JP2016527451A - 電子膨張弁およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、弁体の技術分野に関し、具体的には電子膨張弁およびその製造方法に関する。
典型的な電子膨張弁の構造を示す概略図である図1を参照する。
第1に、電子膨張弁の複数の部品がねじ山を介して接続されている。たとえば、弁座アセンブリのカバー60はねじ山を介して収容部64に接続されており、カバー60はねじ山を介して弁座24に接続されており、収容部64の上側キャップ等の上端にある部品もねじ山を介して接続されている。大規模組立てプロセス中、信頼性の高い封止を保証することができず、漏れによって生じる不良品の発生率は高い。加えて、輸送過程および使用過程中の振動、腐食、および酸化により、ねじ山接続部分の漏れの量は使用時間が長くなるほど急激に増加する。
上記技術的問題に対処するために、本願は、電子膨張弁およびその製造方法を提供することを目的とする。この電子膨張弁は優れた封止性能を有する。
δ=L1−L2×Cosα−(D3−D2)/2×Sinα
を満たし、式中、αは、鋭角である夾角であり、L1は、弁座アセンブリの基点と弁座アセンブリの端部との間の距離であり、L2は、弁座アセンブリの基点と第1の接続パイプの端部との間の距離であり、D3は、第1の接続パイプの端部の直径であり、D2は、弁座アセンブリの、第1の接続パイプを接続するように構成されたポートの直径であり、弁座アセンブリの基点は、主弁キャビティの軸とポートの内壁の延長線との交点である。
好ましくは、弁座アセンブリと収容部は、レーザ溶接またはアルゴンアーク溶接によって固定される。
好ましくは、モータに、モータのリード線の位置を固定するように構成されたリード線固定装置が設けられ、リード線固定装置は、モータのリード線を収容するように構成されたリード線溝と、モータの外周面に対してリード線固定装置の位置を固定するように構成された位置決め部とを有する。
一体化された弁座アセンブリを製造し、第1の接続パイプと、径方向における弁座アセンブリと収容部との溶接位置の延長線との間の、事前設定距離を設定するステップと、
収容部と弁座アセンブリを溶接によって溶接位置で固定するステップとを含む。
弁座アセンブリの構成部品を準備するステップを含み、構成部品は、主弁キャビティを形成するように構成された弁座と、弁座に接続されるように構成された第1の接続パイプおよび第2の接続パイプと、収容部に溶接されるように構成されたカバーとを含み、さらに、
第1の接続パイプおよび第2の接続パイプを弁座の対応するポートにそれぞれ装着し、カバーを弁座の端部に装着するステップと、
所定の位置に装着された、第1の接続パイプ、第2の接続パイプ、弁座、およびカバーを、同時に炉内に置き、蝋付け溶接を実行するステップとを含む。
弁座コアに対応する蝋モールドを製造するステップと、
蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
蝋モデルを加熱して蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼をモールドシェルに注入するステップと、
モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより弁座コアを形成するステップとにより、形成される。
弁座に対応する蝋モールドを製造するステップと、
蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
蝋モデルを加熱して蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼をモールドシェルに注入するステップと、
モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより弁座を形成するステップとにより、形成される。
組立てられる弁座、第1の接続パイプ、および第2の接続パイプに対応する蝋モールドを製造するステップと、
蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
蝋モデルを加熱して蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼をモールドシェルに注入するステップと、
モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより、弁座と第1の接続パイプと第2の接続パイプとからなる一体化された本体を形成するステップとにより、形成される。
本願の技術的解決策を当業者により良く理解してもらうべく、以下では本願について図面および実施形態と関連付けながらさらに詳細に説明する。
δ=L1−L2×Cosα−(D3−D2)/2×Sinα
式中、αは、主弁キャビティと第1の接続パイプ24との間に形成されている鋭角であり、L1は、弁座21の基点と弁座アセンブリの(収容部3に対向する)端部との間の距離であり、L2は、弁座21の基点と第1の接続パイプ24の端部との間の距離であり、D3は、第1の接続パイプ24の端部の直径であり、D2は、弁座アセンブリの第1のポート211の直径である。
式中、D1は第1のポート211の直径、Dは弁ポート21bの直径、D4は連通ポート21aの直径である。このように、第1の接続パイプ24および第2の接続パイプ23は各々実質的にフレアを有し、連通ポート21aの領域は弁ポート21bの領域よりもわずかに大きい。この設計により、流体を流れやすくすることができ、流動抵抗を減じることができる。当然ながら、他のサイズ設計を採用してもよい。
第1の接続パイプ24と第2の接続パイプ23を弁座21に溶接する前に、溶接リング7を、弁座21が接続パイプと接触する位置の内側と外側双方に設けてもよい。第2の接続パイプ23を例として挙げると、第2のポート212の内壁に段差が設けられ、第2の接続パイプ23が第2のポート212に挿入されて第2のポート212の段差面に対して押圧される。溶接リング7は、第2のポートの端面と第2の接続ポート23の外周面との間に設けられ、溶接リング7はまた、第2の接続パイプ23の端面と第2の接続ポート212の段差面との間にも設けられる。第1の接続パイプ24の溶接のやり方は第2の接続パイプ23の場合と同一であり、溶接リング7が配置される位置は同一である。このような設計により、溶接リング7の溶融後に形成された溶接フラックスは、接続パイプとポートとの間の隙間を十分に充填し、これにより溶接の信頼性が改善される。
上記実施形態において、弁座アセンブリの弁座21は、中空のステンレス鋼の半完成品を機械加工した後にこの半完成品を旋盤加工することによって弁座21を形成するプロセスに従って形成してもよい。
ステップaは、弁座21に対応する蝋モールドを製造することを含む。この蝋モールドは、必要に応じて弁座21に応じて機械加工されるモールドであり、アルミニウムを用いてこの被加工物のモールドを製造してもよい。
a’ 弁座コア26に対応する蝋モールドを製造することと、
b’ 蝋モールドに対して射出成形を実行することと、
c’ 耐火材料でシェルを製造することと、
d’ 脱蝋のために加熱することと、
e’ ステンレス鋼を溶かして注入することと、
f’ シェルを取除いてステンレス鋼の半完成品を形成することと、
g’ 中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工して弁座コア26を形成することとを含む。
64 収容部、60 カバー、70 モータ、76 ギアシステム、130 弁棒アセンブリ、18 第1のポート、18a 第1の接続パイプ、16 第2のポート、16a 第2の接続パイプ、24 弁座。
図2〜図31の参照番号
21 弁座、211 第1のポート、212 第2のポート、213 装着ボス、214 第1の環状保持溝、214a 第1の斜面、21a 連通ポート、21b 弁ポート、22 カバー、221 上側段差、222 下側段差、23 第2の接続パイプ、24 第1の接続パイプ、25 サイトグラス、26 弁座コア、261 側孔、262 第2の環状保持溝、262a 第2の斜面、3 収容部、4 モータ、41 下端カバー、42 上端カバー、43 リード線、4a リード線固定装置、4a1 リード線溝、4a2 段差、4a3 貫通孔、4a4 保持溝、4a−1 底、5 ギアシステム、6 弁棒アセンブリ、7 溶接リング、2a 溶接位置。
Claims (20)
- 電子膨張弁であって、前記電子膨張弁は、収容部(3)と弁座アセンブリとを備え、前記弁座アセンブリは、同一直線にある第1の接続パイプ(24)と第2の接続パイプ(23)とを含み、主弁キャビティが前記弁座アセンブリによって形成され、前記主弁キャビティと前記第1の接続パイプ(24)との間に形成される夾角は鋭角であり、前記弁座アセンブリは一体構造であり溶接によって前記収容部(3)に固定され、前記第1の接続パイプ(24)と、径方向における前記弁座アセンブリと前記収容部(3)との溶接位置の延長線との間に、事前設定距離が存在する、電子膨張弁。
- 前記径方向における前記延長線と、前記第1の接続パイプ(24)の端部との間の最小距離δは、以下の関係式
δ=L1−L2×Cosα−(D3−D2)/2×Sinα
を満たし、式中、αは、鋭角である前記夾角であり、L1は、前記弁座アセンブリの基点と前記弁座アセンブリの端部との間の距離であり、L2は、前記弁座アセンブリの基点と前記第1の接続パイプ(24)の端部との間の距離であり、D3は、前記第1の接続パイプ(24)の端部の直径であり、D2は、前記弁座アセンブリの、前記第1の接続パイプ(24)を接続するように構成されたポートの直径であり、前記弁座アセンブリの基点は、前記主弁キャビティの軸と前記ポートの内壁の延長線との交点である、請求項1に記載の電子膨張弁。 - 前記径方向における前記延長線と前記第1の接続パイプ(24)の端部との間の最小距離δは、5ミリメートル以上である、請求項1に記載の電子膨張弁。
- 鋭角である前記夾角αは、40度〜60度の範囲である、請求項1に記載の電子膨張弁。
- 前記弁座アセンブリと前記収容部(3)は、レーザ溶接またはアルゴンアーク溶接によって固定される、請求項1に記載の電子膨張弁。
- 前記弁座アセンブリは、弁座(21)およびカバー(22)を含み、前記主弁キャビティは前記弁座(21)の中に形成され、前記カバー(22)の一端は溶接によって前記収容部(3)に固定され、別の一端は蝋付け溶接によって前記弁座(21)に溶接されて一体化された本体を形成し、前記第1の接続パイプ(24)および前記第2の接続パイプ(23)はいずれも蝋付け溶接によって弁座(21)に溶接されて一体化された本体を形成する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子膨張弁。
- 前記弁座アセンブリはさらに前記主弁キャビティ内に配置された弁座コア(26)を含み、前記弁座コア(26)は蝋付け溶接によって前記弁座(21)に固定されて一体化された本体を形成する、請求項6に記載の電子膨張弁。
- 前記弁座コア(26)の外周面および/または前記弁座(21)の外周面各々に、溶接リング(7)を位置決めするように構成された環状溝が設けられ、前記環状溝の下側の溝壁は下向きに傾斜する斜面である、請求項7に記載の電子膨張弁。
- 前記斜面の角度は60度よりも小さい、請求項8に記載の電子膨張弁。
- モータ(4)に、前記モータ(4)のリード線(43)の位置を固定するように構成されたリード線固定装置(4a)が設けられ、前記リード線固定装置(4a)は、前記モータ(4)の前記リード線(43)を収容するように構成されたリード線溝(4a1)と、前記モータ(4)の外周面に対して前記リード線固定装置(4a)の位置を固定するように構成された位置決め部とを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子膨張弁。
- 前記リード線固定装置(4a)は、前記リード線固定装置(4a)の内面と外面を貫通する貫通孔(4a3)を有し、前記貫通孔(4a3)は前記リード線溝(4a1)と連通する、請求項10に記載の電子膨張弁。
- 前記位置決め部は、前記リード線固定装置(4a)の下面(4a−1)の保持溝(4a4)であり、前記保持溝(4a4)は前記モータ(4)の下端カバー(41)の外縁を保持するように構成される、請求項10に記載の電子膨張弁。
- 前記リード線固定装置(4a)の、前記モータ(4)から離れた外面に、段差(4a2)が形成され、前記段差は上向きの面を有し、前記段差(4a2)は前記リード線固定装置(4a)の上部に位置する、請求項10に記載の電子膨張弁。
- 前記リード線固定装置(4a)の内面および外面は各々、弓形形状を有するように構成され、前記モータ(4)の外周面のラジアンと一致するラジアンを有し、前記リード線固定装置(4a)は耐熱材料から作られる、請求項10に記載の電子膨張弁。
- 電子膨張弁の製造方法であって、前記電子膨張弁は、収容部(3)と弁座アセンブリとを備え、弁座アセンブリは、同一直線にある第1の接続パイプ(24)と第2の接続パイプ(23)とを含み、主弁キャビティが前記弁座アセンブリによって形成され、前記主弁キャビティと前記第1の接続パイプ(24)との間に形成される夾角は鋭角であり、
前記製造方法は、
一体化された弁座アセンブリを製造し、前記第1の接続パイプ(24)と、径方向における前記弁座アセンブリと前記収容部(3)との溶接位置の延長線との間の、事前設定距離を設定するステップと、
前記収容部(3)と前記弁座アセンブリを溶接によって前記溶接位置で固定するステップとを含む、製造方法。 - 前記一体化された弁座アセンブリを製造するために、
前記弁座アセンブリの構成部品を準備するステップを含み、前記構成部品は、前記主弁キャビティを形成するように構成された弁座(21)と、前記弁座(21)に接続されるように構成された第1の接続パイプ(24)および第2の接続パイプ(23)と、前記収容部(3)に溶接されるように構成されたカバー(22)とを含み、さらに、
前記第1の接続パイプ(24)および前記第2の接続パイプ(23)を前記弁座(21)の対応するポートにそれぞれ装着し、前記カバー(22)を前記弁座(21)の端部に装着するステップと、
所定の位置に装着された、前記第1の接続パイプ(24)、前記第2の接続パイプ(23)、前記弁座(21)、および前記カバー(22)を、同時に炉内に置き、蝋付け溶接を実行するステップとを含む、請求項15に記載の製造方法。 - 前記弁座アセンブリの構成部品はさらに弁座コア(26)を含み、前記一体化された弁座アセンブリを製造するステップは、前記弁座コア(26)を前記弁座(21)内に装着し、前記弁座コア(26)を、前記第1の接続パイプ(24)、前記第2の接続パイプ(23)、前記弁座(21)、および前記カバー(22)とともに同時に炉内に置き、蝋付け溶接を実行するステップを含む、請求項16に記載の製造方法。
- 前記弁座コア(26)は、
前記弁座コア(26)に対応する蝋モールドを製造するステップと、
前記蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
前記蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
前記蝋モデルを加熱して前記蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼を前記モールドシェルに注入するステップと、
前記モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
前記中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより前記弁座コア(26)を形成するステップとにより、形成される、請求項17に記載の製造方法。 - 前記弁座(21)は、
前記弁座(21)に対応する蝋モールドを製造するステップと、
前記蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
前記蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
前記蝋モデルを加熱して前記蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼を前記モールドシェルに注入するステップと、
前記モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
前記中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより前記弁座(21)を形成するステップとにより、形成される、請求項15〜18のうちいずれか一項に記載の製造方法。 - 組立てられる前記弁座(21)、前記第1の接続パイプ(24)、および前記第2の接続パイプ(23)は、
前記弁座(21)、前記第1の接続パイプ(24)、および前記第2の接続パイプ(23)に対応する蝋モールドを製造するステップと、
前記蝋モールドに対して射出成形を実行することにより蝋モデルを形成するステップと、
前記蝋モデルの外面を耐火材料で被覆することによりシェルを形成するステップと、
前記蝋モデルを加熱して前記蝋モデルを脱蝋することによりモールドシェルを形成するステップと、
溶融したステンレス鋼を前記モールドシェルに注入するステップと、
前記モールドシェルを取除くことにより中空のステンレス鋼の半完成品を形成するステップと、
前記中空のステンレス鋼の半完成品を旋盤加工することにより、前記弁座(21)と前記第1の接続パイプ(24)と前記第2の接続パイプ(23)とからなる一体化された本体を形成するステップとにより、形成される、請求項15に記載の製造方法。
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