一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构的制作方法

1.本发明属于汽车空调技术领域，具体涉及一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构。


背景技术：

2.空调系统冷媒管接头的密封形式有多种多样，在常用的制冷剂r134a回路里面，用epdm材质的密封圈较多，通常分为径向密封和轴向密封。随着制冷剂技术的发展，二氧化碳制冷剂(r744)也越来越多地应用在汽车热管理回路里面，这对管路接头的密封有了更高的要求，因为二氧化碳制冷剂回路的系统压力为r134a的10倍。显然，现有的密封形式已经无法满足r744制冷剂回路。
3.为了克服上述的问题，现有技术如vo l kswagen meb平台采用金属垫片的轴向密封形式对r744制冷剂回路接口进行密封，而这种方案虽然能够解决制冷剂的密封问题，但是接口需要装配的零部件较多，有金属垫片、密封圈、凸台等，安装较繁琐，并且需要对接头定期进行维护保养，较麻烦。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，以解决上述二氧化碳制冷剂的管路密封问题。
5.为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
6.一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，包括公法兰、母法兰及波形金属垫片；
7.所述公法兰包括公法兰本体，在公法兰本体上设置有密封凸台，在所述公法兰上设置有定位孔及第一螺栓固定孔；
8.所述母法兰包括母法兰本体，在母法兰本体上设置有密封凹槽，在所述母法兰上设置有定位凸台及第二螺栓固定孔；
9.所述密封凸台插接于所述密封凹槽，所述定位凸台插接于定位孔，所述第一螺栓固定孔与所述第二螺栓固定孔配合；
10.所述波形金属垫片设置于密封凹槽内的密封凸台端部；
11.所述密封凸台的轴向中线与公法兰的轴向中线不重合，所述密封凹槽的轴向中线与母法兰的轴向中线不重合。
12.进一步的，所述公法兰本体和母法兰本体的形状相同，均为8字形结构，所述密封凸台的轴向中线与第一螺栓固定孔的轴向中线以公法兰本体的中心线对称，所述密封凹槽的轴向中线与第二螺栓固定孔的轴向中线以母法兰的中心线对称。
13.进一步的，在密封凸台的端部设置有一圈凹型槽。
14.进一步的，所述波形金属垫片包括波纹形垫片本体，在波纹形垫片本体的内圈设置有一圈下延部，在波纹形垫片本体的外圈设置有一圈上延部；所述上延部插于凹型槽内，所述下延部插于与母法兰连接的管路内。
15.进一步的，所述下延部的高度大于上延部的高度。
16.进一步的，在密封凸台的侧壁设置有至少一圈环形槽，在环形槽内设置有o型橡胶圈。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明通过设计一种r744制冷剂回路接头密封结构，采用轴向密封和径向密封组合的密封形式，径向波形金属垫片密封用来对抗高压和泄压，轴向o型橡胶圈密封用来阻止最终低压泄露，有效减少了密封组件的使用，简化了装配过程，同时提升了密封的可靠性。
附图说明
19.图1为本发明制冷剂回路接头密封结构分解示意图。
20.图2为波形金属垫片结构示意图。
21.图3为本发明制冷剂回路接头密封结构俯视图。
22.图4为图3的a-a剖视图。
23.图5为本发明制冷剂回路接头密封结构内部示意图。
24.图6为本发明制冷剂回路接头密封结构密封原理示意图。
25.附图标记说明：
26.1—公法兰；2—母法兰；3—波形金属垫片，4—o型橡胶圈；5—螺栓螺母；11—密封凸台；12—第一螺栓固定孔，13—定位孔；14—凹型槽；21—密封凹槽；22—定位凸台；23—第二螺栓固定孔；31
‑‑
波纹形垫片本体；32—上延部；33—下延部。
具体实施方式
27.以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
28.如图1至图6所示，本申请提供一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，包括公法兰1、母法兰2及波形金属垫片3，其中，公法兰及母法兰均分别连接有管路。
29.在本申请中，公法兰1包括公法兰本体，在公法兰本体上设置有密封凸台11，在公法兰本体上还设置有定位孔13及第一螺栓固定孔12，本申请的公法兰本体为8字形。
30.母法兰2包括母法兰本体，在母法兰本体上设置有密封凹槽21，在母法兰上设置有定位凸台22及第二螺栓固定孔23，本申请的母法兰本体为8字形，且本申请的公法兰本体与母法兰本体的大小及形状相同。
31.并且，公法兰的密封凸台插入到母法兰的密封凹槽内，定位凸台插入到定位孔内，第一螺栓固定孔和第二螺栓固定孔相对应，通过螺栓螺母5紧固后，使得公法兰和母法兰固定密封连接。
32.本申请的密封凸台的轴向中线与公法兰的轴向中线不重合，所述密封凹槽的轴向中线与母法兰的轴向中线不重合。即本申请的密封凸台和密封凹槽相对于各自的法兰本体均为偏置设置，并且本密封装置仅使用一个螺栓螺母进行固定连接且密封，这是与现技术使用至少两个螺栓螺母进行密封结构的重要区别。
33.并且，本申请的密封凸台的轴向中线与第一螺栓固定孔的轴向中线以公法兰本体的中心线对称，密封凹槽的轴向中线与第二螺栓固定孔的轴向中线以母法兰的中心线对
称。这一结构的设计也是实现本申请使用一个螺栓进行固定的关键技术。
34.在密封凸台的端面上设置有一圈凹型槽14，在密封凸台的侧壁上设置有至少一圈环形槽，在环形槽内设置有o型橡胶圈4。
35.本申请的波形金属垫片3设置于密封凹槽内的密封凸台端部。
36.波形金属垫片3包括波纹形垫片本体31，在波纹形垫片本体的内圈设置有一圈下延部33，在波纹形垫片本体的外圈设置有一圈上延部32；上延部插于凹型槽内，下延部插于与母法兰连接的管路内，下延部的高度大于上延部的高度。
37.本发明的工作原理是：波形金属垫片嵌入在公母法兰的端面，通过金属片圆弧实现端面的压紧密封，同时由于波形设计具有一定的弹性，当内部压力升高时，压力作用在金属垫片上，使得金属垫片产生形变，进而增大压紧力，多褶皱起到多层密封的作用。同时，波形金属垫片也起到一定泄压的作用，结合o型圈的轴向密封，有效实现接头的密封。
38.如图6所示，管路内部压强p0到法兰面压强p3是一个递减的过程，即泄压过程，满足p0＝p1+ps(弹力)，以此类推。当p0增大时，波形垫片产生形变，ps同步增大。p3是橡胶o型圈能承受的强度。
39.尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，包括公法兰、母法兰及波形金属垫片；其特征在于，所述公法兰包括公法兰本体，在公法兰本体上设置有密封凸台，在所述公法兰上设置有定位孔及第一螺栓固定孔；所述母法兰包括母法兰本体，在母法兰本体上设置有密封凹槽，在所述母法兰上设置有定位凸台及第二螺栓固定孔；所述密封凸台插接于所述密封凹槽，所述定位凸台插接于定位孔，所述第一螺栓固定孔与所述第二螺栓固定孔配合；所述波形金属垫片设置于密封凹槽内的密封凸台端部；所述密封凸台的轴向中线与公法兰的轴向中线不重合，所述密封凹槽的轴向中线与母法兰的轴向中线不重合。2.根据权利要求1所述的二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，其特征在于，所述公法兰本体和母法兰本体的形状相同，均为8字形结构，所述密封凸台的轴向中线与第一螺栓固定孔的轴向中线以公法兰本体的中心线对称，所述密封凹槽的轴向中线与第二螺栓固定孔的轴向中线以母法兰的中心线对称。3.根据权利要求1所述的二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，其特征在于，在密封凸台的端部设置有一圈凹型槽。4.根据权利要求1所述的二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，其特征在于，所述波形金属垫片包括波纹形垫片本体，在波纹形垫片本体的内圈设置有一圈下延部，在波纹形垫片本体的外圈设置有一圈上延部；所述上延部插于凹型槽内，所述下延部插于与母法兰连接的管路内。5.根据权利要求4所述的二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，其特征在于，所述下延部的高度大于上延部的高度。6.根据权利要求1所述的二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，其特征在于，在密封凸台的侧壁设置有至少一圈环形槽，在环形槽内设置有o型橡胶圈。

技术总结
本发明涉及一种二氧化碳冷媒回路管路接头密封结构，包括公法兰、母法兰及波形金属垫片；在公法兰本体上设置有密封凸台、定位孔及第一螺栓固定孔；在母法兰本体上设置有密封凹槽、定位凸台及第二螺栓固定孔；波形金属垫片设置于密封凹槽内的密封凸台端部；密封凸台的轴向中线与公法兰的轴向中线不重合，密封凹槽的轴向中线与母法兰的轴向中线不重合。本发明的制冷剂回路接头密封结构，采用轴向密封和径向密封组合的密封形式，径向波形金属垫片密封用来对抗高压和泄压，轴向橡胶O型圈密封用来阻止最终低压泄露，有效减少了密封组件的使用，简化了装配过程，同时提升了密封的可靠性。同时提升了密封的可靠性。同时提升了密封的可靠性。


技术研发人员：章志才 王浩 郁泽成 崔建维 李昕 任建华 吴春来 朱俊峰
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/3/14