汽车空调系统专用电动水阀的制作方法

本发明属于汽车空调领域，尤其是一种汽车空调系统专用电动水阀。

背景技术：

现有的电动水阀采用圆环型结构设计，其结构为：阀壳内设有轴状的阀芯，阀芯的周面上设有调节孔，阀芯与阀壳进水流道之间设有弧形的橡胶密封件，橡胶密封件上设有与调节孔、进水流道相通的进水孔，橡胶密封件与阀芯的周面贴合；橡胶密封件由橡胶、特氟龙膜和工业塑料（pom）制成。使用时，通过旋转阀芯实现调节孔与进水孔相通，或者橡胶密封件封堵调节孔。

现有结构存在的主要缺陷是：1.橡胶密封件易老化，满足不了实际需求；2.橡胶密封件设计的环形密封结构很容易塌陷，达不到密封效果；3.塑料（pom）阀芯加工收缩变形、使用过程的耐磨性能满足不了实际要求；4.这两种材料在长时期的高温环境中容易老化、变形；5.现有电动水阀实际的动作循环次数在5～6万次，动作循环周期是6秒，（即开3秒，关3秒），不能满足现在水阀寿命要求，现在水阀实际动作循环次数要求在50～60万次以上。

对电动水阀的技术要求是：1.密封性能要求高，即水阀关闭时不得有任何泄漏现象；2.电动水阀耐久寿命要求高，即水阀动作循环次数要求在50～60万次以上；3.适应环境温度要求在：-40℃～110℃，长时期的在85～95℃的冷却液中工作。

技术实现要素：

本发明提供一种汽车空调系统专用电动水阀，解决密封性差、使用寿命短的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：汽车空调系统专用电动水阀，包括水阀总成及执行器，执行器固定在水阀总成上，水阀总成由阀壳和阀芯组成，阀壳内设有阀芯腔，阀壳内的进水流道和出水流道通过阀芯腔连通，阀芯安装在阀芯腔内；其特征在于：阀芯由阀芯支撑座、动密封环支座、动密封块、静密封块、密封垫组成，阀支撑座的上端与阀壳密封连接，阀芯支撑座的上腔壁处设有进水口，阀芯支撑座的顶面上设有轴孔，动密封环支座位于阀芯支撑座的上腔内，动密封环支座的传动端从轴孔内穿出后与执行器的输出端连接，动密封环支座和轴孔的周面之间设有密封圈，动密封块位于阀芯支撑座的下腔内，动密封环支座的夹臂端与动密封块的上端连接，静密封块的周面与阀芯支撑座的下腔壁连接，阀芯支撑座限制静密封块转动，动密封块的下端面与静密封块的上端面贴合，动密封块端面上的调节孔与静密封块端面上的调节孔相通，密封垫安装在阀芯支撑座的下端内，密封垫的上端能对静密封块施加顶压力，密封垫内设有与调节孔相通的出水孔；所述动密封块和静密封块均由陶瓷材料制成。

对上述技术方案进一步的改进，所述动密封环支座的传动端上设有与密封圈配合的止动垫圈。优点：止动垫圈能防止密封圈随动密封环支座转动，提高了密封效果。

对上述技术方案进一步的限定，所述动密封环支座的夹臂端与动密封块的连接结构为：动密封块的上端面处对称设有定位槽，动密封环支座的夹臂上设有与定位槽形状相匹配的凸块，凸块与定位槽接触连接。优点：凸块与定位槽形成止口配合，对动密封块起到轴向、径向的双重定位，只有轴向旋转不受限制；2.接触连接使动密封块具有活动余量，使动密封块与静密封块之间的贴合性不受动密封环支座影响，也便于装配。

对上述技术方案进一步的限定，所述静密封块与阀芯支撑座的连接结构为：静密封块的周面上对称设有限位凸块，阀芯支撑座的下腔壁上对称设有轴向的限位槽，限位槽与限位凸块的形状相匹配，限位凸块与限位槽配合能限制静密封块旋转。优点：静密封块径向定位、轴向微动，可自动补偿密封间隙。

对上述技术方案进一步的限定，所述动密封块和静密封块上的调节孔均呈对称设置，调节孔为扇形孔。优点：液体流动平衡稳定，结构紧凑。

对上述技术方案进一步的改进，所述密封垫的出水孔内设有压簧，压簧的下端从密封垫内延伸出。优点：压簧对密封垫施加预应压力，进一步地保证了动密封块、静密封块及密封垫三者之间的端面密封效能。

对上述技术方案进一步的限定，所述阀芯支撑座与阀壳的密封连接结构为：阀芯支撑座的顶面四周径向延伸形成阀盖，阀盖的下端面上设有环状的熔接凸起，阀壳上对应于熔接凸起处设有环状的熔接凹槽。优点：熔接凸起部分嵌入熔接凹槽内，从而确保良好的熔接性，即带来很好的密封效果。

有益效果：1.动密封块与静密封块贴合后形成平面密封结构，使密封平面加工精度得以提高，提高了密封性能；2.密封垫的上端对静密封块施加顶压力，保证了动密封块、静密封块及密封垫三者之间的端面密封效能；3.两个密封块采用工业陶瓷材料制成，其表面平整光滑、硬度高、耐磨性能极佳、平面磨削加工精度高、耐高温120℃、耐低温-40℃、耐冷却液腐蚀等各项性能极佳，从而提高了贴合的密封效能和适应性能，水阀耐久性得以大幅度的提高；4.本发明具有结构简单、生产成本低、密封性能好、使用寿命长的优点。

附图说明

图1是本发明的总成图。

图2是图1中的水阀总成结构示意图。

图3是图2中的阀芯关闭状态示意图。

图4是图2中的阀芯开启状态示意图。

图5是图3中的动密封块俯视图。

图6是图3中的静密封块俯视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，汽车空调系统专用电动水阀，包括执行器1及水阀总成，执行器2固定在水阀总成上，水阀总成由阀壳2和阀芯3组成，阀壳2内设有阀芯腔201，阀壳2内的进水流道202和出水流道203通过阀芯腔201连通，阀芯3安装在阀芯腔201内；如图3和图4所示，阀芯3的结构为：包括阀芯支撑座301，阀芯支撑座301的腔内从上之下依次设有动密封环支座302、动密封块303、静密封块304、密封垫305，阀支撑座301的上端与阀壳2的阀芯腔口密封连接，阀芯支撑座301的上腔壁处设有进水口306，进水口306与进水流道202连通，阀芯支撑座301的顶面上设有轴孔，动密封环支座302位于阀芯支撑座301的上腔内，动密封环支座302的传动端从轴孔内穿出后与执行器1的输出端连接，动密封环支座302和轴孔的周面之间设有密封圈307，密封圈307是为了防止水从动密封环支座和轴孔周面之间渗出，动密封环支座302的传动端上设有与密封圈307配合的止动垫圈308，动密封环支座302的夹臂端与动密封块303的上端连接，静密封块304的周面与阀芯支撑座302的下腔壁连接，阀芯支撑座限制静密封块304旋转，动密封块303的下端面与静密封块304的上端面贴合，动密封块303和静密封块304的端面上均对称设有调节孔309，调节孔309为扇形孔，动密封块303上的调节孔与静密封块304上的调节孔相通，密封垫305安装在阀芯支撑座301的下端内，密封垫305与阀芯支撑座301为过盈配合，密封垫305的上端能对静密封块305施加顶压力，从而使动密封环支座302、动密封块303、静密封块304、密封垫305连接在一起，密封垫305内设有与调节孔相通的出水孔310，出水孔310内设有压簧311，压簧311的上端抵靠在密封垫305的端面上、压簧311的下端从密封垫内延伸出后抵靠在阀芯腔201的底面上，压缩后的压簧311能对密封垫305施加轴向的顶压力，水从压簧内流入出水流道内；所述动密封块和静密封块均由陶瓷材料制成。

如图3、图4和图5所示，动密封环支座的夹臂端与动密封块的连接结构为：动密封块303的上端面处对称设有定位槽3031，动密封环支座302的夹臂上设有与定位槽形状相匹配的凸块3021，凸块3021与定位槽3031接触连接。

如图3、图4和图6所示，所述静密封块与阀芯支撑座的连接结构为：静密封块304的周面上对称设有限位凸块3041，阀芯支撑座301的下腔壁上对称设有轴向的限位槽3011，限位槽3011与限位凸块3041的形状相匹配，限位凸块3041从限位槽3011外端的开口处装入，限位凸块3041与限位槽3011配合能限制静密封块旋转，即形成固定连接。

如图2、图3和图4所示，所述阀芯支撑座与阀壳的密封连接结构为：阀芯支撑座301的顶面四周径向延伸形成阀盖3012，阀盖3012的下端面上设有环状的熔接凸起3013，阀壳2上对应于熔接凸起处设有环状的熔接凹槽。

装配说明：如图1所示，先将止动垫圈及密封密封圈依次套装在动密封环支座的传动端上，再将动密封环支座、动密封块、静密封块、密封垫依次从阀芯支撑座的下端口内装入，即完成阀芯装配；将阀芯装入至阀壳内，使用熔接机将阀芯压入阀壳内并进行熔接，即实现密封阀芯的目的，最后装配执行器，执行器的输出端与阀芯内的动密封环支座的传动端连接。执行器是控制系统正向通路中直接改变操纵变量的仪表，由执行机构和调节机构组成；在市场上能购买，不做详细描述。

工作原理：1.水阀总成关闭状态：执行器通过动密封环支座带动动密封块旋转一定角度，动密封块上的调节孔与静密封块上的调节孔呈交错布置，即实现两者各自的端面封堵对方调节孔的目的。2.水阀总成流量调节状态：旋转动密封块，动密封块上的调节孔与静密封块上的调节孔呈相交状态，此时水从两者的相交处流过；动密封块的旋转角度逐步增大时，两个调节孔的相交面积也逐步增大，此时水的流量也逐步增大；当两者的调节孔呈上下相对应时，水的流量为最大。3.水阀总成工作状态：水经进水流道流入阀芯腔内，阀芯腔内的水从夹臂之间的空间处流入动密封块的调节孔内，依次从静密封块调节孔、密封垫水孔、压簧内腔、出水流道内流出。4.汽车驾驶室采暖时，电动水阀开启，冷却液流经水阀，进入汽车空调冷凝器，风机将冷凝器散发的热能吹入风道送至驾驶室取暖，根据需要和爱好所设定的温度，电动水阀在控制器的作用下，自动调节水阀开启的大小，从而满足了汽车驾驶人员的采暖要求。汽车驾驶室不需要采暖和需要制冷时，电动水阀关闭。若关闭不严，高温冷却液进入冷凝器，制冷就变成制热了。

本说明书中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。