CN108071885A - 一种万向式自动送气接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种万向式自动送气接头，包括：发射机构、接收机构、平衡机构和安装支架。在接收机构和发射机构上都安装有关节轴承，能够满足机构偏转对接工况。采用限位支架和限位支架半环来防止接收机构出现过度偏转。独特的结构设计，使发射机构具有根据供气气源压力的高低自动完成插接头外伸对接送气和插接头回缩停止送气的功能，解决了复杂环境下人工操作存在的安全问题，减轻了工人的劳动强度。发射机构尾部的平衡机构和接收机构上的配重分别保证其对应机构在对接送气完成后能够自动回到竖直方向的预备工位。本发明适用于压力气体输送。

Description

一种万向式自动送气接头

技术领域

本发明涉及压力气体输送领域，具体涉及一种万向式自动送气接头。

背景技术

在工业生产中，很多工艺过程需要从固定设备往移动设备输送压力气体，传统的方法通常是由工人采用手动操作的方法将固定设备和移动设备之上的管道用快插接头相互连接牢固，然后通气工作，工作效率较低，自动化程度差；如果该工作设备还处于高温、高危、辐射等复杂的环境下，人工操作会增加很多不安全因素。

发明内容

本发明旨在消除高温、高危、辐射等复杂环境下压力气体输送操作人员的安全隐患，提高效率，实现压力气体输送生产的自动化，提供一种万向式自动送气接头。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种万向式自动送气接头，包括发射机构、接收机构、平衡机构和安装支架；发射机构包括：导向头、阀芯顶杆、弹性挡圈、钢球、钢球压簧、弹簧座、单向阀、活塞及杆、前端盖、缸筒、隔离阀座、下关节轴承、安全阀；接收机构包括：导向锥口、接收机构阀芯、钢球、钢球压簧、接收机构底座、接收机构配重、上关节轴承；平衡机构包括：重锤钩、重锤；安装支架包括：上安装基座、上悬挂支架、上关节轴承销、上关节轴承销限位套筒、下安装基座、下悬挂支架、下关节轴承销、下关节轴承销限位套筒、限位支架和限位支架半环。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：导向锥口设有导向喇叭口和导向圆孔，喇叭口的尺寸大于对接时的误差值，导向圆孔可以纠正发射机构的偏转，使发射机构与接收机构的轴线共线；接收机构底座的贴合面上设有密封槽并安装有密封圈；接收机构阀芯的型腔中设有分流孔，用来增大型腔的过流面积，分流孔与内孔相交；接收机构底座与上关节轴承之间采用螺纹连接，并用锁紧螺母紧固，接收机构阀芯与接收机构底座之间采用螺钉连接，接收机构阀芯与导向锥口之间采用螺钉连接，接收机构配重与接收机构阀芯之间采用螺钉连接，钢球安放在接收机构阀芯的型腔底部，钢球压簧安放在接收机构阀芯的型腔中，一面与钢球接触，另一面与接收机构底座的伸出杆接触。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：阀芯顶杆设有分流槽，用来增大出口的过流面积，保证了气体的快速通过；导向头内孔设有弹性挡圈槽，弹性挡圈安装在此槽中，保证了阀芯顶杆不会因为受力而滑出导向头；导向头内设有分流孔来增大过流面积，分流孔与内孔相交；缸筒封闭端设有3个通孔，其中两个孔的轴线平行，另一个孔与这两条孔垂直相交；缸筒筒壁上从开口端向上设有通气孔；缸筒封闭端底部中心设有阶梯孔，中心小孔的直径范围为0.2mm～5mm,小孔贯穿缸筒封闭端与缸筒内部相通；活塞及杆的中部是空腔，用于存储气体，空腔起始端设有内螺纹；隔离阀座上设有两处密封槽，在密封槽的中间设有一处导流槽，导流槽处设有一个通孔，通孔的轴线与隔离阀座的轴线相垂直，在隔离阀座端面中心上设有一个通孔，通孔的直径范围为0.2mm～5mm；活塞及杆上设有一个通孔，此通孔贯穿了活塞及杆中部的空腔，通孔的直径不大于2mm；前端盖贴合面上设有4个大小相同的盲孔，盲孔的直径大小和缸筒筒壁上的孔的直径大小一致；前端盖上设有一个直径范围为0.5mm～1.5mm的小孔，直径范围为0.5mm～1.5mm的小孔与前端盖侧壁上的盲孔相通，盲孔的起始端设有螺纹；前端盖贴合面设有密封槽，前端盖凸起处设有密封槽，型腔中设有活塞杆密封件槽和防尘圈槽。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：阀芯顶杆安放在导向头内，弹簧座安放在缸筒底部的预留位置，钢球压簧安放在弹簧座上，钢球安放在导向头内，一面与钢球压簧接触，一面与导向头阀口接触，导向头和缸筒之间采用螺钉连接，隔离阀座采用螺纹连接安装在活塞及杆的底部，活塞及杆安装在缸筒内，前端盖与缸筒之间采用螺钉连接，关节轴承与活塞及杆之间采用螺纹连接。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：上悬挂支架与上安装基座间采用螺钉连接，限位支架与上安装基座间采用螺钉连接，限位支架半环与限位支架间采用螺钉连接，下悬挂支架与下安装基座之间采用螺钉连接，上关节轴承通过上关节轴承销将接收机构吊装在上悬挂支架下，关节轴承销两端安装上关节轴承销限位套筒，下关节轴承通过下关节轴承销将发射机构固定在下悬挂支架上，下关节轴承销两端安装下关节轴承销限位套筒。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：所述的平衡机构利用杠杆原理，把下关节轴承作为支点，来实现发射机构与平衡机构自身的平衡，重锤钩与活塞及杆之间采用螺钉连接，重锤与重锤钩之间采用螺钉连接。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下积极效果。

1、接收机构和发射机构都采用关节轴承，可以实现一定角度的偏转，利于在发射机构和接收机构在起始状态轴线没有对齐的复杂工况下依然可以正常工作。

2、导向锥口采用了大径的喇叭口和导向圆孔，使接收机构的接收能力更强，导向圆孔可以纠正发射机构的偏转，使发射机构与接收机构的轴线共线。

3、限位支架和限位支架半环的安装约束了接收机构的偏转角度范围0～25度，能够有效的保护关节轴承和其他机构。

4、发射机构中缸筒的设计和活塞及杆中空的型腔的设计都为存储高压气体，使发射机构在对接工作完成后保证能够自动缩回。

5、缸筒底部阶梯孔的设计将气体分成两路，一路为输送的气体，一路为存储的气体，中心最小孔的设计用于控制缸筒的运动速度适当，而不会像普通气缸运动速度过快。

6、发射机构尾部安装有平衡机构，把下关节轴承作为支点，利用杠杆原理，此设计保证了发射机构在与接收机构偏转对接工作完成后仍然能够回到竖直方向，不会发生偏转。

7、发射机构和接收机构中都利用钢球与阀口之间的线接触作为密封，密封效果较好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为接收机构的结构示意图。

图3为发射机构的结构示意图。

图4为平衡机构的结构示意图。

图5为安装示意图。

图6为接收机构阀芯的剖视图。

图7为导向头的剖视图。

图8为缸筒的结构示意图。

图9为D-D剖面图。

图10为前端盖的结构示意图。

图11为前端盖的俯视图。

图12为前端盖的左视图。

图13为隔离阀座的结构示意图。

图14为隔离阀座A-A剖面图。

图15为活塞及杆的结构示意图。

图16为阀芯顶杆的主视图。

图17为阀芯顶杆的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对保护范围限制。

一种万向式自动送气接头，其特征是该装置包括：接收机构、发射机构、平衡机构和安装支架，该接头的结构示意图如图1所示。

如图2所示，接收机构包括：上关节轴承（1）、接收机构底座（2）、接收机构阀芯（6）、钢球压簧（7）、钢球（8）、接收机构配重（9）、导向锥口（10）。如图6所示，接收机构阀芯（6）的型腔中设有一圈相同大小的分流孔（49），分流孔（49）与内孔相交。钢球（8）放在接收机构阀芯（6）的型腔内的阀口处，钢球压簧（7）安放在钢球（8）上方，钢球压簧（7）的另一端以接收机构底座（2）上的伸出端为基座，接收机构底座（2）在与接收机构阀芯（6）接触的一侧开有密封槽，密封圈（3）安装在此密封槽中，接收机构底座（2）与接收机构阀芯（6）之间用螺钉连接，接收机构阀芯（6）与导向锥口（10）之间用螺钉连接，接收机构底座（2）与上关节轴承（1）之间用螺纹连接，并用锁紧螺母紧固，外螺纹接头（4）与接收机构阀芯（6）一侧的内螺纹孔配合拧紧，高压软管（5）与外螺纹接头（4）配合拧紧，外螺纹接头（12）与接收机构阀芯（6）另一侧的内螺纹孔配合拧紧，高压软管（11）与外螺纹接头（14）配合拧紧，压力表（13）安装在接收机构阀芯（6）上的预留位置。

如图3所示，发射机构包括：阀芯顶杆（15）、导向头（16）、弹性挡圈（14）、钢球（17）、钢球压簧（18）、弹簧座（20）、单向阀（22）、活塞及杆（24）、缸筒（25）、前端盖（32）、隔离阀座（35）、安全阀（33）。如图7所示，导向头（16）内设有一圈分流孔（50），分流孔（50）与内孔相交，孔径大小控制在内孔和密封槽之间。如图8、图9所示，缸筒（25）封闭端设有三个水平通孔，分别为孔（51）、孔（54）和孔（55），缸筒（25）筒壁上设有4条竖直方向自下向上的通气孔，分别是孔（50）、孔（52）、孔（53）和孔（56），孔（51）将孔（50）和孔（52）连通，孔（54）将孔（53）和孔（56）连通，孔（55）将孔（51）和孔（54）连通。缸筒（25）封闭端底部中心设有阶梯孔，中心小孔（67）的直径范围为0.2mm～5mm，小孔贯穿缸筒（25）封闭端与缸筒内部相通。如图10所示，前端盖（32）上设有孔（57）和孔（58），两孔相通，如图11所示，前端盖（32）贴合面设有4个相同的盲孔，分别为孔（59）、孔（60）、孔（61）、孔（62），这4个孔与缸筒筒壁上的4个孔是相同的直径，是对应关系，每个孔的外面都设有密封槽。如图12所示，前端盖（32）上设有两个通孔，分别是孔（63）和孔（64），孔（64）将孔（60）和孔（59）连通，孔（63）将孔（61）和孔（62）连通，孔（63）和孔（64）两端都有相应的内螺纹。如图13和图14所示，隔离阀座（35）中间的导流槽，上下两处都是密封槽，端面上设有通孔（66），通孔（66）的直径范围为0.2 mm～5mm，导流槽处设有通孔（65），孔（65）将经过单向阀的气体分成两部分，一部分经过孔（66）进入活塞及杆的空腔内，另一部分经过孔（65）进入缸筒（25）内的空腔。如图15所示，活塞及杆（24）是一体式结构，中部为空腔，设有通孔，通孔将活塞及杆（24）中部的空腔与缸筒（25）的空腔连通。如图16所示，阀芯顶杆（15）设有分流槽，减小气体流过导向头（16）的阻力。阀芯顶杆（15）安放在导向头（16）内，孔用弹性挡圈（14）安放在导向头（16）内，用来限制阀芯顶杆（15），钢球（17）安放在导向头（16）的型腔内，被钢球压簧（18）在弹力的作用下顶在阀口处，钢球压簧（18）安放在弹簧座（20）上，弹簧座（20）安放在缸筒（25）底部的孔内，导向头（16）的底面开有密封槽，密封圈(19)安放在此密封槽内，导向头（16）与缸筒（25）之间用螺钉连接，隔离阀座（35）与活塞及杆（24）之间用螺纹连接，单向阀（22）与隔离阀座（35）之间用螺纹连接，隔离阀座（35）上开有两道密封槽，分别安放密封圈（34）和密封圈（36），活塞及杆（24）的活塞处分别装有活塞导向带（21）和活塞密封件（22），前端盖（32）与缸筒（25）之间用螺钉连接，前端盖（32）上开有三道密封槽，分别安装密封圈（26）、活塞杆密封件（2）和防尘圈（31），前端盖（32）上的两处安装孔分别安装安全阀（33）和外螺纹接头（29），外螺纹接头（29）的另一端连接高压软管（28），下关节轴承（30）与活塞及杆（24）之间用螺纹连接。

如图4所示，平衡机构包括：重锤钩（37）和重锤（38）。重锤（37）和重锤钩（38）之间用螺钉连接。

如图5所示,安装支架包括：上安装基座（41）、下安装基座（48）、上悬挂支架（39）、上关节轴承销（47）、上关节轴承销限位套筒（46）、下悬挂支架（43）、下关节轴承销（42）、下关节轴承限位套筒（44）、限位支架（40）和限位支架半环（45）。上悬挂支架（39）与上安装基座（41）之间用螺钉连接，接收机构与上悬挂支架（39）之间用上关节轴承销（47）连接，上关节轴承销（47）两端安装两个上关节轴承销限位套筒（46）对其进行固定，上关节轴承销（47）与上悬挂支架（39）之间用锁紧螺母进行紧固。限位支架（40）与上安装基座（41）之间用螺钉连接，限位支架半环（45）与限位支架（40）之间用螺钉连接。下悬挂支架（43）与下安装基座（48）之间用螺钉连接，发射机构与下悬挂支架（43）之间用下关节轴承销（42）连接，下关节轴承销（42）两端安装两个下关节轴承销限位套筒（44）对其进行固定，下关节轴承销（42）与下悬挂支架（43）之间用锁紧螺母进行紧固，平衡机构安装在发射机构的下方。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：通入的高压气体，从前端盖（32）上的孔（63）和孔（64）经过孔（61）、孔（62）、孔（59）、孔（60）进入缸筒（25）筒壁内的孔（56）、孔（53）、孔（52）、孔（50），气体在缸筒（25）的上部经过孔（51）和孔（54）汇集到孔（55），经过小孔（67）和单向阀（22）后分别进入活塞及杆（24）内部的空间以及缸筒（25）与活塞及杆（24）之间的缝隙，随着高压气体的通入，发射机构中除了活塞及杆（24）以外的其他部分会向上运动。在发射机构与接收机构轴线共线的情况下，导向头（16）内的阀芯顶杆（15）会顶开接收机构内部的钢球（8），接收机构内的钢球（8）最终会碰到接收机构底座（2）上的伸出杆而停止移动，这时发射机构中的阀芯顶杆（15）会将发射机构中的钢球（17）顶开，当发射机构前部的导向头（16）碰到接收机构阀芯（6）时，发射装置停止向上运动，进气通道全部打开，高压气体进入接收机构，从接收机构的出气口排出。当充气结束后，高压气源断开，发射机构内存储的高压气体为发射机构回程时提供压力，导向头（16）离开接收机构时，接收机构内的钢球（8）落下，并在钢球压簧（7）的弹力和自身重力的作用下压紧阀口，避免气体泄漏。发射机构内的钢球（17）会在钢球压簧（18）的弹力作用下向上移动压紧阀口，避免压力损失。在发射机构移动的整个过程中，平衡机构的作用使它始终保持竖直向上。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：在发射机构与接收机构轴线不共线的情况下,发射机构通入高压气体，发射机构中除了活塞及杆（24）以外的其他部分会在平衡机构的作用下竖直向上运动，当导向头（16）内的阀芯顶杆（15）碰到接收机构的导向锥口（10）时，在上关节轴承（1）和下关节轴承（30）的配合作用下会使发射机构和接收机构都发生偏转，限位支架（40）和限位支架半环（45）的使用限制了接收机构的偏转范围，同时接收机构的导向锥口（10）限制了发射机构的偏转范围，一旦导向头（16）进入导向锥口（10）的导向圆孔，就会被导向圆孔强制纠正方向，发射机构和接收机构的轴线会偏转到一条直线上实现对接，当对接传输完成后，高压气源断开，接收机构会在接收机构配重（9）和上关节轴承（1）的作用下重新回到竖直方向，发射机构会在平衡机构把下关节轴承（30）作为支点，利用杠杆原理将发射机构带回到竖直方向。

所述的万向式自动送气接头，其特征在于：安全阀（33）在确保发射机构拥有足够的回程压力的同时使机构工作压力始终在安全范围内，压力表（13）实时显示着接收机构内的压力。

Claims (9)

1.一种万向式自动送气接头，其特征是该接头包括：发射机构、接收机构、平衡机构和安装支架;

所述发射机构包括：导向头（16）、阀芯顶杆（15）、弹性挡圈（14）、钢球（17）、钢球压簧（18）、弹簧座（20）、单向阀（22）、活塞及杆（24）、前端盖（32）、缸筒（25）、隔离阀座（35）、下关节轴承（30）、安全阀（33）；

所述接收机构包括：上关节轴承（1）、接收机构底座（2）、接收机构阀芯（6）、钢球压簧（7）、钢球（8）、接收机构配重（9）、导向锥口（10）；

所述平衡机构包括：重锤钩（37）、重锤（38）；

所述安装支架包括：上安装基座（41）、上悬挂支架（39）、上关节轴承销（47）、上关节轴承销限位套筒（46）、下安装基座（48）、下悬挂支架（43）、下关节轴承销（42）、下关节轴承销限位套筒（44）、限位支架（40）和限位支架半环（45）。

2.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：所述的发射机构，高压气体从前端盖（32）上的孔（63）和孔（64）充入，经由孔（59）、孔（60）、孔（61）和孔（62）分别进入缸筒（25）上的孔（52）、孔（50）、孔（56）和孔（53）再由孔（51）和孔（54）汇集到孔（55），一部分气体经过孔（67）进入活塞及杆（24）中间的空腔，经孔（66）进入缸筒（25）型腔内，孔（57）和缸筒（25）型腔相通，安全阀（33）所在的孔（58）与孔（57）相通，另一部分气体流向导向头（16），发射机构向上移动，发射机构和接收机构对接，当钢球（17）被顶开后，导向头（16）内的气体经过阀芯顶杆（15）上的分流槽流向接收机构。

3.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：所述的接收机构，导向锥口（10）设有导向喇叭口和轴线对正圆孔，喇叭口的半径大于对接时发射机构和接收机构轴线的水平偏差距离，发射机构与接收机构对接时，钢球（8）被顶开，气体流入接收机构，从接收机构内的分流孔（49）流向高压软管（5）和高压软管（11），流出接收机构。

4.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：所述的缸筒封闭端底部中心设有小孔（67），小孔（67）的直径范围为0.2mm～5mm, 小孔（67）贯穿缸筒封闭端与缸筒内部相通。

5.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：所述的隔离阀座（35）端面上设有一个通孔（66），通孔（66）的直径范围为0.2mm～5mm。

6.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：阀芯顶杆（15）安放在导向头（16）内，弹簧座（20）安放在缸筒（25）底部的预留位置，钢球压簧（18）安放在弹簧座（20）上，钢球（17）安放在导向头（16）内，一面与钢球压簧（18）接触，一面与导向头（16）阀口接触，导向头（16）与缸筒（25）之间采用螺钉连接，隔离阀座（35）与活塞及杆（24）之间采用螺纹连接，安装在中部空腔上方，活塞及杆（24）安装在缸筒（25）内，前端盖（32）穿过活塞及杆（24）与缸筒（25）之间采用螺钉连接，下关节轴承（30）与活塞及杆（24）之间采用螺纹连接，单向阀（22）与隔离阀座（35）间采用螺纹连接，安全阀（33）与前端盖（32）间采用螺纹连接。

7.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：接收机构底座（2）与上关节轴承（1）之间采用螺纹连接，接收机构阀芯（6）与接收机构底座（2）之间采用螺钉连接，接收机构阀芯（6）与导向锥口（10）之间采用螺钉连接，接收机构配重（9）套在导向锥口（10）外面，与接收机构阀芯（6）之间采用螺钉连接，钢球（8）安放在接收机构阀芯（6）的型腔底部，钢球压簧（7）安放在接收机构阀芯（6）的型腔中，一面与钢球（8）接触，另一面与接收机构底座（2）的伸出杆接触。

8. 根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：所述的平衡机构是利用杠杆原理，把下关节轴承作为支点，重锤钩（37）与活塞及杆（24）之间采用螺钉连接，重锤（38）与重锤钩（37）之间采用螺钉连接。

9.根据权利要求书1所述的万向式自动送气接头，其特征是：上悬挂支架（39）与上安装基座（41）间采用螺钉连接，限位支架（40）与上安装基座（41）间采用螺钉连接，限

位支架半环（45）与限位支架（40）间采用螺钉连接，下悬挂支架（43）与下安装基座（48）之间采用螺钉连接，上关节轴承（1）通过上关节轴承销（47）将接收机构吊装在上悬挂支架（39）下，上关节轴承销（47）两端安装上关节轴承销限位套筒（46），下关节轴承（30）通过下关节轴承销（42）将发射机构固定在下悬挂支架（43）上，下关节轴承销（42）两端安装下关节轴承销限位套筒（44）。