1.本发明涉及流体控制技术领域，具体涉及一种电动切换阀。
背景技术：2.为了冰箱温度的精准调控，需进行制冷介质的微小流量调节，对于本领域技术人员而言如何改进电动切换阀进行优化设计以实现较高精度的小流量调节是亟待解决的技术问题。
技术实现要素：3.为解决上述技术问题，本发明提供一种新结构电动切换阀，能够实现小流量精确调节。
4.本发明提供的电动切换阀，包括阀座和壳体，所述阀座具有可连通进口和出口的内腔；还包括至少部分插装在所述阀座中的阀针和置于所述壳体中的丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的输出端与所述阀针适配，以沿轴向控制所述阀针相对于所述阀座的阀口切换工作位；所述阀针具有相邻配置的第一调节段和第二调节段，所述第二调节段的相对靠近所述第一调节段的调节槽横截面小于所述第二调节段的相对远离所述第一调节段的调节槽横截面，所述第一调节段的相对靠近所述第二调节段的调节槽横截面大于所述第一调节段的相对远离所述第二调节段的调节槽横截面；所述内腔中设置有与所述阀针适配的密封件，所述密封件能够与所述阀针的第二调节段和第一调节段构建相应的通流量；其中，所述密封件与所述第二调节段构建的第二通流量小于其与所述第一调节段构建的第一通流量。
5.与背景技术相比，本发明的阀针配置有第一调节段和第二调节段，并在阀座内腔中设置有与阀针适配的密封件，以形成内腔进口侧与出口侧之间的通流阻隔；工作过程中，阀针脱离阀口后，该密封件可依次与阀针的第二调节段和第一调节段构建相应的通流量；其中，密封件与第二调节段构建的第二通流量小于其与第一调节段构建的第一通流量。如此设置，随着阀针的轴向位移，可分别实现小流量调节和大流量调节；同时，在进行小流量调节时，与阀针径向适配的密封件能够与阀针外周表面保持贴合抱紧关系，该过程中流体只能通过第二调节段的调节槽流出，可有效规避内泄漏过大的问题。结构简单可靠，并具良好的调节机能。
附图说明
6.图1为实施例一所述电动切换阀的示意图；
7.图2为图1中所示电动切换阀的轴向剖视图；
8.图3为图2的ⅰ部放大图；
9.图4为图2中所示阀针的整体结构示意图；
10.图5为图2中所示电动切换阀的小流量调节状态适配关系示意图；
11.图6为图2中所示电动切换阀的大流量调节状态适配关系示意图；
12.图7为图3的
ⅱ‑ⅱ
剖面图；
13.图8为图7的ⅲ部放大图；
14.图9为实施例二所示电动切换阀的轴向剖视图；
15.图10为图9的ⅳ部放大图。
16.图中：
17.壳体1、转子2、阀座3、阀座体31、第一安装止口311、第二安装止口312、阀座芯32、阀口321、阀座体31
′
、第一安装止口311
′
、阀座芯32
′
、第三止口322
′
、阀针4、调节槽41、丝杆5、螺母6、弹簧7、密封件8、限位件9、限位环91、筒体92、中部过孔93、限位件9
′
、中部过孔93
′
、密封环10；
18.入口接管14、出口接管15。
具体实施方式
19.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。
20.实施例一：
21.请参见图1和图2，其中，图1为本实施方式所述电动切换阀的示意图，图2为图1所示电动切换阀的轴向剖视图。
22.该电动切换阀包括壳体1和内置在壳体1内的转子2，套装在外侧的线圈总成(图中未示出)与转子2构成步进电机。阀座3具有可连通进口和出口的内腔a，进、出口分别与入口接管14和出口接管15相连形成流体通路。
23.如图2所示，可轴向位移的阀针4部分插装于阀座3中，阀针4的适配端与阀座3上的阀口321适配，以在全闭工作位与全开工作位之间切换，且开度大小可调节。壳体1中设置有丝杆传动机构，用于将转子2的旋转驱动力转换为直线位移并传递至阀针4。该丝杆传动机构的输出端与阀针4适配，以沿轴向控制阀针4相对于阀座3的阀口321切换工作位。
24.不失一般性，本实施例以图示丝杆5和螺母6构建的丝杆传动机构进行动力传递路径示意。图中所示，转子2和丝杆5相对固定，转子2转动时带动丝杆5随同步转动，与丝杆5适配的螺母6与阀座3固定，从而将丝杆5的转动运动转化为轴向直线运动。丝杆5抵在阀针4上，并推动阀针4朝向阀口321的方向位移，至阀针4的适配端向下移动至与阀口321的圆角接触时，阀针4无法继续移动，从而确定了图2所示为全闭工作位。该过程中，阀针4与阀座3间的弹簧7受压形变。
25.当丝杆5朝向远离阀口的方向位移时，弹簧7释放所储备的弹性变形能推动阀针4，与丝杆5同步位移。应当理解，根据不同产品类型的需要，丝杆传动机构的结构形式非局限于图中所示，只要满足上述传递动力的功能均可。
26.本方案中，阀针4具有相邻配置的第一调节段s1和第二调节段s2，请一并参见图3和图4，其中，图3为图2的ⅰ部放大图，图4为阀针4的整体结构示意图。
27.在第二调节段s2的外周表面开设有内凹调节槽41，沿阀针4的开启方向，该第二调节段s2位于第一调节段s1的上游侧，且第二调节段s2的调节槽41横截面呈逐渐递增的趋势变化，相应地，第一调节段s1的横截面呈逐渐递减的趋势变化，以在开阀过程中分别实现相
应流量的调节。也就是说，第二调节段s2的相对靠近第一调节段s1的调节槽横截面小于第二调节段s2的相对远离第一调节段s1的调节槽横截面，第一调节段s1的相对靠近第二调节段s2的调节槽横截面大于第一调节段s1的相对远离第二调节段s2的调节槽横截面
28.相应地，本方案在阀座3的内腔a中设置有与阀针4径向适配的密封件8，以形成该内腔a的进口侧和出口侧之间的通流阻隔，并配置为：阀针4脱离阀口321后，密封件8依次与阀针4的第二调节段s2和第一调节段s1构建相应的通流量；请一并参见图5和图6，其中，图5为密封件8与阀针4第二调节段s2适配的小流量调节状态，图6为密封件8与阀针4第一调节段s1适配的大流量调节状态。其中，密封件8与第二调节段s2构建的第二通流量小于其与第一调节段s1构建的第一通流量。
29.如图4所示，第二调节段s2的外周表面与阀针4的本体表面等径。当阀针4在全闭工作位至小流量调节区间位移时，其与密封件8适配的表面无径向尺寸变化，密封件8相对于阀针4得以在该区间切换时顺畅过渡，可降低磨损，并可有效控制作动噪声。
30.为了提高全闭时的密封性能，阀针4切换至该全闭工作位时，结合图3所示，密封件8与第二调节段s2上游侧阀针4的本体表面构建径向密封副；此状态下，一方面密封件8与阀针4之间形成密封，同时阀针4的适配端压紧阀口321形成第二道密封。
31.当然，本方案中进一步充分利用第一调节段s1作为阀针4与阀口321相应的适配端，也就是说，阀针4处于图2所示的全闭工作位时，通过其第一调节段s1封堵阀口321。可以理解的是，阀针4的阀口适配端也可以采用独立的结构配置，也即独立于第一调节段s1另行设计。相比较而言，本方案中阀针4的第一调节段s1兼具大流量调节及与阀口适配端两个功能，具有结构简单产品集成度高的特点，且工艺成本相对可控。
32.另外，沿阀针4的开启方向，阀针4的第一调节段s1为横截面逐渐递减的锥形，例如但不限于图中所示的圆锥形，第一调节s1段的横截面呈线性递减的趋势变化。同时，沿该阀针4的开启方向，阀针4的第二调节段s2的调节槽41横截面呈线性递增的趋势变化。这样，两个调节段的通流截面均呈线性变化，为精确控制流量提供了良好的技术保障。
33.此外，为了利于过渡结构设计及加工工艺性，如图4所示，该调节槽41沿轴向布置，并延伸至第一调节段s1的与第二调节段s2的邻接位置处。需要说明的是，第一调节段s1上的调节槽41可沿与阀针4轴心线平行的方向布置，也可采用其他布置形式，只要满足调节槽41横截面呈递增的趋势变化的功能要求，均在本技术请求保护的范围内。
34.另需说明的是，该调节槽41的数量可根据不同阀机能的设定要求进行选择。例如但不限于，本方案图中所示的周向间隔设置有两个调节槽41，请参见图7，该图为图3的
ⅱ‑ⅱ
剖面图。
35.图中所示，两个调节槽41相对于阀针4的本体对称设置，亦可设置为周向间隔设置的多个(图中未示出)。此外，调节槽41且槽壁的形状也可根据需要进行选择，例如但不限于图8中所示的内凹折线状，或者也可以为内凹弧状。
36.基于上述基础结构，第二调节段s2的调节槽41横截面呈逐渐递增的趋势变化均包括槽深和槽宽的尺寸递增，当然，该调节槽41横截面渐变，也可以为槽深不变、槽宽递增，或者可以为槽深递增、槽宽不变。
37.下面结合图2、图5和图6，简要说明本方案所述电动切换阀开阀过程中的流量调节机制。
38.一、小流量调节。
39.自图2所示的全闭工作位，当转子2带动丝杆5向上运动时，阀针4同步上移脱离阀口321，阀针4的第二调节段s2首先与密封件8适配，如图5所示，基于调节槽41横截面呈逐渐递增的趋势变化，随着阀针4与密封件8轴向相对位置的变化，所对应的调节槽41横截面面积不同，从而实现对流入到出口接管15的冷媒流量进行小流量调节。
40.这里，为实现相同流量，本方案调节槽41的流通水力半径比传统锥阀的同心圆环流通孔的水力半径大，因此，不易产生堵塞。
41.二、大流量调节。
42.当转子2带动丝杆5继续向上运动时，阀针4同步继续上移至其第一调节段s1与密封件8适配，如图6所示，基于第一调节段s1的横截面呈逐渐递减的趋势变化，随着阀针4与密封件8轴向相对位置的变化，所对应的通流截面逐渐增大，从而实现对流入到出口接管15的冷媒流量进行大流量调节。
43.为了进一步优化密封件的装配关系，作为优选，可以在阀座3的内腔中设置一具有中部过孔93的限位件9，阀针4插装在该中部过孔93中。
44.请一并参见图3。基于限位件9的设置，在限位件9与阀座3之间形成密封环槽，密封件8置于该密封环槽中，以形成满足装配要求的限位。作为优选，该密封件8配置为唇形密封圈，且唇形密封圈的唇口尺寸大于中部过孔93且小于阀针4的径向适配表面，由此满足可靠的密封关系。当阀针4的第二调节段s2位移至与唇形密封圈适配时，由于唇口尺寸小于阀针4的径向适配表面，两者始终保持贴合关系，进入内腔进口侧的冷媒介质只能经由第二调节段s2上的调节槽41流动至出口侧，从而解决了内泄漏过大的问题，确保小流量调节精度。
45.随着阀切换的往复运行，唇形密封圈的弹簧圈压紧润滑塑料圈，即便产生唇口磨损，也能够保持始终贴紧阀针4的外周表面，从而实现对该磨损量的补偿，具有较好的密封可靠性。
46.本方案中，阀座3包括围合形成内腔的阀座体31和阀座芯32，阀座体31具有与阀座芯32适配的第一安装止口311，具体可根据结构设计需要如图所示容置阀座芯32，或者部分容置阀座芯32(图中未示出)。相应地，安装密封件8的密封环槽形成在限位件9与阀座芯32之间。
47.具体来说，图3所示的限位件9包括筒体92和限位环91，该限位环91自筒体92的端部径向内伸并形成中部过孔93，阀座体31的内壁具有可部分容置筒体92的第二安装止口312，筒体92的两端分别与第二安装止口312的台阶面阀座芯32轴向压抵，进而完成轴向组装定位。
48.另外，为了防止流体从装配间隙流入出口接管15，在阀座体31和阀座芯32之间可设置密封环10，例如但不限于，该密封环10设置在第一安装止口311的台阶面与阀座芯32之间，阀座芯32压紧密封环10使其产生形变，且密封环10的内缘与限位件9的筒体92外周表面构建径向密封副。这样，流体无法从筒体92和阀座体31之间的间隙流至出口接管15。
49.实施例二：
50.本方案与实施例一的区别在于，针对密封件8提供一种不同的限位件9
′
及其装配关系。请一并参见图9和图10，其中，图9为本实施例所示电动切换阀的轴向剖视图，图10为图9的ⅳ部放大图。为了清楚示出本方案与实施例一的区别和联系，相同功能构成和结构在
图中以相同标记进行示明。
51.如图所示，阀座3包括围合形成内腔的阀座体31
′
和阀座芯32
′
，同样地，阀座体31
′
具有可至少部分容置阀座芯32
′
的第一安装止口311
′
；密封环槽形成在限位件9
′
与阀座芯32
′
之间。本方案中，具有中部过孔93
′
的限位件9
′
为限位环板，在阀座芯32
′
上具有第三止口322
′
，该第三止口322
′
可至少部分容置所述限位环板，该限位环板(9
′
)与第三止口322
′
的台阶面轴向压抵，建立轴向固定组装关系。
52.其他构成及连接关系与实施例一相同，在此不再赘述。
53.需要说明的是，本实施例所述电动切换阀的固定结构件非局限于图中所示结构，具体可根据产品设计需要及工艺性进行选择，例如，密封件8可采用其他限位结构。
54.以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.电动切换阀，其特征在于，包括阀座和壳体，所述阀座具有可连通进口和出口的内腔；还包括至少部分插装在所述阀座中的阀针和置于所述壳体中的丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的输出端与所述阀针适配，以沿轴向控制所述阀针相对于所述阀座的阀口切换工作位；所述阀针具有相邻配置的第一调节段和第二调节段，所述第二调节段的外周表面开设有内凹调节槽，沿所述阀针的开启方向，所述第二调节段位于所述第一调节段的上游侧，所述第二调节段的相对靠近所述第一调节段的调节槽横截面小于所述第二调节段的相对远离所述第一调节段的调节槽横截面，所述第一调节段的相对靠近所述第二调节段的调节槽横截面大于所述第一调节段的相对远离所述第二调节段的调节槽横截面；所述内腔中设置有与所述阀针适配的密封件，所述密封件能够与所述阀针的第二调节段和第一调节段构建相应的通流量；其中，所述密封件与所述第二调节段构建的第二通流量小于其与所述第一调节段构建的第一通流量。2.根据权利要求1所述的电动切换阀，其特征在于，所述阀针切换至全闭工作位时，所述密封件与所述第二调节段上游侧所述阀针的本体表面构建径向密封副。3.根据权利要求2所述的电动切换阀，其特征在于，所述第一调节段形成所述阀针与所述阀口相应的适配端，所述阀针处于全闭工作位时，通过所述第一调节段封堵所述阀口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动切换阀，其特征在于，所述内腔中还包括具有中部过孔的限位件，所述限位件与所述阀座之间形成密封环槽，置于所述密封环槽中的所述密封件配置为唇形密封圈；所述阀针插装在所述中部过孔中，且所述唇形密封圈的唇口尺寸大于所述中部过孔且小于所述阀针的径向适配表面。5.根据权利要求4所述的电动切换阀，其特征在于，所述阀座包括围合形成所述内腔的阀座体和阀座芯，所述阀座体具有可至少部分容置所述阀座芯的第一安装止口；所述密封环槽形成在所述限位件与所述阀座芯之间，所述限位件包括筒体和限位环，所述限位环自所述筒体的端部径向内伸并形成所述中部过孔，所述阀座体的内壁具有可至少部分容置所述筒体的第二安装止口，所述筒体的两端分别与所述第二安装止口的台阶面和所述阀座芯轴向压抵。6.根据权利要求5所述的电动切换阀，其特征在于，所述第一安装止口的台阶面与所述阀座芯之间还设置有密封环，且所述密封环的内缘与所述筒体的外周表面构建径向密封副。7.根据权利要求4所述的电动切换阀，其特征在于，所述阀座包括围合形成所述内腔的阀座体和阀座芯，所述阀座体具有可至少部分容置所述阀座芯的第一安装止口；所述密封环槽形成在所述限位件与所述阀座芯之间，所述限位件为限位环板，所述阀座芯具有可至少部分容置所述限位环板的第三止口，所述限位环板与所述第三止口的台阶面轴向压抵。8.根据权利要求2所述的电动切换阀，其特征在于，所述第二调节段的外周表面与所述阀针的本体表面等径。9.根据权利要求8所述的电动切换阀，其特征在于，沿所述阀针的开启方向，所述第一调节段为横截面逐渐递减的锥形。10.根据权利要求8或9所述的电动切换阀，其特征在于，沿所述阀针的开启方向，所述第二调节段的调节槽横截面呈线性递增的趋势变化，所述第一调节段的横截面呈线性递减的趋势变化。
11.根据权利要求10所述的电动切换阀，其特征在于，所述调节槽延伸至所述第一调节段与所述第二调节段的邻接位置处。12.根据权利要求1所述的电动切换阀，其特征在于，所述调节槽设置为周向间隔设置的多个，且槽壁为内凹弧状或者内凹折线状。13.根据权利要求12所述的电动切换阀，其特征在于，沿所述阀针的开启方向，所述第二调节段的调节槽横截面呈逐渐递增的趋势变化包括槽深和/或槽宽的尺寸递增。
技术总结本发明公开一种电动切换阀，其阀针具有相邻配置的第一调节段和第二调节段，第二调节段的外周表面开设有内凹调节槽，沿所述阀针的开启方向，第二调节段位于所述第一调节段的上游侧，且第二调节段的调节槽横截面呈逐渐递增的趋势变化，第一调节段的横截面呈逐渐递减的趋势变化；内腔中设置有与所述阀针径向适配的密封件，以形成所述内腔的进口侧和出口侧间的通流阻隔，并配置为：所述阀针脱离所述阀口后，所述密封件依次与所述阀针的第二调节段和第一调节段构建相应的通流量；其中，所述密封件与所述第二调节段构建的第二通流量小于其与所述第一调节段构建的第一通流量。应用本方案，能够实现大流量调节和精确的小流量调节，具良好的调节机能。好的调节机能。好的调节机能。
技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：浙江三花智能控制股份有限公司
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
