CN102537568A - 用于传递流体的无滴漏联接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于传递流体的无滴漏联接装置。该新发明涉及意图用于传递至少一种物质流(例如流体)的无滴漏流体联接装置，其中，该流体联接器包括第一联接器和第二联接器，其中，第一联接器具有连接至第一流体通道和第一开口的第一腔室，利用第一偏压元件偏压在第一开口上的第一阀体，第二联接器具有连接至第二流体通道和第二开口的第二腔室，利用第二偏压元件偏压在第二开口上的第二阀体，中空针元件位于或形成在第二腔室中，并且包括密封件，其中，第一和第二联接器包括适于帮助第一和第二联接器连接的导向装置。

Description

用于传递流体的无滴漏联接装置

技术领域

本新发明涉及一种意图用于传递至少一种物质流(例如流体)的无滴漏流体联接装置。

背景技术

出于很多原因，希望有一种连接流系统的流体联接，其中，在这些系统联接和拆开的过程中没有流体溢出，例如为了安全或舒适。

一个例子是安有导尿管和尿袋的人的舒适，当袋子满了就需要更换。舒适的更换将是简单的且在更换过程中尿不会溢出。

另一个原因是，例如，当流体具有侵蚀性(如有毒或有腐蚀性)。那么就必须保证在例如流体贮存器与操作系统或燃料电池连接和断开期间不会发生流体的滴漏或沉积。

在下面，主要实施例是介绍用于导尿管/尿袋联接的无滴漏流体连接装置，但是本发明也可以应用于其他任何适宜使用无滴漏流体连接装置的用途。

很多文件涉及这样的流体联接装置。US5293902描述了一种用于连接到流体配件的快速断开联接装置，包括Schroeder阀，所述联接装置包括：

·主体，主体上形成有轴向孔和与所述孔连通的出入口，所述孔形成有开口端用于在其中接收所述流体配件以及环形肩部；

·位于所述孔中的环形密封件，安在形成于所述主体中的凹槽内，用于在接收所述流体配件时密封地接合所述流体配件的外径；

·锁定装置，用于可移除地将所述主体附着至所述流体配件，并用于保持所述环形密封件和所述流体配件的脊部的接触，所述锁定装置相应地附着至所述主体；

·单一的阀销相应地安在所述轴向孔内，用于在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置，所述阀销接合所述孔的所述环形肩部以形成密封并阻止所述开口端和所述出入口之间的连通，在打开位置，许可连通，所述阀销响应于与所述流体配件的接合而可移动，所述阀销包括延伸部和基部，延伸部用于接触并打开Schroeder阀，基部用于接触所述流体配件并限制所述延伸部穿过进入所述流体配件；以及

·偏压装置，其连接到所述主体和所述阀销，以便可调节地偏压所述阀销进入所述关闭位置。

该系统具有这样的缺点，它不是无滴漏联接，因为在断开时轴向孔16可能含有流体，且流体配件54上不存在密封。

W02006/043883描述了一种意图用于传递一种物质流的联接装置，该装置包括第一联接元件和第二联接元件。第一联接元件包括流体渠道和在弹簧力的作用下可从密封位置移开的第一密封元件，还有刚性的第一移位元件。第二联接元件包括流体渠道和在弹簧力的作用下可从密封位置移开的第二密封元件，还有刚性第二移位元件。在每个联接元件上的所述密封元件被布置为当两个联接元件分离时密封地关闭流体渠道的进口(出口)。第一移位元件被布置为当所述联接元件连接时将第二密封元件从密封位置移开，并且第二移位元件被布置为当所述联接发生时将第一联接元件上的第一密封元件从密封位置移开。这两个联接元件具有光滑的联接表面，联接表面在两个联接元件连接后与通过流体渠道的流分开。

然而，这两份文件中的联接装置都具有要安入孔中的几个零件，使得制造过程变复杂，并且增加了孔中部件发生故障的风险，这些故障可能导致在操作中连接发生泄漏。另外，它们有适于装配在一起的特殊形状，这也使得制造过程变复杂。

对于例如用于尿袋的连接装置，重要的是连接装置制造便宜，且同时以稳定的方式连接，没有在使用该连接装置的系统操作过程中连接装置断开的风险。

发明内容

本发明的目的是设计一种没有现有技术缺陷的稳定的无滴漏流体联接系统，能够形成安全的流体联接，其中，联接器容易连接，且联接系统制造简单且便宜。

这通过引用一种无滴漏流体联接器而解决，其包括第一联接器和第二联接器，其中：

-第一联接器具有连接至第一流体通道和第一开口的第一腔室，利用第一偏压元件偏压在第一开口上的第一阀体，

-第二联接器具有连接至第二流体通道和第二开口的第二腔室，利用第二偏压元件偏压在第二开口上的第二阀体，

-中空针元件位于或形成在第二腔室中，并且包括密封元件，

其中，第一和第二联接器包括适于帮助第一和第二联接器连接的导向装置。

这些导向装置帮助连接第一和第二联接器。

在一个实施例中，导向装置包括：

-联接器之一上的一个或多个第一加深部，第一加深部的横截面区基本上为漏斗形，具有外部部分和内部部分，外部部分的外部宽度实质大于内部部分的任何宽度，以及

-具有配合到内部部分中的形状的一个或多个第一突出结构。

流体联接器进一步包括互锁装置，以在联接时阻止它们在纵向上的任何移动，这就保证了稳定的连接，防止无意的断开。

在一个实施例中，互锁装置包括通过旋转帮助它们联接的旋转导向装置。在更详细的实施例中，旋转导向装置包括至少一个在联接器之一上的“容纳”段和至少一个在另一个联接器上的、适于配合入“容纳”段的翼，这一个或多个翼通过联接器相对彼此的旋转被引导进入容纳段。

由于在一个实施例中，联接是旋转的，因此，组合的第一突出结构是旋转对称的。

为了帮助旋转密封元件，第一和第二阀体中的一个具有一个或多个第二突出部，与第一和第二阀体中的另一个上的第二加深部相匹配，在更详细的实施例中，第二突出部和第二加深部的形状设置为当配对时它们在旋转方向上互锁。

中空针元件包括至少一个针开口，该针开口在第一和第二联接器没有联接时被第二阀体密封。

为了即使在高压系统中也保证密封第二联接器，提供第三阀体，第三阀体通过第三偏压元件偏压在中空针元件的缩窄部和密封元件上。第三阀体和密封元件之间的接触面形成为使得旋转密封元件将移动第三阀体离开密封元件，在一个实施例中这是通过形成这样的接触面来解决的，接触面具有相对于第三阀体和密封元件的对齐线的延伸形成的角度，该角度不是垂直于纵轴线的角度。

在一个替换实施例中，接触面为卷绕的或螺纹的。

为保证仅有密封元件旋转，第一阀体和第三阀体分别被阻止在第一腔室和中空针内旋转。

为了保证没有联接时第一联接器的流体密封，第一开口具有缩窄部，该缩窄部与第一阀体的形状以这样的方式相匹配，当第一阀体在关闭位置时，第一开口被密封停止通过第一开口的任何流体连通。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的引入翼和容纳段的第一和第二联接器。

图2显示了根据本发明一个实施例的第一和第二联接器的组件。

图3显示了处于联接的根据图2的第一和第二联接器。

图4A和4B显示了在联接/断开过程中的根据图2的第一和第二联接器。

图5A和5B显示了第一和第二联接器的第二个实施例。

图6A和6B显示了具有滑动延伸部的阀体和阀腔上匹配滑动延伸部的凹座。

图7显示了具有两组平行滑动延伸部的阀体。

图8显示了根据本发明一个实施例的阀体和相应的偏压构件形成一个单一体。

具体实施方式

本发明的一个第一方面是确保简单、易于连接的安全地互锁的联接装置，因此要引入尤其用于在联接中引导两个部件并且阻止联接器1、2非固有的断开的装置。在一个非限制的实施例中，这是通过在第一联接器1和第二联接器2上形成旋转导向装置3、4来实现的。旋转导向装置形成为卷绕物(winding)(螺纹的)，其中，联接器1、2之一旋进另一个，这些卷绕物是旋转导向装置3、4。在图1中，旋转导向装置3和4为在第二联接器2上的一个或多个“翼”4和在第一联接器1上的“容纳”段3(或反之亦然)。当第二联接器2和第一联接器1连接时，这一个或多个翼4位于“容纳”段3的一个或多个引入部3a，当旋转时翼4被导入“容纳”段的“锁定”部3b。在该位置，第一和第二联接器1，2被锁定并被阻止在纵向5上相分离。

本发明还可以使用互锁这两个联接器领域已知的替代锁合方式。

虽然图显示了旋转导向装置3和4形成互锁装置以防止联接器在无意中断开，特别是在纵向5上，但本发明也可以使用本领域已知的其他种类的互锁装置。

图2示意性地显示了第一联接器1和第二联接器2。第一联接器1具有含第一开口7的第一腔室6，连接至第一流体通道8，通过第一偏压元件10偏压在第一开口7上的第一阀体9。在一个实施例中，第一阀体9被阻止在第一腔室6中旋转，在所示的例子中，第一阀体9配有滑动延伸部11，滑动延伸部11由第一腔室6内的结构(或裂口)固定，这些结构没有示出。只是需要确保第一阀体9没有将流封锁在第一腔室6本身中，而仅在第一开口7的区域。偏压元件10可可选为插入第一腔室6中的弹簧，其被挤压在第一阀体9和第一腔室6的内壁之间。

在图2所示的实施例中，第一联接器1进一步包括第一加深部(一个或多个)13，第二联接器2包括第一突出部(一个或多个)14。反之也将适用。第一突出部14优选包括延伸突出部分(一个或多个)35，可选成型为具有至少一个斜坡侧面，使得延伸突出部分35朝向前表面(一个或多个)缩窄。第一加深部13形成为“漏斗”类样式，其中，在其开口处是锥形或加宽的形式，从而使得它们有助于在联接时引导第一突出部14进入第一加深部13。因此，第一加深部13的开口(一个或多个)41的面积实质大于第一突出部14的前表面42的面积，至少1.2倍面积，或者至少1.5倍面积，或者至少2倍面积，或者至少5倍。

第一加深部13和第一突出部14的位置和形状使得当联接器连接时它们相配合，其中，相对于前表面42面积实质扩大的第一加深部13的开口面积41有助于第一突出部在联接器相连接时“找到”第一加深部，因此以漏斗状形式工作。第一加深部41的“内”部43的形状优选或多或少紧紧地与第一突出部14配合。

特别是在联接器1和2通过旋转联接的实施例中，第一突出部14至少在结合时优选旋转对称，且第一加深部13根据需要相应地被形成。

第一缩窄部15形成从第一腔室6到第一开口7的过渡，其中，第一缩窄部15与第一阀体9的形状的匹配方式使得当朝着第一开口7和第一缩窄部15偏压时，该开口被密封不允许流体连通。然而，当第一阀体9被推入第一腔室6挤压第一偏压元件10时，第一开口7打开形成从外部到第一腔室6的流体连通，因此形成第一流体通道8。

第二联接器2包括具有第二开口17的第二腔室16，其连接至第二流体通道18。在第二腔室16内具有第二阀体19，其利用第二偏压元件20被偏压在第二开口17上，中空针元件21具有至少一个针开口22，其形成中空针21和第二腔室16之间的流体通道，或者至少第二流体通道18。在第二开口17附近，中空针元件21固定在第二腔室16内，可选形成为第二联接器2主体的一体部分，或者更优选地形成为在第二腔室16内的中空体，例如管状体。

在图示的实施例中，第一开口7具有与中空针元件21匹配的开口，以这样的方式在联接时围绕中空针元件21形成对流体的充分紧密密封。如图所示，可选地，可在第一开口7中引入密封元件，密封元件为本领域已知的作为密封元件的足够柔软的材料。

在中空针元件21内具有密封元件23，其可选地到达中空针21的外部。密封元件23密封外部和中空针21内部之间的任何流体进出。密封元件23固定到中空针21，方式使得它只能绕平行于纵轴线5的轴自由旋转，纵轴线5平行于中空针21的延伸部，但被阻止在任何平行于纵轴线5的方向上移动。

可选的第三阀体24利用第三偏压元件25偏压在密封元件23和中空针21的中空内部的缩窄部26上。第三阀体的形状形成为当偏压在缩窄部26上时，第三阀体24密封经针开口22来自第二流体通道17的任何流体连通。

位于第三阀体24和密封元件23之间的接触面27形成为，密封元件23绕纵轴线5的旋转将迫使第三阀体24远离缩窄部26，打开用于从第二流体通道17到针开口22的流体连通。在图2所示的实施例中，接触面27形成为相对于纵轴线5具有一定角度的平面。

替代地，接触面27还可以是卷绕的(或螺纹的)，使得第三阀体24拧入或拧出密封元件23，反之亦然。

与第一阀体9相同，第三阀体24被阻止在第二腔室16内旋转，例如通过给其配备由在第二腔室16内的结构固定的滑动延伸部11，这些结构没有示出。通常只要确保通常第三阀体24不会将流体封锁在中空针21内，而仅在缩窄部26的区域。

第二腔体可选具有第三缩窄部28，与第二阀体19的也是可选的形状相匹配，方式使得当第二阀体19被偏压在第二开口17上时，封锁通过第二开口17的任何流体连通。

第二阀体19如此使得在关闭位置，它位于针开口22所处的位置，从而密封通过针开口22的任何流体连通。在一个优选实施例中，第二阀体19是环，其形状设置为至少环绕针开口22所处的中空针21的那部分。

第二阀体19可选地绕纵轴线5和因此也绕中空针21自由旋转。

第三阀体24和密封元件23如此使得在中空针21从缩窄部26的窄端到针开口22的部分中，中空针21的内部容积并没有被阀体24和密封元件23完全填满，因此留有自由渠道(一个或多个)30。

第二突出部29形成在第一加深部13和第一开口7之间，优选环绕第一开口7。

看到第一阀体9具有与密封件元件23的第三加深部34匹配的第三突出部33(或反之亦然)，其中，当配对时，它们在旋转方向上互锁。

在图示的实施例中显示具有一个“翼”4，翼4可选地具有至少一个第四突出部31与容纳段3的第四加深部(一个或多个)32匹配。这些形成为当联接时，偏压元件如10、20、25，将试图将第一联接器1和第二联接器2在纵向5上推动分离，并因此也将第四突出部31推入第四加深部32，方式使得阻止了进一步的旋转直到对抗偏压构件的力将第四突出部31推出第四加深部32。这有助于在操作期间保持联接器1和2牢固地连接。

图3显示了两个联接器1、2相联接的状态。

第一突出部14已被引入第一加深部13内，并位于内部(一个或多个)43中，翼4已被旋入容纳段3。在同一旋转中，第一阀体9被阻止在第一腔室6内旋转，但已旋转密封元件23。这得利于配对的加深部34和突出部33(方式在很大程度上与螺丝起子作用于螺丝的方式相同)。

通过接触面27，密封元件23的旋转已推动第三阀体向下，将其从缩窄部26释放并因此形成从第二流体通道18经中空针21内部到针开口22的流体连通。

同时，第三突出部29将第二阀体19推离针开口22，因此形成从针开口22到第一腔室6的流体连通。

针元件21已将第一阀体9推入第一腔室6，因此打开第一开口7形成从第一开口7到第二开口17的流体连通，并因此形成从第二流体通道18到第一流体通道8的流体连通。

看到翼4被旋入容纳段3，第四突出部31被偏压元件10、20、25推入匹配第四加深部32。

箭头44显示了流体经过联接装置流动的一条路径，其中，流体也可以自然地在其它方向上流动。

具有针开口22的中空针21的部分延伸通过第一开口7并进入第一腔室6。

尤其由于第一阀体9和第三阀体24形成为被分别压向缩窄部15和26，因此具有这样的优势，在联接器1和2没有联接时，第一腔室10和第二腔室16中流体的压力仅帮助偏压构件6和25形成紧密密封。因此该实施例尤其适于具有相当大压力的系统。

图4A和4B显示了在联接和断开期间两个中间位置，其中，图4B显示了针开口22被第一开口7关闭的位置(可选第二密封元件)。图4A显示了在联接或断开时，第一联接器1和第二联接器2刚接触的位置。从如图4B所示的联接器1和2接触到图3所示的完全联接的所有位置，前表面部分45在任何时候都与第二阀体19的前表面完全接触。因此，在这些位置之间决不会有与外部接触的任何流体包含空间。因此，该联接是无滴漏流体联接。为了进一步紧固该联接，第一开口7和/或第二开口17可以在开口的侧面中包括密封元件。

图5A和5B显示了另一个替代的稍简单的实施例，其中，中空针21不包括第三阀体24，仅包括密封元件23。在该实施例中，至少第二阀体19构成了针开口22的密封件，但在更先进的实施例中密封元件23本身具有一个内部流动渠道46和密封元件开口47。在密封元件23外表面的至少一部分形成对中空针21内壁的密封的该实施例中，密封元件23的外表面因此界定了向内部流动渠道46的流动。当没有联接时，密封元件23位于旋转位置，在该位置密封元件开口47与针开口22没有接触，这样也就从内部密封了针开口22，但是，如图5所示当联接器1和2联接时，密封元件23的旋转带动密封开口47旋转至与针开口22相连通。在断开时，密封元件23又旋转回来，重新从内部密封针开口22。

由于该实施例没有在第二流体联接器2中挤压缩窄部26的阀元件24，且由于密封元件27和第二阀体24材料的柔软性，第二流体通道18中流体的相当大压力可能会有被挤压出系统的危险。因此，该实施例最适宜对流体压力有限制的系统。

图6A为顶视图，显示了具有滑动延伸部11的阀体9和24中的一个和具有与滑动延伸部11匹配的凹座38的第一腔室6或第二腔室26中的一个。图6B显示了在第一腔室6或第二腔室26内部的阀体9或24，其中，在阀体9和24移动过程中，滑动延伸部11滑入凹座38中，从而阻止阀体9和24旋转。阀体9和24可以配有任何数量和结构的这种滑动延伸部11，图7显示了具有两组平行滑动延伸部11的实施例。

图8显示了阀体9、19和24与其各自的偏压元件10、20、25怎样形成一个单一体。

两个联接器1和2优选包括附着装置用于将联接器安全地连接到外部流体系统，例如，联接器1或2中的一个联接到导尿管，形成到第一流体通道8的流体连通，联接器2或1中的另一个联接到尿袋，形成到第二流体通道18的流体连通，或反之亦然。

只是作为要点，对于第一联接器1和第二联接器2的联接，这些连接不在无意的情况下分离，因此它们包括形成这种附着的装置。这可包括通过粘结、焊接等本领域已知的任何这样的装置形成永久附着，或者可分离装置，例如卷绕、夹持装置等本领域已知的任何这样的装置。

Claims (20)

1.一种无滴漏流体联接器，其包括第一联接器和第二联接器，其中：

-所述第一联接器具有连接至第一流体通道和第一开口的第一腔室，利用第一偏压元件偏压在所述第一开口上的第一阀体，

-所述第二联接器具有连接至第二流体通道和第二开口的第二腔室，利用第二偏压元件偏压在所述第二开口上的第二阀体，

-中空针元件位于或形成在所述第二腔室中，并且包括密封元件，

其中，所述第一和第二联接器包括适于帮助所述第一和第二联接器连接的导向装置。

2.根据权利要求1所述的无滴漏流体联接器，其中，所述导向装置包括：

-所述联接器之一的一个或多个第一加深部，所述第一加深部的横截面区基本为漏斗形，具有外部部分和内部部分，所述外部部分的外部宽度实质大于所述内部部分的任何宽度，和

-具有配合到所述内部部分中的形状的一个或多个第一突出结构。

3.根据权利要求1所述的流体联接器，其中，所述外部部分的外部宽度至少是所述内部部分的任何宽度的1.2倍。

4.根据权利要求3所述的流体联接器，其中，所述外部部分的外部宽度至少是所述内部部分的任何宽度的1.5倍。

5.根据权利要求4所述的流体联接器，其中，所述外部部分的外部宽度至少是所述内部部分的任何宽度的2倍。

6.根据权利要求5所述的流体联接器，其中，所述外部部分的外部宽度至少是所述内部部分的任何宽度的5倍。

7.根据权利要求1-6之一所述的流体联接器，其中，所述第一和第二联接器包括互锁装置，以在联接时阻止它们在纵向上的任何移动。

8.根据权利要求7所述的流体联接器，其中，所述互锁装置包括通过旋转帮助它们联接的旋转导向装置。

9.根据权利要求8所述的流体联接器，其中，所述旋转导向装置包括至少一个在所述联接器之一上的“容纳”段和至少一个在另一个联接器上的、适于配合到“容纳”段中的翼，该一个或多个翼通过联接器相对彼此的旋转被引导进入所述容纳段。

10.根据前述任一权利要求所述的流体联接器，其中，组合的第一突出结构是旋转对称的。

11.根据前述任一权利要求所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述中空针元件包括至少一个针开口，该针开口在第一和第二联接器没有联接时被所述第二阀体密封。

12.根据前述任一权利要求所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述第一和第二阀体之一具有第二突出部，这些第二突出部与所述第一和第二阀体中的另一个上的第二加深部相匹配。

13.根据权利要求12所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述第二突出部和所述第二加深部的形状设置为当配对时它们在旋转方向上互锁。

14.根据前述任一权利要求所述的无滴漏流体连接装置，其中，第三阀体被引入以通过第三偏压元件偏压在所述中空针元件的缩窄部和所述密封元件上，且所述第三阀体和所述密封元件之间的接触面形成为使得旋转所述密封元件将移动所述第三阀体离开所述密封元件。

15.根据权利要求14所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述接触面如此使得它们具有相对于所述第三阀体和所述密封元件的对齐线的延伸形成的角度，该角度不是垂直于纵轴线的角度。

16.根据权利要求15所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述接触面为卷绕的或螺旋的。

17.根据权利要求14-16之一所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述第一阀体和所述第三阀体分别被阻止在所述第一腔室和中空针内旋转。

18.根据前述任一权利要求所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述第一开口具有缩窄部，该缩窄部与所述第一阀体的形状相匹配的方式使得当所述第一阀体在关闭位置时，所述第一开口被密封停止通过第一开口的任何流体连通。

19.根据前述任一权利要求所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述第一和第二联接器包括附着装置，以将外部流体系统附着到每个联接器，分别形成到所述第一和第二流体通道的流体连通，并适于保持所述外部流体系统牢固地固定到所述第一和第二联接器上。

20.根据权利要求19所述的无滴漏流体连接装置，其中，所述附着装置包括粘合剂、卷绕物、螺纹、夹持装置和/或在联接时置于凹口内的销。

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