CN107024043A - 封头及具有其的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封头及具有其的气液分离器，其中，所述封头包括：封头本体；定位凹部，设置在封头本体上，定位凹部包括水平部及设置在水平部上方的连接部，水平部向封头本体的内部凹入并形成定位台阶。本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的由于封头与筒体配合差所导致的产品质量低问题。

Description

封头及具有其的气液分离器

技术领域

本发明涉及空调器领域，具体而言，涉及一种封头及具有其的气液分离器。

背景技术

分离器一般用于中型及大型制冷系统中，安装在蒸发器与压缩机之间。分离器用于分离气态和液态制冷剂，使制冷剂均以气态的形式从压缩机吸气口进入压缩机，防止对压缩机造成液击，同时回冷冻油到压缩机中，润滑压缩机，保证压缩机的正常运转，并储存部分液态制冷剂。如图1所示，该分离器主要结构为进口管1’、上封头2’、下封头3’、筒体4’、固定板5’、过滤部件6’(或在直管上带小孔)、出口管7’等部件组成。

上封头2’、筒体4’、下封头3’组成一个一定容积的密闭内腔，同时该内腔要求在承受一定压力时无泄漏、破损现象。气液混合气从进口管1’进入，气体进入内腔后气流扩散，制冷剂液滴往下落，气体上浮。上浮的气体进入直管，经过回油孔位置时吸取内腔的冷冻油一起从出口管7’进入压缩机内。使制冷剂均以气态的形式从压缩机吸气口回到压缩机，防止对压缩机造成液击，同时虹吸到的冷冻油对压缩机起到润滑作用。

封头是圆筒形容器的主要组成部分，常见的有半球形、椭圆形、蝶形、锥形和平板形封头。这些封头在强度及制造上各有其特点。半球形受力情况最佳，但最难制造。根据使用要求，在实际生产中，中低压容器大多采用椭圆形封头。当椭圆形封头的模具加工有困难时，一般以蝶形封头来代替。下面对现有技术中的蝶形封头进行详细说明：

如图2至图4所示，封头包含球面8’、圆筒部分9’以及过渡圆弧10’三个部位。设置上述过渡圆弧10’的目的是为了降低边缘应力。具体地，从几何形状来看，蝶形封头为一不连续曲面。在三部分的连接处，即a、b点经线曲率半径有突变，以致使a、b处及其附近的边缘区域产生较大的边缘应力。该边缘应力的大小和球面半径Ri与过渡区圆弧半径r的比值有关。r/Ri的比值越小，即曲率半径突变值越大，因而有可能发生周向裂纹，亦可能出现周向折皱。当r＝0时，即无过渡区时，蝶形封头就变成了无折边球形封头，此时边缘应力达到最大值。因此在球面与圆筒部分中间设置有过渡圆弧以减小边缘应力。上述球面为以Ri为半径的球面，过渡圆弧为连接直线段和球面部分的圆弧段，该圆弧段的半径为r，装配时筒体插入封头内至圆弧处，依靠圆弧面与筒体进行固定。圆筒部分为直线段，当筒体插入圆弧处的焊接端时，对其进行焊接以使封头与筒体密封并连接在一起。

在设计蝶形封头厚度时，需要根据下述公式进行计算：

上式中：

δ---材料的计算厚度

Pc---计算压力

[σ]^t---设计温度下封头材料的许用应力

Ri---封头球面部分内半径；

M---蝶形封头形状系数，按式(1-2)计算

r---过渡圆弧内半径

---焊接接头系数。

蝶形封头计算公式是以封头球面部分薄膜应力计算公式乘以形状系数M修正得来的。Ri/r越大(在保持Ri不变的前提下r越小Ri/r越大)，封头曲面不连续处局部应力越突出，形状系数M越大，计算厚度越大，因此在设计时r取值一般不小于封头厚度的3倍。

上述现有技术存在以下问题：

如图5所示，产品总长(A)＝封头高度(B)+器体长度(C)-重叠部分(D)。在实际生产过程中由于筒体端口外径(b)存在一定的浮动，如图6所示，当外径b由b1减小为b2时，重叠部分D尺寸发生了明显变化，有D1增加到D2，从而引起产品总长(A)发生变化，引起产品尺寸不合格。此外，由于筒体与封头的接触方式为线与线接触，因此在实际装配时很容易发生偏斜，特别是r越大，偏斜几率越大。当封头与筒体发生偏斜时(如图7所示)焊缝位置出现一高一低，焊接时容易产生泄漏现象，产品质量存在严重隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种封头及具有其的气液分离器，以解决现有技术中的由于封头与筒体配合差所导致的产品质量低问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种封头包括：封头本体；定位凹部，设置在封头本体上，定位凹部包括水平部及设置在水平部上方的连接部，水平部向封头本体的内部凹入并形成定位台阶。

进一步地，封头本体包括：球面部、圆筒部及过渡部，圆筒部设置在球面部的下方，过渡部连接在球面部与圆筒部之间，水平部设置在圆筒部和/或过渡部上。

进一步地，连接部包括相对的第一斜面结构和第二斜面结构以及连接在第一斜面结构和第二斜面结构之间的第三斜面结构，水平部与第一斜面结构、第二斜面结构及第三斜面结构的底部连接。

进一步地，第一斜面结构、第二斜面结构及第三斜面结构围成的空间从上至下逐渐收缩。

进一步地，第三斜面结构与封头本体的轴线之间的角度在5°至30°之间。

进一步地，定位凹部为多个，多个定位凹部的水平部在同一水平面上。

进一步地，多个定位凹部沿封头本体的周向均匀布置。

进一步地，连接部包括拱形结构及连接立面，水平部与拱形结构及连接立面的底部连接。

进一步地，定位凹部通过冲制形成。

根据本发明的另一方面，提供了一种气液分离器，包括：上封头、下封头、筒体、进口管以及出口管，筒体连接在上封头及下封头之间，进口管连接在上封头上，出口管连接在下封头上，其中，上封头和/或下封头为上述的封头。

进一步地，上封头和/或下封头为上述的封头，封头的圆筒部的内壁至水平部的内沿之间的距离大于筒体的壁厚，筒体与水平部的内表面相抵接。

应用本发明的技术方案，封头本体上设置有定位凹部，定位凹部包括水平部及设置在水平部上方的连接部。其中水平部向封头本体的内部凹入并形成定位台阶。由于定位台阶具有一定的面积且定位台阶水平设置，因此上述结构使得与定位台阶配合的筒体能够与定位台阶很好地贴合，进而使得与定位台阶配合的筒体不易发生偏斜，从而保证了产品的质量。本申请的技术方案有效地解决了由于封头与筒体配合差所导致的产品质量低问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术的气液分离器的纵剖图；

图2示出了图1的封头的纵剖示意图；

图3示出了图2的封头与筒体装配的纵剖示意图；

图4示出了图3的A处的放大示意图；

图5示出了图3的封头与筒体配合状态示意图；

图6示出了图3的封头与筒体配合时的尺寸误差示意图；

图7示出了图3的封头与筒体配合时处于倾斜状态下的纵剖示意图；

图8示出了根据本发明的封头的实施例一的俯视示意图；

图9示出了图8的封头的主视示意图；

图10示出了图8的封头的F-F向的纵剖示意图；

图11示出了图10的封头的B处的放大示意图；

图12示出了图8的封头与筒体装配的纵剖示意图；

图13示出了图12的封头与筒体装配的C处的放大示意图；

图14示出了根据本发明的封头的实施例二的主视示意图；

图15示出了图14的封头的纵剖示意图；以及

图16示出了图15的封头的D处的放大示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、进口管；2’、上封头；3’、下封头；4’、筒体；5’、固定板；6’、过滤部件；7’、出口管；8’、球面；9’、圆筒部分；10’、过渡圆弧；10、封头本体；11、球面部；12、圆筒部；13、过渡部；20、定位凹部；21、水平部；22、连接部；221、第一斜面结构；222、第二斜面结构；223、第三斜面结构；224、拱形结构；225、连接立面；30、筒体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图8和图9所示，实施例一的封头包括封头本体10和定位凹部20。其中，定位凹部20设置在封头本体10上，定位凹部20包括水平部21及设置在水平部21上方的连接部22，水平部21向封头本体10的内部凹入并形成定位台阶。

应用本实施例的技术方案，封头本体10上设置有定位凹部20，定位凹部20包括水平部21及设置在水平部21上方的连接部22。其中水平部21向封头本体10的内部凹入并形成定位台阶。由于定位台阶具有一定的面积且定位台阶水平设置，因此上述结构使得与定位台阶配合的筒体30能够与定位台阶很好地贴合，进而使得与定位台阶配合的筒体30不易发生偏斜，从而保证了产品的质量。本申请的技术方案有效地解决了由于封头与筒体30配合差所导致的产品质量低问题。

如图9至图11所示，在实施例一中，封头本体10包括：球面部11、圆筒部12及过渡部13，圆筒部12设置在球面部11的下方，过渡部13连接在球面部11与圆筒部12之间，上述结构使得球面部11与圆筒部12之间能够平滑过渡。在实施例一中，水平部21设置在圆筒部12上，上述结构使得产品的高度可根据实际情况调整，从而提高了产品的性能。当然，在图中未示出的其他实施方式中，水平部21也可以设置在过渡部13上，或者同时设置在圆筒部12和过渡部13上。

如图8所示，在实施例一中，连接部22包括相对的第一斜面结构221和第二斜面结构222以及连接在第一斜面结构221和第二斜面结构222之间的第三斜面结构223，水平部21与第一斜面结构221、第二斜面结构222及第三斜面结构223的底部连接。上述斜面结构简单，容易加工成型。

如图8所示，在实施例一中，第一斜面结构221、第二斜面结构222及第三斜面结构223围成的空间从上至下逐渐收缩。具体地，第一斜面结构221、第二斜面结构222及第三斜面结构223围成的空间的上开口的面积大于水平部21的面积，上述结构使得定位凹部20占用的封头内的空间尽量小，从而为封头内的物质提供了更大的空间。另外，上述结构简单、容易加工，易于实现。

如图8所示，在实施例一中，第三斜面结构223与封头本体10的轴线之间的角度在5°至30°之间。上述结构简单、容易加工，易于实现。

如图8所示，在实施例一中，定位凹部20为多个，多个定位凹部20的水平部21在同一水平面上。上述多个定位凹部20的水平部21在同一水平面上由模具来保证，多个定位凹部20可以进一步地使得与定位凹部20配合的筒体30能够与定位台阶更好地贴合在同一水平面上，从而进一步地使得与定位凹部20配合的筒体30更加稳定，不易发生偏斜，进而保证了产品的质量，解决了由于封头与筒体30配合差所导致的产品质量低问题。优选地，在本实施例中定位凹部20为三个。

如图8所示，在实施例一中，多个定位凹部20沿封头本体10的周向均匀布置。上述结构简单，易于加工。

在实施例一中，定位凹部20通过冲制形成。具体地，在本实施例中，沿封头的轴线方向向下冲制即可形成定位凹部20，上述工艺简单，易于成型。当然能够形成定位凹部20的工艺不限于此，定位凹部20还可通过模具与封头本体10一体成型。

如图14至图16所示，实施例二的封头与上述实施例的区别在于连接部22的形状。具体地，在实施例二中，连接部22包括拱形结构224及连接立面225，水平部21与拱形结构224及连接立面225的底部连接。上述结构简单，易于加工。优选地，上述定位凹部20为冲制成形，沿封头的径向方向向封头内冲制即可形成本实施例中的定位凹部20。

本发明还提供了一种气液分离器，如图12和图13所示，根据本申请的气液分离器的实施例包括：上封头、下封头、筒体30、进口管以及出口管，筒体30连接在上封头及下封头之间，进口管连接在上封头上，出口管连接在下封头上，其中，上封头和下封头为上述的封头。由于上述封头具有使与定位凹部20配合的筒体30不易发生偏斜，保证产品质量等优点，故具有该封头的气液分离器也具有该优点。当然，在图中未示出的其他实施方式中，气液分离器的上下封头之一为上述封头。

如图9至图13所示，上封头和下封头均为上述的封头，当封头与筒体30进行装配时筒体30的端口与封头的水平部21内表面相抵接，水平部21对筒体30起限位作用。一方面保证了筒体30插入深度的一致性，保证了产品的总长。另一方面消除了过渡部的影响，确保了产品无偏斜现象产生，消除了由于焊缝不在同一水平面所导致的焊接泄漏问题，进而消除了泄露所导致的安全隐患问题。需要说明的时，圆筒部12的内壁至水平部21的内沿之间的距离L应当大于筒体30的壁厚。上述结构使得筒体30能够与水平部21的内表面更好地贴合，防止了由于距离L不够所导致的筒体30从水平部21的内表面上脱离的现象出现。

优选地，如图13所示，在上述圆筒部12的内壁至水平部21的内沿之间的距离大于筒体30的壁厚的前提下，水平部21应尽可能的小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种封头，其特征在于，包括：

封头本体(10)；

定位凹部(20)，设置在所述封头本体(10)上，所述定位凹部(20)包括水平部(21)及设置在所述水平部(21)上方的连接部(22)，所述水平部(21)向所述封头本体(10)的内部凹入并形成定位台阶。

2.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述封头本体(10)包括：球面部(11)、圆筒部(12)及过渡部(13)，所述圆筒部(12)设置在所述球面部(11)的下方，所述过渡部(13)连接在所述球面部(11)与所述圆筒部(12)之间，所述水平部(21)设置在所述圆筒部(12)和/或所述过渡部(13)上。

3.根据权利要求2所述的封头，其特征在于，所述连接部(22)包括相对的第一斜面结构(221)和第二斜面结构(222)以及连接在所述第一斜面结构(221)和所述第二斜面结构(222)之间的第三斜面结构(223)，所述水平部(21)与所述第一斜面结构(221)、所述第二斜面结构(222)及所述第三斜面结构(223)的底部连接。

4.根据权利要求3所述的封头，其特征在于，所述第一斜面结构(221)、所述第二斜面结构(222)及所述第三斜面结构(223)围成的空间从上至下逐渐收缩。

5.根据权利要求3所述的封头，其特征在于，所述第三斜面结构(223)与所述封头本体(10)的轴线之间的角度在5°至30°之间。

6.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述定位凹部(20)为多个，多个所述定位凹部(20)的所述水平部(21)在同一水平面上。

7.根据权利要求6所述的封头，其特征在于，所述多个定位凹部(20)沿所述封头本体(10)的周向均匀布置。

8.根据权利要求2所述的封头，其特征在于，所述连接部(22)包括拱形结构(224)及连接立面(225)，所述水平部(21)与所述拱形结构(224)及所述连接立面(225)的底部连接。

9.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，所述定位凹部(20)通过冲制形成。

10.一种气液分离器，其特征在于，包括：

上封头、下封头、筒体(30)、进口管以及出口管，所述筒体(30)连接在所述上封头及所述下封头之间，所述进口管连接在所述上封头上，所述出口管连接在所述下封头上，

其中，所述上封头和/或所述下封头为权利要求1至9中任一项所述的封头。

11.根据权利要求10所述的气液分离器，其特征在于，所述上封头和/或所述下封头为权利要求2至9中任一项所述的封头，所述封头的圆筒部(12)的内壁至所述水平部(21)的内沿之间的距离(L)大于所述筒体(30)的壁厚，所述筒体(30)与所述水平部(21)的内表面相抵接。