CN110793107A - 一种满足新型制冷剂的空调软管组合件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，包括空调软管和固定在空调软管两端的金属接头，所述金属接头包括衬芯、铝套和橡胶密封圈，所述衬芯一端插入空调软管内部与空调软管连接，并且该端的外壁上设有密封凹槽，该密封凹槽内装有所述橡胶密封圈，该橡胶密封圈位于衬芯的外壁与空调软管内壁之间，所述空调软管与衬芯连接的端部外壁上套装有所述铝套，该铝套经扣压后将空调软管端部锁紧在衬芯和铝套之间。本发明具有耐渗透性、耐高低温、抗弯曲性、低膨胀、抗振动和抗脉冲等优异的综合性能，可用于输送R744新型环保制冷剂，为空调系统长期稳定的运行提供了可靠保障。

Description

一种满足新型制冷剂的空调软管组合件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于新型制冷剂R744的空调软管组合件及其制作方法，属于空调胶管领域。

背景技术

制冷剂又称冷媒，它是在空调制冷系统中循环并通过其相态变化以实现制冷的物质。制冷剂随着技术的进步和环保要求的不断提高而发展：第一代的CFC(氟氯烷烃)类物质和第二代的HCFC(氢氟氯烃)类物质均因为氯元素对大气臭氧层的破坏而被取代，目前市场上普遍使用的为第三代制冷剂HFC(氢氟烃)类物质，最具代表性的为R134a。虽然R134a消耗臭氧潜能值ODP几乎为0，但其温室效应指数GWP高达1300，会导致严重的全球变暖。欧盟规定:从2011年1月1日起，新发布的车型将禁止使用GWP值大于150的制冷剂；到2017年1月1日起所有的车型都需要满足制冷剂的GWP小于150的要求，目前使用的制冷剂R134a因GWP值较高已成为《蒙特利尔议定书》基加利修正案主要受控物质之一，将被禁止使用。开发新型制冷剂势在必行，第四代制冷剂主要是指HFOs制冷剂，代表产品包括R1234ze和R1234yf。这两类制冷剂都拥有零ODP值和极低的GWP值。虽然氢氟烯烃(HFOs)兼备卓越的性能与环保性而受到了广泛的关注并被成功应用，但由于当前HFOs制冷剂本身的高成本以及专利制约，其在国内的发展尚处于起步阶段。

因此，天然新型制冷剂R744(CO2)才是未来制冷剂的最佳选择。CO₂是自然界天然存在的物质，ODP＝0,GWP＝1。来源广泛、成本低廉，不可燃且安全无毒，适用于各种润滑油，高温下也不会分解。同时蒸发潜热较大，单位容积制冷量高，绝热指数较高K＝1.30，压缩机压比约为2.5～3.0，比其它制冷系统低，容积效率相对较大，经济性好，具有很大的发展前景。

但R744制冷剂也存在以下缺点：①系统工作压力高，达到0MPa～17MPa，是现有系统压力的4倍，对设备及管路承压能力要求更高；②分子小，易泄漏，现有胶管的屏蔽层远不能达到要求；③系统工作温度高，-40℃～+165℃，现胶管达不到使用要求。

综合以上情况，现有的空调系统胶管及组合件，如传统的三层、四层和五层空调软管及其组合件系统工作压力一般在0～3.5MPa，使用温度-40℃～+125℃，已经无法满足R744新型制冷剂的使用要求，开发新结构软管及组合件是R744空调系统发展的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服以上技术不足，提供一种用于输送新型环保制冷剂R744的耐高温、耐高压、低渗透、低膨胀、低NVH、长寿命的复合空调软管及组合件。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案之一是：

一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，包括空调软管和固定在空调软管两端的金属接头，所述金属接头包括衬芯、铝套和橡胶密封圈，所述衬芯一端插入空调软管内部与空调软管连接，并且该端的外壁上设有密封凹槽，该密封凹槽内装有所述橡胶密封圈，该橡胶密封圈位于衬芯的外壁与空调软管内壁之间，所述空调软管与衬芯连接的端部外壁上套装有所述铝套，该铝套经扣压后将空调软管端部锁紧在衬芯和铝套之间。

进一步的，所述衬芯靠近空调软管端部的外壁上设有扣压槽，所述铝套端部设有向内弯折与扣压槽相配合的凸爪，该凸爪位于扣压槽内，且铝套经扣压后由扣压槽锁紧。

更进一步的，所述扣压槽的宽度为1.5-3.5mm，扣压槽的深度为0.5-1.0mm。

进一步的，所述衬芯与空调软管连接段的外壁上设有三道密封凹槽，该密封凹槽为矩形凹槽，矩形凹槽内放置的橡胶密封圈为截面呈梯形的梯形密封圈。

更进一步的，所述橡胶密封圈为三元乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶的一种或几种的复合，并且橡胶密封圈的硬度为70-90邵A之间；所述密封凹槽的宽度为2.5-4.0mm，密封凹槽的深度为0.5-1.0mm。

进一步的，所述空调软管由内到外包括：阻隔层、中胶层、增强层和外胶层。

更进一步的，所述阻隔层采用尼龙层，该尼龙层的厚度为0.2-1.0mm；并且阻隔层的材料为PA66、PA6、PA610、PA1010、PA11、PA12、PA46、PA1313、PA1414中的一种或几种的复合。

更进一步的，所述中胶层的厚度为0.5-2.5mm；所述中胶层材料为三元乙丙橡胶、丁基橡胶氯化丁基橡胶、氯醇橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合；其中，低温软管的中胶层为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或几种的复合，高温软管的中胶层为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。

更进一步的，所述增强层的厚度为0.4-1.5mm；所述增强层材料为芳纶纤维、聚乙烯醇纤维、金属丝中的一种；并且选用的芳纶纤维、聚乙烯醇纤维规格为1000D-3000D，金属丝直径为0.2-0.5mm，同时采用单层或多层编织结构。

更进一步的，所述外胶层的厚度为0.5-2.5mm；所述外胶层材料为三元乙丙橡胶、氯醇橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合；其中，低温软管的外胶层为三元乙丙橡胶，高温软管的外胶层为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。

本发明采取的技术方案之二是：一种制作上述的空调软管组合件的方法，其中：

所述空调软管的制作步骤为：

1)采用挤出机在TPX芯棒上挤出阻隔层；

2)将步骤1中制备的外包阻隔层的芯棒引入橡胶挤出机中，在阻隔层表面挤出包覆中胶层；

3)将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

4)将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层；

5)最后，将步骤4中制得的管坯按照客户要求缠布或包覆TPX后进缸硫化，脱芯后得到所述的空调软管。

所述金属接头的制作步骤为：

1)采用机械加工的方法加工出衬芯和铝套；

2)采用模压的方法硫化橡胶密封圈；

3)将衬芯与金属管焊接，金属管另一端通过金属管与压板焊接；

4)将步骤2中制得的橡胶密封圈套入步骤3中制得的衬芯上面的密封凹槽里面；

5)套上铝套，将空调软管插入步骤4中的衬芯上；

6)最后，通过扣压机将铝套扣压变形将软管1扣压在衬芯上。

本发明的有益效果如下：

本发明中空调软管选用的气体阻隔层为耐高温尼龙，既能够满足CO2低渗透的要求，同时解决R744制冷剂工作时温度高的问题，材料根据不同的使用要求作选择，以达到在满足使用要求的前提下适当降低成本；选用不同性能的橡胶层可以在胶管在-50℃～180℃的条件下的工作，保证胶管具有良好的NVH性能和抗高低温老化性能。增强层选用了模量高、温度系数小的金属丝、芳纶或者聚乙烯醇纤维，保证了在-40℃～180℃下的胶管的膨胀系数小和耐高压的强度要求。

本发明中金属接头材质选用铝合金，具有易加工及轻量化的优势。在衬芯上装配梯形橡胶圈密封，密封圈材质选用高硬度耐高温的橡胶材料，避免尼龙材料与金属衬芯直接接触，保证了软管总成具有更好地气密性和更加良好的NVH性能。与传统的“O”型圈密封相比，梯形橡胶圈密封面更大，密封效果更好，

本发明中金属接头与空调软管的连接选用铆合的方式，通过铝套、胶管的变形使衬芯上梯形橡胶圈压缩变形，从而起到密封的效果。

综合上述的设计，本发明空调软管组合件有耐渗透性、耐高低温、抗弯曲性、低膨胀、抗振动和抗脉冲等优异的综合性能。本发明空调软管组合件是新型空调系统中一种用于输送R744新型环保制冷剂的软管组合联接件，为空调系统长期稳定的运行提供了可靠保障。

附图说明

图1为本发明的空调软管组合件结构示意图。

图2为本发明的空调软管组合件空调软管结构示意图。

图3为本发明的空调软管组合件金属接头半剖示意图。

图4为本发明的空调软管组合件衬芯半剖示意图。

图5为本发明的空调软管组合件橡胶密封圈剖面示意图。

图中，1-空调软管，2-接头，101-阻隔层，102-中胶层，103-增强层，104-外胶层，201-衬芯，202-铝套，203-橡胶密封圈，204-矩形凹槽，205-扣压槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施一。

本发明提供了一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，主要是用于满足制冷剂R744的空调软管组合件。

如图1所示，该组合件主要由空调软管1和固定在软管两端的金属接头2两部分组成。

其中，所述的金属接头主要由衬芯201、铝套202和橡胶密封圈203组成，所述的衬201芯一端套入软管内部与软管1连接，另一端通过金属管与压板或其他金属件焊接，所述的衬芯201与软管1连接段的外壁上有三道矩形凹槽204，凹槽内放置橡胶密封圈203，同时衬芯201另一侧设置扣压槽205，所述的铝套202经扣压后由扣压槽锁紧，空调软管1端部被压在衬芯201和铝套202之间，通过在梯形密封圈203处环状扣压密封。

如图2所示，空调软管由内到外包括:阻隔层101、中胶层102、增强层103和外胶层104。

其中，所述阻隔层101材料为PA66、PA6、PA610、PA1010、PA11、PA12、PA46、PA1313、PA1414中的一种或几种的复合。与传统的空调管相比，本发明选用了耐高温的尼龙产品PA46、PA1313、PA1414，可以满足R744产品的耐高温要求要求。所述的尼龙层的厚度为0.2-1.0mm。

其中，所述中胶层102材料为EPDM三元乙丙橡胶、IIR丁基橡胶、CIIR氯化丁基橡胶、ECO氯醇橡胶、HNBR氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合；优选的，本实施例中，所述中胶层低温软管为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或几种的复合，高温软管为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。所述的中胶层的厚度为0.5-2.5mm。

其中，所述增强层103材料为AR(芳纶纤维)、PVA(聚乙烯醇纤维)、金属丝中的一种；优选的，本实施例中，所述增强层材料为芳纶纤维或金属丝。所述的增强层103所用AR(芳纶纤维)、PVA(聚乙烯醇纤维)规格为1000D-3000D，金属丝直径为0.2-0.5mm，采用单层或多层编织结构。所述的增强层的厚度为0.4-1.5mm。

其中，所述外胶层104材料为EPDM三元乙丙橡胶、ECO氯醇橡胶、HNBR氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合；优选的，本实施例中，所述外胶层低温软管为三元乙丙橡胶，高温软管为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。所述的外胶层的厚度为0.5-2.5mm。

其中，所述的金属接头2的优选材质为铝材。所述矩形凹槽204的优选宽度为2.5-4.0mm，所述矩形凹槽204的优选深度为0.5-1.0mm，所述扣压槽的的优选宽度为1.5-3.5mm，所述扣压槽的的优选深度为0.5-1.0mm。

其中，所述的密封圈203为EPDM三元乙丙橡胶、HNBR氢化丁腈橡胶、氟橡胶的一种或几种的复合，所述的密封圈203的硬度为70-90邵A之间，所述的密封圈203结构为矩形圈或梯形圈，优选的，所述的密封圈203结构为梯形圈。

此外，需要说明的是，本实施例中所选用的材料均为现有材料，均为目前市场上已有的产品。

实施二。

上述实施一中所提供的空调软管的制备方法为：

1)采用挤出机在TPX芯棒上挤出阻隔层；

2)将步骤1中制备的外包阻隔层的芯棒引入橡胶挤出机中，在阻隔层表面挤出包覆中胶层；

3)将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

4)将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层；

5)最后，将步骤4中制得的管坯按照客户要求缠布或包覆TPX后进缸硫化，脱芯后得到所述的空调软管。

实施三。

上述实施一中所提供的金属接头的制备方法为：

1)采用机械加工的方法加工出带有矩形凹槽204和扣压槽205的衬芯201以及带有凸爪的铝套202；

2)采用模压的方法硫化橡胶密封圈203；

3)将衬芯201与金属管焊接，金属管另一端与压板或其他金属件焊接；

4)将步骤2中制得的橡胶密封圈203套入步骤3中制得的衬芯上面的矩形凹槽204里面；

5)套上铝套202，将空调软管插入步骤4中的衬芯上；

6)最后，通过扣压机将铝套202扣压变形将软管1扣压在衬芯201上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，包括空调软管和固定在空调软管两端的金属接头，其特征在于，所述金属接头包括衬芯、铝套和橡胶密封圈，所述衬芯一端插入空调软管内部与空调软管连接，并且该端的外壁上设有密封凹槽，该密封凹槽内装有所述橡胶密封圈，该橡胶密封圈位于衬芯的外壁与空调软管内壁之间，所述空调软管与衬芯连接的端部外壁上套装有所述铝套，该铝套经扣压后将空调软管端部锁紧在衬芯和铝套之间。

2.根据权利要求1所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述衬芯靠近空调软管端部的外壁上设有扣压槽，所述铝套端部设有向内弯折与扣压槽相配合的凸爪，该凸爪位于扣压槽内，且铝套经扣压后由扣压槽锁紧；所述扣压槽的宽度为1.5-3.5mm，扣压槽的深度为0.5-1.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述衬芯与空调软管连接段的外壁上设有三道密封凹槽，该密封凹槽为矩形凹槽，矩形凹槽内放置的橡胶密封圈为截面呈梯形的梯形密封圈。

4.根据权利要求1或3所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述橡胶密封圈为三元乙丙橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶的一种或几种的复合，并且橡胶密封圈的硬度为70-90邵A之间；所述密封凹槽的宽度为2.5-4.0mm，密封凹槽的深度为0.5-1.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述空调软管由内到外包括：阻隔层、中胶层、增强层和外胶层。

6.根据权利要求5所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述阻隔层采用尼龙层，该尼龙层的厚度为0.2-1.0mm；并且阻隔层的材料为PA66、PA6、PA610、PA1010、PA11、PA12、PA46、PA1313、PA1414中的一种或几种的复合。

7.根据权利要求5所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述中胶层的厚度为0.5-2.5mm；所述中胶层材料为三元乙丙橡胶、丁基橡胶氯化丁基橡胶、氯醇橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合；其中，低温软管的中胶层为三元乙丙橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶中的一种或几种的复合，高温软管的中胶层为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。

8.根据权利要求5所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述增强层的厚度为0.4-1.5mm；所述增强层材料为芳纶纤维、聚乙烯醇纤维、金属丝中的一种；并且选用的芳纶纤维、聚乙烯醇纤维规格为1000D-3000D，金属丝直径为0.2-0.5mm，同时采用单层或多层编织结构。

9.根据权利要求5所述的一种满足新型制冷剂的空调软管组合件，其特征在于，所述外胶层的厚度为0.5-2.5mm；所述外胶层材料为三元乙丙橡胶、氯醇橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的复合；其中，低温软管的外胶层为三元乙丙橡胶，高温软管的外胶层为氢化丁腈橡胶、硅橡胶，氟橡胶的一种或几种的复合。

10.一种制作权利要求1至9中任一项所述的空调软管组合件的方法，其特征在于：

所述空调软管的制作步骤为：

1)采用挤出机在TPX芯棒上挤出阻隔层；

2)将步骤1中制备的外包阻隔层的芯棒引入橡胶挤出机中，在阻隔层表面挤出包覆中胶层；

3)将步骤2中制得的管坯引入编织机中，在中胶层表面编织一层增强层；

4)将步骤3中制得的编织后胶管引入橡胶挤出机中，在增强层表面包覆外胶层；

5)最后，将步骤4中制得的管坯按照客户要求缠布或包覆TPX后进缸硫化，脱芯后得到所述的空调软管。

所述金属接头的制作步骤为：

1)采用机械加工的方法加工出衬芯和铝套；

2)采用模压的方法硫化橡胶密封圈；

3)将衬芯与金属管焊接，金属管另一端通过金属管与压板焊接；

4)将步骤2中制得的橡胶密封圈套入步骤3中制得的衬芯上面的密封凹槽里面；

5)套上铝套，将空调软管插入步骤4中的衬芯上；

6)最后，通过扣压机将铝套扣压变形将软管1扣压在衬芯上。

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