CN110594502B - 隔离式柔性流体连接系统 - Google Patents

Abstract

柔性流体连接系统为多种应用提供未对准管理、振动衰减和紧凑封装。流体连接系统包括使用流体操作的部件。部件限定表面和通道，该通道包含流体并且穿过表面而开放。流体管线配置为相对于部件输送流体。连接器由柔性材料制成并且与部件和流体管线连接。连接器抵靠表面定位并且具有与表面间隔开的端部，流体管线通过该端部被接纳。

Description

隔离式柔性流体连接系统

技术领域

本公开总体上涉及用于将流体管线连接到另一部件的系统，并且更具体地，涉及一种提供振动隔离并且管理未对准的柔性的流体连接系统。

引言

广泛的制造产品、机器和设备使用导管在流体系统的部件之间输送工作流体。导管可以被内部地限定在部件中，或者当部件彼此间隔开时，流体管线可用于将它们连接在一起。流体管线可以采取软管、管子、管线或其它结构的形式。特别地，当流体管线是刚性的时，由于与连接部件上的配合特征的轻微未对准，形成连接可能是困难的。

因此，希望提供便于形成流体管线的连接的连接系统。此外，结合附图和前述技术领域和引言，根据随后的具体实施方式和所附权利要求，本发明的其它期望特征和特点将变得显而易见。

发明内容

柔性流体连接系统为多种应用提供未对准管理、振动衰减和紧凑封装。在多个实施例中，流体连接系统包括使用流体操作的部件。该部件限定表面和通道，该通道包含流体并且穿过表面而开放。流体管线配置为相对于部件输送流体。连接器由柔性材料制成并且与部件和流体管线连接。连接器抵靠表面定位并且具有与表面间隔开的端部，流体管线通过该端部被接纳。

在其它实施例中，连接器具有主体，该主体具有成形为中空圆柱体的第一区段和与第一区段成一体并且成形为具有中空中心的圆盘的第二区段，使得第二区段在主体上形成凸缘。

在其他实施例中，套环抵靠凸缘定位，使得凸缘在套环和表面之间被压缩。

在其他实施例中，多个紧固件延伸穿过套环和凸缘，并且拧入部件中。

在其他实施例中，压缩限制器在凸缘中延伸，并且紧固件延伸穿过压缩限制器。压缩限制器具有长度，并且凸缘具有处于未压缩状态的宽度。长度小于宽度。

在其它实施例中，流体管线包括设置在第一区段内的凸起。

在其他实施例中，夹具围绕第一区段延伸并且配置为抵靠流体管线压缩第一区段。

在其它实施例中，端部配置为相对于流体管线垂直移动以与流体管线对准。

在其它实施例中，多个螺纹紧固件将连接器固定到部件。

在其它实施例中，连接器具有小于100A的硬度计硬度。

在另一实施例中，流体连接系统包括刚性地固定在适当位置并且使用流体操作的部件。该部件限定表面和通道，该通道输送流体并且穿过表面而开放。流体管线是刚性的并且配置为相对于部件输送流体。连接器由柔性材料制成并且固定到部件和流体管线。连接器抵靠表面定位，并且流体管线连接到端部。

在其他实施例中，连接器包括主体，该主体具有成形为中空圆柱体的第一区段和与第一区段成一体并且成形为具有中空中心的圆盘的第二区段。第二区段在主体上形成凸缘，并且开口被限定为通过第一区段和第二区段完全穿过主体。

在其他实施例中，套环抵靠凸缘定位并且配置为在套环和表面之间压缩凸缘。

在其他实施例中，多个紧固件延伸穿过套环、穿过凸缘并且被拧入部件中以压缩凸缘。

在其他实施例中，压缩限制器在凸缘内延伸，并且紧固件中的一个延伸穿过压缩限制器。压缩限制器具有长度，并且凸缘具有处于未压缩状态的宽度。长度小于宽度，使得当压缩限制器被压靠在套环和表面上时，凸缘被压缩。

在其它实施例中，流体管线包括设置在第一区段内的凸起，该凸起抵靠第一区段向外延伸。

在其他实施例中，夹具围绕第一区段延伸，定位在凸起与端部之间，并且配置为抵靠流体管线压缩第一区段。

在其它实施例中，端部配置为相对于部件移动，以使第一区段与流体管线对准。

在其它实施例中，部件包括车辆冷却系统的泵。

在附加实施例中，流体连接系统包括配置为泵送发动机冷却剂的泵。泵限定表面和配置为输送发动机冷却剂的通道。通道穿过表面而开放。流体管线配置为相对于泵输送发动机冷却剂。流体管线具有与泵间隔开的端部。连接器由柔性材料制成并且包括主体，该主体具有成形为中空圆柱体的第一区段和与第一区段成一体并且成形为具有中空中心的圆盘的第二区段。第二区段在主体上形成凸缘。开口被限定为通过第一和第二区段完全穿过主体。连接器固定到泵和流体管线。

附图说明

下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1示出了根据示例性实施例的流体连接系统的应用；

图2是根据示例性实施例的流体连接系统的示意性剖视图；

图3是根据示例性实施例的流体连接系统的透视图；

图4是根据示例性实施例的流体连接系统的分解图；

图5是根据示例性实施例的流体连接系统的端视图；以及

图6是根据示例性实施例的流体连接系统的侧视图。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制应用或其用途。此外，并不意图受到前述技术领域、引言、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。

在所公开的隔离式柔性流体连接系统的一个或多个示例性实施方式中，提供了未对准连接促进以及隔离。流体连接系统为多种应用提供未对准管理、振动衰减和紧凑封装。通常，流体连接系统包括使用流体操作的部件。该部件限定表面并且限定穿过该表面而开放的用于流体的通道。流体管线配置为相对于部件输送流体。连接器由柔性材料制成并且与部件和流体管线连接。连接器抵靠表面定位并且具有与表面间隔开的端部，流体管线通过该端部被接纳。

本说明书涉及可以在机械系统应用的上下文中描述的流体系统连接，并且具体地，涉及用于展示示例的目的的具有连接的流体管线的车辆冷却剂系统。在组装期间，提供未对准条件的管理可能是有用的。例如，为了有效地在冷却剂管线和冷却剂泵之间形成连接，可能需要施加和固定紧固件以完成连接，包括当流体管线与冷却剂泵未对准时。

本公开通常不限于冷却剂泵应用或车辆，而是还包括在形成流体连接中需要更大灵活性的任何应用。因此，本公开的教导可应用于多种应用中的流体系统，诸如车辆系统、各种产品系统、机器和设备系统，以及其他。

在本公开的示例性实施例中，示出了如图1所示的车辆应用。车辆20包括使用所公开的隔离式柔性流体连接系统的流体系统。在当前的示例中，复杂的相关流体系统22配置为加热、通风和空气调节(HVAC)系统24。通常，HVAC系统24与发动机冷却系统26相关联，并且包括车厢加热系统28和空气调节系统30。所公开的隔离式柔性流体连接系统可以与发动机冷却系统26、车厢加热系统28、空气调节系统30和/或车辆20的其他流体系统中的任何一个或全部一起使用。

发动机冷却系统26通常包括为车辆20供应推进动力的发动机32(通过该发动机使冷却剂循环以从发动机收集热量)、位于车辆20前方的散热器34(通过该散热器使冷却剂循环以排放热量)和泵36，该泵配置为在冷却系统26中产生压力差以使冷却剂循环。另外，冷却系统26中可以包括恒温器(未示出)以控制穿过发动机32的流，并且散热器34周围可以包括旁路(未示出)。一条流体管线38联接在泵36和散热器34之间，以在其间传送流体流。另一流体管线40联接在散热器34和发动机32之间，以使流体流从散热器34返回。

加热系统28通常包括通过其使冷却剂循环以收集热量的发动机32、位于车辆20的管道44中的热交换器42，和泵36。另外，加热系统28中可以包括控制阀(未示出)以控制穿过热交换器42的流。一条流体管线46联接在泵36和热交换器42之间，以在其间传送流体流。另一流体管线48联接在热交换器42和发动机32之间，以从热交换器42返回流体流。

空气调节系统30通常包括由发动机32驱动的压缩机50、位于车辆20前方的冷凝器52和位于管道44中的蒸发器54。一条流体管线56联接在压缩机50和冷凝器52之间，以在其间传送流体流。另一流体管线58联接在冷凝器52与蒸发器54之间，另一流体管线60连接在蒸发器54和压缩机50之间。流体管线58中可以包括膨胀阀或容器(未示出)。在制冷循环中，制冷剂通过冷凝器52和蒸发器54由压缩机50进行循环。

热交换器42、蒸发器54和管道44布置在包括鼓风机68的HVAC模块64中。鼓风机68使空气在蒸发器54和热交换器42(在该示例中，它们串联布置)上方移动穿过管道44。然后空气被传递到车辆20的车厢70。当HVAC系统24在空气调节器模式下操作时，移动穿过管道44的空气被蒸发器54冷却，并且当HVAC系统24在加热器模式下操作时该空气被加热。冷却或加热的空气移动到车厢70中，从而为乘员的舒适性提供空间调节。

在当前的示例中，流体连接系统72被包括在泵36和流体管线38之间的连接处。应当理解，类似的流体连接系统可以在车辆20中的其它位置处使用，诸如流体管线40与散热器34之间的连接处，或者在涉及流体管线与另一部件之间的连接的任何其它连接点处。另外，除了使用液体的那些之外，类似的流体连接系统还可用于其它类型的流体，诸如空气或气体。

参考图2-6，流体连接系统72更详细地示出，并且通常提供流体管线38和泵36之间的流体密封连接，泵36是使用流体操作的部件。在该示例中，流体管线38是刚性管。在其它实施例中，流体管线38可以是管子、软管、管道或另一种形式。另外，流体管线38可以由在泵36和散热器34之间延伸的多个部件构成，其可以采用多于一种形式的导管。泵36，特别是泵壳体74是刚性的，并且与发动机32连接，或形成在一起。流体管线38具有端部76，该端部76与泵36间隔开并且具有围绕其圆周形成并从流体管线38的壁80向外突出的凸起78。泵壳体74限定通道82，该通道82旨在向由壁80的内部限定的管道84登记，使得冷却剂容易地在两者之间流动。泵壳体74还包括围绕通道82分布的多个孔86，在该示例中，该多个孔86是带螺纹的以接纳紧固件88。

流体连接系统72包括如图2-6所示的连接器90，并且如图2和3所示，具有主体92，该主体92具有以中空圆柱体的形状形成的区段94和以具有中空中心的圆盘的形状形成的整体区段96，使得开口98完全延伸穿过主体92，包括穿过两个区段94、96。多个开口100延伸穿过区段96并且被分布成使得一个开口与孔86中的每一个对准。主体92由诸如天然或合成橡胶、硅树脂等柔性的材料形成，主体92可以是具有在50A和100A之间并且具体地约70A的硬度计硬度的聚合物弹性体，使得它是柔性但安全的。区段96抵靠泵壳体74的侧部102定位，使得开口98与通道82对准，并且区段94远离侧部102并且朝向流体管线38延伸。主体92在密封界面104处提供对侧部102的密封。当主体92挠曲以与流体管线38对准时，区段94的端部106在大致相对于流体管线38和通道82垂直的方向108上是可移动的。

区段96在主体92上形成凸缘110，该凸缘110抵靠泵壳体74定位。以具有中空中心的环形板的形式在图2-6中示出的套环112环绕区段94并且在凸缘110处抵靠区段96定位。套环112由诸如金属或塑料的刚性材料形成，使得当紧固件88被拧紧时，其施加均匀的压力。套环112包括在图2中示出的多个开口114，该多个开口114被分布成使得一个开口与开口100中的每一个对准。开口100中的每一个包含以具有长度118的中空圆柱体的形式的压缩限制器116，该长度118小于未压缩区段96的厚度120。紧固件88通过开口114、100中的每一个被接纳并且还延伸穿过相应的压缩限制器116。每个紧固件88被拧入相应孔86中。每个紧固件88包括头部124，该头部124抵靠套环112紧固，从而迫使套环112抵靠侧部102压缩凸缘110，直到压缩限制器被压靠套环112和侧部102中的每一个，此时凸缘110的压缩受到限制。压缩限制器116的长度是基于通道82中的工作压力和其中包含的流体的类型选择的，以提供密封界面104处的牢固密封和在紧固件88上的所需张力。

如图2和图3所示，流体管线38通过端部106被接纳在区段94内，使得导管84通过开口98通向通道82。凸起78对区段94施加力，且如图2-6所示的夹具95围绕如图2和3所示的区段94施加在凸起78和端部106之间，从而迫使区段94抵靠流体管线38，以提供牢固的不透流体密封。主体92的柔性允许端部106在提供位置变化公差的方向108上移动，以在流体管线38和泵壳体74之间未对准的情况下帮助连接。例如，未对准可由于几何尺寸标注和公差变化而发生。方向108垂直于流体管线38和通道82。另外，方向108指示端部106相对于泵36的移动。通过仅需要一个夹具95，流体连接系统72相对于从表面102到端部106的距离对柔性流体联接具有减小的封装空间要求。柔性主体92为管理未对准的泵壳体74提供稳固的附接，并且提供牢固的密封接口104。主体92的低刚度提供流体管线38与泵36之间的振动隔离。

虽然在前面的具体实施方式中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前面的具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利的指引。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置做出各种改变。

Claims (10)

1.一种流体连接系统，包括：

使用流体操作的部件，所述部件限定表面和通道，所述通道包含所述流体并穿过所述表面而开放；

流体管线，所述流体管线配置为相对于所述部件输送所述流体；

连接器，所述连接器包括柔性材料并且与所述部件和所述流体管线连接，所述连接器抵靠所述表面定位并且具有与所述表面间隔开的端部，所述流体管线通过所述端部被接纳，所述连接器包括主体，所述主体具有成形为中空圆柱体的第一区段和与所述第一区段成一体并且成形为具有中空中心的圆盘的第二区段，使得所述第二区段在所述主体上形成凸缘，所述凸缘具有多个紧固件开口；和

套环，所述套环包围所述主体，且包括与紧固件开口的数量相对应的多个凸缘部分，每个凸缘部分具有压缩限制器，所述压缩限制器延伸到所述凸缘的相应紧固件开口中，其中所述压缩限制器具有长度，且所述凸缘具有处于未压缩状态的宽度，并且所述长度小于所述宽度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，紧固件开口的数量为3。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述凸缘在所述套环的凸缘部分和所述表面之间被压缩。

4.根据权利要求1所述的系统，包括延伸穿过所述套环的凸缘部分和所述紧固件开口并拧入所述部件中的多个紧固件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，套环配置成抵靠所述部件压缩连接器的凸缘，直到压缩限制器抵靠所述部件。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体管线包括设置在所述第一区段内的凸起。

7.根据权利要求6所述的系统，包括夹具，所述夹具围绕所述第一区段延伸并且配置为抵靠所述流体管线压缩所述第一区段。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述连接器包括与所述表面相对的端部，其中所述端部配置为相对于所述流体管线垂直移动以与所述流体管线对准。

9.根据权利要求1所述的系统，包括将所述连接器固定到所述部件的多个螺纹紧固件。

10.一种流体连接系统，包括：

配置为泵送发动机冷却剂的泵，所述泵限定表面和配置为输送所述发动机冷却剂的通道，所述通道穿过所述表面而开放；

流体管线，所述流体管线配置为相对于所述泵输送所述发动机冷却剂，所述流体管线具有与所述泵间隔开的端部；

包括柔性材料和主体的连接器，所述主体具有成形为中空圆柱体的第一区段和与所述第一区段成一体并且成形为具有中空中心的圆盘的第二区段，使得所述第二区段在所述主体上形成凸缘，其中，开口限定为通过所述第一和第二区段完全穿过所述主体，并且所述连接器被固定到所述泵和所述流体管线；和

套环，所述套环包围所述主体，且包括与紧固件开口的数量相对应的多个凸缘部分，每个凸缘部分具有压缩限制器，所述压缩限制器延伸到所述凸缘的相应紧固件开口中，其中所述压缩限制器具有长度，且所述凸缘具有处于未压缩状态的宽度，并且所述长度小于所述宽度。

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