CN103712058B - 顶压式差动密封连接接口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体或液体密封连接接口。一种顶压式差动密封连接接口，包括上本体（1）、顶芯（2）、弹簧（3）、活塞（4）、下本体（5）、密封圈（6）和端面密封件（7），上本体为头肩形，头部沿中心的圆周上开有若干个通孔，肩形内部为空腔，若干个通孔与空腔相通；下本体上部套接在上本体下部，下本体内部为空腔，下本体底部开有通口；上本体内腔和下本体内腔构成活塞腔，活塞腔内装有弹簧和活塞，活塞中间开有通孔，通孔内放置顶芯，顶芯一端穿过弹簧固定于上本体内中心部，活塞为上部面积大、下部面积小，活塞上部装有密封圈与活塞腔壁构成径向密封，活塞下部的底部装有端面密封件，端面密封件与外部连接件构成端平面密封。

Description

顶压式差动密封连接接口

技术领域

本发明涉及一种气体或液体密封连接接口，尤其涉及一种差动密封连接接口。

背景技术

现有的气体或液体的压力连接接口一般采用径向密封和轴向密封。径向密封采用锥管螺纹加上带料或密封胶来密封，或者直接采用径向密封圈密封；轴向密封采用单螺纹硬密封或加密封圈的螺纹式密封，或者直接采用螺栓组硬密封或加密封圈的法兰式密封。这两种密封方式的共同缺点是：靠螺纹或螺栓组拧紧产生固定的密封力，来达到密封效果；其密封后，两个对接体是不能作相对运动，否则将会泄漏或有泄漏隐患。随着接口长期受高压影响，密封面易变形，密封力下降，此时接口处会产生泄漏。同时也无法解决密封后两个对接体再做相对的轴向运动，如顶开或刺破膜片。

对于含有高压介质的带膜片密封的连接体，现有连接接口只能做到先顶开或刺破，然后再密封，此时连接时高压介质泄漏量大，安全性差，而且在高压下进行密封连接可靠性差。如在接换家庭养鱼用二氧化碳薄膜密封气瓶时，刺破时会瞬间泄漏，会缩短气瓶使用时间，如再密封不好，会大量泄漏结冰，冻伤手指。如与含有污染和腐蚀介质的气瓶连接时，对操作者存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶压式差动密封连接接口，该连接接口能在带压的单向阀或带密封膜片的气瓶上安全使用。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种顶压式差动密封连接接口，包括上本体、顶芯、弹簧、活塞、下本体、密封圈和端面密封件，所述上本体为头肩形，头部沿中心的圆周上开有若干个通孔，肩形内部为空腔，若干个通孔与空腔相通；下本体上部套接在上本体下部，下本体内部为空腔，下本体底部开有通口；

所述上本体内腔和下本体内腔构成活塞腔，活塞腔内装有弹簧和活塞，弹簧两端分别抵接上本体内腔顶部和活塞顶部，活塞中间开有通孔，通孔内放置顶芯，通孔直径大于顶芯直径，顶芯一端穿过弹簧固定于上本体内中心部，活塞为上部面积大、下部面积小，活塞上部装有密封圈与活塞腔壁构成径向密封，活塞下部的底部装有端面密封件，端面密封件与外部连接件构成端平面密封。

所述下本体上部套接在上本体下部，两者之间为螺纹连接。

所述端面密封件被安装在活塞底部槽内，端面密封件外侧边部被套装在活塞底部的端面压环压住。

所述下本体底部通口直径大于端面密封件直径。

所述上本体头部外侧开有外螺纹，下本体底部通口内侧开有内螺纹。

本发明通过先密封后顶开通压，能在带压的单向阀或带密封膜片的气瓶上安全使用，在连接的整个过程中无压力介质泄漏。本发明与现有技术相比具有以下积极效果：

1）不用各类工具能迅速的将各类常规接口和带压接口进行安全的连接。从而解决了常规低压时密封力太大，高、中压时螺纹长期压并，密封材料变形可能使密封力下降，导致泄漏现象。

2）连接接口的预密封结构安全和可靠，适用于不允许有介质泄漏的带高压、有污染或腐蚀的场合，该连接接口能带压连接并且不会泄漏，解决了诸如连接口在顶开单向阀、刺破膜片等情况下瞬间压力释放过程中的密封问题。

3）经在带压的单向阀或带密封膜片的气瓶上使用，其连接安全、可靠、无泄漏。

附图说明

图1为本发明顶压式差动密封连接接口结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本发明的顶芯为顶针的结构示意图；

图中：1上本体，2顶芯，3弹簧，4活塞，5下本体，6密封圈，7端面密封件，8端面压环；9薄膜，10单向阀，11气瓶接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1至图3，一种顶压式差动密封连接接口，包括上本体1、顶芯2、弹簧3、活塞4、下本体5、密封圈6、端面密封件7和端面压环8；所述上本体1为头肩形，头部沿中心的圆周上开有若干个通孔，如为六个通孔，六个通孔沿头形顶部中心点为圆心，直径为一定值的圆周均匀分布，肩形内部为空腔，六个通孔与空腔相通；下本体5上部套接在上本体1下部，两者之间为螺纹连接，下本体5内部为空腔，下本体5底部开有通口，通口与下本体5空腔相通。下本体5下部靠近底部开有一个小通气孔，小通气孔与下本体5空腔相通。

所述上本体1内腔和下本体5内腔构成活塞腔，活塞腔内装有弹簧3和活塞4，活塞4能在活塞腔内滑动，弹簧3两端分别抵接上本体1内腔顶部和活塞4顶部，活塞4中间开有通孔，通孔内放置顶芯2，通孔直径远大于顶芯2直径，顶芯2一端穿过弹簧3固定于上本体1内中心部，该固定连接可以是顶芯2直接焊接在上本体1内部，也可以在上本体1内中心部开有圆孔和内螺纹，顶芯2穿过圆孔与之螺纹连接。

所述活塞4为上部面积大、下部面积小，即活塞4顶部面积大，底部面积小；活塞4上部装有密封圈6与活塞腔壁构成径向密封，活塞4下部的底部装有端面密封件7，端面密封件7被安装在活塞4底部槽内，端面密封件7外侧边部被套装在活塞4底部的端面压环8压住，端面密封件7被固定在活塞4底部，端面压环8与活塞4下部底端为螺纹连接。端面密封件7与外部连接件构成端平面密封，即轴向密封。端面密封件7直径小于所述下本体5底部通口直径。

所述下本体5与上本体1为螺纹连接，旋动下本体5可用于活塞4的轴向位移，下本体5也用以固定和连接外部气路接口，带动顶芯2的轴向位移。旋拧下本体5先使活塞4与气瓶接口11密封，并继续旋紧可促使顶芯2刺破薄膜9。

本发明的顶压式差动密封连接接口的上本体1若干个通孔、上本体1内腔、活塞4内通孔与顶芯2之间的间隙、下本体5底部通口连通构成流体（或气体）通道。

所述上本体1头部外侧开有外螺纹与外部套管连接，下本体5底部通口内侧开有内螺纹与外部连接件连接。所述的外部套管可以是连接管路的套管，也可以是外部连接件的测量表，如压力表。所述外部连接件是指带有介质压力的气瓶接口11，气瓶接口11为单向阀10，则本发明的顶芯2顶部为圆形，如图1所示，便于能顶开单向阀10；若气瓶接口11为薄膜9，则本发明的顶芯2顶部为针形，如图3所示，便于能顶破薄膜9。

本发明顶压式差动密封连接接口的工作原理是：

当本发明的连接接口与气瓶接口11连接，旋拧下本体5，通过弹簧3迫使活塞4底部端面密封件7的密封面与气瓶接口11相接触，使活塞4端面与气瓶接口11端面密封。然后，再继续旋拧下本体5，可促使顶芯2刺破密封膜片9，参见图3，或促使顶芯2顶开单向阀10，参见图1。因为端面已被密封，瞬间压力都被密封在活塞腔内，这时介质压力进入密封区域，通过活塞4生成的压差造成向下合力，自动产生密封力，并随压力变化而变化，因面积差不变，压力增大，密封力也会同比加大，从而达到自动密封效果。

所述活塞4生成的压差是由于活塞上部的径向密封面积直径大于活塞底部的端平面密封面积直径，当带压力的介质到达由上本体和下本体内腔组成的活塞腔时，活塞上部径向密封面积产生向下合力，大于活塞底部端平面密封面积的向上合力，两个合力的差值，产生端面密封力。即两个有效面积的差值乘介质压力就是总合力并且方向向下，这总合力就是端面所需的密封力。其大小与面积差有关、与介质压力有关。

所述弹簧3的作用是当没介质压力时，弹簧3将先产生一个小的预压密封力，将活塞4底部与外部连接件的连接处密封。即在压力介质从无到有的瞬间前本发明的连接接口已与外部连接件密封，压力介质因此不会泄漏。

所述顶芯2在顶开或刺破动作前，本发明的连接接口与外部连接件已有密封力的产生，并已形成密封，所以顶芯2是在已密封的状态下开始工作，介质压力的缓慢和瞬间上升都不会造成泄漏，保证了使用的安全可靠。

经带压密封膜片的家庭养鱼用二氧化碳气瓶上使用，结果表明，在连接的整个过程中无压力介质泄漏，其连接安全、可靠，气瓶使用寿命长。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种顶压式差动密封连接接口，其特征是：包括上本体（1）、顶芯（2）、弹簧（3）、活塞（4）、下本体（5）、密封圈（6）和端面密封件（7），所述上本体（1）为头肩形，头部沿中心的圆周上开有若干个通孔，肩形内部为空腔，若干个通孔与空腔相通；下本体（5）上部套接在上本体（1）下部，下本体（5）内部为空腔，下本体（5）底部开有通口，下本体（5）底部通口内侧开有内螺纹与外部连接件连接；所述外部连接件是指带有介质压力的气瓶接口11；

所述上本体（1）空腔和下本体（5）空腔构成活塞腔，活塞腔内装有弹簧（3）和活塞（4），弹簧（3）两端分别抵接上本体（1）空腔顶部和活塞（4）顶部，活塞（4）中间开有通孔，通孔内放置顶芯（2），通孔直径大于顶芯（2）直径，顶芯（2）一端穿过弹簧（3）固定于上本体（1）内中心部，活塞（4）为上部面积大、下部面积小，活塞（4）上部装有密封圈（6）与活塞腔壁构成径向密封，活塞（4）下部的底部装有端面密封件（7），端面密封件（7）与外部连接件构成端平面密封。

2.根据权利要求1所述的顶压式差动密封连接接口，其特征是：所述下本体（5）上部套接在上本体（1）下部，两者之间为螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的顶压式差动密封连接接口，其特征是：所述端面密封件（7）被安装在活塞（4）底部槽内，端面密封件（7）外侧边部被套装在活塞（4）底部的端面压环（8）压住。

4.根据权利要求1或2或3所述的顶压式差动密封连接接口，其特征是：所述下本体（5）底部通口直径大于端面密封件（7）直径。

5.根据权利要求4所述的顶压式差动密封连接接口，其特征是：所述上本体（1）头部外侧开有外螺纹与外部套管连接。