[发明专利]一种电子膨胀阀及其加工方法

说明书

                        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。所以在设计阀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CO₂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3μm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3μm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。