CN101260957B - 快速连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有附属壳体的快速连接器。所述附属壳体以相对于该壳体流体密封的关系来承接诸如绝对压力传感器或压差传感器的系统传感装置。承接器部分被设置为将传感器连接到测量仪器。

Description

快速连接器
本申请依照35U.S.C.§119要求于2006年3月8日提交的临时申请60/780,141的优先权。
技术领域
本发明涉及流体系统快速连接器，用于将刚性管连接到柔性软管或其它系统构件。更具体地，本发明涉及一种快速连接器，其中包括用于传感系统内状况的机构。
背景技术
快速连接器通常用于提供刚性管与柔性软管或其它构件之间的持久但可分离的连接。这种连接被描述于美国专利5,161,832；5,324,082；5,423,577；5,586,792；5,626,371；5,628,531；5,863,077；6,846,021以及美国公开No.2005/0218650中，上述每个专利的主题内容被合并于此作为引用参考。
这类快速连接器具有广泛的应用，不过特别用于车辆燃料系统中。许多这样的连接器被应用于包含现代机动车辆的燃料系统在内的液体和/或蒸汽管线中。
当今的引擎操作诊断及控制的革新，已经显示出在燃料系统中监控运行状况的需要。诸如燃料或蒸汽压力、真空度、温度之类的参数必须被检测以提供诊断或控制功能所必须的输入。引入分立的传感元件使得给定系统中的构件数量成倍增长，并且已经增加了系统中的连接数量或者可能的渗漏路径数量。可替换地，将传感元件增加到诸如燃料箱法兰的构件中，使设计要求复杂化，并增大了成本。
发明内容
本发明提供了一种快速连接器装置，其允许将系统传感元件合并于连接器主体中。连接器主体包括整体形成的壳体，其限定具有可移除盖的腔或室，以便安装各种机械构件特别是传感机械构件。在本发明的范围内，壳体腔可容纳各种各样的装置，其可以是也可以不是传感机械构件。
连接器主体限定了系统中的流体路径的一部分。主体中的路径提供了从流体系统到所述室的流体连通。
在所公开的实施例中，在壳体中与连接器主体一体形成的传感器测量所传感的参数值，并提供指示该值的信号。承接器承接了将传感器连接到信号接收和处理电路的电塞。
附图说明
图1是图示本发明原理的快速连接器主体的局部剖切立体图；
图2是图1的快速连接器主体的俯视图；
图3是图1的快速连接器主体的端视图；
图4是具有安装在附属室中的传感装置并具有图1-3的连接器主体的快速连接器的沿着图2中的线4-4截取的局部截面图；
图5是具有安装在附属室中的传感装置并具有图1-3的连接器主体的快速连接器的沿着图3中的线5-5截取的局部截面图；
图6是图示本发明各特征的形式略微不同的快速连接器主体的立体图；
图7是图6的快速连接器主体的局部剖切立体图；
图8是图6的快速连接器主体的侧视图；
图9是图6的快速连接器主体的端视图；
图10是图6的快速连接器主体的俯视图；
图11是图6的快速连接器主体以不同程度观察的进一步的立体图；和
图12是可结合本发明使用的应变仪传感器装置的示意性视图；
图13是使本发明原理具体化的另一种快速连接器主体的立体图；
图14是沿图13的线14-14截取的图14的快速连接器主体的截面图；
图15是沿图13的线15-15截取的图14的快速连接器主体的截面平面图；
图16是可结合本发明使用的可变电容传感装置的示意图。
具体实施方式
转向图1-5，示出了一种图示本发明的快速连接器接头的连接器主体。为了图示本发明原理，对诸如美国专利No.5,586,792中公开的连接器主体进行说明。专利No.5,586,792的内容被合并于此作为引用参考。
专利No.5,586,792的公开内容描述了连接器和包括刚性管和柔性软管的流体系统构件。在下文中的内容描述了针对专利No.5,586,792而进行的增加和改造，以将本发明具体化。不过，本发明适于与早先提到的任何快速连接器、以及本领域中已知的为数众多的其它快速连接器结构结合使用。
图1图示了使本发明具体化的连接器主体50。它为大致圆柱形的纵长结构，并由诸如尼龙-12的聚合物材料模制而成。它包括限定了通孔56的壁54，通孔56从大直径凸起构件承接端58延伸到钩杆或者软管连接端60。所述钩以众所周知的方式与所附接的柔性软管共同作用，从而可将柔性软管可松脱地保持在端60上。
图示的杆端适于将柔性软管附接到连接器的主体50。根据流体系统中采用的构件，可使用多种其它的端结构。例如，端60可以配置为被紧固到非柔性管线或刚性管线，在端60与所附接的管线之间可以设置或者不设置O形环密封件。所述连接可采用多种方式进行紧固，例如通过卷边、玛格纳成形(magna-forming)等。
根据内孔56在直径上的变化，将该孔划分成流体通路部分110、管端承接器101、和密封件承接部分90。流体通路部分110与所附接的软管连通。管端承接器部分101定位了插入管的端部。密封件承接部分90容纳一个或多个O形环密封件，从而提供与所插入的刚性管的流体密封关系。
所述主体进一步限定邻接于凸构件承接端58的保持件封装部分70。它包括由支撑构件所连接的外环边缘72和内环边缘74。大致U形的保持件150位于边缘72与边缘74之间，并以众所周知的方式与凸构件共同作用，从而将凸构件可松脱地保持在连接器主体中，其中，管的翻转由于被保持件卡紧而受限以防止其松脱。
根据本发明，连接器主体50设有整体模制到连接器主体50并一般标注为170的附属壳体。它包括有附属腔限定部分172和承接器部分174。它被设置为大致横切于由主体50的壁54限定的通孔56的纵轴。不过，壳体170可相对于孔56长度方向以任意所希望的关系而取向。
腔限定部分172限定附属室178，以承接下文中将更详细论述的传感器或其它装置292。腔限定部分包括底壁180，其部分地与连接器主体50的壁54共同延伸，最佳地如图2和图5所示。底壁180包括与通孔56相连通的孔或通道182。室178因而与包括快速连接器接头在内的系统中的流体实现流体连通。
侧壁184沿远离连接器主体50的方向从底壁180延伸，并与环绕边缘186一起限定了入口。
壳体170的承接器部分174包括从壳体170的腔限定部分172的侧壁184之一延伸的壁190。壁190限定了中空的塞承接室192。
导电的叉或叶片194以流体密封关系被嵌入侧壁184中，并延伸进入室178中。叉194的端部暴露于室178中，并包括接触部分，用于与传感器或其它装置292的电路相接触。
突起195被设置在壁190的外部上。它被配置为与关联到传感器监控和数据处理装置的可插入塞(未示出)共同作用。突起195将所述塞可松脱地保持在中空的塞承接室192之中。通过与叉194的接触，所述塞中合适的接触部分完成了至装置292的电路。
盖196被可松脱地定位在边缘186上。盖196以流体密封的关系连接到边缘186。装置292可拆卸地安装在壳体170的室178中。
最佳地如图4所示，盖196包括在周围大气与腔或室178内部之间连通的端口197。它位于保护帽198下方。这种端口或通道提供了通向周围环境大气的参考源的路径。传感器292可基于在流体系统中检测到的状况与周围大气中相应数据之间的差异而提供对比信号。端口197通过装置292与端口或通道182分开，装置292以与侧壁184的流体密封的关系而被设置在腔178中，从而保持了在主体50的通孔56中的流体系统的流体的流体密封完整性。
图12中示意性图示了诸如应变仪的装置292，其可插入图1-5的实施例中的附属壳体170的附属室178中。该装置被设置在腔或室178中。为了确保与快速连接器结合的流体系统的流体密封完整性，装置292采用合适的密封剂或灌封材料291以防渗漏的关系相对于室128的侧壁184密封。采用这种方式，在与连接器通孔56中的流体系统连通的端口或通道182与盖196中暴露于大气的端口197之间不存在路径。
如图4和图5最佳所示的灌封材料291可为环氧树脂，例如固化的液态聚硫化物，其为室178中的电连接器提供了良好的绝缘、密封、增强和耐蚀性能。它还可耐受碳氢化合物燃料。它是将在传感器292和连接器周围流动的易流动材料。它也适合于在边缘186处的盖196与侧壁184之间形成密封连接，以确保室178的流体密封完整性。
参照图12，图示了应变仪压力传感器，其被定位以传感在连接器主体50的流体通道或孔56中的压力。它包括：横隔膜293，其暴露于底壁180内的通路182中的流体压力；和金属箔294，其邻近于横隔膜293。所述箔传感由于横膈膜293的变形而引起的应变。电导线295连接到接触件191，接触件191接触叉194并且将电信号传送到测量仪(未示出)，该测量仪将检测到的信号转换为压力读数。
应该注意的是，由于传感器292结合到附属腔或室178中的侧壁184，因此在所有应用中均不必使用盖196。传感装置292可包括导线295，导线295从装置顶部延伸并穿过由边缘186限定的开口而穿出室178。
装置292可为适用于实现传感功能的任意传感器。它可为温度传感变换器、压力或真空传感变换器、或者对温度和压力均进行传感的电热调节器。传感器例如可监控流体系统中的蒸汽的氧含量或烃含量。
具有主体且该主体所包含的附属壳体具有诸如室178的附属室的快速连接器，可以用于任意数量的系统装置，而不必仅用于识别和报告系统状况的传感器。这些系统装置包括渗漏探测装置、蒸汽关断装置、可变节流孔或流量控制装置、蒸汽清除装置、流量转向装置、脉冲阻尼器、调整器、排放装置、手动关断装置、排放端口等等。
转向图6-11，图示有描述本发明的连接器主体。连接器主体包括彼此以90度(90°)定位的两部分，如美国专利5,423,577或5,628,531中所述，上述专利的公开内容被合并于此作为引用参考。包含了由所示连接器主体所连接的刚性管和柔性软管在内的流体系统构件，如上文所述地而进行配置并在本领域内是众所周知的。
图6和图7图示了使本发明具体化的连接器主体250。它为大致圆柱形的纵长结构并由诸如尼龙-12的聚合物材料模制而成。它包括限定了通孔256的壁254，通孔256从大直径凸起构件承接端258延伸到钩杆或者软管连接端260。所述钩以众所周知的方式与所附着的柔性软管共同作用，从而将柔性软管可松脱地保持在端260上。
图示的杆端适于将柔性软管附接到连接器的主体250。根据流体系统中采用的构件，可使用多种其它的端结构。例如，端260可以配置为被紧固到非柔性管线或刚性管线，在端260与所附接的管线之间可以设置或者不设置O形环密封件。所述连接可采用多种方式进行紧固，例如通过卷边、玛格纳成形等。
该实施例与图1-5所示实施例之间的主要差别在于，连接器主体250具有“肘状”的形状。也就是说，凸构件承接端258与杆部分260相对于彼此以90度(90°)设置，而通孔256限定了包括有90°弯转的流体通路。这种形状的快速连接器广泛应用于空间受限的场所，并且刚性管和柔性软管可相对于彼此以一定的角度定位。应该理解的是，该角度并不限于90°。在凸构件承接端258与杆端或软管连接器端260之间，可采用任何合适的成角关系。
根据内孔256在直径上的变化，将该孔划分成流体通路部分310、管端承接器301、和密封件承接部分290。流体通路部分310与其所附接的软管连通。管端承接器部分301定位了插入管的端部。密封件承接部分290容纳一个或多个O形环密封件，从而提供与所插入的刚性管的流体密封关系。
所述主体进一步限定邻接于凸构件承接端258的保持件封装部分270。它包括由支撑构件所连接的外环边缘272和内环边缘274。大致U形的保持件350位于边缘272与边缘274之间，并且以众所周知的方式与凸构件共同作用，从而将凸构件可松脱地保持在连接器主体中，其中，管的翻转由于被保持件卡紧而受限以防止其松脱。
根据本发明，连接器主体250设有整体模制到连接器主体250并且一般标注为370的附属壳体。它包括有附属腔限定部分372和承接器部分374。它被设置在软管连接端260上，并且大致平行于由主体250的壁254限定的通孔256的纵轴。不过，壳体370可相对于孔256长度方向以任意所希望的关系而取向。
腔限定部分372限定附属室378，以承接参照如图1-5中的实施例所论述的传感器或其它装置。腔限定部分包括了底壁380，其部分地与连接器主体250的壁254共同延伸。底壁380包括与通孔256连通的孔或通路382。传感器室378因而与包括快速连接器接头在内的系统之中的流体实现流体连通。
侧壁384沿远离连接器主体250的方向从底壁380延伸，并与环绕边缘386一起限定了入口。
壳体370的承接器部分374包括从壳体370的腔限定部分372的侧壁384之一延伸的壁390。壁390限定了中空的塞承接室392。
导电的叉或叶片394以流体密封关系在模制过程中被嵌入侧壁384中，并延伸进入室378中。叉394的端部暴露于室378中，用于与诸如传感器292的传感器或其它装置的电路相接触。
突起395被设置在壁390的外部上。它被配置为与关联到传感器监控和数据处理装置的可插入塞(未示出)共同作用。突起395将所述塞可松脱地保持在中空的塞承接室392之中。通过与叉394的接触，所述塞中的合适的接触部分完成了至装置292的电路。
盖396被可松脱地定位在边缘386上。盖396以流体密封的关系连接到边缘386。传感装置可拆卸地安装在壳体370的室378中。
盖396包括在周围大气与腔或室378内部之间连通的端口397。它位于保护帽398的下方。这种端口或通道提供了通向周围的环境大气的参考源的路径。传感器292可以基于在流体系统中检测到的状况与周围大气中的相应数据之间的差异而提供对比信号。如参照图1-5的实施例所进行的说明，端口397通过装置292与端口或通道382分开，从而保持了主体250的通孔256中的流体系统的流体的流体密封完整性。
图16中示意性图示的传感装置360可插入图1-6的实施例的附属壳体170或者图7-12的实施例的附属壳体370。它设置在腔限定部分172或372的室178或378中。为确保与快速连接器组合的流体系统的流体密封完整性，装置360采用诸如前述中的结合图1-5的合适的密封剂或灌封材料，按照防漏关系而密封在室178或378中。以这种方式，在与连接器中的流体系统连通的端口或通路182或382与盖196或396中的暴露于大气的端口197或397之间，不存在路径。
图16中所示的传感器360为可变电容压力传感器。它包括横膈膜362，其暴露于通过通路182或382的通孔56或256中的流体压力。所述横膈膜响应于系统中的压力而变形。另外的静态板363被嵌入到装置360内的介电材料中。电导线364从所述装置延伸到合适的仪器。横膈膜的变形提供了该装置的电容特性的信号变化或电压变化，然后，该信号变化或电压变化可被传送到测量仪器，用于转换至读出器或至系统监控器的输入。如果所述另外的板暴露于大气，则提供压差读数。
如同前述实施例中的情况，传感器360以流体密封关系设置到附属室378的侧壁384。导线364可从所述室延伸穿过由边缘386所限定的开口，并且没有必要采用盖396。
传感器292或360是蒸汽或液体燃料压力传感器。它们可为压差传感器或绝对压力传感器。这类传感器可以方便地购自：Delphi World and NorthAmerican Headquarters，5725 Delphi Dr.，Troy，MI 48098、Robert Bosch LLC，38000 Hills Tech Drive，Farmington Hills，MI 48331；或Sensata Technologies，529 Pleasant St.，Attleboro，MA 02703。这样的传感器之一众所周知为OBDII传感器并用于机车燃料或蒸汽系统中。
也可以将非动力或非电动装置安装到附属壳体170或370的腔或室178或378中。这类装置可包括小型蓄电池或脉冲阻尼器。还可以考虑安装的是：当在燃料箱中未设置燃料压力调整器时可考虑安装的具有回流用第三端口的调整器；用于诸如具有发电用分体式内燃机引擎的改造车辆的重载应用的排放端口；加热器；等等。具有附属壳体的连接器主体也可以包含其它装置，例如箱排放装置、手动关断或分流阀、和多种其它装置。所有这些以及其它许多选择可以通过本发明的快速连接器而变得可行。
现在转向图13-15，图示了使本发明具体化的连接器主体450的改造形式。如同之前的实施例，它为大致圆柱形的纵长结构并由诸如尼龙-12的聚合物材料模制而成。它包括限定通孔456的壁454，通孔256从大直径凸起构件承接端458延伸到钩杆或者软管连接端460。所述钩以众所周知的方式与所附着的柔性软管共同作用，从而将柔性软管可松脱地保持在端460上。
图示的杆端适于将柔性软管附接到连接器的主体450。如同前述实施例中的情况，根据流体系统中采用的构件，可使用多种其它的端结构。例如，端460可以配置为紧固到非柔性管线或刚性管线，在端260与所附接的管线之间可以设置或者不设置O形环密封件。所述连接可以采用多种方式进行紧固，例如通过卷边、玛格纳成形等。
根据内孔456在直径上的变化，将该孔划分成流体通路部分510、管端承接器501、和密封件承接部分490。流体通路部分510与其所附接的软管连通。管端承接器部分501定位了插入管的端部。密封件承接部分490容纳一个或多个O形环密封件，从而提供与所插入的刚性管的流体密封关系。
所述主体进一步限定邻接于凸构件承接端458的保持件封装部分470。它包括由支撑构件所连接的外环边缘472和内环边缘4744，如之前的实施例所述。大致U形的保持件位于边缘472与边缘474之间，并以众所周知的方式与凸构件共同作用，从而将凸构件可松脱地保持在连接器主体中，其中，管的翻转由于被保持件卡紧而受限以防止其松脱。
根据本发明，连接器主体450设有整体模制到连接器主体450并且一般标注为570的附属壳体。它包括附属腔限定部分572。它被设置为大致垂直于由主体450的壁454限定的通孔456的纵轴。
腔限定部分572限定附属室578，以承接下文中将更详细论述的传感器或其它装置。连接器主体450的壁454包括与通孔456连通的孔或通路582。室578因而与包括快速连接器接头在内的系统中的流体实现流体连通。
管状侧壁584从连接器主体450延伸，并与环绕边缘586一起限定入口。
侧壁584的内表面设有螺纹587，以承接具有外螺纹的传感器。例如，图16的传感器360具有外螺纹365。该传感器被螺纹587紧固于附属室578中。壁584上的螺纹可替换地为外螺纹，而传感器设有具有内螺纹的法兰或套筒。
本实施例中并不需要诸如盖196或396的盖以及附属壳体170或370的承接器部分174或374。采用这种配置的传感器以流体密封关系而被紧固于侧壁584，从而将该传感器保持在室578中，并且还提供了对于室578中的系统状况的获取途径。
室578通过孔582与通孔456中的流体系统连通，从而提供附属室578中的系统状况。诸如导线364的导线将传感器365连接到仪器，所述仪器将传感信号转换为合适的读数或监控输入。
本发明的各种特征已经参照上文示意性实施例进行描述。可以理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以进行改造。

Claims (17)

1.一种用于流体系统的模制的快速连接器接头主体(50)，具有限定一通孔(56)的壁(54)，所述通孔(56)从大直径凸构件承接端(58)延伸到软管连接端(60)，根据所述通孔(56)在直径上的变化，将该通孔(56)划分成流体通路部分(110)、管端承接器(101)和密封件承接部分(90)，所述接头主体(50)进一步限定邻接于所述凸构件承接端的保持件封装部分(70)，并且
所述主体进一步包括整体模制的附属壳体(170)，该壳体具有附属腔限定部分(172)，该附属腔限定部分(172)限定一附属室(178)并限定包括与所述通孔(56)相连通的通道(182)的底壁，所述附属室(178)因而与包括所述快速连接器接头在内的系统中的流体实现流体连通；其中在所述附属室(178)中设置有传感器(292)；
其中所述附属腔限定部分(172)包括限定所述附属室的侧壁(184)。
2.根据权利要求1所述的快速连接器接头主体，其中所述侧壁包括边缘(186)，该边缘限定了通向所述附属室(178)的开口，并且
盖(196)以流体密封关系而被可松脱地连接到所述边缘(186)。
3.根据权利要求2所述的快速连接器接头主体，其中所述盖(196)包括连通到所述附属室(178)的外部的端口(197)。
4.根据权利要求3所述的快速连接器接头主体，其中所述盖包括覆盖所述端口(197)的保护帽(198)。
5.根据权利要求1所述的快速连接器接头主体，其中所述附属壳体(170)进一步限定了承接器部分(174)。
6.根据权利要求5所述的快速连接器接头主体，其中所述承接器部分包括从所述附属室(178)的侧壁(184)之一延伸的壁(190)，该壁限定一中空的塞承接室(192)。
7.根据权利要求6所述的快速连接器接头主体，其中，所述附属壳体(170)包括至少两个导电叉(194)，所述导电叉处于所述附属室(178)与所述塞承接室(192)之间的所述侧壁(184)中，其中所述叉(194)的端部暴露在所述附属室(178)和所述中空塞承接室(192)中。
8.根据权利要求1、2、3、4和7中任一权利要求所述的快速连接器接头主体，其中所述传感器以流体密封的关系被紧固到所述附属室的所述侧壁(184)。
9.根据权利要求8所述的快速连接器接头主体，其中在所述传感器(292)与所述侧壁(184)之间设置有流体密封的密封剂(291)。
10.根据权利要求1所述的快速连接器接头主体，其中所述传感器(292)为压力传感装置。
11.根据权利要求10所述的快速连接器接头主体，其中所述附属腔限定部分(172)包括限定了所述附属室(178)的至少一个侧壁(184)，所述压力传感装置(292)以相对于所述至少一个侧壁(184)流体密封的关系被设置在所述附属室中。
12.根据权利要求11所述的快速连接器接头主体，其中所述至少一个侧壁呈圆柱形且限定一边缘(586)，所述侧壁包括内螺纹部分(587)。
13.根据权利要求10-12中任一权利要求所述的快速连接器接头主体，其中所述压力传感装置(360)为绝对压力传感装置。
14.根据权利要求10-12中任一权利要求所述的快速连接器接头主体，其中所述压力传感装置(360)为压差传感装置。
15.根据权利要求10-12中任一权利要求所述的快速连接器接头主体，其中所述压力传感装置(360)为应变仪压力传感装置。
16.根据权利要求10-12中任一权利要求所述的快速连接器接头主体，其中所述压力传感装置(360)为可变电容压力传感装置。
17.根据权利要求12所述的快速连接器接头主体，其中所述压力传感装置(360)包括将所述装置紧固到所述边缘的所述螺纹部分(587)的螺纹。
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