阀座 1的两侧； 如图 9-2所示， 第一接管 41和第二接管 42平行设置， 并均位于阀座 1的同一侧； 如图 9-3所示， 第一接管 41和第二接管 42异 面设置， 并大体成 90。 夹角， 当然， 也并不限于 90。 夹角。 由此可知， 上 述结构设计可以根据制冷系统不同的应用环境 ，设置第一接管 41和第二接 管 42的位置， 因而具有极强的适应性。

具体地， 如图 9-2所示， 下阀座 12包括基座 124, 套筒伸出部 122设 于基座 124的上端， 并基座 124的下端面封闭； 基座 124的周向侧壁设有 接口 43 , 第二接管 42可以连接于接口 43上。 该接口 43可以根据需要设 置在基座 124周向侧壁的任意位置， 从而实现图 9-1、 图 9-3和图 9-4中的 结构设计。

此外， 在上述技术方案中， 可以作出进一步改进。 如图 3和图 4所示， 阀杆 2的任意垂直其轴线的横截面的外径均相等， 亦即阀杆 2的上部和下 部的外形尺寸一致； 并且， 如图 3所示， 阀座 1设有导向部 111 , 阀杆 2 穿过导向部 111伸入阀座 1的内腔中； 具体地， 如图 3所示， 上阀座 11设 有导向部 111 , 阀杆 2穿过导向部 111伸入上阀座 11的内腔中。

在专利号为 200580023202.7的中国专利所公开的流量调节阀中� ��如其 附图 2所示， 阀单元 40为下大上小结构， 亦即下部外径大， 上部外径小， 因而装配非常复杂， 装配成本高； 而在本发明中， 阀杆 2的任意垂直其轴 线的横截面的外径均相等， 并通过上阀座 11的导向部 111伸入阀腔中， 因 而装配工艺比较筒单， 装配较为方便。

再者， 在上述技术方案中， 还可以作出进一步改进。 如图 3所示， 阀 座 1在导向部 111的上方设有环形槽 112,具体地，上阀座 11在导向部 111 的上方设有环形槽 112,环形槽 112内设有套装于阀杆 2外部的密封件 113。 在专利号为 200580023202.7的中国专利所公开的流量调节阀中� ��如其 附图 2所示， 密封圈 102设于阀单元 40上， 具体地， 设于阀单元周向侧壁 的环形槽上； 由于阀单元 40需要沿轴向滑动， 此时， 为了维持密封圈 102 的密封性能，外螺纹导柄 46需要具有较大的轴向长度， 因而导致了阀体的 轴向尺寸较大。

而在本发明中， 如图 3所示， 上阀座 11在导向部 111的上方设有环形 槽 112, 环形槽 112内设有套装于阀杆 2外部的密封件 113 , 亦即密封件 113设于上阀座 11上， 而不是设于阀杆 2上， 此时为了保持密封件 113的 密封性能， 对于导向部 111的轴向长度没有要求， 导向部 111的轴向长度 可以较小， 进而减少了阀体的轴向尺寸。

再者， 如图 3和图 4所示， 由于本发明由于避免了采用现有技术中密 封片的结构设计， 因而阀杆 2沿轴向可以采用一体化结构， 在运输时颠簸 振动或工作时压缩机的振动的情况下， 不会存在脱开的风险。

具体地， 还可以提供另一种结构形式的阀杆， 具体请参考图 8-1、 图 8-2和图 8-3 , 图 8-1为本发明另一种实施例中阀杆的结构示意图 ； 图 8-2 为与图 8-1中的阀杆配合的下阀座的结构示意图；图 8-3为图 8-1中阀杆的 剖视图。

如图 8-1所示， 阀杆 2的下端部的圆周侧壁上开设有开口槽 3; 在此 基础上， 如图 9-2所示， 阀杆 2的下端部设有位置高于开口槽 3的台阶面 22, 并且进一步地， 该台阶面 22可以设于阀杆 2下端部的内部； 在此基础 上，请同时参考图 9-1至图 9-3 , 套筒伸出部 122可以进一步伸入阀杆 2的 下端部的内部或由其伸出，以便套筒伸出部 122的上端面与台阶面 22接触 密封或脱离接触。该种结构设计的技术效果与 开口槽 3设于套筒伸出部 122 上的结构设计（图 4和图 5所示）相同， 在此不再赘述。

此外， 在该种结构设计中， 是套筒伸出部 122 的上端面与台阶面 22 密封， 台阶面 22由于刚性强， 不易发生变形， 因而相对于现有技术中的密 封片的结构设计， 密封性能和使用寿命都得以显著提高。

具体地， 如图 8-3所示， 阀杆 2的管状内腔沿轴向贯穿阀杆 2, 以便 形成平衡阀杆 2上端和下端受力的平衡流道， 使得阀杆 2上端和下端所承 受的制冷剂的压力相同。

进一步地， 如图 8-3所示， 所述管状内腔中进一步设有过滤网 21 , 该 过滤网 21进一步可以通过卡圈 23固定在阀杆 2的管状内腔中。 该过滤网 21可以对制冷剂起到过滤作用， 从而防止制冷剂中的杂质进入丝杆 61与 螺母之间， 对丝杆 61的运动造成影响。

此外， 台阶面 22还可以设于阀杆 2的下端部的外部上，具体请参考图 8-4, 图 8-4为本发明又一种实施例中阀杆与下阀座的配 合结构示意图。

如图 8-4所示， 阀杆 2的下端部设有开口槽 3 , 并阀杆 2的下端部的 外部设有台阶面 22, 阀杆 2的下端部伸入套筒伸出部 122或由其伸出， 从 而以便台阶面 22与套筒伸出部 122的上端面接触密封或脱离接触。 显然， 该种技术方案也能解决技术问题， 实现发明目的。 并且， 该种结构设计也 能够较为方便地形成台阶面 22, 并且成本较低。

以上对本发明所提供的一种流量调节阀进行了 详细介绍。 本文中应用 是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域 的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进 行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本 发明权利要求的保护范围内。