CN101878390A - 用于受压流体系统的管连接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于受压流体系统的管连接系统(1)，包括：连接体(3)，用于容纳受压流体系统的管子(5)；泄漏密封装置(7)，用于防止从所述受压流体系统所供给的流体通过所述管子进入所述连接体(3)；夹紧装置(9)，用于夹紧容纳在所述连接体(3)中的所述管子(5)的外表面；以及环境密封装置(11)，用于防止来自所述连接体(3)外部的侵入，其特征是所述环境密封装置(11)至少部分地可移动，且设置成当所述连接体(3)内存在内部流体压力时至少部分地受压脱离密封座，从而导致流体流出所述连接体(3)，并且所述流到连接体(3)外部的流体表示从所述受压流体系统的泄漏。

Description

用于受压流体系统的管连接系统
技术领域
本发明涉及用于受压流体系统的管连接系统，包括用于容纳受压流体系统的管子的连接体，用于防止来自受压流体系统的流体进入该连接体的泄漏密封装置，用于夹紧容纳在该连接体内的管子的外表面的夹紧装置，以及用于防止来自该连接体外部的侵入的环境密封装置。
背景技术
在许多应用中，管子必须彼此连接或与其它部件连接，用这种方式防止泄露和阻止管子的意外释放。在管连接的故障或失效是危险的而且会导致严重损害的系统，例如车辆的刹车系统中，这点尤其重要。在WO 2006/112726 A1中可以发现为此目的的典型的管连接。
当管子连接于连接系统时，最常见的泄露和意外释放的失效形式是由于装配不正确而导致的。管子没有充分地插入连接系统的情况就是这种不正确装配的一个实例。特别是当因用于高压系统中的严格夹紧或密封装置而使插入力很大时，在手工装配期间管子与最终止挡部分的接合对于使用者而言可能不是很明显。另外，如果(例如)由于在装配前其是被手工缩短的，因此管子的端部不是以直角被切断，则充分插入的点可能会不明确。
因此，当管子充分且正确地插入到连接体中时，需要一些反馈来示意给装配者。
已知在管子的外表面上设置可视标志，在已达到预定插入深度时其可给予装配者可视的指示。例如，该可视标志可以是在管子充分插入到连接体中时需要被连接体覆盖的一条线。但是，这种解决方案的缺点在于，在一端或两端未失去可视标志时不能将管子缩短到合适的长度。而且，不能确定标志的位置，而且不能判断该可视标志是否表示完全插入。
其它的常用解决方案向使用者提供了指示管子位于正确位置时的可识别的推入感觉。这需要使用者能够进行感觉辨别，这在例如使用工具装配时是很困难的。此外，可识别的推入感觉是高度的主观衡量，不同的使用者可能体验不同。
从WO 2006/112726 A1可知根据权利要求1的前序部分的管连接系统。不过，在该文件中，当管子充分且正确地插入时向，为装配者提供反馈信号的问题并未进行讨论。
WO 2006/037962 A1公开了一种管连接，且讨论了通过提供管子的完全插入位置的声音指示来解决反馈问题。其中所公开的连接系统包括管子在其上滑动的管支承件。在管子插入连接体的过程中，管子推入管支承件，从而迫使其更深入地滑动到连接体中。管支承件的外表面和连接体的内表面之间的槽和舌结构提供了咔哒声信号，其告知使用者具有管支承件的管子到达了完全插入位置。
WO 2006/037962 A1中所描述的解决方案的缺点在于，咔哒声信号只是间接地告知使用者，即管支承件已经到达了完全插入位置，而不是管子完全插入到连接体中。因此，没有给出管子是否确实完全插入到管支承件中的信息。因此，仍然存在因不正确地将管子装配入管支承件而导致泄漏和意外释放的危险。此外，在正常使用管连接系统期间没有给出管子是否保持在正确的完全插入位置的信息。而且，管子插入期间的推入力因槽和舌结构引起产生咔哒声信号的阻力而显著增大。该阻力必定相当大，因为在管子到达管支承件的最终止挡部分之前过早的咔哒信号是有害的。该阻力合计为夹紧或密封装置所产生的摩擦力，这导致了令人不安的很高的总推入力。例如当以稍微倾斜的方式使用管子时，这种所需的很高的总推入力就能反过来容易地在管子和管支承件之间产生很高的摩擦力。如果该摩擦力超过了咔哒阻力，在管子完全插入到管支承件之前触发了有害的过早的咔哒信号。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种在装配后和正常使用期间向使用者确实保证管子充分地、正确地插入到管连接体中的管连接系统。而且，连续检查其密封性是可取的。
该目的通过权利要求1的主题来解决。根据本发明，提供了一种用于受压流体系统的管连接系统，包括连接体，用于容纳受压流体系统的管子；泄漏密封装置，用于防止从所述受压流体系统所供给的流体通过所述管子进入所述连接体；夹紧装置，用于夹紧容纳在所述连接体中的所述管子的外表面；以及环境密封装置，用于防止来自连接体外部的侵入，其特征是所述环境密封装置至少部分地可移动，设置成当所述连接体内存在内部流体压力时至少部分地受压脱离密封座，从而导致流体流出所述连接体，并且所述流到连接体外部的流体表示从所述受压流体系统的泄漏。
本发明的管连接系统确保流体流总是足够大以致对使用者而言很明显。在所述环境密封装置至少部分地受压脱离所述密封座之前，所述连接体内的流体压力增大。当压力超过足以迫使所述环境密封装置脱离所述密封座的量时，存在足够强的流体流来显示发生了泄露。
优选地，所述流到连接体外部的流体产生声音反馈信号，表示从所述受压流体系统的泄漏。如果流体是气体或其它气态流体时，该声音反馈信号可以是例如啸啸声或嘶嘶声音调。如果流体是液体或可从光学上与气体辨别开时，所述泄露显示还可以是泄露流体流的光学信号。
在优选的实施方式中，环境密封装置典型地为O形环，设置在环形槽内，所述环形槽具有开孔，该开孔允许所述环境密封装置在所述连接体内存在内部流体压力时至少部分地受压脱离所述密封座。所述环境密封装置的密封座优选是位于所述环形槽的径向向内部分的环形表面。
优选的柔性和可弹性变形的环境密封装置可设置成一旦连接体的内部流体压力低于特定阈值，就返回而与所述密封座接触。例如，环境密封装置可能是具有回弹特性的柔性。阈值应当远低于受压流体系统的常压，从而即使很小的泄露也会导致迅速显示压力上升。环境密封装置还可以设计成一次性的、破碎部件，其适于仅一次受压脱离所述密封座。
还可设置孔，在所述环境密封装置因所述连接体的内部流体压力而至少部分地受压脱离所述密封座时，该孔能够使流体从所述连接体的内部流到所述连接体的外部。这种孔的优点是流体流通过孔的引导而产生对使用者而言更可控的、明显的信号。孔的大小可选择为使得通过流体流产生一个警笛或还可为此目的而装配进一步的装置。
附图说明
以下参照图1至5，更详细地说明本发明的优选实施方式。
图1示出了优选的管连接系统的侧视图，其一半显示为纵向剖视图；
图2显示了优选的管连接系统的分解图；
图3示出了优选的管连接系统的侧视图，其一半显示为纵向剖视图且具有未完全插入的管子；
图4示出了优选的管连接系统的侧视图，其一半显示为纵向剖视图且具有完全插入的管子；
图5示出了环境密封装置的详细纵向剖视图，其一部分受压脱离该密封座。
具体实施方式
图1所示的管连接系统1包括用于容纳受压流体系统的管子5的连接体3，用于防止来自受压流体系统流体进入连接体3的泄露密封装置7，用于夹紧容纳在连接体3中的管子5的外表面的夹紧装置9，以及用于防止来自连接体3外部的侵入的环境密封装置11。不用于容纳管5的连接体3的端部设有螺纹连接器端13和密封件15。连接体3还包括适用于容纳扳手的具有外部形状的部分17，用来使具有螺纹连接器端13的管连接系统1旋入受压流体系统的另一部件中。
在本实施方式中，管连接系统1包括用于容纳管子5的管支承衬套19，其从端部插入到连接体3中。连接体3的内部形状适应于容纳管支承衬套19的外套管，以沿径向牢固地保持管支承衬套19。管支承衬套19被推到连接体3中，直到管支承衬套19的法兰部分邻接连接体3的内凸缘，该内凸缘为被推到连接体3中的管支承衬套19提供最终止挡。管支承衬套19的内套管适应于能容纳用于由连接系统1所容纳的管子5。管支承衬套19的外套管适应于安装到管子5的外表面，从而使管子5的端部由管支承衬套19包围。管支承衬套19固定到连接体3中，因此一旦插入管支承衬套19，在连接体2中插入和固定管子5的过程中为管子5提供导向。连接体3的内部形状提供了空腔部分，在插入管支承衬套19后，用来容纳插入到偶合体3中的密封和紧固装置。这样，通过密封和紧固装置防止管支承衬套19释放出连接体3。
密封和夹紧装置包括泄露密封装置7，用于防止来自受压流体系统的流通进入到连接体3的空腔部分。泄露密封装置7适合连接体3的内表面和插入的管子5的外表面之间的紧密连接。泄露密封装置7优选地是橡胶材料的O形环，在管子插入前，该O形环部分置入用于容纳管子5的空隙中。当管子5足够深地插入到管连接系统1中以到达泄露密封装置7时，泄露密封装置7变形，以在管子5和连接体3之间形成紧密密封配合。
用于将管5紧固到管连接系统1中的装置进一步径向向外地位于在连接体3的空腔部分内。紧固装置包括夹紧装置9，优选地为夹紧环，用于夹紧容纳在管连接系统1中的管子5的外表面。而且，紧固装置包括插入件21，优选地形成为具有多个沿插入件21的内圆周有间距布置的内部凸起24的径向向内部分，凸起24形成沿插入件21的径向外端的方向直径缩小的分段的圆锥形内部分。夹紧装置9具有径向的外部圆锥形表面，大致对应于插入件21的内部分段的圆锥形部分。紧固装置是插入件21和夹紧装置9的特征的组合。夹紧装置9可径向移动。插入件21和夹紧装置9布置成使得适用于保持在连接系统1中的管子5的径向向外的力传递给由管子5的外表面上的夹紧装置9所施加的压缩力的增大部分。因此，管子5上的任何意外释放力将触发夹紧装置9作如下反应：将增大的夹紧力施加于管子5，从而使释放力不会造成管子5的实际释放。
插入件21的径向外部分优选地设有环形槽，以容纳环境密封装置11，典型地为橡胶材料的O形环，从而防止来自连接体3外部的侵入。或者，环境密封装置11可定位在插入件21的内部凸起24的径向外表面和插入件21的径向外法兰28之间。环境密封装置11不径向地紧固在环形槽或者插入件21的凸起24与法兰28之间的空间中。优选地，槽或空间比环境密封装置11具有更大的径向延伸。或者，槽或空间具有径向外部开孔，以便当连接体内存在内部流体压力时，允许环境密封装置21径向向外地移出密封座。环境密封装置11的密封座是槽或空间的径向内部分的表面。如果连接体3的空腔部分中的内部流体压力因泄露密封装置7的泄露而上升，内部流体压力迫使环境密封装置11至少部分地向外脱离密封座。一旦环境密封装置11至少部分地与密封座失去接触，流体流过环境密封装置11到达连接体3的外部。该声音或可视流体流显示受压流体系统发生泄露。
优选地，流体是空气，流到连接体3的外部的空气流产生声音反馈信号，表示受压流体系统发生泄露。在优选实施方式中，在插入件21内设有孔22，当环境密封装置11因连接体3内的内部流体压力而受压脱离密封座时，孔22使流体从连接体3的空腔部分流到连接体3的外部。这种孔22的优点在于，流体流通过孔22的引导产生更可控的、明显的信号。
图2示出了所有部件均分离的管连接系统1的分解图。该图示对描述管连接系统1的装配方式是尤其有利的。用于不用于容纳管子5的端部的密封件15放置在螺纹连接器端13上进入位于螺纹底部的密封位置。管支承衬套19通过连接体3的用于容纳管5的开口进给到连接体3中。接下来，一旦完全插入，泄露密封装置7邻接管支承衬套19的内套管。然后插入圆锥形的夹紧环形式的夹紧装置19。插入件21具有特殊的设计以致它一旦被正确插入就紧固在连接体3内。插入件21在其径向外表面具有隆起23，该隆起对应于沿连接体3的空腔部分的径向向内圆周的环形凹口25。为便于插入件21的插入，凸起部或隆起23在径向内侧具有锥形部分。一旦插入件21推入到连接体3中，隆起加凹口的结构紧固插入件21自身，并且连接体3内部的所有部件都更加径向向内地得以定位。然后可将橡胶材料的弹性O形环形式的环境密封装置11插入到插入件21内的环形槽中以接触密封座。
图3表示管子5未完全插入到管连接系统1中的情形。对泄露密封装置7而言，管子5未足够深地插入以使管子的外表面和连接体3的内表面之间形成紧配合。在这种情形下，管子5内没有流体压力。一旦在受压系统和管子5内施加流体压力，流体就泄露到连接体3的空腔部分，并且其中的流体压力增加。图3示出了只要没有压力施加于系统，环境密封装置11就与密封座接触。因为在插入过程中管子5和环境密封装置11之间存在摩擦接触，在管子5的插入环形槽的内部分的过程中，环境密封装置11受迫接触密封座。一旦连接体3的空腔部分的流体压力大于阈值，压力足够强以致推动环境密封装置11径向向外地脱离密封座。
或者，插入件21的外法兰28设有沿径向内圆周间隔布置的一个或多个止挡突起26，止挡突起26径向向内延伸以形成接触表面30从而即使连接体3内存在流体压力时，使环境密封装置11部分与密封座保持接触。不过，因为环境密封装置11是弹性的，与止挡突起26不接触的环境密封装置11的那些部分因内部流体压力而受压脱离密封座。优选地，径向孔22设置在插入件21中，且从环形槽或空间径向延伸，环形槽或空间中的环境密封装置11位于管连接系统1的外部。如果孔22中心环绕地位于止挡突起26之间的内圆周上，则是有利的，该止挡突起在插入件21的外法兰28沿内圆周以一定间距布置。在两个止挡突起26之间的中心处，因内部流体压力，弹性环境密封装置11的向外弯曲最大。一旦弹性环境密封装置11部分向外弯曲脱离密封座，穿过孔22的通道打开，从而能使流体通过该通道自连接体3的内部流到连接体3的外部。
图4表示管子5完全插入到管连接系统1内的情形。在此情形下，管子5内施加有流体压力。管子5被正确地插入，因而，不应存在泄露到系统外部的流体泄露。不过，因连接体3的空腔部分内的流体压力，环境密封装置11部分受压脱离密封座。这表示在泄露密封装置7存在流体泄露。该泄露可以是例如因泄露密封装置7的磨损、磨蚀、老化或退化所致。如果流体是空气或另一气态流体，流到连接体3外部的流体流以啸啸声或嘶嘶声音调形式的声音反馈信号表示发生泄露。
图5给出了环境密封装置11的更详细的功能视图。纵向剖视图的上部分所显示的是在系统的一部分剖开，在剖开处，即使连接体3内存在流体压力，布置在插入件21的外法兰28的止挡突起26利用其接触表面30紧固环境密封装置11与密封座接触的一部分。纵向剖视图的下部分所显示的是在系统的一部分剖开，在剖开处设置了插入件中的径向孔22，且没有止挡突起26来防止环境密封装置11因内部流体压力而向外弯曲。孔22自管连接系统1的外部延伸到环境密装置11所位于其中的环形槽。如图5的下部分所示，如果在连接体1的空腔部分内存在内部流体压力，通向径向孔22的通道打开，导致流体流出连接体3，其中，所述流体流到连接体3的外部表示从受压流体系统的泄露。

Claims (9)

1.一种用于受压流体系统的管连接系统(1)，包括：
-连接体(3)，用于容纳受压流体系统的管子(5)；
-泄漏密封装置(7)，用于防止从所述受压流体系统所供给的流体通过所述管子进入所述连接体(3)；
-夹紧装置(9)，用于夹紧容纳在所述连接体(3)中的所述管子(5)的外表面；以及
-环境密封装置(11)，用于防止来自所述连接体(3)外部的侵入，
其特征在于，
所述环境密封装置(11)至少部分地可移动，且设置成当所述连接体(3)内存在内部流体压力时至少部分地受压脱离密封座，导致流体流出所述连接体(3)，并且流到所述连接体(3)外部的所述流体表示从所述受压流体系统的泄漏。
2.如权利要求1所述的管连接系统，其中，流到所述连接体(3)外部的所述流体产生声音反馈信号，表示从所述受压流体系统的泄漏。
3.如前述权利要求中的任一项所述的管连接系统，其中，所述环境密封装置(11)至少部分可因所述连接体(3)的内部流体压力而弹性变形。
4.如前述权利要求中的任一项所述的管连接系统，其中，所述环境密封装置(11)的至少一部分设置成当所述连接体(3)内存在内部流体压力时保持与所述密封座接触。
5.如前述权利要求中的任一项所述的管连接系统，其中，O形环形式的所述环境密封装置(11)位于环形槽内，所述环形槽具有径向的外部开孔，所述开孔允许所述环境密封装置(11)在所述连接体(3)内存在内部流体压力时至少部分地受压脱离所述密封座。
6.如权利要求5所述的管连接系统，其中，所述径向的外部开孔是位于两个沿径向内圆周彼此有间距布置的止挡突起(26)之间的空间，所述止挡突起(26)径向向内延伸以形成接触表面(30)，从而保持所述环境密封装置(11)部分地与所述密封座接触。
7.如前述权利要求中的任一项所述的管连接系统，其中，设置孔(22)，在所述环境密封装置(11)因所述连接体(3)的内部流体压力而至少部分地受压脱离所述密封座时，所述孔使流体能够自所述连接体(3)的内部流到所述连接体(3)的外部。
8.如权利要求7所述的管连接系统，其中，所述孔(22)自所述环形槽径向地延伸到所述管连接系统(1)的外部。
9.如权利要求1或2所述的管连接系统，其中，所述流体是气体。
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