CN110486548A - 水密且尘密的快速联接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平面螺纹快速联接器，该快速联接器包括阴半联接器，该阴半联接器又包括主体，该主体包括前部部分，该前部部分构造成容纳阳半联接器的前部部分，该阳半联接器又能够连接至液压管线。根据本发明的快速联接器的特征在于，该快速联接器配备有特定的便利装置和允许联接器尘密且水密的特殊设计的垫圈。

Description

水密且尘密的快速联接器
技术领域
本发明涉及用于加压流体的快速联接器、特别是一类用于建筑领域和用于比如建筑物的拆除等繁重工作的机械的平面螺纹联接器，该联接器特别地设计和测试成水密且尘密的。
背景技术
所考虑类型的用于加压流体的快速联接器包括至少两个本体：第一阴半联接器和阳半联接器，阳半联接器借助于设置有安全环形螺母的螺纹联接器插入并锁定在该第一阴半联接器内。
在联接器内部，液压管线被轴向限定，液压管线在本身内又包括用于联接器的操作和流体动力学所需的多个部件。
可能导致本文中所述类型的平面螺纹联接器破损或发生故障的情况是平面螺纹联接器在比如采石场或场地的脏的环境中使用，特别是对于拆除建筑物的其中存在大量沙子、泥浆和水的场地。
已经指出的是，在特别严苛的环境条件下，在已知类型的联接器中，比如水和污物的外部成分可能超过联接器本身的外部部分、特别是如将在下文中更好地说明的联接器的阴部分，因此导致污物在联接器内积聚并导致故障、比如内部部件不再滑动和/或一体滚珠轴承的锁定。
此外，联接器内部的污物渗透可以损坏当前存在的密封元件、比如阴/阳连接区域中的前部O形环、主体与环形螺母之间的用附图标记2表示的金属弹性环和/或成形垫圈。
密封元件损坏可能导致漏油。
图1和图2中示出了此处所考虑的已知类型的联接器。更具体地，图1示出了联接的阳半联接器和阴半联接器，而图2仅示出了阴半联接器。
这种已知类型的快速联接器具有许多潜在的污物入口点，在极端用途中，污物入口点会使快速联接器容易损坏或发生故障。
更具体地，参照图1，关于在此处所考虑的类型的平面螺纹联接器中污物和水的入口的关键点如下：
-阳部和阴部之间的连接区域，在该连接区域中，密封由O形环1保证，然而，该O形环提供了抵接污物的入口的良好屏障；
-自动安全环形螺母20的行程端部邻接区域；环形螺母20搁置在金属弹性环2上，该金属弹性环2自然具有用以允许环形螺母20插入的开口部分；金属-金属支架不能保证密封不受污物和灰尘的影响，并且此外，对于密封而言开口区域是特别关键的点；
-环形螺母20的后部区域，在该后部区域中设置有带3，在由申请人制造的这种类型的联接器中，带3被着色为绿色以在视觉上标记成功的连接；在已知类型的联接器中的绿色的带由热塑性弹性体、特别是热塑性聚氨酯-TPU制成；在已知类型的联接器中，该部件的主要目的主要是在视觉上标记成功的连接，因为该部件构造成具有有着平坦表面的大致矩形的横向轮廓，使得与环形螺母20的干涉实际上为零，从而不会锁定环形螺母本身的滑动；因此，带3的这种构型不能保证对于水和尘的密封；
-对于水和尘的密封的另一关键区域是后方擦拭器4的区域；这些元件对于密封件执行擦拭功能而言是特别关键的，这些元件通常由丁腈橡胶制成，丁腈橡胶在所讨论的联接器的正常操作期间很容易达到的大约100℃的温度下软化。由于这个原因和由于使用结合相对于其内径的小的横截面的“软”材料而导致的并不总是精确的公差，该部件不能保证密封，并且有时甚至不能正确执行擦拭功能，因此必须更换。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的任务是解决影响此处所考虑的类型的快速联接器的缺点，特别是通过提供既水密又尘密的平面快速联接器。
在这样的任务中，本发明的目的是提供一种下述平面快速联接器：该联接器避免或至少显著减少由于在多灰尘的工作环境中比如在铲土移动机械、用于拆除建筑物的起重机、石油和天然气平台上的装置等的情况下使用而引起的故障。
本发明的另一目的是提供一种能够通过专门设计用于IP、国际防护标识问题的实验室测试的平面联接器，该平面联接器确保联接器设计和测试成水密且尘密的，该平面联接器保证在严苛的环境下运行。
更具体地，IP标准对机械装置(壳体)和电气面板提供的防止固体颗粒(比如灰尘)侵入和液体进入的防护等级进行了分类和评估。根据图11中所示的表格，代码是首字母缩略词IP后面跟着两个数字：第一个数字表示壳体防止外来固体物体进入的防护级别，而第二个数字表示防止液体进入的防护级别。
本发明的另一目的是提供一种下述平面联接器：该联接器是水密且尘密的并且该联接器同时保持相同的机械、流体动力和易于使用的特性，这些特性构成了由相同申请人目前商业化的已知类型的联接器的主要功能。
此外，本发明的另一目的是提供一种配备有垫圈的联接器，该垫圈专门设计成获得对于水和尘的完美密封，因此本发明的主题也是选择用于这种垫圈的轮廓和材料。
根据所附权利要求1的平面快速联接器实现了上述任务以及将在下文中更清楚地显现的所提及的目标和其他目标。
根据本发明的联接器的其他特征在从属权利要求中提供，从属权利要求也形成本说明书的组成部分。
附图说明
根据本发明的密封平面快速联接器的优选但非排他的实施方式的描述，借助于附图的非限制性示例图示，附加的特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
图1示出了在现有技术中已知类型的出自同一申请人的联接器；
图2示出了在现有技术中已知类型的处于不连接状态的阴半联接器；
图3图示了根据本发明的密封快速联接器的整体的局部剖视图；
图4图示了根据本发明的阴半联接器的局部剖视图；
图5示出了根据本发明的装配联接器的第一垫圈的立体图；
图6示出了图5的垫圈的前部局部剖视图；
图6A示出了图6的垫圈的轮廓的放大图；
图7示出了根据本发明的装配联接器的第二垫圈的立体图；
图8示出了图7的垫圈的前部局部剖视图；
图8A示出了图8的垫圈的轮廓的放大图；
图9示出了根据本发明的装配联接器的第三垫圈的立体图；
图10示出了图9的垫圈的前部局部剖视图；
图10A示出了图10的垫圈的轮廓的放大图；
图11图示了与IP xx代码的含义相关的表格；
图12图示了在其上安装根据本发明的联接器的拆除机器的示例。
具体实施方式
具体参照图1和图2，用于加压流体的快速联接器100’、特别是用于重型工作的建筑和机械领域的平面螺纹联接器在现有技术中是已知的，快速联接器100’包括阳半联接器50’和阴半联接器10’。
使用了根据本发明的多个快速联接器100的拆除机器300的示例可以在图12中看到。
众所周知，这种类型的机器设想铰接臂的拆卸不仅用于机器运输需求而且用于使用期间。事实上，举例来说，考虑在这些机器用于拆除多层建筑物时，这些机器使用较长的臂，甚至几十米长的臂来拆除建筑物的更高层，然后随着拆除操作的进行，较长的臂被较短的臂代替。
这既出于尺寸的原因——因为对于拆除建筑物的较低楼层而言，如果机器保持很长的臂，则机器将必须定位成远离建筑物——也是出于机器本身的稳定性的原因，具有很长的臂的机器很容易翻倒。
因此，这种类型的拆除机器在非常多灰尘的环境中工作，并且装配拆除机器的联接器暴露于灰尘和雨水、以及在机器本身清洗操作期间的强烈的水射流。
这种已知类型的联接器相对于污物和水的入口具有一些关键点。这些关键点在附图中特别地用附图标记1至4表示。
这些关键点特别包括以下区域。
阳型和阴型连接区域，在阳型和阴型连接区域中，密封由O形环1保证。
O形环1保证了抵接污物和水的入口的良好屏障，并且因此O形环1是成功满足密封需求的元件。
关于水和灰尘的入口的另一关键区域是自动安全环形螺母20’的行程端部邻接区域。
环形螺母20’搁置在金属弹性环2上，该弹性环2具有用以允许环形螺母20’插入的开口部分。然而，不能保证密封不受污物和灰尘影响的金属-金属支承件以及所述开口部分的存在两者对于密封而言都是特别关键的方面。
对于水和灰尘的潜在入口的另一关键点是由环形螺母20’的设置有带3的后部区域表示，在由申请人制造的这种类型的联接器中，带3被着色为绿色以在视觉上标记成功的连接。
在已知类型的联接器中，该部件的主要目的是在视觉上标记成功的连接，因为该部件构造成具有有着平坦表面的大致矩形的横向轮廓，使得与环形螺母20’的干涉实际上为零，从而不会锁定环形螺母本身的滑动。
因此，带3的这种构型不能保证是水密且尘密的。
由于上面已经指出的原因，联接器的设置有擦拭器4的后部区域是相对于水和灰尘的入口的另一关键区域。
关于已知类型的联接器100’，图3和图4中图示的联接器100采用一系列技术解决方案，这些技术解决方案能够解决已知类型的联接器所突出的密封问题、特别是参考所标识的关键区域的密封问题。
更具体地，根据本发明的平面快速联接器100是螺纹式的，即包括阴半联接器10，阳半联接器50通过螺纹连接而连接至阴半联接器10。
阴半联接器10又包括主体11和适配器本体60，适配器本体60联接至所述主体11以用于液压管线的连接。
主体11又包括前部部分11a和后部部分11b。前部部分11a构造成容纳阳半联接器50的相应的前部部分51，阳半联接器50又能够连接至液压管线。
主体11还包括安全环形螺母20，安全环形螺母20以可滑动的方式与所述主体11在外部相关联，并且安全环形螺母20能够在第一操作位置与第二操作位置之间移动，该第一操作位置允许阳半联接器50与阴半联接器40连接或从阴半联接器40断开连接，在该第二操作位置，所述连接/断开连接操作被防止。
根据本发明的优选实施方式，联接器100还包括插置在所述环形螺母20与所述主体11的所述前部部分11a之间的第一密封垫圈25。
为了容纳所述第一密封垫圈25，环形螺母20已经在环形螺母的前区域中配备有所设计的容纳座20a。
参照图3的联接器100和图4的阴半联接器10，术语前或前部和后部是清楚的。特别地，阴半联接器10的前部区域是朝向阳半联接器50的区域，并且后部区域是朝向适配器区域60的区域。
根据本发明的联接器100的特征还在于：所述主体11的所述前部部分11a以大于安全环形螺母20的最大行程的长度延伸到阴半联接器10的前部区域中，使得始终保证第一垫圈25与主体11的表面的密封。
根据本发明的联接器100还包括插置在所述环形螺母20与主体11的所述后部部分11b之间的第二密封垫圈35。
更具体地，第一垫圈25有利地是环形的，并且在径向横向平面上具有下述轮廓：该轮廓包括大致平坦的第一侧部26和第二侧部29，第一侧部26面朝环形部的内部以允许在垫圈安装在联接器中时使所述主体11在所述前部部分11a上进行搁置，第二侧部29面朝环形部的外部，并且第二侧部29具有第一部分29a和第二部分29b，第一部分29a和第二部分29b从插置在第一部分29a与第二部分29b之间的连接部分29c向上延伸。所述第一部分29a和所述第二部分29b构造成插入在所述环形螺母20上获得的所设计的相反形状座20a的内部。
在所述环形螺母20上获得的相反形状座20a和插入在相反形状座20a中的第一垫圈25构造成使得一旦垫圈被组装，所述第一垫圈25的所述第一部分29a面朝阴半联接器10的前部部分并确保对于水和尘的密封，并且所述第二部分29b完全插入在所述座20a内并且还确保所述第二垫圈25在所述环形螺母20沿着主体11平移运动的情况下的横向稳定性。
有利地，第一垫圈25的横向轮廓包括相对于与连接部分29c正交的方向的倾斜部分29d，该倾斜部分29d限定底切部，该底切部确保所述第二垫圈25相对于第二垫圈25的从所述环形螺母20的所述座的挤出的稳定性。
如此构思的第一垫圈25的轮廓与在安全环形螺母20上获得的并意于容纳所述第一垫圈25的相反形状座20a的轮廓相结合不仅在关于垫圈的水密性和尘密性方面，而且在关于垫圈25本身的组装需求方面，都是特别详细和复杂的研究的主题，在环形螺母20已经组装在阴半联接器10的主体11上时，垫圈25必须由组装操作员手动插入在环形螺母20上获得的座20a内。
在组装联接器的情况下，进入这种座20a仅从前部进行，并因此在设计第一垫圈25的轮廓时需特别小心，该轮廓同时保证前环形螺母-主体11界面的水密性和尘密性，并且该轮廓还允许环形螺母在联接器的连接和断开连接操作中相对于主体平移，并且允许操作者在不需要使用任何特定工具的情况下在组装期间容易地安装。
事实上，在环形螺母20已经组装在半联接器10的主体11上时，必须安装第一垫圈25。
根据本发明的联接器100的优选实施方式，联接器100还包括第二密封垫圈35，该第二密封垫圈35也具有环形形状，并且在径向平面上具有横向轮廓，该横向轮廓包括第一侧部35a和第二侧部35b，第一侧部35a面朝环形部的内部并具有大致平坦的展开部(development)，以保证一旦垫圈被组装，就使主体11在后部部分11b上进行搁置，第二侧部35b面朝环形部的外部并具有两个接触肩部35b’，接触肩部35b’从中央连接部分35c开始向上延伸，即朝向环形部的外部延伸，并且接触肩部35b’在使用期间保证与环形螺母20的内表面20b接触。
有利地，所述两个接触肩部35b’抵靠环形螺母20的内表面20b的密封由接触肩部35b’的弹性性能保证，根据特别是在图7、图8和图8A中可以看到的，通过在垫圈35的横向轮廓的侧向部分36上获得的环槽37的存在改善这种密封。
特别地参照图5的整体立体图，环槽37具有影响第二垫圈35的整个侧向表面36的周向展开部，正如接触肩部35b’沿着环形部的整个周向展开一样，第二垫圈35相对于径向中间平面对称。
由于两个接触肩部35b’的存在，在环形螺母20处于图3中所示的对应于正确连接的联接状态的位置时以及在环形螺母20处于图4中所示的对应于断开连接的联接状态的位置时，第二垫圈35抵靠环形螺母20的内表面20b的极好的水密性和尘密性得到保证。
根据本发明的优选方面，第一密封垫圈25和第二密封垫圈35两者由热塑性聚氨酯制成，并且热塑性聚氨酯也仅用首字母缩略词TPU标识。
有利地，第二密封垫圈35被着色、优选为绿色以用作用于成功连接状态的视觉参照。事实上，特别地参照图4可以注意到，在联接器断开连接时，阴半联接器10的环形螺母20完全覆盖第二垫圈35，因此第二垫圈35不可见。
相反，在联接器正确连接时，如图3中所示，环形螺母20处于前进位置，并且第二垫圈35可以被操作者看到。因此，将第二垫圈35着色为绿色允许操作者视觉上确认成功联接。
根据此处通过非限制性示例图示的本发明的优选实施方式，有利地，联接器100在所述阴半联接器10上还包括至少一第三垫圈45，该第三垫圈45容纳在主体11中获得的指定座的内部，并且该第三垫圈45插置在所述主体11与适配器本体60之间。
第三垫圈45还执行擦拭功能(way wiping function)，但是由于第三垫圈45的特定的轮廓——该特定的轮廓将在下文中进行更清楚地描述——以及第三垫圈45由对超过100℃的温度更耐受的材料制成的事实，第三垫圈45确保了主体11与适配器本体60之间的界面的水密性和尘密性，如已经提到的，这是密封的另一关键点。
有利地，提供了一对第三垫圈45，每个垫圈在径向横向平面上具有有着轮廓的环形形状，该轮廓包括主体47，茎状部(stalk)46从主体47分支，茎状部46实际上被指定在适配器本体60上执行密封和擦拭功能。
第三垫圈45的轮廓有利地具有面朝环形部的内部的第一部分45a，第一部分45a连接至弯曲连接部分45b，弯曲连接部分45b将所述第一部分45a连接至大致竖向的侧向部分45c，侧向部分45c又连接至面朝环形部的外部的第二大致水平部分45d，并且第二大致水平部分45d连接至平行于所述侧向部分45c的大致竖向的肩部部分45e。
肩部部分45e又连接至端部部分45f，端部部分45f从上方限定茎状部46，因此茎状部46由第一部分45a和端部部分45f限定。
有利地，第三垫圈45中有两个第三垫圈都容纳在主体11中，使得每个垫圈的茎状部46相对于彼此面向相反的方向。
如上所述，对于在联接器的每个操作条件下的水密性和尘密性而言非常重要的方面在于：第三垫圈45由具有必要机械性能的材料制成以确保垫圈45既可以用作密封件又可以用作擦拭器，以及用以在超过100℃的温度下还保持这种机械性能的能力，超过100℃的温度威胁通常制造擦拭器的丁腈橡胶(NBR)。
为了获得这样的结果，第三垫圈45由热塑性聚氨酯TPU制成。
根据本发明的联接器100的水密性和尘密性根据由标准IEC 60529：2013和EN60529：1991+A1：200+A2：2013设想的严格实验室测试进行测试。
因此，根据本发明的快速联接器经受了现行法规所设想的测试，并且通过了对应于代码IP54的测试，该代码IP54对应于比如不会干扰装置的操作的防止灰尘的等级以及不会干扰装置操作的防止来自任何方向的水喷射的等级。
因此，已经示出了根据本发明的垫圈如何允许完成任务和实现本发明本身设定的目标。
根据优选的实施方式，已经出于非限制性的说明性目的描述了本发明，但是应当理解的是，在不背离由所附权利要求中限定的相对保护范围的情况下，本领域技术人员可以作出任何变型和/或改型。

Claims (12)

1.一种平面螺纹快速联接器(100)，所述快速联接器(100)包括阴半联接器(10)，所述阴半联接器(10)又包括主体(11)和适配器本体(60)，所述适配器本体(60)联接至所述主体(11)以用于液压管线的连接，所述主体(11)又包括前部部分(11a)和后部部分(11b)，所述前部部分(11a)构造成容纳阳半联接器(50)的前部部分(51)，所述阳半联接器(50)又能够连接至液压管线，所述主体(11)还包括安全环形螺母(20)，所述安全环形螺母(20)以可滑动的方式与所述主体(11)在外部相关联，并且所述安全环形螺母(20)能够在第一操作位置与第二操作位置之间移动，所述第一操作位置允许所述阳半联接器(50)与所述阴半联接器(10)连接/断开连接，在所述第二操作位置，所述连接/断开连接操作被防止，其特征在于，所述快速联接器(100)还包括插置在所述环形螺母(20)与所述内本体(11)的所述前部部分(11a)之间的第一密封垫圈(25)，并且所述主体(11)的所述前部部分(11a)以大于所述安全环形螺母(20)的最大行程的长度向前延伸至所述阴半联接器(10)，并且其特征还在于，所述快速联接器(100)包括插置在所述环形螺母(20)与所述主体(11)的所述后部部分(11b)之间的第二密封垫圈(35)。
2.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第一垫圈(25)具有环形形状和在径向平面上的横向轮廓，所述横向轮廓包括第一侧部(26)和第二侧部(29)，所述第一侧部(26)面朝环形部的内部，所述第一侧部(26)是大致平坦的以对于所述主体(11)搁置在所述前部部分(11a)上，所述第二侧部(29)面朝所述环形部的外部，并且所述第二侧部(29)具有第一部分(29a)和第二部分(29b)，所述第一部分(29a)和所述第二部分(29b)从置于所述第一部分(29a)与所述第二部分(29b)之间的连接部分(29c)突出，所述第一部分(29a)和所述第二部分(29b)构造成插入在所述环形螺母(20)上获得的所指定的相反形状座(20a)内。
3.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，在所述环形螺母(20)上获得的所述相反形状座(20a)和所述第一垫圈(25)构造成使得一旦所述垫圈被组装，所述第一垫圈(25)的所述第一部分(29a)面朝所述阴半联接器(10)的所述前部部分并确保水密性和尘密性，并且所述第二部分(29b)完全插入在所述座(20a)内并且确保所述第二垫圈(25)在所述环形螺母(20)的平移运动的情况下的横向稳定性。
4.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第一垫圈(25)的所述横向轮廓包括相对于与所述连接部分(29c)正交的方向的倾斜部分(29d)，所述倾斜部分(29d)限定底切部，所述底切部确保所述第二垫圈(25)相对于所述第二垫圈(25)从所述环形螺母(20)的所述座的挤出的稳定性。
5.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第二密封垫圈(35)具有环形形状和在径向平面上的横向轮廓，所述横向轮廓包括第一侧部(35a)和第二侧部(35b)，所述第一侧部(35a)面朝环形部的内部，所述第一侧部(35a)是大致平坦的以对于所述主体(11)搁置在所述后部部分(11b)上，所述第二侧部(35b)面朝所述环形部的外部，所述第二侧部(35b)具有两个接触肩部(35b’)，所述接触肩部(35b’)从中央连接部分(35c)朝向所述环形部的外部延伸以用于与所述环形螺母(20)的内表面(20b)接触。
6.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第二垫圈(35)的所述横向轮廓的两个侧向部分(36)各自包括环槽(37)，所述环槽(37)将所述接触肩部(35b’)与所述横向轮廓的下部部分分开。
7.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述环槽(37)沿着所述第二垫圈(35)的整个侧向表面(36)周向展开。
8.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第一垫圈(25)由热塑性聚氨酯TPU制成。
9.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第二垫圈(35)由热塑性聚氨酯TPU制成。
10.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述快速联接器(100)还包括至少一个第三垫圈(45)，所述第三垫圈(45)容纳于在所述主体(11)中获得的指定座内，并且所述第三垫圈(45)插置在所述主体(11)与所述适配器本体(60)之间，并且所述第三垫圈(45)还具有擦拭功能，所述至少一个第三垫圈(45)具有环形形状，所述环形形状具有在径向平面上的横向轮廓，所述横向轮廓包括主体(47)，茎状部(46)从所述主体(47)分支，所述横向轮廓具有面朝环形部的内部的第一部分(45a)，并且所述第一部分(45a)连接至弯曲连接部分(45b)，所述弯曲连接部分(45b)将所述第一部分(45a)连接至大致竖向的侧向部分(45c)，所述侧向部分(45c)又连接至面朝所述环形部的外部的第二大致水平部分(45d)，并且所述第二大致水平部分(45d)连接至平行于所述侧向部分(45c)的大致竖向的肩部部分(45e)，并且所述肩部部分(45e)连接至端部部分(45f)，所述端部部分(45f)在顶部界定由所述第一部分(45a)和所述端部部分(45f)所界定的茎状部，所述茎状部(46)构造成用于与所述适配器本体(60)接触。
11.根据前一权利要求所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述第三垫圈(45)由热塑性聚氨酯TPU制成。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的快速联接器(100)，其特征在于，所述快速联接器(100)包括两个所述第三垫圈(45)，两个所述第三垫圈(45)容纳在所述主体(11)中，使得所述茎状部(46)相对于彼此面向相反的方向。
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