CN110657293B - 用于空调系统的块配装件及密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于空调系统的块配装件及密封结构，该块配装件及密封结构包括阳块配装件和阴块配装件。阳块配装件包括轴向延伸的突出部分。该突出部分的远端端部具有形成在该远端端部上的渐缩部分。阴块配装件包括凹入部分，该凹入部分具有形成在该凹入部分中的渐缩部分。阴块配装件的渐缩部分构造成接合阳块配装件的渐缩部分。在阳块配装件与阴块配装件之间设置有环形密封件。该密封件在阳块配装件与阴块配装件之间提供轴向密封和径向密封。

Description

用于空调系统的块配装件及密封结构

相关申请的交叉参引

本申请要求于2018年6月28日提交的美国临时申请No.62/691,052的权益。上述申请的全部公开内容在此通过参引并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于车辆空调系统的配装件，并且更具体地，涉及用于联接管部段的配装件，该配装件包括对该配装件进行轴向和径向密封的密封结构。

背景技术

在车辆的组装线制造中，理想的是，空调系统中的线路配装件可以利用电动螺母驱动器而非利用扭矩扳手来紧固。为此，经常使用花生型(peanut type)或块型配装件。

在车辆的空调系统中使用了诸如R12、R134a、R1234yf和R744(CO₂)之类的各种制冷剂。然而，存在环境问题。因此，美国和欧盟的各个政府机构进行立法，例如要求空调系统在基本上没有制冷剂泄漏或渗透的情况下运行。

使用具有多个密封件的密封结构来防止空调系统中所使用的配装件的泄漏。这些现有技术的密封结构包括例如橡胶O型环和其他弹性体密封件。然而，随着时间的推移，这些密封件会劣化。密封结构的损坏也可能因不正确地安装或操作而发生。

在美国专利No.7,621,568和美国专利No.9,261,194中描述了具有密封结构的现有技术的块配装件，所述专利的全部公开内容在此通过参引并入本文中。这些块配装件通常包括阳块部分，该阳块部分具有在其中接纳管端的第一孔口。块配装件还包括结合到配对部件中的阴块部分或阴连接件，该阴块部分具有在其中接纳管端的第一孔口。阳块部分的第一孔口和阴块部分的第一孔口大致同中心地对准。

在图1中可以看到现有技术的块配装件及密封结构的示例。图1示出了常规的块配装件及密封结构10。块配装件及密封结构10包括阳块配装件12和阴配装件14。阳块配装件12的第一孔口16和阴块配装件14的第一孔口18在其中接纳管的端部，以使管大致轴向对准。在阳块配装件12与阴块配装件14之间接纳有密封件20，以大致环绕并密封阳块配件12的孔口16和阴块配件14的孔口18。形成在阴块配装件14中的凹入部(未示出)接纳形成在阳块配装件12上的阳突出部22，以有助于第一孔口16与第一孔口18的对准。因此，制冷剂以基本无泄漏的方式输送穿过管。分别形成在阳块配装件12和阴块配装件14中的第二孔口24、26在其中接纳紧固件28，以有助于将阳块配装件12和阴块配装件14固定到一起。

然而，由于上紧用来将阳块配装件和阴块配装件联接在一起的紧固件所需的扭矩较大，现有技术的块配装件及密封结构需要使用较大的配装件凸缘(即，围绕阳块配装件和阴块配装件的第一孔口和第二孔口的材料或部分)。较大的凸缘防止阳块配装件或阴块配装件变形或弯曲。由于阳块配装件与阴块配装件之间的密封件的构型和位置，需要不期望的较大的扭矩。较大的配装件凸缘造成不期望的增加重量和较大的包装尺寸。

一直需要一种用于在空调系统中使用的使制冷剂从空调系统的泄漏最小化的包括密封结构的配装件。期望地，对配装件及密封结构的关键的设计约束进行优化，以使配装件的整体包装尺寸最小并且使制冷剂从空调系统的泄漏最小。

发明内容

根据本公开并且与本公开一致，已经发现了用于在空调系统中使用的包括有密封结构的配装件，在该配装件中，关键的设计约束已被优化以使配装件的整体包装尺寸最小并且使制冷剂从空调系统的泄漏最小。

根据本公开的另一实施方式，公开了一种用于空调系统的块配装件及密封结构。该结构包括适于被接纳在空调系统的阴块部件中的阳块配装件。阳块配装件包括轴向延伸的突出部分。绕突出部分布置有环形密封件。该密封件构造成与阳块配装件和阴块部件配合，以在阳块配装件与阴块部件之间提供轴向密封和径向密封。

根据本公开的另一实施方式，公开了一种用于空调系统的块配装件及密封结构。该结构包括适于被接纳在空调系统的阳块部件中的阴块配装件。阴块配装件包括凹入部分，该凹入部分用于接合阳块部件的突出部分。在凹入部分内布置有环形密封件。该密封件构造成与阴块配装件和阳块部件配合，以在阴块配装件与阳块部件之间提供轴向密封和径向密封。

根据又一实施方式，用于空调系统的块配装件及密封结构包括阳块配装件和阴块配装件。阳块配装件包括轴向延伸的突出部分。突出部分的远端端部具有形成在该远端端部上的渐缩部分。阴块配装件包括凹入部分，该凹入部分具有形成在凹入部分中的渐缩部分。阴块配装件的渐缩部分构造成接合阳块配装件的渐缩部分。在阳块配装件与阴块配装件之间布置有环形密封件。该密封件在阳块配装件与阴块配装件之间提供轴向密封和径向密封。

附图说明

通过对优选实施方式的在根据附图进行考虑时的以下详细描述，本发明的上述及其他优点对于本领域的技术人员而言将变得明显，在附图中：

图1是根据现有技术的第一示例的块配装件及密封结构的分解的正视立体图；

图2是根据本公开的实施方式的块配装件及密封结构的分解的正视立体图；

图3是图2的块配装件及密封结构的组装后的正视立体图，其中，阴块配装件的一部分被移除；

图4是图2至图3的块配装件及密封结构的上部部分的放大的局部横截面立视图，其示出了阳块配装件的突出部分被接纳在阴块配装件的凹入部分中并且密封件布置在阳块配装件与阴块配装件的中间；

图5是图2至图4中所示的配装件及密封结构的密封件的放大的局部正视立体图；以及

图6是根据本公开的另一实施方式的阴块配装件的右侧立体图。

具体实施方式

以下详细描述和附图对本发明的各种实施方式进行描述和说明。该描述内容和附图用来使本领域的技术人员能够制造和使用本发明，并且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，所提出的步骤的顺序实际上是示例性的，并且因此，不是必须的或关键的。

文中所使用的“一”和“一个”表示存在“至少一个”项目；在可能的情况下，可能存在多个这种项目。如本文中所使用的，“大致”意思是“在相当大的程度上”、“在很大程度上”或“近似地”，本领域的技术人员在考虑本公开时将理解该术语。为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语如“前”、“后”、“内”、“外”、“底部”、“顶部”、“水平”、“竖向”、“上”、“下”、“侧部”等来描述如图所示的一个元件或特征与另一元件(或另一些元件)或另一特征(或另一些特征)的关系。空间相对术语可以意在包括正在使用或操作的装置的除了图中所描绘的取向之外的不同的取向。

尽管文中可以使用术语第一、第二、第三等来对各种元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可能仅用于将一个元件、一个部件、一个区域、一层或一个部分与另一区域、另一层或另一部分进行区分。术语比如“第一”、“第二”和其他数字术语当在本文中使用时并不意味次序或顺序，除非上下文明确说明。因此，在不脱离示例实施方式的教导的情况下，下面所讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。

图2至图4图示了根据本发明的实施方式的块配装件及密封结构110。该结构构造成在其中接纳第一管100和第二管102的端部，以使管100、102大致轴向对准。结构110包括阳块部件或阳块配装件112以及阴块部件或阴块配装件114。如所图示的，块配装件112、114被图示为与部件或系统分开的块配装件。然而，根据替代性实施方式，块配装件112、114可以各自构造为与系统结合成一体或与系统结构结合成一体的部件，比如部件块。例如，该部件可以是制冷系统部件，比如冷凝器块或压缩机歧管。在其他示例中，该部件可以是系统的壳体或其他类似结构件。根据该替代性实施方式，阳块配装件112是构造成用于联接至构造为系统或系统结构的阴块部件的阴块部件114的块配装件。类似地，阳块部件112是系统或系统结构的阳块部件且构造成用于联接至构造为块配装件的阴块配装件114。

阳块配装件112包括主体111，主体111具有大致花生形状并且具有管状突出部分122，管状突出部分122构造成由形成在阴块配装件114中的凹入部分123接纳。阳块配装件112的主体111和突出部分122包括穿过主体111和突出部分122形成的第一孔口116。第一孔口116的至少一部分构造成接纳第一管100的端部。穿过阳块配装件112的主体111形成有第二孔口124，以在第二孔口124中接纳紧固件128。第二孔口124穿过阳块配装件112的下本体部分132形成。主体111的围绕阳块配装件112的第一孔口116和第二孔口124的部分在本文中被称为阳块配装件112的凸缘部分134。在阳块配装件112构造为系统或结构的阳块部件的情况下，主体111形成为该系统或结构的一部分。

突出部分122是环形的，并且突出部分122被分成三个连续的部段：第一部段129，其外径大致恒定；第二部段130，其外径大致恒定且小于第一部段129的直径；以及第三部段或渐缩部分131。突出部分122的远端端部包括以可变角度渐缩的渐缩部分131。然而，应理解的是，渐缩部分131在需要的情况下可以以恒定角度渐缩。渐缩部分131相对于第一孔口116的纵向轴线以锐角渐缩。第二部段130形成在渐缩部分131与第一部段129的中间。在第二部段130上且在第二部段130的第一端部与第二端部的中间形成有环形突出部136。环形突出部136从第二部段130的外表面径向向外延伸，并且环形突出部136具有大致恒定的外径。

阴块配装件114包括主体113，主体113具有大致花生形状，主体113中形成有凹入部分123，凹入部分123构造成接纳阳块配装件112的突出部分122。穿过阴块配件114形成有第一孔口118，并且第一孔口118与凹入部分123同中心并与凹入部分123同范围延伸。阴块配装件114的第一孔口118与阳块配装件112的第一孔口116对准，并且阴块配装件114的第一孔口118构造成接纳第二管102的端部。穿过阴块配装件114的主体113形成有第二孔口126，以在第二孔口126中接纳紧固件128。紧固件128将阳块配装件112联接至阴块配装件114。阴块配装件114的第二孔口126与阳块配装件112的第二孔口124对准。在某些实施方式中，紧固件128是带螺纹的并且接合形成在第二孔口124、126内的螺纹。在其他实施方式中，紧固件128可以构造为销、锚固件或螺栓。第二孔口126穿过阴块配装件114的下本体部分146形成。主体113的围绕阴块配装件114的第一孔口118和第二孔口126的部分在本文中被统称为阴块配装件114的凸缘部分135。在阴块配装件114构造为系统或结构的阴块部件的情况下，主体113形成为系统或结构的一部分。

凹入部分123的横截面形状或内部轮廓大致对应于阳块配装件112的突出部分122的横截面形状或外部轮廓。凹入部分123被分成三个连续的部分：第一部段137，其邻近于主体113的内表面155且其直径大致恒定；第二部段138，其直径大致恒定且小于第一部段137的直径；以及第三部段或渐缩部分139。阴块配装件114的渐缩部分139与阴块配件114的从阴块配装件114的外表面156延伸到渐缩部分139的孔口118相邻。凹入部分123的渐缩部分139的沿着其长度的直径小于凹入部分123的第二部段138的直径。阴块配装件114的渐缩部分139构造成接纳并接合阳块配装件112的渐缩部分131。第二部段138布置在渐缩部分139与第一部段137的中间。阴块配装件114的第二部段138构造成接纳阳块配装件112的第二部段130。阴块配装件114的渐缩部分139构造成接纳阳块配装件112的渐缩部分131。由金属形成的阴块配装件114的渐缩部分139接合由金属形成的阳块配装件112的渐缩部分131以形成密封，比如金属对金属密封。然而，应理解的是，渐缩部分131、139在需要的情况下可以由其他材料形成。

阴块配装件114的具有或不具有可变角度的渐缩部分139相对于阴块配装件114的第一孔口118的纵向轴线以锐角渐缩。在凹入部分123的渐缩部分139与凹入部分123的第二部段138的中间形成有第一肩部142。在凹入部分123的第二部段138与凹入部分123的第一部段137的中间形成有第二肩部144，以用作阳块配装件112的第一部段129的止挡部。

环形密封件120构造成被接纳在阳块配装件112的突出部分122与阴块配装件114的凹入部分123之间。在所示出的实施方式中，密封件120构造成大致围绕阳块配装件112的突出部分122的第二部段130的环形突出部136并且抵接阴块配装件114的凹入部分123的第二部段138的内表面。在所示出的实施方式中，密封件120由弹性体材料形成。然而，应理解的是，密封件120可以由具有所需特征——比如可变形性和耐化学性——的其他材料形成。第一肩部142用作用于密封件120的止挡部，以阻止密封件120的轴向移动。

如在图4至图5中示出的，密封件120具有大致U形的横截面且具有内表面148和外表面150。然而，应理解的是，可以根据需要使用其他横截面形状。密封件120的内表面148包括凹部152，凹部152在形状上大致对应于阳块配装件112的突出部分122的第二部段130的环形突出部136。在图示出的实施方式中，凹部152具有大致矩形的横截面形状。然而，可以根据需要而设想凹部152的其他形状。密封件120的外表面150包括形成在其中的大致弓形的凹形凹陷部154。凹陷部154允许密封件120偏转或弯曲，同时使密封件120的断裂或损坏最小化。密封件120的长度大致等于突出部分122的第二部段130和凹入部分123的第二部段138的长度。

如图6中示出的，在替代性实施方式中，阴块配装件114包括踵状部或偏移表面300，踵状部或偏移表面300设置在该阴块配装件上以改善在块配装件112、114的上紧期间的配装引导或者促进大致均匀的配装力。偏移表面300从下本体部分146的内表面155向外延伸。偏移表面300形成在下本体部分146的底部处。然而，应理解的是，偏移表面300在需要的情况下可以形成在下本体部分146的其他部分处。应理解的是，踵状部或偏移表面300在需要的情况下还可以设置在阳块配装件112上。

为了进行组装，密封件120定位在环形突出部136上，其中，凹部152在其中接纳环形突出部136。阳块配装件112的突出部分122配装到阴块配装件114的凹入部分123中，直到阳块配装件112的渐缩部分131抵接阴块配装件114的渐缩部分139以形成渐缩鞍状部为止。密封件120还抵接阴块配装件114的第一肩部142以产生径向密封。密封件120被压缩在阳块配装件112的环形突出部136与阴块配装件114的凹入部分123之间以产生轴向密封。此外，密封件120的内表面148大致对应于环形突出部136的形状，由此，密封件120大致围绕环形突出部136并且绕环形突出部136配装，以形成一次密封。密封件120对环形突出部136的围绕既形成了轴向密封又形成了径向密封，从而使对阳块配装件112和阴块配装件114的密封达到最大程度。另外，形成在阳块配装件112的渐缩部分131与阴块配装件114的渐缩部分139之间的渐缩鞍状部同样用作阴块配装件114与阳块配装件112之间的密封表面，以形成二次密封。应理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，在对阳块配装件112和阴块配装件114中的一者或这二者上的渐缩部分131、139可以使用可变角度或者使用恒定角度。紧固件128延伸穿过阳块配装件112的第二孔口124和阴块配装件114的第二孔口126，以将阳块配装件112联接至阴块配装件114。使用紧固螺母140来将紧固件128紧固就位。第一管100被接纳在阳块配装件112中，并且第二管200被接纳在阴块配装件114中并与第一管100对准。管100、200可以在配装件112、114彼此联接之前或之后被接纳在相应的配装件112、114中。

有利地，本公开的块配装件及密封结构110导致凸缘部分134、135小于现有技术的凸缘部分。由于上紧用来将阳块配装件与阴块配装件联接在一起的紧固件并避免阳块配装件或阴块配装件变形或弯曲所需的扭矩较大，现有技术的密封件需要使用较大的配装件凸缘部分(围绕阳块配装件和阴块配装件的第一孔口和第二孔口的材料)。由于阳块配装件与阴块配装件之间的密封件的构型和位置，需要较大的扭矩。由于本公开的密封件120与环形突出部136以及阴块配装件114的第二部段138的内表面配合以既形成轴向密封又形成径向密封，因此需要较小的扭矩来上紧将阴块配装件114与阳块配装件112联接在一起的紧固件128。因此，在阴块配装件114和阳块配装件112中需要较小的凸缘部分。因此，对于阴块配装件114和阳块配装件112可以使用减少材料或较薄材料的区域来使车辆内的包装尺寸最小以及使块配装件及密封结构110的重量最小。

因此，根据本公开的约束条件而产生的块配装件及密封结构110使块配装件及密封结构110的整体包装尺寸最小并且使制冷剂从包括该制冷剂的空调系统的泄漏最小。

尽管所示出和描述的实施方式被用于空调系统的块型配装件，但是应理解的是，密封结构10根据需要可以与其他配装件类型一起使用。

尽管为了说明本发明已经示出了某些代表性的实施方式和细节，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，在不背离本公开的范围的情况下可以作出各种改变，本公开的范围在所附权利要求中进一步进行描述。

Claims (20)

1.一种用于空调系统的块配装件及密封结构，所述块配装件及密封结构包括：

阳块配装件，所述阳块配装件适于被接纳在所述空调系统的阴块部件中，所述阳块配装件包括轴向延伸的突出部分；以及

环形密封件，所述密封件绕所述突出部分布置，所述密封件构造成与所述阳块配装件和所述阴块部件配合，以在所述阳块配装件与所述阴块部件之间提供轴向密封和径向密封，

其中，所述密封件的外表面具有形成在所述外表面上的弓形凹陷部。

2.根据权利要求1所述的配装件及密封结构，其中，所述突出部分的远端端部具有形成在所述远端端部上的渐缩部分，所述渐缩部分构造成接合所述阴块部件的渐缩部分以形成二次密封。

3.根据权利要求1所述的块配装件及密封结构，其中，在所述阳块配装件的所述突出部分上形成有环形突出部，并且其中，所述密封件接合所述环形突出部以形成所述轴向密封的一部分。

4.根据权利要求1所述的块配装件及密封结构，其中，所述突出部分被分成具有第一外径的第一部段、具有小于所述第一外径的第二外径的第二部段、以及具有小于所述第二外径的直径的第三部段，并且其中，所述密封件被接纳在所述第二部段上。

5.根据权利要求4所述的块配装件及密封结构，其中，所述第二部段包括形成在所述第二部段上的环形突出部，并且其中，所述密封件接合所述环形突出部以形成所述轴向密封的一部分。

6.一种用于空调系统的块配装件及密封结构，所述块配装件及密封结构包括：

阴块配装件，所述阴块配装件适于被接纳在所述空调系统的阳块部件中，所述阴块配装件包括用于接合所述阳块部件的突出部分的凹入部分；以及

环形密封件，所述密封件布置在所述凹入部分内，所述密封件构造成与所述阴块配装件和所述阳块部件配合，以在所述阴块配装件与所述阳块部件之间提供轴向密封和径向密封，

其中，所述密封件的外表面具有形成在所述外表面上的弓形凹陷部。

7.根据权利要求6所述的块配装件及密封结构，其中，所述密封件与所述凹入部分的内表面配合并且所述密封件构造成与形成在所述阳块部件的所述突出部分上的环形突出部配合，以形成所述轴向密封的一部分。

8.根据权利要求6所述的块配装件及密封结构，其中，所述密封件与形成在所述凹入部分的内表面上的肩部接合，以形成所述径向密封的一部分。

9.根据权利要求6所述的块配装件及密封结构，其中，所述凹入部分包括形成在所述凹入部分中的渐缩部分，所述渐缩部分构造成接合所述阳块部件的渐缩部分以在所述阴块配装件与所述阳块部件之间形成二次密封。

10.根据权利要求6所述的块配装件及密封结构，其中，所述凹入部分被分成具有第一内径的第一部段、具有小于所述第一内径的第二内径的第二部段、以及具有小于所述第二内径的第三直径的第三部段，并且其中，所述密封件接合所述凹入部分的所述第二部段的内表面。

11.一种用于空调系统的块配装件及密封结构，所述块配装件及密封结构包括：

阳块配装件，所述阳块配装件包括轴向延伸的突出部分，所述突出部分的远端端部具有形成在所述远端端部上的渐缩部分；

阴块配装件，所述阴块配装件包括凹入部分，所述凹入部分具有形成在所述凹入部分中的渐缩部分，所述阴块配装件的所述渐缩部分构造成接合所述阳块配装件的所述渐缩部分；以及

环形密封件，所述密封件布置在所述阳块配装件与所述阴块配装件之间，所述密封件在所述阳块配装件与所述阴块配装件之间提供轴向密封和径向密封，

其中，所述密封件的外表面具有形成在所述外表面上的弓形凹陷部。

12.根据权利要求11所述的块配装件及密封结构，还包括穿过所述阳块配装件和所述阴块配装件中的每一者而形成的第一孔口，其中，所述阳块配装件的所述第一孔口穿过所述突出部分而形成并且构造成接纳第一管，并且其中，所述阴块配装件的所述第一孔口穿过所述凹入部分而形成并且构造成接纳第二管。

13.根据权利要求12所述的块配装件及密封结构，还包括穿过所述阳块配装件和所述阴块配装件中的每一者而形成的第二孔口，所述第二孔口中的每一个第二孔口构造成在其中接纳紧固件。

14.根据权利要求11所述的块配装件及密封结构，其中，所述突出部分被分成具有第一外径的第一部段、具有小于所述第一外径的第二外径的第二部段、以及包括所述阳块配装件的所述渐缩部分的第三部段，并且其中，所述密封件被接纳在所述第二部段上。

15.根据权利要求14所述的块配装件及密封结构，其中，所述凹入部分被分成具有第一内径的第一部段、具有小于所述第一内径的第二内径的第二部段、以及包括所述阴块配装件的所述渐缩部分的第三部段，并且其中，所述密封件接合所述凹入部分的所述第二部段的内表面。

16.根据权利要求15所述的块配装件及密封结构，其中，在所述阳块配装件的所述突出部分的所述第二部段上形成有环形突出部，并且其中，所述密封件接合所述环形突出部。

17.根据权利要求15所述的块配装件及密封结构，其中，所述密封件的长度大致等于所述阳块配装件的所述突出部分的所述第二部段和所述阴块配装件的所述凹入部分的所述第二部段中的每一者的长度。

18.根据权利要求11所述的块配装件及密封结构，其中，所述阳块配装件和所述阴块配装件中的每一者的所述渐缩部分沿着所述渐缩部分的长度以可变角度和恒定角度中的一者渐缩。

19.根据权利要求11所述的块配装件及密封结构，其中，所述阴块配装件和所述阳块配装件中的一者包括下本体部分，所述下本体部分具有从所述下本体部分的内表面向外延伸的偏移表面。

20.根据权利要求11所述的块配装件及密封结构，其中，所述密封件是大致U形的并且所述密封件还包括内表面，其中，所述密封件的所述内表面具有形成在所述内表面上的凹部。

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