专利名称：一种电子膨胀阀及其加工方法
技术领域：
本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种电子膨胀阀及其加工方法。
背景技术：
现有电子膨胀阀的电机根据系统参数输出变化的动力，以将阀的开度保持在需要的位置，为蒸发器提供需要的供液量。该电子膨胀阀的线圈罩装在阀体的外侧，线圈与阀体内的转子构成电机；实际工作过程中，通过转子带动阀体内部阀杆上下位移实现开度的调节。具体来说，通过螺母与阀针外螺纹的配合，将转子的转动转化成阀针的直线运动，螺母与阀针之间的配合精度是影响整机性能的关键因素之一；显然，螺母及阀针的加工精 度及装配精度均直接影响两者之间的配合精度。众所周知，外螺纹的加工相对容易实现，且易于保证加工精度；而螺母内螺纹的加工比较困难。公开号为特开2007-292336的日本专利文献公开了一种电子膨胀阀，请参见图1，该图为该文献所公开电子膨胀阀的整体结构示意图。该方案中的螺母为塑料材质并与连接板一体注塑成型，之后将连接板焊在阀座端面上。与传统技术相比，该方案解决了螺母加工的问题，同时，由于在螺母材料中添加一些润滑性及耐磨性材料，可进一步提高螺母的寿命。然而组装完成后，该方案中螺母与阀座固定的同轴度比较难以保证，尤其是阀针导向与阀口的同轴度更难保证，容易造成阀失步、卡死及内漏大等问题，进而给产品可靠性带来很大隐患。有鉴于此，亟待针对现有技术进行结构优化设计，以有效提高螺母与阀座之间的同轴度，为产品的工作可靠性提供保障。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种电子膨胀阀，针对螺母及其配合关系进行了改进，以提高螺母与阀座之间的同轴度，确保整机的工作可靠性。在此基础上，本发明还提供一种该电子膨胀阀的加工方法。本发明提供的电子膨胀阀，与其阀座进口轴向相对地，依次设置有阀针、轴承座、螺母及阀杆，所述阀针内置于固定设置在阀座上的所述轴承座内，所述阀杆与所述螺母螺纹配合并带动所述阀针轴向位移；所述螺母采用塑料材质，并与所述轴承座一体注塑成形。优选地，所述螺母的内孔由近所述轴承座侧的螺纹孔配合段和近所述阀杆侧的光孔导向段构成，所述光孔导向段的内径与所述阀杆的光轴段的外径相适配。优选地，所述轴承座的与所述螺母的连接端具有内凹容纳部。优选地，所述内凹容纳部包括所述轴承座的外周表面上径向开设的通孔或盲孔。优选地，所述内凹容纳部还包括所述轴承座的外周表面上周向开设的环槽。优选地，所述轴承座上设置有周向限位凸起或者周向限位凹坑。优选地，所述周向限位凸起或者周向限位凹坑设置在所述轴承座的远离所述螺母一侧的端面上。优选地，所述螺母的径向尺寸小于所述轴承座的径向尺寸。本发明提供的前述电子膨胀阀的加工方法，按照如下步骤进行a.准备轴承座部件；b.准备注塑模具，所述注塑模具包括外模及与所述螺母的内孔形状一致芯棒；c.将所述轴承座内置于所述注塑模具的外模内，将芯棒置于所述轴承座内，进行螺母注塑，所述螺母与所述轴承座一体注塑成形；d.冷却后，脱去所述外模并将所述芯棒自所述螺母中旋出。 优选地，所述注塑模具还包括固定设置的定位棒，将所述定位棒插入所述轴承座上的周向限位凹坑内，并采用电机将所述芯棒自所述螺母中旋出。本发明针对螺母与阀座之间的同轴度要求进行了改进，该电子膨胀阀的螺母与轴承座一体注塑成形。如此设计，内置于阀体内的阀针与阀座之间的装配尺寸链关系中，相比于现有技术省去了一个装配环节(连接板与阀座焊接)，即减少了连接板自身加工精度及其与阀座之间焊接精度的影响；也就是说，影响阀针与阀座之间装配精度的因素得到了有效控制。由于本发明的螺母与轴承座直接一体注塑成形，一方面，该轴承座与阀座之间为小间隙配合，因此螺母与阀座之间具有较高同轴度，从而为阀针与阀座上阀口之间的同轴度要求提供了可靠的保障，可大大降低作动过程中阀针卡死现象的发生，进而确保整机的工作可靠性；另一方面，本方案结构简单可靠，相比于已有技术减少了螺母材料的使用，此外，具有工艺简单、加工效率高的特点，可最大限度的降低产品制造成本。在本发明的优选方案中，该螺母不仅具有与阀杆螺纹段配合的内螺纹配合段，还具有与阀杆的光轴段相适配的光孔导向段。工作过程中，螺母在提供支持阀杆轴向位移功能的基础上，还提供引导阀杆轴向位移的导向功能，即在一定的轴向长度上提供径向支撑，在优化结构的同时，大大提高了阀杆作动精度。在本发明的另一优选方案中，其轴承座的与螺母的连接端具有内凹容纳部，以容置熔融的塑料，注塑完成后实现两者之间的可靠连接。具体地，该内凹容纳部可以为轴承座外周表面上径向开设的通孔或盲孔，该形式的内凹容纳部能够限制两者之间产生周向及轴向相对位移的趋势；该内凹容纳部也可以为轴承座外周表面上周向开设的环槽，该形式的内凹容纳部能够限制两者之间产生轴向相对位移的趋势。在本发明的又一优选方案中，轴承座上设置有注塑工艺用的结构周向限位凸起或者周向限位凹坑。如此设计，注塑冷却后，可将注塑模具的定位棒插入轴承座上的周向限位凹坑内，然后将内置的芯棒自所述螺母中旋出，以防止轴承座跟着一起转动。易于操作，具有较好的工艺性。
图I是现有技术中一种典型电子膨胀阀的整体结构示意图；图2是第一实施例所述电子膨胀阀的阀体整体结构示意图；图3是图2中所示螺母与轴承座注塑成形后的结构示意图；图4为图3中所示轴承座3的结构示意图；图5是示出了注塑工序的示意图6是第二实施例所述电子膨胀阀的阀体整体结构示意图；图7是图6中所示螺母与轴承座注塑成形后的结构示意图。图中阀杆I、螺母2、光孔导向段2a、螺纹孔配合段2b、轴承座3、平衡孔3a、阀针导向孔3b、凸台3c、通孔3d、周向限位凹坑3e、环槽3f、阀座4、出口接管41、进口接管42、阀针5、转子6、外壳7、弹簧导轨8、滑环9、外模10、芯棒20、定位棒30。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种电子膨胀阀，针对螺母及其配合关系进行了改进，以提高螺母与阀座之间的同轴度，确保整机的工作可靠性。下面结合说明书附图具体说明两个实施例。 请参见图2，该图是第一实施例所述电子膨胀阀的阀体整体结构示意图。与现有技术相同，该电子膨胀阀主要由阀体和线圈(图中未示出)两个主要部分构成，阀体内的转子6与线圈构成步进电机。如图2所示，阀座4、进口接管42、出口接管41等零件通过钎焊工艺形成阀座组件，外壳7与阀座4通过氩焊工艺或者激光焊工艺形成具有进出口(进口接管42、出口接管41)的密封腔室。该密封腔室内，与阀座4的进口轴向相对地，依次设置有阀针5、轴承座3、螺母2及与螺母2螺纹配合的阀杆I。其中，阀针5的下端与阀座4的进口配合实现阀的开启或者关闭，其上端插装在与阀座4固定连接的轴承座3内；阀杆I的下端插装于轴承座3内与阀针5相连接，其上端与转子6连接并可同轴转动；用于限位的弹簧导轨8和滑环9位于转子6上方的上腔体内，其中，弹簧导轨8固定在外壳7的顶部，与其配合的滑环9与转子6连接。工作过程中，线圈得电产生磁场驱动转子6转动，与其同步转动的阀杆I与螺母2上的螺纹相配合，将转子6的转动转化为阀针5的直线运动，通过阀针5接近或远离阀座4上阀口，从而调节系统的流量。本文中所使用的上、下等方位词，是以图中所示阀体位置状态定义的，显然，上、下等方位词的使用仅用于清晰描述构件之间的连接关系，并不应当限制本申请的保护范围。需要说明的是，上述构件配合关系及工作原理与现有技术完全相同，由于本领域技术人员基于现有技术可以实现，故本文不再赘述。本方案中，螺母2采用塑料材质制成，塑料中可添加耐磨、润滑性好的材料，可降低产品的最低动作电压，提高产品的耐磨性。并且该螺母2与轴承座3 —体注塑成形。显然，内置于阀体内的阀针5与阀座4之间的装配尺寸链关系中，相比于现有技术省去了一个装配环节(连接板与阀座焊接)，即减少了连接板自身加工精度及其与阀座之间焊接精度的影响，有效控制了影响阀针与阀座之间装配精度的因素。为详细说明螺母2与轴承座3之间的配合关系，请一并参见图3和图4，其中，图3是本方案中螺母2与轴承座3注塑成形后的结构示意图，图4为图3中所示轴承座3的结构示意图。图中所示，螺母2的内孔由近轴承座3侧的螺纹孔配合段2b和近所述阀杆I侧的光孔导向段2a构成，该光孔导向段2a的内径与阀杆I的光轴段的外径相适配，两者间隙配合。工作过程中，螺母2在提供支持阀杆I轴向位移功能的基础上，还提供引导阀杆I轴向位移的导向功能，即在一定的轴向长度上提供径向支撑，在优化结构的同时，大大提高了阀杆I作动精度。基于注塑工艺的特点，为提高螺母2与轴承座3之间连接可靠性，本方案中轴承座3的与螺母的连接端开设有内凹容纳部，以容置熔融的塑料，注塑完成后实现两者之间的可靠连接。具体地，轴承座3的与螺母的连接端具有缩径凸台3c，该内凹容纳部可以包括凸台3c外周表面上径向开设的通孔3d或盲孔，置于通孔3d或盲孔内的固化塑料能够限制两者之间产生周向及轴向相对位移的趋势；该内凹容纳部也可以包括凸台3c外周表面上周向开设的环槽3f，置于环槽3f内的固化塑料能够限制两者之间产生轴向相对位移的趋势。图中所示，通孔3d和环槽3f设置在大致相同的轴向位置上，以便于加工成形，同时利于形成强度稳定的承载结构。实际上，该内凹容纳部的结构形式并不局限于上述两种结构形式，只要满足使用容置熔融的塑料实现螺母与轴承座之间的可靠连接即可。
此外，轴承座3上设置有注塑工艺用的周向限位凹坑3e。如此设计，注塑冷却后，可将注塑模具的定位棒30插入轴承座上的周向限位凹坑3e内，然后将内置的芯棒自所述螺母中旋出，以防止轴承座跟着一起转动。为便于进行操作，优选将该周向限位凹坑3e设置在轴承座3的远离螺母2 —侧的端面上，即图中所示的下端部。以下简要说明螺母与轴承座注塑成形的工艺方法，具体步骤如下a.准备轴承座3部件。轴承座3采用金属材料制作而成，比如，可通过粉末冶金压注成型或棒料加工；如图所示，轴承座3上有阀针导向孔3b、平衡孔3a、通孔3d、环槽3f以及周向限位凹坑3e。b.准备注塑模具，注塑模具包括外模10及与螺母2的内孔形状一致芯棒20。c.将轴承座3内置于注塑模具的外模10内，将芯棒20置于轴承座3内，进行螺母注塑，螺母2与轴承座3 —体注塑成形。请一并参见图5，该图示出了注塑工序的示意图。优选的，光孔导向段2a和螺纹孔配合段2b均通过一带螺纹的芯棒镶嵌在轴承座3的阀针导向孔3b中成型的，以确保光孔导向段2a、螺纹孔配合段2b和阀针导向孔3b三者之间的同轴度；注塑完成后，塑料填满通孔3d和环槽3f，与轴承座3牢固固定。d.冷却后，脱去外模10并将芯棒20自螺母2中旋出。进一步地，注塑模具还包括固定设置的定位棒30,将定位棒30插入轴承座3上的周向限位凹坑3e内，即可将芯棒20自成型的螺母2中旋出，防止轴承座3—并转动，具有较好的工艺性。优选的，螺母注塑成型后，带螺纹的芯棒20采用电机旋出。完成螺母2与轴承座3的注塑成型后，即可进行阀体的装配。可先将阀杆I (阀针与丝杆已进行浮动连接)旋入螺母2，再将轴承座3压入阀座4内孔中，最后铆接阀座4将轴承座3固定在阀座4内孔中。另外，上述用于与定位棒配合的周向限位凹坑也可以设计为周向限位凸起，相应地，与其配合防止轴承座3 —并转动的工具应当具有内凹配合结构。本实施例中，在轴承座3的上端形成缩径的凸台3c以与螺母2配合形成，显然，可以对螺母2的结构作进一步调整。请参见图6和图7，其中，图6是第二实施例所述电子膨胀阀的阀体整体结构示意图；图7是图6中所示螺母与轴承座注塑成形后的结构示意图。本实施例所述电子膨胀阀与第一实施例的主体结构及工作原理完全相同，区别在于略去了缩径的凸台3c，螺母2直接注塑在轴承座3的本体上，即用于容置熔融的塑料的内凹容纳部直接设置在轴承座3的本体上。为便于进行后续的压装和铆接作业，如图7所示，螺母2的径向尺寸小于轴承座3的径向尺寸。此外，本实施例中用于限位的弹簧导轨8和滑环9位于磁体的下腔体中，其中，弹簧导轨8固定在轴承座3的顶部，与其配合的滑环9与转子6连接。与第一实施例相比，本方案利用了转子6的内部空间，可有效控制阀体的轴向尺寸。需要说明的是，第一实施例与第二实施例中相同功能零部件均采用相同附图标记进行指代，以清楚示出两个实施例中相同的技术细节。 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。
权利要求
1.一种电子膨胀阀，与其阀座进口轴向相对地，依次设置有阀针、轴承座、螺母及阀杆，所述阀针内置于固定设置在阀座上的所述轴承座内，所述阀杆与所述螺母螺纹配合并带动所述阀针轴向位移；其特征在于，所述螺母采用塑料材质，并与所述轴承座一体注塑成形。
2.根据权利要求I所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母的内孔由近所述轴承座侧的螺纹孔配合段和近所述阀杆侧的光孔导向段构成，所述光孔导向段的内径与所述阀杆的光轴段的外径相适配。
3.根据权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述轴承座的与所述螺母的连接端具有内凹容纳部。
4.根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述内凹容纳部包括所述轴承座的外周表面上径向开设的通孔或盲孔。
5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述内凹容纳部还包括所述轴承座的外周表面上周向开设的环槽。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述轴承座上设置有周向限位凸起或者周向限位凹坑。
7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述周向限位凸起或者周向限位凹坑设置在所述轴承座的远离所述螺母一侧的端面上。
8.根据权利要求7所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述螺母的径向尺寸小于所述轴承座的径向尺寸。
9.如权利要求I所述的电子膨胀阀的加工方法，其特征在于，按照如下步骤进行 a.准备轴承座部件； b.准备注塑模具，所述注塑模具包括外模及与所述螺母的内孔形状一致芯棒； c.将所述轴承座内置于所述注塑模具的外模内，将芯棒置于所述轴承座内，进行螺母注塑，所述螺母与所述轴承座一体注塑成形； d.冷却后，脱去所述外模并将所述芯棒自所述螺母中旋出。
10.根据权利要求9所述的电子膨胀阀的加工方法，其特征在于，所述注塑模具还包括固定设置的定位棒，将所述定位棒插入所述轴承座上的周向限位凹坑内，并采用电机将所述芯棒自所述螺母中旋出。
全文摘要
本发明公开一种电子膨胀阀，与其阀座进口轴向相对地，依次设置有阀针、轴承座、螺母及阀杆，所述阀针内置于固定设置在阀座上的所述轴承座内，所述阀杆与所述螺母螺纹配合并带动所述阀针轴向位移；所述螺母采用塑料材质，并与所述轴承座一体注塑成形。基于现有技术，本发明针对螺母的自身结构及其配合关系进行了改进，以提高螺母与阀座之间的同轴度，确保整机的工作可靠性。在此基础上，本发明还提供一种该电子膨胀阀的加工方法。
文档编号B29C45/00GK102829586SQ20111016116
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者不公告发明人 申请人:浙江三花股份有限公司