專利名稱：一種電子膨脹閥及其加工方法
技術領域：
本發明涉及控制閥技術領域，尤其涉及一種用于調節流體流量的電子膨脹閥及其加工方法。
背景技術：
在空調、冰箱、熱泵熱水器及各類制冷/制熱設備中，通常采用電子膨脹閥調節流體的流量。在如圖1所示的典型的電子膨脹閥原理結構圖中，電子膨脹閥通常包括閥座1、固定在閥座I上的螺母14’、連于閥座I上的套管2和固定在套管外側的線圈3，閥座I上開設有進口、出口以及連通進口和出口的閥口，套管2與閥座I之間通過焊接形成封閉的腔體4，腔體4內設有感受線圈3的磁場而轉動的磁轉子部件5，磁轉子部件5的下端設有閥桿6，磁轉子部件5上設置絲桿52’，在絲桿52’和螺母14’上分設有螺紋段，通過螺紋段相互螺紋配合，將磁轉子部件5的轉動轉換為閥桿6沿其軸線方向的升降以改變所述閥口處流通面積?，F有技術中，磁轉子部件的絲桿與螺母之間的配合關系直接影響電子膨脹閥的工作性能，如間隙過大會使磁轉子部件轉動時偏離其設計的動作位置，進而產生震動和噪音，從而使得電子膨脹閥的動作的可靠性較低，縮短電子膨脹閥的使用壽命；如間隙過小會造成磁轉子部件運轉不靈活而卡死。所以在中國發明專利(CN200410093130.0)中公開了一種改進結構，即在螺母和絲桿上還設置有對應的光滑導向段。但是，即使通過光滑導向段來控制絲桿在螺母中轉動的擺動，在閥工作一段時間后(如一般空調的使用壽命要求超過10年)，隨著螺母和絲桿配合運動，會產生零件磨損，可靠性也會下降。還有的現有技術的電子膨脹閥是采用電鍍或其他方法在基體表面附著潤滑材料等方法以提高耐磨性和表面硬度，但是，由于附著材料與基體材料之間結合力不穩定可能導致附著材料表面有微小顆粒脫落，而電子膨脹閥控制精度要求較高，這一缺陷會影響閥的開/閉間隙或直接導致閥口處的堵塞。因此，如何提高電子膨脹閥中螺母和絲桿的配合運動精度和配合部位的耐磨損性，以提高電子膨脹閥的可靠性和長壽命，成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種電子膨脹閥，通過表面處理的工藝的改進，直接對零件本身表面進行硬化和耐磨處理，大幅提高螺母和絲桿配合部位的硬度和耐磨損性，降低電子膨脹閥的動作電壓，解決了潛在的閥口處出線異物導致閥開/閉不穩定的隱患，使電子膨脹閥的可靠性和長壽命提高。

本發明提供的電子膨脹閥，包括閥座、固定在所述閥座上的螺母、和套管、和固定在所述套管外側的線圈，所述的閥座上開設有進口、出口以及連通所述進口和出口的閥口，所述套管與所述閥座構成腔體，所述腔體內設有感受所述線圈的磁場而轉動的磁轉子部件，在所述磁轉子部件的下端設有閥桿，所述的磁轉子部件上有絲桿，在所述絲桿和螺母上分設有第一螺紋段和第二螺紋段，通過所述第一螺紋段和第二螺紋段的相互螺紋配合動作，使所述閥桿沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口處的流通面積，其特征在于，在所述絲桿的第一螺紋段上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。進一步，如上述技術的電子膨脹閥，在所述絲桿和螺母上還分設有相互配合的第一導向段和第二導向段，在所述絲桿的第一導向段上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。優選地，所述絲桿為不銹鋼材料；優選地，所述硬化層的深度小于0.06mm，所述硬化層的表面硬度為材料基體硬度的1.2倍以上。同時，本發明還提供一種的電子膨脹閥，包括閥座、固定在所述閥座上的螺母、和套管、和固定在所述套管外側的線圈，所述的閥座上開設有進口、出口以及連通所述進口和出口的閥口，所述套管與所述閥座構成腔體，所述腔體內設有感受所述線圈的磁場而轉動的磁轉子部件，在所述磁轉子部件的下端設有閥桿，所述的磁轉子部件上有絲桿，在所述絲桿和螺母上分設有第一螺紋段和第二螺紋段，通過所述第一螺紋段和第二螺紋段的相互螺紋配合動作，使所述閥桿沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口處的流通面積，其特征在于，在所述螺母的第二螺紋段上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。進一步，如上述技術的電子膨脹閥，在所述絲桿和螺母上還分設有相互配合的第一導向段和第二導向段，在所述螺母的第二導向段上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層；優選地，所述螺母為銅質材料；優選地，所述硬化層的深度小于0.06mm，所述硬化層的表面硬度為材料基體硬度的1.2倍以上。同時，本發明還提供了一種電子膨脹閥的加工方法，其電子膨脹閥包括閥座、固定在所述閥座上的螺母和套管、固定在所述套管外側的線圈，所述的閥座上開設有進口、出口以及連通所述進口和出口的閥口，所述套管與所述閥座構成腔體，所述腔體內設有感受所述線圈的磁場而轉動的磁轉子部件，在所述磁轉子部件的下端設有閥桿，所述的磁轉子部件上有絲桿，在所述絲桿和螺母上分設有第一螺紋段和第二螺紋段，通過所述第一螺紋段和第二螺紋段的相互螺紋配合動作，使所述閥桿沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口處的流通面積，其特征在于，在所述絲桿的第一螺紋段，和/或在螺母的第二螺紋段通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝硬化處理，在所述微粒子或噴砂材料中還添加有二硫化鑰(MoS2)材料。本發明提供的電子膨脹閥和其加工方法，通過微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對絲桿和螺母的表面進行處理，上述工藝是以微粒子高速碰撞材料金屬表面，在其表面附近產生高殘留壓縮應力。所以提高了絲桿和螺母表面的疲勞強度，表面硬度會增強。同時通過如WPC處理的金屬表面雖產生無數凹痕，但凹痕十分微細，使油分子難以切斷，防止了油膜破裂，可長期保持潤滑油的存在，而在微粒子或噴砂材料中添加了二硫化鑰(MoS2)，增加了處理表面的光滑性，可以進一步提高零件加工表面的潤滑性和降低磨擦系數。由于本技術是直接地零件本身的表面進行硬化和耐磨處理，避免出現潛在的由于鍍層脫落使閥開/閉不穩定的隱患，上述特性使絲桿和螺母之間在配合傳動中，配合面起到積存潤滑油的作用和減少滑動部分摩擦磨損的效果，有效降低了電子膨脹閥的驅動電壓，大幅度提高零件壽命和工作精度，保證了電子膨脹閥的可靠性和長壽命。


圖1:典型結構電子膨脹閥原理結構示意圖；圖2:本發明給出的電子膨脹閥的磁轉子部件的結構示意圖；圖3:本發明給出的電子膨脹閥的螺母安裝在閥體上的示意圖；圖4:本發明提供的另一種電子膨脹閥具體實施例的結構示意圖；圖5:圖4中螺母的結構示意圖；圖6:圖4中磁轉子部件的結構示意圖；圖7:材料硬化層的硬度和深度的影響特征圖。圖中符號說明:1/1A-閥座、2-套管；3-線圈、4-腔體；5/5A-磁轉子部件；6/6A-閥桿；11-進口、12-出口；13-閥 口、14/14A-螺母；14b-第二導向部；14a_第二螺紋段；51-磁轉子、52/52A-絲桿；52a-第一螺紋段；52b_第一導向部；52c-中空部；102-閥座體、101-閥芯座；103-進口接管、104-出口接管。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。圖1為典型的電子膨脹閥原理結構圖；圖2為本發明給出的電子膨脹閥的磁轉子部件的結構示意圖；圖3為本發明給出的電子膨脹閥的螺母安裝在閥體上的示意圖。如圖2和圖3所示并結合如圖1。電子膨脹閥包括閥座1、在閥座I上開設有供制冷劑流通的通道進口 11和出口 12，在閥座I還加工有連通進口 11和出口 12的閥口 13，螺母14通過過盈配合方式固定在閥座I的上端，筒形的套管2與閥座I焊接固定以形成封閉腔體4，線圈3固定在套管2的外側。在腔體4內設有磁轉子部件5，磁轉子部件5是由磁性材料加工的磁轉子51和金屬材料加工的絲桿52通過模具成型方法組合而成，
絲桿52具有軸向中空部52c，在該中空部52c內連接有閥桿6，絲桿52的桿部的外緣部具有第一導向部52b和第一螺紋段52a (外螺紋)；同樣，在螺母14的內孔中具有第二導向部14b和第二螺紋段14a (內螺紋)，絲桿52的第一導向部52b與螺母14的第二導向部14b相互配合以限制絲桿52轉動時的擺動。絲桿52的第一螺紋段52a和螺母14第二螺紋段14a的相互螺紋配合運動。當固定在套管2的外側的線圈3通入脈沖電流時，磁轉子部件5會在電磁場的作用下轉動，通過螺母14的作用，磁轉子部件5在轉動的同時帶動閥桿6沿其軸線方向的升降，這樣可以改變閥口 13處的流通面積，控制制冷循環中的流體的流量大小。在該實施例中，絲桿52采用不銹鋼材料，在第一導向部52b和第一螺紋段52a的位置通過微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理，形成一定厚度的表面硬化層(H);螺母14采用銅質材料加工，在第二導向部14b和第二螺紋段14a的位置，通過微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝處理對其表面進行處理，形成一定厚度的表面硬化層(H)。由于上述工藝是以微粒子高速碰撞材料金屬表面，在其表面附近產生高殘留壓縮應力。所以提高了絲桿和螺母表面的疲勞強度，表面硬度會增強。同時通過如WPC處理的金屬表面雖產生無數凹痕，但凹痕十分微細，使油分子難以切斷，防止了油膜破裂，可長期保持潤滑油的存在，使絲桿和螺母在配合傳動中，配合面起到積存潤滑油的作用，減少滑動部分摩擦磨損的效果，大幅度提高零件壽命和工作精度，保證了電子膨脹閥的可靠性和長壽命。圖7為材料硬化層的硬度和深度的影響特征圖。參見圖7并依據電子膨脹閥在制冷系統中的工作環境和產品本身的壽命要求，硬化層的深度優選的小于0.06mm，如果厚度過大，一方面加工表面的硬度不會再有較大的提升，同時也影響硬化層與基層之間的結合效果。通過處理后，不銹鋼材料加工的絲桿和銅質材料加工的螺母可以使硬化層的表面硬度達到材料基體硬度的1.2倍以上，使絲桿和螺母配合運動時的耐磨性得到較大改善。而在微粒子或噴砂材料中添加了二硫化鑰(MoS2)材料后，可以進一步提高零件加工表面的潤滑性和降低磨擦系數，有效降低了電子膨脹閥的驅動電壓。應該說明的是，在本實施例中作為優選方案，同時在絲桿的第一導向部和第一螺紋段以及在螺母的第二導向部和第二螺紋段，都采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理。本領域的一般技術人員依據本發明的技術思想可以想到的是，僅對絲桿的第一導向部和第一螺紋段采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理；或者僅對螺母的第二導向部和第二螺紋段采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理。同樣可以達到本發明的改進效果。同樣，本領域的一般技術人員依據本發明的技術思想可以想到的是，僅對絲桿的第一螺紋段采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理；或者僅對螺母的第二螺紋段采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理。同樣可以達到本發明的改進效果。同樣應該說明的是，在本實施例中作為優選方案，考慮到金屬工藝性和零件的結構和使用特點，絲桿采用不銹鋼加工，螺母采用銅質材料加工，但也可以采用別的材料如合金材料等。圖4為本發明提供的另一種電子膨脹閥具體實施例的結構示意圖；圖5為圖4中螺母的結構示意圖；圖6為圖4中磁轉子部件的結構示意圖。
如圖4、圖5和圖6所示。在該實施例中，與前述方案不同的是，電子膨脹閥的閥座IA由筒狀的閥座體102、閥芯座101、進口接管103、和出口接管104焊接組合而成。進口接管103和出口接管104構成供制冷劑流通的通道進口 11和出口 12。閥芯座101上加工有閥口 13，塑料材料模具成型的螺母14A通過過盈配或過渡配合方式固定閥芯座101的上部，筒形的套管2與閥座體102焊接固定以形成封閉腔體4，線圈3固定在套管2的外側。在腔體4內設有磁轉子部件5A，磁轉子部件5A是有磁性材料的磁轉子51和金屬材料的絲桿52A通過模具成型方法組合而成，絲桿52A的下面與閥桿6A連接，絲桿52A的外緣部具有第一導向部52b和第一螺紋段52a (外螺紋)；同樣在螺母14A的內孔中具有第二導向部14b和第二螺紋段14a (內螺紋)，絲桿52A的第一導向部52b與螺母14A的第二導向部14b相互配合以限制絲桿轉動時的擺動。絲桿52的第一螺紋段52a和螺母14第二螺紋段14a的相互螺紋配合運動。在本實施例中，對絲桿52A的第一螺紋段采用微粒子噴射工藝(WPC)或精密噴砂工藝對其表面進行處理。表面處理后的絲桿在與塑料螺母的螺紋配合中，也可以達到本發明的改進效果，在此不再贅述。以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，本發明說明書中的上、下、內、外等方位用詞只是為了說明清楚一些，不應視作對本發明的限制。由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種電子膨脹閥，包括閥座(I)、固定在所述閥座(I)上的螺母(14)和套管(2)、固定在所述套管外側的線圈(3)，所述的閥座(I)上開設有進口(11)、出口(12)以及連通所述進口(11)和出口(12)的閥口(13)，所述套管(2)與所述閥座(I)構成腔體(4)，所述腔體⑷內設有感受所述⑶線圈的磁場而轉動的磁轉子部件(5)，在所述磁轉子部件(5)的下端設有閥桿￠)，所述的磁轉子部件(5)上有絲桿(52)，在所述絲桿(52)和螺母(14)上分設有第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)，通過所述第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)的相互螺紋配合動作，使所述閥桿(6)沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口(13)處的流通面積，其特征在于，在所述絲桿(52)的第一螺紋段(52a)上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。
2.根據權利要求1所述的電子膨脹閥，其特征在于，在所述絲桿(52)和螺母(14)上還分設有相互配合的第一導向段(52b)和第二導向段(14b)，在所述第一導向段(52b)上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。
3.根據權利要求1或2所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述絲桿(52)為不銹鋼材料。
4.根據權利要求3所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述硬化層的深度為小于0.06mm。
5.根據權利要求3所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述硬化層的表面硬度為材料基體硬度的1.2倍以上。
6.一種電子膨脹閥，包括閥座(I)、固定在所述閥座(I)上的螺母(14)和套管(2)、和固定在所述套管外側的線圈(3)，所述的閥座(I)上開設有進口(11)、出口(12)以及連通所述進口(11)和出口(12)的閥口(13)，所述套管(2)與所述閥座(I)構成腔體(4)，所述腔體(4)內設有感受所述線圈(3)的磁場而轉動的磁轉子部件(5)，在所述磁轉子部件(5)的下端設有閥桿￠)，所述的磁轉子部件(5)上有絲桿(52)，在所述絲桿(52)和螺母(14)上分設有第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)，通過所述第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)的相互螺紋配合動作，使所述閥桿(6)沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口(13)處的流通面積，其特征在于，在所述螺母(14)的第二螺紋段(14a)上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化`層。
7.根據權利要求6所述的電子膨脹閥，其特征在于，在所述絲桿(52)和螺母(14)上還分設有相互配合的第一導向段(52b)和第二導向段(14b)，在所述第二導向段(14b)上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。
8.根據權利要求6或7所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述螺母(14)為銅質材料。
9.根據權利要求8所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述硬化層的深度小于0.06mm。
10.根據權利要求8所述的電子膨脹閥，其特征在于，所述硬化層的表面硬度為材料基體硬度的1.2倍以上。
11.一種電子膨脹閥的加工方法，其電子膨脹閥包括閥座(I)、固定在所述閥座(I)上的螺母(14)和套管(2)、固定在所述套管外側的線圈(3)，所述的閥座(I)上開設有進口(11)、出口(12)以及連通所述進口(11)和出口(12)的閥口(13)，所述套管(2)與所述閥座(I)構成腔體(4)，所述腔體(4)內設有感受所述(3)線圈的磁場而轉動的磁轉子部件(5)，在所述磁轉子部件(5)的下端設有閥桿￠)，所述的磁轉子部件(5)上有絲桿(52)，在所述絲桿(52)和螺母(14)上分設有第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)，通過所述第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)的相互螺紋配合動作，使所述閥桿(6)沿其軸線方向升降運動，以改變所述閥口(13)處的流通面積，其特征在于，在所述絲桿(52)的第一螺紋段(52a)和，/或螺母(14)的第二螺紋段(14a)通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝硬化處理，在所述微粒 子或噴砂材料中還添加有二硫化鑰(MoS2)材料。
全文摘要
本發明公開了一種電子膨脹閥及其加工方法，涉及控制閥技術領域，其電子膨脹閥包括閥座(1)、固定在所述閥座(1)上的螺母(14)和套管(2)、和固定在所述套管外側的線圈(3)，所述套管(2)與閥座(1)構成腔體(4)，所述腔體(4)內設有感受所述線圈的磁場而轉動的磁轉子部件(5)，所述磁轉子部件(5)的下端設有閥桿(6)，所述的磁轉子部件(5)上設置有絲桿(52)，在所述絲桿(52)和螺母(14)上分設有第一螺紋段(52a)和第二螺紋段(14a)，其特征在于，在所述絲桿(52)的第一螺紋段(52a)上具有通過微粒子噴射工藝或精密噴砂工藝處理的硬化層。直接對零件本身的表面進行硬化和耐磨處理，提高了絲桿和螺母表面的疲勞強度和表面硬度，減少滑動部分摩擦磨損，大幅度提高零件壽命和工作精度。
文檔編號F16K31/44GK103115190SQ20111036384
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者不公告發明人 申請人:浙江三花股份有限公司