新型三通管件及空调的制作方法

1.本实用新型涉及制冷配件，且特别涉及一种新型三通管件及空调。


背景技术：

2.在制冷领域，尤其是空调制冷领域中，在进行管路连接时需要用到三通管件或三通管组件，其作用主要是将液体或气体由一路分成两路；或者由两路汇合成一路。目前市场上通用的制冷用三通管件均为铜或者铜合金材质，一般有以下几种结构；一种是采用铜管径向压缩变形后形成8字形端口，俗称“裤三通或者冲压三通”；一种是铜管挤压加工而成，其形状结构有“y型三通、t型三通、爪型三通”；第三种就是采用黄铜锻压后进行钻孔和车削加工形成三通管件结构，形状上以“y型三通”为主。
3.目前这些制冷配件三通管件都是铜材质，但由于铜作为一种贵金属，我国资源不足需要大量依赖进口，随着铜的应用日益广泛、铜价也越来越高，制冷行业面临巨大的铜材上涨压力，所以对铜替代材料和产品结构的研究是广大工程技术人员的努力方向。


技术实现要素：

4.本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种新型三通管件及空调。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种新型三通管件，其包括第一不锈钢端盖、第二不锈钢端盖、两根分流支管以及主管。第一不锈钢端盖经板材拉伸后一体成型且呈单端敞口状，第一不锈钢端盖的底部具有两个经冲压后形成的分流支管孔且每一分流支管孔的周向设有支管孔翻边部，两个分流支管孔的最小中心距尺寸l≥1.35*(1/2d1+1/2d2)，d1为其中一个分流支管孔的内径，d2为另一个分流支管孔的内径。第二不锈钢端盖经板材拉伸后一体成型，第二不锈钢端盖的一端套接盖合于第一不锈钢端盖的敞口端且两者的连接处密封焊接，第二不锈钢端盖的另一端具有主管孔且主管孔的周向设有主管孔翻边部。两根分流支管分别密封焊接于第一不锈钢端盖的两个支管孔翻边部。主管密封焊接于第二不锈钢端盖的主管孔翻边部。
6.根据本实用新型的一实施例，支管孔翻边部的高度h2和主管孔翻边部的高度h1均大于或等于2.5mm。
7.根据本实用新型的一实施例，第二不锈钢端盖的一端内套盖合或外套盖合于第一不锈钢端盖的敞口端。
8.根据本实用新型的一实施例，当第二不锈钢端盖外套盖合于第一不锈钢端盖时，第二不锈钢端盖的内壁上具有限定第一不锈钢端盖内套深度的限位台阶；当第二不锈钢端盖内套盖合于第一不锈钢端盖时，第一不锈钢端盖的内壁上具有限定第二不锈钢端盖内套深度的限位台阶。
9.根据本实用新型的一实施例，在第一不锈钢端盖上，支管孔翻边部朝向第一不锈钢端盖内侧或外侧，分流支管内套或外套于支管孔翻边部。
10.根据本实用新型的一实施例，在第二不锈钢端盖上，主管孔翻边部朝向第二不锈
钢端盖内侧或外侧，主管内套或外套于主管孔翻边部。
11.根据本实用新型的一实施例，分流支管为不锈钢管、碳钢管或者不锈钢管和铜管焊接组合；主管为不锈钢管、碳钢管、铜管或者不锈钢管和铜管焊接组合。
12.根据本实用新型的一实施例，主管为不锈钢管或碳钢管时，所述新型三通管件还包括套接于主管端部的铜套连接管，铜套连接管内套于主管的端部，管路铜管内套于铜套连接管，管路铜管、铜套连接管以及主管所形成的三者套接重叠区域的长度为l11，管路铜管和铜套连接管的套接长度l01，铜套连接管和主管的套接长度为l21，0.2l01≤l11≤0.8l01且0.2l21≤l11≤0.8l21。
13.根据本实用新型的一实施例，当分流支管为不锈钢管或碳钢管时，所述新型三通管件还包括内套于两个分流支管端部的两个铜套连接管，两个管路铜管分别内套于两个铜套连接管，每一管路铜管、铜套连接管以及分流支管所形成的三者套接重叠区域的长度为l12，管路铜管和对应的铜套连接管的套接长度l02，铜套连接管和对应的分流支管的套接长度为l22，0.2l02≤l12≤0.8l02且0.2l22≤l12≤0.8l22。
14.根据本实用新型的一实施例，第一不锈钢端盖敞口端的横截面形状为圆形、方形、椭圆形或腰形，第二不锈钢端盖的一端的横截面形状与第一不锈钢端盖敞口端的横截面形状相匹配。
15.另一方面，本实用新型还提供一种空调，其包括上述新型三通管件。
16.综上所述，本实用新型提供的新型三通管件及空调中，三通管件的主体部分由两个低成本的不锈钢端盖套接焊接而成，该设置大大降低了三通管件的材料成本。此外，两个不锈钢端盖的组合式连接结构也使得两个不锈钢端盖均可采用简单的拉伸工艺一体成型，大大简化了加工工序，降低了制造成本。更进一步的，由于两个不锈钢端盖之间是套接连接，因此在制造时只需控制两个不锈钢端盖在套接处的周壁长度即可满足焊接时插入深度的要求，从而保证两者之间的焊接连接强度。本实用新型提供的新型三通管件在简化制作工序、降低材料成本和制造成本的同时保证了三通管件整体结构的强度和稳定性。
17.为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
18.图1所示为现有三通管件的结构示意图。
19.图2所示为本实用新型一实施例提供的新型三通管件的结构示意图。
20.图3a所示为图2中第一不锈钢端盖的结构示意图，。
21.图3b所示为与图3a中第一不锈钢端盖相匹配的第二不锈钢端盖的结构示意图。
22.图4a所示为本实用新型另一实施例提供的新型三通管件中第一不锈钢盖的结构示意图。
23.图4b所示为与图4a中第一不锈钢端盖相匹配的第二不锈钢端盖的结构示意图。
24.图5a所示为本实用新型另一实施例提供的新型三通管件中第一不锈钢盖的结构示意图。
25.图5b所示为与图5a中第一不锈钢端盖相匹配的第二不锈钢端盖的结构示意图。
26.图6a所示为本实用新型另一实施例提供的新型三通管件中第一不锈钢盖的结构
示意图。
27.图6b所示为与图6a中第一不锈钢端盖相匹配的第二不锈钢端盖的结构示意图。
28.图7为本实用新型另一实施例提供的新型三通管件的结构示意图。
29.图8所示为本实用新型实施例二提供的新型三通管件的结构示意图。
30.图9所示为本实用新型实施例三提供的新型三通管件的结构示意图。
31.图10所示为本实用新型另一实施例提供的新型三通管件的结构示意图。
32.图11所示为本实用新型实施例四提供的新型三通管件的结构示意图。
33.图11a所示为图11中a处的放大示意图。
34.图11b所示为图11中b处的放大示意图。
具体实施方式
35.图1所示为现有铜或铜合金制成的三通管件的结构示意图，图1(a)为y型三通管结构；图1(b)为t型三通管结构；图1(c)为爪型三通管结构；图1(d)为冲压三通结构；图1(e)为黄铜锻压后进行钻孔和车削加工形成三通管件结构。
36.相比价格高昂的铜或铜合金材料，采用低成本的不锈钢材料来制备三通管件是非常理想的。但是由于不锈钢材料和铜材料在材料性能上具有非常大的差异，具体表现在不锈钢材料的延伸率和断面收缩率这两个塑性指标都比铜或铜合金材料差，这使得在相同条件下加工不锈钢材料所需的车削力很大且不锈钢材料还存在车削不易折断、易粘结等问题。故对于低成本的不锈钢材料其很难采用径向压缩、挤压或锻压后车削加工等工艺来形成图1所示的现有的几种三通管件的结构。
37.有鉴于此，如图2至图3b所示，本实施例提供的新型三通管件包括第一不锈钢端盖1、第二不锈钢端盖2、两根分流支管3以及主管4。第一不锈钢端盖1经板材拉伸后一体成型且呈单端敞口状，第一不锈钢端盖的底部12具有两个经冲压后形成的分流支管孔10且每一分流支管孔10的周向设有支管孔翻边部13。第二不锈钢端盖2经板材拉伸后一体成型，第二不锈钢端盖的一端21套接盖合于第一不锈钢端盖的敞口端11且两者的连接处密封焊接，第二不锈钢端盖的另一端22具有主管孔20且主管孔20的周向设有主管孔翻边部23。两根分流支管3分别密封焊接于第一不锈钢端盖1的两个支管孔翻边部13。主管4密封焊接于第二不锈钢端盖2的主管孔翻边部23。
38.本实施例提供的新型三通管件中，三通管件的主体部分是由第一不锈钢端盖1和第二不锈钢端盖2组合装配而成，这使得两个不锈钢端盖可分别独立加工成型，在降低了加工难度的同时也减弱了材料对成型工艺的限制。因此，两个不锈钢端盖可采用低成本的不锈钢板材作为原材料并经简单的拉伸工艺一体成型；不仅大大降低了三通管件的材料成本，同时也简化了制造工序，降低了制造成本。进一步的，在两个端盖的装配上，第二不锈钢端盖的一端21套接盖合于第一不锈钢端盖的敞口端11。因此，只需在拉伸时控制第二不锈钢端盖的一端21的周壁长度和第一不锈钢端盖的敞口端11的周壁长度即可确保两个端盖套接焊接时焊接深度满足要求，从而确保两个端盖焊接后的强度和稳定性。优选的，可设置第二不锈钢端盖的一端21和第一不锈钢端盖的敞口端11之间的套接长度大于或等于3mm。
39.在焊接分流支管3和主管4时，为确保两者的焊接强度，插入深度一般需要满足2.5mm以上。第一不锈钢端盖1和第二不锈钢端盖2采用薄壁拉伸工艺成型，材料的厚度一般
在0.6mm～1.0mm之间，这类材料冲压拉伸成型时虽然满足了成型要求，但是在这类薄壁拉伸件上直接加工出焊接孔很显然是无法达到焊接深度要求的。因此，对薄壁拉伸的第一不锈钢端盖1和第二不锈钢端盖2需要采用孔翻边工艺来提高分流支管孔10和主管孔20的孔深。优选的，支管孔翻边部13的高度h1和主管孔翻边部23的高度h2均大于或等于2.5mm。
40.根据材料塑性成型原理，对孔翻边挤压拉伸是金属材料在一定的延伸率性能情况下一种金属的塑性变形，其翻边高度既受到材料本身延伸率性能的影响，也跟孔周边的具体结构和尺寸精度要求有密切关系。
41.于本实施例中，两个分流支管孔10均需要翻边加大其焊接深度而且其翻边高度h1都应满足2.5mm以上；试验结果表明：为满足上述条件，不同分流支管孔的孔径需要有最低的中心距要求，即两个分流支管孔之间的最小中心距与两个分流支管孔的内径d1，d2相关；在两个分流支管孔的内径d1，d2确定的情况下，两个分流支管孔之间的中心距l过小会产生两孔之间开裂、孔径变形等问题。同时，试验结果还表明，两个分流支管孔的内径越大，两者之间的中心距也需要越大。通过大量的试验计算后得出，两个分流支管孔的内径d1，d2和两个分流支管孔之间的中心距l需要满足以下条件：l≥1.35(0.5d1+0.5d2)。
42.以下为十二个试验样件的试验数据，试验样件：sus304不锈钢板/2b板,板厚t＝0.8mm。在下表中，两个孔径指的是两个分流支管孔的内径d1，d2；中心距指的是两个分流支管孔的中心距l，两个孔径与中心距的系数为l/(0.5d1+0.5d2)。
43.44.[0045][0046]
基于上述试验数据，并结合pam-stamp设计软件进行综合分析可以得出：薄壁拉伸件在冲孔翻边工艺下，在满足翻边高度≥2.5mm要求时，两个相邻分流支管孔之间的中心距l≥1.35(0.5d1+0.5d2)。
[0047]
尽管本实施例提供的十二个试验样件中两个分流支管孔的内径d1，d2不同。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，当两个分流支管孔的内径d1，d2相等时，两个分流支管孔的中心距l同样满足l≥1.35(0.5d1+0.5d2)这一条件。
[0048]
于本实施例中，如图1所示，第二不锈钢端盖的一端21外套盖合于第一不锈钢端盖的敞口端11。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施中，如图10所示，第二不锈钢端盖的一端21也可内套盖合于第一不锈钢端盖的敞口端11。
[0049]
为进一步方便套接限位，如图2所示，第二不锈钢端盖2的内壁上具有限定第一不锈钢端盖1内套深度的限位台阶24。然而，本实用新型对此不作任何限定。当第二不锈钢端盖内套盖合于第一不锈钢端盖时，则可在第一不锈钢端盖的内壁上设置限定第二不锈钢端盖内套深度的限位台阶，如图4a和6a所示。或者，于其它实施例中，也可不设置该限位台阶，如图8所示。
[0050]
于本实施例中，图3a、图4a、图5a以及图6a为不同形状的第一不锈钢端盖的结构示意图，其中(a)为第一不锈钢端盖的剖面示意图，(b)为(a)状态下的第一不锈钢端盖的仰视图。而图3b、图4b、图5b以及图6b为不同形状的第二不锈钢端盖的结构示意图，其中(c)为第二不锈钢端盖的剖面示意图，(d)为(c)状态下的第二不锈钢端盖的俯视图。
[0051]
如图2和3a所示，在第一不锈钢端盖1上，支管孔翻边部13朝向第一不锈钢端盖1的外侧，分流支管3内套于支管孔翻边部13。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，分流支管也可外套于朝向外侧的支管孔翻边部。或者于其它实施例中，支管孔翻边部也可朝向第一不锈钢端盖的内侧，如图5a和图6a所示；此时，分流支管将内套于支管孔翻边部。
[0052]
同样的，如图2和图3b所示，在第二不锈钢端盖2上，主管孔翻边部23朝向第二不锈钢端盖2的外侧，主管4内套于主管孔翻边部23。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，主管也可外套于朝向外侧的主管孔翻边部。或者于其它实施例中，如图4b和图5b所示，主管孔翻边部也可朝向第二不锈钢端盖的内侧；此时，主管将内套于主管孔翻边部。
[0053]
于本实施例中，如图2所示，两根分流支管3均为不锈钢管，主管4为铜管。由于第一不锈钢端盖1、第二不锈钢端盖2以及两根分流支管3均为不锈钢管。因此，在装配焊接时，可先将第一不锈钢端盖1、第二不锈钢端盖2以及两根分流支管3装配于一体。之后，将装配完成的整体件进行炉中钎焊，同时焊接第二不锈钢端盖2、第一不锈钢端盖1以及两根分流支管3。最后，再将主管4焊接于第二不锈钢端盖上的主管孔20内，从而大大提高了焊接效率。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，各个零部件也可依次分步焊接。
[0054]
于本实施例中，两根分流支管3均为直管，形成的三通管件的结构可替代现有铜制的y型三通管。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，也可将两根分流支管设置成弯管，如图7所示，此时，本实用新型提供的新型三通管件可替代现有的铜制的t型三通管。
[0055]
于本实施例中，如图3a所示，第一不锈钢端盖敞口端11的横截面形状为方形；对应的，如图3b所示，第二不锈钢端盖的一端21的横截面形状也为方形。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，如图4a、5a以及6a所示，第一不锈钢端盖敞口端的横截面形状也为圆形、椭圆形或腰形；对应的如图4b、5b以及6b所示，第二不锈钢端盖的一端21的横截面形状与第一不锈钢端盖敞口端11的横截面形状相匹配。
[0056]
实施例二
[0057]
本实施例于实施例一及其变化基本相同，区别在于：如图8所示，两根分流支管31,
32和主管4均为不锈钢管和铜管的组合式结构，第二不锈钢端盖2的内壁上未设置限位台阶。两根分流支管与分流支管孔10焊接的连接段311，321为不锈钢管，而之后的延伸段312，322则为铜管。同样的，主管4连接主管孔20的连接段41为不锈钢管，主管的延伸段42为铜管。与实施例一相同的，第一不锈钢端盖1、第二不锈钢端盖2、主管连接段41以及两根分流支管的连接段311，312可以在装配成整体件后进行炉中钎焊，之后再依次焊接连接两根分流支管的延伸段312,322以及主管的延伸管42。
[0058]
于本实施例中，两根分流支管3和主管4均为不锈钢管和铜管的焊接组合结构，该设置在降低管件材料成本的同时也极大方便了新型三通管件与外部空调管路的焊接连接。然而，本实用新型对此作任何限定。于其它实施例中，也可设置主管为铜管，而两根分流支管则为不锈钢管和铜管的焊接组合。
[0059]
实施例三
[0060]
本实施例与实施例二及其变化基本相同，区别在于：如图9所示，主管4为铜管；第一分流支管31为直管；而第二分流支管32则为弯管，第二分流支管32的中部向远离第一分流支管31的方向弯曲，而其输出端轴线与第一分流支管31输出端轴线平行。然而，本实用新型对第二分流支管32的输出方向不作任何限定。于其它实施例中，可根据室内机的分布位置来调整第二分流支管32的输出方向，如图10所示。
[0061]
具体而言，在图9中，第一分流支管31、第二分流支管32均为不锈和铜管钢管的焊接组合。两根分流支管与分流支管孔10焊接的连接段311，321为不锈钢管，而之后的延伸段312，322则为铜管。然而，本实用新型对此不作任何限定。在第二分流支管32中，第二分流支管的连接段321为弯管，而第二分流支管的延伸段322则为直管。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，也可设置第二分流支管的连接段为直管，而第二分流支管的延伸段则为弯管。
[0062]
本实施例提供的新型三通管件可用于中央空调多联机安装系统中冷热源系统到多个室内机之间制冷剂的分配，替代现有价格高昂的铜制分歧管，从而大大降低中央空调多联机安装系统的成本。尽管本实施例提供的应用于中央空调多联机安装系统中的新型三通管件中第二分流支管为弯管；然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，根据安装需要应用于中央空调多联机安装系统中的新型三通管件内中第二分流支管也可为直管，如实施例一和实施例二所示的管件结构。
[0063]
实施例四
[0064]
由于现有的空调管路中多为铜管，为便于新型三通管件与外部铜管的连接，主管或分流支管会采用不锈钢管和铜管(或碳钢管和铜管)的复合结构。在装配焊接时：第一，将不锈钢管与铜管采用炉中钎焊组合成一个复合件；第二步，此复合件的铜管端与管路铜管进行火焰钎焊连接。此种焊接连接情况下会遇到两个问题：
①
不锈钢管与铜管采用炉中钎焊，因为经过长时间的炉中焊接导致铜管金相组织晶粒变大而降低了抗拉强度，这在后续铜管与管路铜管再次焊接连接时会直接降低整体管路耐压强度。
②
在此复合件与管路铜管采用火焰钎焊加热焊接时，焊接的热量会二次加热不锈钢管与铜管之间已经形成的钎焊层，极易导致产品发生泄漏。
[0065]
有鉴于此，本实施例提供另一种新型三通管件。本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：如图11、图11a以及图11b所示，于本实施例中，主管4和两个分流支管3均
为不锈钢管。新型三通管件还包括第一铜套连接管51和两个第二铜套连接管52，第一铜套连接管51内套连接于主管4，两个第二铜套连接管52分别内套于两个分流支管3内。外部系统管路中的第一管路铜管101内套于第一铜套连接管51，两个第二管路铜管102分别内套于第二铜套连接管52。
[0066]
对于第一铜套连接管51而言，如图11a所示，第一管路铜管101、第一铜套连接管51以及主管4所形成的三者套接重叠区域的长度为l11，第一管路铜管101和第一铜套连接管51的套接长度l01，第一铜套连接管51和主管4的套接长度为l21，0.2l01≤l11≤0.8l01且0.2l21≤l11≤0.8l21。
[0067]
对于每一第二铜套连接管52而言，如图11b所示，第二管路铜管102、第二铜套连接管52以及分流支管3所形成的三者套接重叠区域的长度为l12，第二管路铜管102和第二铜套连接管52的套接长度l02，第二铜套连接管52和分流支管3的套接长度为l22，0.2l02≤l12≤0.8l02且0.2l22≤l12≤0.8l22。
[0068]
以下将以第一铜套连接管51为例，对本实施例增加铜套连接管的结构进行说明，多个第二铜套连接管52为同样的原理。
[0069]
尽管第一铜套连接管51与主管4进行炉中钎焊后仍然会存在第一铜套连接管51金相组织晶粒粗大而造成管件连接时耐压强度的降低的问题，但主管4、第一铜套连接管51以及第一管路铜管101三者依次套接后形成长度为l11的三者套接重叠区域，三者套接重叠区域l11满足以下条件：0.2l01≤l11≤0.8l01且0.2l21≤l11≤0.8l21。经过试验后证明：在长度l11满足上述尺寸条件的三者套接重叠区域内第一管路铜管101的外部有第一铜套连接管51和主管4两层外壁重叠焊接加固，不会因此造成此处耐压强度的降低。进一步的，上述尺寸条件还确保了第一管路铜管101只是局部伸入第一铜套连接管51和主管4的套接区域内，故当第一管路铜管101和第一铜套连接管51进行火焰钎焊时，其只会局部影响第一铜套连接管51和主管4之间已经形成的钎焊层，有效避免了对钎焊层的二次熔焊造成的泄漏问题。
[0070]
本实施例提供的新型三通管件中，第一铜套连接管51和第二铜套连接管52的设置很好地解决了不锈钢的主管4和不锈钢的分流支管3与外部的管路铜管焊接时所存在的耐压强度低和二次熔焊造成的泄漏的问题，大大提高了新型三通管件与外部铜管的耐压强度和安全性。虽然本实施例以不锈钢的主管和分流支管为例进行说明，但本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，当主管和分流支管为碳钢管时，同样适用本实施例提供的焊接结构。
[0071]
在装配时，为方便控制第一管路铜管101和第一铜套连接管51的套接长度l01，于其它实施例中，可在第一铜套连接管51的内壁上设置向内凸起的套接限位部，套接限位部限定第一管路铜管101的插入深度，从而实现套接长度l01的精确控制。同样的，也可在第二铜套连接管52的内壁上设置向内凸起的套接限位部，套接限位部限定第二管路铜管102的插入深度，从而实现套接长度l02的精确控制。套接限位部可为多个点状套接限位部、多段圆弧套接限位部或圆环套接限位部中的任一种。
[0072]
对于第一管路铜管101和第二管路铜管102而言，其可以为新型三通管件件的一部分，即新型三通管件包含第一管路铜管101和第二管路铜管102。或者，新型三通管件不包含两个管路铜管，第一管路铜管101和第二管路铜管102均为外部空调部件上的管件。
[0073]
本实施例以两根分流支管3均为直管为例说明不锈钢的分流支管3、铜套连接管52以及第二管路铜管102三者的焊接结构。然而，本实用新型对此不作任何限定。如图9所示，对于实施例三提供的其中一根分流支管为弯管的新型三通管件同样适用于该种结构的焊接。
[0074]
综上所述，本实用新型提供的新型三通管件中，三通管件的主体部分由两个低成本的不锈钢端盖套接焊接而成，该设置大大降低了三通管件的材料成本。此外，两个不锈钢端盖的组合式连接结构也使得两个不锈钢端盖均可采用简单的拉伸工艺一体成型，大大简化了加工工序，降低了制造成本。更进一步的，由于两个不锈钢端盖之间是套接连接，因此在制造时只需控制两个不锈钢端盖在套接处的周壁长度即可满足焊接时插入深度的要求，从而保证两者之间的焊接连接强度。本实用新型提供的新型三通管件在简化制作工序、降低材料成本和制造成本的同时保证了三通管件整体结构的强度和稳定性。
[0075]
虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。