CN106439018A - 用于快速联接器的垫圈以及包括所述垫圈的快速联接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于快速联接器的垫圈以及包括所述垫圈的快速联接器。本发明涉及用于快速联接器、特别地用于阳联接器的第一阀的流体密封性的垫圈(1)。其特征在于，该垫圈必须是组合的垫圈，其具有圆环形状并在其外表面处圆周地包括O形环。根据本发明的垫圈允许实现在垫圈的稳定性和更大的可靠性方面的多个优点，该垫圈在受到压力的联接器的联接步骤和脱离步骤期间不承受挤压和压碎现象。

Description

用于快速联接器的垫圈以及包括所述垫圈的快速联接器

发明领域

本发明涉及用于快速联接器的垫圈和包括该垫圈的快速联接器。

更具体地，本发明涉及阳快速联接器的前阀垫圈。

本发明还另外涉及包括该垫圈的快速阳联接器。

现有技术

在现有技术中，已知的是，生产旨在联接至相应的阴快速联接器的阳快速联接器，该阳快速联接器装备有前阀，即联接器的轴向通道的截止阀，该密封由具有圆形横截面的环形垫圈，即经典的O环的存在来保证。

该情况在图1和图1a的放大图中被描绘，而图1b示出阳快速联接器100和阴快速联接器300的最后的连接步骤。

在阳联接器100中，已知类型的垫圈200放置在中空圆柱形外部主体110和阀主体120之间，且因此确保这两个元件的流体密封性，甚至当阀主体120相对于外部主体110纵向滑动时。

特别参考图2，在图2中，表示出了阳联接器100连接至阴联接器300中的连接步骤，应注意，在该连接步骤期间，且特别地，在所述阀主体120容纳在其中的室中存在残留压力的情况下，垫圈200承受应力，该应力倾向于使垫圈变形直到存在该垫圈可能被截断的风险，即，在阴联接器300的阀主体320和阴联接器自身的内滑动件310之间被压紧。

根据现有技术，以便避免在垫圈200工作期间垫圈的挤压210的风险，但是，该手段并未防止O形环的挤压和压碎的问题，该O形环在塑性场中变形并失去所有的流体密封性能力。

因此，当考虑快速联接器的最繁重的应用时，例如，诸如所谓的重载 应用，土方机械行业中的“重载”，快速联接器需要相当大的机械抵抗力，该快速联接器在使用的所有可能的使用位置中和在所有可能的压力条件下还必须结合所联接的联接器的完美的密封。

因此存在保证该密封，以及由此保证上述所确定的垫圈的完美的工作，同时阻止垫圈自身的压碎和挤压的问题。

因此，正在讨论的联接器的技术应用要求在特别繁重的操作条件下也保证该垫圈的密封。

除了必须从垫圈获得的其它特征以外，该特征必须保证完美的密封而不管联接器的空间定向(水平/竖直)。

另外，甚至在由于连接至联接器的管道的重量存在侧向载荷(弯曲现象)的情况下，以及当该联接器被连接时存在高压(通常指350bar及以上)的情况下，甚至在存在方波脉冲的情况下，也必须保证该垫圈密封。

此外，当联接器被连接时存在真空(通常指大约755毫米汞柱)的情况下，也必须保证完美的密封。

此外，归功于垫圈和相应的座的特别的形状，特别繁重的使用条件一定不能导致垫圈翻转或挤压，且这也适用于例如存在高流速和/或方波压力脉冲的情况。

另外，在垫圈损坏的情况下，该垫圈应该是容易更换的，且垫圈必须具有合适的柔性和可变形特点以及耐磨和抗疲劳特性。

现有技术中已知类型的垫圈不能够保证上面提到的操作特征，主要是由于以下原因。

关于“弯曲”现象，即，在存在由于连接至联接器的管道的重量导致的侧向载荷的情况下的垫圈密封现象，由于该O形环具有恢复该压缩变形的有限的可能性的特征，具有已知类型的抗挤压环的O形环垫圈不能够保证密封。当该联接器承受侧向载荷时，垫圈的一部分不承受压缩，并且因此发生该密封失效，结果工作流体泄漏。

此外，当该联接器被连接时存在具有高压的流体(通常指350bar及 以上)的情况下，该O形环垫圈主要承受径向定向的朝外的推力的分量。这在方波脉冲压力的情况下显著地限制垫圈抵抗力。

此外，已知类型的O环垫圈在当该联接器被连接时存在真空的情况下，不适合于保证密封。

以相同的方式，当已知类型的垫圈承受高流速和/或方波压力脉冲时，发生垫圈挤压和翻转现象。

此外，用于O形环垫圈的经典的混合结构(氟橡胶，丁腈橡胶)不总是保证足够的弹性回复、韧性以及耐磨性。

发明概述

因此，本发明的技术性目标是提供一种垫圈，该垫圈允许实现和保证上面所列出的效率和安全性的情况，并且该垫圈使得克服影响已知类型的垫圈的缺点成为可能，从而允许实现更大的可靠性和高性能。

在该目标的范围内，本发明的目的是提供一种垫圈，其特别是首先，但不是唯一地解决了在阳联接器阀120至阴联接器滑动件310的重要的转移步骤期间的垫圈挤压的问题。

将在下面变得更清楚的该目标和这些以及其它的目的通过在所附权利要求中要求保护的阳快速联接器的前阀垫圈1而实现，权利要求书形成本描述的一部分。

附图列表

根据借助于非限制性示例提供的并在附图中图示的下面的详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得更清楚，在附图中：

图1示出具有包括现有技术中的已知类型的垫圈的阳联接器的竖直平面的局部横截面侧视图；

图1a示出图1的细节，其中，已知类型的垫圈和抗挤压环的放大视图被示出；

图1b示出完全与阴联接器联接的阳联接器；

图2示出仍然在现有技术中已知类型的垫圈的情况下，从阳联接器阀至阴联接器滑动件的密封的重要的转移步骤的横截面；

图3是根据本发明的垫圈的透视图；

图4示出用竖直横断平面剖开的与图3相同的视图；

图5示出在联接器包括根据本发明的垫圈的情况下的图2的相同的重要步骤的横截面；

图6示出在阳联接器中容纳在自身的座中的根据本发明的垫圈的细节的横截面；

图7示出根据图8的A-A平面的根据本发明的垫圈的横截面前视图；

图8示出根据本发明的垫圈的平面图；

图9a示出根据图8的A-A平面的根据本发明的垫圈的局部横截面前视图；

图9b示出与图9a相同的视图，其中，O形环已经被移除。

本发明的详细描述

下面的描述说明了根据本发明的垫圈的优选的实施方案。该描述通过非限制性示例来提供，因此可被视为等同的已经描述的任何变型肯定被视为落在本发明的范围之内。

特别参考图1，在阳联接器100中，已知类型的垫圈200放置在特别地设置在外主体110和阀主体120上的座中，外主体110是中空圆柱形主体，且因此确保这两个元件的流体密封性，甚至当阀主体120相对于外主体110纵向滑动时。

特别参考图2，其表示阳联接器100连接至阴联接器300中的连接步骤，应注意，在连接步骤期间，该密封从阳联接器100的阀主体120转移至阴联接器300的滑动件310。

该步骤在所述阀主体120容纳在其中的室中存在残留压力的情况下特别重要。

该阀垫圈承受应力，该应力倾向于使垫圈变形直到存在该垫圈被截断的风险，即，在阴联接器300的阀主体320和阴联接器自身的内滑动件310之间被挤压，如在图2中可见的。

参考图3，本发明的对象是具有大体上圆环形状的垫圈1，垫圈1包括优选地由聚氨酯(PUR)制成并优选地通过模制工艺获得的主体10。

根据本发明的垫圈1的主体10因此具有圆环形状，且因此包括圆环的内表面10a(见图7)、圆环的外表面10b(见图7)、第一侧表面10c和第二侧表面10d(见图7)。

在横断平面上的横截面中，本发明的垫圈具有特别的非圆形的几何轮廓，如图4、7、9a以及9b中所示，除其它的图外，其示出了由横断的竖直平面剖开的根据本发明的垫圈。

特别参考图7，使用在图8中表示的竖直平面A-A的剖面突出了根据本发明的垫圈10的轮廓。

在横断平面上，内表面10a的轮廓不是平坦的，而是圆锥形的，具有朝向圆环的内侧的锥度。

类似地，在横断平面上，外表面10b的轮廓不是平坦的，而是圆锥形的，具有朝向圆环的外侧的锥度。

优选地，并参考以非排他性的示例的方式在附图中示出的实施方案，内表面10a在横断直径平面上具有大体上三角形的轮廓，内表面10a包括相对于竖直方向倾斜的两个侧面10a'，该两个侧面10a'会聚在连接部分10a”中，连接部分10a”具有大体上平坦的水平表面，连接部分10a”借助于圆角半径连接至两个侧面10a'。优选地，该垫圈轮廓相对于竖直直径轴线B是对称的。

外表面10b具有适合于容纳O形环13的圆周座12。优选地，外表面10b也不具有在横断竖直平面A-A上的平坦的轮廓，而是具有圆锥形的轮廓。该圆锥形的轮廓被槽12的存在中心地中断。

优选地，所述外表面10b在横断直径平面上具有大体上三角形的轮廓，外表面10b包括相对于竖直方向倾斜的两个侧面10b'，且两个侧面10b'在所述O形环13的所述座12中会聚。

因此，根据本发明的垫圈1优选地包括O形环13，该O形环13使该垫圈更有弹性且对于操作条件的改变更有响应性。

此外，根据本发明的垫圈1包括至少一个狭槽或扩口11，该至少一个狭槽或扩口11具有在至少一个侧表面10c、10d处排出流体的功能。在垫圈1的支撑侧部10c、10d上添加狭槽11允许由油压产生的侧推力被平衡。该情况是在图5中示出的那种情况，其中，箭头指示由流体压力施加的侧向力。

参考图8，所述狭槽11在侧表面10c和10d上优选地具有径向的延伸。

特别地，如在图8中可见的，在该情况中狭槽11沿垫圈的轮廓以90°布置。

根据本发明的垫圈1具有适合于允许垫圈1插入至现有技术中的已知类型的O形环容纳在其中的相同的座中的总的大小和尺寸，从而允许新的垫圈被使用而不必修改联接器的设计。

O形环13的存在是最有助于使作为本发明的对象的组合的垫圈1具有创新性的元件中的一个。

实际上，除其它优点外，O形环13使垫圈更具有弹性和柔性，使得在它们的相对滑动(在连接步骤和脱开步骤中)期间垫圈能更加响应地跟随阳联接器的阀主体120和阴联接器的阀主体320和/或阴联接器的内滑动件310的轮廓，从而确保流体密封性。

该情况在图5中被概述，其中，在该联接器连接步骤期间，垫圈1，且特别地，垫圈的主体10的内表面10a接触阴联接器300的阀主体320的外表面以及阴联接器300的内滑动件310。

在所有的操作条件中以及在连接步骤和脱开步骤中，根据本发明的垫圈1因此在低压和高压两者下通常没有压碎和挤压现象。

从机械性能的角度看，作为本发明的对象的复合垫圈1具有高韧性和耐磨性以及抗磨损性。

这些特性特别地通过如提到的制成垫圈的优选地为聚氨酯的材料保证，在连接和脱开步骤期间(其中由于它们的功能，联接器被联接和脱离多次，具有重复的压力和流动循环)，该材料接触阀120、320，以及接触联接器的内滑动件310。

参考图7，8和9a，我们现在将说明在垫圈1的主体10的侧面10c、10d上获得的释放槽11的功能。

一个或多个释放槽11的存在允许防止：在联接器的连接和脱开步骤期间垫圈旋转并卡在移动的阀之间以及由于流体的压力的变化的影响而产生流体的泄漏和垫圈自身的破坏的趋势。

释放槽11的存在允许该联接器连接或脱开，甚至在联接器内、特别地在阳联接器内存在残留压力的情况下允许该联接器连接或脱开，因为在垫圈接触移动的阀的关键步骤中，该垫圈是气动平衡的。

因此，已经表明，用于本发明的垫圈对象的每个技术手段有助于实现特定的技术效果。

所有本文描述的创新性特征的同时存在允许该垫圈解决在快速联接器的工作中影响现有技术中的已知类型的当前解决方案的很多问题。

每个特征自身还可以引起技术优点，且因此根据本发明的垫圈在其实质的特征方面由所附的主要的独立权利要求界定，引入补充本发明的另外的特征的从属权利要求允许实现多个技术优点。

根据本发明的用于快速联接器的垫圈因此允许克服现有技术一直留下的尚未解决的缺点。

此外，包括本发明的快速联接器也是本发明的对象。

Claims (14)

1.一种用于快速联接器的垫圈(1)，其特征在于，所述垫圈(1)包括主要的圆环主体(10)，所述圆环主体(10)包括内表面(10a)和外表面(10b)，所述外表面(10b)包括圆周座(12)，O形环(13)容纳在所述圆周座(12)中。

2.根据前述权利要求所述的垫圈(1)，其特征在于，所述内表面(10a)具有圆锥形的轮廓，所述圆锥形的轮廓在横断的横截面平面上具有朝向所述圆环的内部的锥度。

3.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述外表面(10b)在横断的横截面平面上具有圆锥形的轮廓，所述圆锥形的轮廓具有朝向所述圆环的外侧的锥度。

4.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述垫圈(1)还包括第一侧表面(10c)和第二侧表面(10d)。

5.根据前一权利要求所述的垫圈(1)，其特征在于，所述第一侧表面(10c)和所述第二侧表面(10d)在横断的横截面平面上具有平坦的轮廓。

6.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述垫圈(1)在横断的直径平面上具有相对于直径轴线(B)的对称轮廓。

7.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述内表面(10a)在横断的直径平面上具有三角形的轮廓，所述内表面(10a)包括相对于竖直方向倾斜的两个侧面10a'，所述两个侧面10a'会聚在连接部分10a”中，所述连接部分10a”具有大体上平坦的水平表面，所述连接部分10a”借助于圆角半径连接至所述两个侧面10a'。

8.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述外表面(10b)在横断的直径平面上具有三角形的轮廓，所述外表面(10b)包括相对于竖直方向倾斜的两个侧面(10b')，所述两个侧面(10b')会聚在所述O形环(13)的所述座(12)中。

9.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，至少一个狭槽(11)在所述第一侧表面(10c)和所述第二侧表面(10d)上获得。

10.根据前一权利要求所述的垫圈(1)，其特征在于，所述第一侧表面(10c)和所述第二侧表面(10d)中的每一个包括至少一个狭槽(11)。

11.根据权利要求9或10所述的垫圈(1)，其特征在于，所述至少一个狭槽(11)沿所述外表面径向地延伸。

12.根据前一权利要求所述的垫圈(1)，其特征在于，所述垫圈(1)包括安置在所述外表面上彼此90°间隔开的多个所述至少一个狭槽(11)。

13.根据前述权利要求中的一个或多个所述的垫圈(1)，其特征在于，所述垫圈(1)由聚氨酯制成。

14.一种快速联接器，其特征在于，其包括根据前述权利要求中的一个或多个的前阀垫圈。