CN102472420B - 管道耦合件 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于连接用于传递流体的管道的管道耦合件。本发明包含耦合件主体、端帽、O形环密封件、夹头和保持环。耦合件主体具有通路和用于扩展通路的直径的末端。端帽连接到通路且具有锥形孔。O形环密封件配合到通路，以便维持耦合件主体与管道之间的气密密封。夹头具有套管和从套管延伸的多个弹性臂。形成多个头部以便能够在邻近于每一弹性臂的尖端的外表面上接触锥形孔。保持环经配合以便能够沿着通路在O形环密封件与夹头之间移动。保持环具有经形成使得其接触弹性臂的尖端的末端，和具有容纳头部以确保弹性臂之间不存在分隔的大直径孔以及管道被插入到的小直径孔。

Description

管道耦合件

技术领域

本发明涉及一种用于连接用于传递流体的管道的管道耦合件（tubecoupling）。

背景技术

管道（tube）、管子（pipe）、软管（hose）等用于传递例如水、油、空气等各种流体。提供管道耦合件以在流体流的开始点和结束点连接管道，以便能够将流体从一个位置传递到另一位置。另外，提供管道耦合件以在流体在第三位置中分叉的接合点处连接管道。

可在例如第4,588,214号、第4,606,783号、第4,645,246号、第5,930,969号等美国专利等许多专利文献中容易地找到用于传递流体的管道耦合件。所述专利文献中揭示的管道耦合件包含耦合件主体（coupling body）、夹头（collet）和O形环密封件（O-ring seal）。夹头经由耦合件主体的开放端插入在通路中且连接到所述通路。管道经由夹头插入在耦合件主体的通路中。O形环密封件配合到耦合件主体的通路，以便维持耦合件主体与管道之间的气密密封（hermetic seal）。

图1和图2中说明具有以上配置的管道耦合件。如图1中说明，归因于沿着耦合件主体10的通路12传递的液体的液压而将O形环密封件30移动到夹头20，且经移动的O形环密封件30与弹性臂（resilient arm）22的尖端24接触，使得发生O形环密封件30的部分变形和损坏且发生液体泄漏。

另外，如图2中说明，当夹头20的头部26与锥形孔（tapered bore）14内部的点P接触且通过与O形环密封件30接触而产生的力按压弹性臂22的尖端24时，力矩基于点P作用于弹性臂22上。弹性臂22归因于基于点P作用于弹性臂22上的力矩而彼此过度分离。当弹性臂22之间的分隔经维持或重复持续较长时间时，弹性臂22发生塑料变形（plasticdeformed）。当弹性臂22彼此过度分离或以此方式发生塑料变形时，齿（teeth）28不与管道2的外表面适当啮合，使得管道2容易从夹头20脱离且液体从管道2泄漏，从而导致灾难性故障。

同时，已提出用于解决归因于夹头与O形环密封件之间的接触而发生的问题的许多专利。第7,032,932号美国专利中揭示的管道耦合件包含耦合件主体、夹头、O形环密封件和间隔件垫片（spacer washer）。O形环密封件配合到耦合件主体的通路，以便维持耦合件主体与管道之间的气密密封，且紧密粘合到通路的台阶（step）。管道的外表面与夹头的头部啮合，且不容易从夹头脱离。间隔件垫片配合到孔，使得O形环密封件相对于台阶的位置被界定。

第7,354,079号美国专利中揭示的管道耦合件包含连接器主体、夹头、项圈（collar）、O形环和导引件（guide）。O形环配合到连接器主体的通路，以便维持连接器主体与管道之间的气密密封。管道的外表面与夹头的弓形齿啮合，且不容易从夹头脱离。导引件将经由夹头的内部插入在连接器主体的通路中的管道导引到O形环的内部。

第7,425,022号美国专利中揭示的管道耦合件包含耦合件、夹头、O形环密封件和间隔件垫片。O形环密封件配合到耦合件的通路，以便维持耦合件与管道之间的气密密封，且紧密粘合到通路的台阶。管道的外表面与夹头的头部啮合，且不容易从夹头脱离。间隔件垫片安置在夹头与O形环密封件之间。夹头的头部保持在间隔件垫片的斜面上，以便释放夹头臂（即，弹性臂），所述夹头臂在管道通过夹头时固持管道。

然而，在第7,032,932号、第7,354,079号和第7,425,022号美国专利中揭示的管道耦合件中，尚未解决当间隔件垫片归因于液压而与夹头的尖端接触时发生的弹性臂的分隔和塑料变形的问题。特定来说，在第7,425,022号美国专利中揭示的管道耦合件中，由于夹头的头部保持在间隔件垫片的斜面上，所以弹性臂的分隔和塑料变形增加，使得管道耦合件的可靠性大大降低。

发明内容

技术问题

本发明提供一种可限制夹头的分隔的管道耦合件。

本发明还提供一种管道耦合件，其可防止夹头的塑料变形，使得管道耦合件的可靠性得以改进，且保证了管道耦合件的使用寿命。

本发明还提供一种管道耦合件，其可中断夹头与O形环密封件之间的直接接触，以防止归因于O形环密封件的损坏而发生流体泄漏，且将管道导引到O形环密封件的中心并插入在O形环密封件中。

技术解决方案

根据本发明的一方面，一种管道耦合件包含：耦合件主体，其包含通路，所述通路具有开放端以便连接用于传递流体的管道，且包含朝向开放端形成在通路中以便扩展通路的直径的台阶；以及端帽（end cap），其经由开放端连接到通路，且包含管道所通过的锥形孔，其中锥形孔的直径朝耦合件主体的台阶扩展；O形环密封件，其配合到通路以便维持耦合件主体与管道之间的气密密封，其中O形环密封件的位置由耦合件主体的台阶界定；夹头，其包含管道所通过的套管，和从套管延伸以便能够插入在通路中的多个弹性臂，其中形成多个头部以便能够在邻近于弹性臂的每一者的尖端的外表面上与锥形孔接触，且多个齿提供在弹性臂的邻近于每一弹性臂的尖端的内表面上，使得管道的外表面与弹性臂的内表面啮合；以及保持环（retainer ring），其经配合以便能够沿着通路在O形环密封件与夹头之间移动，保持环具有管道被插入到的小直径孔和容纳头部以确保弹性臂之间不存在分隔的大直径孔，且具有形成在小直径孔与大直径孔之间的台阶，使得弹性臂的尖端与台阶接触。

有利效果

根据本发明的管道耦合件限制夹头的分隔且防止夹头的塑料变形，且因此在无泄漏的情况下传递流体，使得管道耦合件的可靠性可得以改进，且可保证管道耦合件的使用寿命。

附图说明

图1是一般管道耦合件的结构的横截面图。

图2是用于阐释图1中说明的一般管道耦合件中的弹性臂的分隔的横截面图。

图3是根据本发明的实施例的管道耦合件的结构的横截面图。

图4是图3中说明的管道耦合件的结构的分解横截面图。

图5是图3中说明的管道耦合件的结构的分解透视图。

图6是图3中说明的管道耦合件的O形环密封件、夹头和保持环的结构的横截面图。

图7是用于阐释图3中说明的管道耦合件的组装状态的横截面图。

图8是图3中说明的管道耦合件的结构的横截面图，管道耦合件的组装已完成。

图9是用于阐释通过图3中说明的管道耦合件的保持环限制弹性臂的分隔的状态的横截面图。

图10和图11是根据本发明的实施例的图3中说明的管道耦合件的保持环的横截面图。

具体实施方式

本发明的模式

从与附图相关联的以下详细描述和示范性实施例中将更加了解本发明的其它目的、特定优点和新颖特征。

现将参看附图更充分描述本发明，附图中绘示本发明的示范性实施例。

首先，参看图3到图5，根据本发明的管道耦合件包含用于连接用于传递例如水、油、空气等各种流体的管道2的耦合件主体100。耦合件主体100包含通路104，其具有开放端102，以便容纳每一管道2。通路104具有第一孔106a、第二孔106b、第三孔106c和第四孔106d，其直径沿着流体流动方向逐台阶扩展。第四孔106d连接到开放端102。第一孔106a通过第一台阶108a连接到第二孔106b，以便第一次扩展通路104的直径。第二孔106b通过第二台阶108b连接到第三孔106c，以便第二次扩展通路104的直径。第三孔106c通过第三台阶108c连接到第四孔106d，以便第三次扩展通路104的直径。管道2的尖端4经由开放端102容纳在第一孔106a中，且保持在第一台阶108a上。

端帽110经由耦合件主体100的开放端102连接到第四孔106d。端帽110具有管道2所通过的孔112。锥形孔114以一方式形成在孔112的一侧中，使得锥形孔114的直径朝耦合件主体100的中心逐渐扩展。端帽110具有与耦合件主体100的开放端102的周边啮合的凸缘116。耦合件主体100和端帽110可由热塑性树脂形成。端帽110可结合到耦合件主体100，以便能够通过使用热焊接（hot welding）、超声波焊接（ultrasonic welding）等与耦合件主体100集成。另外，耦合件主体100和端帽110可通过使用粘合剂彼此结合或可螺旋耦合。

O形环密封件120配合到通路104，以便维持管道2与耦合件主体100之间的气密密封。O形环密封件120的位置由第二台阶108b界定。管道2经由O形环密封件120的孔122容纳在第一孔106a中。O形环密封件120经形成以具有外径，在具有所述外径的情况下，O形环密封件120不通过端帽110的孔112且与锥形孔114啮合。

夹头130经由耦合件主体100的开放端102连接到通路104。夹头130的套管132经由开放端102插入在通路104中。套管132具有供管道2通过的孔134、第一尖端136和第二尖端138。凸缘140以一方式形成在套管132的邻近于第一尖端136的外表面处，使得凸缘140与端帽110的凸缘116啮合且不通过孔112。多个弹性臂142从套管132的第二尖端138延伸且经由开放端102插入在通路104中。多个头部146形成在邻近于每一弹性臂142的尖端144的外表面上。圆形物148形成在头部146的外表面的前方，且圆形物148的横截面面积随着圆形物148接近尖端144而减小。头部146可借助圆形物148平滑地插入在端帽110的孔112中。以一方式提供多个齿150，使得管道2的外表面借助所述多个齿150与弹性臂142的邻近于每一弹性臂142的尖端144的内表面啮合。夹头130可由热塑性树脂形成，如耦合件主体100和端帽110中一样。齿150可由例如不锈钢、合金钢或铝等金属形成。由金属形成的齿150以弹性臂142进行插入模制。

根据本发明的管道耦合件包含保持环160，其配合到耦合件主体100的通路104以便防止夹头130的弹性臂142朝外部彼此分离。保持环160经配合以便能够沿着通路104在O形环密封件120与夹头130之间移动。保持环160具有其中插入管道2的小直径孔162a，以及从小直径孔162a延伸且通过围绕头部146而容纳头部146以确保弹性臂142之间不存在分隔的大直径孔162b。台阶164朝开放端102形成在小直径孔162a与大直径孔162b之间，以便能够扩展通路104的直径。每一弹性臂142的尖端144与台阶164接触使得保持环160的位置被界定。台阶164形成为垂直于保持环160的中心轴的平面。

如图6中说明，间隙G形成在头部146与大直径孔162b的内侧之间，使得在弹性臂142的初始状态中（即，在弹性臂142未变形的状态中）头部146不与大直径孔162b的内侧接触。保持环160具有面朝大直径孔162b且O形环密封件120所接触的侧表面166。侧表面166形成为垂直于保持环160的中心轴的平面。

现将描述根据本发明的具有以上结构的管道耦合件的操作。

参看图4到图7，工人循序地将O形环密封件120和保持环160安装在耦合件主体100的第二孔106b上。O形环密封件120的位置保持在第二台阶108b上，且因此界定所述位置。保持环160配合到第二孔106b，使得保持环160的台阶164导向耦合件主体100的开放端102。O形环密封件120保持在侧表面166上。

工人在将O形环密封件120和保持环160安装在耦合件主体100的第二孔106b上之后，经由耦合件主体100的开放端102将端帽110连接到第四孔106d。端帽110的凸缘116保持在耦合件主体100的开放端102的周边上。工人经由端帽110的孔112将夹头130的弹性臂142插入在耦合件主体100的通路104中，且经由夹头130的孔134将管道2插入在耦合件主体100的通路104中。经由保持环160的孔162和O形环密封件120的孔122将管道2的尖端4插入在第二孔106b中，且所述尖端4保持在第一台阶108a上。耦合件主体100和端帽110彼此结合，以便能够通过使用热焊接、超声波焊接等彼此集成。

参看图8，工人在将耦合件主体100与端帽110彼此结合之后，拉出夹头130的凸缘140，借此使夹头130的凸缘140与开放端102分离。工人拉出凸缘140使得头部146与锥形孔114的内侧接触，且夹头130停止。弹性臂142折叠，处于头部146与锥形孔114的内侧接触的状态中。当弹性臂142折叠时，齿150与管道2的外表面牢固地啮合，使得夹头130不被下压到通路104中。

参看图9，待供应到耦合件主体100的通路104的流体（例如，水、油等液体）经由管道2传递到开放端102，如箭头“A”所指示。O形环密封件120被归因于液体流动而产生的液压按压。O形环密封件120归因于液压而被从第二台阶108b推出且推动保持环160，且保持环160沿着第三孔106c移动到第四孔106d。每一弹性臂142的尖端144与沿着第三孔106c移动的保持环160的台阶164接触。因此，夹头130与保持环160一起移动。当归因于保持环160的移动而将过多压力施加到每一弹性臂142的尖端144且弹性臂142彼此分离时，头部146与大直径孔162b的内侧接触，且限制弹性臂142的分隔。因此，防止弹性臂142的变形，且牢固地维持借助齿150的管道2的啮合。

当夹头130的凸缘140与端帽110的凸缘116接触时（如图3中说明），头部146从锥形孔114的内侧脱离，且弹性臂142处于其初始状态，且释放借助齿150的管道2的啮合。因此，工人可容易地通过拉出管道2而从夹头130的孔134中取出管道2。以此方式，根据本发明的管道耦合件可便利且快速地执行管道2的连接和分离。

图10和图11说明根据本发明的实施例的图3中说明的管道耦合件的保持环。参看图10和11，保持环170和180中的每一者具有小直径孔172a和182a以及大直径孔172b和182b，其沿着流体流动方向循序地形成。倾斜表面152形成在头部146的外表面的前方，且倾斜表面152的横截面面积随着倾斜表面152接近尖端144而减小。头部146可借助倾斜表面152平滑地插入在端帽110的孔112中。间隙G形成在头部146与大直径孔172b和182b中的每一者的内侧之间，使得在弹性臂142的初始状态中（即，在弹性臂142未变形的状态中）头部146不与大直径孔172b和182b中的每一者的内侧接触。

管道2经由保持环170和180的大直径孔172b和182b以及小直径孔172a和182a插入在耦合件主体100的通路104中。小直径孔172a和182a中的每一者形成为第一锥形孔，其直径朝开放端102扩展，使得管道2的入口可被精确地导引到O形环密封件120的孔122。大直径孔172b和182b中的每一者形成为第二锥形孔，其直径朝开放端102扩展。在弹性臂142的初始状态中，第二锥形孔不与头部146的外表面接触。以一方式形成第三锥形孔172c和182c，使得第三锥形孔172c和182c的直径在与大直径孔172b和182b的方向相反的方向上从小直径孔172a和182a扩展。第三锥形孔172c和182c将通过小直径孔172a和182a的管道2的尖端4导引到O形环密封件120的固持122。

用于扩展通路104的直径的台阶174和178形成在小直径孔172a和182a与大直径孔172b和182b之间。每一弹性臂142的尖端144与台阶174和184接触，且因此界定保持环170和180的每一者的位置。台阶174和184的每一者形成为垂直于保持环170和180的每一者的中心轴的平面。保持环170和180的每一者具有面朝大直径孔172b和182b中的每一者且O形环密封件120所接触的侧表面176和186的每一者。侧表面176和186的每一者形成为垂直于保持环170和180的每一者的中心轴的平面。

如图11中说明，密封件底座188形成在保持环180的侧表面186处，使得O形环密封件120可安置在密封件底座188上。密封件底座188形成为半圆形凹槽，O形环密封件120的外表面与之部分啮合。O形环密封件120稳定且紧密地安置在密封件底座188上，使得管道耦合件的气密密封特性可得以改进。

虽然已参考本发明的示范性实施例特定绘示和描述了本发明，但所属领域的一般技术人员将理解，可在不脱离如所附权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下在其中作出形式和细节上的各种改变。

工业适用性

如上文描述，在根据本发明的管道耦合件中，通过保持环的限制使夹头的弹性臂不彼此过度分离，且防止弹性臂的塑料变形，且在无泄漏的情况下安全地传递流体，使得管道耦合件的可靠性可得以改进，且可保证管道耦合件的使用寿命。因此，所述管道耦合件可非常有用地用于提供饮料的水供应装置的流体管线（例如，水净化器）、用于供应油的油管线、用于供应空气的空气管线等。

Claims (7)

1.一种管道耦合件，包括：

耦合件主体，包含通路，所述通路具有开放端以便连接用于传递流体的管道，且包含朝向所述开放端形成在所述通路中以便扩展所述通路的直径的台阶；

端帽，经由所述开放端连接到所述通路，且包括所述管道所通过的锥形孔，其中所述锥形孔的直径朝所述耦合件主体的所述台阶扩展；

O形环密封件，配合到所述通路以便维持所述耦合件主体与所述管道之间的气密密封，其中所述O形环密封件的位置由所述耦合件主体的所述台阶界定；

夹头，包含所述管道所通过的套管和从所述套管延伸以便能够插入在所述通路中的多个弹性臂，其中形成多个头部以便能够在邻近于所述弹性臂的每一者的尖端的外表面上与所述锥形孔接触，且多个齿提供在所述弹性臂的邻近于每一弹性臂的所述尖端的内表面上，使得所述管道的外表面与所述弹性臂的内表面啮合；以及

保持环，经配合以便能够沿着所述通路在所述O形环密封件与所述夹头之间移动，所述保持环具有所述管道被插入到的小直径孔和容纳所述头部以确保所述弹性臂之间不存在分隔的大直径孔，且具有形成在所述小直径孔与所述大直径孔之间的台阶，使得所述弹性臂的尖端与所述台阶接触，

其中间隙形成在所述头部与所述大直径孔的内侧之间，使得在所述弹性臂的初始状态中所述头部不与所述大直径孔的内侧接触。

2.根据权利要求1所述的管道耦合件，其中所述保持环的所述台阶形成为垂直于所述保持环的中心轴的平面。

3.根据权利要求1所述的管道耦合件，其中所述保持环具有所述O形环密封件所接触的侧表面，且所述保持环的侧表面形成为垂直于所述保持环的中心轴的平面。

4.根据权利要求1所述的管道耦合件，其中所述保持环具有所述O形环密封件所接触的侧表面，且密封件底座形成在所述保持环的侧表面处，使得所述O形环密封件安置在所述密封件底座上。

5.根据权利要求1所述的管道耦合件，其中所述小直径孔形成为第一锥形孔，所述第一锥形孔的直径朝所述开放端扩展，以便经由所述O形环密封件的孔导引所述管道的入口。

6.根据权利要求5所述的管道耦合件，其中所述大直径孔形成为第二锥形孔，所述第二锥形孔的直径朝所述开放端扩展，以便容纳所述头部。

7.根据权利要求5所述的管道耦合件，其中形成第三锥形孔，所述第三锥形孔的直径在与所述大直径孔相反的方向上从所述小直径孔扩展。

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