CN111886432A

CN111886432A - 高流量维修连接阀

Info

Publication number: CN111886432A
Application number: CN201980020291.1A
Authority: CN
Inventors: R·丹尼尔森; A·瓦格纽斯; S·梅辛格
Original assignee: Fastest Inc
Current assignee: Fastest Inc
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: EP3768998A1; CN111886432B; MX2020009338A; US20190293330A1; WO2019180650A1; US10876775B2; EP3768998B1; EP3768998A4; EP3768998C0

Abstract

维修连接阀，其构造成用于空调和制冷单元。该阀包括销引导件，其与阀芯组件分离，并且在安装阀芯组件之前安装在阀体中。此外，销引导件可设置在阀体的较大直径的流动通道中。此外，阀芯组件包括密封件，该密封件在将阀芯组件安装到阀体中时直径会扩大。维修连接阀在充载和排放操作期间提供高流速。

Description

高流量维修连接阀

技术领域

本技术公开涉及用于空调和制冷单元的维修连接阀。

背景技术

美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号公开了维修连接阀的示例，该维修连接阀可用于空调和制冷单元，并在维修期间提供流动通过该维修连接阀的高流速。

发明内容

本文中描述了维修连接阀，其构造成用于空调和制冷单元。本文中描述的维修连接阀在充载和排放操作期间提供高流速，并且制造成本较低。

在一个实施例中，维修连接阀具有一个或单件式阀体。这消除了如美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号中所描述的维修连接阀的两件式主体中所需要的金属对金属密封。但是，一个或单件式阀体可以用于在美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号中描述的用于维修连接阀的两件式阀体的相同处理设备。

在另一实施例中，维修连接阀包括具有销和O形环密封件的阀芯组件，其中，阀芯组件可拆卸地固定到维修连接阀内部的销引导件上。相反，在常规的维修连接阀中，销、销引导件和O形环作为一个单元组装并移入和移出维修连接阀。在本文中所描述的维修连接阀的使用期间，当阀芯组件在打开位置与关闭位置之间运动时，销引导件随阀芯组件一起运动。

在另一实施例中，阀芯组件的O形环密封件设计为在安装到维修连接阀中期间膨胀，以产生O形环密封件的密封特性。例如，O形环密封件可以最初设置在销的第一小直径通道中。在安装阀芯组件时，将O形环密封件推入销的第二较大直径的通道中，从而扩大O形环密封件的直径，用于在维修连接阀内进行密封。

在又一实施例中，销引导件设置在阀体的较大直径的流动通道内。销引导件的此位置允许更高的流速通过维修连接阀。

在另一实施例中，本文中公开的维修连接阀包括大致圆筒形的阀体，该阀体具有第一端、第二端、外表面以及流动通道，该流动通道从第一端到第二端居中地且纵向地延伸通过阀体。流动通道具有第一部分和第二部分，其中，第一部分从第一端向第二端延伸。第一部分具有第一直径，而第二部分具有大于第一直径的第二直径。销引导件设置在流动通道的第二部分内，并且销引导件可相对于阀体在纵向上不可旋转地运动。螺纹形成在阀体的外表面上，螺纹围绕第一部分，并且螺纹定位成更靠近第一端而不是第二端。另外，在螺纹与第二端之间的阀体的外表面上形成有六角头。

在另一实施例中，本文中公开的维修连接阀包括大致圆筒形的阀体，该阀体具有第一端、第二端、外表面以及流动通道，该流动通道从第一端到第二端居中地且纵向地延伸通过阀体。销引导件设置在流动通道内，并且阀芯组件可拆卸地连接到销引导件。阀芯组件包括具有第一端和第二端的销以及在销的第一端与销的第二端之间围绕销的O形环密封件，其中，销具有使销可拆卸地连接到销引导件的螺纹。阀芯组件可相对于阀体在关闭位置与打开位置之间运动，其中，在关闭位置，O形环密封件与阀体的内表面密封并防止流量通过流动通道，在打开位置允许流量通过流动通道。

在又一实施例中，本文中描述了阀芯组件，该阀芯组件构造成用于维修连接阀。阀芯组件包括具有第一端和第二端的销以及在销的第一端与销的第二端之间围绕销的O形环密封件。销的外表面带有：外螺纹；位于销的第一端与销的第二端之间的工具接合平坦部；连续的周向肩部，其位于平坦部与O形环密封件之间，其中，该连续的周向肩部的直径小于第一部分的第一直径；第一周向通道，其位于销的第二端与O形环之间，其中，第一周向通道具有第一直径；第二周向通道，其位于第一周向通道与连续的周向肩部之间，其中，O形环密封件设置在第二周向通道中，并且第二周向通道的第二直径大于第一直径第一周向通道的第一直径；以及唇部，其位于第一周向通道与第二周向通道之间，其中，该唇部的直径大于第二周向通道的第二直径。

附图说明

图1是本文中所描述的维修连接阀的一个实施例的立体图。

图2是图1的维修连接阀的分解图，示出了其各个部分。

图3是图1的维修连接阀的部分组装的分解图。

图4是在安装阀芯组件之前，图1的维修连接阀的阀体组件的剖视图。

图5是阀芯组件的详细侧视图。

图6是阀芯组件安装期间的阀体组件的局部侧视图。

图7是阀芯组件完全安装好时的阀体组件的局部侧视图。

图8是维修连接阀的剖视图，其中，阀芯组件处于关闭位置。

图9是维修连接阀的剖视图，其中，阀芯组件处于打开位置。

图10是维修连接阀的阀体组件的另一实施例的剖视图，其中，阀芯组件被移除。

图11是维修连接阀的阀体组件的又一实施例的剖视图，其中，阀芯组件被移除。

图12是图11的维修连接阀的剖视图，其中，阀芯组件已安装。

图13A和13B是剖视图，示出了结合到维修阀块的维修阀中的图1的维修连接阀，在图13A中维修连接阀被移除，在图13B中维修连接阀已安装。

具体实施方式

参考图1，示出了本文中所描述的维修连接阀10的实施例。本文中描述的维修连接阀10涵盖本文中描述的类型的各种阀，其允许对系统进行充载、排放和/或测试。维修连接阀10特别用于制冷和空调系统，以允许对制冷和空调系统进行充载、排放和/或测试。但是，维修连接阀10也可用于其他系统。维修连接阀10的一端12钎焊或以其他方式附连到其所用于的系统，例如是制冷系统的铜管的端部或维修阀块。维修连接阀10还具有与端部12相对的端部14，该端部14构造成当通过维修连接阀10进行处理时接合维修工具(未示出)。在美国专利6901947中描述了可用于与维修连接阀10的端部14接合的维修工具的示例，该文献的全部内容通过参考纳入本文。

参考图1－4，维修连接阀10为大致圆筒形构造，其包括大致圆筒形的阀体组件20和阀芯组件22(图4最佳可见)。阀芯组件22可移除地附连到阀体组件20。当维修连接阀10安装在其所用于的系统中时，通常使用钎焊。在钎焊期间，可以将阀芯组件22从阀体组件20移除，因为钎焊的热量可能会熔化或以其他方式损坏作为阀芯组件22一部分的O形环密封件。一旦钎焊完成并且热量充分降低，于是就可以将阀芯组件22安装在阀体组件20中。在一个实施例中，可以在安装之前将阀芯组件22和阀体组件20彼此分开地设置。但是，如果可以研发出可以承受钎焊热量的O形环密封材料，或者如果可以在足够低的热量下进行维修连接阀10与系统的连接以避免损坏O形环，那么在安装期间，阀芯组件22可能无需从阀体组件20移除。

参考图2－4，阀体组件20包括阀体24、安装在阀体24中的插入件26、销引导件28、弹簧30和弹簧垫圈32。阀芯组件22包括销34和O形环密封件36。

主要参考图4以及图2－3，可由诸如黄铜之类的金属材料制成的阀体24的构造通常为圆筒形和管状，并且具有第一端40、第二端42、外表面44和流动通道46，流动通道46从第一端40到第二端42居中地且纵向地沿纵向轴线LA延伸通过阀体24。流动通道46具有第一部分48和第二部分50。在所示示例中，第一部分48从第一端40朝向第二端42延伸，其中，第一部分48在过渡区域52处最终过渡到第二部分50。第一部分48具有第一直径D₁，第二部分50具有第二直径D₂，其中，第二直径D₂大于第一直径D₁。在所示示例中，第一直径D₁从第一端40到过渡区域52基本上是恒定的。类似地，第二直径D₂从过渡区域52到第二端42附近是基本恒定的。过渡区域52形成阀座，阀芯组件22的O形环密封件36密封在阀座上，以防止流量通过流动通道46。

如在图2－4中最佳可见，螺纹54形成在外表面44上。螺纹54构造成与可附连以闭合维修连接阀10的敞开第一端40的盖(未示出)接合，而在一些实施例中，螺纹54可以在通过阀10进行加工时接合维修工具。在美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号中公开了使用盖来闭合维修连接阀，这些文献都通过参考全部纳入本文。螺纹54围绕流动通道46的第一部分48，并且螺纹54定位成比起第二端42更靠近第一端40。

另外，在螺纹54与第二端42之间的外表面44上形成有六角头56。当通过阀10进行加工时，六角头56可与维修工具接合。六角头56比美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号中公开的六角头更长。在所示示例中，六角头56从至少邻近插入件26的第一端60起朝向插入件26的第二端62延伸，在销引导件28的整个长度上延伸，在弹簧30的包括其前端的一部分上延伸，并且在流动通道46的第二部分50的至少一部分上延伸。六角头56用作散热器，以有助于限制沿阀体24传播的热量。当阀10钎焊到位时，比六角头56薄的阀体的第二端42将迅速吸收热量以进行快速钎焊，而较厚的六角头56将吸收更多的能量/阻止热量向第一端40传播。

阀体24还包括形成在六角头56中的周向凹槽58。凹槽58便于在使用或不使用螺纹54的情况下用维修工具(或手动地通过使用者的手指/手)抓持阀体24。

参考图2和4，可以由诸如黄铜之类的金属材料制成的插入件26在构造上是大致圆筒形和管状的。插入件26具有第一端60、第二端62和外表面64。插入件26被插入阀体24的第二端42中，使得第一端60在过渡区域52附近抵靠在阀的内肩部66上。此外，插入件26的尺寸使得外表面64与阀体24的内表面68紧密接触。在所示示例中，第二端62也突出超过阀体24的第二端42。一旦插入件26被插入，则通过型锻第二端42或通过钎焊将插入件26和第二端42在区域70处固定在一起。此外，一旦插入件26被插入，则插入件26形成流动通道46的第二部分50。

如图2最佳可见，插入件26包括从第一端60朝向第二端62延伸的多个狭槽72。在所示示例中，示出了三个狭槽72。然而，可以设置更多或更少数量的狭槽72，只要可以执行插入件26的功能即可。如下文进一步详细论述的，狭槽72接纳销引导件28上的支托臂，以允许销引导件28相对于阀体24沿着纵向轴线LA运动，同时防止销引导件28旋转，从而使销引导件28能以不旋转的方式相对于阀体24在纵向上运动。

参考图2－4，销引导件28构造成可拆卸地连接到阀芯组件22并保持销34沿纵向轴线LA居中。销引导件28包括圆筒形的引导件主体80，该引导件主体80具有完全或部分延伸通过其中的中心开口82，以及从圆筒形的引导件主体80的外表面86突出的多个周向间隔的支托臂84。中心开口82构造成可拆卸地连接到阀芯组件22的销34的端部。在所示实施例中，中心开口82可以带有螺纹以与销34的端部上的螺纹接合。但也可使用中心开口82与销34之间的其他形式的可拆卸联接。在所示实施例中，支托臂84从外表面86径向突出。但是，臂84也可能以任何角度突出，只要臂84可以执行本文中所述的臂84的功能即可。

销引导件28设置在流动通道46的第二部分50内的插入件26内。在先前的维修连接阀中，销引导件设置在流动通道的从阀的前端起延伸的部分中，其通常具有较小直径，因此可以容纳较少的流体流量。然而，通过将销引导件28定位在流动通道46的第二部分50中，在任何时刻较大的流量可以流过销引导件28，从而增加了阀10的流速。在所示实施例中，整个销引导件28设置在第二部分50内，并且没有一部分延伸到第一部分48中。

如上所述，如图3最佳可见，臂84被接纳在插入件26的狭槽72中。这允许销引导件28沿纵向轴线LA(图4)相对于阀体24运动，直到臂84抵靠于狭槽72的端部为止，这同时防止了销引导件28旋转。此外，臂84之间的间隔允许流体流过销引导件28。

参考图2和4，弹簧30和弹簧垫圈32设置在插入件26内，以与销引导件28接合并将销引导件28朝向图4中的右侧偏置以与肩部66接合。首先将弹簧垫圈32安装在插入件26中，然后安装弹簧30，其一端抵靠弹簧垫圈32，而弹簧30的另一端抵靠销引导件28。然而，也可使用作用在销引导件28上的其他形式的弹性偏置件。

如图2最佳可见，弹簧垫圈32包括主体90，主体90具有纵向轴线LA上的中心开口92以及从主体90突出的多个沿周向隔开的凸片94。凸片94有助于使弹簧垫圈32在插入件26中对中。另外，凸片94与中心开口92之间的间隔允许流体流过弹簧垫圈32。参见图4，弹簧30的一端通过围绕中心开口92的轴向延伸的凸缘96被保持居中且保持在位，而弹簧的另一端通过销引导件28上的轴向延伸的凸缘98被保持居中且保持在位。

参考图4，阀体组件20具有这样的构造，即，在安装阀芯组件22之前，销引导件28已经位于阀10的内部。同样，该构造与先前的维修连接阀不同，其中，阀引导件是阀芯组件的一部分，并与阀芯组件一起安装到阀中。此外，与先前的维修连接阀不同，阀10中的销引导件28不可旋转地安装在阀10内，并且销引导件28安装成使得销引导件28在阀操作期间与销34一起轴向或纵向运动。

阀芯组件22构造成在阀体组件20已经例如通过钎焊或类似方式固定到期望的制冷或空调系统之后安装到阀体组件20中。另外，阀芯组件22构造成使得O形环密封件36在安装阀芯组件22期间直径扩大，以产生O形环密封件36的预期密封特性。

参考图4和5，销34具有第一端100和第二端102，O形环密封件36在第一端100与第二端102之间围绕销34。销34具有用于将销34可拆卸地连接到销引导件28的装置。在所示示例中，用于可拆卸地连接的装置包括在第二端102处的螺纹104，其构造成允许销34的第二端102拧入销引导件28的中心开口82中，以将销34可拆卸地连接到销引导件28。然而，也可使用除螺纹之外的可拆卸连接形式，比如棘爪肩部和凹槽、闩锁等，只要可将销34可拆卸地连接到销引导件28即可。

销34还具有外表面，该外表面带有位于第一端100与第二端102之间的一个或多个工具接合平坦部106。(一个或多个)平坦部106允许工具接合销34并旋转销34，以将销34拧入而与销引导件28接合或以其他方式将销34固定到销引导件28。此外，在销34的外表面上在(一个或多个)平坦部106与O形环密封件之间形成连续的周向肩部108。肩部108的直径D_s小于流动通道46的第一部分48的第一直径D₁。这允许阀芯组件22通过阀体24的第一端40安装，如图6中所示。

继续参考图4和5以及图6，在销34的外表面上限定第一周向通道110。在销34的外表面上还限定第二周向通道112，并且在第一通道110与第二通道112之间在销34的外表面上限定唇部114。通道110、112位于销34的第二端102与肩部108之间。此外，通道112位于通道110与连续的周向肩部108之间。此外，一旦阀芯组件22完全安装，通道110就位于销34的第二端102与密封件36之间。然而，如图4－6中所示，在安装阀芯组件之前并且至少在安装的一部分期间，将O形环密封件36设置在通道110中。

参考图6，第一周向通道110具有第一直径D₁₁₀，第二周向通道112具有大于第一直径D₁₁₀的第二直径D₁₁₂。此外，唇部114的直径D_唇部大于第二周向通道的第二直径D₁₁₂。

如图4－6中所示，密封件36最初设置在通道110中，此处的直径D₁₁₀使得密封件36不干涉限定第一部分48的阀体24的内壁，即，当密封件36在通道110中时，密封件36的外直径略小于第一部分48的直径D₁。这允许密封件36在安装期间通过端部40不碰到内壁。使用合适的插入工具，比如美国专利6901947中公开的一种工具，将阀芯组件22穿过阀体24的第一端40插入。然后，将销34的端部102拧入销引导件28的中心开口82中。如图6中所示，当销34拧入销引导件28时，密封件36将与销引导件28的端部接合。这种接合将密封件36越过唇部114推出通道110，最终进入通道112，如图7中所示。肩部108和销引导件28的端部有效地包封密封件36并形成用于密封件36的通道。此外，唇部114楔入销引导件28的中心开口82中，这有助于防止在阀10的使用期间随着时间的推移螺纹松脱。此外，第二通道112的较大直径扩大了O形环密封件36的直径，使得密封件36现在在过渡区域52处与阀体24的内表面密封。

图8和9示出了阀的操作。图8示出了处于关闭位置的阀芯组件22，其中，销引导件28被弹簧30推向右侧，并且密封件36在过渡区域52处与阀体24的内表面密封。图8中的阀芯组件22的位置也可以称为原始位置或默认位置。图9示出了处于打开位置的阀芯组件22，其允许在处理期间通过阀10的流量。力F通过本领域已知的合适的维修工具(未示出)轴向地施加到销34上。因此，销34与销引导件28和密封件36一起抵抗弹簧30的偏置而在图9中向左位移。该位移可以发生直到臂84的端部抵靠狭槽72的端部为止。然后，可以发生通过阀10的流体流动(由箭头指示)，或者进入阀10所附连到的系统中或者从阀10所附连到的系统中离开。当力F移除时，弹簧30于是将销引导件28和阀芯组件22偏置到图9中的右侧，以使阀芯组件返回到关闭位置。

图10示出了维修连接阀120的另一实施例。在该实施例中，将使用相同的附图标记来参考在结构或操作上与图1－9中的元件相似的元件。在阀120中，省去了图1－9中使用的弹簧垫圈32。替代地，插入件26设有向内弯曲以支承弹簧30的端部的多个凸片122。凸片122形成在插入件26的各端部之间的位置上。另外，弹簧30可以制成圆锥形，其抵接凸片122的端部124的直径大于其抵接销引导件28的端部126。

图11和12示出了维修连接阀140的另一实施例。在该实施例中，将使用相同的附图标记来参考在结构或操作上与图1－9中的元件相似的元件。在阀140中，弹簧30是阀芯组件22的一部分。销34的一部分34a突出超过螺纹104，并且弹簧30围绕部分34a设置。当阀芯组件22安装到阀体组件20中时，部分34a的端部被接纳在弹簧垫圈32的中心开口92中，如图12中所示，由此阀芯组件的运动由销引导件28和弹簧垫圈32的中心开口92引导。

图13A和13B示出了结合到维修阀块152的活塞阀150中的图1－9的维修连接阀10。维修阀块152用于分体式系统制冷单元，其包括与蒸发单元安装在分开位置中的冷凝器单元。维修阀块152包括冷凝器侧端口154和蒸发侧端口156。活塞阀150设置在维修端口158中，并且可被致动以相对于维修端口158进出，从而控制冷凝器侧端口154与蒸发侧端口156之间的流量。阀10可以拧到活塞阀150的端部中或以其他方式固定到活塞阀150。为了保养制冷系统，可以通过维修连接阀10对进入和离开系统的流体进行处理。有关维修阀块、活塞阀以及与活塞阀协同工作的阀的更多信息在美国专利8695642中公开，该文献的全部内容通过参考纳入本文。

本申请中所公开的示例要被认为在所有方面均为示意性而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非由前述说明书指示；且本文中意于包含权利要求的含义和等同范围。

Claims

1.一种维修连接阀，包括：

大致圆筒形的阀体，所述阀体具有第一端、第二端、外表面以及流动通道，所述流动通道从所述第一端到所述第二端居中地且纵向地延伸通过所述阀体；

所述流动通道具有第一部分和第二部分，所述第一部分从所述第一端向所述第二端延伸，所述第一部分具有第一直径；

第二部分具有第二直径，所述第二直径大于所述第一直径；

销引导件，所述销引导件设置在所述流动通道的所述第二部分内，所述销引导件安装成能相对于所述阀体在纵向上不可旋转地运动；

螺纹，所述螺纹形成在所述外表面上，所述螺纹围绕所述第一部分，并且所述螺纹定位成更靠近所述第一端而不是所述第二端；以及

六角头，所述六角头形成在所述螺纹与所述第二端之间的所述外表面上。

2.根据权利要求1所述的维修连接阀，其特征在于，所述销引导件包括圆筒形的引导件主体、中心螺纹开口以及从所述圆筒形的引导件主体的外表面突出的沿周向隔开的支托臂。

3.根据权利要求1所述的维修连接阀，其特征在于，还包括能拆卸地连接到所述销引导件的阀芯组件，所述阀芯组件包括具有第一端和第二端的销以及在所述销的第一端与所述销的第二端之间围绕所述销的O形环密封件；所述销具有螺纹，所述螺纹能拆卸地将所述销连接到所述销引导件。

4.根据权利要求3所述的维修连接阀，其特征在于，所述销具有外表面，所述外表面带有位于所述销的第一端与所述销的第二端之间的工具接合平坦部；位于所述平坦部与所述O形环密封件之间的所述销的外表面上的连续周向肩部，所述连续周向肩部的直径小于所述第一部分的第一直径；限定于所述销的外表面上的第一周向通道，所述第一周向通道位于所述销的第二端与所述连续周向肩部之间，所述第一周向通道具有第一直径；以及限定于所述销的外表面上的第二周向通道，所述第二周向通道位于所述第一周向通道与所述连续周向肩部之间，所述O形环密封件设置在所述第二周向通道中，并且所述第二周向通道的第二直径大于所述第一周向通道的第一直径；限定于所述销的外表面上的唇部，所述唇部位于所述第一周向通道与所述第二周向通道之间，所述唇部的直径大于所述第二周向通道的第二直径。

5.根据权利要求3所述的维修连接阀，其特征在于，所述六角头定位在所述阀体上并且具有一定长度，由此，所述六角头在所述销引导件的整个长度上延伸，并且所述六角头与所述流动通道的第二部分的至少一部分重叠。

6.根据权利要求3所述的维修连接阀，其特征在于，所述阀芯组件能相对于所述阀体在关闭位置与打开位置之间运动，其中，在所述关闭位置，所述O形环密封件与所述阀体的内表面密封并防止流量通过所述流动通道，在所述打开位置，允许流量通过所述流动通道。

7.根据权利要求6所述的维修连接阀，其特征在于，当所述阀芯组件在所述关闭位置与所述打开位置之间运动时，所述销引导件固定到所述阀芯组件并随其一起运动。

8.一种构造成用于维修连接阀的阀芯组件，所述阀芯组件包括：

具有第一端和第二端的销以及在所述销的第一端与所述销的第二端之间围绕所述销的O形环密封件；

所述销具有外表面，所述外表面带有外螺纹：

所述外表面具有位于所述销的第一端与所述销的第二端之间的工具接合平坦部；

位于所述平坦部与所述O形环密封件之间的所述销的外表面上的连续周向肩部，所述连续周向肩部的直径小于第一部分的第一直径；

限定于所述销的外表面上的第一周向通道，所述第一周向通道位于所述销的第二端与所述连续周向肩部之间，所述第一周向通道具有第一直径；

限定于所述销的外表面上的第二周向通道，所述第二周向通道位于所述第一周向通道与所述连续周向肩部之间，所述O形环密封件设置在所述第二周向通道中，并且所述第二周向通道的第二直径大于所述第一周向通道的第一直径；以及

限定于所述销的外表面上的唇部，所述唇部位于所述第一周向通道与所述第二周向通道之间，所述唇部的直径大于所述第二周向通道的第二直径。