專利名稱：一種特別是用于制冷設(shè)備中的膨脹閥的閥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥、特別是用于制冷設(shè)備中的膨脹閥，具有一個(gè)殼體和至少一個(gè)接管，殼體與接管通過焊接相互連接在一起，本發(fā)明還涉及其制造方法。
在市場(chǎng)上出售的膨脹閥具有一個(gè)黃銅的殼體，在其上有時(shí)也可能焊有紫銅的接管。這種黃銅殼體由于所謂的“綠銹”而在表面上出現(xiàn)變色。這在食品工業(yè)和其它應(yīng)用方面是不受歡迎的。此外，外觀印象也受損害。由于這原因，眾所周知要在表面上涂復(fù)上一層鎳。但是據(jù)說這又會(huì)引起對(duì)健康方面的損害，也就是散布很廣的鎳過敏反應(yīng)癥。此外，在自然食品鏈中，人們一直認(rèn)真地注視著重金屬，因?yàn)閼岩涉圎}能夠致癌。
本發(fā)明的目的在于提供一種本文開始所述類型的、更適合于實(shí)際應(yīng)用的閥。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的可以以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，至少殼體和所有的接管是用不銹鋼制成的深拉伸構(gòu)件，這種不銹鋼的含碳量低到使之盡管在焊接中經(jīng)受高熱仍實(shí)際上不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。
如在德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)17441中限定，不銹鋼至少含12％的鉻。不銹鋼不易于變色。它對(duì)環(huán)境無(wú)害也不會(huì)引起健康上的問題。然而，必須使用一種含碳量非常低的鋼，否則就會(huì)通過與焊接操作相連的受熱而發(fā)生所謂的晶間腐蝕(例如，通過離析出碳化鉻)，這種現(xiàn)象發(fā)生在潮濕或含水汽的環(huán)境中，最后影響閥的強(qiáng)度和密封性。但是，如果選擇低的含碳量，則對(duì)這種鋼的切削加工將比含碳量高一些的鋼困難一些和昂貴一些。因此，殼體和接管都設(shè)計(jì)成深拉伸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。這樣就制成一種不僅適合于制冷設(shè)備也適合于食品工業(yè)和其他類似的應(yīng)用條件的閥(膨脹閥、磁閥、止回閥等)。
不銹鋼特別應(yīng)包含鉻和鎳，而且特別是一種鉻-鎳-鉬鋼。鎳能改善深拉伸性能和焊接性能。鉬能抵御裂紋腐蝕和應(yīng)力腐蝕。
上述的碳化鉻在500°與900℃之間的溫度下形成，其中最大的離析速度發(fā)生在600°與700℃之間。允許在這范圍內(nèi)操作多長(zhǎng)時(shí)間取決于鋼的含碳量。特別推薦的是不銹鋼的含碳量應(yīng)少于0.05％。這樣就允許有一個(gè)6至7分鐘的焊接時(shí)間，這對(duì)于一個(gè)在600°與700℃之間的焊接過程是典型的。然而，如果焊接是在高一些的溫度下完成，并且如果在冷卻期間更快些越過臨界溫度范圍，則稍許略高的含碳量、如0.055或0.06％、也可以接受。
總之，一種具有基本上是下列成份的不銹鋼是值得推薦的C≤0.06％；Cr＝12至22％；Ni＝6至18％；Mo＝0至6％；其余的是Fe。這里還可以加入通常為小量的元素，如P、S、Si和/或Mn。
在大多數(shù)情況下，如果不銹鋼含有小于0.05％的碳將是有利的。
含有下列成份的不銹鋼可以達(dá)致最好的成果C≤0.06％；Cr＝16至20％；Ni＝8至15％；Mo＝0至4％；其余為Fe。
值得推薦的是接管具有一個(gè)凸緣，該凸緣被焊接在殼體的外表面上。凸緣提供了一個(gè)大面積的與殼體的貼靠面，這能夠給通過深拉伸制出的薄壁接管提供可靠的固定。
此外，也有可能使外殼在端部上具有一個(gè)外凸緣，在這個(gè)凸緣上可以通過釬焊或者通過激光焊接裝上一個(gè)薄膜盒的同樣是非經(jīng)切削成形的底環(huán)。除了接管之外，還可以在殼體上裝上另外的非經(jīng)切削成形的構(gòu)件。
值得推薦的是一種含銅合金的焊料，特別是一種公知的含銀銅焊料。因此人們就可以用普通的焊接方法來(lái)操作。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少有幾個(gè)深拉伸構(gòu)件是帶有銅層的。這能改善焊接性能。
使接管在其內(nèi)側(cè)帶有一層一直伸展到其自由端的銅層是有利的。這樣一種銅層特別是在連接一根銅管時(shí)能提供密封和牢固的連接。10至100μm等級(jí)的較小的銅層厚度已經(jīng)足夠。
一種制造閥的方法，其特征在于至少殼體和至少一個(gè)的接管是由低碳不銹鋼的平薄板坯經(jīng)過深拉伸成形并隨后相互焊接在一起。在大批生產(chǎn)中，用這樣的薄板坯制造深拉伸構(gòu)件是一種成本特別低的制造過程。
這里還推薦，至少在制造接管中使用在一面上涂覆有銅的薄板坯。該接管然后再整個(gè)涂覆一層銅層。
本發(fā)明將在下面結(jié)合附圖對(duì)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在附圖中

圖1是本發(fā)明的閥的側(cè)視圖；圖2示出接管與銅管的連接；和圖3是通過薄膜盒的部份截面圖。
所示閥1是一個(gè)用于制冷設(shè)備中的膨脹閥。它具有一個(gè)帶有三個(gè)接管的殼體2，在三個(gè)接管中，接管3用于流入液態(tài)冷卻劑，接管4用于流出蒸汽狀冷卻劑，和接管5用于連接傳感器導(dǎo)線。所有的接管都具有一個(gè)外凸緣6、7、8，借助于這些凸緣，接管可以以大的面積焊接在殼體的外側(cè)上。殼體2的一端由一個(gè)薄膜盒9封閉住，其底環(huán)10焊接在殼體2的一個(gè)外凸緣11上。薄膜盒的蓋板12通過一根毛細(xì)管13跟一個(gè)傳感器14相連。薄膜15因此在上面經(jīng)受在傳感器14中的流體的蒸發(fā)壓力，而在下面則經(jīng)受制冷劑的壓力以及一個(gè)圖中未示出的彈簧的壓力，制冷劑的壓力在接管5處檢測(cè)。
閥1的所有在圖1中示出的構(gòu)件都是由不銹鋼制成，這種不銹鋼的含碳量低到使之在成品閥上實(shí)際上不存在以后可能會(huì)導(dǎo)致晶間腐蝕的離析。這里殼體2和接管3、4和5是深拉伸構(gòu)件，而底環(huán)10和蓋12是沖壓構(gòu)件。例如，采用一種材料編號(hào)為1.4404(DIN17440-簡(jiǎn)稱名X2CrNiMo1810；DIN17441-簡(jiǎn)稱名X2CrNiMo17132)的鋼，這種鋼由于其含鎳因而能改善深拉伸和焊接性能，還由于它的低的含碳量與其中的鉬成份相結(jié)合因而能抗御裂紋腐蝕。這樣一種不銹鋼被認(rèn)為是抗酸和抗海水的。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％，其余為Fe。
另一種非常適用的鋼的材料編號(hào)為1.4306與DIN17441-簡(jiǎn)稱名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％，其余為Fe。
但是還可以考慮許多種其它的鋼。重要的是碳含量≤0.06％，最好≤0.05％，這是為了在焊接時(shí)不會(huì)引起晶間腐蝕，鉻含量大于12％是為了能防銹和抗酸，以及具有一個(gè)足夠的鎳含量以保持材料的深拉伸性能。
在圖2中示出接管4的示例，接管4的內(nèi)側(cè)設(shè)有一層銅的焊料層16。焊料層的材料已事先涂敷在從其深拉出接管3、4和5的鋼的薄板坯上。這里以一塊厚度較小的、例如0.75mm厚的、鍍銅不銹鋼構(gòu)成的薄板坯作為起始材料，銅層厚度為10至100μm。焊料層從接管的自由端一直伸展至凸緣6、7和8的準(zhǔn)備焊接的一側(cè)上。焊接可以在一個(gè)溫度較高的、例如1000℃的爐中進(jìn)行。
如果將一根銅管17插入接管4中并準(zhǔn)備在其內(nèi)進(jìn)行焊接，焊料層16就會(huì)使這一過程更為容易。這里可以使用一種普通的焊料、例如一種摻有15％銀的銅焊料，以商名Silfbss 15銷售。這種焊料在大約700℃熔化。這一溫度可以毫無(wú)困難地用一個(gè)焊炬在該接管的自由端處達(dá)到。
但是這個(gè)溫度并不會(huì)對(duì)閥的對(duì)熱產(chǎn)生敏感的構(gòu)件產(chǎn)生影響，因?yàn)榻庸芎蜌んw的低的導(dǎo)熱性阻礙了熱的傳導(dǎo)。例如，帶有其填充料的薄膜盒9對(duì)溫度極為敏感。其極限溫度只有100℃。
這種閥的制造以這樣的方式進(jìn)行，深拉伸的殼體2通過焊接與底環(huán)10和三個(gè)接管3、4和5相連接。然后將內(nèi)裝構(gòu)件裝入閥殼2內(nèi)，最后將薄膜和通過毛細(xì)管13與傳感器14相連的蓋12放置就位從而完成薄膜盒9的裝配。隨后將對(duì)熱敏感的填充料填入傳感器裝置中。到這時(shí)閥就裝成待用。它在現(xiàn)場(chǎng)與連接管17就地連接，可將連接管插入接管內(nèi)，也可將接管推套在連接管上，最后通過焊接將其固定住。
也可以將內(nèi)裝構(gòu)件從下面裝入殼體2內(nèi)，然后才將接管3裝到殼體2上。如果內(nèi)裝構(gòu)件對(duì)熱敏感，最后安裝的構(gòu)件的固定可以通過一種熱負(fù)荷低于釬焊的焊接方法來(lái)進(jìn)行，例如，通過激光焊接。
權(quán)利要求
1.一種閥、特別是用于制冷設(shè)備的膨脹閥，具有一個(gè)殼體和至少一個(gè)接管，殼體與接管通過焊接相互連接在一起，其特征在于，至少殼體(2)和接管(3、4、5)是用不銹鋼制成的深拉伸構(gòu)件，這種不銹鋼的含碳量低到使之盡管在焊接中經(jīng)受高熱仍實(shí)際上不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。
2.按權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述不銹鋼含有鉻和鎳。
3.按權(quán)利要求2所述的閥，其特征在于，所述不銹鋼是一種鉻-鎳-鉬鋼。
4.按權(quán)利要求1至3中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述不銹鋼基本上具有下列成份C≤0.06％；Cr＝12至22％；Ni＝6至18％；Mo＝0至6％；其余為Fe。
5.按權(quán)利要求1至4中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述不銹鋼的含碳量小于0.05％。
6.按權(quán)利要求4或5所述的閥，其特征在于，所述不銹鋼基本上具有下列成份C≤0.06％；Cr＝16至20％；Ni＝8至15％；Mo＝0至4％；其余為Fe。
7.按權(quán)利要求1至6中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，接管(3、4、5)具有一個(gè)凸緣(6、7、8)，該凸緣被焊接在殼體(2)的外表面上。
8.按權(quán)利要求1至7中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，殼體(2)在端部上具有一個(gè)外凸緣，在這外凸緣上通過釬焊或者通過激光焊接裝上一個(gè)薄膜盒(9)的同樣是非經(jīng)切削成形的底環(huán)(10)。
9.按權(quán)利要求1至8中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所用焊料是一種含銅的合金。
10.按權(quán)利要求9所述的閥，其特征在于，所用焊料是一種含銀的銅焊料。
11.按權(quán)利要求1至10中之一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，至少有幾個(gè)深拉伸構(gòu)件是帶有銅層(6)的。
12.按權(quán)利要求11所述的閥，其特征在于，接管(3、4、5)在其內(nèi)側(cè)帶有一層一直伸展到其自由端的銅層。
13.一種用于制造按權(quán)利要求1至12中之一項(xiàng)所述的閥的方法，其特征在于，至少殼體和至少一個(gè)的接管是由低碳不銹鋼的平薄板坯經(jīng)過深拉伸成形并隨后相互焊接在一起。
14.按權(quán)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銅層的薄板坯。
全文摘要
在一種閥中、特別是在用于制冷設(shè)備的膨脹閥中，至少殼體(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％的不銹鋼制成的深拉伸構(gòu)件。這些構(gòu)件通過焊接相互連接在一起。這種不銹鋼的含碳量低到使之盡管在焊接中經(jīng)受高熱仍實(shí)際上不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。這種閥對(duì)環(huán)境無(wú)害，外觀上富吸引力。
文檔編號(hào)B23K1/00GK1129915SQ9419317
公開日1996年8月28日 申請(qǐng)日期1994年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月23日
發(fā)明者A·韋斯特加德, J·J·漢森, H·T·鄧寧 申請(qǐng)人:丹福斯有限公司