CN101283211A - 用于流体管路的耦联组件 - Google Patents

Abstract

一种用于以可释放方式互连流体通道的耦联组件(101)，包括凸型耦联构件(102)和凹型耦联构件(103)，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件通过分别插入构件的探头(106)和插槽(122)来配合。各耦联构件均包括设置用于连接到流体通道的第一端部。在使用中配合时，耦联组件提供位于流体通道之间的直通流体管道，所述流体管道包括位于各耦联构件内并沿第一纵向轴线(B)重合的通孔。在使用中配合时，探头和插槽设置成在相对于第一轴线倾斜的第二纵向轴线(A)上重合。在使用中配合时，包括接近各插槽和探头的环形密封环的密封装置(115，128)设置在通孔和插槽之间的相交处的各侧。密封装置使得位于流体管道内的流体施加抵抗所述耦联构件的分开的净力。

Description

用于流体管路的耦联组件

技术领域

本发明涉及一种耦联组件，特别涉及一种适于以可释放方式互连流体通道的耦联组件。

背景技术

在很多产业中普遍需要能够快速地和以可释放方式互连两个含有流体的通道(例如导管或软管)。所输送的流体范围以及它们的性能可宽泛地改变，包括诸如医学上的氧气面罩内的空气等气体以及诸如海下钻探作业内的石油等液体。流经耦联组件的流体压力可从氧气面罩情况下的压力与组件周围的环境压力大致相同的情形变化到输油管道情况下的压力为环境压力很多倍的高压液体的压力。

在本领域中众所周知很多快速释放的耦联装置，由此流体通道的端部设置有相应的耦联构件以便利通道的接合。这可以包括插槽的凹型耦联构件和包括可接收于插槽内的探头的对应凸型耦联构件的形式提供。耦联构件可进一步设置有脱开阀(breakout valve)，使得当凸型耦联构件和凹型耦联构件分离时，端部密封以防止流体漏溢。

但是，包括插槽和探头的可释放耦联装置可产生较大分开力，该分开力作用将凸型耦联构件和凹型耦联构件排斥开。分开力的产生是由于耦联组件内的流体压强在凸型耦联构件的端部上施加压力，因此分开力是在探头脱离插槽的位置处所述压强和探头横截面面积的乘积。因此，在高压流体和大直径情况下分开力迅速地变大。当分开力大于将耦联部件保持在一起的摩擦力时，必需结合额外的机械保持形式，以防止耦联组件分离。

但是，可能需要此种机械保持设备在施加到耦联组件的预定力下破裂。例如，对于空对空加油操作而言，空中加油机拖曳燃料管道。在燃料管道的远离空中加油机的端部处是锥形管，该锥形管包括凹型耦联构件。待加油的飞机配备有向前延伸探头，该向前延伸探头的端部形成凸型耦联构件。为了防止耦联组件在湍流过程中并且由于飞机相对位置的小的变化而拉开，耦联组件必须结合某种形式的保持装备。但是，在紧急情形下，必需使该耦联在预定力下松开。该力公知为脱开强度。

与用于克服由耦联组件内的流体施加在凸型构件上的分开力的机械保持设备的强度相比较，该期望的脱开强度可相对较低。因此，由于保持设备的设计公差，这能导致保持设备被限制于仅在比理想化期望的力更高的施加力下断裂或松开。

用于抵消耦联组件的分开力的机构可与用于提供脱开强度的机构分开，以可单独地设定脱开强度。

已经知道通过设置组件使得除了流体所产生的分开力及对其抵消之外、用以抵抗分开的力由流体产生，来减小耦联组件内的分开力。耦联组件以如下方式设置，使得它包括流体对其施加压力、具有与在凸型耦联构件退出凹型耦联构件处凸型耦联构件的横截面面积相等面积的内表面。因此，耦联被认为“压力平衡”，由于内部流体压力而有效地产生零净分开力。

但是当前，可释放耦联装置包括当在一个管道或导管与另一个之间输送流体时产生湍流的凸部和流体通路。“PIG处理(pig)”此种耦联也是不可能的，而PIG处理是油输送工业的要求，并且由在管道内部移动设备构成用于清洁、确定尺寸或检查目的。

发明内容

本发明的目的是试图克服上述或其它缺点中的至少之一。

依据本发明的一个方面，一种用于以可释放方式互连流体通道的耦联组件，其包括凸型耦联构件和凹型耦联构件，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件在使用时通过将所述凸型构件的探头插入所述凹型构件的插槽内来配合，各个所述耦联构件均包括设置用于连接到流体通道的第一端部和从所述第一端部延伸的通孔，其中在使用中配合时，各个所述耦联构件的通孔沿第一纵向轴线重合，并且所述探头和所述插槽沿第二纵向轴线重合，所述第二纵向轴线相对于所述第一轴线倾斜，所述通孔提供所述两个流体通道之间的流体管道并且流体由密封装置大致保持于所述管道内。

优选地，第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的倾斜角介于5°至35°之间。优选地，第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的倾斜角介于10°至30°之间。优选地，第一纵向轴线和第二纵向轴线之间的倾斜角介于15°至25°之间。

优选地，密封装置可包括第一环形密封环和第二环形密封环。密封环可设置成在使用时位于通孔和插槽之间相交处的任一侧。这些密封环可都为位于探头上的外部环形密封环，使得不产生净分开力。替代地，这些密封环可都为位于插槽内的内部环形密封环，使得没有净分开力产生。但是，优选地，第一环形密封环可包括位于插槽内的内部环形密封环，并且第二环形密封环可包括位于探头上的外部环形密封环，使得流体管道内的流体在内表面上施加压力以提供抵抗分开所述已配合耦联组件的净力。

与其它耦联装置对比，不是产生分开力或压力平衡系统，耦联组件内的流体压力设置成供给组件能量，提供抵抗分开凸型耦联构件和凹型耦联构件的净力。通过控制组件内的尺寸，该净力(“拉开”强度)能设定在期望的断裂强度，或设定地相对较低，且所需脱开强度由替代机构设定。

此外，本发明提供一种位于两个流体通道之间的单独的同轴流体流动，其使得耦联件能够被“PIG处理”。

依据本发明的另一方面，一种以可释放方式互连流体通道的方法，包括将凸型耦联构件的探头插入凹型耦联构件的对应插槽内，所述耦联构件连接到所述流体通道的端部并位于所述两个流体通道之间的接合处，各个所述耦联构件均包括设置用于连接到流体通道的第一端部和从所述第一端部延伸的通孔，其中当使用中配合时，各个所述耦联构件的所述通孔沿第一纵向轴线重合，并且所述探头和所述插槽沿相对于所述第一轴线倾斜的第二纵向轴线重合，所述通孔提供所述两个流体通道之间的流体管道，并且流体由密封装置大致保持在所述管道内。

本发明包括本文所称特征或限制的任意组合。

附图说明

本发明可以各种方式实施，但现将参照附图举例描述若干个实施方式，其中：

图1是本发明的第一实施方式在未配合位置时的示意性横剖视图。

图2是本发明的第一实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图。

图3是本发明的第二实施方式在未配合位置时的示意性横剖视图。

图4是本发明的第二实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图，其中该位置尚未固定。

图5是本发明的第二实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图，其中该位置被固定。

图6是本发明的第三实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图，其中该位置被固定。

图7是本发明的第四实施方式在未配合位置时的视图，以侧视图示出凸型耦联构件并以示意性横剖视图示出凹型耦联构件。

图8是本发明的第四实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图，其中在横剖面中未示出凸型耦联构件。

图9是本发明的第五实施方式在未配合位置时的示意性平面图。

图10是沿图9的A-A的本发明的第五实施方式的示意性横剖视图。

图11是沿图9的A-A的本发明的第五实施方式在位于初始配合位置时的示意性横剖视图。

图12是沿图9的A-A的本发明的第五实施方式在位于已配合位置时的示意性横剖视图。

图13是本发明的第六实施方式在已配合位置时的侧视图。

图14是本发明的第六实施方式在中间耦联位置时的侧视图。

图15是本发明的第六实施方式在已配合位置时的横剖视图。

图16是本发明的第六实施方式在中间耦联位置时的横剖视图。

图17是本发明的第七实施方式在未配合位置时的横剖视图。

图18是本发明的第七实施方式在接近配合位置时的横剖视图。

图19是本发明的第七实施方式在已配合位置时的横剖视图。

图20是本发明的第八实施方式在未配合位置时的横剖视图。

图21是本发明的第八实施方式在已配合位置时的横剖视图。

图22是本发明的第九实施方式在未配合位置时的侧视图。

图23是本发明的第九实施方式在接近配合位置时的侧视图。

图24是本发明的第九实施方式在已配合位置时的侧视图。

图25a是本发明的第十实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图。

图25b是图25a的端视图。

图26a是本发明的第十实施方式在未配合位置时的示意性横剖视图。

图26b是图26a的端视图。

图27是本发明的第十一实施方式在未配合位置时的示意性横剖视图。

图28是本发明的第十一实施方式在接近配合位置时的示意性横剖视图。

图29是本发明的第十一实施方式在已配合位置时的示意性横剖视图。

图30是本发明的第十二实施方式在未配合位置时的侧视图。

具体实施方式

图1和图2示出本发明的第一实施方式。耦联组件101包括凸型耦联构件102和凹型耦联构件103，并且在图1和图2中分别示出他们分离和耦联到一起。在这种实施方式中，存在耦联轴线A(凸型耦联构件102沿其插入凹型耦联构件103内以限定用于流体流动的管道的纵向轴线)和由该管道限定的流动轴线B。轴线A和B成大约20°的角α。

凸型耦联构件102包括近端区104和呈探头106形式的远端区。探头是大致柱形棒，其具有与耦联轴线A重合的轴线。该凸型耦联构件进一步包括圆筒形通孔108，通孔108具有与流动轴线B重合并延伸于第一孔口和第二孔口之间的平直轴线。所述通孔包括大致恒定的直径。近端区的末端包括通孔108的第一孔口，并适于与第一流体通道(未示出)连通。通孔的第二孔口设置在探头的圆周面上。

凸型耦联构件102进一步包括止挡构件110，止挡构件110绕凸型耦联构件102的近端区104延伸。止挡构件110大致在探头和近端区之间的接合处具有前部抵接面112。

通孔108由侧壁114限定，侧壁114具有大致均匀厚度并足以承受流体压力沿通孔所施加的力。如本文将描述的，使用时，耦联组件产生弯曲力。侧壁在前部抵接面112的区域处的厚度有助于抵抗此种弯曲力。

凸型耦联构件102进一步在接近探头的自由端部处包括外部环形密封环115。密封环115座置于环形槽内，该环形槽绕探头的外部沿周向延伸。密封环的外径比探头106的外径大，以在探头插入凹型耦联构件103内时密封环确保密封。

在紧邻探头的远端部的探头内提供小直径通孔117。

凸型耦联构件可由任何公知的制造方法制造，例如铸造或机加工料块。替代地，优选的是对近端部和探头的轴线重合且不包括通孔的棒进行机加工而形成凸型构件。然后，可以在机加工通孔之前弯曲该棒，使得近端部和探头的轴线倾斜成角α。

凹型耦联构件103包括具有通孔121和插槽122的本体，通孔121具有与凸型耦联构件102的通孔108相同的内径。通孔121和插槽122都是大致圆筒形并且是直的。凹型耦联构件103的敞开端部区124包括通孔121的孔口，并且敞开端部区124适于与第二流体通道(未示出)连通。插槽122的轴线与耦联轴线A重合。插槽122具有密合地容纳凸型构件102的探头的尺寸。

插槽122包括延伸直到端面126的封闭孔。绕插槽的内圆周配置在邻近其开口处的是内部环形密封环128。环形密封环128座置在位于插槽122的内侧上的环形槽内。密封环的内径比插槽的孔的内径小，使得当探头106插入插槽122内时，密封环128确保与探头的圆柱形外表面密封。

端面126具有流体排出孔口130，由此插槽与围绕凹型耦联构件103的周围环境连通。

通孔121延伸于敞开端部区124和位于插槽122圆周壁内的孔口132之间。孔口132定位于内部环形密封环128和插槽的封闭端之间。

敞开端部区124包括大致圆柱形棒，该棒从凹型耦联构件103的本体延伸并与通孔121共轴式对准。在敞开端部区124，侧壁134限定通孔。侧壁134具有大致均匀厚度，并足以承受内部流体压力所施加的力。

凹型构件103的本体是使得在使用过程中，所有的壁具有足够厚度以承受所施加的力特别是本文所述的用以拉直插槽和通孔到较小的互连角度的弯曲力。

在插槽的邻近其远端部的壁内提供一对完全对准的小通孔36。

凹型耦联构件可由任何公知的制造方法制造，例如铸造或机加工料块。替代地，优选地由两个部件制造凹型构件。第一部件由对棒进行机加工而成并包括相对于插槽的轴线呈径向和轴向的所有特征，并且第二部件包括附接到第一部件的棒或管。第二部件的轴线相对于第一部件倾斜并成角α。第二部件可由在两个部件之间产生密封接合的任何公知方法接合。然后可进行机加工形成通孔。

为实现耦联，凸型耦联构件和凹型耦联构件移到图1所示的位置，然后探头106沿其轴线(轴线A)前进至插槽122内。在插入过程中，绕探头的圆柱形外部表面定位的外部环形密封环115能够通过绕插槽的圆筒形内表面定位的内部环形密封环128，因为至少一个环——通常两个环——由具有复原力的弹性材料构成。

当探头沿耦联轴线A完全插入插槽22内时，止挡构件110抵接凹型构件103从而停止该运动。在该位置，凸型耦联构件的通孔108被带至与凹型耦联构件的通孔121重合，即它们沿流动轴线B对准。如上所述，这些通孔具有相同的内径，并且因此当它们被带到一起时，它们限定平滑直通的流体通道(参见图2)。

流体排出孔口130有助于将探头6插入插槽122内。在将探头106插入插槽122之前，该插槽含有周围环境的流体，例如空气或海水。当探头插入插槽时，外部密封环115与插槽的壁形成密封。因此，周围流体受迫相对于插槽沿探头的运动方向流动。包含于插槽内的少量的周围流体可向下漏溢出凹型耦联构件的通孔124。但是，一旦密封环16经过通孔的孔口132，流体仅能通过排出孔口130流出插槽。应该清楚，因此排出孔口130的尺寸决定在插入探头106时所产生的阻力。

使用时，诸如油、水或水基(water-based)液体的流体在压力下流动通过耦联组件101内的管道。该管道容许流体在两个流体通道之间流动并充分通过凸型耦联构件102的通孔108以及凹型耦联构件103的通孔121。但是，在两个孔之间的交接处，因为为了将探头插入插槽内而必需使探头的外径小于插槽的内径，所以在探头和插槽之间的环形空间内也存在流体。在探头和插槽的壁之间形成密封的外部环形密封环115防止流体朝插槽的封闭端漏溢。在插槽和探头的径向表面之间形成密封的内部环形密封环128防止流体朝插槽的敞开端漏溢。因此，流体管道包括两个通孔108、121以及由两个密封环115、128所界定的环形空间。

流体压力在管道的所有内表面上施加相等的压力。流体压力在耦联组件内产生弯曲力，该弯曲力作用以减小轴线A和轴线B之间的互连角。流体压力既产生分开力也产生耦联力。因此，如果凹型耦联构件保持静止，则分开力是在内部密封环128处的流体压力与探头106横截面面积的乘积，而耦联力是在外部密封环115处的流体压力与探头106横截面面积的乘积。在本实施方式中，这些密封件的配置使得耦联力和分开力产生了作用以迫动探头进入插槽内或将探头维持在插槽内的净力。因此，所述净力是流体压力与探头和插槽之间的环形空间的横截面面积的乘积。将会容易理解，通过或绕探头或绕插槽设置两个环形密封环，获得零耦联净力。

当凸型耦联构件和凹型耦联构件如图2所示地耦联到一起时，这些构件内的孔117、136彼此对准。可将销插穿过它们，以帮助将凸型构件和凹型构件维持在耦联关系。这有助于在不注意地施加了分开力时，维持耦联。另一方面，当施加非常大的力时，即如果抵抗则可能导致耦联组件损坏时，销能够失效并且凸型构件和凹型构件分开。这种情况发生时的力就是脱开力。

参见图3，依据本发明的第二实施方式，耦联组件201包括至少一个凸型耦联构件202和歧管203。各个凸型耦联构件大致依据前述实施方式的凸型耦联构件，并包括：近端区204，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头206，其设置成与耦联轴线A重合；通孔208，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环215，其设置在接近探头的自由端部处。

依据第二实施方式，各个凸型耦联构件进一步包括径向凸缘216、机械夹子217、以及对准特征210。径向凸缘绕近端区延伸，并包括与流动轴线B垂直的上表面和下表面。周向侧壁连接上表面和下表面，并朝下表面成锥形。

机械夹子217包括圆盘部218以及两个侧部219、220。圆盘部包括上表面和下表面，并包括中心孔，因此类似垫圈。两个侧部大致相同，并各自为大致部分环形形状。各侧部与盘部成大约90°角。侧部从盘部下表面的任一侧并且从盘的最外端区沿轴向延伸。侧部和邻接盘部实质上包括一个由具有复原力的塑料材料所形成的部件。

各个侧部均包括啮合装置219a、220a。啮合装置包括具有大致锯齿形、并在各侧部的外侧面上接近自由端部处的周向齿的齿条。在各个具有齿的齿条中，各齿具有与流动轴线垂直的面和相对于流动轴线倾斜的面。

使用时，夹子的盘部绕近端部并垂直于流动轴线地定位，其中夹子能够沿流动轴线纵向地滑动，但通过盘的下表面和凸缘的上表面之间的抵接而被限制接近探头。

各个探头的远端部均包括对准特征210。对准特征包括壁的位于探头端部区附近的平坦化部。对准特征进一步包括径向面和轴向面。如本文将描述的，对准特征确保了凸型耦联构件的正确对准，且因此它是非对称的。

歧管203包括至少一个且优选地为多个(未示出)连接部位以与各凸型耦联构件对应。各连接部位包括大致依据前述实施方式的凹型耦联构件的特征，并包括：通孔221，其与流动轴线B重合，并从设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽222，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环228，其设置于接近插槽的敞开端部处。

依据第二实施方式，各耦联部位进一步包括开口销230和包括内部径向齿236的啮合装置。开口销230容置于穿过歧管延伸于插槽的封闭端部区和周围环境之间的圆形孔内。该圆形孔设置成垂直于耦联轴线A并位于插槽的边缘处。开口销牢固地容置于孔内。销是裂开的，使得流体可进入销的中心，因此在插槽底部和周围环境之间形成流体排出路径，并大致依据前述实施方式的流体排出孔口操作。

内部径向齿236包括与通孔221的轴线重合的轴线。该齿是一般的锯齿形状以与机械夹子的啮合装置219a、220a对应。

在图3中示出位于未配合位置的第二实施方式的耦联组件。凸型构件通过沿耦联轴线A的相对运动被插入歧管的插槽内。插入探头直到探头抵接开口销230为止。如图4所示，当探头正确地定向时，对准特征的轴向面通过开口销，其中发生与对准特征的径向面的所述抵接。当探头位于正确方位时，销设置成在凸型耦联构件和歧管内的通孔重合时限定相对运动。如果凸型构件未正确地定向，则在探头的远端部和销之间发生所述抵接。当探头的远端部抵接销时，凸型耦联构件和歧管各自内的通孔轴线并未对准。

为了将凸型构件插入到图4所示的位置，机械夹子沿流动轴线B轴向地远离探头移动。当探头正确地插入时，机械夹子的轴线与内部径向齿236的轴线对准，使得机械夹子可沿流动轴线B并朝歧管轴向地滑动。机械夹子的两个侧部由于夹子的弹性性质而向内弯曲，因此容许啮合装置219a、220a与歧管的内部径向齿啮合。在图5中示出夹子完全配合，其中夹子的齿与歧管啮合。所述啮合阻止夹子和歧管之间远离彼此的相对运动。此外，夹子和凸型耦联构件的径向凸缘之间的抵接提供了耦联组件的脱开强度。

使用时，耦联组件大致依据前述实施方式工作。如果超过脱开力，则机械夹子的齿设计为剪断使得该耦联断开。替代地，为了以控制方式分离组件，机械夹子的侧部的自由端可受迫互相接近，使得齿移离啮合状态，并且夹子从歧管滑动离开。

依据本发明第三实施方式并且如图6所示，耦联组件包括凸型耦联构件302和凹型耦联构件303。凸型耦联构件大致依据第二实施方式的凸型耦联构件，并包括：近端区304，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头306，其设置成与耦联轴线A重合；通孔308，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；外部密封环315，其设置在接近探头的自由端部处；径向凸缘316，其从近端区沿径向延伸；对准特征310，其形成于探头的末端部处；以及机械夹子317，其可滑动地安装在凸型构件的近端区附近。

第三实施方式的机械夹子包括圆盘部318以及两个侧部319、320。该侧部与第二实施方式中所述的侧部的不同之处在于该圆盘部在侧部的中间部位而不是在它们的端部处接合两个侧部。因此，该侧部具有从圆盘部的一侧延伸的第一端部和从相对侧延伸的第二端部。该侧部进一步与第二实施方式中所述的侧部的不同之处在于，包括具有一般锯齿形状的周向齿的齿条的啮合装置319a、320a位于该侧部的内面上而不是外面上。该啮合装置位于该侧部的第一端部上。

径向凸缘316与第二实施方式中所述的凸缘的不同之处在于，它包括倾斜上面以及与耦联组件的轴线垂直的下面。

凹型耦联构件大致依据第一实施方式的凹型耦联构件，并包括：通孔321，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽322，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环328，其设置于接近插槽的敞开端部处。凹型构件进一步包括：开口销330，其与第二实施方式中所述的开口销大致一致，并设置于插槽内；以及啮合装置，其与第二实施方式中所述的啮合装置不同之处在于啮合装置包括外部径向齿336。

外部径向齿336包括与通孔321的轴线重合的轴线。该齿为一般锯齿形状以与机械夹子的啮合装置319a、320a对应。

第三实施方式的耦联组件大致按照第二实施方式的配合中所述地进行配合。机械夹子的齿通过向外弯曲与凹型构件上的齿的齿条啮合。当啮合时，该齿阻止夹子和凹型耦联构件之间沿分离方向的相对运动。包括夹子的圆盘部的下面与凸缘的倾斜上面之间的抵接，阻止了耦联构件的分离。因此，使用时，夹子提供脱开强度。

夹子的齿设计为如果超过脱开强度则剪断，因此容许探头不配合。由于凸缘326的倾斜上面的几何结构，导致当凸型构件和凹型构件拉开时该侧部向内弯曲，所以脱开强度增强。可通过向内挤压侧部的第二端部，使得第一端部被迫向外并脱离与径向齿的啮合，来有意地移走夹子。

依据第四实施方式，并如图7和图8所示，耦联组件包括凸型耦联构件和凹型耦联构件。凸型耦联构件402大致依据前述实施方式的凸型耦联构件，并包括：近端区404，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头406，其设置成与耦联轴线A重合；通孔408，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环415，其设置在接近探头的自由端部处。

凸型耦联构件的探头大致上不及前述实施方式的长，并最低限度地从近端区延伸，仅使得外部密封环可座置于探头的末端部和通孔的孔口之间即可。此外，探头的末端部位于与流动轴线B平行的平面内，而不是如前述实施方式中所示的耦联轴线A的径向上。外部环形密封环415也设置于与流动轴线B平行的平面内，而不是前述的耦联轴线A的径向上。

凸型耦联构件进一步包括板417。该板自近端区沿径向延伸，并包括孔418。该孔延伸穿过该板，并设置成使孔的轴线与流动轴线B垂直。

凹型耦联构件大致依据前述实施方式的凹型耦联构件，并包括：通孔421，其与流动轴线B重合，并从设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽422，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环428，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凹型耦联构件的插槽大致上不及前述实施方式中所述的长，并与探头的尺寸对应。凹型耦联构件进一步包括自插槽的孔口沿轴向延伸的板436。该板包括孔437，孔437延伸穿过该板，并具有与位于凹型构件内的通孔的流动轴线B垂直的轴线。

当使用中配合时，外部环形密封环415在插槽和探头之间产生密封，该密封位于与流动轴线B平行并从通孔421、408的展度向外间隔开的平面内。此外，当使用中配合时，板417、436设置为它们自由端部的部分彼此重叠，使得孔417、436对准。可将销(未示出)插入穿过这些孔以为该耦联提供脱开强度。所述销大致依据第一实施方式中所述的销操作。

使用时，耦联组件大致按照本文的前述实施方式所述地操作。第四实施方式的优点是耦联组件保持为大体筒形轮廓，使得耦联组件可设置于另一管或流体管道内。

依据本发明的第五实施方式并参见图9-12，耦联组件包括凸型耦联构件和凹型耦联构件。凸型耦联构件大致依据前述实施方式的凸型耦联构件，并包括：近端区504，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头506，其设置成与耦联轴线A重合；通孔508，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环515，其设置在接近探头的自由端部处。

凸型耦联构件进一步包括设置在探头相对侧的第一耦联臂540和第二耦联臂541。各耦联臂自近端部的侧面延伸。各臂为大致圆形，并包括与耦联轴线A平行对准的对应轴线。各臂的自由端部包括多个设置成沿臂的轴线间隔开的缺口543。该缺口或各缺口包括第一面和第二面。第一面与自由端部间隔地最近，并且垂直于臂的轴线。第二面相对于该轴线倾斜，从而形成V形。臂的自近端部延伸的区域是截头圆锥体形状，且设置成是使得它朝臂的自由端部逐渐变细。臂的延伸于截头圆锥体区域和自由端部之间的第二区域为大致圆筒形。

凹型耦联构件大致依据前述实施方式的凹型耦联构件，并包括：通孔521，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽522，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环528，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凹型耦联构件大体上比前述实施方式中所述的宽，并进一步包括第一对准孔550和第二对准孔551。对准孔设置在插槽的任一侧上，并为大致筒形。各个对准孔551平行于耦联轴线A延伸并与插槽在同一平面。自包括插槽敞开端部的面延伸的端部区是截头圆锥体状，使得对准孔远离该面逐渐变细。对准孔的另一区为大致圆筒形，并延伸于截头圆锥体部和包括流体排出孔口530的孔口的面之间，流体排出孔口大致依据第一实施方式中所述的流体排出孔口。因为对准孔与插槽平行，所以它们不与插槽或通孔相交。

凹型耦联构件进一步包括锁定装置554。该锁定装置包括彼此间隔并由位于它们端部处的板所接合的第一销和第二销。销555在共同平面内自该板延伸。各销的自由端部倾斜成角以形成倾斜端面。锁定装置的销插入在凹型构件内所形成的两个孔内。这些孔设置在通孔和插槽的任一侧上。所述孔进一步设置成使得它们分别与各个对准孔相交。所述孔自与对准孔的相交处和凹型耦联构件的外表面向上延伸。

锁定装置的重量使销555向下偏置，因此当分离时，如图10所示，销抵接对准孔的内界面。

对准销确保凸型耦联构件正确地定向，使得两个通孔对准并形成直通的流体流动。探头通过沿耦联轴线A的相对运动而插入插槽内。如图11所示，对准销初始与位于凹型耦联构件内的对准孔的截头圆锥体啮合。这减小了初始旋转式对准的公差。当探头进一步插入插槽内时，对准臂以与对准孔以滑动接触的方式啮合。

当对准臂到达销555与对准孔相交之处时，对准臂抵接销的倾斜端面，并通过进一步的相对运动迫动销向上并离开对准孔。当耦联构件在使用中配合时，凸型耦联构件的止挡构件——大致依据第一实施方式中所述的止挡构件——抵接凹型耦联构件的面。在该点处，锁定装置的销与位于对准臂内的缺口对准。在锁定装置的重量下，销因此与缺口啮合。

锁定装置的各销555为该组件提供脱开强度。通过销和缺口的正交端部的抵接，阻止了探头从插槽移离。销的尖端部设计成如果超过了脱开力则失效，使得探头能从插槽移离。

依据第六实施方式并参见图13-16，耦联组件包括凸型耦联构件602和凹型耦联构件603。

凸型耦联构件大致依据前述实施方式的凸型耦联构件，并包括：近端区604，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头606，其设置成与耦联轴线A重合；通孔608，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环615，其设置在接近探头的自由端部处。

凸型耦联构件进一步包括阀、臂660以及流体释放装置。该阀662包括任一公知阀，并且特别地绝不限于在打开位置和关闭位置之间可转动的球阀。该阀容纳于探头的近端区内，并设置成与流动轴线B垂直。该阀与通孔的轴线相交，使得在打开位置时，该阀产生依据前述实施方式的直通的流体管道。密封装置664确保流体不能经由阀漏溢出通孔。通过将阀旋转90°而关闭该阀。

该阀进一步包括牢固地保持在阀的顶部并位于耦联构件的外侧的板668。该板包括第一直边缘和圆形末端。其中在使用并位于关闭位置时，第一边缘设置成与耦联轴线A平行。

臂660包括第一部分和第二部分，第一部分设置成与流动轴线平行，第二部分设置成与第一部分成90°。臂自近端区的外侧延伸。

流体释放装置包括延伸于探头的末端部和探头的侧面上的孔口之间的流体管道。流通管道包括自探头侧面上的孔口并垂直于探头轴线延伸的小直径孔670。该小直径孔连接到大直径凹槽671，大直径凹槽671自探头末端沿其轴线延伸以减小探头的重量。小直径孔设置于探头上并位于探头的末端部和外部环形密封环616之间。另一环形密封环671绕探头设置于探头的末端部和小直径孔之间。当使用中配合时，外部环形密封环616和另一环形密封环671密封具有插槽的探头。

凹型耦联构件大致依据前述实施方式的凹型耦联构件，并包括：通孔621，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽622，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环628，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凹型耦联构件进一步包括阀690和臂680。阀690与凸型耦联构件的阀相同，并设置于第一流体管道与通孔和插槽的相交处之间。臂680包括第一部分和第二部分，第一部分设置成与流动轴线B平行并自插槽的外侧延伸，并且第二部分设置成与第一部分成90°。

当未耦联时，凸型耦联构件和凹型耦联构件的阀位于关闭位置，使得流体不能从耦联构件的端部漏溢出。当探头插入插槽内时，各臂的自由端部沿位于相应阀的顶部上的各板的第一边缘滑动。在插入过程中，阀不转动并保持在关闭位置。当使用中插入时，转动该板，使得各板的第一边缘朝各相应臂的第二区域移动以打开阀。例如，位于凸型构件上的阀的板朝位于凹型构件上的臂的第二区域移动。通过板和臂的抵接将阀的转动限定在打开位置。

当分离时，耦联构件之间的相对运动使得各臂朝关闭位置转动相应板。耦联构件的分离使该相对运动以及因此的阀的关闭转动继续，使得就在凸型构件的通孔经过内部环形密封环之前、当流体释放的孔口变为连接到凹型构件的通孔时，阀位于关闭位置。当到达所述位置时，截留于通孔内并位于关闭阀之间的流体可漏溢通过流体释放管道并进入周围环境。当阀位于关闭位置时，各板的第一边缘又与耦联轴线A平行对准，使得该臂不进一步转动阀。

第六实施方式的优点在于，在凸型构件的通孔变为与凹型构件的通孔不密封之前，耦联构件的端部封闭。此种设置意味着，即使在耦联构件被迫分开的热分断条件下，流体也不会从耦联构件的端部“喷出”。此外，在此种分离下，耦联构件不由于从耦联构件排出的流体压力而被迫分开。

在第七实施方式中并参见图17至图19，耦联组件701包括大致依据第一实施方式的凸型耦联构件702和凹型耦联构件703。

图17示出未耦联的耦联组件701。依据第一实施方式，凸型构件702包括：近端区704，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头706，其设置成与耦联轴线A重合；通孔708，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环715，其设置在接近探头的自由端部处。

凸型耦联构件702包括：第一内部件，其包括探头；以及管部716，其自探头延伸并与流动轴线B重合。该管的外径小于探头的外径，使得突出部713形成在相交处。管部的远离探头的端部包括与第一流体通道(未示出)连接的近端区704。该近端区进一步包括径向槽，在该径向槽内可拆卸止挡构件718能牢固地固定到管部。

第二部件绕内部件的管部的外侧形成套筒717。该套筒包括具有与其轴线重合的通孔的厚壁中空棒。该通孔具有阶梯部719，使得通孔的位于近端区704内的内径比其邻近探头的区域处的内径大。在通孔的邻近探头的区域内，该孔绕管部密合地配合。阶梯部719形成为相对于轴线B成90°。

通过移除止挡构件718并将套筒滑动到管部上，绕管设置套筒。弹簧720也绕管设置。弹簧的一端抵接止挡构件718，并且弹簧的另一端抵接套筒的阶梯部719，使得套筒被迫动以抵接突出部713。

依据第一实施方式，凹型耦联构件703包括：通孔721，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽722，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环728，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凹型耦联构件703进一步包括圆形或盘形凹槽740，凹槽740形成于耦联构件的面723内并形成插槽的敞开端部。凹槽740与组装装置(图19)中的流动轴线B重合，并适当地确定尺寸以密合地容置凸型耦联构件的套筒的前端，如图19所示。

凸型耦联构件的探头能插入凹型耦联构件的插槽内，直到到达图18所示的接近配合位置，这时套筒抵接面723，但不位于凹槽740内。为了完成探头的插入，套筒克服弹簧720的作用而被迫动朝止挡构件718滑动。如图19所示，当探头插入从而两个通孔对准时，套筒能位于凹槽740内。弹簧将套筒保持在凹槽内并与突出部抵接。

当耦联时，如图19所示，通过将套筒前端啮合进凹槽740内，并借助于弹簧720，防止了探头从插槽退出。为了非有意地断开耦联部件，例如借助于流体通道内的过量流体压力或机械移动，凹型构件的角部742将必须与耦联构件断开。因此提供了断裂强度。但是，有意的分离容易实现。套筒717克服弹簧力从凹槽740退出。由此与角部无关；角部不再是阻碍套筒的抵靠物。该退出运动可继续。

在第八实施方式中并参见图20和图21，耦联组件801包括凸型耦联构件802和凹型耦联构件803。除了外部密封环由在探头和插槽之间形成密封(如第一实施方式中的)的第二内部密封环815替换、以及探头和插槽具有变化的直径而不是恒定的直径，该耦联组件大致依据第一实施方式。

凹型耦联构件大致依据第一实施方式，并包括：通孔821，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽822，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环828，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凸型耦联构件大致依据第一实施方式，并包括：近端区804，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头806，其设置成与耦联轴线A重合；以及通孔808，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间。

插槽822包括位于第一内部密封环815和第二内部密封环828之间的恒定直径部。但是，从紧邻第一密封环815处朝插槽的封闭端，插槽的直径减小；从紧邻第二密封环828处朝插槽的敞开端，插槽的直径增大。探头的轮廓匹配插槽的轮廓，使得如图21所示，当该耦联配合时，探头密合地配合进插槽内。

使用时，邻接密封环的相应插槽和探头的锥形变化，防止了密封环由于流体压力而被挤压出它们的容座。

在第九实施方式中并参见图22至图24，耦联组件901包括大致依据第六实施方式的凸型耦联构件902和凹型耦联构件903。

图22示出未耦联的耦联组件。凸型耦联组件902包括：近端区904，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头906，其设置成与耦联轴线A重合；通孔908，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；外部密封环915，其设置在接近探头的自由端部处；以及阀962，其可在关闭位置(图22)和打开位置(图24)之间转动。

该阀包括牢固地保持到阀的顶部并位于耦联构件外侧上的板968。板的轮廓周缘包括大致平坦的第一边缘和呈弓形的相对的第二边缘。当阀位于关闭位置时，该平直边缘设置成与流动轴线B垂直，弓形边缘的与板的枢转点(阀的中心线)最远的端部设置到耦联轴线A。阀的中心轴线设置成与平直边缘大致成一直线。

凸型耦联构件进一步包括自探头的末端部并与轴线A成一直线延伸的臂960。销961自该臂的端部延伸。销与阀的轴线平行。

凹型耦联构件903包括：通孔921，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽922，其与耦联轴线A重合；内部密封环928(未示出)，其设置于接近插槽的敞开端部处；以及阀990，例如公知的球阀。

阀由一系列枢接连杆操作。第一连杆992牢固地附接到阀。中间连杆993在偏离阀的轴线的位置枢转地附接到第一连杆。中间连杆的相对端枢转地附接到可操作构件994。该可操作构件绕相对于凹型构件903固定并定位于自凹型构件的本体延伸的杆上的点转动。中间连杆可枢转地连接到偏离其转动轴线的可操作构件。该偏离量与中间连杆和阀的轴线之间的偏离量相同，使得当可操作构件转动时，阀也转动。

该可操作构件与凸型构件的板968大致相似，并具有平直边缘和相对的弓形边缘。当阀990关闭时，如图1所示，平直边缘相对于耦联轴线倾斜，并且弓形边缘的最远离转动轴线的端部与耦联轴线B平行。

凹型构件包括自凹型构件的主体外侧延伸的臂980。销981自该臂的末端部并与阀的轴线平行地延伸。

为了耦联组件，探头沿耦联轴线插入插槽内直到如图23所示的第一位置为止，其中销981、961分别抵接板968和可操作构件994的平直边缘。在该位置，阀仍旧关闭。当探头进一步插入时，阀打开直到当位于如图24所示的第二位置时通孔对准并且阀打开。

阀的打开大致相似，且本文仅参照阀990进行描述。当探头进一步插入时，销相对于阀并与耦联轴线平行地移动。因此，销保持与平直边缘抵接，但首先朝向然后远离枢转点移动，这是转动板并因此打开阀所必需的。在分离过程中，该销相对于板并与耦联轴线B平行地移动。首先，该销在抵接相对的弓形面之前顺畅地移动板。在进一步分离过程中，板首先朝向然后远离枢转点移动，这是转动该板并因此关闭阀所必需的。当阀关闭时，销移动经过与耦联轴线A平行的弓形边缘的端部，然后该探头分离。

该实施方式的显著优点是构件的耦联和分离分别地打开和关闭阀，而没有任何进一步的干涉。

在第十实施方式中并参见图25至图26，耦联组件1001包括凸型耦联构件1002和凹型耦联构件1003。

与第七实施方式相似，凸型构件1002包括内部件和套筒1017。

该内部件包括：近端区1004，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头1006，其设置成与耦联轴线A重合；通孔1008，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周面上的第二孔口之间；以及外部密封环1015，其设置在接近探头的自由端部处。

该套筒绕第一部件的近端区可滑动地安装，并由弹簧1020朝探头迫动，并与形成在探头和近端区的相交处的突出部1013抵接。

与第七实施方式相似，凹型耦联构件1003包括：通孔1021，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽1012，其与耦联轴线A重合；内部密封环1028，其设置于接近插槽的敞开端部处；以及盘形凹槽1040，其形成在形成插槽的敞开端的耦联构件的端面内。

盘形凹槽1040由与凹型耦联构件一体形成的半圆形凸部和相对的半圆形垫圈零件1041限定。半圆形垫圈零件与凹型耦联构件分离。半圆形垫圈零件相对于半圆形凸部设置在凹型耦联构件上，使得它们组合形成圆形脊突。圆形脊突的轴线与轴线B重合。圆形脊突的中间部分形成在中心处具有通孔1021的盘形凹槽1040。垫圈零件1041由保持构件1042保持到耦联构件上的半圆形凸部。

保持构件1042包括由多个匝圈所组成的弹簧或带型装置。弹簧或带具有与圆形凸部的直径大致相同的直径。因而，弹簧或带绕半圆形凸部和半圆形垫圈零件密合地配合，并由此将半圆形垫圈零件牢固地固定到耦联构件。

凸型耦联构件能大致如前文参照第七实施方式所述地插入凹型耦联构件的插槽内。在插入到完全耦联位置过程中，如图25a所示，保持弹簧或带和垫圈零件基本上不移动。

如前文参照第七实施方式所述的，在配合位置，如图25a所示，通过套筒和垫圈零件之间的啮合，防止探头从插槽退出。但是，在预定脱开力下，保持弹簧沿径向伸长，由此容许垫圈零件沿径向远离固定半圆形凸部移动，这就容许凸型耦联构件分离。由于保持弹簧的弹性性质，在脱离之后，保持弹簧恢复到其初始尺寸。由此，这种弹性使垫圈零件恢复到其与半圆形凸部抵接的位置。当脱开力的起因消失时，探头然后可插入插槽并使该耦联重新耦联。由此，保持弹簧为该耦联提供脱开强度。

如前文参照第七实施方式所述的，通过将套筒从盘形凹槽退出，能容易地实现对凸型耦联构件和凹型耦联构件的有意分离。

此种实施方式的优点在于，不破坏性地损坏凸型耦联构件或凹型耦联构件之一或任何其部件，就可获得脱开强度。保持构件的弹性性质也容许在脱开事件后的容易的重新耦联。

在第十一实施方式中并参见图27至图29，耦联组件1101包括凸型耦联构件1102和凹型耦联构件1103。

图27示出未耦联的耦联组件。依据第一实施方式，凸型耦联构件1102包括：近端区1104，其设置用于与第一流体通道(未示出)连通；探头1106，其设置成与耦联轴线A重合；通孔1108，其具有与流动轴线B重合的轴线，并延伸于位于近端区的末端部上的第一孔口和位于探头的圆周短面上的第二孔口之间；以及外部密封环1115，其设置在接近探头的自由端部处。

凸型耦联构件1102包括径向凸缘，该径向凸缘设置在近端区和探头的相交处，并包括前端抵接面和圆周面。护套构件1107牢固地附接到凸型耦联构件，并固定在径向凸缘的圆周面处。护套构件1107包括大致管形部，并平行于耦联轴线A延伸。该护套自径向凸缘朝探头的自由端部延伸。探头的末端部和护套的末端部终止于同一平面处。内部径向凸缘自护套的末端部朝中心轴线延伸。

半圆形孔1119穿透护套而形成，并设置在末端区域处。该孔具有与流动轴线B重合的中心轴线。如下文将会清楚的，该孔确定尺寸以容纳凹型耦联构件。

在护套与该孔相对的侧上，啮合特征平行于耦联轴线A并从护套的末端部延伸。啮合装置1166包括具有与耦联轴线A垂直的通孔的板。

包括管形部的封闭构件1162可滑动地安装在探头的端部上。该封闭构件包括外部延伸径向凸缘1163，径向凸缘1163设置成从封闭构件的一个端部偏离。该偏离量与护套的内部径向凸缘的厚度对应。

诸如弹簧1164的偏置装置设置在形成于护套和探头之间的径向空间内。该弹簧一端作用在前抵接面1112上，并且另一端作用在封闭构件的外部径向凸缘上。该弹簧将封闭构件偏置到如图27所示的封闭位置，其中封闭构件被朝封闭构件的外部径向凸缘和护套的内部径向凸缘之间的抵接偏置。在封闭位置处，护套的端部、封闭构件以及探头形成平坦面。

在封闭位置处，第一外部环形密封环1115定位于探头的末端部和通孔1108的孔口之间，并用以将探头密封于封闭构件。容纳于在封闭构件内所形成的内部环形凹槽内并定位于通孔1108的孔口的另一侧上的内部密封环1165，也作用为密封探头和护套。两个密封环1115和1065的配置将通孔1108内的流体密封。

与第一实施方式相似，凹型耦联构件1103包括：通孔1121，其与流动轴线B重合，并自设置用于与第二流体通道(未示出)连通的第一端部延伸；插槽1122，其与耦联轴线A重合；以及内部密封环1128，其设置于接近插槽的敞开端部处。

凹型耦联构件1103包括：内部封闭构件1190，其在插槽1122内操作；以及保持构件1191，其将封闭构件保持在插槽内。

该保持构件包括具有大致封闭端部的管形部。该保持构件定位在穿透插槽的封闭端部所形成的孔内，并牢固地固定到凹型构件。保持构件的轴线与耦联轴线A重合。保持构件的直径比插槽的内径小，使得该保持构件在插槽内从封闭端部沿插槽延伸到中途位置。因此，该保持构件的大致封闭端部定位于插槽内。与耦联轴线A重合的孔穿透大致封闭端部而形成。

该封闭构件包括中心杆部，该中心杆部包括从一个端部向外延伸的径向凸缘。另一端部附接到管的封闭端部的径向面。该管与耦联轴线A以及中心杆部的轴线重合。该管从末端面朝中心杆部的相对端部延伸。如图27所示，位于末端杆部的端部上的径向凸缘容纳于保持构件的管形部内，且中心杆延伸穿过大致封闭端部内的孔。

诸如弹簧1192的偏置装置在插槽的封闭端部和封闭构件1190的封闭端部的内表面之间操作。该弹簧将封闭构件朝插槽的敞开端部偏置。通过保持构件的大致封闭端部和封闭构件的中心构件的径向凸缘之间的抵接，封闭构件停止在封闭位置。封闭构件设置成在停在封闭位置，使得封闭构件的封闭端部的外表面与插槽的敞开端部位于同一平面内。

在封闭位置，内部密封环1128在插槽的敞开端部和通孔1121的孔口之间将插槽密封于封闭构件。外部密封环1193在通孔1121的孔口的相对侧将插槽密封于封闭构件。因而，在封闭位置，通孔1121内的流体被密封从而不会在插槽端部处漏溢。

啮合装置1194设置在凹型耦联构件的外侧上，并包括垂直于和平行于耦联轴线A延伸的板。该啮合装置包括通孔。

凸型耦联构件和凹型耦联构件可通过初始抵接各耦联构件的两个平坦端部而耦联，如图28所示。然后，通过提供封闭力可启动耦联，使得这些构件移到完全插入位置，如图29所示。在进一步插入过程中，凸型耦联构件的封闭构件和凹型耦联构件的封闭构件克服相应弹簧1164和1192的偏置而沿轴向迫动。通过凸型耦联构件的径向凸缘和相应封闭构件的端部之间的抵接并且也通过插槽的封闭端部和相应封闭构件的端部之间的抵接，运动停止。可从图29中看出并且如前所述，在完全插入位置，各耦联构件内的通孔对准。此外，探头的外部密封环和插槽的内部密封环如前所述地绕通孔设置。

此外，在完全插入位置，凸型耦联构件的啮合装置和凹型耦联构件的啮合装置也对准。如前文实施方式所述的，可穿过各啮合构件内的相应通孔插入脱开销以由此提供脱开强度。该销也将需要被插入以抵抗迫动耦联构件分开的弹簧力。

穿过凸型耦联构件的护套的孔1119设置成接收凹型耦联构件的管形部，内部通孔1121穿过该管形部延伸。这就使两个耦联构件之间旋转地对准，这是需要的以确保通孔之间的对准。

此种实施方式提供若干个优点。该实施方式为耦联提供平坦端部，这能够使耦联件被容易地擦净。当不耦联时，各耦联构件内的通孔也封闭，由此确保在组件的耦联和分离过程中流动通过孔的流体不漏溢。

图30示出本发明的第十二实施方式，其中大致依据本文所述实施方式的耦联构件由诸如碳或玻璃纤维的复合结构制成。

已知对于管部而言，±55°的缠绕角(wind angle)可获得最优的强度。因此，诸如凸型耦联构件的弯管将制造具有沿相对于流动轴线B的近端区1204和也沿相对于耦联轴线A的探头所保持的±55°的缠绕角。

图30示出依据本发明第十二实施方式的纤维(pattern)图案。凸型耦联构件沿近端区包括±55°缠绕角，但是然后沿探头变化到0/90°缠绕角，这里大部分纤维沿轴向布置。对比地，凹型耦联构件的纤维沿敞开端部区以±55°缠绕角布置，但在插槽部处变化到0/90°缠绕角，且大部分纤维沿径向布置。

缠绕角的变化为耦联构件提供更大的强度，并且抵消了该区域内的主要圆周应力。

本发明可用于液压机械或气动机械，但优选地用于流体输送应用。

本发明的显著优点是流体通过耦联组件的流动基本上是通过直通管道。这能够使管道以及邻接的上游流体通道和下游流体通道能够被“PIG处理”，这在输油管道部门是公知操作并且需要经由任何耦联件的畅通无阻的管道。

本领域技术人员将会清楚，依据本发明的耦联组件传统上可由塑料、金属、或本领域内公知的任何其它任何材料形成。此外，部件的精确配置可与附图中所示的那些不同。例如，不需要耦联组件必须大致对称，并且实际上对于一些应用而言，具有偏心形状的部件可以是有利的。凸型构件的横截面和相应的凹型构件插槽不需要为筒形，虽然这是优选实施方式，因为它容许(一个或多个)凸型构件在凹型构件内转动。

Claims (57)

1.一种用于以可释放方式互连流体通道的耦联组件，其包括凸型耦联构件和凹型耦联构件，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件在使用时通过将所述凸型构件的探头插入所述凹型构件的插槽内来配合，各个所述耦联构件均包括设置用于连接到流体通道的第一端部和从所述第一端部延伸的通孔，其中所述凸型耦联构件的通孔延伸于所述第一端部和所述探头的圆周面之间，其中在使用中配合时，各个所述耦联构件的通孔沿第一纵向轴线重合，并且所述探头和所述插槽沿第二纵向轴线重合，所述第二纵向轴线相对于所述第一轴线倾斜，所述通孔提供所述两个流体通道之间的流体管道并且流体由密封装置大致保持于所述管道内。

2.如权利要求1所述的耦联组件，其中，使用时，连接到所述凹型耦联构件的第一端部的所述流体通道与所述凹型耦联构件的通孔重合，并且连接到所述凸型耦联构件的第一端部的所述流体通道与所述凸型构件的通孔重合。

3.如权利要求1或2所述的耦联组件，其中，所述探头包括所述凸型耦联构件的第二端部。

4.如权利要求1-3中任一项所述的耦联组件，其中，所述插槽包括所述凹型耦联构件的第二端部，并且所述凹型构件的通孔从所述第一端部延伸并与所述插槽相交。

5.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述密封装置包括第一环形密封环和第二环形密封环，其中在使用中配合时，所述第一环形密封环设置在所述凹型构件的所述通孔和插槽的相交处的一侧，并且所述第二环形密封环设置在所述凹型构件的所述通孔和插槽的所述相交处的另一侧。

6.如权利要求5所述的耦联组件，其中，所述第一环形密封环包括位于所述插槽内的内部环形密封环，并且所述第二环形密封环包括位于所述探头上的外部环形密封环。

7.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述探头具有大致均匀的外径，并且所述插槽具有大致均匀的内径。

8.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件内的所述通孔大致直通，其中在使用中当所述耦联构件配合时，所述通孔限定直通流体管道。

9.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件内的所述通孔具有相同的恒定直径。

10.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述耦联组件进一步包括设置成抵抗所述已配合耦联构件的分离的可释放保持装置。

11.如权利要求10所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件进一步包括直径通孔，并且所述凹型耦联构件进一步包括至少一个沿直径对准的通孔，且当配合时所述通孔对准，并且所述保持装置包括销，所述销穿过所述孔插入。

12.如权利要求11所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件的所述直径通孔设置在所述探头上，并且所述凹型耦联构件的所述直径通孔或各所述直径通孔设置在所述插槽内。

13.如权利要求10所述的耦联组件，其中，所述保持装置包括：第一部件，所述第一部件在使用时与所述凸型耦联构件牢固地设置在一起；以及第二部件，所述第二部件在使用时与所述凹型耦联构件牢固地设置在一起，其中在使用时，所述第一部件和所述第二部件彼此啮合，所述啮合包括所述保持装置。

14.如权利要求13或其从属权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述第一部件和所述第二部件各自均包括具有径向齿的齿条。

15.如权利要求14所述的耦联组件，其中，所述第一部件的所述径向齿面向外，并且所述第二部件的所述径向齿面向内。

16.如权利要求14所述的耦联组件，其中，所述第一部件的所述径向齿面向内，并且所述第二部件的所述径向齿面向外。

17.如权利要求13-16中任一项所述的耦联组件，其中，所述第一部件包括夹子。

18.如权利要求17所述的耦联组件，其中，所述夹子包括弹性材料。

19.如权利要求17或18所述的耦联组件，其中，所述夹子包括绕所述第一纵向轴线的相对侧设置并由连接部分接合的第一部分和第二部分，并且所述连接部分在使用时抵接位于所述凸型耦联构件上的凸缘，其中所述抵接包括所述夹子和所述凸型构件的第一配置，并且其中所述第一部分和所述第二部分中的至少一个包括与所述连接部分间隔的所述径向齿。

20.如权利要求19所述的耦联组件，其中，所述夹子的所述径向齿通过绕所述连接部分枢转所述第一部分或所述第二部分中的至少一个来可拆卸地啮合。

21.如权利要求20在从属于权利要求16时所述的耦联组件，其中，所述凸缘与所述连接部分抵接的面包括倾斜面。

22.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件的所述探头和所述通孔之间的倾斜角以及所述凹型耦联构件的所述插槽和所述通孔之间的倾斜角相等并介于5-35°范围内。

23.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凹型耦联构件的所述插槽进一步包括所述插槽的封闭端部和孔口，其中使用时，所述孔口设置成与所述封闭端部和所述探头的末端部之间的空间连通，使得当所述探头插入所述插槽内时，位于所述插槽内的周围流体被迫流出所述孔口，并且所述周围流体自所述孔口的排出速度决定将所述探头插入所述插槽内所需的插入力。

24.如权利要求23所述的耦联组件，其中，所述孔口延伸穿过所述插槽的封闭端部。

25.如权利要求23所述的耦联组件，其中，所述孔口包括穿过孔插入的开口销，所述凹型耦联构件进一步包括所述孔，所述孔垂直于所述插槽的轴线延伸。

26.如权利要求25所述的耦联组件，其中，所述探头进一步包括非对称特征，所述非对称特征设置成在使用时与所述开口销协作，使得当所述探头关于所述第二纵向轴线位于不正确定向时，在所述通孔对准之前，所述探头抵接所述开口销。

27.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件进一步包括协作的对准特征，其中所述协作限制关于所述探头插入所述插槽所沿的所述第二纵向轴线的相对定向。

28.如权利要求27所述的耦联组件，其中，所述协作部件包括至少一个且优选为两个的凸型特征，所述凸型特征固定到所述凸型耦联构件并平行于所述第二纵向轴线，所述协作部件进一步包括用于各凸型特征的对应凹型特征，所述凹型特征固定到所述凹型耦联构件，其中在所述探头插入所述插槽的过程中，所述凸型特征或各个所述凸型特征与所述凹型特征或各个所述凹型特征协作。

29.如权利要求28在从属于权利要求10时所述的耦联组件，其中，所述凸型特征进一步包括缺口，并且所述凹型耦联构件进一步包括与所述凹型特征相交的孔口，其中锁定装置定位于所述孔口内，并且设置为在使用时与所述缺口啮合以提供所述可释放的保持装置。

30.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件包括阀，所述阀在关闭位置阻止沿所述通孔的流体流动，在打开位置容许沿所述通孔的流体流动。

31.如权利要求30所述的耦联组件，其中，通过转动可操作特征，所述凸型耦联构件的所述阀可在所述打开位置和所述关闭位置之间操作。

32.如权利要求31所述的耦联组件，其中，所述可操作特征由所述凹型耦联构件的一部分操作，使得当所述探头从所述插槽分离时，所述阀从所述打开位置转动到所述关闭位置。

33.如权利要求30所述的耦联组件，其中，所述阀进一步包括偏置装置，所述偏置装置作用为朝所述关闭位置偏置所述阀，其中所述可操作特征由所述凹型耦联构件的一部分操作，使得当所述探头插入所述插槽内时，所述阀朝所述打开位置移动。

34.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凹型耦联构件包括阀，所述阀在关闭位置阻止沿所述通孔的流体流动，在打开位置容许沿所述通孔的流体流动。

35.如权利要求34所述的耦联组件，其中，通过转动可操作特征，所述凹型耦联构件的所述阀可在所述打开位置和所述关闭位置之间操作。

36.如权利要求35所述的耦联组件，其中，所述可操作特征由所述凸型耦联构件的一部分操作，使得当所述探头从所述插槽分离时，所述阀从所述打开位置转动到所述关闭位置。

37.如权利要求36所述的耦联组件，其中，所述阀进一步包括偏置装置，所述偏置装置作用为朝所述关闭位置偏置所述阀，其中所述可操作特征由所述凸型耦联构件的一部分操作，使得当所述探头插入所述插槽内时，所述阀朝所述打开位置移动。

38.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，在所述探头和所述插槽之间提供密封环，且其中所述探头和所述插槽在邻近所述密封环处逐渐锥形化，以防止因流体压力而损坏或移除所述密封环。

39.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，提供两个密封环，每个用于所述流体管道的各侧，其中各个所述密封环由如权利要求38所限定的配置保护。

40.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件包括第一部件和第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件并沿所述第一纵向轴线可滑动地安装，其中偏置装置朝第一位置偏置所述第二部件，其中所述凹型耦联构件包括凹槽，当在使用中配合时，所述第二部件与所述凹槽啮合以防止所述凸型构件和所述凹型构件分离。

41.如权利要求40所述的耦联组件，其中，所述凹槽包括：第一部件，其与所述凹型耦联构件一体形成或牢固地保持到所述凹型耦联构件；以及第二部件，其与所述凹型耦联构件可分开，其中保持构件将所述第二部件固定到所述第一部件。

42.如权利要求41所述的耦联组件，其中，所述保持构件是弹性的，使得当在使用中配合时，在给定脱开力下，所述第二部件移离所述第一部件，由此增大所述凹槽，并在使用中已配合时容许所述探头从所述插槽退出。

43.如权利要求41和42中任一项所述的耦联组件，其中，所述保持构件包括绕形成凹槽的所述第一部件和所述第二部件的外侧设置的弹簧。

44.如权利要求31或35所述的耦联组件，其中，所述可操作构件包括第一相对边缘和第二相对边缘，并且所述另一耦联构件包括协作特征，其中在耦联过程中，所述协作特征相对于所述可操作构件并沿所述第二纵向轴线移动，在耦联所述构件的过程中，所述协作构件抵接所述第一相对边缘以打开所述阀，并且在分离所述构件的过程中，所述协作构件抵接所述第二相对边缘以关闭所述阀。

45.一种以可释放方式互连流体通道的耦联组件，其大致如文中参照任一附图所述和如任一附图所示。

46.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件各自均包括相应的通孔封闭构件。

47.如权利要求46所述的耦联组件，其中，所述凸型构件的所述封闭构件在封闭位置和接通位置之间可移动，在所述封闭位置时，所述封闭构件延伸横过所述流体孔口，且其中所述第二环形密封环设置在所述流体孔口的一侧，并且另一密封环设置在所述流体孔口的相对侧，在所述接通位置时，所述封闭构件不延伸横过所述流体孔口。

48.如权利要求46所述的耦联组件，其中，所述凹型构件的所述封闭构件在封闭位置和接通位置之间可移动，在所述封闭位置时，所述封闭构件延伸横过所述流体孔口，且其中所述第一环形密封环设置在所述流体孔口的一侧，并且另一密封环设置在所述流体孔口的相对侧，在所述接通位置时，所述封闭构件不延伸横过所述流体孔口。

49.如权利要求46-48中任一项所述的耦联组件，其中，所述封闭构件分别绕所述探头并在所述插槽内可滑动地安装。

50.如权利要求46-49中任一项所述的耦联组件，其中，所述封闭构件被朝所述封闭位置偏置。

51.如权利要求50所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件各自均包括用于将各封闭构件保持在所述封闭位置的保持构件，其中在所述封闭位置时，各所述耦联构件包括平坦端部。

52.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凸型耦联构件由纤维复合结构制成，其中沿所述探头，沿所述轴向的纤维填密比沿所述径向的纤维填密大。

53.如前述权利要求中任一项所述的耦联组件，其中，所述凹型耦联构件由复合结构制成，其中沿所述插槽部分，沿所述径向的纤维填密比沿所述轴向的纤维填密大。

54.一种以可释放方式互连流体通道的方法，包括将凸型耦联构件的探头插入凹型耦联构件的对应插槽内，所述耦联构件连接到所述流体通道的端部并位于所述两个流体通道之间的接合处，各个所述耦联构件均包括设置用于连接到流体通道的第一端部和从所述第一端部延伸的通孔，其中当使用中配合时，各个所述耦联构件的所述通孔沿第一纵向轴线重合，并且所述探头和所述插槽沿相对于所述第一轴线倾斜的第二纵向轴线重合，所述通孔提供所述两个流体通道之间的流体管道，并且流体由密封装置基本上保持在所述管道内。

55.如权利要求54所述的以可释放方式互连流体通道的方法，其中所述方法进一步包括穿过所述凸型耦联构件和所述凹型耦联构件内的沿直径对准的孔插入脱开销。

56.一种以可释放方式互连流体通道的方法，其中所述耦联组件是如权利要求1-53中任一项所述的耦联组件。

57.一种以可释放方式互连流体通道的方法，其大致如文中参照任一附图所述和如任一附图所示。

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