CN109027666B - 一种气缸驱动式高压快装接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气缸驱动式高压快装接头，其中公头插入母头后可通过公头外凹槽和嵌入的母头定位钢球进行锁定连接，母头密封弹簧作为弹性元件，能够将弹簧的力作用于公头密封体和母头密封体，母头和公头内各自密封体相互作用压迫密封弹簧实现气路联通，在公头和母头相互脱离后，弹簧弹力与内部气压共同作用于密封体，使密封体端面与壳体紧密接触实现自密封。实现高压流体介质充装的全自动化，降低了操作人员的工作量，真正做到高压危险区域的人机隔离，保障了工作人员的人身安全。

Description

一种气缸驱动式高压快装接头
技术领域
本发明涉及高压气体充装技术领域，尤其涉及一种气缸驱动式高压快装接头。
背景技术
高压快装接头被广泛应用于高压介质充装领域。但常规的高压快装接头均为手动连接形式，快装接头公头部分一般固定于被充装的装置上，快装接头母头部分安装于加气软管上，需要人工现场手动操作才能实现快装接头母头部分和公头部分的连接、脱开。常规的高压快装接头存在以下弊端：简单机械结构的常规高压快装接头缺少卡装结构连接的可靠指示，容易造成误操作；气体在充装、排放等过程中高压介质的流动运行始终存在，充装、脱开、排放等操作危险性较高，操作流程错误极易容易造成事故，人机不能分离，危险性大。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简洁，安全实用的气缸驱动式高压快装接头，辅助其他移动机构可实现高压气体充装的自动对接控制，可进一步实现高压流体介质充装的全自动化，降低了操作人员的工作量，真正做到高压危险区域的人机隔离，保障了工作人员的人身安全。
本发明提供的气缸驱动式高压快装接头，包括公头和母头，公头包括公头壳体、公头气口、公头密封体、公头弹簧限位块、公头密封弹簧、公头限位块安装销、公头突出钢柱、公头密封圈、公头外凹槽，母头包括母头内壳体、母头气口、母头密封体、母头弹簧限位块、母头密封弹簧、母头限位块安装销、母头突出钢柱、母头密封圈、母头定位钢球、钢球扩散凹槽、母头卡套、卡装定位弹簧、环形气缸、母头装配凹槽、母头外壳体，其中：
公头壳体为阶梯柱体结构，尾部开设有由公头壳体外部通向内部腔体的公头气口，且头部横截面的面积小于尾部横截面的面积，公头壳体设置有环形的公头外凹槽；公头内部腔体中设置有公头密封体，公头密封体头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的公头壳体内壁上设置有公头密封圈，头部顶端设置有公头突出钢柱，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有公头弹簧限位块，中部设置有公头密封弹簧，连接头部和尾部，公头弹簧限位块通过公头限位块安装销连接公头壳体内壁。
母头外壳体为柱状结构，内部由外向内设置有环形气缸、母头卡套和母头内壳体，母头内壳体的尾部开设有由母头内壳体外部通向内部腔体的母头气口，头部开设有母头装配凹槽；母头装配凹槽与公头壳体的头部尺寸相匹配，用以安装公头；母头装配凹槽外沿的母头内壳体上设置有一圈母头定位钢球，外侧设置有母头卡套，母头卡套通过卡装定位弹簧连接母头内壳体，母头卡套的内沿设置有钢球扩散凹槽，母头定位钢球与钢球扩散凹槽及公头外凹槽相匹配；母头卡套连接环形气缸，并由环形气缸驱动沿轴向运动；母头密封体头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的母头壳体内壁上设置有母头密封圈，头部顶端设置有母头突出钢柱，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有母头弹簧限位块，中部设置有母头密封弹簧，连接头部和尾部，母头弹簧限位块通过母头限位块安装销连接母头壳体内壁。
可选地，环形气缸包括环形气缸缸体、气缸气口、环形气缸活塞体、卡套联动块、活塞延长杆、松开限位传感器、锁紧限位传感器，其中：环形气缸活塞体套在环形气缸缸体内，活塞延长杆的一端连接环形气缸活塞体，另一端针对设置于母头外壳体内壁上的松开限位传感器用以限位；环形气缸缸体内设有气缸气口、锁紧限位传感器，气缸气口连接外界气动元件实现自动控制；卡套联动块用以连接环形气缸活塞体和母头卡套。
可选地，公头气口和母头气口均为內锥螺纹结构。
可选地，公头弹簧限位块、公头密封弹簧和公头限位块安装销均有四个，且均匀分布于公头密封体周围；母头弹簧限位块、母头密封弹簧、母头限位块安装销也均有四个，且均匀分布于母头密封体周围。
本发明具有以下有益效果：
本发明的气缸驱动式高压快装接头，结构简单，使用安全可靠，快装卡套的松开、锁紧均可自动控制完成，卡套的限位和指示更准确、可靠，保证了快装接头松开、锁紧的有效性，辅助其他移动机构可实现高压气体充装的自动对接控制，可进一步实现高压流体介质充装的全自动化，降低了操作人员的工作量，真正做到高压危险区域的人机隔离，保障了工作人员的人身安全。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的气缸驱动式高压快装接头的松开分离剖面示意图；
图2是本发明提供的气缸驱动式高压快装接头的对接锁紧剖面示意图。
上图中各个标号表示：1-公头、2-母头、101-公头壳体、102-公头气口、103-公头密封体、104-公头弹簧限位块、105-公头密封弹簧、106-公头限位块安装销、107-公头突出钢柱、108-公头密封圈、109-公头外凹槽、201-母头内壳体、202-母头气口、203-母头密封体、204-母头弹簧限位块、205-母头密封弹簧、206-母头限位块安装销、207-母头突出钢柱、208-母头密封圈、209-母头定位钢球、210-钢球扩散凹槽、211-母头卡套、212-卡装定位弹簧、213-环形气缸、214-母头装配凹槽、215-母头外壳体、216-装配密封圈、2131-环形气缸缸体、2132-气缸气口、2133-环形气缸活塞体、2134-卡套联动块、2135-活塞延长杆、2136-松开限位传感器、2137-锁紧限位传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，为本实施例1提供一种气缸驱动式高压快装接头的示意图。本发明提供的气缸驱动式高压快装接头包括公头1和母头2，公头1包括公头壳体101、公头气口102、公头密封体103、公头弹簧限位块104、公头密封弹簧105、公头限位块安装销106、公头突出钢柱107、公头密封圈108、公头外凹槽109，母头2包括母头内壳体201、母头气口202、母头密封体203、母头弹簧限位块204、母头密封弹簧205、母头限位块安装销206、母头突出钢柱207、母头密封圈208、母头定位钢球209、钢球扩散凹槽210、母头卡套211、卡装定位弹簧212、环形气缸213、母头装配凹槽214、母头外壳体215、装配密封圈216。
公头壳体101为阶梯柱体结构，尾部开设有由公头壳体101外部通向内部腔体的公头气口102，且头部横截面的面积小于尾部横截面的面积，公头壳体101设置有环形的公头外凹槽109。公头1内部腔体中设置有公头密封体103，公头密封体103头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的公头壳体101内壁上设置有公头密封圈108，头部顶端设置有公头突出钢柱107，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有公头弹簧限位块104，中部设置有公头密封弹簧105，连接头部和尾部，公头弹簧限位块104通过公头限位块安装销106连接公头壳体101内壁。公头限位块安装销106通过渐变导槽与公头壳体101连接，从而方便安装和维修更换公头密封体103。
母头外壳体215为柱状结构，内部由外向内设置有环形气缸213、母头卡套211和母头内壳体201，母头内壳体201的尾部开设有由母头内壳体201外部通向内部腔体的母头气口202，头部开设有母头装配凹槽214；母头装配凹槽214与公头壳体101的头部尺寸相匹配，用以安装公头1。母头装配凹槽214外沿的母头内壳体201上设置有一圈母头定位钢球209，母头装配凹槽214的尾部设置有装配密封圈216，外侧设置有母头卡套211，母头卡套211通过卡装定位弹簧212连接母头内壳体201，母头卡套211的内沿设置有钢球扩散凹槽210，母头定位钢球209与钢球扩散凹槽210及公头外凹槽109相匹配。母头卡套211连接环形气缸213，并由环形气缸213驱动沿轴向运动；母头密封体203头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的母头壳体201内壁上设置有母头密封圈208，头部顶端设置有母头突出钢柱207，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有母头弹簧限位块204，中部设置有母头密封弹簧205，连接头部和尾部，母头弹簧限位块204通过母头限位块安装销206连接母头壳体201内壁。母头限位块安装销206通过渐变导槽与母头内壳体201连接，从而方便安装和维修更换母头密封体203。
由于采用上述结构，公头1插入母头2后可通过公头外凹槽109和嵌入的母头定位钢球209进行锁定连接，母头密封弹簧205作为弹性元件，能够将弹簧的力作用于公头密封体103和母头密封体203，母头2和公头1内各自密封体相互作用压迫密封弹簧实现气路联通，在公头1和母头2相互脱离后，弹簧弹力与内部气压共同作用于密封体，使密封体端面与壳体紧密接触实现自密封,同时限位块安装销通过渐变导槽与壳体的连接方式非常简洁、方便，易于安装和维修。
环形气缸213包括环形气缸缸体2131、气缸气口2132、环形气缸活塞体2133、卡套联动块2134、活塞延长杆2135、松开限位传感器2136、锁紧限位传感器2137，其中：环形气缸活塞体2133套在环形气缸缸体2131内，活塞延长杆2135的一端连接环形气缸活塞体2133，另一端针对设置于母头外壳体215内壁上的松开限位传感器2136用以限位；环形气缸缸体2131内设有气缸气口2132、锁紧限位传感器2137，气缸气口2132连接外界气动元件实现自动控制；卡套联动块2134用以连接环形气缸活塞体2133和母头卡套211。
由于采用上述结构，母头卡套211的轴向运动可完全自动控制完成，通过气缸气口2132注入气源，环形气缸活塞体2133在气压的推动下向母头2内体尾部运动，母头定位钢球209进入钢球扩散凹槽210，从而实现脱开状态,；该状态下可将公头1插入，母头2和公头1内各自密封体相互作用压迫密封弹簧实现气路联通，将气缸气口2132的排气打开，利用卡装定位弹簧212的弹性力使母头卡套211快速回位，母头定位钢球209从钢球扩散凹槽210脱出进入与公头1插入部分公头外凹槽109配合从而实现锁定状态。
本发明的气缸驱动式高压快装接头，锁紧限位传感器2137与环形气缸活塞体2133配合用以指示锁紧状态，活塞延长杆2135与设在母头外壳体215上的松开限位传感器2136配合用以指示可脱离状态，公头1、母头2连接密封采用装配密封圈216。
由于采用上述结构，卡套的松开、锁紧均可自动控制完成，限位传感器的使用可有效指示卡套的准确位置，避免缸体损坏，更保证了快装接头松开、锁紧的有效性，保证人身和设备运行安全。
为方便高压气体充装，公头气口102和母头气口202均为內锥螺纹结构。如图1所示，公头弹簧限位块104、公头密封弹簧105和公头限位块安装销106均有四个，且均匀分布于公头密封体103周围；母头弹簧限位块204、母头密封弹簧205、母头限位块安装销206也均有四个，且均匀分布于母头密封体203周围。
以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (2)

1.一种气缸驱动式快装接头，其特征在于，包括公头(1)和母头(2)，所述公头(1)包括公头壳体(101)、公头气口(102)、公头密封体(103)、公头弹簧限位块(104)、公头密封弹簧(105)、公头限位块安装销(106)、公头突出钢柱(107)、公头密封圈(108)、公头外凹槽(109)，所述母头(2)包括母头内壳体(201)、母头气口(202)、母头密封体(203)、母头弹簧限位块(204)、母头密封弹簧(205)、母头限位块安装销(206)、母头突出钢柱(207)、母头密封圈(208)、母头定位钢球(209)、钢球扩散凹槽(210)、母头卡套(211)、卡装定位弹簧(212)、环形气缸(213)、母头装配凹槽(214)、母头外壳体(215)、装配密封圈(216)，其中：
所述公头壳体(101)为阶梯柱体结构，尾部开设有由公头壳体(101)外部通向内部腔体的所述公头气口(102)，且头部横截面的面积小于尾部横截面的面积，所述公头壳体(101)设置有环形的公头外凹槽(109)；所述公头(1)内部腔体中设置有公头密封体(103)，所述公头密封体(103)头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的公头壳体(101)内壁上设置有公头密封圈(108)，头部顶端设置有公头突出钢柱(107)，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有公头弹簧限位块(104)，中部设置有公头密封弹簧(105)，连接头部和尾部，所述公头弹簧限位块(104)通过公头限位块安装销(106)连接所述公头壳体(101)内壁；
所述母头外壳体(215)为柱状结构，内部由外向内设置有环形气缸(213)、母头卡套(211)和母头内壳体(201)，所述母头内壳体(201)的尾部开设有由母头内壳体(201)外部通向内部腔体的所述母头气口(202)，头部开设有母头装配凹槽(214)；所述母头装配凹槽(214)与所述公头壳体(101)的头部尺寸相匹配，用以安装所述公头(1)；所述母头装配凹槽(214)外沿的母头内壳体(201)上设置有一圈母头定位钢球(209)，所述母头装配凹槽(214)的尾部设置有装配密封圈(216)，外侧设置有母头卡套(211)，所述母头卡套(211)通过卡装定位弹簧(212)连接母头内壳体(201)，母头卡套(211)的内沿设置有钢球扩散凹槽(210)，所述母头定位钢球(209)与所述钢球扩散凹槽(210)及公头外凹槽(109)相匹配；所述母头卡套(211)连接所述环形气缸(213)，并由环形气缸(213)驱动沿轴向运动；所述母头密封体(203)头部为椎体结构，且头部横截面直径最大处的母头内壳体(201)内壁上设置有母头密封圈(208)，头部顶端设置有母头突出钢柱(207)，中部和尾部为柱体结构，尾部设置有母头弹簧限位块(204)，中部设置有母头密封弹簧(205)，连接头部和尾部，所述母头弹簧限位块(204)通过母头限位块安装销(206)连接所述母头内壳体(201)内壁；
所述环形气缸(213)包括环形气缸缸体(2131)、气缸气口(2132)、环形气缸活塞体(2133)、卡套联动块(2134)、活塞延长杆(2135)、松开限位传感器(2136)、锁紧限位传感器(2137)，其中：
所述环形气缸活塞体(2133)套在环形气缸缸体(2131)内，所述活塞延长杆(2135)的一端连接环形气缸活塞体(2133)，另一端针对设置于母头外壳体(215)内壁上的松开限位传感器(2136)用以限位；所述环形气缸缸体(2131)内设有气缸气口(2132)、锁紧限位传感器(2137)，所述气缸气口(2132)连接外界气动元件实现自动控制；所述卡套联动块(2134)用以连接环形气缸活塞体(2133)和母头卡套(211)；
所述公头气口(102)和母头气口(202)均为内锥螺纹结构。
2.根据权利要求1所述的气缸驱动式快装接头，其特征在于，所述公头弹簧限位块(104)、公头密封弹簧(105)和公头限位块安装销(106)均有四个，且均匀分布于公头密封体(103)周围；所述母头弹簧限位块(204)、母头密封弹簧(205)、母头限位块安装销(206)也均有四个，且均匀分布于母头密封体(203)周围。
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