CN219954548U - 管路接头及热泵系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了管路接头及热泵系统，该管路接头包括母头模块、公头模块以及密封环；其中的母头模块包括第一管路、第一压块和母接头，第一压块具有与第一管路连通的通孔，第一压块固定外套于第一管路的对接端，母接头可滑动地套设于第一管路外周；其中的公头模块包括第二管路、第二压块和公接头，第二压块具有与第二管路连通的通孔，第二压块固定外套于第二管路的对接端，公接头可滑动地套设于第二管路外周，公接头与母接头锁紧配合；在母接头与公接头处于锁紧的状态下，母接头压抵第一压块，公接头压抵第二压块，密封环被压紧在第一压块和第二压块之间。该管路接头的结构设计能够提高管路连接的可靠性，可适应高温高压的应用场景。

Description

管路接头及热泵系统

技术领域

本申请涉及管路连接结构技术领域，尤其涉及一种管路接头及热泵系统。

背景技术

随着全球环保要求加严，制冷剂将选用GWP(Global Warming Potential，全球变暖潜能值)小于150的产品，其中R744的GWP为1，安全环保，具备超强低温制热能力，且成本低廉，已成为传统制冷剂的替代品被广泛应用于热泵系统中。

与传统制冷剂相比，R744热泵系统跨临界运行，系统的工作压力较高，工作温度也较高，这就需要热泵系统中的管路及接头等满足高温高压需求。现有的管路接头设计中多将公接头、母接头与待连接的管路焊接，装配过程中对公/母接头与管路连接焊缝有影响，同时密封界面的受力均匀性也不好，影响整个管路连接的可靠性。

发明内容

本申请提供了一种管路接头及热泵系统，该管路接头的结构设计能够提高管路连接的可靠性。

本申请实施例第一方面提供了一种管路接头，该管路接头包括母头模块、公头模块以及密封环；其中的母头模块包括第一管路、第一压块和母接头，第一压块具有与第一管路连通的通孔，第一压块固定外套于第一管路的对接端，母接头可滑动地套设于第一管路外周；其中的公头模块包括第二管路、第二压块和公接头，第二压块具有与第二管路连通的通孔，第二压块固定外套于第二管路的对接端，公接头可滑动地套设于第二管路外周，公接头与母接头锁紧配合；在母接头与公接头处于锁紧的状态下，母接头压抵第一压块，公接头压抵第二压块，密封环被压紧在第一压块和第二压块之间。

上述管路接头将公接头和母接头设为独立于第一管路和第二管路的部件，与第一管路、第二管路没有焊接连接关系，降低了装配过程中对管路及其可能存在的焊缝的影响，同时，利用母接头和公接头的锁紧力，母接头和公接头分别压抵第一压块和第二压块，将密封环压紧在第一压块和第二压块之间，密封环的受力均匀性相对较好，该管路接头的结构设计能够提高整个管路连接的可靠性。

在一种可能的实现方式中，第一管路、第二管路、第一压块、第二压块、母接头、公接头以及密封环共轴线布置。这样有利于提高密封环受力的均匀性，确保管路连接的密封可靠性。

在另一种可能的实现方式中，密封环包括金属内圈和弹性外圈，金属内圈和弹性外圈一体成型。这样，通过金属内圈保证高压密封效果，通过弹性外圈放置外界对密封界面产生腐蚀等不良影响。

在另一种可能的实现方式中，弹性外圈的外周壁具有沿径向向外凸出的凸缘部，凸缘部的轴向厚度小于弹性外圈的轴向厚度。如此，在压块挤压密封环时，弹性外圈具有弹性变形空间，有利于确保密封性。

在另一种可能的实现方式中，金属内圈的硬度低于第一压块的硬度，第一压块与密封环接触的面部具有朝向密封环凸起的凸筋；和/或，金属内圈的硬度低于第二压块的硬度，第二压块与密封环接触的面部具有朝向密封环凸起的凸筋。这样，有利于第一压块和/或第二压块挤压密封环，能够提升密封界面的接触应力，同时降低公接头和母接头的锁紧力。另外，密封环的表面可产生相对较大的塑性变形来吸收加工偏差，具有较好的容错能力，密封可靠性较高。

在另一种可能的实现方式中，凸筋设为环形凸筋。这样可确保密封环受力的均匀性。

示例性的，金属内圈为软钢内圈或者铝内圈或者铜内圈。具体可选用3系铝合金，或者纯铜材质，或者纯铜表面镀银或锡的材质制成金属内圈。

在另一种可能的实现方式中，密封环为弹性圈，弹性圈的硬度不低于邵氏硬度80。该密封环的结构设置不受压块和管路连接的影响，容易实现密封；同时，弹性圈可以吸收较大的制造误差，降低对相关部件加工精度的要求，提升可制造性。

在另一种可能的实现方式中，第一压块和/或第二压块具有容纳弹性圈的安装槽。这样可限制弹性圈的位置，避免弹性圈移位，确保密封效果。

示例性的，弹性圈为氟橡胶圈或氟硅橡胶圈，成本较低。

在另一种可能的实现方式中，第一压块与第一管路焊接固定，第一压块与第一管路配合的配合段的两端设有倒角结构；和/或，第二压块与第二管路焊接固定，第二压块的与第二管路配合的配合段的两端设有倒角结构。这样，第一压块与第一管路可形成两圈焊缝，第二压块与第二管路也可形成两圈焊缝，焊缝检测容易，且焊接的密封可靠性较高。

在另一种可能的实现方式中，第一压块和第二压块均为圆柱形结构；母接头具有第一凹槽，第一凹槽的槽底壁用于压抵第一压块远离第二压块的端面；公接头具有第二凹槽，第二凹槽的槽底壁用于压抵第二压块远离第一压块的端面；第二凹槽用于容纳第二压块以及至少部分第一压块。该结构设置方便母接头挤压第一压块以及公接头挤压第二压块，也方便限制第一压块和第二压块的位置，有利于管路接头结构的小型化设置。

示例性的，第一压块和/或第二压块为钢压块或者铝合金压块，成本较低，方便连接。

在另一种可能的实现方式中，母接头具有内螺纹部，公接头具有与内螺纹部配合的外螺纹部；母接头和公接头之间设有防松结构。这样，螺纹配合的方式方便母接头和公接头的锁紧配合，拆卸也方便，防松结构的设置可避免母接头和公接头松动，确保锁紧效果。

示例性的，防松结构可以为下述形式：在母接头上设置沿径向延伸的防松孔，防松孔内设有防松螺钉，防松螺钉抵顶公接头。

本申请实施例第二方面提供了一种热泵系统，包括用于冷媒流通的管路组件，管路组件包括上述任一项所述的管路接头。该热泵系统具有与前述管路接头相应的技术效果。

具体应用场景中，热泵系统的冷媒可选用R744，管路接头的结构设置可满足R744热泵系统的高温高压需求。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的管路接头的剖面示意图；

图2为图1所示管路接头的爆炸示意图；

图3为图1中A部位的放大图；

图4为具体实施例中第一压块与第一管路配合的剖面示意图；

图5为本申请另一实施例提供的管路接头的部分结构的剖面示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种管路接头，该管路接头的结构设计能够提高管路连接的可靠性，在应用至高温高压环境中时容易满足相应需求。该管路接头可应用在热泵系统中的冷媒管路连接结构中。

请参考图1和图2，分别示出了具体实施例中管路接头的剖面示意图和爆炸图。

本实施例中的管路接头用于两个管路之间的连接，该管路接头包括母头模块100、公头模块200以及密封环300。

母头模块100包括第一管路110、第一压块120和母接头130；其中的第一压块120具有与第一管路110连通的通孔，第一压块120固定外套于第一管路110的对接端；其中的母接头130可滑动地套设于第一管路110外，具体来说，母接头130与第一管路110之间不是固定连接关系，两者之间没有固定连接结构，这里指的仅是母接头130和第一管路110两个部件之间的关系，在管路接头处于组装状态下，母接头130和第一管路110之间的相对位置是固定的，也就是说，母接头130为独立于第一管路110的部件。

公头模块200包括第二管路210、第二压块220和公接头230；其中的第二压块220具有与第二管路210连通的通孔，第二压块220固定外套于第二管路210的对接端；其中的公接头230可滑动地套设于第二管路210外，具体来说，公接头230与第二管路210之间不是固定连接关系，两者之间没有固定连接结构，这里指的也仅是公接头230和第二管路210两个部件之间的关系，在管路接头处于组装状态下，公接头230与第二管路210之间的相对位置是固定的，也就是说，公接头230为独立于第二管路210的部件。

其中，公头模块200的公接头230用于与母头模块100的母接头130锁紧配合，以使第一管路110和第二管路210对接，也就是使第一管路110与第二管路210连通。由于母接头130外套于第一管路110，公接头230外套于第二管路210，在公接头230与母接头130锁紧配合后，能够固定第一管路110和第二管路210之间的相对位置。

在公接头230与母接头130处于锁紧配合的状态下，母接头130压抵第一压块120，公接头230压抵第二压块220，密封环300压紧于第一压块120和第二压块220之间，这样，第一管路110和第二管路210之间通过第一压块120和第二压块220导通，第一压块120和第二压块220之间设置的密封环300能够确保连通管路的密封性。

为了使密封环300能够压紧在第一压块120和第二压块220之间以实现密封，第一压块120的对接端面至少与第一管路110的对接端面平齐，第一压块120的对接端面、第一管路110的对接端面均指的是靠近公头模块200的端面；相应地，第二压块220的对接端面至少与第二管路210的对接端面平齐，第二压块220的对接端面、第二管路210的对接端面均指的是靠近母头模块100的端面。

示例性的，图1和图2所示实施方案中，第一压块120的部分外套于第一管路110，即第一压块120的对接端面比第一管路110的对接端更靠近第二管路210所在侧，第二压块220的部分外套于第二管路210，即第二压块220的对接端面比第二管路210的对接端更靠近第一管路110所在侧，这样，母头模块100与公头模块200组装后，第一管路110的管腔、第一压块120的部分通孔、第二压块220的部分通孔以及第二管路210的管腔依次连通。

上述管路接头将用于锁紧第一管路110和第二管路210的母接头130、公接头230设为相对独立于第一管路110、第二管路210的部件，这样，降低了装配过程中对管路连接及管路上可能存在的焊缝的影响，同时，母接头130和公接头230在锁紧配合时，能够分别压抵第一压块120和第二压块220，使第一压块120和第二压块220挤压密封环300，密封环300的受力均匀性相对较好，且容易保证密封效果，该管路接头的结构设计能够整个管路连接的可靠性。

本实施例中，母头模块100的第一管路110、第一压块120和母接头130共轴线布置，公头模块200的第二管路210、第二压块220和公接头230也共轴线布置；在母头模块100、公头模块200和密封环300组装时，三者也共轴线布置，也就是说，第一管路110、第二管路210、第一压块120、第二压块220、母接头130、公接头230以及密封环300共轴线布置，这样，有利于组装过程中施加至密封环300的力更均匀，更利于确保管路连接的密封效果。

具体应用中，母接头130具有第一凹槽131，第一压块120可位于第一凹槽131内，公接头230具有第二凹槽231，第二压块220可位于第二凹槽231内，第一压块120也可有至少部分位于第二凹槽231内；其中，第一凹槽131的第一槽底壁1311用于压抵第一压块120远离第二压块220的端面，第二凹槽231的第二槽底壁2311用于压抵第二压块220远离第一压块120的端面。

公接头230与母接头130锁紧配合时，母接头130与公接头230插装配合，具体的，公接头230插入母接头130的第一凹槽131内，在锁紧过程中，第一凹槽131的第一槽底壁1311抵接第一压块120，将第一压块120推挤向公接头230所在侧，第二凹槽231的第二槽底壁2311抵接第二压块220，将第二压块220推挤向母接头130所在侧，从而第一压块120和第二压块220将密封环300挤压实现密封，为了使第一压块120和第二压块220能够挤压密封环300，公接头230的第二凹槽231能够容纳第二压块220的第一压块120的至少部分，如图1所示，公接头230的第二凹槽231限定带第一压块120、第二压块220以及密封环300的周向位置。

本实施例中，母接头130和公接头230通过螺纹配合的方式实现锁紧固定，具体的，母接头130具有内螺纹部，公接头230具有外螺纹部，内螺纹部和外螺纹部螺纹配合。其中，母接头130的内螺纹部设置在其第一凹槽131的槽周壁上，公接头230的外螺纹部设置在其外周壁上。

具体应用中，为防止母接头130和公接头230松动，两者之间还设有防松结构。防松结构的方式可以有多种，比如图1和图2所示示例中，在母接头130上设有沿径向延伸的防松孔133，母接头130和公接头230螺纹锁紧后，在防松孔133旋入防松螺钉134，防松螺钉134与公接头230抵接，在此方式中，相互配合的防松孔133和防松螺钉134可以只设一个，也可以设置两个或三个以上等，具体根据应用需求来定；再比如，在母接头130和公接头230螺纹配合时还可以采用防松胶来实现防松。

请一并参考图3，图3示出了图1中A部位的放大图，该部位为第一压块120和第二压块220挤压密封环300的局部位置。本实施例中，密封环300包括金属内圈310和弹性外圈320，两者一体成型，也就是说，密封环300采用两种不同材质制成，其内圈为金属材质，外圈为弹性材质，内、外圈两种不同材质一体复合成型，具体成型方式可参考现有技术，此处不详述。

密封环300的金属内圈310可保证高压密封，弹性外圈320可防止连接管路外部对密封界面产生的腐蚀等不良影响，这样，方便管路接头应用在高压、高温等应用场景。

具体设置时，弹性外圈320的外周壁具有沿径向向外凸出的凸缘部330，该凸缘部330的轴向厚度小于弹性外圈320的轴向厚度，这样，在装配过程中，第一压块120和第二压块220挤压密封环300时，弹性外圈320有挤压变形的空间，利于密封环300被压紧以实现密封。凸缘部330的轴向厚度设置以能满足弹性外圈320在组装过程中的弹性变形空间需求为基准，以确保密封可靠性。

具体设置时，为方便第一压块120和第二压块220将密封环300压紧，密封环300的金属内圈310的硬度低于第一压块120和/或第二压块220设置。

具体的，在第一压块120与密封环300接触的面部设有朝向密封环300凸起的第一凸筋121，在第一压块120压紧密封环300时，第一凸筋121可压入密封环300的内部，形成较大的接触应力，保证在高压环境下的密封效果，第一凸筋121与密封环300的接触面积小，母接头130和公接头230在较小的扭矩作用下，就可使第一压块120与密封环300之间形成较高的界面接触应力，有利于降低装配难度。

示例性的，第一凸筋121为环形凸筋，以确保第一压块120对密封环300的挤压力的均匀性，利于确密封效果的提升。其中，第一凸筋121的数量可以为一个，也可以为两个以上等，具体以实际应用需要为基准；其中，第一凸筋121的断面形状可以为图3所示的三角形，方便第一凸筋121压入密封环300内部，第一凸筋121的断面形状也可呈梯形等形状。

具体应用中，第一凸筋121与密封环300的金属内圈310的位置对应，有利于提高密封环300密封界面的接触应力，确保密封效果。

具体的，在第二压块220与密封环300接触的面部设于朝向密封环300凸起的第二凸筋221，在第二压块220压紧密封环300时，第二凸筋221可压入密封环300的内部，形成较大的接触应力，保证在高压环境下的密封效果，第二凸筋221与密封环300的接触面积小，母接头130和公接头230在较小的的扭矩作用下，就可使第二压块220与密封环300之间形成较高的界面接触应力，有利于降低装配难度。

示例性的，第二凸筋221为环形凸筋，以确保第二压块220对密封环300的挤压力的均匀性，利于密封效果的提升。其中，第二凸筋221的数量可以为一个或者两个或者更多个，具体以实际应用需求为基准；其中，第二凸筋221的断面形状可以为图3所示的三角形，方便第二凸筋221压入密封环300内部，第二凸筋221的断面形状也可以为梯形等形状。

具体应用中，第二凸筋221也与密封环300的金属内圈310位置对应，有利于提高密封环300密封界面的接触应力，确保密封效果。

实际设置时，可以如图3所示，在第一压块120和第二压块220上均设置前述凸筋结构，也可以仅在第一压块120上设置凸筋，或者仅在第二压块220上设置凸筋。

在第一压块120和第二压块220上均设置有凸筋的方案中，第一凸筋121和第二凸筋221的位置可以对应，以确保密封效果；当然，第一凸筋121和第二凸筋221的位置也可不对应，具体以实际应用环境中所需的密封性要求为基准来设置。

示例性的，密封环300的金属内圈310的材质可选用软钢、铝、铜等材质，比如可以选择较低强度的铝合金，比如3系铝合金，或者纯铜，或者纯铜表面加镀层(镀层可以为银、锡等)的结构。

示例性的，第一压块120和/或第二压块220的材质可需要钢或者铝合金等材质，其中的铝合金材质可选择高强度铝合金，比如6系铝合金。

本实施例中，第一压块120与第一管路110可采用焊接的方式固定，易于实施且固定可靠。具体设置时，第一压块120在与第一管路110配合的配合段的两端均设有倒角结构S1，如图4所示，这样在焊接后在配合段的两端形成两道焊缝，可提升第一压块120与第一管路110之间的密封可靠性和连接可靠性。焊接方式具体可采用钎焊的方式，钎焊的变形小，有利于确保装配效果。

第二压块220与第二管路210也可采用焊接的方式固定，具体设置时，也可在第二压块220的与第一管路110配合的配合段的两端设置倒角结构，其结构形式与图4所示类似，不再重复论述。

压块与管路之间的焊缝为环形焊缝，方便通过超声波快速检测。

大多数应用场合中，第一管路110和第二管路210为圆柱形管路，具体应用中，第一压块120和第二压块220均采用圆柱形结构，方便加工，也便于装配时对密封环300施加均匀的挤压力。具体设置时，公接头230的第二凹槽231为环形槽，其径向尺寸与第一压块120和第二压块220的外径适配设置，密封环300的外径尺寸也与第二凹槽231的径向尺寸相适配，以有效限制第一压块120、第二压块220以及密封环300的径向位置。

上述图1至图4所示的实施方式中，母头模块100与公头模块200的密封界面采用两种材料一体成型的密封环300结构，在其他实施例中，密封环300也可采用其他形式，如图5所示，图5所示实施例中，管路接头的密封界面设置与前述图1至图4所示实施例不同，其余均可参考前述针对图1至图4所示实施例的描述理解，此处不再重复，仅就区别之处进行说明。

图5中未示出母接头和公接头的结构，图5所示实施例中，第一管路110’的对接端外套固定有第一压块120’，第二管路210’的对接端外套固定有第二压块220’,第一压块120’和第二压块220’之间设有密封环300’，该密封环300’为弹性圈，其硬度不低于邵氏硬度80,采用弹性圈结构的密封环300’可以避免压块和管路焊接导致压块硬度降低带来的不良影响，弹性圈的结构形式也可吸收更大的制造误差，降低加工精度要求，提升可制造性。

具体应用中，弹性圈还可以采用相对较低渗透率的弹性材质，以保障密封效果。示例性的，弹性圈的材质可以为氟橡胶或氟硅橡胶。

图5所示实施例中，第二压块220’具有安装槽222’，该安装槽222’用于容纳密封环300’，装配后，密封环300’被限制在该安装槽222’和第一压块120’之间，避免位置偏移。在其他实施例中，也可在第一压块120’上设置容纳密封环300’的安装槽，或者在第一压块120’和第二压块220’上均设置容纳密封环300’的安装槽。

本申请实施例还提供一种热泵系统，该热泵系统包括用于冷媒流通的管路组件，该管路组件包括管路接头，管路接头为上述实施例介绍的管路接头，具有相同的技术效果，此处不再重复。热泵系统的其他结构设置不作为本申请的发明核心，此处不详述。

在实际应用中，该管路接头的结构设计以及设有管路接头的热泵系统的冷媒可采用R744，能够满足R744应用所需的高温高压需求，保证管路连接的可靠性。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种管路接头，其特征在于，包括母头模块、公头模块以及密封环；

所述母头模块包括第一管路、第一压块和母接头，所述第一压块具有与所述第一管路连通的通孔，所述第一压块固定外套于所述第一管路的对接端，所述母接头可滑动地套设于所述第一管路外；

所述公头模块包括第二管路、第二压块和公接头，所述第二压块具有与所述第二管路连通的通孔，所述第二压块固定外套于所述第二管路的对接端，所述公接头可滑动地套设于所述第二管路外，所述公接头用于与所述母接头锁紧配合；

所述母接头与所述公接头处于锁紧状态，所述母接头压抵所述第一压块，所述公接头压抵所述第二压块，所述密封环压紧于所述第一压块和所述第二压块之间。

2.根据权利要求1所述的管路接头，其特征在于，所述第一管路、所述第二管路、所述第一压块、所述第二压块、所述母接头、所述公接头以及所述密封环共轴线布置。

3.根据权利要求1所述的管路接头，其特征在于，所述密封环包括金属内圈和弹性外圈，两者一体成型。

4.根据权利要求3所述的管路接头，其特征在于，所述弹性外圈的外周壁具有沿径向向外凸出的凸缘部，所述凸缘部的轴向厚度小于所述弹性外圈的轴向厚度。

5.根据权利要求3所述的管路接头，其特征在于，所述金属内圈的硬度低于所述第一压块的硬度，所述第一压块与所述密封环接触的面部具有朝向所述密封环凸起的凸筋；

和/或，所述金属内圈的硬度低于所述第二压块的硬度，所述第二压块与所述密封环接触的面部具有朝向所述密封环凸起的凸筋。

6.根据权利要求5所述的管路接头，其特征在于，所述凸筋为环形凸筋。

7.根据权利要求5所述的管路接头，其特征在于，所述金属内圈为软钢内圈或铝内圈或铜内圈。

8.根据权利要求1所述的管路接头，其特征在于，所述密封环为弹性圈。

9.根据权利要求8所述的管路接头，其特征在于，所述第一压块和/或所述第二压块具有容纳所述弹性圈的安装槽。

10.根据权利要求8所述的管路接头，其特征在于，所述弹性圈为氟橡胶圈或氟硅橡胶圈。

11.根据权利要求1-10任一项所述的管路接头，其特征在于，所述第一压块与所述第一管路焊接固定，所述第一压块的与所述第一管路配合的配合段的两端设有倒角结构；

和/或，所述第二压块与所述第二管路焊接固定，所述第二压块的与所述第二管路配合的配合段的两端设有倒角结构。

12.根据权利要求1-10任一项所述的管路接头，其特征在于，所述第一压块和所述第二压块均为圆柱形结构；所述母接头具有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底壁用于压抵所述第一压块远离所述第二压块的端面；所述公接头具有第二凹槽，所述第二凹槽的槽底壁用于压抵所述第二压块远离所述第一压块的端面；所述第二凹槽用于容纳所述第二压块以及至少部分所述第一压块。

13.根据权利要求1-10任一项所述的管路接头，其特征在于，所述第一压块和/或所述第二压块为钢压块或者铝合金压块。

14.根据权利要求1-10任一项所述的管路接头，其特征在于，所述母接头具有内螺纹部，所述公接头具有与所述内螺纹部螺纹配合的外螺纹部；所述母接头和所述公接头之间设有防松结构。

15.热泵系统，其特征在于，包括用于冷媒流通的管路组件，所述管路组件包括权利要求1-14任一项所述的管路接头。

16.根据权利要求15所述的热泵系统，其特征在于，所述冷媒具体为R744。