CN107664239A - 一种盲插流体连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种盲插流体连接器，所述插头和插座配合后，插头前端伸入到壳体二内且推动阀套向前移动，同时阀芯后端伸入到第一导流腔内部且推动密封头向后移动，当分流孔和汇流孔均位于中段腔体中后插座和插头内部导通。本发明具有带压插拔和径向浮动双重功能，减少了形密封圈、弹簧和其他零件的数量，避免密封圈暴露在流体中，结构简单，可靠性高。密封圈受力不均。

Description

一种盲插流体连接器

技术领域

本发明涉及一种流体连接器。

背景技术

盲插流体连接器作为液体冷却系统之间的连接与传输装置，一般由安装在冷却模块上的插座和安装在机架或机箱基座上的插头两部分组成。插座和插头在断开和连接状态下都需要达到良好的密封效果，才能保证液体冷却系统的正常工作。盲插流体连接器除了对流体连接器密封材料的环境适应性和弹簧耐持久疲劳强度有较高的要求外，对流体连接器密封原理、零件的结构设计、加工精度及安装要求也都非常高，如果上述有一方面出现问题，液体冷却系统将不能正常工作。

现有已公开申请号201410786860.2的流体连接器专利提供了一种可径向浮动的流体连接器，包括设置有流体通道的连接器壳体，流体连接器还包括轴线沿前后方向延伸的安装套，安装套的内孔中设置有前后相对布置的延伸方向均垂直于左右方向的前、后限位平面，连接器壳体包括被轴向限位于所述前、后限位平面之间的径向浮动壳，径向浮动壳与所述安装套的内孔壁之间具有径向浮动间隙，径向浮动壳具有与所述前限位平面平行设置的前端面和与所述后限位平面平行设置的后端面，径向浮动的前端面与前限位平面或径向浮动壳的后端面与后限位平面密封配合，后限位平面后侧的所述安装套的内孔与所述流体通道的后端通道口连通。上述可径向浮动的流体连接器虽然解决了不具有径向浮动流体连接器的插座和插头顺利对插比较困难，需要额外增加一些保证精确定位的结构的问题。但是其存在问题在于：内部小O形密封圈在插拔或工作过程中直接暴露在流速较大流体中，容易破损或寿命降低，不能抗击非常高的流量冲击，也不可以在工作状态下带压插拔。同时结构复杂，所用密封圈、零件多，体积大，成本高,径向浮动所需磨擦力比较大，无双重防漏密封功能。

另一公开申请号201510897675.5专利给出了一种流体连接器，包括插座和插头。插头内有第一导流孔，第一导流孔内有第一内凸环、第一卡环、第一阀芯和第一弹簧；插座有第二导流孔，第二导流孔有第二内凸环、第二卡环、导流柱、第二弹簧和第二阀芯：第二内凸环设有第二密封圈，第二阀芯外设有第二挡肩，第二阀芯内有第三导流孔；第一内凸环内有第一密封圈；第三导流孔内有第三卡环、密封阻隔环和第三弹簧，密封阻隔环设有第三挡肩，第三内凸环设有第三密封圈；插头和插座配合，插头伸入第二导流孔且推动第二阀芯向前移动，密封阻隔环与第一内凸环和第三内凸环配合。使第一密封圈和第三密封圈不暴露在流道之中，可以抗击非常高的流量冲击，使用户可以在工作状态下带压插拔。但是其存在问题在于：无径向浮动功能，如果成对连接器安装位置误差较大时，连接器内多数密封圈周边受力不均匀，插座和插头顺利对插比较困难，密封圈容易受损，同时其结构复杂，所用密封圈、弹簧及零件多，成本高，加工难度、体积大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盲插流体连接器，具有带压插拔和径向浮动双重功能，除解决了目前无径向浮动流体连接器插座和插头盲插时，由于径向安装误差较大，难以顺利对插，密封圈受力不均，容易变形受损产生泄露，可靠性低，对安装精度要求高，需要增加定位装置等问题外，还减少了O形密封圈、弹簧和其他零件的数量，结构更加简单，降低了加工难度和成本，提高了设备可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种盲插流体连接器，包括插头和插座；

所述插头内有贯穿插头前、后端的第一导流腔，所述第一导流腔包括后段腔体、中段腔体以及前段腔体，所述中段腔体的直径大于后段腔体和前段腔体的直径；所述前段腔体侧壁上开设有第一环槽，第一环槽内放置有密封圈一；所述第一导流腔从后至前依次放置有弹簧一和密封头；所述弹簧一的后端抵靠在后段腔体侧壁向内延伸的第一挡肩上，其前端抵靠在密封头后部；

所述密封头包括位于前部的端头、位于后部的滑动段以及连接端头和滑动段的过渡段；端头为密封结构，其外径与前段腔体直径配合；滑动段和过渡段为中空结构，滑动段外径与中段腔体直径配合，过渡段上开设有若干分流孔，过渡段外表面与前段腔体后端面相配合；

所述插座包括壳体二、安装在壳体二腔体内的阀芯、阀套和弹簧二；

所述阀芯内有第二导流腔，其后端封闭、前端开口，在阀芯侧壁靠近后端的位置开设有若干汇流孔；阀芯通过其前端与壳体二腔体前端向内延伸的第一凸环固接；

所述阀套套装在阀芯上，阀套后端内壁上设置有第二环槽，第二环槽内放置有密封圈四，阀套后端外壁上设置有向外延伸的第二凸环，第二凸环外径与壳体二腔体内径相配合；阀套前段内壁内径向内收紧，阀芯前段外壁向内收紧，在阀套与阀芯之间形成轴向限位结构；

所述弹簧二后端抵靠在第二凸环的前端面上，其前端抵靠在第一凸环的后端面上；阀套前端面与第一凸环的后端面相配合；

所述壳体二后端内壁上设置有第三环槽，第三环槽内放置有密封圈六；

插头前端外径与第二凸环外径相同并与壳体二腔体内径相配合，前段腔体直径与阀芯后端外径相配合；

所述插头和插座配合后，插头前端伸入到壳体二内且推动阀套向前移动，同时阀芯后端伸入到第一导流腔内部且推动密封头向后移动，当分流孔和汇流孔均位于中段腔体中后插座和插头内部导通。

进一步，所述弹簧一前端抵靠在密封头内部凸台上。

进一步，所述第一导流腔由壳体一和管子接头配合形成，后段腔体设置在管子接头后段，前段腔体设置在壳体一前段，管子接头前段内径与壳体一后段内径相同；壳体一后端向后延伸有连接套，所述连接套内径与管子接头前段外径配合，连接套套装在管子接头前段外壁上并密封固接。

进一步，所述壳体一与管子接头用密封胶固接。

进一步，所述连接套后端固接有第一法兰安装盘；插头与基座安装时，第一法兰安装盘与基座之间形成的环形空间中放置有密封圈二，且第一法兰安装盘与基座对应的安装面间留有间隙；第一法兰安装盘外部还套装有第二法兰安装盘，第二法兰安装盘固定在安装基座上，第二法兰安装盘与第一法兰安装盘之间形成的环形空间中放置有滑动垫圈，所述第二法兰安装盘与滑动垫圈、第一法兰安装盘以及壳体一均留有径向间隙；所述插头与基座安装孔之间留有径向空隙。

进一步，所述管子接头位于基座安装孔内，管子接头外侧壁开设有第四环槽，第四环槽内安装有密封圈三。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，(1)避免连接器O形密封圈在插拔或工作过程中直接暴露在流速较大的流体中，O形密封圈不容易破损且延长了使用寿命，能抗击非常高的流量冲击，使用户可以在工作状态下带压插拔；(2)增加径向浮动双重防漏密封功能，解决无径向浮动流体连接器插座和插头不能顺利对插的问题，安装精度高、密封可靠性高，径向浮动所需磨擦力小，插头和冷却系统相连接的接口处有双重防漏密封功能；(3)对现有流体连接器结构进行优化，减少了O形密封圈、弹簧和其他零件的数量，降低了加工难度和成本，提高可靠性。

附图说明

图1为盲插流体连接器插头组成装配示意图；

图2为盲插流体连接器插座组成装配示意图；

图3为盲插流体连接器接通状态示意图；

图4为壳体一示意图；

图5为密封头示意图；

图6为法兰安装盘示意图；

图7为管子接头示意图；

图8为壳体二示意图；

图9为阀芯示意图；

图10为阀套示意图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明盲插流体连接器的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

结合附图，盲插流体连接器包括插头和插座两部分。

插头内有贯穿插头前、后端的第一导流腔A，第一导流腔A包括后段腔体A-1、中段腔体A-2以及前段腔体A-3，中段腔体A-2的直径大于后段腔体A-1和前段腔体A-3的直径，中段腔体A-2作为插头与插座在盲插流体连接器内部实现流体导通的场所；前段腔体A-3侧壁上开设有第一环槽，第一环槽内放置有密封圈一7，密封头2位于前段腔体A-3时，密封圈一7与密封头2密封接触；

第一导流腔A从后至前依次放置弹簧一6和密封头2，弹簧一6的后端抵靠在后段腔体A-1侧壁向内延伸的第一挡肩1-1上，弹簧一6前端抵靠在密封头2后部；

密封头2包括位于前部的端头2-1、位于后部的滑动段2-3以及连接端头2-1和滑动段2-3的过渡段2-2；端头2-1为实心结构，其外径与前段腔体A-3直径配合；滑动段2-3和过渡段2-2为中空结构，作为过流腔体；滑动段2-3外径与中段腔体A-2直径配合，使密封头2可以在第一导流腔A内轴向移动；过渡段2-2上开设有若干分流孔2-4；过渡段2-2外表面与前段腔体A-3后端面相配合，前段腔体A-3后端面作为挡肩从而限制密封头2的前向移动位置；

插座包括壳体二21、安装在壳体二21腔体内的阀芯22、阀套23和弹簧二24；

阀芯22内有第二导流腔B，其后端封闭、前端开口，在阀芯22侧壁靠近后端的位置开设有若干汇流孔22-1；阀芯22通过其前端与壳体二21腔体前端向内延伸的第一凸环22-2固接，使阀芯22与壳体二21相对固定；

阀套23套装在阀芯22上，可沿阀芯22轴向滑动，阀套23后端内壁上设置有第二环槽，第二环槽内放置有密封圈四25，实现阀套23与阀芯22之间的密封；阀套23后端外壁上设置有向外延伸的第二凸环22-3，第二凸环22-3外径与壳体二21腔体内径相配合；阀套23前段内壁内径向内收紧，阀芯22前段外壁向内收紧，在阀套23与阀芯22之间形成轴向限位结构；通过适当增加第二凸环22-3与壳体二21内壁的接触面积，可以使阀套23更加稳定地滑动；

弹簧二24后端抵靠在第二凸环22-3的前端面上，其前端抵靠在第一凸环22-2的后端面上；阀套23前端面与第一凸环22-2的后端面相配合，从而限制阀套23前向移动的位置；

壳体二21后端内壁上设置有第三环槽，第三环槽内放置有密封圈六27，实现壳体二21与第二凸环22-3以及与插座前端外壁之间的密封；

插头前端外径与第二凸环22-3外径相同并与壳体二21腔体内径相配合，前段腔体A-3直径与阀芯22后端外径相配合；

插头和插座配合后，插头前端伸入到壳体二21内且推动阀套23向前移动，同时阀芯22后端伸入到第一导流腔A内部且推动密封头2向后移动，当分流孔2-4和汇流孔22-1均位于中段腔体A-2中后插座和插头内部导通。

结合图1，所述第一导流腔A由壳体一1和管子接头4配合形成，后段腔体A-1设置在管子接头4后段，前段腔体A-3设置在壳体一1前段，管子接头4前段内径与壳体一1后段内径相同，壳体一1后端向后延伸有连接套1-2，连接套1-2内径与管子接头4前段外径配合，连接套1-2套装在管子接头4前段外壁上并密封固接。

结合图1，连接套1-2后端固接有第一法兰安装盘12；插头与基座11安装时，第一法兰安装盘12与基座11之间形成的环形空间中放置有密封圈二8，且第一法兰安装盘12与基座11对应的安装面间留有间隙；第一法兰安装盘12外部还套装有第二法兰安装盘3，第二法兰安装盘3固定在安装基座11上，第二法兰安装盘3与第一法兰安装盘12之间形成的环形空间中放置有滑动垫圈5，第二法兰安装盘3与滑动垫圈5、第一法兰安装盘12以及壳体一1均留有径向间隙；插头与基座11安装孔之间留有径向空隙。

壳体一1与管子接头4用密封胶10固接。

管子接头4位于基座11安装孔内，管子接头4外侧壁开设有第四环槽，第四环槽内安装有密封圈三9。

本发明盲插流体连接器可以避免O形密封圈暴露在流速较大流体，具体实现方式如下：

使用时，法兰安装盘3通过螺丝钉安装在机架或机箱上的基座11上，管子接头4与设备水路相连接。密封头2在插座阀芯22或弹簧一6的作用下在壳体一1内部沿着轴线前后移动。滑动垫圈5安装在壳体一1和第二法兰安装盘3之间，在插头径向移动时起减小磨擦力并形成对安装在壳体一1、管子接头4结合处的密封圈二8预压紧的作用。安装在管子接头4上的密封圈二8和密封圈三9起插头径向移动时双重密封作用。插头水路断开状态时，密封头2在弹簧一6的作用下，向前移动到壳体一1直至过渡段2-1外表面与前段腔体A-3后端面接触，阻止密封头2继续前移，在密封圈一7的作用下，形成插头密封或断开状态。

结合图2，阀芯22与壳体二21用螺丝及密封胶28连接成为一体。结合图3，插座通过壳体二21上的螺丝和密封圈六27与冷却模块29的水路相连接密封。阀套23在插头或弹簧二24的作用下在壳体二21内部沿着阀芯22轴线前后移动。插座完全断开状态时，阀套23在弹簧二24的作用下，向后移动到阀套23与阀芯22之间的轴向限位结构处时，阀套23与阀芯22上挡肩相接触，阻止阀套23继续后向移动，在密封圈四25的作用下，形成插座密封或断开状态。

结合图3，插头和插座对插时，壳体一1推动阀套23向前移动，当插头密封头2接触到插座阀芯22时，密封头2在阀芯22的作用下开始沿壳体一1中心轴线向后移动，当密封头2移动到插头水路处于接通临界状态时，插头壳体一1已在插座壳体二21内移动到与密封圈六27处于密封状态，即插头和插座已处完全密封状态，此时插头内的水路还处于断开状态，此过程中，插座已处于接通状态，插座所在冷却模块29内无水或即使有水，因为和外部水路未接通，冷却模块29内部液体压力很小，因为正常插头插座接通时，所需时间较短，插头密封头2和插座阀芯22接触面紧密性较好，冷却模块内22的水还未流出时，插头和插座已处完全密封状态。

随着插座和插头继续插合，插头内的密封圈一7由与密封头2接触逐步转到与插座内的阀芯22接触，密封圈一7始终在壳体一1与密封头2或阀芯22之间，当密封圈一7通过阀芯22六个汇流孔，对六个汇流孔的遮挡范围由小到大、再由大到小时，内部水路由小到大逐渐开启，密封圈一7只有和阀芯22上的多个汇流孔接触处暴露在流体中，因为多个汇流孔尺寸较小，密封圈一7多数部分始终夹在壳体一1和阀芯22之间，在壳体一1和阀芯22的保护下，密封圈一7受到流体冲击作用有限，当连接器完全接通时，密封圈一7已完全处在壳体一1与阀芯22之间，不再受到流体的冲击，连接器已无密封圈暴露在流体中。此时流体沿着插头管子接头4内孔轴线向前流动，并通过密封头2上的六个分流孔进入插头壳体一1与密封头2、阀芯22之间形成的汇流腔体内，通过汇流腔体后进入阀芯22的多个汇流孔，通过多个汇流孔汇合进阀芯22的内孔中，再沿着阀芯22的内孔轴线向前最终进入冷却模块29水路中，完成连接器带压连接过程。连接器带压断开过程和此相反，在此不再叙述。

本发明可实现盲插流体连接器径向浮动，具体实现方式为：

结合图1-3，连接器径向浮动主要体现在插头上，法兰安装盘3通过螺丝钉安装在机架或机箱上的基座11上。滑动垫圈5安装在管子接头4和法兰安装盘3之间，并和法兰安装盘3径向留有间隙，可在插头径向移动时起减小磨擦力和形成对安装在壳体一1、管子接头4结合处密封圈39预压紧的作用。

壳体一1、管子接头4用密封胶10连接成为一体后，插头与机架或机箱上的基座11上安装面留有间隙，目的是壳体一1、管子接头4结合体及附在其上的密封圈一7、密封圈二8、密封圈三9、密封头2、滑动垫圈5、弹簧16可以产生径向浮动。插头安装在基座上11时，管子接头4和基座11安装孔径向方向留有浮动间隙，间隙在直径稍大密封圈二8起密封作用允许范围。

当连接器插头和插座对插时，插头和插座中心轴线不在一条线上，但在安装公差允许范围时，插头和插座在径向范围相互产生作用力，通过插座壳体二21和插头壳体一1接触处传递给插头，除插头法兰安装盘3不动外，其它插头零件均在径向范围产生移动，使插头和插座中心轴线距离缩小，完成连接器径向浮动功能。同时液体主路所在连接器插头密封处设置了二道密封圈，只要密封圈二8、密封圈三9有一个是正常的，插头安装处就不会有液体泄露，提高了流体连接器的可靠性。

Claims (6)

1.一种盲插流体连接器，包括插头和插座，其特征在于，

所述插头内有贯穿插头前、后端的第一导流腔[A]，所述第一导流腔[A]包括后段腔体[A-1]、中段腔体[A-2]以及前段腔体[A-3]，所述中段腔体[A-2]的直径大于后段腔体[A-1]和前段腔体[A-3]的直径；所述前段腔体[A-3]侧壁上开设有第一环槽，第一环槽内放置有密封圈一[7]；

所述第一导流腔[A]从后至前依次放置有弹簧一[6]和密封头[2]；所述弹簧一[6]的后端抵靠在后段腔体[A-1]侧壁向内延伸的第一挡肩[1-1]上，其前端抵靠在密封头[2]后部；

所述密封头[2]包括位于前部的端头[2-1]、位于后部的滑动段[2-3]以及连接端头[2-1]和滑动段[2-3]的过渡段[2-2]；端头[2-1]为密封结构，其外径与前段腔体[A-3]直径配合；滑动段[2-3]和过渡段[2-2]为中空结构，滑动段[2-3]外径与中段腔体[A-2]直径配合，过渡段[2-2]上开设有若干分流孔[2-4]，过渡段[2-2]外表面与前段腔体[A-3]后端面相配合；

所述插座包括壳体二[21]、安装在壳体二[21]腔体内的阀芯[22]、阀套[23]和弹簧二[24]；

所述阀芯[22]内有第二导流腔[B，其后端封闭、前端开口，在阀芯[22]侧壁靠近后端的位置开设有若干汇流孔[22-1；阀芯[22]通过其前端与壳体二[21]腔体前端向内延伸的第一凸环[22-2]固接；

所述阀套[23]套装在阀芯[22]上，阀套[23]后端内壁上设置有第二环槽，第二环槽内放置有密封圈四[25]，阀套[23]后端外壁上设置有向外延伸的第二凸环[22-3，第二凸环[22-3外径与壳体二[21]腔体内径相配合；阀套[23]前段内壁内径向内收紧，阀芯[22]前段外壁向内收紧，在阀套[23]与阀芯[22]之间形成轴向限位结构；

所述弹簧二[24]后端抵靠在第二凸环[22-3]的前端面上，其前端抵靠在第一凸环[22-2]的后端面上；阀套[23]前端面与第一凸环[22-2]的后端面相配合；

所述壳体二[21]后端内壁上设置有第三环槽，第三环槽内放置有密封圈六[27]；

插头前端外径与第二凸环[22-3]外径相同并与壳体二[21]腔体内径相配合，前段腔体[A-3直径与阀芯[22]后端外径相配合；

所述插头和插座配合后，插头前端伸入到壳体二[21]内且推动阀套[23]向前移动，同时阀芯[22]后端伸入到第一导流腔[A]内部且推动密封头[2]向后移动，当分流孔[2-4]和汇流孔[22-1]均位于中段腔体[A-2]中后插座和插头内部导通。

2.如权利要求1所述盲插流体连接器，其特征在于，所述弹簧一[6]前端抵靠在密封头[2]内部凸台上。

3.如权利要求1所述盲插流体连接器，其特征在于，所述第一导流腔[A]由壳体一[1]和管子接头[4]配合形成，后段腔体[A-1]设置在管子接头[4]后段，前段腔体[A-3]设置在壳体一[1]前段，管子接头[4]前段内径与壳体一[1]后段内径相同；壳体一[1]后端向后延伸有连接套[1-2]，所述连接套[1-2]内径与管子接头[4]前段外径配合，连接套[1-2]套装在管子接头[4]前段外壁上并密封固接。

4.如权利要求3所述盲插流体连接器，其特征在于，所述壳体一[1]与管子接头[4]用密封胶[10]固接。

5.如权利要求3所述盲插流体连接器，其特征在于，所述连接套[1-2]后端固接有第一法兰安装盘[12]；插头与基座[11]安装时，第一法兰安装盘[12]与基座[11]之间形成的环形空间中放置有密封圈二[8]，且第一法兰安装盘[12]与基座[11]对应的安装面间留有间隙；第一法兰安装盘[12]外部还套装有第二法兰安装盘[3]，第二法兰安装盘[3]固定在安装基座[11]上，第二法兰安装盘[3]与第一法兰安装盘[12]之间形成的环形空间中放置有滑动垫圈[5]，所述第二法兰安装盘[3]与滑动垫圈[5]、第一法兰安装盘[12]以及壳体一[1]均留有径向间隙；所述插头与基座[11安装孔之间留有径向空隙。

6.如权利要求5所述盲插流体连接器，其特征在于，所述管子接头[4]位于基座[11安装孔内，管子接头[4]外侧壁开设有第四环槽，第四环槽内安装有密封圈三[9]。