高压安全壳容器的制造方法
【专利说明】高压安全壳容器
[0001]本申请要求保护在2012年4月23日提交的美国临时申请N0.61 /636，758的权益，其以引用的方式并入到本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及容器，例如压力安全壳(pressure containment)容器，其可以用于容纳在加热、通风、空调和制冷(“HVACR”)系统中的部件。
【背景技术】
[0003]压力安全壳容器用于多种应用中。在某些高压应用中，需要加强所述压力容器的外壁。
[0004]常规地，可以通过利用一个或多个刚性材料层(例如，金属板)包裹所述容器或者通过使金属部分或区段联结以形成包围所述容器的外壳体来加强压力容器的外壁。这些技术具有某些缺陷，包括，例如，在容器周围难以使金属板弯曲或成型，和由不均匀的材料厚度所造成的困难，这可能使得利用加强层难以紧密地包围容器。在加强层与容器外壁之间的间隙是可能的损毁点/故障点，在那里，容器可能会爆裂或开裂。此外，这种加强技术倾向于是劳动密集型的。
[0005]作为替代，压力容器可能利用柔性或复合材料，例如纤维加强材料而加强。这种技术可能向制造过程增添费用，这种费用可能是昂贵材料的形式和由于通常难以加工这些材料以及增加的组装时间所致的降低的生产效率的形式。
[0006]用于加强压力容器的另一替代方案是增加容器外壁的厚度。这种技术可能不适合于某些压力容器，这归因于原材料增加的成本和总体上加工更厚材料的困难。
【发明内容】
[0007]HVACR系统通常利用压力安全壳容器(通常以较小规模)，压力安全壳容器由铜管旋制(spin)而成。这种容器可能容纳该系统的各种部件，诸如止回阀和/或过滤器/干燥器。常规HVACR系统使用氢氟碳制冷剂，其在显著低于旋制铜压力安全壳容器的爆裂压力的压力(例如，小于大约200-300psi)而操作。在这种系统中，旋制铜压力安全壳系统足够强固以提供充分的爆裂防护。
[0008]近年来，一直存在使用比常规氢氟碳制冷剂更加环保的制冷剂的趋势。一种这样的制冷剂是二氧化碳。使用二氧化碳作为制冷剂需要HVACR系统以比使用常规氢氟碳制冷剂的系统中的压力显著更高的压力(例如，高达1500psi)操作。为了适应这些制冷剂，系统的部件必须被证明能耐受高达超过2100 psi的压力。在这样的高压，系统的较大直径部件，诸如压力安全壳容器，可能经历比常规HVACR系统预期耐受环向应力显著更高的环向应力。
[0009]常规加强技术可能不适合于加强在这些系统中的压力安全壳容器。例如，除了其它缺陷之外，制造成本可能使得利用一个或多个金属板或纤维加强层来包裹压力安全壳容器是不合理的或者不切实际的。而且，如上文所指出的那样，在HVACR系统中的压力安全壳容器通常由铜管旋制。虽然可能通过从厚壁铜形成安全壳容器来实现必需的爆裂强度，这种材料可能难以获得和/或比较昂贵并且也显著地更难以机械加工。机械加工特别是旋制的困难可能导致工具提早磨损和降低的制造生产率。
[0010]此外，由重型厚壁铜形成的压力安全壳容器可能难以在HVACR系统安装期间钎焊。当从重型厚壁铜旋制时，与该系统的其它部件形成连接的压力安全壳容器的端部可能比常规压力安全壳容器显著更厚。厚端在钎焊过程期间可能充当散热器，使得难以形成可靠的钎焊连接。而且，可能需要额外的热来形成钎焊连接。这可能导致损坏该系统的其它部件，包括(例如)在压力安全壳容器内侧的部件。
[0011]本发明提供压力安全壳容器，其具有改进的爆裂强度，但并不具有现有加强技术同样的缺陷。本文所描述的容器可以耐受HVACR系统中所用的替代制冷剂的更高压力并且也能以具有成本效益并且高效的方式制造，例如，无需将金属壳体部分焊接或联结在一起以形成包围着容器的外壳体。
[0012]根据一方面，本发明提供一种容器，其具有管状主体，管状主体具有中部和从中部的第一端延伸的第一锥形部。容器具有包围所述管状主体的整体式加强套筒。加强套筒具有第一锥形端部，第一锥形端部邻近于并且包围着管状构件的所述第一锥形部的至少部分。
[0013]根据一实施例，管状构件包括从中部的第二端延伸的第二锥形部，并且整体式加强套筒具有第二锥形端部，第二锥形端部邻近于并且包围着管状构件的第二锥形部的至少部分。
[0014]根据一实施例，整体式套筒的第一锥形端部和整体式套筒的第二锥形端部被冷成型。管状主体可以为旋制铜主体。管状主体可能容纳HVACR部件，诸如过滤器/干燥器或止回阀或者可能用作系统的消音器。
[0015]根据另一方面，本发明提供一种容器，其具有管状主体，管状主体具有中部和从中部的相反端延伸的一对过渡部段，过渡部段终止于管状主体的相应端部处并且具有小于中部截面积的截面积。套筒具有紧密地包围管状主体的套筒。套筒具有与管状主体中部邻近的中部和与管状主体的过渡部段邻近的一对端部。
[0016]根据另一方面，本发明提供一种用于HVAC系统的部件。该部件具有:壳体，其具有在相应端部之间延伸的圆柱形部分；在端部中第一端部处的入口和在端部中的第二端部处的出口。该部件包括一种在壳体内侧的HVAC部件和一种整体式套筒。整体式套筒具有包围着壳体的圆柱形部分的圆柱形部分和至少部分地包围壳体的相应端部的一对相应冷成型端部。
[0017]根据另一方面，本发明提供一种用于形成HVAC系统的部件的方法。该方法包括:形成管状主体，管状主体具有中央部分和从中央部分的相反端部延伸的一对锥形端部，以及通过在管状主体上叠缩整体式管状套筒并且减小套筒相应端部的直径来加强管状构件，套筒的端部邻近于管状主体的相应锥形部。
【附图说明】
[0018]现在将在下文中参考附图来进一步详细描述本发明的实施例，在附图中: 图1为系统HVACR系统的示例性示意图；
图2A为容器的等距视图；
图2B为沿着线2B-2B所截取的图2A的容器的截面图；
图3为容器的另一实施例的截面图；
图4为容器的另一实施例的截面图；以及图5为容器的另一实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0019]最初参考图1，示出了示例性HVACR系统100。该系统可包括压力安全壳容器102，压力安全壳容器102通过管道106诸如铜管联接到一个或多个HVACR部件104。HVACR部件104可以包括多种部件中的任何部件，诸如(多个)热交换器、(多个)蒸发器、(多个)冷凝器、(多个)压缩机、(多个)泵等。该系统10能循环制冷剂以向空间108提供经调节的空气。例如，该系统100可以冷却诸如电冰箱、冷冻机、冷藏柜等空间或者向空间提供热。
[0020]该系统100被充注制冷剂。制冷剂可以是在高压操作的制冷剂和/或环保的制冷剂。在一实施例中，制冷剂是二氧化碳(也被称作R744)。如上文所指出的那样，使用二氧化碳制冷剂的系统以比使用常规氢氟碳制冷剂的系统以显著更高的压力操作。HVACR系统的许多常规部件可以耐受替代制冷剂的更高操作压力，然而，具有更大截面积的该系统的特定部件(诸如压缩机或压力安全壳容器102等)可以经受来自这些制冷剂的很高的环向应力。
[0021]图1的压力安全壳容器102可以呈现图