CN111913505A - 压力驱动装置及其制作方法、使用该压力驱动装置的压力控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了压力驱动装置及其制作方法、使用该压力驱动装置的压力控制器。本发明的压力驱动装置，包括基座部件、内波纹管和外波纹管，基座部件包括第一环形台阶部、第二环形台阶部和第一环形凹槽，内波纹管下端部包括第一轴向延伸部、沿第一轴向延伸部的下端部径向向外延伸的径向延伸部，第一轴向延伸部与第一环形台阶部的第一台阶壁之间具有焊接材料，内波纹管与第一环形台阶部通过焊接固定，第一台阶壁向下延伸形成第一环形凹槽的内侧壁。第一焊接材料融化前为第一焊环，第一焊环置于第一环形凹槽，焊接前通过径向延伸部将第一焊环限位于第一环形凹槽，能够提高焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于压力控制技术领域,具体涉及压力驱动装置及其制作方法、以及使用该压力驱动装置的压力控制器。
背景技术
压力控制器使用范围较广，如应用于空调和制冷系统中，可防止进气压力过低或排气压力过高，其工作原理是通过一个压力感应机构将制冷剂的压力信号转换成位移信号，再通过机械传动转换成内部开关的控制信号，实现自动控制保护。
压力感应机构为压力控制器的重要组成部分，图7为背景技术一种压力感应机构的内波纹管焊接前的结构示意图。如图7所示，压力感应机构01包括波纹管组件02和基体部件03，波纹管组件02包括内波纹管021和外波纹管022。由于内波纹管021的焊环04限位较为困难，当内波纹管021与基体部件03焊接时，可能影响焊接质量。
有鉴于此，如何提高压力感应机构的焊接质量为本领域技术人员提供了改善的课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供的压力驱动装置，包括基座部件、内波纹管和外波纹管，所述基座部件包括流体端口，所述基座部件还包括第一环形台阶部和第二环形台阶部，所述第一环形台阶部的第一台阶壁的外径小于所述第二环形台阶部的第二台阶壁的外径，所述内波纹管的下端部包括第一轴向延伸部、沿所述第一轴向延伸部的下端径向向外延伸的径向延伸部，所述第一轴向延伸部与所述第一台阶壁之间具有焊接材料，所述内波纹管与所述基座部件通过焊接固定，所述基座部件还包括第一环形凹槽，所述第一台阶壁向下延伸形成所述第一环形凹槽的内侧壁，所述第一环形凹槽的开口朝向所述径向延伸部，所述外波纹管的下端部与所述第二台阶壁之间具有焊接材料，所述外波纹管与所述基座部件通过焊接固定。
本发明的压力驱动装置，包括基座部件、内波纹管和外波纹管，基座部件包括第一环形台阶部、第二环形台阶部和第一环形凹槽，内波纹管下端部包括第一轴向延伸部、沿第一轴向延伸部的下端径向向外延伸的径向延伸部，第一轴向延伸部与第一环形台阶部的第一台阶壁之间具有焊接材料，内波纹管与第一环形台阶部通过焊接固定，第一台阶壁向下延伸形成第一环形凹槽的内侧壁。所述焊接材料融化前为第一焊环，第一焊环置于第一环形凹槽，焊接前通过径向延伸部将第一焊环限位于第一环形凹槽，能够提高焊接质量。
本发明还提供使用上述压力驱动装置的压力控制器，包括压力驱动装置、拨片组件和开关组件，所述压力驱动装置和所述开关组件通过所述拨片组件连接，所述拨片组件包括拨片，所述压力驱动装置能够带动所述拨片移动以控制所述开关组件接通或断开。
本发明的压力控制器，因采用本发明的压力驱动装置，因此，也具有本发明的压力驱动装置的有益效果，在此不再重复叙述。
本发明还提供上述压力驱动装置的制作方法，包括如下步骤：
步骤10：制备基座部件，基座部件包括第一环形台阶部、第二环形台阶部和第一环形凹槽，第一台阶部的第一台阶壁的外径小于第二环形台阶部的第二台阶壁的外径；制备内波纹管，内波纹管的下端部包括第一轴向延伸部、沿第一轴向延伸部的下端径向向外延伸的径向延伸部；制备外波纹管；
步骤20：将第一焊环置于第一环形凹槽，将内波纹管装配于第一环形台阶部，第一轴向延伸部至少部分套设于第一台阶壁的外周，第一环形凹槽的开口朝向径向延伸部，径向延伸部将第一焊环限位于第一环形凹槽，将外波纹管的下端部至少部分套设于第二台阶壁的外周，形成预焊接组件；
步骤30：对预焊接组件进行焊接，将内波纹管、外波纹管和基座部件固定。
本发明的压力驱动装置的制作方法，通过在基座部件开设第一环形凹槽，将第一焊环置于第一环形凹槽，在内波纹管的下端部包括径向延伸部，焊接前通过径向延伸部将第一焊环限位于第一环形凹槽，能够提高焊接质量。
附图说明
图1为本发明压力驱动装置的波纹管部件焊接前的结构示意图；
图2为图1中I1处的局部放大图；
图2b为图1中I2处的局部放大图；
图3为图2焊接后的结构示意图；
图3b为图2b焊接后的结构示意图；
图4为图1中内波纹管的结构示意图；
图5为图1中底座的结构示意图；
图6为使用本发明压力驱动装置的压力控制器的结构示意图；
图7为背景技术一种压力感应机构的内波纹管焊接前的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明压力驱动装置的波纹管部件焊接前的结构示意图；
图2为图1中I1处的局部放大图；图2b为图1中I2处的局部放大图；
图3为图2焊接后的结构示意图；图3b为图2b焊接后的结构示意图；
图4为图1中内波纹管的结构示意图；图5为图1中底座的结构示意图。
本实施例中，压力驱动装置100包括基座部件10和波纹管部件20。作为具体实施方式，基座部件10由底座11和接头18组成，底座11的轴向中心位置开设有连通孔111，接头18的轴向中心位置开设有流体端口181，底座11和接头18通过焊接固定为一个整体，采用分体式焊接结构，加工方便。底座11由金属材料车加工制成，整体呈两极台阶结构，包括第一环形台阶部12和直径大于第一环形台阶部12的第二环形台阶部14，即第一环形台阶部12的第一台阶壁121的外径小于第二环形台阶部14的第二台阶壁141的外径。第一环形台阶部12沿第一台阶壁121开设有第一环形凹槽13，即，第一台阶壁121向下延伸形成第一环形凹槽13的内侧壁131。波纹管部件20包括内波纹管21和外波纹管22，内波纹21焊接于底座11的第一环形台阶部12，外波纹管22焊接于底座11的第二环形台阶部14。通过焊接的方式固定内波纹管21和外波纹管22，而不采用粘性材料胶接的方式，能够防止压力驱动装置100长期使用下失效等风险。内波纹管21与底座11焊接形成有内波纹管内腔201，流体端口181通过连通孔111与内波纹管内腔201连通。外波纹管22与底座11焊接形成有外波纹管内腔202，内波纹管21所感知的流体压力经外波纹管内腔202能够传递给外波纹管22。当由流体端口181进入内波纹管内腔201的压力异常过高或由于内波纹管21自身疲劳影响而导致内波纹管21破裂时，流体进入外波纹管内腔202时，外波纹管22成为感压部分，感压面积增大，外波纹管内腔202内压力降低，外波纹管22能够起到保护控制系统压力过高的功能。
本实施例中，具体的，内波纹21和外波纹管22均为一体式结构，其形状大致为杯状。内波纹管21和外波纹管22的开口端通过焊接固定于底座11。内波纹管21的下端部210包括第一轴向延伸部211、沿第一轴向延伸部211的下端径向向外延伸的径向延伸部213。此处需要说明的是，以压力驱动装置100的轴向为基准，第一轴向延伸部211大致沿压力驱动装置100的轴向延伸，径向延伸部213大致沿压力驱动装置100的径向延伸。第一轴向延伸部211与第一台阶壁121之间具有第一焊接材料30，内波纹管21与第一环形台阶部12通过该第一焊接材料30固定。需要说明的是，此处通过对第一焊环31加热融化后形成上述第一焊接材料30。第一环形凹槽13的开口朝向径向延伸部213，也即，径向延伸部213能覆盖至少一部分第一环形凹槽13。
进一步的，内波纹管21还包括第一弹性变形部214、连接第一弹性变形部214和第一轴向延伸部211的第一板状部212。第一板状部212呈径向延伸，其延伸方向与内波纹管21的轴方向大致垂直。第一板状部212置于第一环形台阶部12的上端面122。如此设置，利于内波纹管21与底座11装配时实现定位。
并且，内波纹管21还包括过渡部215，过渡部215大致呈圆弧状，过渡部215连接第一轴向延伸部211和径向延伸部213。如此设置，焊接过程中，第一焊环31受热融化成第一焊接材料30，该过渡部215作为导向部，能够引导第一焊接材料30往第一轴向延伸部211与第一台阶壁121之间流动。
进一步的，底座11还包括第二环形凹槽15，第二台阶壁141向下延伸形成第二环形凹槽15的内侧壁151，第二环形凹槽15的纵截面轮廓大致呈V形，外波纹管22的下端部220包括第二轴向延伸部221，第二轴向延伸部221伸入第二环形凹槽15，第二轴向延伸部221与第二台阶壁141之间具有第二焊接材料40。外波纹管22与第二环形台阶部14通过第二焊接材料40固定。需要说明的是，此处第二焊接材料40为第二焊环41加热融化后形成。焊接前第二环形凹槽15用于放置第二焊环41，焊接后用于容纳第二焊接材料40，防止其溢流。第二轴向延伸部221伸入第二环形凹槽15，有利于引导第二焊接材料40往第二轴向延伸部221与第二台阶壁141之间流动。
外波纹管220还包括第二弹性变形部223、连接第二弹性变形部223和第二轴向延伸部221的第二板状部222。第二板状部222呈径向延伸，其延伸方向与外波纹管22的轴方向大致垂直。第二板状部222置于第二环形台阶部14的上端面142。如此设置，利于外波纹管22与底座11装配时实现定位。
并且，为了保证内波纹管21破裂时，内波纹管内腔201内的流体不会从外波纹管22泄漏，在底座11上还设置有与外波纹管内腔202连通的压力检测通道16用来检测气密性。压力检测通道16的另一作用是，在对波纹管部件20进行焊接时，能够平衡外波纹管内腔202与外界的压力，避免外波纹管内腔202中产生负压影响波纹管刚度。压力检测通道16的上端位于内波纹管21与外波纹管22之间，即压力检测通道16与外波纹管内腔202相连通。当气密性检测完成后，压力检测通道16的下端通过封堵件17封堵，具体地，本实施例中，采用钢球作为封堵件17。钢球可以通过过盈配合方式封堵压力检测通道16。
进一步的，第一轴向延伸部211呈圆环状，第一环形台阶部12的第一台阶壁121呈圆环状，定义第一轴向延伸部211的内径为D1，第一台阶壁121的外径为D2，则满足0.1mm≤D1-D2≤0.3mm。若小于0.1mm，则会增大内波纹管21与底座11的焊接前预装配难度，若大于0.3mm，则会影响焊料通过毛细作用进入第一轴向延伸部211与第一台阶壁121之间，影响焊接质量。
进一步的，内波纹管21和外波纹管22通过高频焊或电炉焊一次性焊接于底座11。
以上所述结构只是对本发明压力驱动装置优选的具体实施例的描述。本领域技术人员可以根据需要对内波纹管21、外波纹管22、底座11以及接头18的具体形状作出改进。比如，可以将第一环形凹槽13的外侧壁132设置成朝向径向延伸部213直径渐大。如此设置，第一环形凹槽13的外侧壁132起到导向作用，方便将第一焊环31放入第一环形凹槽13。这些改进也应在本发明的保护范围内。
本发明的压力驱动装置，通过在第一环形台阶部12开设第一环形凹槽13，将第一焊环31置于第一环形凹槽13，在内波纹管21的下端部210设置径向延伸部213，焊接前通过径向延伸部213将第一焊环31限位于第一环形凹槽13。其有益效果在于，焊接过程中第一焊环31不脱离第一环形凹槽13，使第一焊环31受热均匀，融化一致，能够提高焊接质量。
本发明还提供具有本发明任一压力驱动装置的压力控制器。下面以具有本发明实施例的压力驱动装置进行举例说明。如图6所示，本发明压力控制器1包括压力驱动装置100、拨片组件200和开关组件300。拨片组件200包括拨片201，拨片201由铜材制成，压力驱动装置100和开关组件300通过拨片组件200传动连接。具体的，压力控制器1依次通过接头18的流体端口181、底座11的连通孔111将控制系统中的流体引入到内波纹管内腔201中，流体压力的变化使内波纹管21发生弹性变形，内波纹管21的弹性变形传递至外波纹管22并进而带动拨片201产生位移，位移的变化能够接通或断开开关组件300。由于本发明的压力驱动装置具有前述技术效果，因此，本发明的压力控制器也同样具有前述的提高焊接质量等技术效果，在此不再赘述。
下面对本实施例的压力驱动装置的制作方法进行说明：
包括如下步骤：
步骤10：制备基座部件10，基座部件10包括底座11和接头18，首先将金属材质的底座11加工出轴向贯通的连通孔111、第一环形台阶部12和第二环形台阶部14，连通孔111大致位于底座11的大致轴向中间位置，第一环形台阶部12的第一台阶壁121的外径小于第二环形台阶部14的第二台阶壁141的外径；接着在第一环形台阶部12加工第一环形凹槽13，在第二环形台阶部14加工第二环形凹槽15，将接头18加工出轴向贯通的流体端口181，流体端口181大致位于接头18的大致轴向中间位置，然后将底座11和接头18焊接固定；
制备大致呈杯状结构的内波纹管21和外波纹管22，首先将内波纹管21的下端部210折弯形成径向延伸的第一板状部212和轴向延伸的第一轴向延伸部211，将外波纹管22的下端部220折弯形成径向延伸的第二板状部222和轴向延伸的第二轴向延伸部221；接着将第一轴向延伸部的下端翻边形成径向延伸部213。
步骤20：将第一焊环31放置于第一环形凹槽13，将内波纹管21的下端部210套设于第一环形台阶部12的外周，第一板状部212置于第一环形台阶部12的上端面122。径向延伸部213的外径大于第一焊环31的直径，此处的第一焊环31的直径是指第一焊环31的外径减去第一焊环31的内径的值的一半。如此，使径向延伸部213将第一焊环31限位于第一环形凹槽13；将第二焊环41放置于第二环形凹槽15，将外波纹管22的下端部220套设于第二环形台阶部14的外周，第二板状部222置于第二环形台阶部14的上端面142，形成预焊接组件。
步骤30：采用高频焊或电炉焊，对接头18进行加热，对上述预焊接组件进行焊接，将内波纹管21、外波纹管22一次性焊接于底座11制成压力驱动装置100。
步骤40：通过压力检测通道16向外波纹管内腔202内充压力检测用介质(如氦气)，检测内波纹管21和外波纹管22的焊接气密性。检测完成后，用封堵件17封堵压力检测通道16。具体的，采用钢球作为封堵件，钢球可以通过过盈配合方式封堵压力检测通道16。
本发明的压力驱动装置的制作方法，由于采用双波纹管一次性焊接方式，焊接时，无法观察内波纹管是否缺焊漏焊。本发明通过在第一环形台阶部12开设第一环形凹槽13，将第一焊环31置于第一环形凹槽13，在内波纹管21的下端部210设置径向延伸部213，焊接前通过径向延伸部213将第一焊环31限位于第一环形凹槽13内。其有益效果在于，焊接过程中第一焊环31不脱离第一环形凹槽13，使第一焊环31受热均匀，融化一致，能够提高焊接质量。
需要说明的是，本文中，只对压力驱动装置的制作方法进行了举例说明，本领域技术人员可以理解的是，基座部件10也可以为一体式结构，内波纹管21与外波纹管22也可以通过其它焊接方式焊接在基座部件10上，这些改进都应在本发明的保护范围内。
以上所述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。
Claims (14)
1.压力驱动装置，包括基座部件、内波纹管和外波纹管，所述基座部件包括流体端口，其特征在于，所述基座部件还包括第一环形台阶部和第二环形台阶部，所述第一环形台阶部的第一台阶壁的外径小于所述第二环形台阶部的第二台阶壁的外径，所述内波纹管的下端部包括第一轴向延伸部、沿所述第一轴向延伸部的下端径向向外延伸的径向延伸部，所述第一轴向延伸部与所述第一台阶壁之间具有焊接材料，所述内波纹管与所述基座部件通过焊接固定，所述基座部件还包括第一环形凹槽，所述第一台阶壁向下延伸形成所述第一环形凹槽的内侧壁，所述第一环形凹槽的开口朝向所述径向延伸部，所述外波纹管的下端部与所述第二台阶壁之间具有焊接材料，所述外波纹管与所述基座部件通过焊接固定。
2.根据权利要求1所述的压力驱动装置，其特征在于，所述内波纹管为大致杯状结构，所述内波纹管还包括第一弹性变形部、连接所述第一弹性变形部与所述第一轴向延伸部的第一板状部，所述第一板状部与所述内波纹管的轴方向大致垂直，所述内波纹管通过所述第一板状部置于所述第一环形台阶部的上端面。
3.根据权利要求2所述的压力驱动装置，其特征在于，所述内波纹管的下端部还包括过渡部，所述过渡部连接所述第一轴向延伸部和所述径向延伸部，所述过渡部大致呈弧状。
4.根据权利要求1所述的压力驱动装置，其特征在于，所述基座部件还包括第二环形凹槽，所述第二台阶壁向下延伸形成所述第二环形凹槽的内侧壁，所述第二环形凹槽的纵截面轮廓大致呈V形，所述外波纹管的下端部包括第二轴向延伸部，所述第二轴向延伸部伸入所述第二环形凹槽，所述第二轴向延伸部与所述第二台阶壁之间具有所述第二焊接材料。
5.根据权利要求4所述的压力驱动装置，其特征在于，所述外波纹管为大致杯状结构，所述外波纹管还包括第二弹性变形部、连接所述第二弹性变形部与所述第二轴向延伸部的第二板状部，所述第二板状部与所述外波纹管的轴方向大致垂直，所述外波纹管通过所述第二板状部置于所述第二环形台阶部的上端面。
6.根据权利要求1-5任一项所述的压力驱动装置，其特征在于，所述第一轴向延伸部呈圆环状，定义所述第一轴向延伸部的内径为D1，所述第一台阶壁的外径为D2，则满足0.1mm≤D1-D2≤0.3mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的压力驱动装置，其特征在于，所述内波纹管和所述外波纹管通过高频焊或电炉焊一次性焊接固定于所述基座部件。
8.根据权利要求1-5任一项所述的压力驱动装置，其特征在于，所述内波纹管与所述第一环形台阶部焊接固定形成内波纹管内腔，所述外波纹管与所述第二环形台阶部焊接固定形成外波纹管内腔，所述基座部件还包括压力检测通道，所述压力检测通道的上端与所述外波纹管内腔连通，所述压力检测通道的下端通过封堵件封堵；
所述基座部件包括底座与接头，所述底座和所述接头固定连接，所述第一环形凹槽设于所述底座，所述第一环形凹槽的外侧壁朝向所述径向延伸部方向直径渐大，所述底座包括连通孔，所述接头包括所述流体端口，所述流体端口通过所述连通孔与所述内波纹管内腔连通。
9.压力控制器，包括压力驱动装置、拨片组件和开关组件，其特征在于，所述压力驱动装置为权利要求1-8任一项所述的压力驱动装置，所述压力驱动装置和所述开关组件通过所述拨片组件连接，所述拨片组件包括拨片，所述压力驱动装置能够带动所述拨片移动以控制所述开关组件接通或断开。
10.压力驱动装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤10：制备基座部件，所述基座部件包括第一环形台阶部、第二环形台阶部和第一环形凹槽，所述第一台阶部的第一台阶壁的外径小于所述第二环形台阶部的第二台阶壁的外径；制备内波纹管，所述内波纹管的下端部包括第一轴向延伸部、沿所述第一轴向延伸部的下端径向向外延伸的径向延伸部；制备外波纹管；
步骤20：将第一焊环置于所述第一环形凹槽，将所述内波纹管装配于所述第一环形台阶部，所述第一轴向延伸部至少部分套设于所述第一台阶壁的外周，所述第一环形凹槽的开口朝向所述径向延伸部，所述径向延伸部将所述第一焊环限位于所述第一环形凹槽，将所述外波纹管的下端部至少部分套设于所述第二台阶壁的外周，形成预焊接组件；
步骤30：对所述预焊接组件进行焊接，将所述内波纹管、所述外波纹管和所述基座部件固定。
11.根据权利要求10所述的压力驱动装置的制作方法，所述步骤10还包括，所述基座部件还包括第二环形凹槽，所述外波纹管的下端部包括第二轴向延伸部；
所述步骤20还包括，将所述第二轴向延伸部至少部分套设于所述第二台阶壁的外周，将第二焊环置于所述第二环形凹槽。
12.根据权利要求11所述的压力驱动装置的制作方法，所述步骤10还包括，所述内波纹管还包括第一弹性变形部、连接所述第一弹性变形部与所述第一轴向延伸部的第一板状部，所述外波纹管还包括第二弹性变形部、连接所述第二弹性变形部与所述第二轴向延伸部的第二板状部，将所述内波纹管通过所述第一板状部置于所述第一环形台阶部的上端面，将所述外波纹管通过所述第二板状部置于所述第二环形台阶部的上端面。
13.根据权利要求11或12所述的压力驱动装置的制作方法，其特征在于，还包括步骤40：通过压力检测通道向外波纹管内腔充压力检测用介质，检测所述内波纹管和所述外波纹管的焊接气密性，检测完成后，用封堵件封堵所述压力检测通道。
14.根据权利要求11或12所述的压力驱动装置的制作方法，其特征在于，所述步骤30具体为：将所述内波纹管、所述外波纹管一次性焊接于所述基座部件。
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