适用于汽车空调的集成式储液气液分离器的制作方法

1.本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，特别地，涉及汽车空调系统的储液和气液分离器设备。


背景技术：

2.汽车空调系统中，在冷凝器出口和节流机构入口之间的位置通常安装有储液器。储液器的主要作用是贮存多余制冷剂、去除多余水分、过滤杂质、以及气液分离从而保证流出制冷剂为液体。在部分汽车空调系统中，在蒸发器出口和压缩机入口之间的位置会使用气液分离器。气液分离器同样具有贮存多余制冷剂、去除多余水分、过滤杂质、以及气液分离的作用。但是与储液器不同的是，从气液分离器流出的制冷剂是气态，其目的是为了保证进入压缩机的是气体，防止产生液击问题。
3.随着电动汽车的普及，尤其是热泵空调技术的应用，部分汽车空调系统同时采用储液器和气液分离器来保证系统夏季制冷和冬季制热的性能。比如实用新型cn207481600u以及发明cn103807936a中的热泵空调系统均采用了储液器和气液分离器并存的设计。
4.与传统燃油汽车空调相比，电动汽车热泵空调系统在制冷状态和制热状态时需要的制冷剂质量相差较多，充注量一般选取较大值，因此气液分离器需要较大的体积，给空调系统的布置造成困难，另外也使得系统的重量较大。因此优化储液器和气液分离器的结构设计，从而降低总体积和布置复杂性具有重要意义。
5.cn201820626356.x公开了一体的节能制冷辅助设备及其空调制冷系统但该专利将储液器和气液分离器两个筒体连接在一起，实质上仍旧是两个筒体的设计，并且该专利无法实现降低系统体结和重量以及降低管路数量和成本的目的。
6.cn201920994682.0公开了一种具备多功能储液器的汽车热泵空调系统该发明所使用的多功能储液器采用了2个入口和4个出口的设计，此外筒体内还包括内置换热器的设计；但该发明中的多功能储液器没有内置球阀机构的设计，不能实现储液器和气液分离器功能的切换操作。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于汽车空调的集成式储液气液分离器。
8.根据本发明提供的一种适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，包括筒体、进口、出口、球阀机构、内部进气管、内部排气管以及固定块；
9.球阀机构安装在所述筒体上；
10.所述出口与进口均设置在所述筒体顶部，所述筒体内设置有流体容纳腔，所述进口与所述流体容纳腔连通；
11.所述内部进气管与内部排气管均设置在筒体内，所述内部进气管的自由端与所述流体容纳腔连通，所述内部进气管的另一端与球阀机构连接；
12.所述内部排气管的一端与所述出口连通，另一端通过所述固定块与所述球阀机构连接。
13.优选的，还包括干燥包，干燥包通过扎带固定于内部排气管的外壁上。
14.优选的，还包括第一过滤网，所述第一过滤网安装在所述流体容纳腔的上部。
15.优选的，还包括平衡管，所述平衡管的一端与流体容纳腔的顶部连通，另一端连接至内部排气管，并通过平衡孔与内部排气管连通。
16.优选的，所述球阀机构包括电机机构、阀体机构、驱动轴、阀芯组件、通孔螺帽结构、第一密封件以及第二密封件；
17.所述电机机构安装在所述筒体外侧的底部，电机机构通过驱动轴与所述阀芯组件连接；
18.所述第一密封件安装在所述阀体机构内且与所述阀芯组件相接触；第一密封件内设置有第三通孔；
19.所述阀芯组件通过所述第二密封件与所述螺帽结构相接触；所述第二密封件内设置有第二通孔
20.所述阀芯组件的一部分可旋转的安装在所述阀体机构内，另一部分延伸至内部排气管中；通孔螺帽结构安装在所述阀体机构上。
21.优选的，阀体机构包括阀体主体部分
22.所述阀体主体部分安装在所述筒体内部底端；
23.所述阀体主体部分上设置有第一流通孔、第二流通孔、第一安装孔以及第三流通孔；所述阀体主体部分通过所述第一流通孔与所述固定块连接，所述阀体主体部分通过第一安装孔与所述通孔螺帽结构连接；所述阀体主体部分通过第二流通孔与所述内部进气管连接；
24.所述第三通孔与所述第三流通孔相连通。
25.优选的，所述阀芯组件包括阀芯本体与连杆结构，所述阀芯本体可旋转的安装在所述阀体主体部分中，所述连杆结构延伸至内部排气管中；
26.所述阀芯本体上设置有第一阀芯孔、第二阀芯孔以及第三阀芯孔；
27.所述第一阀芯孔与所述第一流通孔连通，所述第二阀芯孔的直径与所述第三通孔相匹配，所述第三阀芯孔的直径与所述第二通孔相匹配；
28.所述连杆结构的长度满足如下要求：所述连杆结构能够遮挡住所述平衡孔。
29.优选的，所述通孔螺帽结构上设置有第一安装槽、第一螺帽通孔以及第二螺帽通孔，所述第一安装槽、所述第一螺帽通孔以及第二螺帽通孔相互连通；所述第二密封件的外径与所述第一安装槽相匹配，所述第二密封件安装在所述第一安装槽上，第二通孔的内径与所述第一螺帽通孔相匹配。
30.优选的，所述固定块连接在所述内部排气管的底部，所述固定块上设置有排气管安装孔，所述排气管安装孔贯穿所述固定块，所述内部排气管通过所述排气管安装孔安装在所述固定块上。
31.优选的，所述第一密封件与第二密封件均为塑料件。
32.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
33.1、本发明将储液器筒体和气液分离器筒体集成到一个筒体上，减少了一个筒体的
体积。
34.2、本发明该集成式设备采用一个进口和一个出口的设计，使得系统的制冷剂管路数量相应减少。
35.3、本发明由于减少了筒体数量和制冷剂管路数量，使得空调系统的重量、体积和成本减少、系统的布置更加方便。
附图说明
36.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
37.图1为本发明适用于汽车空调的集成式储液气液分离器外观结构示意图；
38.图2为本发明适用于汽车空调的集成式储液气液分离器内部结构示意图；
39.图3为本发明中球阀机构的阀体和阀芯结构示意图；
40.图4为本发明中阀体主体部分不能示出第一安装孔的结构示意图；
41.图5为本发明中阀体主体部分能示出第一安装孔的结构示意图；
42.图6为本发明中阀芯结构示意图；
43.图7为本发明中通孔螺帽结构的结构示意图；
44.图8为本发明的适用于汽车空调的集成式储液气液分离器作为储液器工作时的状态结构示意图；
45.图9为本发明的适用于汽车空调的集成式储液气液分离器作为气液分离器工作时的状态；
46.图10为本发明内部排气管、固定块与所述球阀机构的安装示意图；
47.图11为本发明内部排气管、固定块与所述球阀机构安装的爆炸示意图；
48.图12为本发明第一密封件、第二密封件、阀体主体部分与阀芯本体的安装示意图；
49.图13为本发明第一密封件、第二密封件、阀芯本体安装的爆炸示意图；
50.图14为本发明第二密封件安装至通孔螺帽结构后的，第一密封件、第二密封件、阀芯本体的安装爆炸示意图。
51.图中示出：
[0052][0053]
具体实施方式
[0054]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0055]
本发明提供了一种适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，包括筒体1、进口2、出口3、球阀机构4、内部进气管5、内部排气管6以及固定块10；
[0056]
如图1、图2、图3所示，球阀机构4安装在所述筒体1上；所述出口3与进口2均设置在所述筒体1顶部，所述筒体1内设置有流体容纳腔11，所述进口2与所述流体容纳腔11连通；所述内部进气管5与内部排气管6均设置在筒体1内，所述内部进气管5的自由端与所述流体容纳腔11连通，所述内部进气管5的另一端与球阀机构4连接；所述内部排气管6的一端与所
述出口3连通，另一端通过所述固定块10与所述球阀机构4连接。所述固定块10连接在所述内部排气管6的底部，所述固定块10上设置有排气管安装孔，所述排气管安装孔贯穿所述固定块10，所述内部排气管6通过所述排气管安装孔安装在所述固定块10上，优选的所述内部排气管6焊接在所述排气管安装孔内。在一个优选例中，如图10、图11所示，所述固定块10与所述球阀机构4通过螺纹结构连接，且所述固定块10的底端设置有垫片安装位，用于安装垫片，所述垫片安装在所述固定块10与第一阀芯孔442之间。
[0057]
所述的适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，还包括干燥包8，干燥包8通过扎带固定于内部排气管6的外壁上。所述干燥包8用于去除流体容纳腔11中多余的水分。
[0058]
所述的适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，还包括第一过滤网9，所述第一过滤网9安装在所述流体容纳腔11的上部。
[0059]
所述的适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，还包括平衡管7，所述平衡管7的一端与流体容纳腔11的顶部连通，另一端通过平衡孔61与内部排气管6连通。平衡管7的作用是当该设备作为气液分离器工作时，平衡内部排气管6和筒体1内的气体制冷剂压力，防止虹吸现象的发生。
[0060]
所述球阀机构4包括电机机构41、阀体机构42、驱动轴43、阀芯组件44、通孔螺帽结构45、第一密封件422以及第二密封件423；
[0061]
所述第一密封件422安装在所述阀体机构42内且与所述阀芯组件44相接触；第一密封件422内设置有第三通孔4221。所述阀芯组件44通过所述第二密封件423与所述螺帽结构45相接触；所述第二密封件423内设置有第二通孔4231。所述电机机构41安装在所述筒体1外侧的底部，电机机构41通过驱动轴43与所述阀芯组件44连接；所述电机机构41能够通过驱动所述驱动轴43带动所述阀芯组件44旋转。所述电机机构41驱动阀芯组件44围绕驱动轴43旋转实现储液器和气液分离器功能的切换。所述阀芯组件44的一部分可旋转的安装在所述阀体机构42内，所述阀芯组件44另一部分延伸至内部排气管6中；通孔螺帽结构45安装在所述阀体机构42上，优选的，通过螺纹安装。所述球阀机构4用于控制该设备作为储液器还是气液分离器工作，电机机构41提供驱动力，驱动阀芯组件44围绕驱动轴43运动实现储液器和气液分离器功能的切换。
[0062]
阀体机构42包括阀体主体部分421。所述阀体主体部分421安装在所述筒体1内部底端；
[0063]
如图4、图5所示，所述阀体主体部分421上设置有第一流通孔425、第二流通孔426、第一安装孔427以及第三流通孔428，在一个优选例中，所述第一安装孔427的中轴线与所述第三流通孔428的中轴线在同一条直线上，所述第一流通孔425的中轴线垂直于所述第一安装孔427的中轴线。所述阀体主体部分421通过所述第一流通孔425与所述固定块10连接，所述阀体主体部分421通过第一安装孔427与所述通孔螺帽结构45连接；所述阀体主体部分421通过第二流通孔426与所述内部进气管5连接；所述第三通孔4221与所述第三流通孔428相连通。
[0064]
第二流通孔426底部还设置有回油孔424，所述回油孔424将第二流通孔426与流体容纳腔11连通；所述回油孔424用于当集成式储液气液分离器作为气液分离器使用时系统的回油，所述回油孔424内部设置有第二过滤网420；所述第二过滤网420用于防止阀体主体部分421底部杂质经过回油孔424流回流体容纳腔11内。
[0065]
如图6所示，所述阀芯组件44包括阀芯本体441与连杆结构445，所述阀芯本体441可旋转地安装在所述阀体主体部分421中，所述连杆结构445延伸至内部排气管6中；所述阀芯组件44的一部分指的就是所述阀芯本体441，所述阀芯组件44的另一部分指的是连杆结构445。
[0066]
所述阀芯本体441上设置有第一阀芯孔442、第二阀芯孔443以及第三阀芯孔444；在一个优选例中，所述第一阀芯孔442、第二阀芯孔443以及第三阀芯孔444三者的中轴线相互垂直。所述第一阀芯孔442与所述第一流通孔425连通，所述第二阀芯孔443的直径与所述第三通孔4221相匹配，所述第三阀芯孔444的直径与所述第二通孔4231相匹配；第二阀芯孔443与所述第三通孔4221的通闭状态由电机机构41控制阀芯本体441的旋转角度决定；第三阀芯孔444与第二通孔4231通闭状态由电机机构41控制阀芯本体441的旋转角度决定。
[0067]
所述连杆结构445的长度满足如下要求：所述连杆结构445能够遮挡住所述平衡孔61。连杆结构445用于控制位于内部排气管6上的平衡管7的通闭，当连杆结构445盖住平衡孔61时，平衡管7的通路被堵住，而当连杆结构445转动随阀芯本体441转动，离开平衡孔61时，平衡管7的通路被连通，从而实现平衡内部排气管6与筒体1内气体压力的作用。
[0068]
如图7所示，所述通孔螺帽结构45上设置有第一安装槽453、第一螺帽通孔451以及第二螺帽通孔452，所述第一安装槽453、所述第一螺帽通孔451以及第二螺帽通孔452相互连通；在一个优选例中，第一安装槽453与第一螺帽通孔451的中轴线平行，所述第一螺帽通孔451与第二螺帽通孔452的中轴线相互垂直。所述第二密封件423外径与所述第一安装槽453相匹配，所述第二密封件423安装在所述第一安装槽453上，第二通孔4231的内径与所述第一螺帽通孔451相匹配。在一个优选例中，所述第二螺帽通孔452朝向筒体底部，作用是和流体容纳腔11底部连通，而第一螺帽通孔451朝向第二密封件423，由阀芯本体441控制第二通孔4231通闭与否。
[0069]
所述通孔螺帽结构45外侧的设置有外螺纹，所述第一安装孔427内设置有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相匹配，从而将所述通孔螺帽结构45安装在所述阀体主体部分421上，值得注意的是，当所述通孔螺帽结构45安装在所述阀体主体部分421上时，所述第二密封件423与所述阀芯本体441相接触，所述第二密封件423内设置的第二通孔4231的内径与所述第一螺帽通孔451与第三阀芯孔444的直径均相匹配。
[0070]
所述第一密封件422的作用为：能保证从第二阀芯孔443出来的制冷剂，流经第一密封件422内的第三通孔4221，再流入第三流通孔428，不泄漏到其它地方，同时还起到固定阀芯组件44的功效。
[0071]
在一个优选例中，所述第一密封件422与第二密封件423均为塑料件，所述第一密封件422的作用为：能保证从第二阀芯孔443出来的制冷剂，流经第一密封件422内的第三通孔4221，再流入第三流通孔428，不泄漏到其它地方，同时还起到固定阀芯组件44的功效。所述第二密封件423的作用为：保证从第三阀芯孔444中流出的制冷剂，流经第二密封件423的内孔，再进入第一螺帽通孔451，而不泄漏到其它地方。这个第二密封件423与所述阀芯本体441相接触还具有固定阀芯的作用，使阀芯只能转动，不能移动。
[0072]
在一个优选例中，所述阀芯组件44下方还可以设置一个塑料环46，起到进一步固定阀芯的作用。
[0073]
图12、图13以及图14描述了本发明局部的安装图或爆炸图。
[0074]
本发明的工作原理如下：
[0075]
当该设备安装在汽车空调系统中时，制冷剂由进口2流入筒体内，筒内的制冷剂则经由内部排气管6和出口3流出，系统多余的制冷剂存储于筒体1的内腔中。内部进气管5用于将位于筒体1内顶部的气态制冷剂经过球阀结构4引入至内部排气管6，然后从出口3排出。该设备的主要作用是对流过的制冷剂气液分离、储存系统多余的制冷剂、去除系统多余水分以及过滤系统杂质。
[0076]
该设备集成了储液器和气液分离器的功能，通过球阀机构4来控制该设备作为储液器还是作为气液分离器工作。当该设备作为储液器工作时，从出口3中流出的为液态制冷剂，而当该设备作为气液分离器工作时，从出口3中流出的则为气态制冷剂。
[0077]
图8展示了当该集成式储液气液分离器作为储液器工作时的状态以及制冷剂流通路线。此时阀芯本体441的实心部分正对第一密封件422上的第三通孔从而阻止了位于流体容纳腔11顶部气体制冷剂从内部进气管5经过阀体主体部分421、第一密封件422以及阀芯本体441进入内部排气管6。而第三阀芯孔444则正对第二密封件423使得位于流体容纳腔11底部的液体制冷剂由于筒体1内的压力可以经由通孔螺帽结构45的第二螺帽通孔452再通过第一螺帽通孔451，然后依次经过第二密封件423上的第二通孔4231、、阀芯本体441上的第三阀芯孔444、第一阀芯孔442以及阀体主体部分421上的第一流通孔425进入内部排气管6，并最终经过出口3流出筒体。当集成式储液气液分离器作为储液器工作时，平衡管7不需要工作，因此所述连杆结构445处于盖住平衡孔61的位置。
[0078]
图9展示了当该集成式储液气液分离器作为气液分离器工作时的状态以及制冷剂流通路线。此时由电机机构41驱动阀芯组件44转动90度，使得阀芯本体441的实心部分正对第二密封件423上的第二通孔4231，从而阻止了位于流体容纳腔11底部的液体制冷剂经过通孔螺帽结构45、第二密封件423以及阀芯组件44进入内部排气管6。同时，阀芯本体441另一侧的第二阀芯孔443则正对第一密封件422上的第三通孔，使得位于流体容纳腔11顶部的气体制冷剂从内部进气管5经过阀体主体部分421上的第二流通孔426和第三流通孔428，再通过第一密封件422上的第三通孔4221、阀芯本体441上的第二阀芯孔443，然后从第一阀芯孔442通过第一流通孔425进入内部排气管6，并最终经过出口3流出筒体。当集成式储液气液分离器作为气液分离器工作时，平衡管7需要工作，而此时由于阀芯组件44的转动与阀芯本体441相连的连杆结构445从由原来盖住平衡孔61的位置挪开从而露出平衡孔，从而实现平衡管的正常工作。
[0079]
本发明提出一种适用于汽车空调的集成式储液气液分离器，该设备利用一个筒体同时实现储液器和气液分离器的功能，并且提出该设备的基本操作原理，通过集成到筒体的一个球阀机构实现储液器功能和气液分离器功能之间的切换。本发明由于仅使用一个筒体来实现储液器和气液分离器的功能，系统的体积和重量将显著减小，同时相应的管路数量也将会降低，系统布置的复杂性和成本显著降低。
[0080]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0081]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述
特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。