专利名称：一种电子膨胀阀及其加工方法
技术领域：
本发明属于流体控制元件，具体的说是一种调节流量用的电子膨胀阀的结 构及其加工方法。
背景技术：
调节流量用的电子膨胀阀，包括阀体和电磁线圈，其中阀体包括外罩和连 接在外罩下部的阀座，在外罩和阀座之间形成阀体腔，阀体腔内置有一多极磁 性转子，由多极磁性转子驱动设置有与阀座的阀口配合的阀针，电磁线圈套在 外罩外；此外，在阀体上设置有固定螺纹，在转子上设置有与所述固定螺纹配 套的转动螺纹，所述固定螺纹与转动螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹 副。这种结构由电磁线圈充当定子、由多极磁性转子充当转子即构成了步进电 机。在系统工作时，电子控制器通过发送脉冲信号到电磁线圈上，控制转子的 旋转，通过传动螺纹副将转子的旋转运动转化为阀针沿轴向直线移动，从而调 节阀口的通流面积，调节流进蒸发器的制冷剂流量，向蒸发器供给最适量的制 冷剂，保证制冷系统的高效运行。
为了保证电子膨胀阀可靠工作，要求电子膨胀阀的传动螺纹副必须尺寸精 密，转动阻力小，耐磨可靠。所以在设计阔体结构与选用材料与制作工艺时， 如何实现传动螺纹副的尺寸精密、耐磨可靠、低的摩擦系数，对保证阀体可靠 性能非常关键。
特许3604756号专利文献中提出了一种解决方法，即在阀杆上形成的螺纹 与螺母部上形成的螺纹表面形成有带聚四氟乙烯与镍材料构成的表面处理层。 这种镀层在具有足够润滑油的前提下能满足使用要求，但考虑到自然环境，现 在正在逐步使用代替冷媒。根据代替冷媒的种类，让其润滑充分有时比较困难。 冷媒的洗净力强，有可能将螺纹部粘附着的润滑油清洗掉，所以引起螺纹部的 润滑不良的现象。在高负荷压力系统(如C02制冷系统)或断油与少油的工作环 境中，产品使用一段时间后，镀层表面组织结构迅速遭到破坏，产生黑色磨损 物，螺纹处阻力增加，然后电子膨胀阀会出现动作不可靠，直至卡死不动作。 如果加大驱动力与设计余量，这样会造成体积结构变大，并且改善效果很有限。需求开发出一种在无油工况下及广泛适用于各种冷媒能可靠动作的电子膨胀 阀。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术的螺纹表面处 理层存在的难以广泛适用各类冷媒以及高负荷压力系统的缺陷，提供一种新的 电子膨胀阀及其加工方法。为此本发明采用以下技术方案
一种电子膨胀阀，其阀体上设置有固定螺纹，其阀体腔内置有一多极磁性 转子，该转子上设置有与所述固定螺纹配套的转动螺纹，所述固定螺纹与转动 螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹副，其特征是所述固定螺纹和转动螺 纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳原子的保护薄膜。
作为对上述电子膨胀阀的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术 特征
所述磁性转子由所述转动螺纹与具有多极磁性的永磁体组成，所述转动螺 纹与永磁体在圆周方向彼此约束在一起，无法相对转动。 所述保护薄膜中的碳原子部分以金刚石形态存在。 所述的保护薄膜中含有能够降低摩擦系数的元素硫、氮、磷或钼。 所述保护薄膜的厚度为3 U m以下。
一种电子膨胀阀的加工方法，所述电子膨胀阀的阀体上设置有固定螺纹， 其阀体腔内置有一多极磁性转子，该转子上设置有与所述固定螺纹配套的转动 螺纹，所述固定螺纹与转动螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹副，其特 征是在所述固定螺纹和转动螺纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳 原子的保护薄膜，且碳原子部分以金刚石形态存在。
作为对上述电子膨胀阀的加工方法的进一步完善和补充，本发明还包括以 下附加技术特征
用离子注入方式向所述基体材料中渗入增强承载能力或降低摩擦系数的元 素硫、氧、氮、磷或钼，这种方式不改变基体尺寸，然后在上面涂覆至少一层 含金刚石的保护薄膜。
所述保护薄膜的厚度控制在3um以下。
在金属类基体材料上加工出所述螺纹，因为强度足够，通过清净螺纹，去 除螺纹表面的杂质，然后在螺纹外表采用低温镀层技术如过滤阴极真空电弧或 磁控喷射涂覆所述保护薄膜。而针对存在先天缺陷的基体材料(比如塑料强度不足或陶瓷存在脆性)加 工出所述螺纹，并清净螺纹，去除螺纹表面的杂质，然后用离子注入方式在螺 纹表面增加一层改性薄膜层，改变基体材料本身存在的强度或韧性等缺陷，相 关元素直接渗入到基体中，以浓度以梯度变化，对尺寸不会有影响，因此，即 无应力，能耐温度变化，结合强度好，又改变了基体材料本身存在的强度或韧 性等缺陷，最后在螺纹外表采用低温镀层技术如过滤阴极真空电弧或磁控喷射 涂覆所述保护薄膜。这样形成的复合镀层具备耐磨减摩，普遍适用于各类冷媒 介质，再在外面注塑强磁体比如钕铁硼，再充磁，组装形成多极磁性转子部件,再 装阀形成电子膨胀阀成品。
本发明的有益效果是-
采用含碳原子的保护薄膜，并采用过滤阴极真空电弧或磁控喷射等镀层技 术，形成的保护薄膜中的碳原子部分，主要是金刚石形态，其硬度仅次于钻石， 因此，能使产品的工作寿命提高几倍到十几倍。具有优异的耐磨性，并且具有 非常好的化学稳定性与广泛的耐冷媒介质特性，对于温度变化无应力。使电子 膨胀阀在严劣的工作条件下，即高负荷(比如C02冷媒的场合)或断油、少油的 工作环境中及各类冷媒介质中都保持广泛的适用性与可靠性。保护薄膜可以渗 入其它改性物质比如硫、氮、磷、钼等，能明显减小阻力，摩擦系数O. l左右， 需要的设计驱动力小，从而使产品结构小型化。
图l:本发明实施例所提供的一种电子膨胀阀结构示意图。 图2为本发明固定螺纹的结构示意图。 图3为本发明转动螺纹的结构示意图。
图4为本发明的螺纹表面形成保护薄膜的结构示意图。
图中
A—阀本体； B—线圈； M—基体材料； BH—保护薄膜；
1— 多极磁性转子，la—螺纹，lb—永磁体；
2— 螺母，2a—螺纹；
3— 阀针；4— 阀座；
5— 环形阀口。
具体实施例方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。
如图l所示，本发明涉及的电子膨胀阀与现有技术在零部件的构成上相仿， 其一种固定螺纹与转动螺纹的结构分别示意在图2、 3中，在此不予赘述；本发 明的关键是
固定螺纹和转动螺纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳原子的 保护薄膜(见图4)，即可以在固定螺纹或/和转动螺纹的表面有意涂覆有至少一 层含碳原子的保护薄膜；进一步的，保护薄膜中的碳原子部分以金刚石形态存 在；保护薄膜的厚度为3ixm以下。
为了实现本发明，通过有意涂覆的方法形成含碳原子的保护薄膜，并令碳 原子部分以金刚石形态存在，进一步的，还可以根据实际需要选用以下技术措
施
用离子注入方式向保护薄膜内渗入增强承载能力或降低摩擦系数的元素 硫、氮、磷或钼。
保护薄膜的厚度控制在3pm以下。 针对不同的材料，还可以采用不同技术手段
在较小的热膨胀系数的金属类基体材料上加工出所述螺纹，因为强度足够， 通过清净螺纹，去除螺纹表面的杂质，然后在螺纹外表采用低温镀层技术如过 滤阴极真空电弧或磁控喷射涂覆所述保护薄膜。
在非金属类基体材料(比如塑料或陶瓷，)或者较大的热膨胀系数基体材料 上加工出所述螺纹，并清净螺纹，去除螺纹表面的杂质，然后用离子注入方式 在螺纹表面增加一层改性薄膜层，改变基体材料本身存在的强度或韧性等缺陷 (因为离子注入对基体无限制要求，可以是普通金属材料，塑料或陶瓷，相关元 素深入到基体中，以浓度以梯度变化，因此，无应力，能耐温度变化，结合强 度好)，改变基体材料本身存在的强度或韧性或热应力差别缺陷，并令离子注入 元素在基体材料上的浓度呈梯度变化，最后在螺纹外表釆用低温镀层技术如过 滤阴极真空电弧或磁控喷射涂覆所述保护薄膜。这样形成的复合镀层具备耐磨 减摩，普遍适用于各类冷媒介质，再在外面注塑强磁体比如钕铁硼，再充磁，组 装形成多极磁性转子部件，再装阔形成电子膨胀阀成品。
权利要求
1、一种电子膨胀阀，其阀体上设置有固定螺纹，其阀体腔内置有一多极磁性转子，该转子上设置有与所述固定螺纹配套的转动螺纹，所述固定螺纹与转动螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹副，其特征是所述固定螺纹和转动螺纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳原子的保护薄膜。
2、 根据权利要求l所述的电子膨胀阀，其特征是所述磁性转子由所述转动 螺纹与具有多极磁性的永磁体组成，所述转动螺纹与永磁体在圆周方向彼此约 束在一起。
3、 根据权利要求l所述的电子膨胀阔，其特征是所述保护薄膜中的碳原子 部分以金刚石形态存在。
4、 根据权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征是所述的保护薄膜中含有能 够增强承载能力或降低摩擦系数的元素硫、氧、氮、磷或钼。
5、 根据权利要求l、 3或4所述的电子膨胀阀，其特征是所述保护薄膜的 厚度为3um以下。
6、 一种电子膨胀阀的加工方法，所述电子膨胀阀的阀体上设置有固定螺纹， 其阀体腔内置有一多极磁性转子，该转子上设置有与所述固定螺纹配套的转动 螺纹，所述固定螺纹与转动螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹副，其特 征是在所述固定螺纹和转动螺纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳 原子的保护薄膜，且碳原子部分以金刚石形态存在。
7、 根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征是用离子注入方式向所述保 护薄膜内渗入增强承载能力或降低摩擦系数的元素硫、氧、氮、磷或钼。
8、 根据权利要求6或7所述的电子膨胀阀，其特征是所述保护薄膜的厚度 控制在3ym以下。
9、 根据权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征是在基体材料上加工出所述 螺纹，并清净螺纹，去除螺纹表面的杂质，然后在螺纹外表采用低温镀层技术 涂覆得到所述保护薄膜。
10、 根据权利要求6所述的电子膨胀闽，其特征是在基体材料上加工出所 述螺纹，并清净螺纹，去除螺纹表面的杂质，然后用离子注入方式在螺纹表面 增加一层改性薄膜层，并令离子注入元素在基体材料上的浓度呈梯度变化，最 后在螺纹外表采用低温镀层技术涂覆得到所述保护薄膜。
全文摘要
电子膨胀阀，属于流体控制元件，现有技术的螺纹表面处理层存在难以适用各类冷媒以及高负荷压力系统的缺陷，本发明的阀体上设置有固定螺纹，其阀体腔内置有一多极磁性转子，该转子上设置有与所述固定螺纹配套的转动螺纹，所述固定螺纹与转动螺纹形成一个可相对精密旋动的传动螺纹副，其特征是所述固定螺纹和转动螺纹中的至少一个的表面有意涂覆有至少一层含碳原子的保护薄膜。能使产品的工作寿命提高几倍到十几倍。具有优异的耐磨性，并且具有非常好的化学稳定性与广泛的耐冷媒介质特性，对于温度变化无应力。使电子膨胀阀在严劣的工作条件下，即高负荷或断油、少油的工作环境中及各类冷媒介质中都保持广泛的适用性与可靠性。
文档编号F16K31/02GK101526150SQ20081005994
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者铭 吕, 孙占龙 申请人:浙江三花股份有限公司