CN1055647C - 一种特别是用于制冷设备中的膨胀阀的阀及其制造方法 - Google Patents

Abstract

在一种阀中、特别是在用于制冷设备的膨胀阀中，至少壳体(2)和所有的接管(3、4、5)是用含碳量小于0.06%、最好是小于0.05%的不锈钢制成的深拉伸构件。这种构件通过焊接相互连接在一起。这种不锈钢的含碳量低到使之尽管地焊接中经受高热仍实际上不会发生晶间腐蚀。这种阀对环境无害，外观上富吸引力。

Description

一种特别是用于制冷设备中的膨胀阀的阀及其制造方法

本发明涉及一种阀、特别是用于制冷设备中的膨胀阀，具有一个壳体和至少一个接管，壳体与接管通过焊接相互连接在一起，本发明还涉及其制造方法。

在市场上出售的膨胀阀具有一个黄铜的壳体，在其上有时也可能焊有紫铜的接管。这种黄铜壳体由于所谓的“绿锈”而在表面上出现变色。这在食品工业和其它应用方面是不受欢迎的。此外，外观印象也受损害。由于这原因，众所周知要在表面上涂复上一层镍。但是据说这又会引起对健康方面的损害，也就是散布很广的镍过敏反应症。此外，在自然食品链中，人们一直认真地注视着重金属，因为怀疑镍盐能够致癌。

本发明的目的在于提供一种本文开始所述类型的、更适合于实际应用的阀。

根据本发明，这一目的可以以下的技术方案来实现，至少壳体和所有的接管是用不锈钢制成的深拉伸构件，这种不锈钢的含碳量低到使之尽管在焊接中经受高热仍实际上不会发生晶间腐蚀。

如在德国工业标准(DIN)17441中限定，不锈钢至少含12％的铬。不锈钢不易于变色。它对环境无害也不会引起健康上的问题。然而，必须使用一种含碳量非常低的钢，否则就会通过与焊接操作相连的受热而发生所谓的晶间腐蚀(例如，通过离析出碳化铬)，这种现象发生在潮湿或含水汽的环境中，最后影响阀的强度和密封性。但是，如果选择低的含碳量，则对这种钢的切削加工将比含碳量高一些的钢困难一些和昂贵一些。因此，壳体和接管都设计成深拉伸构件的结构。这样就制成一种不仅适合于制冷设备也适合于食品工业和其他类似的应用条件的阀(膨胀阀、磁阀、止回阀等)。

不锈钢特别应包含铬和镍，而且特别是一种铬-镍-钼钢。镍能改善深拉伸性能和焊接性能。钼能抵御裂纹腐蚀和应力腐蚀。

上述的碳化铬在500°与900℃之间的温度下形成，其中最大的离析速度发生在600°与700℃之间。允许在这范围内操作多长时间取决于钢的含碳量。特别推荐的是不锈钢的含碳量应少于0.05％。这样就允许有一个6至7分钟的焊接时间，这对于一个在600°与700℃之间的焊接过程是典型的。然而，如果焊接是在高一些的温度下完成，并且如果在冷却期间更快些越过临界温度范围，则稍许略高的含碳量、如0.055或0.06％、也可以接受。

总之，一种具有基本上是下列成份的不锈钢是值得推荐的：C≤0.06％；Cr＝12至22％；Ni＝6至18％；Mo＝0至6％；其余的是Fe。这里还可以加入通常为小量的元素，如P、S、Si和/或Mn。

在大多数情况下，如果不锈钢含有小于0.05％的碳将是有利的。

含有下列成份的不锈钢可以达致最好的成果：C≤0.06％；Cr＝16至20％；Ni＝8至15％；Mo＝0至4％；其余为Fe。

值得推荐的是接管具有一个凸缘，该凸缘被焊接在壳体的外表面上。凸缘提供了一个大面积的与壳体的贴靠面，这能够给通过深拉伸制出的薄壁接管提供可靠的固定。

此外，也有可能使外壳在端部上具有一个外凸缘，在这个凸缘上可以通过钎焊或者通过激光焊接装上一个薄膜盒的同样是非经切削成形的底环。除了接管之外，还可以在壳体上装上另外的非经切削成形的构件。

值得推荐的是一种含铜合金的焊料，特别是一种公知的含银铜焊料。因此人们就可以用普通的焊接方法来操作。

在一个优选实施例中，至少有几个深拉伸构件是带有铜层的。这能改善焊接性能。

使接管在其内侧带有一层一直伸展到其自由端的铜层是有利的。这样一种铜层特别是在连接一根铜管时能提供密封和牢固的连接。10至100μm等级的较小的铜层厚度已经足够。

一种制造阀的方法，其特征在于至少壳体和至少是一个的接管是由低碳不锈钢的平薄板坯经过深拉伸成形并随后相互焊接在一起。在大批生产中，用这样的薄板坯制造深拉伸构件是一种成本特别低的制造过程。

这里还推荐，至少在制造接管中使用在一面上涂覆有铜的薄板坯，使该接管的内表面在成形后已整个涂覆有一层铜层。

本发明将在下面结合附图对一个优选实施例进行详细说明。在附图中：

图1是本发明的阀的侧视图；

图2示出接管与铜管的连接；和

图3是通过薄膜盒的部份截面图。

所示阀1是一个用于制冷设备中的膨胀阀。它具有一个带有三个接管的壳体2，在三个接管中，接管3用于流入液态冷却剂，接管4用于流出蒸汽状冷却剂，和接管5用于连接传感器导线。所有的接管都具有一个外凸缘6、7、8，借助于这些凸缘，接管可以以大的面积焊接在壳体的外侧上。壳体2的一端由一个薄膜盒9封闭住，其底环10焊接在壳体2的一个外凸缘11上。薄膜盒的盖板12通过一根毛细管13跟一个传感器14相连。薄膜15因此在上面经受在传感器14中的流体的蒸发压力，而在下面则经受制冷剂的压力以及一个图中未示出的弹簧的压力，制冷剂的压力在接管5处检测。

阀1的所有在图1中示出的构件都是由不锈钢制成，这种不锈钢的含碳量低到使之在成品阀上实际上不存在以后可能会导致晶间腐蚀的离析。这里壳体2和接管3、4和5是深拉伸构件，而底环10和盖12是冲压构件。例如，采用一种材料编号为1.4404(DIN17440-简称名X2CrNiMo1810；DIN17441-简称名X2CrNiMo17132)的钢，这种钢由于其含镍因而能改善深拉伸和焊接性能，还由于它的低的含碳量与其中的钼成份相结合因而能抗御裂纹腐蚀。这样一种不锈钢被认为是抗酸和抗海水的。它具有下列成份：C≤0.03％；Cr＝16.5至18.5％；Ni＝11.0至14.0％；Mo＝2.0至2.5％；Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.03％其余为Fe。

另一种非常适用的钢的材料编号为1.4306与DIN17441-简称名X2CrNi1911，具有下列成份：C≤0.03％；Cr＝18至20％；Ni＝10至12.5％；Si≤1.0％，Mn≤2.0％；P≤0.045％；S≤0.03％，其余为Fe。

但是还可以考虑许多种其它的钢。重要的是碳含量≤0.06％，最好≤0.05％，这是为了在焊接时不会引起晶间腐蚀，铬含量大于12％是为了能防锈和抗酸，以及具有一个足够的镍含量以保持材料的深拉伸性能。

在图2中示出接管4的示例，接管4的内侧设有一层铜的焊料层16。焊料层的材料已事先涂敷在从其深拉出接管3、4和5的钢的薄板坯上。这里以一块厚度较小的、例如0.75mm厚的、镀铜不锈钢构成的薄板坯作为起始材料，铜层厚度为10至100μm。焊料层从接管的自由端一直伸展至凸缘6、7和8的准备焊接的一侧上。焊接可以在一个温度较高的、例如1000℃的炉中进行。

如果将一根铜管17***接管4中并准备在其内进行焊接，焊料层16就会使这一过程更为容易。这里可以使用一种普通的焊料、例如一种掺有15％银的铜焊料，以商名Silfoss 15销售。这种焊料在大约700℃熔化。这一温度可以毫无困难地用一个焊炬在该接管的自由端处达到。

但是这个温度并不会对阀的对热产生敏感的构件产生影响，因为接管和壳体的低的导热性阻碍了热的传导。例如，带有其填充料的薄膜盒9对温度极为敏感。其极限温度只有100℃。

这种阀的制造以这样的方式进行，深拉伸的壳体2通过焊接与底环10和三个接管3、4和5相连接。然后将内装构件装入阀壳2内，最后将薄膜和通过毛细管13与传感器14相连的盖12放置就位从而完成薄膜盒9的装配。随后将对热敏感的填充料填入传感器装置中。到这时阀就装成待用。它在现场与连接管17就地连接，可将连接管***接管内，也可将接管推套在连接管上，最后通过焊接将其固定住。

也可以将内装构件从下面装入壳体2内，然后才将接管3装到壳体2上。如果内装构件对热敏感，最后安装的构件的固定可以通过一种热负荷低于钎焊的焊接方法来进行，例如，通过激光焊接。

Claims (14)

1.一种阀、特别是用于制冷设备的膨胀阀，具有一个壳体和至少一个接管，壳体与接管通过焊接相互连接在一起，其特征在于，至少壳体(2)和接管(3、4、5)是用不锈钢制成的深拉伸构件，这种不锈钢的含碳量低到使之尽管在焊接中经受高热仍实际上不会发生晶间腐蚀。

2.按权利要求1所述的阀，其特征在于，所述不锈钢含有铬和镍。

3.按权利要求2所述的阀，其特征在于，所述不锈钢是一种铬-镍-钼钢。

4.按权利要求1所述的阀，其特征在于，所述不锈钢基本上具有下列成份：C≤0.06％；Cr＝12至22％；Ni＝6至18％；Mo＝0至6％；其余为Fe。

5.按权利要求1至4中之一项所述的阀，其特征在于，所述不锈钢的含碳量小于0 05％。

6.按权利要求4所述的阀，其特征在于，所述不锈钢基本上具有下列成份：C≤0.06％；Cr＝16至20％；Ni＝8至15％；Mo＝0至4％；其余为Fe。

7.按权利要求1至4中之一项所述的阀，其特征在于，接管(3、4、5)具有一个凸缘(6、7、8)，该凸缘被焊接在壳体(2)的外表面上。

8.按权利要求1至4中之一项所述的阀，其特征在于，壳体(2)在端部上具有一个外凸缘，在这外凸缘上通过钎焊或者通过激光焊接装上一个薄膜盒(9)的同样是非经切削成形的底环(10)。

9.按权利要求1至4中之一项所述的阀，其特征在于，所用焊料是一种含铜的合金。

10.按权利要求9所述的阀，其特征在于，所用焊料是一种含银的铜焊料。

11.按权利要求1至4中之一项所述的阀，其特征在于，至少部分深拉伸构件是带有铜层(16)的。

12.按权利要求11所述的阀，其特征在于，接管(3、4、5)在其内侧带有一层一直伸展到其自由端的铜层。

13.一种用于制造按权利要求1至12中之一项所述的阀的方法，该阀带有一个壳体和至少一个的接管，它们通过焊接相互连接在一起，其特征在于，至少该壳体和该至少是一个的接管由低碳不锈钢的平薄板坯经过深拉伸成形并随后相互焊接在一起。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，至少在制造接管中使用在一面上涂覆有铜层的薄板坯，并使该薄板坯的涂覆有铜层的一面在拉伸成形后处于该接管的内表面。

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