CN105723142B - 具有独立泄压凸轮部件的流体传输耦合件 - Google Patents

Abstract

一种流体输送接头(100)，包括至少两个插入液压供给模块(1)的阴联接器(47)，以及至少两个与所述阴联接器(47)联接的阳联接器(48)。所述模块(1)包括至少两个液压管路(49)和至少一个排液管路(50)，还包括杆(4)，其与凸轮(7)的至少两个独立部件(82,83)成一体，凸轮(7)用于从各阴联接器(47)内部的腔室(54)泄压，并用于将阳联接器(48)从各阴联接器(47)解除联接。各阴联接器(47)包括泄压阀(51)，其将所述腔室(54)置于与所述排液管路(50)连通。

Description

具有独立泄压凸轮部件的流体传输耦合件

本发明涉及一种具有独立泄压凸轮部件的流体传输耦合件。

在传动机构或液压设备中，经常需要流体传输装置，它们彼此快速联接，通过刚性管或柔性管连接流体供给装置。

已知的快速联接装置通常包括两个连接器，称作阳联接器和阴联接器，它们固定于各自的连接管，通过螺纹连接或卡合方式联接在一起。

所述阴阳联接器由固定部和轴向滑动部形成，它们在静止时，设置在流体通道间隙的关闭位置，在两个部件的联接过程中，通过一个部件相关部分的配合，移动到所述通道间隙的开启位置。

现有市面上的流体传输装置的技术方案表明，阳联接器和阴联接器之间不总是那么容易联接，因为管路中的残余压力在增加，联接越来越费力。

意大利专利申请MI2012A001254涉及一种流体传输联接器，通过压力补偿和解除系统的持续作用实现可连接性。其结构复杂，成本效益差。所述已知的装置还包括中央锁闭系统，机械结构笨重，在偶尔被使用者致动的情况下没有效果。

US-2006/0273580公开了一种安装有泄压凸轮的流体传输装置，该凸轮具有第一部件，作用于第一液压管路的第一阴联接器；和第二部件，作用于第二液压管路的第二阴联接器。所述第一、第二部件属于相同的整体件，第一部件靠近第一阴联接器的移动，对应于第二部件和第二阴联接器之间的距离。

EP-0048822公开一种具有凸轮的流体传输装置，凸轮与致动部件成整体。

本发明的目的是提供一个管件装置，进行联接操作所费的力最小，并独立于回路中存在的压力。

本发明的另一目的是使管件装置的机械结构更简单，能通过合适的液压控制来确保使用者安全，即使发生意外的情况。

本发明的再一个目的是所述装置具有泄压凸轮，在装置的同一套管中可使用至少两个液压管路。

根据本发明，通过权利要求1所述的流体传输装置实现所述目的。

通过下文详细描述附图所示的非限制性实施例，将更清楚本发明的特点，其中：

图1表示流体传输接头装置沿图26的线I-I的截面图，具有未联接的阴阳联接器；

图2表示该装置与图1相似的截面图，在阴阳联接器联接之前，释放液压管路残余压力的步骤；

图3表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接之前，液压管路内不存在残余压力；

图4表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第一步，阳联接器的阀接触阴联接器的阀；

图5表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第二步，随着阴联接器的内部元件在液压供给套管中移动，开启后部泄压；

图6和图7表示该装置与图1相似的两个截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第三、四步，阴联接器的锁合球在固定环形螺母的外壳内径向移动；

图8表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第五步，锁合球在阳体的凹口内定位；

图9表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第六步，具有锁合球的外部组件移动至阳联接器的锁合位置；

图10表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器联接的第七步，通过回路供给产生的液压推力使阳阀打开；

图11和图12表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器解除联接的第一步和第二步，泄压并关闭阳阀；

图13表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器解除联接的第三步，内部元件移动直至锁合球被释放；

图14表示该装置与图1相似的截面图，在阳联接器与阴联接器解除联接的第四步，阳联接器释放；

图15表示该装置与图1相似的截面图，阳联接器与阴联接器解除联接；

图16表示图1中圆圈W处的细节放大图；

图17表示沿图16的线XVII-XVII的截面图；

图18表示图2中圆圈U处的细节放大图；

图19表示沿图18的线XIX-XIX的截面图；

图20表示图13中圆圈Z处的细节放大图；

图21表示沿图20的线XXI-XXI的截面图；

图22表示图27中圆圈V处的细节放大图；

图23表示沿图22的线XXIII-XXIII的细节放大图；

图24表示与图1相似的截面图，阴联接器具有径向密封件，也在另一实施例中在圆圈B处有放大图示；

图25表示图1相似的截面图，阴联接器具有径向密封件，也在另一实施例中在圆圈C处有放大图示；

图26表示根据本发明的装置的正视图；

图27表示该装置与图1相似的截面图，在下部管路的阳联接器与阴联接器相联接之前，释放残余压力的步骤。

图1表示耦合接头100，包括插入液压供给套管1的阴阀联接器47，以及与所述阴联接器配合的阳阀联接器48。

供给流体的套管模块1包括至少一个液压管路49和一排液管路50，它们均与一个或多个阴联接器47结合。

在介绍工作过程中，将仅参照一个阴-阳联接器的线路(附图所示的上部的这个)，但是应对理解，其对同一装置的全部线路都适用。值得注意的是，下部的阴-阳联接器线路没有示出截面图，仅仅是个视图，其截面图与上部线路相同。

模块1还包括与凸轮7成一体的杆4，凸轮7用于从阴联接器47内部的腔室54泄压，并用于从阴联接器47解除联接阳联接器48。

凸轮7包括两个独立的部分，上部82和下部83；上部82对上液压线路的联接起作用，下部83对下液压线路的联接起作用(图1)。

凸轮82、83具有盘形连接部821、831(图16-23)，分别具有各自的环部822、832。

通过中心轴5有间隙地安装于环部822、832，连接部821、831与中心轴5相配合，通过杆4的转动控制中心轴5。

中心轴5具有基本呈矩形的部分501，带有短圆边(图16)，以使所述轴5在环部822、832内转动。

环部822、832的形状与轴5相似，但是更宽，使得轴5能在内部移动，如果它不和任一环部822、832相贴合的话。这在下文更清楚。

事实上，所述环部822、832的轴线与轴5的转动轴线相重叠。

连接部821、831彼此移动，从而独立往复；因为通过轴5，仅用杆4控制它们的转动。

通过对杆4施压来控制中心轴5的转动，其顺时针移动上凸轮82的连接部821，但是在第二环部832处保持自由，不移动下凸轮83的连接部831；并且，逆时针移动下凸轮83的连接部831，但在环部822处保持自由，不移动上凸轮82的连接部821。

如前文所述，所述部822、832的形状与中心轴5的形状实质上互补，但是它们更宽，以产生转动间隙，能够在移动一个凸轮82的时候保持另一个83静止，反之亦然。这在下文更清楚。

凸轮82、83通过弹簧71保持在适当位置，例如弹簧C，但是也可以是两个压缩弹簧。还可以不用弹簧71，因为所述凸轮82、83被开闭器25施压，并且，在任何情况下都能允许有微小的间隙，由此，与理想的初始静止位置的间距最小(图1)。

阴联接器47包括泄压阀，使所述腔室54与排液管路50连通(图1)。

所述阀51包括阀体23和止动件27，阀体23形成有用于开闭器25滑动的外壳，被弹簧84施压，抵压开闭器25的突出部。通过开闭器25的圆锥表面251与阀体23的边缘231之间相接触，能保证密封性(图1)。

杯体72沿轴向滑动，并被所述上凸轮82逆着弹簧84的反推力而推动，作用于所述开闭器25。上凸轮82总是接触杯体72，在开闭器25的释放方向，被弹簧84逆着凸轮82而推动。所述杯体72由此能随开闭器25在结合位置和释放位置之间移动。

开闭器25内有个孔252(图2)，用于排出气体，将液压推力降到最小。该液压推力由开闭器25的圆锥表面251和阀体23之间的接触直径决定，并取决于开闭器25较小尺寸的后部263的直径，密封件28作用于开闭器25。所述开闭器25-阀体23相结合的结构，在腔室54内部存在残余压力的情况下，能将开闭器25本身的致动力减到最小。

阴联接器47还包括阀52，在阴联接器47本身的外部组件53内轴向滑动；以及密封件19，用于在液压管路49和腔室54之间产生压差。

所述密封件19，包含在主体13内(图2)，用于封闭腔室54与液压管路49之间的校准连通管191。

所述密封件19是环形的，形成径向形式的密封，即正交于装置100的轴线，并包括不可变形的部分192和可变形的部分193。

所述管191在腔室54的外部，其内部流动的加压流体在密封件19的外表面，从腔室54内部径向向外流动。

当达到给定的公称压力时，可变形部分193朝着腔室54的内部弯曲，由此，将加压流体引入液压管路49的腔室54内。当压力回到所述公称压力以下，可变形部分193回到其初始位置，由此，阻塞流体通道。

所述密封件19还可用于平面式阴阳联接器，操作原理相同。

外部组件53(图1)包括环形螺母保持件29、环形螺母30和至少一个锁合球32，锁合球32设置在环形螺母保持件29的外壳内部。弹簧31抵压突起部292、302，逆着环形螺母30、环形螺母保持件29和套管1，从而将外部组件53限制在中间静止位置，确保阳联接器48在联接后是锁合的。

底部16也在阴联接器47内部滑动，有两个密封件14、17(图9)，在液压管路49一侧和腔室54一侧都有。通过管56，包含在两个密封件14、17之间的区域与排液管路50接触。底部16通过弹簧22保持在适当的位置。

阳联接器48如图1所示，包括螺纹阳体41，用于连接使用物(未图示)，例如液压设备。通过弹簧44将阀451保持在适当的位置，弹簧44作用于阳体41内部的底部42。该阀451能确保阳联接器48在非联接状态时的密封性。

工作时，一个或多个液压管路49中可能存在残余压力。从图1所示的结构开始，其中上凸轮82和下凸轮83位于静止位置，即不进行联接操作，杆4向右移动并致动上凸轮82，朝向开闭器25推动杯体72，使液压管路49与排液管路50相连接，以释放内部的残余压力(图2)。在这一过程中，密封件19在可变形部分193处径向变形，使得流体通道经过管191。

在这一过程中，下凸轮83不移动，因为轴5通过向右转动，接触用于进给的上凸轮82的环部822，而连接部831的环部832足够宽，使得轴5不用接触其任何侧部而转动(图18-19)。在实践中，上凸轮82的连接部821在下凸轮83的连接部831上转动，由此，上凸轮82独立于下凸轮83而移动。

杆4所施加的力必须足以克服弹簧71的阻力，任何情况下都要将下凸轮保持在适当位置。

在释放完管路49内部的残余压力后，系统准备进行联接。

联接的第一步骤(图4)，是将阳联接器48推入阴联接器47。在阀451的上游，腔室57可能存在残余压力。通过阳联接器48向阴联接器47靠近，阀451接触到阀52。在腔室57内没有残余压力时，弹簧21、44的负载是相同的，阀451、52都移动。在腔室57有压力的情况下只有阀52的移动。通过将阳联接器48推入阴联接器47，阳体41与球32接触，由此，移动外部组件53进入套管1内(图5)。在移动过程中，开闭器25与杯体72和上凸轮82接触，相应地，与套管1接触。由此，开闭器25开启，将液压管路49变为开路。这一功能使得在联接过程中，即使不预先操作杆4也能释放压力。在开启位置，上凸轮82不能随开闭器25自由移动。

随着继续将阳联接器48推入阴联接器47(图6-7)，锁合球32进入环形螺母30的座301，从而允许阳联接器48进入，直至锁合球32落入阳体41的型腔411(图8-9)。

在此位置，通过锁合环形保持件29(图9)的肩部292的作用，弹簧31使得组件回到联接平衡位置，所述组件包括外部组件53和阳联接器48。在腔室57内没有压力存在的情况下，如上文所述，底部16不移动，通过弹簧22保持在适当位置，阀451缩回，这样回路打开，联接器是联接的，如图10所示。

相反地，在腔室57中有压力的情况下，底部16回缩。

在此完成了手动机械联接的操作；阳联接器48与阴联接器47机械联接，但是凭借底部16朝着阴联接器47的内部移动，保持阳联接器48残余压力的阀451仍未开启。因此联接操作独立于阳联接器48内部存在的残余压力，因为没有作用到保持所述残余压力的阀。

为了打开阀451，在腔室57有压力的情况下，有必要从液压管路49送入压力脉冲，其经过管191而使密封件19的可变形部分193变形，充入腔室54，并推动作用于阀52的底部16，从而打开阀451，底部16的推力高于阀451。在底部16移动过程中，包含在密封件14、17之间的区域内的空气，可通过管56进入和排出(图10)。

当底部16紧靠着主体13时整个回路打开了(再次参见图10)。在此位置，腔室54充满油，并是压缩的，不再允许底部16移动，除非开闭器25移动，因为密封件19不再允许流体返回液压管路49。

根据上文所述的图2、18、19所示的初始泄压的相同方法，通过对移动上凸轮82的杆4施加作用(图11)，开始解除阳联接器48与阴联接器47之间的联接，通过杯体72对开闭器25产生作用，将液压管路49连通排液管路50，由此，释放它们内部的压力。液压管路49有压力和可能有流体流动的情况下(例如，由于对阳联接器的上游施加负载而产生)，通过致动开闭器25，腔室54的压力下降，而密封件19和标准管191的存在，在液压管路49内产生较高的压力，其作用于对底部16产生推力的密封件14，克服弹簧22，从而移动底部16本身，关闭阀52和阀451(图12)。

继续移动，上凸轮82推动杯体72，作用阀体23，相应地朝着锁合球32向外移动阴联接器47和阳联接器48形成的整体，固定环形螺母30上具有凹口303。在这一位置，锁合球32从阳体41的凹口411退出，释放它让其出来(图13-14)。

值得注意的是，下凸轮83的环部832足够宽，允许上凸轮82在第二次运动的末尾有双倍移动，轴5几乎紧靠在所述环部832的一侧(图20-21)。由此，上凸轮82根据环部832的形状转动预定的角度，反之亦然，这在下文更清楚，下凸轮83根据环部822的形状相反地转动预定的角度。

不受限制的阳联接器48通过内部弹簧的推力作用解除联接。球32被释放后，弹簧31通过垫片37使阴联接器47返回静止位置(图15和图1)。

该系统准备新的连接。

如果推动阳联接器48，通过锁合球32联接的阴联接器47，在联接时被向外输送。当锁合球32到达环形螺母30的凹口303时，阳联接器48解除联接(意外分开，“脱离”作用)。

下管路的操作与上管路相似，值得注意的是，杆4从图16(图27)所示的中间静止位置开始反向向左移动(图27)：轴5和下凸轮82的连接部831之间的相互作用，与上文所述的上凸轮82的连接部821相似，其中环部822允许下凸轮83的连接部831的转动，而不移动上凸轮82。

图24-25表示根据另外两个实施例的阴联接器47，带有密封件19。

图24所示的密封件19并不直接位于管191的出口，在阀体23上设置环形间隙194，以防止密封件19自身磨损，密封件19也包括不可变形部分192和可变形部分193。

所述间隙194使得加压流体直接从管191的出口流出，在管191所述出口的两侧，首先朝着不可变形部分192流动，然后流向可变形部分193。

所述可变形部分193的厚度比不可变形部分192的厚度薄，离不可变形部分192越远越薄。当腔室54内有压力时，可变形部分193施压于阀体23的圆锥表面232。当腔室54内没有压力时，液压管路49内的加压流体，使可变形部分193从离不可变形部分192最远距离处开始向内弯曲。

图25的密封件19，也包括不可变形部分192，由刚性更强的材料制成，直接设置在管191的出口上。

所述不可变形部分192具有L形截面，用于将来自管191的加压流体，直接引向可变形部分193，可变形部分193不直接面向管191的出口。圆圈C所示的放大图更清楚，在下面这种情况下L形顺时针转动90°也会形成环形间隙194：L形的短边封闭管191的出口末端，而L形长边直接将管191的加压流体引向密封件19的可变形部分193。

因此，在该第二实施例中，可防止密封件19受到磨损，真正的原因是在这种工作方式下，避免管191的出口与密封件192的可变形部分193之间直接地相互作用。

Claims (4)

1.一种流体输送接头(100)，包括至少两个阴联接器(47)和至少两个相应的阳联接器(48)，所述阴联接器(47)被插入属于所述接头(100)的液压供给模块(1)，所述阳联接器(48)与所述阴联接器(47)耦合；

所述模块(1)包括至少两个液压管路(49)和至少一个排液管路(50)，还包括杆(4)，其与凸轮(7)成一体，凸轮(7)用于从各阴联接器(47)内部的腔室(54)泄压，并用于将阳联接器(48)从各阴联接器(47)解除联接；

各阴联接器(47)包括泄压阀(51)，其将所述腔室(54)置于与所述排液管路(50)连通；

所述凸轮(7)包括第一部件(82)和第二部件(83)，所述第一部件(82)作用于第一液压管路的所述阴联接器(47)；而所述第二部件(83)作用于第二液压管路的所述阴联接器(47)，

其特征在于，

所述第一部件(82)和第二部件(83)是独立的，因此，当通过在某种意义上转动杆(4)使所述第一部件(82)移动至作用于第一液压管路时，所述第二部件(83)保持在静止位置；反之亦然，通过在相反意义上转动所述杆(4)实现；

所述第一部件(82)具有第一盘形连接部(821)，其具有第一环部(822)，所述第二部件(83)具有第二盘形连接部(831)，其具有第二环部(832)；

通过中心轴(5)有间隙地安装于所述第一环部(822)和第二环部(832)，所述第一连接部(821)和所述第二连接部(831)与所述中心轴(5)相关联，通过所述杆(4)的转动控制所述中心轴(5)；

通过对所述杆(4)施压来确定所述中心轴(5)的转动，在一个方向，移动所述第一部件(82)的所述第一连接部(821)，但所述第二连接部(831)的所述第二环部(832)保持自由，使所述第二部件(83)的所述第二连接部(831)静止；而在另一方向，移动所述第二部件(83)的所述第二连接部(831)，但所述第一环部(822)保持自由，使所述第一部件(82)的所述第一连接部(821)静止。

2.根据权利要求1所述的接头(100)，其特征在于，所述第一环部(822)和所述第二环部(832)的形状与所述中心轴(5)相似，但是更宽，如果所述中心轴(5)没有与第一环部(822)和所述第二环部(832)贴合，则允许所述中心轴(5)在其内部移动。

3.根据权利要求2所述的接头(100)，其特征在于，所述第一环部(822)和所述第二环部(832)的轴线与所述中心轴(5)的转动轴线重合，所述第一连接部(821)和所述第二连接部(831)能够在彼此之上移动。

4.根据权利要求3所述的接头(100)，其特征在于，所述中心轴(5)具有带倒圆短边(501)的矩形截面，以允许所述中心轴(5)在所述第一环部(822)和所述第二环部(832)内转动。