CN109611597A - 一种电子阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子水阀，包括阀体、上端盖和下端盖，阀体上部与所述的上端盖连接，阀体下部与所述的下端盖连接，其特征在于所述的上端盖和/或下端盖通过激光焊接与所述的阀体固定；并且，激光焊接的两个部件中，其中一个部件采用透光材料，另一部件采用吸光材料。本发明的一种电子水阀，端盖通过激光焊接与所述的阀体连接，由于激光焊接是无压状态的焊接，产品表面不会产生伤痕、结合处断裂或有裂痕等常见现象，产品合格率高，密封性能好；同时，在焊接过程中没有焊渣产生，产品的外观好，并且能够保证产品的尺寸。

Description

一种电子阀

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及新能源汽车热管理系统中所用的电子阀产品领域，具体地说是一种电子阀。

背景技术

电子阀产品用于新能源冷却系统中，控制流体介质回路的流向和流量大小。现有的电子阀包括阀体组件、流量控制装置和动力装置。所述的阀体组件包括阀体、上端盖、下端盖和接管；阀体上部与上端盖连接，阀体下部与下端盖和接管连接。所述的动力装置包括齿轮系、电机和控制板，并置于上端盖和阀体上部形成的空间内。所述的流量控制装置包括阀芯，并置于下端盖与阀体下部形成的空间内。外部控制信号输入到动力装置的控制板，驱动电机工作，电机再带动齿轮系转动，把动力传输到齿轮系的输出齿轮；输出齿轮轴和流量控制装置的阀芯配合，带动阀芯旋转，阀芯内部设置有流道，通过阀芯角度的变化，来实现阀芯与阀体之间流道的切换，以此来控制新能源冷却系统中的流体介质回路的流向和流量。

现有的电子阀产品，流量控制装置和动力装置是分别设置在阀体上下部的两个空间内，需要单独密封。封装动力装置的阀体下部和下端盖，一般是采用超声波工艺焊接在一起进行密封；而封装动力装置的阀体上部和上端盖之间的连接有两种方法：一是用的是超声波焊接，二是在阀体上部环绕上端面开设一个凹槽，在所述的凹槽内放置一个橡胶圈，然后通过自攻螺钉把上端盖固定在阀体上部。所述的凹槽和橡胶圈采用过盈配合，通过上端盖压缩橡胶圈的方式来实现密封。

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，是一种快捷、有效的装配工艺。然而，采用超声波焊接工艺，仍存在以下缺陷：

1、焊点表面容易出高频机械振动而引起的产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕等常见现象，密封性能无法保证，产品合格率低。

2、声波焊接时会有焊渣产生，影响产品的清洁度，同时会影响产品的外观。

3、超声波焊接工艺采用加压处理，因而产品的定位和精度无法保证。

采用紧固件连接的方式，需要在阀体上开设凹槽，阀体模具比较复杂，用自攻螺钉固定端盖后，螺钉扭力的大小，以及和零件之间的配合尺寸公差，都会影响产品的密封性能，并且橡胶圈长时间会存在老化的问题，严重影响电子阀的寿命。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种改进型的电子阀，通过激光焊接工艺，提高产品的整体性能。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种电子阀，包括阀体、上端盖和下端盖，阀体上部与所述的上端盖连接，阀体下部与所述的下端盖连接，其特征在于所述的上端盖和/或下端盖通过激光焊接与所述的阀体固定；并且，激光焊接的两个部件中，其中一个部件采用透光材料，另一部件采用吸光材料。

本发明的一种电子阀，端盖通过激光焊接与所述的阀体连接，由于激光焊接是无压状态的焊接，产品表面不会产生伤痕、结合处断裂或有裂痕等常见现象，产品合格率高，密封性能好；同时，在焊接过程中没有焊渣产生，产品的外观好，并且能够保证产品的尺寸。

所述的上端盖和下端盖可以择一通过激光焊接与所述的阀体固定，另一部件仍采用超声波焊接或紧固件连接。优选地，所述的上端盖和下端盖均通过激光焊接与所述的阀体固定。

作为本发明的改进，所述的上端盖的内表面与阀体的上端面贴合，贴合部位为激光焊接面。

作为本发明的进一步改进，所述阀体的上端面具有向外的翻边，可以增加阀体与上端盖之间的接触面积，有利于定位和增加焊接面积。

作为本发明的再进一步改进，所述的下端盖的内表面与阀体的下端面贴合，贴合部位为激光焊接面。

作为本发明的再进一步改进，所述阀体的下端面具有向外的翻边，可以增加阀体与下端盖之间的接触面积，有利于定位和增加焊接面积。

作为本发明的再进一步改进，所述阀体上部与上端盖之间通过一对定位销轴和定位轴孔的配合实现定位。

作为本发明的再进一步改进，所述的一对定位销轴，其中一个定位销轴为圆形，另一个为椭圆形，所述一对定位轴孔为直径略大于销轴的圆孔，可避免过定位。

作为本发明的再进一步改进，所述的阀体采用吸光材料，所述上端盖和下端盖采用透光材料。

作为本发明的再进一步改进，所述的阀体采用PA塑料、PPA塑料或PPS塑料。

作为本发明的再进一步改进，所述的上端盖和下端盖采用PA9T塑料，并加入透光载体，透光率大于20%。优选地，端盖材料的透光率为50%~60%。

更优选地，所述的阀体和端盖均采用相同的材料，并在端盖材料中加入透光载体，使其具有一定的透光性，满足激光焊接的要求。由于激光焊接的两件部件材料相同，熔点越接近，则熔接强度愈强。

作为本发明的更进一步改进，所述的激光焊接为热传导型焊接或激光深溶焊接。

其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其能量转换机制是通过“小孔”结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500C℃左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的塑料熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融塑料，液态塑料四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融塑料随着前导光束前进速度向前移动，熔融塑料充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明上端盖的结构示意图。

图2是图1沿A-A向的剖示图。

图3是本发明下端盖的结构示意图。

图4是图3沿B-B的剖示图。

图5是本发明阀体的结构示意图。

图6是本发明一种电子阀激光焊接工艺的示意图。

图中，1-上端盖，2-下端盖，3-阀体；

101-上端盖内表面，102-上端盖焊接区域，103-上端盖凸缘，104-上端盖第一定位轴孔，105-上端盖第二定位轴孔，106-上端盖第一定位凸台，107-上端盖第二定位凸台；

201-下端盖内表面，202-下端盖焊接区域，203-流道，204-加强筋，205-凸缘；

301-第一定位销轴，302-第二定位销轴，303-阀体上部，304-阀体上端面，305-阀体下端面，306-阀体上翻边，307-阀体下翻边，308-上部空间，309-下部空间。

具体实施方式

需要说明的是，在本发明的描述中，“上”、“下、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方向或位置为基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1~6，本发明的一种电子阀，包括阀体组件、流量控制装置和动力装置。所述的阀体组件包括阀体3、上端盖1、下端盖2和接管；阀体上部303与上端盖1连接，阀体下部310与下端盖2和接管连接。所述的动力装置包括齿轮系、电机和控制板，并置于上端盖1和阀体上部303形成的空间308内。所述的流量控制装置包括阀芯，并置于下端盖2与阀体下部310形成的空间309内。

图1和图2所示为本发明的上端盖1的结构示意图。所述的上端盖1的四周具有凸缘103，以便更好地与阀体3的上端周边配合。所述的上端盖1具有内表面101，内表面101靠近凸缘103的一圈为焊接区域102，该焊接区域102与阀体3的上端面304贴合。

上端盖内还设有第一定位轴孔104和第二定位轴孔105，所述的第一定位轴孔104和第二定位轴孔105分别开设在第一定位凸台106和第二定位凸台107内。所述的第一定位凸台106和第二定位凸台107最好间隙一定距离，距离越大，则定位性能越好。

图3和图4所示是本发明下端盖2的结构示意图。所述的下端盖2的四周具有凸缘205，以便更好地与阀体3的下端周边配合。下端盖2的中央设有流道203。所述下端盖2具有内表面201，内表面201靠近凸缘205的一圈为焊接区域202，该焊接区域202与阀体3的下端面305贴合。在焊接区域202和流道203之间还设有一组径向分布的加强筋204。

图5所示为本发明阀体3的结构示意图。所述的阀体3包括阀体上部303和阀体下部310。

所述的阀体上部303具有容置动力装置的上部空间308。阀体上部303的上端面304具有向外的翻边306，可以增加阀体与上端盖之间的接触面积，有利于定位和增加焊接面积。阀体上部的上端面304和翻边306与上端盖内表面的焊接区域102贴合。阀体上部303还设有第一定位销轴301和第二定位销轴302。所述的第一定位销轴301和第二定位销轴302分别与上端盖的第一定位轴孔104和第二定位轴孔105配合实现阀体上部303与上端盖1的定位。

优选地，所述的第一定位销轴301和第二定位销轴302，其中一个定位销轴为圆形，另一个为椭圆形，与之相相配合的上端盖的第一定位轴孔104和第二定位轴孔105为直径略大于销轴的圆孔，以避免过定位。

所述的阀体下部310具有容置流量控制装置的下部空间309。阀体下部310的下端面305具有向外的翻边307，可以增加阀体与下端盖之间的接触面积，有利于定位和增加焊接面积。下端面305和翻边307与下端盖内表面的焊接区域202贴合。

本发明的电子阀，按以方法进行装配：

1、将动力装置放置在阀体的上部空间308内，再将上盖板1盖在阀体上部303的端部，使上盖板内表面的焊接区域102与阀体上部303的上端面304贴合；

2、采用激光焊接，将上盖板1固定在阀体上部303；

3、将流量控制装置放置在阀体的下部空间309内，再将下盖板2盖在阀体下部310的端部，使下盖板内表面的焊接区域202与阀体下部310的下端面305贴合；

4、采用激光焊接，将下盖板2固定在阀体下部310。

为确保激光能够穿过一个部件而到达另一部件的界面，激光焊接的两个部件中，其中一个部件采用透光材料，另一部件采用吸光材料。在本实施方式中，阀体3采用吸光材料，上端盖1和下端盖采用透光材料。

优选地，阀体3采用PA塑料、PPA塑料或PPS塑料。这些材料可取代金属材料，具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、有阻燃性，具有脱模性，不必加入脱模剂，且易于加工，适于改性等。

上端盖和下端盖采用PA9T塑料，并加入透光载体，透光率大于20%。材料透光率高，则端盖的厚度可以增加。反之，材料透光率较低，则端盖的厚度不宜过大。综合考虑端盖的强度和透光率，且兼顾经济性，端盖材料的透光率以为50%~60%为宜，厚度在2mm±0.2 mm范围内。激光焊接的功率为150瓦左右。

一种更为优化的实施方式，所述的阀体3和上、下端盖1、2均采用PA9T塑料，两者选用的型号可以不同。PA9T塑料本身是属于吸光材料，可直接用于阀体3的制造。用于上、下端盖1、2的PA9T塑料中加入透光载体，使其具有一定的透光性，满足激光焊接的要求。由于激光焊接的两件部件材料相同，熔点都在300℃左右，可大大提高熔接强度。并且PA9T塑料具有的高密度特性，也能提高熔接强度。

本发明的一种电子阀，具有以下有益效果：端盖通过激光焊接与所述的阀体连接，由于激光焊接是无压状态的焊接，产品表面不会产生伤痕、结合处断裂或有裂痕等常见现象，产品合格率高，密封性能好；同时，在焊接过程中没有焊渣产生，产品的外观好，并且能够保证产品的尺寸。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电子阀，包括阀体、上端盖和下端盖，阀体上部与所述的上端盖连接，阀体下部与所述的下端盖连接，其特征在于所述的上端盖和/或下端盖通过激光焊接与所述的阀体固定；并且，激光焊接的两个部件中，其中一个部件采用透光材料，另一部件采用吸光材料。

2.如权利要求1所述的一种电子阀，其特征在于所述的上端盖和下端盖均通过激光焊接与所述的阀体固定。

3.如权利要求1所述的一种电子阀，其特征在于所述的上端盖的内表面与阀体的上端面贴合，贴合部位为激光焊接面。

4.如权利要求3所述的一种电子阀，其特征在于所述阀体的上端面具有向外的翻边。

5.如权利要求1所述的一种电子阀，其特征在于所述的下端盖的内表面与阀体的下端面贴合，贴合部位为激光焊接面。

6.如权利要求5所述的一种电子阀，其特征在于所述阀体的下端面具有向外的翻边。

7.如权利要求1所述的一种电子阀，其特征在于所述阀体上部与上端盖之间通过一对定位销轴和定位轴孔的配合实现定位。

8.如权利要求7所述的一种电子阀，其特征在于所述的一对定位销轴，其中一个定位销轴为圆形，另一个为椭圆形，所述一对定位轴孔为直径略大于销轴的圆孔。

9.如权利要求1~8任何一项所述的一种电子阀，其特征在于所述的阀体采用吸光材料，所述上端盖和下端盖采用透光材料。

10.如权利要求9所述的一种电子阀，其特征在于所述的阀体采用PA塑料、PPA塑料或PPS塑料。

11.如权利要求9所述的一种电子阀，其特征在于所述的上端盖和下端盖采用PA9T塑料，并加入透光载体，透光率大于20%。

12.如权利要求9所述的一种电子阀，其特征在于所述的阀体和上、下端盖采用同一种材料，在所述上、下端盖的材料中加入透光载体。

13.如权利要求1所述的一种电子阀，其特征在于所述的激光焊接为热传导型焊接或激光深溶焊接。