CN105402438B - 热力膨胀阀及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热力膨胀阀及其制造方法,该热力膨胀阀的阀体用不锈钢制成,热力膨胀阀的气箱头和用于与流体管道连接的连接件都是通过焊接方式连接到阀体上。这样,该热力膨胀阀与现有热力膨胀阀相比具有明显较低的体积和重量,有利于节约原材料、降低使用该热力膨胀阀的空调或制冷设备的整体重量、以及设备的小型化;且制造阀体和连接件时都无需在厚重的整块金属材料上形成直径和深度较大的开孔,只要对较细的金属棒料和轻薄的金属板料进行较为简单的加工即可,操作更加简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及节流控制领域,尤其涉及一种热力膨胀阀及其制造方法。
背景技术
热力膨胀阀(Thermostatic Expansion Valve, TXV)是空调及制冷设备普遍采用的节流部件,它可以对特定的流体,例如来自冷凝器的液态制冷剂进行节流和降压,并根据蒸发器出口的温度来调节从冷凝器送入蒸发器的制冷剂的流量,以适应制冷负荷不断变化的需要。热力膨胀阀对制冷剂流量进行控制的一般原理是:通过气箱头感测蒸发器出口的温度,气箱头内的介质根据气箱头所感测的温度产生对应程度的热膨胀,通过热膨胀对与气箱头连接的阀杆产生压力,阀杆在该压力的驱动下推动阀芯移动,从而调节阀孔的开度,达到调节制冷剂流量的效果。
现有的热力膨胀阀存在的一个主要问题在于,其阀体一般是在整块的金属材料上进行开孔等加工工艺而形成的,由于需要在阀体上留出足够的空间以供进行开孔加工,阀体的体积和重量通常较大,不利于整体结构的小型化,制造时消耗的材料也较多。而且为了将阀体与空调系统的制冷剂管道连接,通常需要在厚重的金属材料上挖出尺寸和深度较大的开孔以形成用于连接制冷剂管道的连接件,操作较为困难,不利于提高生产效率。另外,现有的热力膨胀阀大多是通过螺纹结构将气箱头和用于与流体管道连接的连接件连接到阀体上的,而开设螺纹结构的操作一般较为困难,费时费力。
因此,有必要对现有的技术进行改进,以解决以上技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体积更小、重量更轻的热力膨胀阀及其制造方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种热力膨胀阀,包括阀体,所述阀体用不锈钢材料形成;所述热力膨胀阀还包括气箱头,所述气箱头不采用螺纹结构与阀体连接,而是部分地套设在所述阀体的部分外表面上或者部分地插入所述阀体内部,并通过炉焊或激光焊接方式焊接在所述阀体上。
所述阀体包括中空的套接头,所述气箱头包括中空的套接部,所述套接头的内壁与所述套接部的外表面均未设置螺纹结构;所述套接部套设在所述套接头的部分外表面上,所述套接头与所述套接部的局部相抵接而实现所述气箱头在轴向上的定位,且所述气箱头通过炉焊或激光焊接方式焊接在所述套接头上。
所述阀体为由不锈钢材料加工形成的一体化结构,包括第一安装部、连接管、第二安装部、第三安装部及底座部;所述第一安装部包括圆柱面形或大致呈圆柱面形的第一外周面,并开设有沿着所述第一外周面的轴向延伸,用于感测流体工况的回流通道和分别与所述回流通道两端连通的第一连接孔及第二连接孔,所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一直线上或相互平行;所述第二安装部开设有第三连接孔,且所述第二安装部的与其开设有所述第三连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括平面部分,所述第二安装部还包括形成在所述第三连接孔与所述平面部分之间的第二外周面,所述第二外周面包括向所述阀体顶端凸出的第二顶面、向所述阀体顶端凹进的第二底面、以及连接在所述第二顶面与所述第二底面之间的两个第二侧面;所述套接头为所述第一安装部的一部分或用激光焊接方式焊接在所述第一安装部上,所述连接管一端连接所述第一安装部,另一端连接所述第二安装部;所述第三安装部连接在所述第二底面上,开设有第四连接孔,且所述第三安装部的与其开设有所述第四连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括另一个平面部分;所述底座部为圆柱形或大致为圆柱形,其一端连接所述第三安装部。
所述阀体包括通过对不锈钢棒料经过切割和锻压而形成的,或者通过不锈钢管料进行截取而形成的第一阀体部件、以及通过对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成的第二阀体部件;所述第一阀体部件包括第一安装部,所述第一安装部包括圆柱面形或大致呈圆柱面形的第一外周面,并开设有沿着所述第一外周面的轴向延伸,用于感测流体工况的回流通道和分别与所述回流通道两端连通的第一连接孔及第二连接孔,所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一直线上或相互平行;所述套接头为所述第一安装部的一部分或用激光焊接方式焊接在所述第一安装部上;所述第二阀体部件包括一体化的第二安装部、第三安装部及底座部,所述第一阀体部件与所述第二安装部通过炉焊方式直接地或间接地焊接在一起;所述第二安装部开设有第三连接孔,且所述第二安装部的与其开设有所述第三连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括平面部分,所述第二安装部还包括形成在所述第三连接孔与所述平面部分之间的第二外周面,所述第二外周面包括向所述阀体顶端凸出的第二顶面、向所述阀体顶端凹进的第二底面、以及连接在所述第二顶面与所述第二底面之间的两个第二侧面;所述第三安装部连接在所述第二底面上,开设有第四连接孔,且所述第三安装部的与其开设有所述第四连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括另一个平面部分;所述底座部为圆柱形或大致为圆柱形,其一端连接所述第三安装部。
所述阀体开设有用于调节通过所述阀体的流体的流量的阀室及阀孔;其中所述阀室开设在所述第三安装部中,或者开设在所述第三安装部和所述底座部中并开口于所述底座部的一端,所述阀孔开设于所述第三安装部中,或者开设在所述第三安装部和所述第二安装部中,所述阀孔一端与所述阀室连通,另一端连通所述第三连接孔。
所述热力膨胀阀还包括至少两个与所述连接孔对应的连接件,所述连接件分别与对应的连接孔配合,并通过炉焊方式与所述阀体固定连接。
每个所述连接孔内壁上设有用于对插入所述连接孔的所述连接件进行定位的连接件定位结构,所述连接件定位结构包括导向部与定位部,所述导向部由所述连接孔靠近外侧的一部分内壁的内径自内向外逐渐扩大而形成,用于为对应的所述连接件插入时提供便利;所述定位部由所述连接孔的处于该导向部内侧的另一部分内壁形成,用于与所述连接件的至少一部分外部表面形成紧配合。
所述热力膨胀阀用于汽车空调系统中,所述连接件的数量为四个,所述热力膨胀阀还包括第一连接板与第二连接板,所述四个连接件中,分别安装在与所述回流通道连通的两个连接孔内的两个连接件中的一个和分别安装在与所述阀室及阀孔连通的两个连接孔内的两个连接件中的一个与所述第一连接板一体成型,分别安装在与所述回流通道连通的两个连接孔内的两个连接件内的另一个和分别安装在与所述阀室及阀孔连通的两个连接孔中的两个连接件内的另一个与所述第二连接板一体成型;所述第一连接板与第二连接板均开设有用于将所述热力膨胀阀安装在汽车空调系统中的安装孔。
所述热力膨胀阀用于汽车空调系统中,所述阀体还包括两个与所述第一安装部、连接管及第二安装部一体成型的延伸板,所述两个延伸板分别连接在所述连接管两侧,且每个所述延伸板的两端都分别与所述第一安装部及第二安装部连接;所述延伸板上开设有用于将所述热力膨胀阀安装在汽车空调系统中的安装孔。
本发明还提供一种热力膨胀阀的制造方法,包括以下步骤:用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体;提供所述热力膨胀阀的阀杆及阀芯,并将所述阀杆及阀芯安装到所述阀体上;提供所述热力膨胀阀的调节机构,并将所述调节机构装配到阀体上;提供所述热力膨胀阀的气箱头,通过炉焊或激光焊接的方式将所述气箱头直接地或间接地焊接在所述阀体上,气箱头与阀体之间通过不包括螺纹的结构进行连接和固定,使所述气箱头可以与所述阀杆及所述调节机构相配合而调节所述阀芯相对于所述阀孔的位置,从而调节所述阀孔的开度。
所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤包括以下子步骤:选用不锈钢棒料作为材料,通过切割和锻压将所述不锈钢棒料形成阀体毛坯;从所述阀体毛坯的一端进行钻孔,形成与所述连接孔中的至少两个相连通的,用于调节通过所述阀体的流体流量的阀室及阀孔;从所述阀体毛坯的另一端进行钻孔,形成用于安装所述阀杆的阀杆孔。
所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤包括以下子步骤:用不锈钢材料形成第一阀体部件毛坯和第二阀体部件毛坯;在所述第一阀体部件毛坯上钻孔,形成开设有用于感测流体温度的回流通道、以及用于安装所述阀杆的阀杆孔的第一阀体部件;在所述第二阀体部件毛坯上钻孔,形成开设有用于调节通过所述阀体的流体流量的阀室及阀孔的第二阀体部件;将所述第一阀体部件与所述第二阀体部件用炉焊方式连接在一起,使所述阀杆孔与所述阀孔连通,从而形成所述阀体。
在所述用不锈钢材料形成第一阀体部件毛坯和第二阀体部件毛坯的子步骤中,形成所述第一阀体部件毛坯的方式为:对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成所述第一阀体部件毛坯;或者对内径与所述回流通道内径相同的第二不锈钢管料进行截取,并将截取下来的第二不锈钢管料制成所述第一阀体部件毛坯;形成所述第二阀体部件毛坯的方式为:对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成所述第二阀体部件毛坯。
所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤还包括以下子步骤:形成设置在所述阀体上的,用于通过炉焊或激光焊接方式固定所述气箱头的套接头;其中所述套接头的形成方式是先对不锈钢材料进行锻压而形成所述套接头的外部形状,然后再对所述不锈钢材料的对应所述套接头的部分进行钻孔而形成所述套接头;或者先对所述不锈钢材料进行钻孔以形成与所述套接头对应的通孔,然后再对所述通孔进行拉伸加工以形成所述套接头。
所述方法还包括以下步骤:在所述气箱头上形成中空的套接部,所述套接部内壁上形成有气箱头定位结构,所述气箱头定位结构包括插入部和挡止部,所述插入部由所述套接部接近末端的部分内壁形成,用于让所述套接头套入其中并形成紧配合;所述挡止部由所述套接部的处于所述插入部内侧的另一部分内壁内径缩小而形成,用于在所述套接头被套进所述插入部时对所述套接头进行挡止限位;在将所述气箱头用炉焊或激光焊接方式固定在所述阀体上之前,首先将所述套接部套设在所述套接头上,并通过所述气箱头定位结构对所述气箱头进行定位。
所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤还包括以下子步骤:形成开设在所述阀体上的,用于将流体导入所述阀体,从而通过阀体对所述流体进行流量控制的连接孔;所述方法还包括以下步骤:形成与所述连接孔对应的、用于输送流体的管道连接的连接件;将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中。
所述连接孔内壁上形成有连接件定位结构,所述连接件定位结构包括导向部与定位部,所述导向部由所述连接孔靠近外侧的一部分内壁的内径自内向外逐渐扩大而形成,用于为连接件插入时提供便利;所述定位部由所述连接孔的处于该导向部内侧的另一部分内壁形成,用于与所述连接件的至少一部分外部表面形成紧配合;所述将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中的步骤还包括以下子步骤:在通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中之前,使用所述连接件定位结构对插入所述连接孔的所述连接件进行定位。
所述方法还包括以下步骤:在通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中之前,使用点焊方式、打点方式及扩口撑开方式中的任意一种对插入所述连接孔的所述连接件进行定位。
所述连接孔中的两个开设在所述阀体的同一侧,另外两个开设在所述阀体的另外一侧;所述形成所述连接孔对应的、用于与输送流体的管道连接的连接件的步骤包括以下子步骤:将所述连接件中的两个与第一连接板一体成型,将所述连接件中的另外两个与第二连接板一体成型;所述将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中的步骤包括以下子步骤:采用一次性炉焊方式,将与所述第一连接板一体成型的两个连接件用炉焊方式焊接在开设在所述阀体同一侧的两个连接孔中,同时将与所述第二连接板一体成型的两个连接件用炉焊方式焊接在开设在所述阀体另一侧的两个连接孔中。
与现有技术相比,本发明提供的热力膨胀阀的阀体用不锈钢制成,热力膨胀阀的气箱头和用于与流体管道连接的连接件都是通过焊接方式连接到阀体上。这样,该热力膨胀阀与现有热力膨胀阀相比具有明显较低的体积和重量,有利于节约原材料、降低使用该热力膨胀阀的空调或制冷设备的整体重量、以及设备的小型化;且制造阀体和连接件时都无需在厚重的整块金属材料上形成直径和深度较大的开孔,只要对较细的金属棒料和轻薄的金属板料进行较为简单的加工即可,操作更加简单方便。因此,本发明提供的热力膨胀阀制造方法操作简单,成本低廉。
【附图说明】
图1是本发明的热力膨胀阀第一实施方式的立体示意图;
图2是本发明的热力膨胀阀第一实施方式的内部结构剖视示意图;
图3是本发明的热力膨胀阀第一实施方式的元件分解示意图;
图4是本发明的热力膨胀阀第一实施方式的第一连接孔的放大的剖面示意图;
图5是本发明的热力膨胀阀第一实施方式的气箱头和与其连接的部分套接头的放大的剖面示意图;
图6是本发明的热力膨胀阀第二实施方式的立体示意图;
图7是本发明的热力膨胀阀第三实施方式的立体示意图;
图8是本发明的热力膨胀阀第三实施方式的内部结构剖视示意图;
图9是本发明的热力膨胀阀第三实施方式的元件分解示意图;
图10是本发明的热力膨胀阀第四实施方式的立体示意图;
图11是本发明的热力膨胀阀第四实施方式的内部结构剖视示意图;
图12是本发明的热力膨胀阀第四实施方式的元件分解示意图;
图13是本发明的热力膨胀阀第五实施方式的立体示意图;
图14是本发明的热力膨胀阀第五实施方式的内部结构剖视示意图;
图15是本发明的热力膨胀阀第五实施方式的元件分解示意图。
图16是本发明的热力膨胀阀制造方法第一实施方式的各个加工工序中的阀体的立体示意图。
图17是本发明的热力膨胀阀制造方法第一实施方式的各个加工工序中的阀体的内部结构剖视示意图。
图18是本发明的热力膨胀阀制造方法第二实施方式的各个加工工序中的第一阀体部件的示意图。
图19是本发明的热力膨胀阀制造方法第二实施方式的对连接管进行加工的示意图。
图20是本发明的热力膨胀阀制造方法第二实施方式的各个加工工序中的第二阀体部件的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图5,本发明的热力膨胀阀第一实施方式提供一种热力膨胀阀100,该热力膨胀阀100包括阀体110、气箱头130、第一连接件141、第二连接件142、第三连接件143、第四连接件144、阀杆150、阀芯170及调节机构190。与现有的直接在阀体上开孔,以形成用于连接流体管道(例如制冷剂管道)的连接件的热力膨胀阀不同,在该热力膨胀阀100中,阀体110和第一至第四连接件都是彼此独立地分别制造出来的,然后再将制造好的第一至第四连接件安装到阀体110上,用于与流体管道连接。该热力膨胀阀100适用于对多种流体进行节流控制,在本实施方式中为了描述得更加直观,仅以将该热力膨胀阀100用于汽车空调系统中对制冷剂进行节流控制为例而加以详细说明;但是本领域技术人员显然应该明白,可以通过该热力膨胀阀100进行节流控制的流体种类并不限于制冷剂。
以下将对上述各个元件的具体结构、装配方法和使用方法做具体的介绍。为了便于描述,从这里开始把图中所示的阀体110处于上方的端部称为顶端,处于下方的端部称为底端,阀体110中较为接近顶端的部分称为上部,较为接近底端的部分称为下部,接近其中段的部分称为中部;将阀体110的长度方向称为纵向,将与纸面平行并垂直于阀体110的长度方向的方向称为横向。
阀体110采用不锈钢材料制成,其形状为扁长的壳体,整体轮廓大致呈长方体状。具体而言,阀体110包括第一安装部110a、连接管110b、第二安装部110c、第三安装部110d、底座部110e,这些部分都是一体化的,且依照图中所示的自上而下的方向依次设置。第一安装部110a呈管状,其轴向垂直于阀体110的长度方向,且包括两个相对的第一安装面(图中未标号)和垂直地连接在两个安装面之间的第一外周面(图中未标号),这两个第一安装面是相互平行的平面,形状大致为圆形或圆角矩形,且两个第一安装面均平行或大致平行于阀体110的长度方向。第一外周面为圆柱面形或者大致为圆柱面形。第一安装部110a中央开设有沿着第一外周面的轴向延伸,并轴向地贯通其两个第一安装面的圆柱状的回流通道110f。两个第一安装面上分别开设有用于安装第一连接件141的第一连接孔113和用于安装第二连接件142的第二连接孔114,该第一连接孔113的轴线与第二连接孔114的轴线设置在同一直线上或者相互平行,且该第一连接孔113和第二连接孔114分别与回流通道110f的两端连通。第一安装部110a朝向阀体110顶端的一侧形成有圆筒形的套接头111,该套接头111的轴向与第一安装部110a沿着竖直方向的径向一致,用于将气箱头130组装到阀体110上,且该套接头111的底部与回流通道110f连通,使套接头111同时可以用作温度感测通道,将回流的制冷剂输送到气箱头130供气箱头130感测其温度。与很多现有的通过螺纹结构将气箱头组装在阀体上的热力膨胀阀不同,在本实施方式中,套接头111上并未设置任何螺纹结构,其外部周面是光滑的圆柱面,使得气箱头130可以通过炉焊或激光焊接等方式固定到套接头111上。
连接管110b是外部呈棱柱形的管状,其顶端连接在第一安装部110a朝向阀体110底端的一侧,且连接管110b的轴向与第一安装部110a的轴向垂直。连接管110b上段(即靠近阀体110顶端的一段)的内部轴向地开设有与套接头111同轴地对准,且直径与套接头111内径相同的上杆孔112,该上杆孔112的顶端与回流通道110f连通。连接管110b下段(即靠近阀体110a底端的一段)轴向地开设有下杆孔117,该下杆孔117的直径小于上杆孔112的直径,其上端与上杆孔112同轴地连通,使下杆孔117与上杆孔112共同构成用于容纳阀杆150的阀杆孔。
第二安装部110c大致呈长方体或立方体形状,其包括两个相对的第二安装面(图中未标号)和垂直地连接在两个第二安装面之间的第二外周面(图中未标号)。这两个第二安装面是相互平行的平面,形状大致为矩形或圆角矩形;这两个第二安装面均平行或大致平行于阀体110的长度方向,且其中一个第二安装面与一个第一安装面处于同一平面内,另一个第二安装面与另一个第一安装面处于同一平面内。第二外周面包括朝向阀体110顶端,并向阀体110顶端凸出的第二顶面(图中未标号)、朝向阀体110底端,并向阀体110顶端凹进的第二底面(图中未标号)、以及垂直地连接在第二顶面与第二底面之间,且相互平行的两个第二侧面(图中未标号),所述两个第二侧面为平面。连接管110b的底端垂直地连接在第二顶面中央,即连接在第二安装部110c朝向阀体110顶端的一侧。第二安装部110c内部开设有大致呈圆柱形的第三连接孔115,该第三连接孔115的轴向与阀体110a的长度方向垂直,其一端在一个第二安装面上形成用于安装第三连接件143的开口,且第三连接孔115的开口与第一连接孔111位于阀体110的同一侧。下杆孔117的下端与第三连接孔115连通。
第三安装部110d大致呈长方体或立方体形状,其包括两个相对的第三安装面(图中未标号)和垂直地连接在两个第三安装面之间的第三外周面(图中未标号)。这两个第三安装面是相互平行的平面,形状大致为矩形或圆角矩形,且两个第三安装面均平行或大致平行于阀体110的长度方向。其中一个第三安装面与开设有第一连接孔113的第一安装面和开设有第三连接孔115的第二安装面设置于同一平面内,但是两个第三安装面之间的距离大于两个第一安装面之间的距离及两个第二安装面之间的距离,因此另一个第三安装面与另一个第一安装面(即开设有第二连接孔114的第一安装面)及另一个第二安装面设置在阀体110的同一侧,但并不与它们共面,而是从该开设有第二连接孔114的第一安装面和与其共面的第二安装面所在的平面上凸出。这样可以使得第三安装部相比于第一及第二安装部具有更大的厚度,从而有足够的内部空间用于开设阀室的一部分以及阀孔。在这个第三安装面上开设有与第二连接孔114设置在阀体110同一侧的第四连接孔116,用于安装第四连接件144。第三外周面包括朝向阀体110顶端,并向所述阀体110顶端凸出的第三顶面(图中未标号)、朝向阀体110底端的第三底面(图中未标号)、以及垂直地连接在第三顶面与第三底面之间,且相互平行的两个第三侧面(图中未标号)。所述第三底面和两个第三侧面均为平面。第三顶面的形状与第二底面形状相对应,并与第二底面紧密地接合在一起。第三底面与底座部110e连接。
在本实施方式中,第一至第四连接件分别安装在对应的第一至第四连接孔中之后,是采用一次性炉焊方式固定在阀体110上的,即通过同一次炉焊将四个连接件同时焊接到阀体110上。为了确保在焊接过程中的定位准确,第一至第四连接孔的内壁上还设置了包括导向部和定位部的连接件定位结构。具体请参阅图4,以第一连接孔113为例,第一连接孔113靠近外侧的一部分内壁的内径自内向外逐渐扩大,从而形成略呈喇叭形的导向部113a,为第一连接件141插入时提供便利;第一连接孔113的处于该导向部113a内侧的另一部分内壁形成圆柱面形状的定位部113b,其形状和尺寸与第一连接件141的至少一部分(本实施方式中为第一连接件141的阀体连接部141a)的外部形状和尺寸相对应,能够与第一连接件141的该至少一部分外部表面形成紧配合。第一连接件141经过导向部113a插入定位部113b之后,其至少一部分的外部表面可以与定位部113b形成紧配合,从而将第一连接件141紧固地安装在第一连接孔113内,为用炉焊方式将第一连接件141固定在第一连接孔113内的后续工序提供操作便利和质量保障。另外,第二至第四连接孔的内壁上也都设有类似的连接件定位结构,分别供对应的第二至第四连接件插入时进行准确的定位,为后续的炉焊工序提供操作便利和质量保障。另外,在其他实施方式中,还可以在进行炉焊工序之前通过其他方式将连接件在对应的连接孔中进行定位,例如:点焊方式,即在连接件和与之对应的连接孔内壁之间进行点焊,使二者相互固定连接,从而对连接件进行定位;打点方式,即在连接件的阀体连接部内壁上打点,使其外部表面部分地凸出,并利用连接件外部表面上的该凸出部分使连接件和与之对应的连接孔内壁形成紧配合,从而对连接件进行定位;扩口撑开方式,即对连接件的阀体连接部内壁进行扩口加工,使阀体连接部的外径增大,进而使阀体连接部和与之对应的连接孔内壁形成紧配合,从而对连接件进行定位。
底座部110e呈圆柱形或者大致呈圆柱形,其轴向与阀体110的长度方向一致,其直径大于第三安装部110d的厚度(即两个第三安装面之间的距离)。底座部110e的一个端面连接在第三安装部110d朝向阀体110底端的一侧,即第三底面上,另一个端面被作为阀体110的底端。阀体110的阀室118开设在底座部110e和第三安装部110d的内部,该阀室118的形状为开口于底座部110e作为阀体110底端的端面的圆柱形台阶孔,用于容纳阀芯170与调节机构190,且阀室118的一侧与第四连接孔116相通。第三安装部110d内部还开设有阀孔119,该阀孔119将阀室118与第三连接孔115靠近阀体110下端的一侧连通,且阀孔119的靠近阀体110下端的部分内壁(亦即与阀室118内壁相连接的部分内壁)为部分的球面形,以便能够与阀芯170紧密地嵌合。在本实施例中,由于阀体中部只需要设置下杆孔117,而无需开设类似第一至第四连接孔这样尺寸较大的孔穴,因此阀体中部的宽度相对于上部和下部被加以缩小,有利于进一步减小阀体的体积及重量。在另外一些实施方式中,阀室118也可以仅开设在第三安装部110d内部,阀孔119也可以开设在第二安装部110c与第三安装部110d的交界处。
气箱头130包括主体部131与套接部132,其中主体部131的大部分特征与现有的气箱头类似,其内部设有热膨胀介质和可以被热膨胀介质膨胀时产生的压力驱动的膜片。主体部131的外壳凸出形成套接部132,该套接部132为圆筒形,可以套设在套接头111上并利用例如炉焊或激光焊接等焊接方式固定在套接头111上。为了确保在焊接过程中定位准确,本实施方式中的套接部132内壁上设有气箱头定位结构,该气箱头定位结构包括插入部和挡止部。具体请参阅图5,套接部132接近末端的部分内壁形成插入部133a,该插入部133a是光滑的圆柱面,其内径与套接头111的外径相对应,可以让套接头111套入其中并形成紧配合;套接部132的处于插入部133a内侧的另一部分内壁内径缩小而形成挡止部133b,该挡止部133b呈环面形,其内径小于套接头111的外径。当套接头111被套进插入部133a并向内插入时,可以被挡止部133b挡止限位,使得套接部132套设在套接头111的部分外表面上。也就是说,所述套接头111与所述套接部132的局部相抵接,并通过所述气箱头定位结构实现所述气箱头130在轴向上的定位,这样,该热力膨胀阀100的阀体110和气箱头130上都无需形成任何螺纹结构,可以有效地简化产品制程。主体部131的底部与套接头111中空的内部相对准,从而通过套接头111与上杆孔112的顶端连通。
可以理解,在其他一些实施方式中,也可以设置其他种类的不包含螺纹结构的气箱头定位结构来确保在将气箱头130焊接到阀体110上时的准确定位。例如,也可以采用与上述实施方式相反的,将套接部132套在套接头111内部的定位结构,即扩大套接头111的内径,使套接头111的内径与套接部132的外径相对应,并在套接头111内部形成内径小于套接部132外径的挡止面,将套接部132部分地插入套接头111内并使其被套接头111内部形成的挡止面挡止限位,然后再将套接部132焊接在套接头111内;也可以不在阀体110上设置套接头111,而是将套接部132的外径形成为与上杆孔112内径相对应,将套接部132部分地插入并焊接在上杆孔112内,而上杆孔112内还可以设置用于对套接部132进行挡止限位的挡止面。除了上述的各种将气箱头130与阀体110直接地焊接在一起的组装方式,还可以采用将气箱头130间接地焊接在阀体110上的方式。例如,可以不将套接头111与阀体110的第一安装部110a一体成型,而是独立于第一安装部110a形成单独的套接头111,将该套接头111一端部分地插入并焊接在上杆孔112内,另一端依照与上述直接焊接方式中的组装及定位方法类似的方法部分地套入套接部132内或者套设在套接部132之外,然后进行炉焊或激光焊接,从而将气箱头130间接地焊接到阀体110上。
该气箱头130用于感测蒸发器出口的温度,其中的介质可以根据感测到的温度产生对应程度的热膨胀,通过热膨胀驱动膜片移动,对与气箱头130连接的阀杆150产生压力,使阀杆在该压力的驱动下推动阀芯170移动,从而调节阀孔119的开度,达到调节制冷剂流量的效果。
第一至第四连接件141、142、143、144都用不锈钢材料制成,具体地可以采用不锈钢板料拉伸而成,其形状都是大致为圆筒形的管状,每个连接件都包括阀体连接部,所述阀体连接部为中空的圆柱形,其一端的直径向其末端逐渐扩大,形成大致呈喇叭形的管道接入部。第一至第四连接件的阀体连接部141a、142a、143a和144a的形状及尺寸分别与阀体110上开设的第一至第四连接孔113、114、115、116的定位部的形状及尺寸相对应,可以分别紧密地套接在第一至第四连接孔中,并通过例如炉焊等方式固定在对应的连接孔内。第一至第四连接件的管道接入部141b、142b、143b和144b都从阀体110上凸出地延伸出来,该等管道接入部141b、142b、143b和144b的形状及尺寸分别与应用该热力膨胀阀100的汽车空调系统的蒸发器输出管道、压缩机输入管道、蒸发器输入管道及冷凝器输出管道相对应,可以分别与对应的管道紧密地套接在一起,并通过例如炉焊等方式与对应的管道相互固定且密封地连接。可以理解,上述第一至第四连接孔的形状和第一至第四连接件的阀体连接部及管道接入部的形状都不仅限于上述形状,也可以是椭圆形、多边形等其他形状,只要与对应的汽车空调系统管道的具体形状相互适配即可。
阀杆150包括上传动杆151、下传动杆153及通道密封圈155。上传动杆151的直径小于上杆孔112的直径,同轴地装设在上杆孔112中,其一端抵顶在气箱头130的底部,另一端直径缩小而形成用于套设通道密封圈155的套接部152。通道密封圈155为O形圈,采用弹性材料如橡胶制成,在未发生变形的情况下,通道密封圈155的外径略大于上杆孔112的直径,内径则略小于套接部152的直径。该通道密封圈155紧密地套在套接部152上,其外部周边紧密地抵压在上杆孔112内壁上,即在套接部152与上杆孔112内壁之间形成过盈配合。下传动杆153的直径与下杆孔117的直径相等,可轴向移动地装设在下杆孔117中,其一端与上传动杆151的套接部152末端同轴地相互抵持,另一端沿着与第三连接孔115的轴向垂直的方向穿过第三连接孔115,并伸入阀孔119中。
阀芯170在本实施方式中为钢制球体,置于阀室118中并对准阀孔119,下传动杆153伸入阀孔119的一端抵顶在阀芯170上。阀芯170的形状及尺寸与阀孔119的呈部分球面形状的部分内壁相互对应,可以紧密地嵌合在阀孔119的该部分内壁中。
调节机构190包括调节座191、调节弹簧192、阀芯架193及阀室密封圈194。调节座191大致为具有阶梯形外周面的圆台状,其直径最大的一部分外周面与阀室118开设于底座部110e内部的一部分(即内径最大的一部分)的内壁采用例如螺纹连接等方式相互配合固定,使调节座191固定地、且高度可调地装配在阀体110上。调节座191中央开设有用于容纳调节弹簧192的弹簧孔195。调节弹簧192为圆柱形螺旋弹簧,其置于调节座191与阀芯170之间且套设在弹簧孔195中,能够沿纵向弹性地伸缩。阀芯架193大致为圆柱状,置于调节弹簧192与阀芯170之间,其一端同轴地套在调节弹簧192中,另一端从调节弹簧192顶端伸出且在周围形成一圈直径大于调节弹簧192内径的凸缘,防止阀芯架193落入调节弹簧192内部。阀芯170被夹持在阀芯架193伸出调节弹簧192的一端和下传动杆153伸入阀孔119的一端之间。当气箱头130中的介质未产生足够程度的热膨胀时,调节弹簧192的弹力可以将阀芯架193、阀芯170及阀杆150都向上方推抵,直到阀芯170紧密地嵌置在阀孔119中,从而将热力膨胀阀100关闭。阀室密封圈194为O型圈,采用弹性材料如橡胶制成,其装设在调节座191的另一部分直径较小的外周面与阀室118的另一部分内径较小的内壁之间并形成过盈配合,用于封闭阀室118,防止阀室118内的制冷剂泄漏出来。
使用时,该热力膨胀阀100的第四连接孔116通过冷凝器输出管道与冷凝器的制冷剂出口连通,第三连接孔115通过蒸发器输入管道与蒸发器的制冷剂入口连通。第一连接孔113通过蒸发器输出管道与蒸发器的制冷剂入口连通,第二连接孔114通过压缩机输入管道与压缩机的制冷剂出口连通。该热力膨胀阀100在工作时,来自冷凝器的制冷剂从第四连接孔116通入阀室118,此时若阀芯170所在的位置并未将阀孔119完全关闭,则制冷剂通过阀孔119和第三连接孔115输送到蒸发器用于制冷。用于制冷之后温度升高的制冷剂从蒸发器中排出,经过第二连接孔114、回流通道110f和第一连接孔113流回压缩机以供循环使用。在使用后的温度升高的制冷剂流过回流通道110a时,会同时进入上杆孔112和套接头111而接触到气箱头130。气箱头130感测到制冷剂的温度、或者温度和压力等工况后,其中的介质根据制冷剂的温度产生对应的热膨胀,通过热膨胀对阀杆150的上传动杆151产生压力,上传动杆151在该压力的驱动下推动下传动杆153及阀芯170轴向地移动,从而调节阀孔119的开度,进一步调节通过阀孔119的制冷剂流量。可以理解,当蒸发器的制冷效果较差时,回流的制冷剂温度将会升高,此时气箱头130产生的热膨胀程度就会较大,会将阀杆150整体向下推动更大的幅度,将阀孔119中的阀芯170顶向下方,从而扩大阀孔119的开度,导致流入蒸发器的制冷剂流量增大,增强制冷效果。如果蒸发器的制冷效果已经很强,空调系统的热负荷减小,则回流的制冷剂温度就会降低,使得气箱头130产生的热膨胀程度变小,阀杆150向下移动的幅度减小,此时调节弹簧192会回弹,将阀芯170重新顶向上方,减小阀孔119的开度,使得流入蒸发器的制冷剂流量减小。
可以理解,在另外一些实施方式中(例如在将该热力膨胀阀100制造成外平衡式热力膨胀阀的情况下),上述热力膨胀阀100中也可以不开设第一连接孔113和第二连接孔114,仅开设第三连接孔115和第四连接孔116即可。在这些实施方式中,气箱头130并非通过第一连接孔113、上杆孔112和第二连接孔114构成的制冷剂回流通道接触到回流的制冷剂以感测其温度,而是通过其他的现有热传导方式(可以是本领域技术人员熟知的多种方式,此处无需赘述)感测回流的制冷剂的温度。对应地,在这些实施方式中也可以省去第一连接件141与第二连接件142,仅设置第三连接件143与第四连接件144。
请参阅图6,本发明的热力膨胀阀第二实施方式提供一种热力膨胀阀200。该热力膨胀阀200的大部分特征均可参照上述第一实施方式的热力膨胀阀100,其与上述热力膨胀阀100的主要区别在于:该热力膨胀阀200的阀体中部的宽度与上部及下部基本一致,阀体中部除了开设下杆孔之外,还设有两个与阀体其他部件一体成型的延伸板220,这两个延伸板220分别连接在连接管的两侧,每个延伸板220的上下两端则分别与第一安装部朝向阀体底端的一侧和第二安装部朝向阀体顶端的一侧连接。每个延伸板220上各开设有一个安装孔221,每个安装孔221都横向地贯通阀体,即一端开口于阀体形成有第一连接孔及第三连接孔的一侧,另一端开口于阀体形成有第二连接孔及第四连接孔的一侧。该等延伸板220可用于增强阀体的整体结构强度,安装孔221则可以为热力膨胀阀200在汽车空调系统中的安装操作提供便利。
请参阅图7至图9,本发明的热力膨胀阀第三实施方式提供一种热力膨胀阀300。该热力膨胀阀300包括与上述第一实施方式的热力膨胀阀100相似的气箱头、第一至第四连接件、阀杆、阀芯及调节机构,其与上述热力膨胀阀100的主要区别则在于该热力膨胀阀300的阀体是分体式的,包括相互独立的第一阀体部件310a、第二阀体部件310b以及连接管310c。
第一阀体部件310a包括第一安装部(图中未标号),该第一安装部的形状和结构与上述热力膨胀阀100的阀体110的第一安装部110a相似,并形成有与热力膨胀阀100的回流通道110a、套接头111、上杆孔112、第一连接孔113、第二连接孔114相同的回流通道、套接头、上杆孔、第一连接孔、第二连接孔。第一阀体部件310a还形成有将上杆孔底端(即距离套接头较远的一端)封闭的上封板311,该上封板311中央开设有第一下杆孔312,该第一下杆孔312的直径与阀杆的下传动杆相同,并与上杆孔同轴地连通,构成用于容纳阀杆的阀杆孔。
第二阀体部件310b的形状和结构与热力膨胀阀100的阀体110中包括第二安装部110c、第三安装部110d及底座部110e的阀体部分相似,也包括分别与第二安装部110c、第三安装部110d及底座部110e分别对应相似的第二安装部、第三安装部及底座部,并形成有与热力膨胀阀100的第三连接孔115、第四连接孔116、阀室118、阀孔119相似的第三连接孔、第四连接孔、阀室及阀孔。第二阀体部件310b还形成有将上杆孔顶端(即距离阀室较远的一端)封闭的下封板313,该下封板313中央开设有第二下杆孔314,该第二下杆孔314的直径与阀杆的下传动杆相同,隔着第三连接孔与阀孔同轴地对准。
连接管310c的特征与第一实施方式的连接管110b相似,其内径与阀杆的下传动杆相同,该连接管310c两端分别通过例如炉焊等方式固定地连接在上封板311外侧和下封板313外侧,将第一阀体部件310a与第二阀体部件310b连接在一起形成整个阀体,同时连接管310c的内部空间与第一下杆孔312和第二下杆孔314同轴地对准,这样第一下杆孔312、连接管310c及第二下杆孔314就可以代替第一及第二实施方式中的下杆孔,共同用于将下传动杆可轴向移动地容纳其中。除了下传动杆是装配在第一下杆孔312、连接管310c及第二下杆孔314中,即采用独立形成的连接管310c代替了第一实施方式中热力膨胀阀100中与阀体其他部分一体成型的连接管110b,将第一阀体部件310a与第二阀体部件310b间接地焊接在一起。该热力膨胀阀300的装配方式和工作方法与上述第一及第二实施方式都是相同的,因此这里无需赘述。可以理解,在其他实施方式中也可以不使用独立的连接管310c,而是在第一阀体部件310a与第二阀体部件310b的第二安装部中的任意一者上形成与连接管310c相似的结构,然后将第一阀体部件310a与第二阀体部件310b的第二安装部通过例如炉焊等方式直接地焊接在一起。
请参阅图10至图12,本发明的热力膨胀阀第四实施方式提供一种热力膨胀阀400。该热力膨胀阀400的阀体、气箱头、第一至第四连接件、阀杆、阀芯及调节机构的特征都与上述第三实施方式的热力膨胀阀300相似,与热力膨胀阀300的主要区别在于该热力膨胀阀400还包括第一连接板401与第二连接板402。该第一连接板401与第二连接板402均为纵向设置(即长度方向与阀体的长度方向一致)的圆角矩形平板,第一连接件和第三连接件的管道接入部垂直地连接在第一连接板401的同一侧面上,第二连接件和第四连接件的管道接入部垂直地连接在第二连接板402的同一侧面上。在制造时,第一连接件、第三连接件与第一连接板401可以一体成型,第二连接件、第四连接件与第二连接板402也可以一体成型,这样有利于简化第一及第四连接件的制造工艺。同时,第一连接板410与第二连接板402也可以为热力膨胀阀400的整体结构提供更多的支持,使热力膨胀阀400结构更加坚固。
另外,第一连接板401与第二连接板402上也可以开设与第二实施方式的安装孔221相似的安装孔421,为热力膨胀阀400在汽车空调系统中的安装操作提供便利。
请参阅图13至图15,本发明的热力膨胀阀第五实施方式提供一种热力膨胀阀500。该热力膨胀阀500的阀体、气箱头、第一至第四连接件、阀杆、阀芯及调节机构的特征都与上述第一实施方式的热力膨胀阀100相似,与热力膨胀阀100的主要区别在于该热力膨胀阀500还包括第一连接板与第二连接板。本实施方式的第一连接板与第二连接板的特征和用途与上述第四实施方式的第一连接板401及第二连接板402完全相同,因此这里无需再次赘述。
本发明还提供一种热力膨胀阀的制造方法。请参阅图16及图17,该方法的第一实施方式包括以下步骤:
S11:用不锈钢材料形成具有阀孔的阀体。在本实施方式中,所述阀体为上述热力膨胀阀第二实施方式中所述的阀体;该步骤包括以下子步骤:
S111:选用不锈钢棒料作为材料,先对不锈钢棒料进行切割和热锻而形成形状与阀体外部轮廓一致的阀体毛坯;
S112:对阀体毛坯进行加工,用例如机械切削等开孔方法在阀体毛坯上形成上述的第一至第四连接孔;
S113:从阀体毛坯下端进行钻孔,形成上述的阀室及阀孔;
S114:从阀体毛坯上端进行钻孔,形成上述的回流通道、套接头、上杆孔及下杆孔,即形成所述阀体。
需要注意的是,在本实施方式中,套接头的具体形成方式是在子步骤S111中用热锻方式在阀体毛坯上形成套接头的外部形状,然后在子步骤S114中对阀体毛坯上对应套接头的部分进行钻孔以形成套接头。在其他实施方式中,套接头的具体形成方式也可以是锻压以外的其他方式,例如,可以先通过子步骤S114在阀体毛坯顶部钻孔而形成对应于套接头内部空间的通孔,然后执行另一个子步骤S115:对阀体毛坯顶部的通孔进行向外拉伸的加工,从而形成套接头。
S12:形成与所述阀体相互独立的连接件。在本实施方式中,所述连接件包括上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的第一至第四连接件。该第一至第四连接件由不锈钢材料形成,具体地可以是通过对不锈钢板料进行拉伸加工而形成的。
S13:将连接件安装到阀体上。具体方法是将第一至第四连接件的阀体连接部末端分别插入到阀体上对应的第一至第四连接孔中并进行固定,从而将第一至第四连接件紧密地安装在阀体上。本实施方式中,把连接件固定在对应连接孔中的具体方法是先采用上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的连接件定位结构进行精确定位,再用一次性炉焊方式将定位后的四个连接件同时固定在对应的连接孔中。在其他实施方式中,也可以通过例如点焊、打点、扩口撑开等方式将连接件在对应的连接孔中进行定位,之后再进行炉焊。
S14:将阀杆、阀芯及调节机构安装到阀体中。安装时,使用阀杆和调节机构对阀芯进行限位,将阀芯可调节地嵌置在阀体的阀孔中。在本实施方式中,所述阀杆、阀芯及调节机构为上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的阀杆、阀芯及调节机构。该步骤S14具体地包括以下子步骤:
S141:组装调节机构;具体方法是先将调节弹簧套设在调节座开设的弹簧孔中,使调节弹簧能够纵向地弹性伸缩;再将阀芯架一端同轴地套在调节弹簧中,另一端的凸缘置于调节弹簧端部外侧,防止阀芯架落入调节弹簧内部;然后将阀室密封圈套设在调节座的一部分直径较小的外周面上。
S142:将阀芯和调节机构组装到阀体中;具体方法是将调节机构竖直放置,使阀芯架从调节弹簧中露出的一端朝上,将阀芯放置在阀芯架从调节弹簧中露出的端部上方并与阀孔相互对准,然后将托着阀芯的调节机构自下而上装入阀室中,并利用调节弹簧将阀芯自下而上地顶在阀孔内,使阀芯可调节地嵌置在阀孔中。在装入过程中,使阀室密封圈与阀室的一部分直径较小的内壁形成过盈配合,最后再将调节座最接近阀体下端的,也是直径最大的一部分外周面与阀室接近阀体底端的,也是内径最大的一部分内壁采用例如螺纹连接等方式相互配合固定,使调节座固定地、且高度可调地装配在阀体上。
S143:将阀杆组装到阀体中;具体方法是首先将下传动杆插入下杆孔中,其一端沿着垂直于第三连接孔轴向的方向穿过第三连接孔并伸入阀孔,使阀芯被夹持在阀芯架伸出调节弹簧的一端和下传动杆伸入阀孔的一端之间;将通道密封圈紧密地套在上传动杆的套接部上,然后将上传动杆设有套接部的一端插入上杆孔中,使套接部末端抵顶在下传动杆末端,同时使通道密封圈在套接部与上杆孔内壁之间形成过盈配合。
S15:将气箱头安装到阀体上。在本实施方式中,所述气箱头为上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的气箱头。其具体安装方法是将气箱头的套接部套设在阀体顶部的套接头上,利用上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的气箱头定位结构将气箱头在阀体上进行定位,再采用例如激光焊接等方式将定位后的气箱头的套接部固定在套接头上,并使气箱头中的膜片通过阀杆与阀芯传动连接;具体的传动连接方法是气箱头的底部与上传动杆的顶端抵接,使得气箱头中的介质受热膨胀时可以向上传动杆传递压力,通过阀杆推动所述阀芯移动,从而调节阀孔的开度。
在其他实施方式中,也可以采用炉焊方式焊接气箱头。但是为了防止热力膨胀阀的调节机构、通道密封圈等部件在炉焊过程中受到损坏,若是采用炉焊方式焊接气箱头,则在执行了上述步骤S13中对连接件进行定位的操作之后,可以先不对连接件进行炉焊,而是先执行了本步骤S15的对气箱头进行定位的操作之后,通过同一次炉焊将连接件和气箱头一同固定到阀体上,然后再执行上述步骤S14,这样有利于节省工序及提高产品良率。若是采用激光焊接方式焊接气箱头,则需要首先依照上述的步骤S13用炉焊方式将连接件固定到阀体上,然后在本步骤S15中用激光焊接方式将定位后的气箱头固定到阀体上。这样操作的优点在于可以防止气箱头在炉焊过程中受到损坏。
可以理解,图14所示的热力膨胀阀制造方法的实施方式可用于制造上述热力膨胀阀第一实施方式中所述的热力膨胀阀。
本发明提供的热力膨胀阀制造方法的第二实施方式包括步骤S21、S22、S23、S24、S25。其中步骤S22-S25的具体操作均可参照上述的步骤S12-S15,步骤S21与上述的步骤S11的主要区别在于,所述步骤S21中增加了以下操作:在阀体的连接管的两侧分别形成延伸板,并在延伸板上开设安装孔。这样,该热力膨胀阀制造方法的第二实施方式可用于制造上述热力膨胀阀第二实施方式中所述的热力膨胀阀。
请参阅图18至图20,本发明提供的热力膨胀阀制造方法的第三实施方式包括以下步骤:
S31:用不锈钢材料形成具有阀孔的阀体;在本实施方式中,所述阀体为上述热力膨胀阀第三实施方式中所述的阀体,其具体形成方法包括以下子步骤:
S311:选用不锈钢棒料作为材料,先对不锈钢棒料进行切割和热锻而形成形状与第一阀体部件外部轮廓一致的第一阀体部件毛坯;然后用例如机械切削等开孔方法在第一阀体部件两侧分别形成第一连接孔及第二连接孔,再从第一阀体部件毛坯的顶端钻孔形成套接头及上杆孔,从而制成第一阀体部件。
S312:选用不锈钢棒料作为材料,先对不锈钢棒料进行切割和热锻而形成形状与第二阀体部件外部轮廓一致的第二阀体部件毛坯;然后用例如机械切削等开孔方法在第一阀体部件两侧分别形成第三连接孔及第四连接孔,再从第二阀体部件毛坯的底端钻孔形成阀室及阀孔,从而制成第二阀体部件。
S313:选用尺寸与上述第一阀体部件及第二阀体部件相应的第一不锈钢管料作为材料,在该第一不锈钢管料上截取合适的长度而制成连接管。
S314:将该连接管两端通过例如炉焊等方式分别固定地连接在第一阀体部件的上封板外侧和第二阀体部件的下封板外侧,将第一阀体部件与第二阀体部件连接在一起形成整个阀体,同时使连接管的内部空间与上杆孔和阀孔同轴地对准。
需要注意的是,在本实施方式中,第一阀体部件是采用不锈钢棒料经过上述各个子步骤的加工之后形成的。但是在其他实施方式中,也可以通过其他的子步骤形成第一阀体部件。例如,另一个实施方式中,步骤S31可以不包含上述的子步骤S311,而是包含另外的用于形成第一阀体部件的子步骤:
S315:选用内径与热力膨胀阀第三实施方式所述的回流通道内径相同的第二不锈钢管料作为材料,对该第二不锈钢管料进行切割,截取长度与热力膨胀阀第三实施方式所述的第一阀体部件厚度相当的一段,并将截取的这段第二不锈钢管料的外周面加工成与所述第一阀体部件外周面一致的形状,即可形成中部贯通地开设有回流通道的第一阀体部件毛坯;
S316:对第一阀体部件毛坯的两个端面及其外部周壁的相对两侧分别进行钻孔加工,从而形成热力膨胀阀第三实施方式所述的第一及第二连接孔、套接头、上杆孔,从而形成第一阀体部件。
另外,与上述第一实施方式中形成套接头的具体方法相似,在该第一阀体部件上形成套接头时,具体方法可以是先在第一阀体部件毛坯上以热锻方式形成套接头的外部形状,然后再对第一阀体部件毛坯上对应套接头的部分进行钻孔而形成套接头;也可以是先对第一阀体部件毛坯顶部进行钻孔以形成与套接头内部空间对应的通孔,然后再对该通孔进行向外拉伸加工以形成套接头。
S32:形成与阀体独立的连接件;具体操作与上述步骤S12相同。
S33:将连接件安装到阀体上;具体操作与上述步骤S13相同。
S34:将阀杆、阀芯及调节机构安装到阀体中;该步骤S34具体地包括以下子步骤:
S341:组装调节机构;该步骤与上述子步骤S141相同。
S342:将阀芯和调节机构组装到阀体中;该步骤与上述子步骤S142相同。
S343:将阀杆组装到阀体中;具体方法是首先将下传动杆依次插入第一下杆孔、连接管及第二下杆孔中,沿着垂直于第三连接孔轴向的方向穿过第三连接孔并伸入阀孔,使阀芯被夹持在阀芯架伸出调节弹簧的一端和下传动杆伸入阀孔的一端之间;然后将通道密封圈紧密地套在上传动杆的套接部上,然后将上传动杆设有套接部的一端插入上杆孔中,使套接部末端抵顶在下传动杆末端,同时使通道密封圈在套接部与上杆孔内壁之间形成过盈配合。
S35:将气箱头安装到阀体上;具体操作与上述步骤S15相同。
这样,该热力膨胀阀制造方法的第三实施方式可用于制造上述热力膨胀阀第三实施方式中所述的热力膨胀阀。
本发明提供的热力膨胀阀制造方法的第四实施方式包括以下步骤:
S41:形成具有阀孔的阀体;具体操作与上述步骤S31相同.
S42:形成与阀体独立的连接件;该步骤包括以下子步骤:
S421:用不锈钢板料通过例如拉伸加工等手段形成一体成型的第一连接板、第一连接件与第三连接件,以及一体成型的第二连接板、第二连接件与第四连接件;其中第一连接板及第二连接板均为纵向设置(即长度方向与阀体的长度方向一致)的圆角矩形平板,第一连接件和第三连接件的管道接入部垂直地连接在第一连接板的同一侧面上,第二连接件和第四连接件的管道接入部垂直地连接在第二连接板的同一侧面上。
S422:在第一连接板及第二连接板上开设安装孔。
S43:将连接件安装到阀体上;具体操作与上述步骤S13相同。
S44:将阀杆、阀芯及调节机构安装到阀体中;具体操作与上述步骤S34相同
S45:将气箱头安装到阀体上;具体操作与上述步骤S15相同。
这样,该热力膨胀阀制造方法的第四实施方式可用于制造上述热力膨胀阀第四实施方式中所述的热力膨胀阀。
本发明提供的热力膨胀阀制造方法的第五实施方式包括以下步骤:
S51:形成具有阀孔的阀体;具体操作与上述步骤S11相同。
S52:形成与阀体独立的连接件;具体操作与上述步骤S42相同
S53:将连接件安装到阀体上;具体操作与上述步骤S13相同。
S54:将阀杆、阀芯及调节机构安装到阀体中;具体操作与上述步骤S14相同
S55:将气箱头安装到阀体上;具体操作与上述步骤S15相同。
这样,该热力膨胀阀制造方法的第五实施方式可用于制造上述热力膨胀阀第五实施方式中所述的热力膨胀阀。
与现有技术相比,本发明提供的热力膨胀阀的各种实施方式的阀体都用不锈钢制成,热力膨胀阀的气箱头和用于与流体管道连接的连接件都是通过焊接方式连接到阀体上。这样,该热力膨胀阀与现有热力膨胀阀相比具有明显较低的体积和重量,有利于节约原材料、降低使用该热力膨胀阀的空调或制冷设备的整体重量、以及设备的小型化;且制造阀体和连接件时都无需在厚重的整块金属材料上形成直径和深度较大的开孔,只要对较细的金属棒料和轻薄的金属板料进行较为简单的加工即可,操作更加简单方便。因此,本发明提供的热力膨胀阀制造方法操作简单,成本低廉。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (19)
1.一种热力膨胀阀,包括阀体,其特征在于:所述阀体用不锈钢材料形成;所述热力膨胀阀还包括气箱头,所述气箱头不采用螺纹结构与阀体连接,而是部分地套设在所述阀体的部分外表面上或者部分地插入所述阀体内部,并通过炉焊或激光焊接方式焊接在所述阀体上;
所述阀体包括第一安装部、连接管、第二安装部,所述第一安装部与所述连接管连接,所述连接管与所述第二安装部连接,所述第一安装部包括第一连接孔和第二连接孔,所述第二安装部包括第三连接孔,所述热力膨胀阀包括第一连接件、第二连接件、第三连接件,所述第一连接孔与所述第一连接件连通,所述第二连接孔与所述第二连接件连通,所述第三连接孔与所述第三连接件连通,在所述阀体的宽度方向,所述连接管的宽度尺寸小于所述第一安装部,所述连接管的宽度尺寸小于所述第二安装部。
2.如权利要求1所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述阀体包括中空的套接头,所述气箱头包括中空的套接部,所述套接头的内壁与所述套接部的外表面均未设置螺纹结构;所述套接部套设在所述套接头的部分外表面上,所述套接头与所述套接部的局部相抵接而实现所述气箱头在轴向上的定位,且所述气箱头通过炉焊或激光焊接方式焊接在所述套接头上。
3.如权利要求2所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述阀体为由不锈钢材料加工形成的一体化结构,包括所述第一安装部、所述连接管、所述第二安装部、第三安装部及底座部;所述第一安装部包括圆柱面形或大致呈圆柱面形的第一外周面,并开设有沿着所述第一外周面的轴向延伸,用于感测流体工况的回流通道和分别与所述回流通道两端连通的第一连接孔及第二连接孔,所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一直线上或相互平行;所述第二安装部开设有第三连接孔,且所述第二安装部的与其开设有所述第三连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括平面部分,所述第二安装部还包括形成在所述第三连接孔与所述平面部分之间的第二外周面,所述第二外周面包括向所述阀体顶端凸出的第二顶面、向所述阀体顶端凹进的第二底面、以及连接在所述第二顶面与所述第二底面之间的两个第二侧面;所述套接头为所述第一安装部的一部分或用激光焊接方式焊接在所述第一安装部上,所述连接管一端连接所述第一安装部,另一端连接所述第二安装部;所述第三安装部连接在所述第二底面上,开设有第四连接孔,且所述第三安装部的与其开设有所述第四连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括另一个平面部分;所述底座部为圆柱形或大致为圆柱形,其一端连接所述第三安装部。
4.如权利要求2所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述阀体包括通过对不锈钢棒料经过切割和锻压而形成的,或者通过不锈钢管料进行截取而形成的第一阀体部件、以及通过对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成的第二阀体部件;所述第一阀体部件包括所述第一安装部,所述第一安装部包括圆柱面形或大致呈圆柱面形的第一外周面,并开设有沿着所述第一外周面的轴向延伸,用于感测流体工况的回流通道和分别与所述回流通道两端连通的第一连接孔及第二连接孔,所述第一连接孔的轴线与所述第二连接孔的轴线位于同一直线上或相互平行;所述套接头为所述第一安装部的一部分或用激光焊接方式焊接在所述第一安装部上;所述第二阀体部件包括一体化的所述第二安装部、第三安装部及底座部,所述第一阀体部件与所述第二安装部通过炉焊方式直接地或间接地焊接在一起;所述第二安装部开设有第三连接孔,且所述第二安装部的与其开设有所述第三连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括平面部分,所述第二安装部还包括形成在所述第三连接孔与所述平面部分之间的第二外周面,所述第二外周面包括向所述阀体顶端凸出的第二顶面、向所述阀体顶端凹进的第二底面、以及连接在所述第二顶面与所述第二底面之间的两个第二侧面;所述第三安装部连接在所述第二底面上,开设有第四连接孔,且所述第三安装部的与其开设有所述第四连接孔的一侧相对的另一侧的表面包括另一个平面部分;所述底座部为圆柱形或大致为圆柱形,其一端连接所述第三安装部。
5.如权利要求3或4所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述阀体开设有用于调节通过所述阀体的流体的流量的阀室及阀孔;其中所述阀室开设在所述第三安装部中,或者开设在所述第三安装部和所述底座部中并开口于所述底座部的一端,所述阀孔开设于所述第三安装部中,或者开设在所述第三安装部和所述第二安装部中,所述阀孔一端与所述阀室连通,另一端连通所述第三连接孔。
6.如权利要求1-4中任一项所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述热力膨胀阀还包括至少两个与所述连接孔对应的连接件,所述连接件分别与对应的连接孔配合,并通过炉焊方式与所述阀体固定连接。
7.如权利要求6所述的热力膨胀阀,其特征在于:每个所述连接孔内壁上设有用于对插入所述连接孔的所述连接件进行定位的连接件定位结构,所述连接件定位结构包括导向部与定位部,所述导向部由所述连接孔靠近外侧的一部分内壁的内径自内向外逐渐扩大而形成,用于为对应的所述连接件插入时提供便利;所述定位部由所述连接孔的处于该导向部内侧的另一部分内壁形成,用于与所述连接件的至少一部分外部表面形成紧配合。
8.如权利要求5所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述热力膨胀阀用于汽车空调系统中,所述连接件的数量为四个,所述热力膨胀阀还包括第一连接板与第二连接板,所述四个连接件中,分别安装在与所述回流通道连通的两个连接孔内的两个连接件中的一个和分别安装在与所述阀室及阀孔连通的两个连接孔内的两个连接件中的一个与所述第一连接板一体成型,分别安装在与所述回流通道连通的两个连接孔内的两个连接件内的另一个和分别安装在与所述阀室及阀孔连通的两个连接孔中的两个连接件内的另一个与所述第二连接板一体成型;所述第一连接板与第二连接板均开设有用于将所述热力膨胀阀安装在汽车空调系统中的安装孔。
9.如权利要求3所述的热力膨胀阀,其特征在于:所述热力膨胀阀用于汽车空调系统中,所述阀体还包括两个与所述第一安装部、连接管及第二安装部一体成型的延伸板,所述两个延伸板分别连接在所述连接管两侧,且每个所述延伸板的两端都分别与所述第一安装部及第二安装部连接;所述延伸板上开设有用于将所述热力膨胀阀安装在汽车空调系统中的安装孔。
10.一种热力膨胀阀的制造方法,其特征在于,所述热力膨胀阀根据权利要求1-9中任一项所述,包括以下步骤:
用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体;
提供所述热力膨胀阀的阀杆及阀芯,并将所述阀杆及阀芯安装到所述阀体上;
提供所述热力膨胀阀的调节机构,并将所述调节机构装配到阀体上;
提供所述热力膨胀阀的气箱头,通过炉焊或激光焊接的方式将所述气箱头直接地或间接地焊接在所述阀体上,气箱头与阀体之间通过不包括螺纹的结构进行连接和固定,使所述气箱头可以与所述阀杆及所述调节机构相配合而调节所述阀芯相对于所述阀孔的位置,从而调节所述阀孔的开度。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤包括以下子步骤:
选用不锈钢棒料作为材料,通过切割和锻压将所述不锈钢棒料形成阀体毛坯;
从所述阀体毛坯的一端进行钻孔,形成与所述连接孔中的至少两个相连通的,用于调节通过所述阀体的流体流量的阀室及阀孔;
从所述阀体毛坯的另一端进行钻孔,形成用于安装所述阀杆的阀杆孔。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤包括以下子步骤:
用不锈钢材料形成第一阀体部件毛坯和第二阀体部件毛坯;
在所述第一阀体部件毛坯上钻孔,形成开设有用于感测流体温度的回流通道、以及用于安装所述阀杆的阀杆孔的第一阀体部件;在所述第二阀体部件毛坯上钻孔,形成开设有用于调节通过所述阀体的流体流量的阀室及阀孔的第二阀体部件;
将所述第一阀体部件与所述第二阀体部件用炉焊方式连接在一起,使所述阀杆孔与所述阀孔连通,从而形成所述阀体。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,在所述用不锈钢材料形成第一阀体部件毛坯和第二阀体部件毛坯的子步骤中,形成所述第一阀体部件毛坯的方式为:
对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成所述第一阀体部件毛坯;或者对内径与所述回流通道内径相同的第二不锈钢管料进行截取,并将截取下来的第二不锈钢管料制成所述第一阀体部件毛坯;
形成所述第二阀体部件毛坯的方式为:
对不锈钢棒料进行切割和锻压而形成所述第二阀体部件毛坯。
14.如权利要求10所述的方法,其特征在于:所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤还包括以下子步骤:
所述阀体包括中空的套接头,所述套接头的形成方式是先对不锈钢材料进行锻压而形成所述套接头的外部形状,然后再对所述不锈钢材料的对应所述套接头的部分进行钻孔而形成所述套接头;或者先对所述不锈钢材料进行钻孔以形成与所述套接头对应的通孔,然后再对所述通孔进行拉伸加工以形成所述套接头。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
在所述气箱头上形成中空的套接部,所述套接部内壁上形成有气箱头定位结构,所述气箱头定位结构包括插入部和挡止部,所述插入部由所述套接部接近末端的部分内壁形成,用于让所述套接头套入其中并形成紧配合;所述挡止部由所述套接部的处于所述插入部内侧的另一部分内壁内径缩小而形成,用于在所述套接头被套进所述插入部时对所述套接头进行挡止限位;在将所述气箱头用炉焊或激光焊接方式固定在所述阀体上之前,首先将所述套接部套设在所述套接头上,并通过所述气箱头定位结构对所述气箱头进行定位。
16.如权利要求10至15中任意一项所述的方法,其特征在于,所述用不锈钢材料形成开设有阀孔的阀体的步骤还包括以下子步骤:
形成开设在所述阀体上的,用于将流体导入所述阀体,从而通过阀体对所述流体进行流量控制的连接孔;
所述方法还包括以下步骤:
形成与所述连接孔对应的、用于输送流体的管道连接的连接件;
将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述连接孔内壁上形成有连接件定位结构,所述连接件定位结构包括导向部与定位部,所述导向部由所述连接孔靠近外侧的一部分内壁的内径自内向外逐渐扩大而形成,用于为连接件插入时提供便利;所述定位部由所述连接孔的处于该导向部内侧的另一部分内壁形成,用于与所述连接件的至少一部分外部表面形成紧配合;
所述将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中的步骤还包括以下子步骤:
在通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中之前,使用所述连接件定位结构对插入所述连接孔的所述连接件进行定位。
18.如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
在通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中之前,使用点焊方式、打点方式及扩口撑开方式中的任意一种对插入所述连接孔的所述连接件进行定位。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述连接孔中的两个开设在所述阀体的同一侧,另外两个开设在所述阀体的另外一侧;
所述形成所述连接孔对应的、用于与输送流体的管道连接的连接件的步骤包括以下子步骤:
将所述连接件中的两个与第一连接板一体成型,将所述连接件中的另外两个与第二连接板一体成型;
所述将所述连接件插入所述连接孔,并通过炉焊方式将所述连接件固定在所述连接孔中的步骤包括以下子步骤:
采用一次性炉焊方式,将与所述第一连接板一体成型的两个连接件用炉焊方式焊接在开设在所述阀体同一侧的两个连接孔中,同时将与所述第二连接板一体成型的两个连接件用炉焊方式焊接在开设在所述阀体另一侧的两个连接孔中。
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