CN101263332A - 快速连接接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进类型的快速连接和快速拆卸的流体接头，所述接头包括夹子(66)，具有适于接纳夹子的环形凹槽(50)的凸起部分(12)，凹陷部分(14)和密封元件(62)。其改进在于凹陷部分具有双重功能的截头圆锥体部分(28)，截头圆锥体部分(28)适于在凸起部分(12)与凹陷部分(14)连接的过程中压缩密封元件(62)以及适于在凸起部分(12)从凹陷部分(14)中分离的准备过程中将夹子挤压进入环形凹槽中。此外，套筒(72)可滑动地设置在凸起部分(12)周围并且适于锁定压缩在环形槽(50)内部中的夹子(66)。

Description

快速连接接头

技术领域

本发明总体上涉及柔性软管接头。尤其涉及一种新型和改进的快速连接软管接头。具体地，本发明涉及一种改进的推动连接和快速拆卸的柔性软管接头。

背景技术

快速连接接头是已知的，在这样的接头中，端口接合器可包括凹陷部分或端口，并且可以预先装配在相关的固定装置、机器或设备上，或者端口可被机加工作为相关的固定装置、机器或设备的一部分。软管连接部或凸起部分或软管杆(包括软管插入部分和套圈)被连接在软管的开口端，该软管的开口端将被连接到固定装置、机器或设备上。软管杆部分具有插入到软管的开口端的软管插入部分。然后套圈压缩容纳了插入部分的软管端部周围，由此使所有部分永久地固定。随后仅将软管连接部分压入凹陷部分或端口就完成了软管连接。当软管必须连接在不容易接近的位置处，这样的快速连接接头特别理想，因为它省去了拧螺纹的过程，也避免了螺纹错扣的危险，并且也消除了使用在可用空间内不便使用的相关工具的需要。由于端口接合器可以通过预装配操作旋入合适位置或者在相关的固定装置、机器或设备上的先前存在的端口，所以它很容易保证端口是适当的和准备好的。此外，组装时间和装配成本也减小了。

从发展过程上看，驱使进行这样接头的设计的考虑包括端口设计的复杂性、机械加工性的实施、杆设计的复杂性、密封元件例如O型圈或其它形状的密封元件的复杂性和定位、锁定元件例如各种形状的夹子的复杂性和定位、完成接头所需的元件的总数以及端口和杆在几何形状的相互影响。所有这些极大地影响了这样接头的生产成本，这对其经济性产生了极大影响。

另外，重要的是必须保证这样接头可以安全和可靠地使用。显而易见地，这样接头的一个主要目的在于提供长效的密封连接。然而，随着时间的推移，安全性已经越来越受到重视。这样接头的快速折卸特征必然会导致出现很多的意外和突然的分开的机会，由此带来严重后果。这尤其在使用这样接头的情况下特别真实地存在。这些包括工业或重型机械场所，其中流体连接件的安装是大量的、密集的和几乎不能接近的，并且在附近范围有许多坚固和笨重的物件，其中包括其上经常连接接头的固定装置。在这样困难的区域内对在快速拆卸接头上的意外影响或进行维护会增加意外分离的可能性。在加压系统中的意外分离会导致机器的损毁或破坏、建筑物的毁坏、对维护人员或其它人员的严重伤害，甚至是死亡，例如由于意外的机器运动或处于高压下的炽热流体的喷射。

推动连接和快速拆卸接头的一个例子出现在Timbers的U.S专利No.3,773,360中，它在本申请中作为参考引入。它看起来倾向于提供直线向前推动以进行连接和快速拆卸处理两者并同时简化端口和杆设计以降低成本。在Timbers的US 3,773,360中披露的简单的端口设计的优点在于密封或锁定元件或夹子都不是一体的。然而，所公开的杆更复杂，其包括所有的密封元件和锁定元件。另外，锁定元件是缠结的和相对复杂的。值得注意的是，所公开的接头需要附加元件或止动构件，以防止接头意外分离。复杂性和附加部件将增加接头的成本。

在Timbers的US,3773,360中公开的接头通过简单地将凸起部分压入凹陷部分中完成其流体连接。在止动构件取掉后，接头通过凸起部分进一步插入凹陷部分以更紧密地接合来分离接头。这就导致端口压缩锁定元件。然后锁定元件的独特和复杂形状使得其抓住到杆上并且保持压缩，使得它的锁定功能慢慢失效。因此导致两个部分分离。

很容易设想到，Timbers的接头会非常容易意外地分离以致于在许多情况下不安全。因此，所公开的内容包括止动构件。止动构件通过充填凹、凸部分之间的空间而与被挤压为更紧密接合的凸、凹部分干涉。可以看出具有就位的止动元件的接头防止意外分离。

然而，止动构件的使用和形状会存在相当大的机会以使接头经受灾难性的意外分离事故。首先，没有办法保证止动构件在其配置的整个时间内都能正确地安装在接头上。止动构件可在开始时没有或者在接头寿命期间的任何时候去掉，而不留下任何警告性的迹象表示其中出现了差错。在这样的状态下，接头也就不能再防止意外断开。其次，所公开的止动构件形状包括径向地延伸远离接头的环。在上述的情况下，例如特别需要使用快速连接和快速拆卸接头，环将会积聚碎片或者被移动物体钩住。这导致有相当大的机会使得止动构件从接头上脱开。再一次，接头将不能防止意外断开。

这样刚性环的存在还损害了在许多工业或重型机械环境下的安全性。它可能会由于碎片的纠缠而成为对工具、衣服、毛发或手指破坏或伤害的直接原因。另外，重要的是，当每次拆卸接头时，包括止动构件的金属环都需要拆掉以作为危险碎片而丢弃

因此，出于经济性需要具有简单设计的快速连接和快速拆卸接头，更加重要地是，通过在不依靠人的参与的情况下，高度地防止意外分离以确保所有的安全部件都在接头中，并且没有损害接头的外部形状，也不会增加危险碎片分布的机会，显示出它的大大提高的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速连接和快速拆接的软管接头，其在保持经济成本和这样接头的优点的基础上具有更好的安全性能。

本发明为一种改进类型的快速连接和快速拆接的流体接头，流体接头包括夹子、具有适于接纳夹子的环形凹槽的凸起部分、凹陷部分和密封元件。其改进在于凹陷部分具有双重功能的截头圆锥体部分，该截头圆锥体部分在凸起部分连接凹陷部分时适于压缩密封元件以及在凸起部分与凹陷部分准备分离时将夹子压入环形凹槽。另外，套筒可滑动地布置在凸起部分周围并且适于锁定压缩在环形凹槽内的夹子。

附图说明

说明本发明的优选实施例的附图和说明书一起用来解释本发明的原理，该附图被并入且成为说明书一部分，其中相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是主视图，其中切掉了分离或断开的优选实施例的四分之一；

图2是主视图，其中切掉了在连接操作期间(插入)的优选实施例的四分之一；

图3是主视图，其中切掉了在连接时的优选实施例的四分之一；

图4是主视图，其中切掉了准备进行分离或断开的操作的优选实施例的四分之一；

图5示出了图4中的分解详细图；

图6是平面图，示出了为止动环的简化形式的锁定元件；

图7示出了拆卸工具的主视图；以及，

图8是拆卸工具的平面图。

具体实施方式

参见附图1，本发明的快速连接接头1的优选实施例包括凹陷部分或端口10和软管杆12。作为一个预期的实施例且便于说明，凹陷部分或端口10被示出为连接器14的一部分，连接器14具有螺纹16并形成有扭转平面18。通常，端口10可被机加工在固定装置主体、机器或设备(未示出)的内部。在端口10形成在连接器14中的情况下，连接器14为端口10提供了基座。对于端口10形成在固定装置、机器或设备中的情况下，这些装置、机器或设备为端口10提供了基座。端口10具有内表面20，内表面20限定了入口22、出口24、流体通道26、第一截头圆锥体斜面28、第一圆柱面30、环形壁32、第二截头圆锥体斜面36和可选择的第二圆柱面34。第一截头圆锥体斜面28是双重功能的斜面，其在连接和分离操作中都起作用，后面将详细描述。第二截头圆锥体斜面36是导入斜面，其对于后面描述的连接操作非常重要。

还参照附图1，软管杆12包括带有孔40的轴38，孔40具有杆入口42和杆出口44。该轴具有外表面46，外表面46限定了第一环状密封凹槽48、环形夹子凹槽50、环形阶梯凹槽52、第二环状密封凹槽54、套筒抵靠部55、碎片阻挡部56、软管止动部58、软管插入部60以及环形保持凹槽86。

软管插入部60可以放入传送流体的软管(未示出)的开口端。在软管的端部接触软管止动部58之前，插入正常进行。用夹具或套圈(图中未示出)以常见方式固定软管。

第一环状密封凹槽48承载第一密封元件62和密封元件衬背64。第一密封元件62为O型圈形式的密封元件。密封元件衬背64用来增加压力，接头在该压力下能以流体不漏过第一密封元件62的方式工作。也可以设想其它可利用的密封元件设计。

如图6所示，夹子66为具有缺口68的止动环的简化形式的锁定部件。也可以设计其它的夹子形状，例如具有正方形横截面而不是圆形横截面。夹子66的尺寸很小，从而缺口68必须增大，以允许夹子66足够大以便通过外表面46。然而，夹子66还必须足够大以使得缺口68必须缩小到允许夹子66穿过第一圆柱面30。优选的是，夹子66的尺寸足够大以致于它完全填充由第一斜面28和可选择的第二圆柱面34产生的空间。当形成这样的尺寸时，该夹子还可以通过减小端口10的磨损作为延长接头1的寿命的磨损缓冲件。该特征接下来将更详细地描述。缺口68必须足够大以允许夹子66在夹子凹槽50内足够地小。夹子66最初被松弛地装载在夹子凹槽50中。

第二环状密封凹槽54承载着为O型圈的第二密封元件70。锁定套筒72以与杆12成可滑动的关系地安装在外表面46上。锁定套筒72具有锁定圆柱面74和肩部76。锁定圆柱面74包括由于卷曲或挤压操作而形成的一个或多个压斑88，并且可以起到限制制动器的作用。还可以预想到的是通过机加工或模制类似的形状使得这些限制制动器可以形成为锁定圆柱面74。压斑88是微小的，从而允许套筒72在外表面46上滑动到适合位置。一旦就位，保持凹槽86和压斑88的相互作用限制了套筒72从外表面46上移动。当套筒72移动抵靠到套筒抵靠部55时，第二密封元件70由套筒圆柱面74锁定。夹子66没有被锁定(参见图2)。如图1所示，当套筒72朝着杆出口44移动时，夹子66由套筒圆柱面74锁定在夹子凹槽50内。第二密封元件70既密封住外表面46和套筒72之间的交界面以防止污染物的运动，又提供摩擦以抑制套筒72的运动。第三密封元件80被布置在锁定圆柱面74周围以在接头1处于连接状态时跨越肩部76和端口10之间的间隔。第三密封元件80密封锁定圆柱面74和第二斜面36的交界面以防止污染物的运动。

接头1的连接通过如在图2中所示的在开始阶段所述的杆12与端口10之间的关系那样将杆12插入端口10来实现。要注意的是，在为连接准备的优选结构中，夹子66通过套筒72锁定，如图1中所示。插入继续直至到达如图3中所示的位置。在该插入过程中，第一密封元件62由第二斜面36引导进入而与第一圆柱面30对准。然后第一密封元件62被第二斜面28挤压，使得第一密封元件62可以移动到在杆12和流体通道26之间的令人满意的密封位置。因为这样的密封关系，流体通道26也可以被认为是密封孔。套筒72也通过第二斜面36引导进入而与第一圆柱面30对准。当插入继续时，套筒导入件78抵接第一斜面28。在套筒导入件78和第二斜面28抵接之后，即使套筒72的插入被该抵接阻挡，轴38的插入继续。这导致套筒72相对于朝着套筒抵靠部55移动，并且释放夹子66。此时夹子66仅由通道26锁住。然后杆12回到如图3所示的位置，在那里夹子66膨胀进入由第一斜面28和可选择的第二圆柱面34留下的空间。此时杆12和端口10处于轴向的锁定关系。如果在杆12上施外力以将其从端口10挤出或拉出，例如在流体压力的影响下或拉动杆12(″在不允许分离状态下″)的情况下，夹子66将会通过壁32压入到阶梯凹槽52中。然后夹子66将会挤进阶梯凹槽52和壁32之间。从而不允许杆12从端口10取出。

若不是之前描述的夹子66的尺寸和阶梯凹槽52的存在，对处于轴向锁定关系的不允许分离的接头1进行重复的分离尝试将会磨损壁32和夹子凹槽50。夹子66的尺寸足够大以致于可以紧密地配合在由第一斜面28和第二圆柱面34留下的空间中，使得夹子66可以提供保护插入的附加功能。较小的尺寸使得夹子66可以在不允许分离的作用下靠着壁32工作，磨损形成端口10的材料，端口10的材料通常比形成夹子66的材料软。阶梯凹槽52的增加使得磨损以整齐的方式进行，这样就给出了磨损的标记，当处于轴向的锁定关系时，由于杆12是以较少的插入方式位于端口10中，不会使接头1出现故障。

套筒72的锁定圆柱面74填充位于外表面46和第一圆柱面30之间的空间，使杆12稳定地相对于端口10侧向移动。因此，第一圆柱面30可以被认为是稳定孔。

可设想到的是，可以从如图2中所示的初始位置完成插入过程，并且锁定套筒72邻接套筒抵靠部55。在这样的结构中，夹子66在连接之前不会被套筒72锁定。然而，这样增加连接所需的力。在这样的情况下，插入力不仅包括所需的由第二斜面36和第一斜面28依次挤压第一密封元件62的力，还包括所需的由第二斜面36挤压夹子66的附加力。所需的由第二斜面36压缩夹子66的力相当大。通过对比，可看到的是利用通过锁定套筒72锁定夹子66的优选结构的连接需要明显小的插入力。

接头的分离通过首先将杆12如图4中的箭头所示地进一步插入端口10来实现。图4和图5显示了其中间位置。第一斜面28将夹子66从阶梯凹槽52朝着夹子凹槽50移动，然后将夹子66挤压到夹子凹槽50中。在这个操作中，第一斜面28可被认为是分离斜面。插入继续直到套筒导入件78抵接第一斜面28，夹子66被挤压到适合进入通道26内的尺寸。然后套筒72被相对于杆12轴向地移动到图1中所示的位置以锁定夹子66。与其说是通过在箭头所示的方向移动套筒72，不如说是通过当轴38与箭头所示的方向相反地收回时保持套筒的稳定，来实现这些。实际上，还伴随有施加在肩部76和碎片阻挡部56之间的楔入作用。工具例如刃口螺丝刀(blade screw driver)可通过在将刃口插入肩部76和碎片阻挡部56之间并且进行扭转来提供楔入作用。由于工具具有普通的设计，在此对它不进行介绍。如图7所示的专用工具82也可以提供楔入作用。尖端84插入到碎片阻挡部56和肩部76之间。然后通过在把手85上施加压力使专用工具82摆动以提供楔入作用。一旦夹子66由此锁定在套筒72之下，就不会发生夹子66挤进壁32和阶梯凹槽52之间。因此杆12也就能够自由地从端口10分离。从端口10取出杆12。

本发明的一些精细方面使得接头在本质上为防止意外断开的自动防故障装置。主要是，分离要求不会自然出现的动作组合。仅仅作用在杆12上的推动对分离的产生没有影响。即使推杆12和肩部76两者也不会导致分离。分离要求推动杆12进一步插入端口10和楔入作用使肩部76离开碎片阻挡部56的共同作用。此外，因为两个补充的理由，在没有首先将杆12插入端口10的情况下，朝着夹子锁定位置推动锁定圆柱面是完全不起作用的。第一，套筒导入件78实际上倾向于使夹子66移动出夹子凹槽50以及背向阶梯凹槽52移动。第二，阶梯凹槽52太浅以致于不允许夹子66被挤压到配合在通道26内部的尺寸。此外还可以看到的是套筒肩部76没有伸到碎片阻挡部56的范围之外。因此，套筒72不会使它自身被简单地抓取和推压进入该夹子锁定位置。

这些巧妙之处使得可以生产快速连接和快速拆卸接头，该接头在保持所有需要特征的同时在接头的安全性方面具有显著的进步。此外，形成这样的接头，其没有Timber的US 3,773,360中公开的附加危险(即危险环和潜在危险碎片)。

上面的描述和本发明的说明性实施例已经示出在附图上并且在多样化的改进细节和可替换的实施例中详细地作了解释。然而，需要理解的是，本发明的上述描述仅仅是示例性的，并且本发明的保护范围仅限于考虑现有技术对权利要求书作的解释。此外，在此适当地示例性说明的本发明可以在缺少任何在此没有具体地公开说明的元件的情况下实施。

Claims (8)

1. 一种改进类型的快速连接和快速拆卸的流体接头，所述接头包括夹子、具有适于接纳所述夹子的环形夹子凹槽的凸起部分、凹陷部分和密封元件，所述改进包括：

所述凹陷部分，其具有双重功能的截头圆锥体斜面，该斜面适于在所述凸起部分与所述凹陷部分的连接过程中压缩所述密封元件，并且适于在所述凸起部分与所述凹陷部分分离的准备过程中将所述夹子压进到所述环形夹子凹槽中；以及

套筒，其可滑动地设置在所述凸起部分周围并且适于锁定压缩在所述环形凹槽中的所述夹子。

2. 根据权利要求1所述的改进的流体接头，其还包括具有邻接所述环形凹槽的环形阶梯凹槽的所述凸起部分。

3. 根据权利要求1所述的改进的流体接头，其还包括为止动环的所述夹子。

4. 一种改进类型的快速连接和快速拆卸的流体接头，其具有夹子、具有适于接纳所述夹子的环形夹子凹槽的凸起部分、凹陷部分、适于便于所述凸起部分与所述凹陷部分分离的套筒和密封元件，所述改进包括：

所述套筒以轴向可动的方式承载在所述凸起部分上，并且适于选择性地将所述夹子锁定在所述环形夹子凹槽内。

5. 根据权利要求4所述的改进的接头，其还包括：所述凸起部分具有邻接所述环形凹槽的环形阶梯凹槽。

6. 一种连接和分离流体通道的改进方法，其包括以下的步骤：设置具有第一内表面的凹陷部分，该第一内表面限定了具有出口和密封口的第一流体通道，并且限定了稳定孔、轴向设置在所述密封孔和所述稳定孔之间的环形止动壁和在所述稳定孔附近的入口；设置夹子；设置密封元件；设置具有第二内表面的凸起部分，该第二内表面限定了第二流体通道，该第二流体通道具有出口，并且具有限定环状密封凹槽和环形夹子凹槽的外表面，将所述密封元件放置在所述密封凹槽中，将所述夹子放置在所述夹子凹槽中，将所述凸起部分的所述出口插入穿过所述凹陷部分的所述进口，继续所述插入直到所述夹子轴向经过所述止动壁，所述第一流体通道与所述第二流体通道流体连通，并且从所述凹陷部分取出所述凸起部分，所述改进还包括以下步骤：

设置锁定套筒；

将所述锁定套筒以与所述夹子凹槽轴向间隔的方式可滑动地安装在所述凸起部分的所述外表面上；

在所述凹陷部分的所述第一内表面内形成具有双重功能的截头圆锥体斜面；

压缩位于所述双重功能截头圆锥体斜面和所述密封凹槽之间的所述密封元件；

压缩在所述双重功能截头圆锥体斜面和所述夹子凹槽之间的所述夹子；以及

轴向地定位所述锁定套筒，使得所述锁定套筒围绕所述夹子凹槽和所述夹子。

7. 根据权利要求6所述的改进方法，其还包括为止动环的所述夹子，所述夹子凹槽还包括环形阶梯，并且将所述止动环限制在所述止动壁和所述环形阶梯之间。

8. 根据权利要求6所述的改进方法，还包括使所述锁定套筒沿轴向重新定位，所述锁定套筒在相对于所述凸起部分移动的同时保持相对于所述凹陷部分固定。

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