CN101063631B - 用于膨胀阀的感温头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于膨胀阀的感温头，它包括介质密封的腔(39)，该腔可以充填对温度敏感的气体，其中腔(39)至少部分地通过金属壁(41)被界定，在该金属壁中设置有带着上面注入口边缘(51)的注入口(42)，并且设置有在注入口(42)中处于压配合的封闭体(44)，其中封闭体(44)的作用在注入口(42)的内壁(48)上的外径相比于内壁(48)的内径构造得更大，使得封闭体(44)的区段(49)在压力下贴靠在内壁(48)上，并且沿着封闭体(44)的压入方向在封闭体(44)的贴靠在内壁(48)上的区段(49)前在压入过程中形成注入口(42)的横截面收缩(47)，该横截面收缩至少部分地贴靠在封闭体(44)上。

Description

用于膨胀阀的感温头
技术领域
本发明涉及一种用于膨胀阀的感温头(Thermokopf)。
背景技术
常规的用于膨胀阀的感温头包括一个介质密封(mediumsdicht)的腔，该腔由一种对温度敏感的气体填充。这个腔在一个侧面上通过膜片被界定，通过这个膜片，取决于在膨胀阀里的对温度敏感的气体的膨胀，通过调整元件来操纵阀门。在感温头的腔里设置有一个注入口，该注入口与一个毛细管连接，用于注入对温度敏感的气体。这种实施方式具有如下缺点，即对于制造一个被充填的感温头具有大量的工作步骤，而且需要花费非常多的时间。
为了减少单个加工步骤以及备选地充填感温头，由JP06-185833A提出了一种感温头，这种感温头包括一种备选毛细管的封闭体，它用于关闭注入口。这种封闭体放入到注入口中，并且在它的外部边缘区域上，在感温头的腔壁外侧设置有焊缝，用于形成密封性。类似的实施方式由EP 0962727A2和EP1092429B1公开。此外在根据JP06-185833A的实施例中，密封的元件放入到注入口中，并通过一个覆盖板来防护，该覆盖板焊接在腔的一个外侧上。这种实施方式具有如下缺点，即必需精确的加工用于设置焊缝并因此获得密封性。
由EP1092929B1公开了例如一种感温头，其中在腔的壁上设置了一个钢球，用于关闭注入口。这个钢球具有显著大于注入口内径的球直径。球因此放在开口边缘上，通过点焊相对注入口的注入边缘固定。这种实施方式具有如下缺点，即在点焊的过程中，对温度敏感的气体会从腔中漏出。此外必需非常精确的制造工艺，用于获得均匀的环形焊缝。
为了提高密封性和为了放入到感温头上腔的注入口中的封闭体的连接，根据EP0831238B1提出，构造一种带凸肩的封闭体，这个封闭体贴靠在腔壁的外侧面上，它邻接到注入边缘开口。在封闭体的支撑凸肩和感温头的腔壁外侧之间，通过电阻焊接形成焊接连接。由此实现大面积的连接，在此这种方案具有如下缺点，即在横截面上形成相对较长的焊缝，而且助熔剂会留在焊接基材上。
此外上述提到的解决方案具有如下缺点，即只能提供一种简单的密封，这种密封对于振动和摆动是没有抵抗力。此外这种连接可能会由于腐蚀而提前被削弱。
通过DE4431593A1公开了一种封闭结构，该封闭结构用于在加热设备内的热交换器上将在调温器附加部分的温度调节阀内的气压探测器注入口关闭，它包括用于形成双重密封性的一个第一和第二锁闭部件。在一种实施方式中，这个第一锁闭部件和第二锁闭部件构造为整体，其中第一锁闭部件在压力下放置在注入口中，第二锁闭部件包括一个凸肩，该凸肩位于腔的外侧面。在凸起部的外部边缘上设置有焊缝，用于将锁闭部件同腔壁的外侧面密封地连接。因此设置凸肩是必需的，从而在焊缝的焊接过程中第一锁闭部件不会落到腔里面去。这种方案具有如下缺点，即封闭体在其构造上是费力的。此外，由于凸肩到注入口之间大距离的构造，在几何上限制了腔壁的构造。此外，不但邻接于注入口的腔的外侧面，而且封闭体的凸肩以及封闭结构塞部都需要精确地制造，用于获得密封的结构。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种用于膨胀阀的带有封闭体的感温头，该感温头实现简单地密封注入口以及耐久的密封性。
根据本发明，这项任务通过如下所述的用于膨胀阀的感温头来完成。本发明的其他有利方案和改进方案在下文中给出。
根据本发明的用于膨胀阀的感温头包括介质密封的腔。该腔可以充填对温度敏感的气体，其中腔至少部分地通过金属壁被界定。在该金属壁中设置有带着上面注入口边缘的注入口，并且设置有在注入口中处于压配合的封闭体。其特征在于，封闭体的作用在注入口的内壁上的外径相比于内壁的内径构造得更大，使得封闭体的区段在压力下贴靠在内壁上，并且在压入过程中沿着封闭体的压入方向在封闭体的贴靠在内壁上的区段之前形成注入口的横截面收缩，该横截面收缩至少部分地贴靠在封闭体上。
用于膨胀阀的感温头在充填之后通过被压入到腔的注入口内的封闭体来封闭。由此腔的冲压孔或者注入口已经介质密封地被密封。在封闭体的压入过程中，由于注入口内壁的内径同作用在其上的封闭体的外径之间的比例形成了注入口横截面收缩，该横截面收缩沿着压入方向位于封闭体前面。这是通过在压入过程中内壁材料的流动来实现的。由此，封闭体在横截面收缩和封闭体的最大外径之间的区域内在注入口的内壁上近似被嵌入，并且形成耐久的密封连接。这种密封结构在简单的制造方法中以少量的加工步骤实现，其中只需要在充填之后将封闭体放入到腔壁的注入口中。
根据本发明的另一个有利方案，封闭体的外径相比在腔壁中的注入口的内壁直径至少大5％。由此，在壁区段产生部分的塑性变形之后，优选在压入的过程中通过材料排挤或者材料滑移同时形成横截面收缩的情况下，这种方案可以在内壁和封闭体的最大外径之间获得压配合(Presssitz)。通过变形中的弹性部分，在放入封闭体后可以在封闭体上得到壁区段增大的贴靠面。
内壁的高度选构造为与封闭体外径的比例在0.6到2.0之间。通过这种几何特性，可以实施简单的压入过程，并且保证最大的外径作用于注入口的内壁区段，并且封闭体通过内壁被固定，以及在压入之后得到横截面收缩。
腔壁的材料至少由优质钢形成。在这样的情况下，封闭体优选由一种与优质钢相比具有更高强度以及更大弹性模量和更大表面硬度的材料制成。由此在压入的过程中，可以避免封闭体自身变形，并且形成横截面收缩和凸起部(Wulst)。
根据本发明的另一个有利方案，封闭体压入到腔的注入口的过程是受位移限制的(wegbegrenzt)。由此在精确地执行压制装置的调整之后，可以简单并快速地制造用于将注入口密封的封闭结构。备选地，压入过程是受力限制的(kraftbegrenzt)。由此可以同时监控至少细微形成的横截面收缩。此外，可以备选地设置用于制造和监控压入过程的力-位移限制的组合。
为了获得最终密封性(Enddichtigkeit)，被压入的封闭体进行后处理。这种后处理也形成了对腐蚀的防护，从而在腔里面实现注入口的封闭结构的高寿命。
对于后处理，优选在封闭体和内壁或注入口的注入口边缘之间设置材料配合连接。由此实现注入口中的封闭体的可靠布置，也提高了密封性的耐久。
例如形成材料配合连接，使用腔壁相对封闭体的硬钎焊或者软钎焊以及焊接。在此可以应用不同的焊接方法，例如激光焊或等离子焊、电阻焊接、摩擦焊接、涡流焊接(Wirbelstromschweissen)、WIG焊接、MIG焊接和MAG焊接或者类似方法。
为了在封闭体和腔壁之间形成材料配合连接，封闭体构造为硬化的含有铬的钢球，用于优选同由优质钢制成的腔壁进行焊接。
在备选的后处理中，通过涂覆有机或无机的涂层、蒸镀(Be-dampfung)、蒙护或者粘贴或通过涂覆薄膜或层，它们通过化学反应或者附加材料，例如粘贴剂或者类似物，或者通过加热附加地覆盖住注入口，获得耐久的密封性。
根据一种备选的实施方式，后处理可以通过将腔壁的外部注入口边缘向着封闭体的填堵(Verstemmen)采进行。由此，注入口边缘在压力下和必要时在热作用下，移动到封闭体上，用于获得密封的结构。
在一种通过注入口边缘的填堵的后处理中，注入口优选通过从内向外的冲制而形成。由此，在注入口外部边缘自动形成一个凸起部，该凸起部可以用一种简单的方式来填堵。
后处理时形成的材料配合连接是在注入口的开口壁或内壁直到封闭体和内壁的形成了压配合的区段之间而形成的。由此压配合得以保持，并且附加地紧接着压配合得到完全耐久的密封。
封闭体优选构造为球体，尤其是钢球。同样可以设置其他备选的几何体，例如圆柱销或者锥形销、锥体、截锥体、双截锥体、桶形体，用于封闭注入口。
附图说明
本发明以及其他有利的实施方式和改进方案，随后借助在附图中示出的例子详细地进行描述和说明。从描述和附图中获得的特征可以单独地或者多个以任意组合地根据本发明来应用。附图示出：
图1一个膨胀阀的示意截面图，它带有根据本发明的感温头，
图2a和b  一个被压入到注入口中的封闭体的示意截面图，它接着进行激光焊接后处理，
图3至6a和b备选实施方式的示意截面图。
具体实施方式
图1中作为示例示出了膨胀阀11。这个膨胀阀11包括一个具有一个第一冷却剂入口14、第一冷却剂出口15的外壳12和将第一冷却剂入口14同第一冷却剂出口15连接的冷却剂通道16。此外在外壳12中设置有一个第二冷却剂入口17和一个第二冷却剂出口18，它们通过一个第二冷却剂通道19相互连接。在第一冷却剂入口14上连接有冷凝器21的出口端，该冷凝器的进口端与压缩机22的出口端连接。压缩机22的进口端与蒸发器23的出口端连接。膨胀阀11的外壳12有一个调节机构24，该调节机构在外壳12中设置为例如嵌入式阀(Einschraubpatrone)。此外这个调节机构24也可以作为单独的部件设置在外壳12上。调节机构24可以附加地通过位移形成机构和止回阀来操作。调节机构24包括一个阀门关闭元件25，该阀门关闭元件25在关闭位置将位于第一冷却剂入口14和第一冷却剂出口15之间的流出口27的阀座26关闭。调节机构24可以附加地包括减振元件28。
为了操作阀门关闭元件25，设置有感温头38形式的操纵设备，该感温头通过传递销31对阀门关闭元件25产生作用，并开启和关闭阀座26的流出口27。
感温头38包括一个腔39，该腔用于容纳对温度敏感的气体。腔39被腔壁41围绕，该腔壁至少由一种金属材料构成。此外可注入气体的腔39通过膜片40界定，该膜片40作用于至少一个调节元件，并且该至少一个调节元件又作用于传递销31，用于操作阀门关闭元件25。感温头38的腔壁41具有注入口42，它在腔39被充填之后通过封闭体44来关闭。
感温头38以及根据本发明的方案随后在其他的图2至6b中进行描述。
图2示出了腔壁41的示意放大视图，该腔壁41具有感温头38的注入口42。在注入口42中压入了一个封闭体44。在压入过程中，封闭体44根据箭头46进入到注入口42内形成一个横截面收缩47或者一个凸起部，该凸起部至少部分地贴靠在封闭体44上。横截面收缩47是通过由于封闭体44的压入而引起的注入口42的内壁48材料的流动以及通过腔壁41材料的排挤形成的。例如由球体、特别由钢球构成的封闭体44由此被内壁48至少部分嵌入地容纳，确切地说在一个从横截面收缩47延伸到封闭体44的区段49的区域内，封闭体44具有它的最大直径，并作用在内壁48上。
在使用球形的封闭体44的情况下，封闭体44的外径Dk构造为比注入口42的内径dL大至少5％。附加的优点是，腔壁41的壁厚dW相对于封闭体44的直径Dk的比例设置在0.6到2.0之间。
注入口42可以在相反于封闭体44的压入方向在上面外部的注入口边缘51处具有倒角或者倒圆，用于实现将封闭体44简单地导入注入口42。
在图2a中示出的结构在充填感温头40的腔39之后通过封闭体44实现了将注入口42密封。为了形成耐久的密封性以及腐蚀防护，根据图2b补充地进行一种后处理。这种后处理优选为材料配合连接。由图2a中的实施例出发，这种材料配合连接通过激光焊接制成。例如封闭体44和注入口边缘51以及在其间形成的楔形部分被施加以激光脉冲，用于形成部件的材料配合连接。但是材料配合连接的区域优选只被设置在这样的范围内，即使得在封闭体44和注入口42的内壁48之间的压力在区段49内得以保持。备选并且未详细示出的用于部件材料配合连接的后处理可以其他焊接方法进行，特别是熔焊方法。其中过程参数这样进行设定，即使得在封闭体44和注入口42的内壁48之间的压力在区段49内得以保持。
图3中示出了对于图2b的一种备选的后处理。这种后处理可以例如通过涂覆一种有机或者无机的涂层50来实现，用于形成腐蚀防护。备选地可以压上、粘贴或者在热的作用下涂覆一种薄膜。此外通过油漆或者类似物可以实现一种蒙护。同样可以备选地设置涂层的渗镀(Aufdampfen)。
图4中示出了另一种备选的后处理方案。注入口边缘51通过填堵过程(Stemmvorgang)进行处理，使得它紧贴或者贴靠在封闭体44的几何形状上。由此在注入口42中形成封闭体44压配合的防护。附加地接着还可以进行熔焊处理或者钎焊处理。备选地或者附加地，在填堵上面的注入口边缘51之后，进行如同例如在图2b或图3中描述的后处理。
图5示出了用于封闭的注入口42的后处理的另一种备选方案。在此通过电阻焊制造在封闭体44与腔壁41之间的材料配合连接。其他备选方案，例如涡流焊接、摩擦焊接或者类似方法都是可以的。
图6a和b示出了本发明的另一种备选实施方式。在腔壁41中的注入口42在压入方向的反向被冲制，从而注入口边缘51至少具有小的鼓起或者凸起部53。在压入封闭体44之后，这用来朝着封闭体44那边填堵。
根据图5和图6的实施方式也可以附加地设置有焊接、涂层、蒙护和/或其他的覆层，以形成附加的腐蚀防护。
为了得到一个扩散密封(diffusionsdicht)的封闭结构，此外可以使用一种可焊接的材料遮盖注入口，或者将一种可焊接的材料输送到注入口42，从而通过加热这种材料，实现注入口42的封闭。这可以由此获得，即通过热源被加热的材料从注入口边缘51流入到注入口42中，并将注入口封闭，同时形成同注入口边缘51的材料配合连接。除了遮盖注入口42，还可以将一种遮盖着注入口42并贴靠或者放置在注入口边缘51上的盖子完全加热，用于将注入口42封闭。电磁射线、尤其是激光束可以作为热源。备选地还可以使用其他用于焊接的方法。这种备选实施方式可以实现简单地制造扩散密封的封闭结构。优选注入口42构造为小的，从而实现注入口边缘51的材料本身和/或输送的熔化材料快速通过注入口42。在封闭注入口42之后，可以进行如前面所述的其他处理，例如涂覆一种有机的或者无机的涂层、蒙护或薄膜或者类似的。此外，还可以补充地通过焊接填料涂覆一种硬焊料层或者软焊料层或者其他层。
所有上面描述的特征分别对于本发明都是重要的，并且可以任意组合。

Claims (16)

1.用于膨胀阀的感温头，它包括介质密封的腔(39)，该腔可以充填对温度敏感的气体，其中腔(39)至少部分地通过金属壁(41)被界定，在该金属壁中设置有带着上面注入口边缘(51)的注入口(42)，并且设置有在注入口(42)中处于压配合的封闭体(44)，
其特征在于，所述封闭体(44)的作用在注入口(42)的内壁(48)上的外径相比于所述内壁(48)的内径构造得更大，使得所述封闭体(44)的区段(49)在压力下贴靠在所述内壁(48)上，并且在压入过程中沿着所述封闭体(44)的压入方向在所述封闭体(44)的贴靠在内壁(48)上的区段(49)之前形成所述注入口(42)的横截面收缩(47)，该横截面收缩至少部分地贴靠在所述封闭体(44)上，而所述腔(39)的注入口(42)是介质密封的。
2.按照权利要求1所述的感温头，其特征在于，所述封闭体(44)的外径(Dk)相比所述注入口(42)的内壁(48)的直径(dL)大至少5％。
3.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，所述内壁(48)的高度与所述封闭体(44)的外径的比例为从0.6到2.0。
4.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，腔壁(41)的材料由优质钢制成，并且所述封闭体(44)的材料具有比优质钢更高的强度和表面硬度。
5.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，所述封闭体(44)进入到所述注入口(42)的压入过程是受位移限制的。
6.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，所述封闭体(44)进入到所述注入口(42)的压入过程是受力限制的。
7.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，被压入到注入口(42)内的所述封闭体(44)为了获得最终密封性而进行后处理。
8.按照权利要求7所述的感温头，其特征在于，对于后处理设置有材料配合连接，在这种材料配合连接中，所述注入口(42)的内壁(48)或者注入口边缘(51)同所述封闭体(44)密封地连接。
9.按照权利要求8所述的感温头，其特征在于，所述材料配合连接通过激光焊接、等离子焊接、涡流焊接、电阻焊接、摩擦焊接、WIG焊接、MIG焊接、MAG焊接、硬钎焊或者软钎焊制成。
10.按照权利要求9所述的感温头，其特征在于，所述封闭体(44)构造为硬化的含有铬的钢球。
11.按照权利要求7所述的感温头，其特征在于，对于后处理涂覆有机或无机的涂层(50)、蒸镀、薄膜或者蒙护。
12.按照权利要求7所述的感温头，其特征在于，所述后处理通过将腔壁(41)的外部注入口边缘(51)朝着所述封闭体(44)填堵来进行。
13.按照权利要求12所述的感温头，其特征在于，在通过填堵腔壁(41)的外部注入口边缘(51)来进行的后处理中，所述注入口(42)被从内向外地冲制。
14.按照权利要求13所述的感温头，其特征在于，所述注入口(42)被从内向外地冲制而形成了凸起部(53)
15.按照权利要求8所述的感温头，其特征在于，所述材料配合连接是在所述注入口(42)的注入口边缘(51)或内壁(48)直到在所述内壁(48)与封闭体(44)之间形成了压配合的区段(49)之间形成的。
16.按照权利要求1或2所述的感温头，其特征在于，所述封闭体(44)构造为球体、圆柱销、锥形销、锥体、截锥体、双截锥体或者桶形体。
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