带有一体式外壳的磁阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁阀，其中至少一个阀外壳、一个电枢管、一个入口连接部以及一个出口连接部形成一个单阀部分。本发明进一步涉及一种用于制造这样的磁阀的方法。
【背景技术】
[0002]磁阀通常包括容纳一个可移动的电枢的一个电枢管，该电枢由一种软磁材料(即，在经受例如由通电的一个线圈所提供的一个磁场时变得具有磁性的一种材料)制成。一个线圈被安排在电枢周围，其方式为使得当使该线圈通电(即，电流被供应至该线圈的绕组)时，该电枢中感生一个磁场，从而导致该电枢在该电枢管内沿一个轴向方向移动。
[0003]磁阀进一步包括容纳一个阀座的一个阀外壳和一个闭阀元件，该闭阀元件是可在其邻接该阀座的一个位置与其不邻接该阀座的多个位置之间移动。闭阀元件连接至电枢上，其方式为使得该电枢的因该线圈通电或断电造成的移动导致该闭阀元件在邻接位置与非邻接位置之间移动。当该闭阀元件未安排成与阀座邻接时，该阀是打开的，并且允许从一个入口开口穿过该阀到一个出口开口的流体流。当该闭阀元件被安排成与阀座邻接时，该阀是闭合的，并且阻止穿过该阀的流体流。因此，可以通过控制对线圈的电流供应来打开和闭合该阀。
[0004]通常，期望将电枢管制造成尽可能薄的，以便确保由该线圈感生的磁通量有效传送至该电枢顶部。此外，该电枢管必须是耐磨的，并且尽管材料厚度较低但仍具有一个高的屈服强度，以便确保其可以抵抗源于例如电枢在该电枢管内的移动造成的磨损，并且以便确保电枢能够承受该电枢管内预期的压力水平。为此，电枢常常是由一种坚硬且耐磨的材料如奥氏体不锈钢(例如，冷加工的奥氏体不锈钢)制成。
[0005]另一方面，该阀外壳通常是由一种廉价且可容易地处理的材料(例如，黄铜)制成。此外，为该阀外壳选择的材料应当可以与流过该阀的流体(例如，制冷剂)相容。
[0006]US 6，268，784披露了一种用于液态和气态工作介质的磁阀。该阀包括一个第一圆柱形外壳部分，该第一圆柱形外壳部分在其外侧上被一个磁性线圈包围，并且该阀具有在内侧的一个圆柱形凹部，该圆柱形凹部在一个轴向方向上延伸以容纳和引导一个电枢。一个第二圆柱形外壳部分被安排成与该第一外壳部分同轴，并且包括在一个轴向方向上延伸的一个圆柱形凹部，所述凹部是与多个外部阀端口相连接并且其中安排了与一个推杆相配合的一个阀座。该第一外壳部分和该第二外壳部分形成由一种铁磁材料一体地制成的一个外壳。
[0007]DE 101 30 629披露了一种用于磁阀的阀组件，该阀组件包括一个外壳、安排在该外壳中的带有一个电枢的一个阀元件、一个阀座以及一个线圈。
[0008]US 7,044，111披露了一种清洗阀，该清洗阀包括一个致动器、一个阀本体和设置在该阀本体中的一个闭阀构件。该致动器是沿一条纵向轴线设置并且包括具有沿该纵向轴线延伸的一个空心磁芯的一个电磁线圈、设置在该空心磁芯中的一个定子、以及设置成接近该定子的一个永磁电枢。该阀本体被设置成接近该致动器，并且限定沿纵向轴线延伸的一条流动通路。
【发明内容】
[0009]本发明的多个实施例的一个目的在于提供一种制造起来容易且具有成本效益的磁阀。
[0010]本发明的多个实施例的另一目的在于提供一种磁阀，在这种磁阀中，提供对线圈的维修或替换该线圈而无流体从该阀泄漏的风险是可能的。
[0011]本发明的多个实施例的另一目的在于提供一种用于制造磁阀的具有成本效益的方法。
[0012]根据本发明的一个第一方面，提供一种磁阀，该磁阀包括:
[0013]-一个阀外壳，
[0014]-一个电枢管，该电枢管具有一个电枢，该电枢由一种软磁材料制成、可移动地安排在该电枢管中，
[0015]-一个线圈，该线圈被安排在该电枢管外部，其方式为使得该电枢管和该电枢被安排在该线圈的多个绕组内，
[0016]-一个入口连接部，该入口连接部限定允许流体流进入该阀的一个入口开口，
[0017]-一个出口连接部，该出口连接部限定允许流体流离开该阀的一个出口开口，
[0018]-一个阀座，
[0019]-一个闭阀元件，该闭阀元件可在一个邻接位置与多个非邻接位置之间移动，在该邻接位置，该闭阀元件邻接该阀座，从而闭合该阀并且阻止从该入口开口到该出口开口的流体流，并且在这些非邻接位置，该闭阀元件并不邻接该阀座，从而允许流体经由该阀座从该入口开口穿过该阀到该出口开口，所述闭阀元件连接至该电枢上，其方式为使得该电枢在该电枢管内的移动确定该闭阀元件相对于该阀座的位置，
[0020]其中至少该阀外壳、该电枢管、该入口连接部以及该出口连接部形成一个单阀部分，并且其中从该入口开口穿过该阀到该出口开口的该流路不穿过该线圈的这些绕组。
[0021]根据本发明的第一方面的阀可以有利地用于蒸气压缩系统如制冷系统、空调系统或热泵中。
[0022]根据本发明的第一方面的阀包括一个阀外壳。在本发明的上下文中，术语‘阀外壳’应解释为是指限定该阀的一个外部边界和一个内部部分的一个基本上闭合的结构，在阀的正常操作期间、至少当该阀处于一个打开位置时，流体流过这个基本上闭合的结构。这将在下文进一步描述。
[0023]一个电枢可移动地安排在一个电枢管中。因此，该电枢可以相对于该电枢管沿一个纵向方向移动，并且该电枢管引导该电枢的移动。该电枢由一种软磁材料制成。在本发明的上下文中，术语‘软磁材料’应解释为是指仅在经受一个磁场时才变得具有磁性的一种材料。
[0024]一个电枢顶部可以进一步安装在该电枢管的一个末端部分，以便闭合该电枢管。在这种情况下，该电枢顶部可以借助于一个卡扣配合接头来安装在该电枢管上，该电枢顶部可以被焊接至该电枢管上，或该电枢顶部可以通过任何其他合适方式进行安装。
[0025]作为一个替代方案，该电枢管可以具有一个闭合末端部分。在这种情况下，该电枢管与一个电枢顶部之间不存在接合部，并且该阀因此在这个区域中是流体密封的。在这种情况下，由一种软磁材料制成的一个电枢顶部可以安装在该电枢管内，以便接收由该线圈感生的磁通量。这将会在以下更详细地描述。
[0026]一个线圈被安排在该电枢管外部。因此，该线圈的这些绕组缠绕该电枢管的一个外表面，并且该电枢管和该电枢被安排在该线圈的这些绕组内。因此，当该线圈连接至一个电功率源上并且由此通电时，一个磁场在该线圈的这些绕组内形成，并由此该电枢变得具有磁性。这导致了该电枢沿轴向方向在该电枢管内移动。
[0027]该阀进一步包括:一个入口连接部，该入口连接部限定允许流体流进入该阀的一个入口开口 ；以及一个出口连接部，该出口连接部限定允许流体流离开该阀的一个出口开口。该入口连接部和该出口连接部均为这样的种类型:这两个连接部从该阀外壳突出，从而允许管道系统等连接至该阀上，以便允许流体被供应至该阀和从该阀被递送出。
[0028]该阀进一步包括一个阀座和一个闭阀元件。该闭阀元件可在一个邻接位置与多个非邻接位置之间移动，在该邻接位置，该闭阀元件邻接该阀座，从而闭合该阀，并且在这些非邻接位置，该闭阀元件并不邻接该阀座，从而打开该阀。在该闭合位置，阻止流体从该入口开口穿过该阀到该出口开口。在该打开位置，允许流体经由该阀座从该入口开口穿过该阀到该出口开口。该闭阀元件相对于该阀座的准确位置可以限定该阀的一个开度。
[0029]该闭阀元件连接至该电枢上，其方式为使得该电枢在该电枢管内的移动确定该闭阀元件相对于该阀座的位置。因此，当使得该线圈通电或断电、从而导致该电枢在该电枢管内移动时，该闭阀元件也移动。因此，该阀可以通过以下方式来打开和闭合:控制对线圈的能量供应，从而使得该线圈通电和断电。
[0030]至少该阀外壳、该电枢管、该入口连接部以及该出口连接部形成一个单阀部分，即，它们形成一个整体部分。由此，该阀的一个主要部分可以在一个单一制造步骤中制造，并且由此可以减少阀的制造成本。应当注意，在本发明的上下文中，术语‘单阀部分’应被解释为是指在一个单一过程中制造出的一个部分。因此，在本发明的上下文中，由随后已彼此连结(例如，通过焊接)的两个部分制成的一个部分不应视为一个‘单阀部分’。
[0031]如上所述，技术人员通常将会使用多种不同材料来制造该阀外壳和该电枢管，即，他将为该电枢管选择一种耐磨材料如奥氏体不锈钢，并且为该阀外壳选择可容易地处理的一种廉价材料如黄铜或铝。如果技术人员要用奥氏体不锈钢制造该阀，那么该技术人员将确信该阀的制造成本将过高。另一方面，如果技术人员要用黄铜或铝制造该电枢管，那么该技术人员将确定他将不会获得具有足够的耐磨性的一个足够薄的电枢管。因此，技术人员将不考虑提供包括阀外壳和电枢管和一个单阀部分。然而，本发明的发明人已经发现，通过仔细控制对线圈的能量供应来补偿一个较厚电枢管是可能的，并且因此可能的是，使用一种更廉价且更软的材料来制造该电枢管，从而允许该电枢管和该阀外壳是由相同材料制成。
[0032]当阀处于该打开位置时，即，当该闭阀元件不邻接该阀座时，从该流体入口穿过该阀到该流体出口的流路不穿过该线圈的这些绕组。因此，替换线圈或对线圈执行维修而无流体泄漏出该阀的风险是可能的。这是一个大的优点。
[0033]该阀可以是一个螺线管阀。
[0034]该单阀部分可以进一步包括该阀座。根据此实施例，该阀外壳、该电枢管、该入口连接部、该出口连接部以及该阀座形成一个整体部分。由此，该阀甚至更大的一部分是一体制成的，从而减少该阀的部分的数量并且更进一步减少制造成本。
[0035]作为一个替代方案，该阀座可以形成于安排在