CN107588256B - 塑料密封配件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料密封配件。在一个方面中，提供一种用于暖通空调(HVAC)系统的密封组件，该密封组件包括第一块状件、第二块状件和导管，其中，第一块状件具有第一开孔和第一密封表面，第二块状件具有第二开孔和第二密封表面，导管包括具有轴向延伸的开孔的管部以及从该管部的端部沿径向向外延伸的凸缘。管部布置在第一块状件的第一开孔内并且凸缘布置在第一块状件的第一密封表面与第二块状件的第二密封表面之间，并且凸缘构造成当被压缩在第一密封表面与第二密封表面之间时发生变形。密封组件还包括提供管部的开孔与第二块状件的第二开孔之间的流体连通的插入件。该插入件的第一端部接纳在导管的管部的开孔中。

Description

塑料密封配件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月8日提交的序列号为62/360,058的美国临时申请的优先权，该申请的全部公开内容在此通过参引并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及用于连接流体管线的装置，并且具体地涉及用于连接机动车辆的暖通空调系统中的高压塑料流体管线的装置。
背景技术
用于机动车辆中的暖通空调(HVAC)系统的流体管线由于容纳在其中的流体的相对较高的压力而在传统上由金属形成。然而，为了提高总体的车辆效率，汽车工业仍需不断努力来减小各个车辆部件的重量。
为了使重量最小化，塑料流体管线已经被视为是金属流体管线的替代物。然而，塑料流体管线通常构造成具有径向密封装置以便于快速连接。已知径向密封装置比如o型环的泄漏率比轴向密封装置比如垫圈的泄漏率大。因此，为了使泄漏最小化，轴向密封装置是优选的。
尽管轴向密封装置相比于径向密封装置提供改进的密封，但是当与塑料配件结合使用时，轴向密封装置久而久之更可能经受降低的效能。为了保持充分的密封，必须在配件的相对表面之间沿轴向方向压缩轴向密封装置。然而，塑料配件容易发生材料蠕变，并且在配件的组装期间施加的初始压缩力随着时间的推移在塑料配件由于材料蠕变而“松弛”时减小。因此，尽管轴向密封装置相比于径向密封装置提供良好的初始性能，但是当与塑料配件一起使用时轴向密封配件更容易失效。
因此，在本领域中存在对一种在塑料流体管线之间提供轴向密封装置的装置的需要，其中，轴向密封装置不受塑料配件的材料蠕变的影响。
发明内容
根据本公开，出乎意料地发现了一种在塑料流体管线之间提供轴向密封装置的装置，其中，轴向密封装置不受塑料配件的材料蠕变的影响。
在一个实施方式中，用于暖通空调系统的密封组件包括第一块状件，该第一块状件具有第一开孔和从第一开孔的端部沿径向向外延伸的第一密封表面；第二块状件，该第二块状件具有第二开孔和从第二开孔的端部沿径向向外延伸的第二密封表面；导管，该导管包括具有轴向延伸的开孔的管部和从管部的端部沿径向向外延伸的凸缘。管部布置在第一块状件的第一开孔内，以及凸缘布置在第一块状件的第一密封表面与第二块状件的第二密封表面之间并且构造成当被压缩在第一密封表面与第二密封表面之间时发生变形。密封组件还包括提供所述管部的开孔与第二块状件的第二开孔之间的流体连通的插入件。该插入件的第一端部接纳在导管的管部的开孔中。
附图说明
当根据附图考虑时，通过阅读本发明的优选实施方式的以下详细描述，本发明的以上及其他目的和优势对本领域技术人员而言将变得显而易见。
图1是根据本发明的实施方式的包括具有凸缘的导管的密封组件的局部分解截面正视图；
图2是图1的密封组件在导管的凸缘被密封组件完全压缩之前的截面正视图；
图3是图1的密封组件在导管的凸缘被密封组件完全压缩时的截面正视图；
图4是图3的密封组件的放大的局部截面正视图，其示出了导管的凸缘处于完全压缩状态；
图5至图10图示了图1至图4的密封组件的接合部的各种构型；
图11是根据本发明的另一实施方式的被构造为直列式配件的密封组件的部分分解截面正视图；
图12是根据本发明的另一实施方式的包括O型环的密封组件的放大的局部截面正视图；
图13是根据本发明的另一实施方式的包括筒形插入件和具有抵接该插入件的肩部的导管的密封组件的局部分解截面正视图；以及
图14是根据本发明的另一实施方式的密封组件的局部分解截面正视图，该密封组件包括与该密封组件的一个部件一体地形成的插入件。
具体实施方式
以下详细描述和附图描述并说明了本发明的各种实施方式。描述和附图用以使本领域技术人员能够实现并运用本发明，并且并不意在以任何方式限制本发明的范围。就所公开的方法而言，所呈现的步骤实际上是示例性的，并且因此，步骤的顺序不是必要的或关键的。
图1至图4示出了根据本公开的一个实施方式的密封组件1。密封组件1在下文中被描述为用于机动车辆的HVAC系统中，但是理解的是，密封组件1可以用于将需要流体紧密密封的任何两个流体输送部件或流体管线联接在一起。密封组件1包括第一块状件10、第二块状件40、导管60、插入件70和夹持件80。如示出的，第一块状件10形成密封组件1的阳部件并且第二块状件40形成密封组件1的阴部件。第一块状件10和第二块状件40各自由具有最小蠕变率的刚性材料形成。例如，已发现金属材料比如钢、铝或黄铜表现良好。本领域技术人员将领会到具有低蠕变率或最小蠕变率的其他材料也是可以适用的。第一块状件10和第二块状件40可以由例如具有适合性能的非聚合物材料形成，但是应当理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用具有就刚度及蠕变率而言的期望性能的聚合物材料。
第一块状件10包括下述主体：所述主体具有大致平坦的第一配对面14以及从第一配对面14大致垂直地延伸的凸台16。凸台16可以包括大致筒形的外表面，但也可以根据需要使用凸台16的外表面的其他构型，比如方形或六边形外表面构型。凸台16包括与第一配对面14相交的第一端部17以及与第一配对面14在凸台16的轴向方向上间隔开的第二端部18。凸台16的第二端部18限定其周缘边沿20。周缘边沿20可以向内渐缩，以形成凸台16的用于与第二块状件40的一部分配合的定位部，如下文中说明的。
周缘边沿20限定了形成在凸台16中的大致筒形的第一凹部24。第一凹部24沿凸台16的轴向方向从凸台16的第二端部18朝向凸台16的第一端部17延伸。第一凹部24由凸台16的内周表面25和第一密封表面26限定。内周表面25形成为与凸台16的外周表面22相反。凸台16的内周表面25沿凸台16的轴向方向从凸台16的第二端部18延伸至位于凸台16的第一端部17与第二端部18之间的位置，但是在不背离本发明的范围的情况下可以使用第一凹部24的替代深度。
第一密封表面26从内周表面25沿径向向内延伸并终止于凸台16的第一开孔30处。第一开孔30是筒形形状的并且与第一凹部24同轴地形成。第一开孔30沿凸台16的轴向方向垂直于第一块状件10的第一配对面14延伸。第一开孔30延伸穿过整个第一块状件10并且构造成将导管60的一部分接纳在其中。
第一密封表面26包括形成在凸台16的内周表面25与第一开孔30之间的至少一个接合部28。如下文中更详细说明的，所述至少一个接合部28构造成阻止导管60的布置在第一凹部24内的至少一部分的径向移动且同时以密封的方式接合导管60的所述部分。第一密封表面26在图1至图4中图示为具有与第一开孔30相邻地形成的单个环形接合部28。接合部28形成轴向延伸的突出部或肋部，所述突出部或肋部构造成对导管60的布置在第一凹部24内的部分施加局部压缩应力。
接合部28在图1至图4中示出为具有大致V形的截面形状，该大致V形的截面形状包括形成在接合部28的远端部处的尖锐边缘，其中，形成该接合部的一对渐缩表面相交。接合部28的边缘的尖锐度可以选择成在不使接合部28的边缘不利地穿透导管60的布置在第一凹部24内的部分的同时还对导管60的所述部分施加期望程度的压缩应力。
例如，图5至图10图示了具有不同截面形状的用于对导管60的所述部分施加不同压缩应力的接合部28的各种不同的可能构型。图5将接合部28图示为具有大致梯形的截面形状以使分布至接合部28的远端部的局部应力最小化。图6将接合部28图示为具有相对较小的曲率半径的弯曲的远端部，而图7将接合部28图示为具有相对较大的曲率半径的弯曲的远端部。图8和图9将接合部28图示为具有斜截面形状，其中，向内渐缩的表面中的一个表面以与向内渐缩的表面中的另一表面相比而不同的角度倾斜。接合部28在图8和图9中被示出为具有圆角形的远端部，但是还应当理解的是，也可以根据需要使用类似于图1至图4中公开的尖锐边缘。图10图示了接合部28包括紧邻彼此形成锯齿形构型的多个渐缩突出部的构型。本领域技术人员应当领会到在不背离本发明的范围的情况下可以使用接合部28的替代构型，只要接合部28适于向导管60的布置在第一凹部24内的部分传递期望的局部压缩应力既可。
第一密封表面26还包括形成在其中的至少一个腔36。所述至少一个腔36在第一密封表面26中形成凹陷部，所述凹陷部沿与第一密封表面26的接合部28中的每个接合部的延伸方向相反的方向延伸。图1至图4将第一密封表面26图示为包括与接合部28相邻且从接合部28沿径向向外形成的单个的环形腔36。腔36被示出为具有大致梯形的截面形状，但是在不背离本发明的范围的情况下可以使用其他形状。例如，作为非限定性示例，腔36可以具有半圆形状、在其远端部处具有相对较小的曲率半径的渐缩三角形形状、在其远端部处具有相对较大的曲率半经的渐缩三角形形状或者带斜角的形状。如下面更详细说明的，腔36构造成将导管60的至少一部分接纳在其中。
第一密封表面26可以根据需要包括任何数目的接合部28和任何数目的腔36。在一些实施方式中，第一密封表面26根据需要包括多个以交替方式置于各个腔36之间的接合部28。在不背离本发明的范围的情况下可以使用任何适合构型的接合部28和腔36。
第一块状件10还包括第一夹持开孔38和杠杆部29。第一夹持开孔38延伸穿过第一块状件10并与凸台16的第一开孔30横向地间隔开并且第一夹持开孔38设置成与凸台16的第一开孔30平行。第一夹持开孔38可以为大致筒形形状的并且可以包括构造成与带螺纹的构件82比如螺栓配合的带螺纹的内表面39。杠杆部29可以形成在第一配对面14的与第一夹持开孔38相邻的端部处。杠杆部29可以采取沿第一夹持开孔38的轴向方向远离第一配对面14延伸的支点的形式。由于杠杆部29远离第一块状件10的第一配对面14延伸，所以杠杆部29的外观可以是大致后跟状的。
第二块状件40包括具有大致平坦的第二配对面44的主体。该主体包括从第二配对面44沿垂直于第二配对面44的方向轴向地延伸的第二凹部54。第二凹部54包括轴向延伸的内周表面55以及从内周表面55沿径向向内延伸的第二密封表面56，其中，内周表面55的内径大致等于第一块状件10的凸台16的外径。在内周表面55与第二密封表面56的相交部处形成有轴向延伸的环形槽59。环形槽59构造成将第一块状件10的周缘边沿20接纳在其中。还应当理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，第一块状件10的凸台16可以形成为没有周缘边沿20并且第二块状件40可以形成为没有环形槽59。
第二密封表面56从环形槽59沿径向向内延伸并终止于第二块状件40的第二开孔46处。第二开孔46为筒形形状的并且与环形延伸的第二凹部54同轴地形成。第二开孔46沿第二凹部54的轴向方向垂直于第二块状件40的第二配对面44延伸。第二开孔46延伸穿过第二块状件40并且构造成输送流体穿过其中。如下文中更详细地说明的，第二开孔46的内径小于第一开孔30的内径。
第二密封表面56包括形成在内周表面55与第二开孔46之间的至少一个接合部58。所述至少一个接合部58构造成阻止导管60的布置在凹部54内的至少一部分的径向移动且同时还以密封的方式接合导管60的所述部分。第二密封表面56被图示为具有与第二开孔46相邻地形成的单个的环形接合部58。接合部58形成轴向延伸的突出部或肋部，所述突出部或肋部构造成对导管60的布置在凹部54内的部分施加局部压缩应力。
接合部58被示出为具有大致V形的截面形状，该大致V形的截面形状包括形成在远端部处的尖锐边缘，其中，形成接合部的一对渐缩表面相交。接合部58可以形成为与第一块状件10的接合部28径向对准，以使接合部28、58对导管60的布置在接合部28与接合部58之间的部分施加局部压缩应力。接合部58的边缘的尖锐度可以选择成不使接合部58的边缘不利地穿透导管60的布置在凹部54内的部分的同时还对导管60的所述部分施加期望程度的压缩应力。接合部58可以替代性地具有图5至图10中图示的作为非限制性示例的构型——包括梯形截面形状、圆角形截面形状、斜截面形状和锯齿形轮廓截面形状——中的一个构型。
第二密封表面56还包括形成在其中的至少一个腔66。所述至少一个腔66在第二密封表面56中形成凹陷部，所述凹陷部沿与第二密封表面56的接合部58中的每个接合部的方向相反的方向延伸。图1至图4将第二密封表面56图示为包括与接合部58相邻且在接合部58的外侧形成的单个环形延伸的腔66。腔66被示出为具有大致梯形的截面形状，但是在不背离本发明的范围的情况下也可以使用其他截面形状，比如参照腔36所描述的截面形状。如下文中更详细说明的，腔66构造成将导管60的至少一部分接纳在其中。
第二密封表面56可以根据需要包括任何数目的接合部58和任何数目的腔66。在一些实施方式中，第二密封表面56包括以替代方式置于各个腔66之间的多个接合部58。接合部58和腔66在每种情况下可以根据需要选择成与接合部28和腔36中的对应的接合部和腔径向对准。在不背离本发明的范围的情况下可以使用接合部58和腔66的任何适合的构型。
第二块状件40还包括与第二开孔46间隔开并且平行于第二开孔46设置的第二夹持开孔48。第二夹持开孔48为大致筒形形状的并且可以包括构造成与形成在带螺纹的构件82上的螺纹配合的带螺纹的内表面49。应当理解的是，第二块状件40的第二夹持开孔48在密封组件1的组装期间定位成与第一块状件10的第一夹持开孔38对准。
第一夹持开孔38、第二夹持开孔48和带螺纹的构件82配合形成密封组件1的夹持件80。带螺纹的构件82还可以包括形成在一个端部处用于抵接第二块状件40的一部分的头部83以及构造成接纳在带螺纹的构件82的与头部83相反的端部上的螺母84。夹持件80构造成使第一块状件10朝向第二块状件40推动。例如，带螺纹的构件82的螺母84可以被相对于带螺纹的构件82旋转以使螺母84朝向头部83移动且同时使存在于第一配对面14与第二配对面44之间的空间减小。第一夹持开孔38和第二夹持开孔48被描述为包括带螺纹的表面，但是本领域技术人员应当理解的是，如果带螺纹的构件82的接合螺母84的部分以适于迫使第一块状件10朝向第二块状件40推动的方式刻有螺纹，则夹持开孔38、48中的仅一者可以包括带螺纹的表面或者都不包括带螺纹的表面。另外，本领域技术人员还应当领会到，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用适于以所描述的方式使第一块状件10朝向第二块状件40推动的任何形式的夹持件80。例如，根据需要可以以用于迫使第一块状件10朝向第二块状件40推动的任何形式的夹持件来代替利用带螺纹的构件82的夹持件80。
导管60包括筒形管部61，筒形管部61具有穿过筒形管部61形成的轴向延伸的开孔62。从管部61的端部沿径向向外延伸有大致筒形的凸缘64。凸缘64包括从管部61的外周表面69沿径向向外延伸的第一表面65以及从开孔62的端部沿径向向外延伸的第二表面67。第一表面65和第二表面67是大致平坦的并且设置成大致平行。当导管60被安装在密封组件1中时，凸缘64的第一表面65与第一块状件10的第一密封表面26成面对关系，而凸缘64的第二表面67与第二块状件40的第二密封表面56成面对关系。
导管60由基于包括重量和塑性的性能的组合选择的材料形成。具体地，如下文中描述的，导管60的凸缘64由可以在密封表面26、56的接合部28、58被压缩到凸缘64中时弹性地移位并且可以在接合部28、58被移除时向原始形状恢复的材料形成。导管60可以由塑料或聚合物材料形成。更具体地，导管60可以由热塑性聚合物——比如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酮、聚酰胺、聚苯硫醚及其各变型和各组合——形成。在替代性实施方式中，导管60可以由热固性聚合物或热塑性弹性体形成，其中，这些材料具有合适的塑性。
导管60可以预成形为包括凸缘64或者凸缘64可以在组装密封组件1的过程期间形成。例如，开始导管60可以是没有凸缘64的筒形管。接着导管60可以被插入到第一块状件10的第一开孔30中直到导管60的端部延伸超过第一密封表面26为止。导管60插入到第一开孔30中可以包括导管60宽松地接纳在第一开孔30内、导管60以摩擦方式接纳在第一开孔30内或者导管60与第一开孔30以机械的方式——比如，借助于形成在导管60的外周表面以及第一块状件10的限定第一开孔30的部分中的每一者上的配合螺纹——接合。
导管60的轴向延伸超过第一密封表面26的部分随后沿径向向外变形以形成导管60的凸缘64。在一个实施方式中，导管60由热塑性材料形成并且凸缘64的形成包括将导管60的端部加热到接近或高于导管60的相应的熔融温度或软化温度，以允许导管60的端部沿径向向外的方向变形。导管60的端部的变形可以包括将该端部模制成凸缘64的通用构型。在替代性实施方式中，凸缘64可以在导管60的远端部上预成型，其中，导管60的与凸缘64相反的端部被插入穿过第一块状件10的第一开孔30，以防止凸缘64与第一开孔30之间发生干涉。
在示出的实施方式中，第一块状件10形成为阳块，该阳块独立地形成并构造成接纳导管60，而第二块状件40形成为阴块，该阴块与HVAC系统的部件99一体地形成，其中，导管60构造成接纳与HVAC系统的部件99相关联的流体流。然而，应当理解的是，阳块和阴块可以互换使用，其中，块状件10、40中的任一者可以独立地形成，以及块状件10、40中的另一者可以与HVAC的部件一体地形成。替代性地，块状件10、40两者可以独立地形成并构造成在其中接纳导管60，其中，密封组件1用作如图11中所示的直列式配件，其在下文中更详细地描述。
插入件70是由刚性材料形成的薄壁筒形管。插入件70包括轴向延伸的开孔74，该开孔74提供插入件70的第一端部75与第二端部76之间的流体连通。插入件70在其第一端部75与第二端部76的中间处可以包括外接插入件70的外周表面71的环形凸脊72，其中，环形凸脊72的外径大于导管60的开孔62和第二块状件40的第二开孔46中的每一者的内径。
插入件70的第一端部75构造成密封地接纳在导管60的开孔62中，并且插入件70的第二端部76构造成密封地接纳在第二块状件40的第二开孔46中。在示出的实施方式中，插入件70的在其第一端部75和第二端部76中的每一者处的外周表面71的外径构造成摩擦地接纳在导管60的开孔62和第二块状件40的第二开孔46中的每一者的内径中。
密封组件1的形成如下所述地完成。如上所述地，导管60可以形成有在其一端处预成形的凸缘64或不具有预成形的凸缘64。在导管60包括预成形的凸缘64的情况下，导管60可以插入穿过第一块状件10的第一开孔30直到凸缘64抵接第一密封表面26为止。替代性地，导管60可以进给穿过第一开孔30直到导管60的一个端部被定位成径向向外变形超出第一密封表面26和第一开孔30的相交处以形成凸缘64为止。在任一情况下，导管60插入到第一块状件10的第一开孔30中，以使得其中，导管60的凸缘64抵接第一块状件10的第一密封表面26的至少一部分。
接下来，插入件70的第一端部75摩擦地插入到导管60的开孔62中直到环形凸脊72接合凸缘64的第二表面67为止。第一块状件10的凸台16，包括导管60和插入件70，随后被接纳到第二块状件40的第二凹部54中。凸台16的周缘边沿20位于第二凹部54的环形槽59中，以使第一块状件10相对于第二块状件40适当地定位。第二夹持开孔48和第一块状件10的第一夹持开孔38也彼此对准以允许带螺纹构件82穿过第一夹持开孔38和第二夹持开孔48而被接纳。凸台16插入到第二凹部54中还包括插入件70的第二端部76摩擦地接纳在第二块状件40的第二开孔46的内径内。凸台16可以例如插入到第二凹部54中直到插入件70的环形凸脊72布置成与第二块状件40的第二密封表面56紧相邻或接合为止。
图2示出了当凸缘64的第一表面65首先与第一密封表面26的接合部28接合同时凸缘64的第二表面67与第二密封表面56的接合部58接合时的密封组件1。带螺纹的构件82已经进给穿过第一夹持开孔38和第二夹持开孔48，并且螺母84已经旋转以将第一块状件10的第一配对面14放置成与第二块状件40的第二配对面44相邻，其中，第一块状件10的杠杆部29几乎与第二配对面44接合。
图2中示出的构型对应于在实现密封组件1的完全密封构型之前第一块状件10相对于第二块状件40的定位。第一凹部24的内周表面25、第一密封表面26、第二密封表面56和插入件70的外周表面71配合以形成用于接纳导管60的凸缘64的环形压盖(gland)79。
带螺纹的构件82的螺母84随后进一步旋转以继续减小形成在第一密封表面26与第二密封表面56之间的间距，从而继续减小环形压盖79的容积。彼此径向对准的接合部28和接合部58更靠近彼此以对导管60的凸缘64施加局部压缩应力。当接合部28、58进入到凸缘64中时，形成凸缘64的材料被接合部28、58移位并流入到密封表面26、56的腔36、66中。密封表面26、56随后继续朝向彼此前进直到压盖79的容积由变形的凸缘64近似百分之百填充为止。形成凸缘64的材料完全填充压盖79，以流体静力地锁定压盖79，从而在密封组件1的热循环期间防止材料的蠕变并使密封组件1的密封能力最大化。
在通过夹持件80的螺母84的旋转将第一块状件10朝向第二块状件40拉动期间，第一块状件10的杠杆部29最终与第二块状件40的第二配对面44接触。由夹持件80提供的夹持力因此施加至密封组件1的位于杠杆部29和第二块状件40的接合处与第一密封表面26、第二密封表面56和导管60的凸缘64的接合处之间的部分。因此，杠杆部29构造成抵抗由夹持件80施加的偏置，从而也使块状件10、40的密封表面26、56偏置在一起，以使导管60的凸缘64上的压缩应力最大化。
当已经达到密封组件1的夹持件80的设计扭矩时，杠杆部29还有利地在块状件10、40的相对的配对面14与配对面44之间提供空间。当密封组件1在具有密封组件1的HVAC系统的使用寿命期间被拆卸以及重新组装时，凸缘64可能经受塑性变形，其中，在拆卸密封组件1时，凸缘64不会完全恢复到其初始形状。因此，由杠杆部29形成的间距允许相对的密封表面26、56之间的间距随着密封组件1的每次连续拆卸及重新组装而逐渐减小，从而适应凸缘64的塑性变形。换句话说，在不存在杠杆部29的情况下，块状件10、40将不能绕杠杆部29相对于彼此枢转来解决凸缘64在其塑性变形之后厚度方面的微小变化。从而杠杆部29的设置通过允许凸缘64在其延期使用之后、甚至在存在塑性变形的情况下仍被适当地密封来延长导管60的使用寿命。
如上文中所述，密封组件1的包括带螺纹的构件82的夹持件80可以与适于将第一块状件10朝向第二块状件40拉动的任意形式的偏置装置替换，例如夹具(未示出)的使用。在使用夹具的情况下，夹具的压缩力以类似于使用带螺纹的构件82的方式在杠杆部29与导管60之间施加至块状件10、40。
在凸缘64被适当地压缩在密封表面26与密封表面56之间以大致填充压盖79时，密封组件1形成与HVAC系统相关联的流体可以流过的连续且密封的流动路径。流体例如可以在进入部件99的内部之前流过导管60的开孔62、插入件70的开孔74和第二块状件40的第二开孔46，其中，部件99与第二块状件40一体地形成。流体例如可以是在HVAC系统的上游部件(未示出)与HVAC系统的具有第二块状件40的部件99之间传送的制冷剂。
图11至图14示出了根据本发明的替代性实施方式的密封组件的各种替代构型。在图11中，根据本发明的另一实施方式的密封组件101除了布置在第一块状件10的第一开孔30内的导管60之外还包括第二导管160。图11中示出的构型可以用于形成HVAC系统的直列式配件。
第二导管160在形式上与导管60大致相同，同时与导管60相对地设置。第二导管160包括邻近第二块状件40的第二密封表面56延伸的径向向外延伸的凸缘164。第二导管160的使用导致与图1至图4中所示出的第二块状件40的第二开孔46相比，第二块状件40的第二开孔46具有略微扩大的内径以适应第二导管160的厚度。穿过第二导管160形成的开孔162定尺寸成具有与延伸穿过导管60的开孔62的内径相等的内径。插入件70因此能够摩擦地接纳在导管60的开孔62和第二导管160的开孔162中的每一者中。
第二导管160可以包括在第二导管160插入之前预先形成的凸缘164，或者凸缘164可以在首先使第二导管160的一段延伸穿过第二块状件40的第二开孔46之后，再使第二导管160的端部例如借助于模制工艺径向向外地变形来形成。
图11中示出的密封组件101的实施方式以与图1至图4中示出的密封组件1相同的方式实施，其中，夹持件调节成将凸缘64、164中的每一者压缩在密封表面26、56之间，以填充由块状件10、40配合形成的压盖。如应当理解的是，凸缘64、164中的每一者的厚度均可以选择成在压缩至密封组件101的设计扭矩时完全填充相关联的压盖，以获得压盖的流体静力锁定状态。
图12示出了根据本发明的另一实施方式的密封组件201，该密封组件201包括插入件270，插入件270具有环绕其外周表面271的至少一个径向形成的通道273，其中，至少一个通道273构造成在其中接纳O形环278。插入件270示出为包括形成于外接插入件270的外周表面271的环形凸脊272的每一侧的一个通道273。O形环278中的第一O形环密封地接合插入件270和第二块状件40的限定第二开孔46的部分中的每一者，而O形环278中的第二O形环密封地接合插入件270和导管60的限定其开孔62的内表面中的每一者。O形环278因此用作对于由导管60的压缩在块状件10、40之间的凸缘64提供的密封而言额外的密封。图12中示出的密封组件201在其他方面以与图1至图4中示出的密封组件1相同的方式操作。
图13示出了根据本发明的另一实施方式的密封组件301，该密封组件301包括薄壁筒形插入件370，该插入件370没有设置用于建立插入件370相对于布置在第一块状件10的第一开孔30内的导管360的位置的环形凸脊。代替地，导管360形成为下述导管：其中，导管360的流体输送开孔362包括大直径部381和小直径部382。小直径部382沿着开孔362的大部分延伸直到在肩部383处与大直径部381相交为止，肩部383形成为与导管360的端部相邻。肩部383在导管360内形成用于在插入件370摩擦地接纳在开孔362的大直径部381内时抵接插入件370的第一端部375的止动元件。插入件370的第二端部376构造成接纳在第二块状件40的第二开孔46内。插入件370包括提供其第一端部375与第二端部376之间的流体连通的开孔372。在图13中示出的密封组件301在其他方面以与图1至图4中示出的密封组件1相同的方式操作。
导管360的大直径部381可以在与用于形成其径向向外延伸的凸缘的相同的制造过程期间形成。例如，导管360的开孔362沿着其长度起初可以具有与小直径部382的内径相等的内径，并且导管360的形成为与其凸缘相邻的部分可以被加热以制备导管360的用于变形的部分。用于执行凸缘的变形的工具(未示出)可以包括具有与开孔362的大直径部381对应的外径的筒形突出部。该突出部可以随后被轴向地插入到开孔362中以使导管360变形，从而形成导管360的大直径部381。该突出部可以从所使用的工具的凸缘状部延伸以使导管360的用于形成凸缘的部分向外变形。在不背离本发明的范围的情况下也可以使用形成大直径部381和小直径部382的替代方法。
图14示出了根据本发明的另一实施方式的密封组件401，该密封组件401包括图1至图4中示出的密封组件1的第二块状件40的改型，从而导致独立形成的插入件70从在形成密封组件1的使用中移除。代替地，第二块状件440包括从第二块状件440的第二密封表面456的径向内端延伸的轴向延伸的环形突出部441。环形突出部441包括限定第二块状件440的第二开孔446的一部分的内表面443和具有与导管60的开孔62的直径大致相等的直径的外表面444。环形突出部441形成了构造成在第一块状件10借助于由夹持件施加的力而与第二块状件440相邻时摩擦地接纳在导管60的开孔62内的插入件。图14中示出的密封组件401在其他方面以与图1至图4中示出的密封组件1相同的方式操作。
本文中公开的密封组件1、101、201、301、401提供了优于现有技术的密封组件的若干益处。首先，能够使流体紧密密封的塑料导管的使用降低了包括该塑料导管的HVAC系统的成本和重量。第二，杠杆部的存在对密封表面的接合处提供了所需的偏置力，同时还延长了每个密封组件的使用寿命。第三，布置在导管中的每个导管的凸缘的径向内部的刚性插入件的存在使得凸缘中的每个凸缘能够被流体静力地锁定在对应的压盖内，以防止其中的凸缘的不期望的蠕变。
根据前面的描述，本领域中的普通技术人员可以容易地确定本发明的本质特征，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改以使其适应各种用途和条件。

Claims (21)

1.一种密封组件，包括：
第一块状件，所述第一块状件具有第一开孔和从所述第一开孔的端部沿径向向外延伸的第一密封表面；
第二块状件，所述第二块状件具有第二开孔和从所述第二开孔的端部沿径向向外延伸的第二密封表面；
导管，所述导管包括具有轴向延伸的开孔的管部和从所述管部的端部沿径向向外延伸的凸缘，所述管部布置在所述第一块状件的所述第一开孔内，以及所述凸缘布置在所述第一块状件的所述第一密封表面与所述第二块状件的所述第二密封表面之间并且构造成当被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时发生变形；以及
插入件，所述插入件提供所述管部的所述开孔与所述第二块状件的所述第二开孔之间的流体连通，
所述第一密封表面包括环形的第一接合部，所述第一接合部构造成接合所述凸缘的第一表面，并且其中，所述第二密封表面包括环形的第二接合部，所述第二接合部构造成接合所述凸缘的形成为与所述凸缘的所述第一表面相反的第二表面,
其中，所述第一接合部和所述第二接合部中的每一者均为朝向所述凸缘延伸的向内渐缩的突出部。
2.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述插入件的第一端部接纳在所述管部的所述开孔中，以及所述插入件的第二端部接纳在所述第二块状件的所述第二开孔中。
3.根据权利要求2所述的密封组件，其中，所述插入件在所述插入件的所述第一端部与所述第二端部中间的外表面处外接有环形凸脊，所述环形凸脊构造成抵接所述导管的所述凸缘以建立所述插入件相对于所述导管的位置。
4.根据权利要求2所述的密封组件，其中，所述管部的所述开孔包括用于抵接所述插入件的所述第一端部以建立所述插入件相对于所述导管的位置的肩部。
5.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述插入件是与所述第二块状件成整体地形成并且从所述第二密封表面轴向延伸的环形突出部。
6.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述向内渐缩的突出部中的每个向内渐缩的突出部均在其远端部处呈尖角形和圆角形中的一者。
7.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一接合部与所述第二接合部径向对准。
8.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一密封表面和所述第二密封表面中的至少一者包括腔，所述腔形成凹入部，所述凹入部构造成在所述凸缘响应于所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间而变形时接纳所述导管的所述凸缘的至少一部分。
9.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一块状件和所述第二块状件由非聚合物材料形成，以及所述导管由聚合物材料形成。
10.根据权利要求9所述的密封组件，其中，所述导管由热塑性材料和热固性材料中的至少一者形成。
11.根据权利要求9所述的密封组件，其中，所述导管由聚乙烯、聚丙烯、聚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚苯硫醚及其各组合中的一者形成。
12.根据权利要求1所述的密封组件，还包括夹持件，所述夹持件构造成向所述第一块状件和所述第二块状件施加力从而将所述导管的所述凸缘压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间。
13.根据权利要求12所述的密封组件，其中，所述第一块状件和所述第二块状件中的一者包括从所述一者突出的杠杆部，所述杠杆部与所述第一开孔的轴线侧向地间隔开并且构造成在所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时接合所述第一块状件和所述第二块状件中的另一者。
14.根据权利要求13所述的密封组件，其中，所述夹持件在所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时沿着形成在所述第一开孔的轴线与所述杠杆部同所述第一块状件和所述第二块状件中的所述另一者的接合处之间的轴线向所述第一块状件和所述第二块状件施加力。
15.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一块状件和所述第二块状件中的一者包括从所述第一密封表面和所述第二密封表面中的一者朝向所述第一密封表面和所述第二密封表面中的另一者延伸的轴向表面，其中，所述轴向表面、所述第一密封表面、所述第二密封表面和所述插入件配合以限定用于接纳所述导管的所述凸缘的环形压盖。
16.根据权利要求15所述的密封组件，其中，所述凸缘构造成在所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时发生变形以填充整个所述环形压盖，从而将所述凸缘流体静力地锁定在所述环形压盖内。
17.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一块状件包括围绕所述第一密封表面的环形边沿，以及所述第二块状件包括围绕所述第二密封表面的环形槽，所述环形边沿构造成在所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时接纳在所述环形槽内。
18.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述第一块状件和所述第二块状件中的一者与暖通空调系统的部件一体地形成，以及所述第一块状件和所述第二块状件中的另一者以独立于所述暖通空调系统的所述部件的方式形成。
19.根据权利要求9所述的密封组件，其中，所述导管由热固性材料和热塑性弹性体材料中的至少一者形成。
20.一种密封组件，包括：
第一块状件，所述第一块状件具有第一开孔和从所述第一开孔的端部沿径向向外延伸的第一密封表面；
第二块状件，所述第二块状件具有第二开孔和从所述第二开孔的端部沿径向向外延伸的第二密封表面；
导管，所述导管包括具有轴向延伸的开孔的管部和从所述管部的端部沿径向向外延伸的凸缘，所述管部布置在所述第一块状件的所述第一开孔内，以及所述凸缘布置在所述第一块状件的所述第一密封表面与所述第二块状件的所述第二密封表面之间并且构造成当被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时发生变形；以及
插入件，所述插入件提供所述管部的所述开孔与所述第二块状件的所述第二开孔之间的流体连通，
其中，所述第一密封表面包括环形的第一接合部，所述第一接合部构造成接合所述凸缘的第一表面，并且其中，所述第二密封表面包括环形的第二接合部，所述第二接合部构造成接合所述凸缘的形成为与所述凸缘的所述第一表面相反的第二表面，
其中，所述第一密封表面和所述第二密封表面中的至少一者包括腔，所述腔形成凹入部，所述凹入部构造成在所述凸缘响应于所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间而变形时接纳所述导管的所述凸缘的至少一部分。
21.一种密封组件，包括：
第一块状件，所述第一块状件具有第一开孔和从所述第一开孔的端部沿径向向外延伸的第一密封表面；
第二块状件，所述第二块状件具有第二开孔和从所述第二开孔的端部沿径向向外延伸的第二密封表面；
导管，所述导管包括具有轴向延伸的开孔的管部和从所述管部的端部沿径向向外延伸的凸缘，所述管部布置在所述第一块状件的所述第一开孔内，以及所述凸缘布置在所述第一块状件的所述第一密封表面与所述第二块状件的所述第二密封表面之间并且构造成当被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时发生变形；以及
插入件，所述插入件提供所述管部的所述开孔与所述第二块状件的所述第二开孔之间的流体连通，
其中，所述第一块状件包括围绕所述第一密封表面的环形边沿，以及所述第二块状件包括围绕所述第二密封表面的环形槽，所述环形边沿构造成在所述凸缘被压缩在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间时接纳在所述环形槽内。
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