CN1719156A - 具有减振结构的冷热交换机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有减振结构的冷热交换机，主要是在构成冷热交换机循环回路的管路中使用软管(4)连接压缩机(1)的进、出端口；所述软管的一端与管接头(6)连接，所述管接头(6)的另一端则与所述循环回路密封连接，软管(4)在与所述管接头相接部位的管体(41)的内侧衬垫有由刚性材料制作的衬管(42)；所述管接头(6)包括接头套(61)、由刚性材料制作并与接头套(61)紧固在一起的接头座(62)以及，设置在接头套与接头座之间并紧箍在管体(41)的外侧的柔性密封圈(63)。使用本发明的技术后，循环回路中的主要振动源被有效地孤立，其振动、噪音可被软管吸收和阻断，避免振动在循环回路中传递、扩大，减振、降噪效果显著，且密封严实，方案的可实施性非常强。

Description

具有减振结构的冷热交换机

技术领域

本发明涉及一种冷热交换机，特别涉及一种具有减振结构的冷热交换机。

背景技术

现有的冷热交换机，如空调器或冰箱的基本结构简单地说就是一种由金属管路连接起来的冷热交换循环回路，其中制冷的工作原理是通过该冷热交换循环回路实现热交换，具体过程大致为：由压缩机产生的高温高压气态冷媒(即制冷剂)经冷凝器冷却变成常温高压液态冷媒，再经膨胀阀毛细管膨胀扩张变成低温低压液态冷媒，经蒸发器吸热后变成低压气态冷媒，再循环至压缩机压缩成高温高压气态冷媒，达到循环制冷的效果。

上述普通的由金属管路将压缩机、冷凝器、蒸发器等部件连接在一起的冷热交换机的主要缺陷是：压缩机在运行过程中自身产生的振动会通过金属管路传递给冷凝器、蒸发器等其他部件，甚至在整个循环回路中逐步传递和扩大，当这种振动积累到一定程度后，其直接后果是：影响或破坏金属管路的密封性能，加快冷媒的泄漏速度，降低冷热交换机的使用寿命，此外，这种振动往往还伴随着一种噪音的产生，总之需要力求避免这种振动的产生或者尽量阻断这种振动的顺利传递，实际上，低噪音、高稳定性也一直是这种冷热交换机的生产商和消费者比较关注的问题。

为阻断这种振动的顺利传递，专利号为ZL 99256087.X，公开号为：CN 2401767Y，名称为：“具有压缩机管路减振结构的家用空调器”的中国实用新型专利提出了一种空调器的管路减振结构，主要是采用软管来代替金属管连接空调器的压缩机和冷凝器等部件，软管的接头与软管的本体采用扣压成型的活接接口。软管虽然具有阻断压缩机振动的传递、降低噪音的功能，但是应用在空调器上，软管的本体与软管的接头，也就是说，软管与压缩机、冷凝器、蒸发器的连接密封性能：包括密封的紧密度和稳定性至关重要，否则，冷媒的泄漏将直接使得冷热交换机的使用寿命降低，而扣压成型的活接接口并不能有效地阻止冷媒的泄漏，因为在位于软管与金属管路接合处，往往会因扣压成型时压痕不全面、不严密或软管的不规则变形，很容易会形成冷媒能够缓慢爬漏的缝隙，尤其是在空调机长期使用后，这种缺陷更为明显，这也是这种技术至今难以规模化推广使用的重要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是旨在提供一种密封性能更好且具有减振功能的冷热交换机。

为解决上述技术问题，本发明提出一种具有减振结构的冷热交换机，包括压缩机，冷凝器，以及蒸发器；以及多根用于连通所述压缩机、冷凝器、蒸发器的管路，从而共同构成可进行冷热交换的循环回路；所述多根管路中的至少一根使用软管连接；所述软管的一端与管接头连接，所述管接头的另一端则与所述循环回路密封连接，所述的软管在与所述的管接头相接部位的管体的内侧衬垫有由刚性材料制作的衬管；所述的管接头包括接头套、由刚性材料制作并与所述的接头套紧固在一起的接头座以及，设置在所述接头套与接头座之间并紧箍在所述管体的外侧的柔性密封圈。

采用本发明后，由于在现有的冷热交换机中使用了软管来连通诸如压缩机、冷凝器或蒸发器等冷热交换机中的主要部件，这样，由压缩机等振动源产生的振动会被软管有效地吸收和阻断，避免振动在整个循环回路中逐步传递、扩散甚至放大，减震效果非常明显，在此基础上配以上述专用管接头，在冷热交换机长期使用后，仍可以保证运行在循环回路中的冷媒不会因为软管替代原循环回路中的金属管而出现缓慢爬漏的现象，密封性能特别优良，特别适合于规模化推广使用。

下面将通过实施例并结合附图对本发明进行详细说明

附图说明

图1是应用本发明的一种冷热交换机的循环回路的结构示意图；

图2是图1所示的循环回路在位于管接头和软管的接合处的第一种局部剖面结构示意图；

图3是图1所示的循环回路在位于管接头和软管的接合处的第二种局部剖面结构示意图；

图4是图1所示的循环回路在位于管接头和软管的接合处的第三种局部剖面结构示意图；

图5是图1所示的循环回路在位于管接头和软管的接合处的第四种局部剖面结构示意图。

具体实施方式

由于冰箱与空调(包括)的制冷原理大致相当，而冷暖两用的空调或空调机组在制热时通常只是利用四通阀7等部件改变一下冷媒的循环方向即可，因此，上述产品在实施本发明的设计思想时，相互之间并无本质的区分，因此在图示以及具体说明时均可统称为冷热交换机。

下面以普通的空调机为例具体阐述本发明的技术实施方式，参照图1和图2，包括压缩机1，冷凝器2，以及蒸发器3等制冷部件；以及多根用于连通前述压缩机1、冷凝器2、蒸发器3等制冷部件的管路，并由此而共同构成可进行冷热交换的循环回路；所述多根管路中的至少一根使用软管4连接；优选的方式可如图1中所示，软管4尽量应用于上述的循环回路中的冷媒5输入或/和输出压缩机1的管路，这主要是考虑到压缩机1是包括空调机在内的所有冷热交换机的最主要的振动源，部分或完全地阻断该振动源的传递就可以明显地降低空调机地振动、抖动以及由此而产生的噪音，显然，压缩机1的两个方向同时使用软管连通效果更好，进一步的，可在上述循环回路中可以应用软管连接的管路中尽量多地应用，这要视具体的生产成本或产品组装工艺的方便程度或效率而定。软管连接较之金属管路连接的另一个优点是加工、截取方便，这一优点在家用空调机的现场安装时体现得更为明显、充分。

在使用软管替代金属管路后，为保证软管与压缩机1的进、出冷媒的进、出口部位的密封性能，运行在所述循环回路中的冷媒5可通过管接头6输出或输入所述的软管4，该管接头6进一步包括接头套61、由刚性材料制作并与所述接头套61紧固在一起的接头座62以及，设置在接头套61与接头座62之间并紧箍在管体41的外侧的柔性密封圈63；软管4在与所述的管接头6相接部位的管体41的内侧衬垫有由刚性材料制作的衬管42，优选的方式之一是衬管42使用与所述的管接头6的接头座62一致的刚性材料制作，并与所述的接头座62一体成形，因为衬管42与接头座62一体成形后，可以提高组装的方便程度或效率；同时还可以杜绝下述与该实施方式对应的另一种优选实施方式在衬管42与接头座62之间的接缝处可能存在的冷媒渗漏或爬漏现象。相对来说，这样的管接头6的制作工艺会复杂一些。另一种优选的方式是衬管42与接头座62分立，即相互独立生产，通过组装有机结合在一起，这种实施方式与前一种相比较，虽然密封性能差一些，但优点也是非常明显的：一体成形的衬管42与接头座62在生产、运输、装配甚至是储存的过程中，常常会因磕碰等原因致使部分衬管42的外表面凹凸不平，勉强使用这些已经磕碰的管接头往往因衬管42对管体41的衬垫效果不佳而明显降低循环回路在该管接头处的密封性能，因此稍稍严重的磕碰就可能导致造价相对昂贵的整个接头座报废，即：一体成形的接头座62的成品率比较低，而独立生产、外形相对规整的衬管42要避免上述磕碰等现象的出现则更为容易一些，即使出现了，也不会就此波及接头座62的可使用率。

上述制作接头座62、衬管42的刚性材料一般是指硬质的、具有较小弹性的金属，如钢材、铜管或其他合金材料，当然也可以使用非金属的其他材料如陶瓷或较为致密的塑钢等材料，最好使用那些温度变形系数较小的材料，这一点对于塑钢等非金属材料来说更为重要。对于管接头6的接头座62本身来说，材料本身的致密程度比较重要一些，致密程度高的材料气密性更容易满足要求，而对于衬管42来说，由于其功能主要是用来尽量均匀地衬垫软管4的，一般只是要求其具有一定的硬度、刚性或者说不易变形的特性。由于管接头6的一端连接有软管4，另一端需要密封连接循环回路中的其他制冷部件，比如压缩机1，使用金属材料制作的接头座62可以通过通常的焊接或螺纹连接等方式实现与压缩机1的密封连接。因此，上述制作接头座62、衬管42的材料在目前大都可以使用金属材料，但实际上，满足上述要求的非金属材料完全可以替代这些金属材料，比如用比较致密塑钢材料制作接头座62、衬管42，再使用螺纹等其他通用或公知的方式实现与压缩机1的密封连接，仍然可以满足循环回路的密封要求。需要说明的是：本发明并不排除接头座62与压缩机等循环回路中的部件之间的其他连接方式，只要使用的具体连接方式可以保证接口处的密封性能即可。

管接头6内的空腔最好为柱形空腔，该柱形空腔的内径与所述的衬管42的内径尽量一致，原因在于循环回路中的冷媒往往是具有一定压力的气体或液体，为尽量降低冷媒在循环回路中的运行阻力，改善循环回路的工况而提高机组的使用寿命。

上述衬管42的主要作用是：一方面防止在密封圈63依托接头螺母61紧箍管体41的外侧后，可能形成的管体41向内不规则变形而产生的缝隙，另一方面可以阻止：在管体41因冷却或其他原因造成的收缩量大于密封圈63时，仍能保证管体41外侧与密封圈63内侧的均匀、紧密地接触密封性。因此，所述的衬垫是指衬管42的外径与软管4的内径大致相当，可以使软管4紧密地套接在衬管42地外侧面。

所述的紧箍是指密封圈63的内侧面尽量紧贴、压合在管体41的外侧面，并且密封圈63的外侧面可全部或部分地、或者是直接或间接地接受来自接头套61或接头座62的压力，从而尽量保证密封圈63、管体41以及衬管42相互之间接合密封的紧密度和密封稳定性。具体的实施方式可以通过机械加工的精密度来实现，也可以通过下述的优选方式实现。

参照图3等附图，为进一步保证密封圈63、管体41以及衬管42三者之间接合密封性，可在接头套61上一体设置有限制密封圈63移位的止位环612，目的是防止密封圈63在长期使用后或其他原因引致的向外移位、松脱，从而造成管体41与衬管42之间不能均匀、全面密封的现象出现；所述的密封圈63与所述的止位环612相接触的端面为锥形倒角面632，所述的止位环612的内环形面为可与所述的锥形倒角面632配合的锥状面。通过上述的设计之后，一方面，密封圈63可以很好地被定位，另一方面，在接头套61与接头座62不断紧固的过程中，即旋拧地过程中，止位612的内环形面会不断地通过柔性的密封圈63向管体41的内侧面均匀地施压、加力，使得管体41与衬管42之间的结合紧密度不断提高，同时，由于密封圈63是柔性的，受压后的密封圈63与相邻部件之间会产生一定程度的挤压现象，这样，密封圈63与接头座62的接触间隙、密封圈63与管体41之间的接触间隙、密封圈63与止位环612的内环形面之间的接触间隙均得以进一步减小，这样双重或多重的接触密封可以完全满足空调机长期使用的要求，而无论在循环回路中运行的冷媒是液态还是气态的，也不论衬管42与接头座62是一体成形的还是独立生产的。

进一步地，密封圈63与接头座62相接触的端面也可以设计成为锥形倒角面633，同样地，接头座62与密封圈63相接触的端面为可与所述的锥形倒角面633配合的锥状环形槽，采用这样的设计后，管体41与衬管42之间的结合紧密度不但会提高，而且结合的均匀性也会改善。也就是说，密封圈63的两个端面可以同时为锥形端面。

下面再详细阐述接头套61与接头座62之间的具体紧固方式，首先参照图2和图3，所述接头套61为接头螺母，所述接头座62的外围可与所述接头螺母61螺纹622配合。即接头套61与所述的接头座62之间为外螺纹配合紧固。接头螺母在向里旋紧的过程中可依托上述止位环612的内环形面与密封圈63的锥形倒角端面632之间的锥面配合不断压紧柔性密封圈63并进而密封各接触面，也可以在旋紧接头螺母之后，柔性密封圈63的外侧面依托与接头螺母的相接触的内侧面之间的的机械配合或加工精度紧箍在管体41外侧。

参照图4，所述接头套61为接头螺栓，所述接头座62上设置有可与所述接头螺栓配合的螺纹623。即接头套61与所述的接头座62之间为内螺纹配合紧固。这种方式的紧固与密封原理与上述图2所示大体一致。

参照图5，所述接头套61为接头法兰盘615，所述接头座62上设置有可与所述接头法兰盘配合紧固的法兰面625，该法兰面再以螺栓9等通用的方式与所述接头法兰盘紧固在一起，即接头套61与所述的接头座62之间为法兰面配合紧固。从这个实施例中，还可以更加清晰地看出：止位环612既可以与接头套61一体成形，也可以独立成型，单独成为压合在柔性密封圈63外侧的一个垫块，甚至，还可以使用橡胶等非金属的弹性材料制作。此外，这样的法兰面625甚至可以不再直接设计在接头座62上，比如，可以在与接头座62固定连接的压缩机等部件的外壳上设置可紧固法兰盘615的螺孔，用以紧固上述接头法兰盘615、接头螺母等方式的接头套，换句话说，接头套61与接头座62可以直接，也可以间接紧固在一起。具体紧固的方式不一而足，只要其基本功能或效果是用来加强密封圈63、管体41与相邻部件之间的接触密封性就应当在本发明的保护范围之内。

使用本发明的技术后，尤其是在压缩机的输入、输出的两端均使用软管连接后，循环回路中的主要振动源就被有效地孤立出来，极大地简化了对冷热交换机整个系统的振动和噪音的具体产生机理的分析、研究条件，这就为进一步地实现减振、降噪技术的研究、改进和完善提供了非常坚实的基础。

需要特别指出的是，上述内容虽然是对管接头的密封结构做了详细说明，但是，在空调机等冷热交换机中使用这样的密封管接头的最大优点仍然是减振、降噪，这样的效果并非是仅仅设计密封管接头的普通技术人员容易预料到的。

在冷热交换机中，良好的减振、降噪性能与完善的密封性能均是不可或缺、不可偏废的，这也是本领域技术人员在研发、改进技术的过程中一直孜孜追求、至今仍未予彻底解决的目标，本发明提出的技术方案充分兼顾到了这两个方面：即减振、降噪效果显著，且密封严实。此外，无论是产品总成的安装，还是拆卸、维修都非常方便，即安装和拆卸时可还原性好，在实际的生产或安装过程中，也较少受操作人员技术操作水平的影响，因此，方案的可实施性非常强，有很好的市场应用前景。

Claims (10)

1.一种具有减振结构的冷热交换机，包括压缩机(1)，冷凝器(2)，以及蒸发器(3)；以及多根用于连通所述压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(3)的管路，从而共同构成可进行冷热交换的循环回路；所述多根管路中的至少一根使用软管(4)连接；所述软管(4)的一端与管接头(6)连接，所述管接头(6)的另一端则与所述循环回路密封连接，其特征在于：所述的软管(4)在与所述的管接头(6)相接部位的管体(41)的内侧衬垫有由刚性材料制作的衬管(42)；所述的管接头(6)包括接头套(61)、由刚性材料制作并与所述的接头套(61)紧固在一起的接头座(62)以及，设置在所述接头套(61)与接头座(62)之间并紧箍在所述管体(41)的外侧的柔性密封圈(63)。

2.如权利要求1所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的接头套(61)上一体设置有限制所述的密封圈(63)移位的止位环(612)，所述的密封圈(63)与所述的止位环(612)相接触的端面为锥形倒角面(632)，所述的止位环(612)的内环形面为可与所述的锥形倒角面(632)配合的锥状面。

3.如权利要求1所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的密封圈(63)与所述的接头座(62)相接触的端面为锥形倒角面(633)，所述的接头座(62)与所述的密封圈(63)相接触的端面为可与所述的锥形倒角面(633)配合的锥状环形槽。

4.如权利要求2所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的密封圈(63)与所述的接头座(62)相接触的端面为锥形倒角面(633)，所述的接头座(62)与所述的密封圈(63)相接触的端面为可与所述的锥形倒角面(633)配合的锥状环形槽。

5.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的软管(4)应用于所述的循环回路中的冷媒(5)输入或/和输出所述的压缩机(1)的管路。

6.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的衬管(42)使用与所述的接头座(62)一致的金属材料制作，并与所述的接头座(62)一体成形。

7.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述接头套(61)为接头螺母，所述接头套(61)与所述的接头座(62)之间为外螺纹配合紧固。

8.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述接头套(61)为接头螺栓，所述接头套(61)与所述的接头座(62)之间为内螺纹配合紧固。

9.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述接头套(61)为接头法兰盘，所述接头套(61)与所述的接头座(62)之间为法兰面配合紧固。

10.如权利要求1、2、3或4所述的具有减振结构的冷热交换机，其特征在于：所述的接头座(62)内的空腔为柱形空腔，所述的柱形空腔的内径与所述的衬管(42)的内径一致。

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