CN106641548A - 一种低温连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温连接器，包括相连接的活动头和固定头。活动头包括有第一外壳体和第一内壳体，第一外壳体包括有第一外壳体厚筒体、第一外波纹管、第一外壳体薄筒体和第一对接法兰，第一内壳体包括有第一内壳体主体、第一内波纹管和第一内密封头，内壳体内还设置有导柱；固定头包括有第二外壳体和第二内壳体，第二外壳体包括有第二外壳体厚筒体、第二外波纹管、第二外壳体薄筒体和第二对接法兰，所第二内壳体包括有第二内壳体主体和第二内密封头；第一内密封头与第二内密封头连接且密封，所述第一对接法兰与所述第二对接法兰连接且密封。本发明提供的低温连接器在遇冷收缩后，连接处能自动补偿密封，长时间工作后对接面不结冰。

Description

一种低温连接器

技术领域

本发明涉及连接器设计技术领域，具体涉及一种低温连接器。

背景技术

低温连接器主要用于低温介质槽罐、运载火箭低温贮箱等设备与低温介质输送、排泄管路之间的连接，其主要需要解决的难题有三方面：材料遇冷收缩导致密封面密封不严、长时间工作对接面结冰不易分离拆卸、产品轻量化。

民用的低温管路连接通常采用法兰、爪式快速接头连接方式，法兰或爪式快速接头拧紧后，在低温介质环境下材料收缩会导致密封面密封不严，且长时间工作后，法兰对接面会产生大量的结冰，不易分离拆卸。

在运载火箭领域，低温连接器主要有两种方案：

包敷型：传统的方案为在外围包敷一层绝热材料，并通过连接器上的气缸供气提供锁紧力来保持遇冷后的锁紧与密封，该方案保证了筒体部分不结冰，但仍然无法保证对接面不结冰，存在长时间工作后结冰拆不下来隐患。

真空绝热型：某新一代运载火箭采取了真空绝热型低温连接器方案，有效的解决了对接面结冰的问题，但其整个真空结构非常复杂笨重，需要配套悬挂装置，不易操作，造价昂贵，且真空度存在有效期的问题，其对接锁紧与密封力的持续提供仍需由气缸供气来实现。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明提供了一种低温连接器，包括活动头和固定头，活动头的一端与所述固定头的一端实现连接，其中，

所述活动头包括有第一外壳体和第一内壳体，所述第一外壳体包括有同轴且顺序连接的第一外壳体厚筒体、第一外波纹管、第一外壳体薄筒体和第一对接法兰，所述第一内壳体包括有同轴且顺序连接的第一内壳体主体、第一内波纹管和第一内密封头；所述第一外壳体厚筒体与第一内壳体主体端部之间连接且密封；所述内壳体内还设置有导柱，所述导柱一端与所述第一内密封头固定连接，另一端延伸至所述第一内壳体主体内，且所述导柱可相对于所述第一内壳体主体和第一内波纹管轴向移动；

所述固定头包括有第二外壳体和第二内壳体，所述第二外壳体包括有同轴且顺序连接的第二外壳体厚筒体、第二外波纹管、第二外壳体薄筒体和第二对接法兰，所述第二内壳体包括有同轴且顺序连接的第二内壳体主体和第二内密封头；所述第二外壳体厚筒体与第二内壳体主体端部之间连接且密封；

所述第一内密封头与第二内密封头连接且密封，所述第一对接法兰与所述第二对接法兰连接且密封。

较佳地，所述第一内壳体主体与所述第一外壳体厚筒体连接端上同轴设置有一第一连接盘，所述第一连接盘朝向所述第一外壳体厚筒体的侧面周向均布有多个第一支耳，所述第一外壳体厚筒体的端面抵在第一连接盘的侧面上，所述第一支耳支撑所述第一外壳厚筒体的内侧壁并连接；所述第一外壳体厚筒体的端面与所述第一连接盘的侧面之间设置有用于密封的第一X形氟塑料密封圈。

较佳地，所述第二内壳体主体与所述第二外壳体厚筒体连接端上同轴设置有一第二连接盘，所述第二连接盘朝向所述第二外壳体厚筒体的侧面周向均布有多个第二支耳，所述第二外壳体厚筒体的端面抵在第二连接盘的侧面上，所述第二支耳支撑所述第二外壳厚筒体的内侧壁并连接；所述第二外壳体厚筒体的端面与所述第二连接盘的侧面之间设置有用于密封的第二X形氟塑料密封圈。

较佳地，所述第一外壳体与第一内壳体之间、第二外壳体与第二内壳体之间均设置有设置有隔热套，所述第一内壳体主体、第二内壳体主体的外侧壁上周向均布有多个第三支耳，所述隔热套的内圈与第三支耳连接，外圈支撑第一外壳体薄筒体、第二外壳体薄筒体的内侧壁。

较佳地，所述第一外壳体的外侧壁、第二外壳体的外侧壁上设置有若干环形翅片，相邻环形翅片之间设置有多个加强筋。

较佳地，所述第二内密封头朝向所述活动头的端面上设置有凹陷部，所述第一内密封头伸进所述凹陷部内，且之间设置有蓄能密封圈。

较佳地，所述第一对接法兰朝向所述固定头的端面上设置有凹陷环，所述凹陷环内设置平面氟塑料密封圈；所述第二对接法兰朝向所述活动头的端面上设置有凸起环，所述凸起环紧压在所述平面氟塑料密封圈上。

较佳地，所述第一对接法兰上周向均布有多个第四支耳，所述第二对接法兰上周向均布有多个第五支耳，所述第四支耳与所述第五支耳之间通过螺杆组件进行连接。

较佳地，所述螺杆组件包括有锁紧螺杆、蝶形螺母、碟簧，所述锁紧螺杆的一端穿过所述第四支耳和第五支耳，并通过套设在锁紧螺杆上的蝶形螺母锁紧，所述碟簧套设在所述锁紧螺杆上，且位于所述蝶形螺母与所述第四支耳或所述第五支耳之间。

较佳地，所述锁紧螺杆铰接在所述第四支耳上或第五支耳上。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的低温连接器在遇冷收缩后，连接处能够自动补偿密封，长时间工作后对接面不结冰，而且结构简单、重量轻，手动对接分离便捷可靠。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明所述低温连接器二维结构半剖图。

图2为本发明所述低温连接器中的内壳体主体二维结构图。

图3为本发明所述低温连接器中的X形氟塑料密封圈二维结构半剖图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参照图1-3，本发明提供了一种低温连接器，包括有活动头和固定头，活动头和固定头分别安装到管路和低温贮箱上，活动头与固定头之间实现连接，从而实现管路与低温贮箱之间的连接。

本发明提供的低温连接器在遇冷收缩后，连接处能够自动补偿密封，长时间工作后对接面不结冰，而且结构简单、重量轻，手动对接分离便捷可靠。

其中，活动头包括有第一外壳体和第一内壳体。第一外壳体包括有同轴设置的第一外壳体厚筒体2、第一外波纹管5、第一外壳体薄筒体6和第一对接法兰7，第一外壳体厚筒体2、第一外波纹管5、第一外壳体薄筒体6和第一对接法兰7顺序首尾连接构成一完整的第一外壳体，各部分之间可通过焊接等方式来进行连接，此处不做限制。第一内壳体包括有同轴设置的第一内壳体主体10、第一内波纹管14和第一内密封头18，第一内壳体主体10、第一内波纹管14和第一内密封头18顺序首尾连接构成一完整的第一内壳体，各部分之间可通过焊接等方式来进行连接，此处不做限制。第一外壳体厚筒体2与第一内壳体主体10端部之间连接且密封。

内壳体内还设置有导柱12，导柱12一端与第一内密封头18固定连接，另一端延伸至第一内壳体主体10，导柱12与第一内壳体主体10、第一内波纹管14之间设置有导柱衬垫11，导柱12与导柱衬垫11间隙配合在第一内壳体主体内，且保证导柱12可相对于第一内壳体主体10和第一内波纹管14轴向移动。导柱12侧壁上还设置有与第一内波纹管14连通的通孔。

其中，固定头包括有第二外壳体和第二内壳体。第二外壳体包括有同轴设置的第二外壳体厚筒体21、第二外波纹管20、第二外壳体薄筒体19和第二对接法兰25，第二外壳体厚筒体21、第二外波纹管20、第二外壳体薄筒体19和第二对接法兰25顺序首尾连接构成以完整的第二外壳体，各部分之间可通过焊接等方式来进行连接，此处不做限制。第二内壳体包括有同轴设置的第二内壳体主体22和第二内密封头23，第二内壳体主体22和第二内密封头23顺序首尾连接构成，各部分之间可通过焊接等方式来进行连接，此处不做限制。第二外壳体厚筒体21与第二内壳体主体22端部之间连接且密封.

活动头与固定头之间连接时，第一内密封头18与第二内密封头23连接且密封，第一对接法兰7与第二对接法兰25连接且密封。

在本实施例中，如图2中所示，第一内壳体主体10与第一外壳体厚筒体2连接端上同轴设置有一第一连接盘1011，第一连接盘1011朝向第一外壳体厚筒体2的侧面上周向均布有多个第一支耳1012；其中第一支耳1012的设置数目可根据具体情况来进行调整，此处不做限制，在本实施例中均布有3个第一支耳1012。第一外壳体厚筒体2与第一内壳体主体10连接的时候，第一外壳体厚筒体2的端面抵在第一连接盘1011的侧面上，第一支耳1012支撑第一外壳厚筒体2的内侧壁，并通过螺钉等方式进行连接；第一外壳体厚筒体2的端面与第一连接盘1011的侧面之间还设置有用于密封的第一X形氟塑料密封圈1，其中第一X形氟塑料密封圈1的结构形式如图3中所示。

在本实施例中，第二内壳体主体22和第二外壳体厚筒体21之间的连接方式与第一内壳体主体10和第一外壳体厚筒体2之间的连接方式，类似。具体的，第二内壳体主体与第二外壳体厚筒体连接端上同轴设置有一第二连接盘，第二连接盘朝向第二外壳体厚筒体的侧面周向均布有多个第二支耳，第二外壳体厚筒体的端面抵在第二连接盘的侧面上，第二支耳支撑第二外壳厚筒体的内侧壁，并通过螺钉等方式进行连接；第二外壳体厚筒体21的端面与第二连接盘的侧面之间设置有用于密封的第二X形氟塑料密封圈。

在本实施例中，第一外壳体与第一内壳体之间、第二外壳体与第二内壳体之间均设置有设置有隔热套。

其中，第一外壳体与第一内壳体之间设置有第一隔热套13，第一内壳体主体10的外侧壁一圈上均布有多个第三支耳1013，在本实施例中设置有6个第三支耳1013，当然第三支耳1013的设置数目也可根据具体情况来进行调整，此处不做限制。第一隔热套13的内圈与第三支耳1013连接，外圈支撑第一外壳体薄筒体6。

其中，第二外壳体与第二内壳体之间设置有第二隔热套24，第二内壳体主体22的外侧壁一圈上均布有多个第三支耳，在本实施例中设置有6个第三支耳，当然第三支耳的设置数目也可根据具体情况来进行调整，此处不做限制。第二隔热套24的内圈与第三支耳连接，外圈支撑第二外壳体薄筒体19。

本发明隔热套的设置，起到第一外壳体与第一内壳体之间、第二外壳体与第二内壳体之间支撑隔热的作用。

在本实施例中，第一内壳体与第二内壳体之间的密封连接方式如下：

第二内密封头23朝向活动头的端面上设置有凹陷部，第一内密封头伸进凹陷部内，且第一内密封头与凹陷部之间还设置有蓄能密封圈9。

在本实施例中，第一外壳体与第二外壳体之间的密封连接方式如下：

第一对接法兰7朝向固定头的端面上设置有凹陷环，凹陷环内设置平面氟塑料密封圈8；第二对接法兰25朝向活动头的端面上设置有凸起环，所述凸起环紧压在平面氟塑料密封圈8上实现密封；

第一对接法兰7外侧面上周向均布有多个第四支耳26，第二对接法兰25外侧面上周向均布有多个第五支耳27，其中第四支耳26、第五支耳27的设置数目可根据具体情况来进行调整，在本实施例中分别设置有3个；第四支耳26与第五支耳之间通过螺杆组件进行连接；

螺杆组件包括有锁紧螺杆15、蝶形螺母16、碟簧17；第四支耳26、第五支耳27的末端上均设置有U型凹口，锁紧螺杆15设置有长槽型通孔，锁紧螺杆15通过一转轴交接在第四支耳26的U型凹口内，转轴穿过锁紧螺杆15的长槽型通孔，转轴的两端连接到U型凹口的两侧；连接时，转动锁紧螺杆15使得锁紧螺杆15同时至于第四支耳26和第五支耳27的U型凹口内，轴向拉动锁紧螺杆15使得第一对接法兰7与第二对接法兰25紧贴到一起，再拧紧套设在锁紧螺杆16上的蝶形螺母16；碟簧17套设在锁紧螺杆15上，且压在蝶形螺母16与第四支耳26之间。

在本实施例中，第一外壳体的外侧壁、第二外壳体的外侧壁上设置有若干环形翅片4，环形翅片4用于各部分之间的传热；相邻环形翅片4之间还设置有多个加强筋3，加强筋3的设置用于加强强度。

下面就本发明提供的低温连接器的工作原理作进一步的说明，具体如下：

连接前，活动头的端部通过法兰安装到管路上，并使得第一内壳体主体与管路连通，固定头的端部也通过法兰安装到低温贮箱上，并使得第二内壳体主体与低温贮箱连通。

连接时，活动头与固定头同轴连接，第一内密封头与第二内密封头连接，第一对接法兰和第二对接法兰连接。

连接时，受到低温的影响，连接器遇冷收缩，通过X形氟塑料密封圈的截面自身的弹性，从而保证了第一外壳体厚筒体2与第一内壳体主体10之间、第二外壳体厚筒体21与第二内壳体主体10之间的密封性；通过导柱12、第一内壳体波纹管14的设置，由第一内壳体波纹管14提供弹力压紧蓄能密封圈9，从而保证了第一内壳体与第二内壳体之间的密封；通过第一外壳体波纹管5、第二外壳体波纹管的设置，由第一外壳体波纹管5、第二外壳体波纹管提供弹力压紧平面氟塑料密封圈8，从而保证了第一外壳体与第二外壳体之间的密封。

本发明通过X形氟塑料密封圈、第一内壳体波纹管14、第一外壳体波纹管5、第二外壳体波纹管的设置，实现了连接器遇冷收缩后自动补偿密封的功能。

另外，第一外壳体厚筒体2与第一内壳体主体10之间、第二外壳体厚筒体21与第二内壳体主体22之间通过X形氟塑料密封圈隔热，仅通过三处的支耳局部接触、以及外壳体波纹管和外壳体薄筒体长距离薄壁结构，大大降低了热传导；同时，通过环形铜翅片的沿途热交换，减弱了对接法兰的温降；经计算，低温连接器在液氧、液氮等低温环境中长时间工作，只要外界环境温度大于3℃，则对接法兰能保持在0℃以上，确保不产生结冰。

另外，内外壳体之间，内外两道密封圈形成的夹层结构，确保了夹层不持续进入空气，即使内壳体温度很低，在内密封头上也不会产生结冰。

另外，本发明提供的低温连接器结构简单、质轻，经计算，固定头、活动头分别重量在4千克左右，比运载火箭已有的低温连接器重量轻一个量级。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (10)

1.一种低温连接器，其特征在于，包括活动头和固定头，活动头的一端与所述固定头的一端实现连接，其中，

所述活动头包括有第一外壳体和第一内壳体，所述第一外壳体包括有同轴且顺序连接的第一外壳体厚筒体、第一外波纹管、第一外壳体薄筒体和第一对接法兰，所述第一内壳体包括有同轴且顺序连接的第一内壳体主体、第一内波纹管和第一内密封头；所述第一外壳体厚筒体与第一内壳体主体端部之间连接且密封；所述内壳体内还设置有导柱，所述导柱一端与所述第一内密封头固定连接，另一端延伸至所述第一内壳体主体内，且所述导柱可相对于所述第一内壳体主体和第一内波纹管轴向移动；

所述固定头包括有第二外壳体和第二内壳体，所述第二外壳体包括有同轴且顺序连接的第二外壳体厚筒体、第二外波纹管、第二外壳体薄筒体和第二对接法兰，所述第二内壳体包括有同轴且顺序连接的第二内壳体主体和第二内密封头；所述第二外壳体厚筒体与第二内壳体主体端部之间连接且密封；

所述第一内密封头与第二内密封头连接且密封，所述第一对接法兰与所述第二对接法兰连接且密封。

2.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第一内壳体主体与所述第一外壳体厚筒体连接端上同轴设置有一第一连接盘，所述第一连接盘朝向所述第一外壳体厚筒体的侧面周向均布有多个第一支耳，所述第一外壳体厚筒体的端面抵在第一连接盘的侧面上，所述第一支耳支撑所述第一外壳厚筒体的内侧壁并连接；所述第一外壳体厚筒体的端面与所述第一连接盘的侧面之间设置有用于密封的第一X形氟塑料密封圈。

3.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第二内壳体主体与所述第二外壳体厚筒体连接端上同轴设置有一第二连接盘，所述第二连接盘朝向所述第二外壳体厚筒体的侧面周向均布有多个第二支耳，所述第二外壳体厚筒体的端面抵在第二连接盘的侧面上，所述第二支耳支撑所述第二外壳厚筒体的内侧壁并连接；所述第二外壳体厚筒体的端面与所述第二连接盘的侧面之间设置有用于密封的第二X形氟塑料密封圈。

4.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第一外壳体与第一内壳体之间、第二外壳体与第二内壳体之间均设置有设置有隔热套，所述第一内壳体主体、第二内壳体主体的外侧壁上周向均布有多个第三支耳，所述隔热套的内圈与第三支耳连接，外圈支撑第一外壳体薄筒体、第二外壳体薄筒体的内侧壁。

5.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第一外壳体的外侧壁、第二外壳体的外侧壁上设置有若干环形翅片，相邻环形翅片之间设置有多个加强筋。

6.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第二内密封头朝向所述活动头的端面上设置有凹陷部，所述第一内密封头伸进所述凹陷部内，且之间设置有蓄能密封圈。

7.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第一对接法兰朝向所述固定头的端面上设置有凹陷环，所述凹陷环内设置平面氟塑料密封圈；所述第二对接法兰朝向所述活动头的端面上设置有凸起环，所述凸起环紧压在所述平面氟塑料密封圈上。

8.根据权利要求1所述的低温连接器，其特征在于，所述第一对接法兰上周向均布有多个第四支耳，所述第二对接法兰上周向均布有多个第五支耳，所述第四支耳与所述第五支耳之间通过螺杆组件进行连接。

9.根据权利要求8所述的低温连接器，其特征在于，所述螺杆组件包括有锁紧螺杆、蝶形螺母、碟簧，所述锁紧螺杆的一端穿过所述第四支耳和第五支耳，并通过套设在锁紧螺杆上的蝶形螺母锁紧，所述碟簧套设在所述锁紧螺杆上，且位于所述蝶形螺母与所述第四支耳或所述第五支耳之间。

10.根据权利要求9所述的低温连接器，其特征在于，所述锁紧螺杆铰接在所述第四支耳上或第五支耳上。