技术领域
[0001] 本
发明涉及充注阀技术领域，具体而言，涉及一种车辆用二氧化碳
空调系统的充注阀。
背景技术
[0002] 随着空气污染和
全球变暖问题日益严重，在排放法规、能耗的双重压
力驱动下，“新
能源”已成为全球
汽车产业无可争议的必然趋势。
[0003] 目前，汽车空调冷媒主要是R134a或1234yf，随着全球新能源汽车产业的发展，更加环保的CO2空调系统就走向了前台，汽车空调系统使用二氧化碳作为新型制冷剂其工作特点就是高温和高压，其
工作温度高达140℃—150℃，工作压力可达14Mpa-15Mpa，比通常汽车空调系统的压力高十倍，在这种工作环境下，原先R134a或1234yf空调系统上的充注阀是无法适应的。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于针对上述问题提供一种可在高温和高压环境下使用的二氧化碳充注阀。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的二氧化碳充注阀，包括
阀体和阀芯组件；
[0006] 阀体为管状结构，其内孔由左至右依次包括同轴的圆柱孔Ⅰ和圆柱孔Ⅱ，圆柱孔Ⅰ的直径小于圆柱孔Ⅱ的直径，圆柱孔Ⅱ的内壁上设置有
定位结构和止退结构；
[0007] 阀芯组件包括阀芯、复位
弹簧和阀芯座；
[0008] 阀芯可移动地设置于阀体内，阀芯分为左右两段，阀芯的最大直径与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配，阀芯的外圆周上沿轴向设置有通气槽，阀芯左段移动后可堵住圆柱孔Ⅰ，阀芯右段中心处设置有内孔；
[0009] 阀芯座包括左右两段，左段的直径小于右段的直径，右段的直径与阀体上的圆柱孔Ⅱ相匹配，右段设置于定位结构和止退结构之间，左段伸向阀芯的内孔；
复位弹簧一端套在阀芯座的左段上，另一端抵在阀芯内孔的内端面上；阀芯座的右段上还设置有通气孔，通气孔与圆柱孔Ⅱ相连通。
[0010] 进一步的，阀芯左段与右段直径相同，均与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配，阀芯左段平面端面上开有同轴的密封槽，所述密封槽内安装有
密封圈。
[0011] 进一步的，阀体的圆柱孔Ⅰ和圆柱孔Ⅱ之间还设置有同轴的锥形孔。
[0012] 进一步的，阀芯左段端面为圆锥面，所述圆锥面与锥形孔相匹配，圆锥面上开有同轴的密封槽，密封槽内安装有密封圈。
[0013] 进一步的，阀芯左段的直径小于右段的直径，阀芯左段的直径与圆柱孔Ⅰ的直径相匹配，阀芯右段的直径大于锥形孔的最大直径，与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配，阀芯左段外表面设置有密封圈，左段端部设置有导气槽。
[0014] 进一步的，阀芯左段上的密封圈套在阀芯左段外径上，阀芯左段插入圆柱孔Ⅰ后将密封圈
挤压于锥形孔内。
[0015] 进一步的，阀芯左段上沿圆周开有同轴的密封槽，密封圈设置于密封槽内。
[0016] 进一步的，阀体左端部还设置有与圆柱孔Ⅰ同轴的导向锥孔。
[0017] 进一步的，阀体左端部安装有防尘
螺母。阀体右端部上设置有与圆柱孔Ⅱ同轴的外
螺纹，用于与空调系统连接。
[0018] 进一步的，定位结构和止退结构均为弹性
卡簧，两者平行设置于圆柱孔Ⅱ内壁的卡槽中。
[0019] 本发明具有以下有益效果：
[0020] (1)本发明的充注阀可在高温和高压环境下长期工作；
[0021] (2)本发明的阀芯内没有阀芯杆或者阀芯杆很小，所以具有较大空间容纳强力复位弹簧，因此即使将空调系统抽
真空后，在强力复位弹簧作用下阀芯也会与阀体紧紧闭合,使密封圈处在最佳弹性
变形状态下，密封极为可靠，不会造成外界大气或者尘埃进入空调系统内，反之，空调器内部制冷剂亦不会
泄漏到大气；
[0022] (3)本发明的充注阀上所用密封圈的弹性压缩变形量都由密封槽或特意设置的密封空间控制在合理范围内，因此充注阀上所用密封圈均不会受到来自空调系统内部的机械压力而造成损坏，所用密封圈类型广泛，诸如耐高温
橡胶密封圈、泛塞封、弹簧蓄能密封圈等等；
[0023] (4)本发明的充注阀结构简单，无论是抽真空还是充注制冷剂，操作过程一次即可。
[0024] (5)本发明的充注阀结构适用范围宽广，不仅适用于二氧化碳制冷剂。也适用于其他制冷剂，如134a、1234yf等。
附图说明
[0026] 图2是实施例1中阀体结构示意图之一；
[0027] 图3是实施例1中阀体结构示意图之二；
[0028] 图4是实施例1阀芯组件结构示意图；
[0029] 图5是实施例1中阀芯左视图；
[0030] 图6是实施例1中阀芯座左视图；
[0031] 图7是本发明实施例2结构示意图；
[0032] 图8是实施例2阀芯结构示意图；
[0033] 图9是本发明实施例3结构示意图；
[0034] 图10是本发明实施例4结构示意图；
[0035] 其中，上述附图包括以下附图标记：1、阀体；11、圆柱孔Ⅰ；12、锥形孔；13、圆柱孔Ⅱ；14、定位结构；15、止退结构；16、圆柱孔Ⅲ；17、导向锥孔；2、阀芯；21、内孔；22、通气槽；23、导气槽；3、复位弹簧；4、阀芯座；41、通气孔；5、密封圈；6、防尘螺母。
具体实施方式
[0036] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例中的特征可以相互组合。
[0037] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对
位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
[0038] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0039] 实施例1
[0040] 如图1-6所示，本实施例的二氧化碳充注阀包括阀体1和阀芯组件，阀体为管状结构，其内孔由左至右依次包括同轴的圆柱孔Ⅰ11、锥形孔12和圆柱孔Ⅱ13，圆柱孔Ⅰ的直径小于圆柱孔Ⅱ的直径，圆柱孔Ⅱ的内壁上设置有定位结构14和止退结构15,本实施例中,定位结构和止退结构均采用弹性卡簧,弹性卡簧安装于圆柱孔Ⅱ内壁的卡槽中。
[0041] 阀芯组件包括阀芯2、复位弹簧3和阀芯座4；
[0042] 阀芯可移动地设置于阀体内，阀芯分为左右两段，左段端面为圆锥面，圆锥面与锥形孔相匹配，圆锥面上开有同轴密封槽，密封槽内安装有密封圈5；阀芯右段的外径与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配，阀芯右段中心处设置有内孔21，阀芯右段的外圆周上沿轴向设置有贯穿整个右段的通气槽22；
[0043] 阀芯座4包括左右两段，右段设置于两个弹性卡簧之间，右段的直径与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配；左段的直径小于右段的直径，左段穿过弹性卡簧伸向阀芯内孔21；复位弹簧一端套在阀芯座4左段上，另一端抵在内孔21的内端面上；阀芯座右段上还设置有贯穿整个阀芯座右段的通气孔41，通气孔与圆柱孔Ⅱ相连通。
[0044] 两个弹性卡簧分别起到定位和止退的作用，左侧的弹性卡簧用来为阀芯座定位，使阀芯座安装到规定位置,确保在不充注的状态下阀芯能够堵住阀体内孔,防止泄露；右侧的弹性卡簧用来防止充注时阀芯座在压力作用下后退，以确保阀芯座不会发生轴向移动。
[0045] 基于这个目的，除了双弹性卡簧，定位结构和止退结构还可以有其他实现方式，比如在圆柱孔Ⅱ右侧设置一个直径大于圆柱孔Ⅱ的圆柱孔Ⅲ16，圆柱孔Ⅲ与圆柱孔Ⅱ之间形成台阶形定位结构，阀芯座的右段外径与圆柱孔Ⅲ的直径相匹配，阀芯座右段之左端面与圆柱孔Ⅲ和圆柱孔Ⅱ之间所形成的台阶端面贴合形成定位状态，再在圆柱孔Ⅲ内壁规定位置上设置卡槽，在卡槽内安装弹性卡簧形成止退结构即可，如图3所示。
[0046] 为了方便充注管插入，阀体左端部还设置有导向锥孔17，导向锥孔与圆柱孔Ⅰ相连通且同轴。
[0047] 阀体左端部还设置有
外螺纹，通过外螺纹安装有防尘螺母6，防尘螺母的作用是防止灰尘杂质等无用物质进入充注阀内。阀体右端部也设置有外螺纹，用于与空调系统连接。本实施例中,阀体两端的外螺纹与圆柱孔Ⅰ、圆柱孔Ⅱ同轴，左右两个端平面与圆柱孔中心线垂直。
[0048] 本实施例的装配过程如下：
[0049] 第一步，将阀芯装入圆柱孔Ⅱ使阀芯安装有密封圈的圆锥面与阀体的锥形孔相贴合；
[0050] 第二步，将第一个弹性卡簧卡入阀体的左侧卡槽内；
[0051] 第三步，将复位弹簧套在阀芯座的左段上；
[0052] 第四步，将阀芯座穿过第一个弹性卡簧的内孔，左段伸向阀芯内孔，使复位弹簧端部抵住阀芯内孔的内端面；
[0053] 第五步，安装好第二个弹性卡簧，将阀芯座固定住，此时阀芯座便不会轴向移动。
[0054] 第六步，拧紧防尘螺母。
[0055] 本实施例的充注阀的工作过程如下：
[0056] 第一步，将充注阀上的防尘螺母拧下来；
[0057] 第二步，将充注小管通过导向锥孔插入圆柱孔Ⅰ，充注小管继续前进就会顶开阀芯，使阀芯圆锥面与锥形孔分开出现缝隙，此时阀芯上的密封圈失去了密封作用，复位弹簧处于压缩状态；
[0058] 第三步，开启真空
泵抽真空。以下实施例所述结构均可先抽真空。
[0059] 第四步，真空度达到规定要求后立即切换为充注CO2状态，打开CO2阀
门，向充注阀内灌注CO2冷媒，CO2冷媒沿着阀芯上的通气槽和阀芯座上的通气孔进入空调器内；
[0060] 第五步，充注完成后将充注小管回退，此时复位弹簧同步顶起，随着充注小管后退，在复位弹簧的作用下加上空调系统内的压力使得阀芯的圆锥面重新堵塞住锥形孔，圆锥面上的密封圈又起到了密封作用。
[0061] 实施例2
[0062] 本实施例与实施例1的区别在于阀芯的结构不同，如图7-8所示，本实施例中阀芯左右两段均为圆柱体，右段的直径与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配，左段的直径小于右段的直径；阀芯左段外径上套有密封圈，左段插入圆柱孔Ⅰ后，将密封圈挤压于锥形孔内产生密封作用。阀芯左段端部设置有导气槽23。导气槽的长度要确保在阀芯完全堵住锥形孔后，导气槽和锥形孔不连通。
[0063] 当然，上述锥形孔与阀芯组合形成的锥环形密封空间也可以用组合成横截面为矩形的环形密封空间代替。
[0064] 本实施例的充注阀的工作过程如下：
[0065] 第一步，将充注阀上的防尘螺母拧下来；
[0066] 第二步，将充注小管通过导向锥孔插入圆柱孔Ⅰ，推进充注小管直至阀芯右段的左端面与阀体内端面脱离
接触，此时密封圈也与锥形孔脱离密封状态出现空隙，阀芯左段端部的导气槽与锥形孔相连通，此时复位弹簧处于压缩状态；
[0067] 第三步，打开CO2阀门，向充注阀内灌注CO2冷媒，CO2冷媒沿着导气槽和阀芯座上的通气槽进入空调内；
[0068] 第四步，充注完成后，将充注小管回退，此时复位弹簧顶起，在复位弹簧的作用下加上空调系统内的压力，阀芯左段的密封圈一接触到锥形孔就会产生密封作用，随即阀芯右段的左端面与阀体内端面又紧密贴合在一起，此时充注小管尚未完全退出，充注阀就已完全密封好，所以当充注小管完全退出后，空调系统也早已无泄漏冷媒之忧了。
[0069] 实施例3
[0070] 如图9所示，本实施例与实施例2的区别在于阀芯左段上密封圈的设置方式不同。本实施例中，阀芯左段外径上沿圆周开槽，密封圈设置于槽内。
[0071] 本实施例的充注阀的工作过程如下：
[0072] 第一步，将充注阀上的防尘螺母拧下来；
[0073] 第二步，将充注小管通过导向锥孔插入圆柱孔Ⅰ，推进充注小管使得导气槽移动至锥形孔位置，导气槽与锥形孔导通，此时密封圈失去了密封作用，复位弹簧处于压缩状态；
[0074] 第三步，打开CO2阀门，向充注阀内灌注CO2冷媒，CO2冷媒沿着导气槽和阀芯座上的通气槽进入空调内；
[0075] 第四步，充注完成后，将充注小管回退，此时复位弹簧顶起，在复位弹簧的作用下加上空调系统内的压力，阀芯左段重新远离锥形孔进入圆柱孔Ⅰ，阀芯左段的密封圈又恢复了密封作用，此时充注小管尚未完全退出，充注阀就已完全密封好，所以当充注小管完全退出后，空调系统也早已无泄漏冷媒之忧了。
[0076] 实施例4
[0077] 如图10所示，本实施例与上述实施例的区别在于：
[0078] 第一点，阀体的内孔只包括同轴的圆柱孔Ⅰ和圆柱孔Ⅱ，没有锥形孔；
[0079] 第二点，阀芯结构不同，本实施例中，阀芯仅为一个圆柱体，阀芯左段与右段直径相同，均与圆柱孔Ⅱ的直径相匹配。阀芯左端面堵塞住圆柱孔Ⅰ，左端面上开有同轴的密封槽，密封槽内安装有密封圈。通气槽轴向贯穿整个阀芯外表面。
[0080] 本实施例的充注阀的工作过程如下：
[0081] 第一步，将充注阀上的防尘螺母拧下来；
[0082] 第二步，将充注小管插入圆柱孔Ⅰ，推进充注小管直至将阀芯顶开，使阀芯端面的密封圈失效，此时复位弹簧处于压缩状态；
[0083] 第三步，打开CO2阀门，向充注阀内灌注CO2冷媒，CO2冷媒沿着通气槽进入空调内；
[0084] 第四步，充注完成后，将充注小管回退，复位弹簧同步顶起，在复位弹簧的作用下加上空调系统内的压力，阀芯左端部重新堵住圆柱孔Ⅰ，阀芯端面的密封圈随即恢复密封作用，此时充注小管尚未完全退出，充注阀就已完全密封好，所以当充注小管完全退出后，空调系统也早已无泄漏冷媒之忧了。
[0085] 在实际应用中，充注小管插入后可先抽真空，而后再切换为充注二氧化碳。
[0086] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
