CN110608334B - 浮动流体接头及接头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体连接器领域，特别涉及浮动流体接头及接头组件。浮动流体接头包括接头壳体，接头壳体内具有沿前后方向延伸的接头流体通道，浮动流体接头还包括安装套，安装套具有供接头壳体插入的安装套内孔，接头壳体插入安装套并与安装套密封配合，安装套与接头壳体之间具有轴向浮动间隙和径向浮动间隙以使接头壳体可相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，接头壳体与安装套之间设有轴向弹性件和径向弹性件。接头在安装时，接头壳体可以相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，降低了对安装条件的要求，提高安装效率，解决了目前的流体接头安装条件要求高造成的安装效率低的问题。

Description

浮动流体接头及接头组件

技术领域

本发明涉及流体连接器领域，特别涉及浮动流体接头及接头组件。

背景技术

液冷散热技术现已广泛应用于航空、航天、电子、舰船、通讯、风电、电动汽车等多个领域，流体接头是液冷模块与机箱之间的冷却流体传输的关键部件，在液冷系统维护或调试过程中，经常需要对冷却系统进行维护，需要对设备上的流体接头进行插拔，流体接头分别设置在液冷模块和机箱上，其中一个上设置公接头，另一个上设置母接头，流体接头之间的对插通常采用盲插对接，公接头与母接头在对插的过程中，受安装误差等原因，公接头与母接头之间会存在径向插装误差，通常需要增加精确的导向机构进行引导，但是导向机构的设置不仅增加了冷却系统的复杂性，而且需要较大的安装空间。

授权公告号为CN104565629B、授权公告日为2017.06.27的中国专利公开了一种流体连接器组件，包括插头和插座，其中插头和插座其中一个是公接头，另一个是母接头，插头包括安装套和设置有插头流体通道的接头壳体，接头壳体包括径向浮动壳，径向浮动壳与安装套的内孔臂之间设置有径向浮动间隙，插头与插座对插过程中，通过径向浮动壳的作用，插头能够实现径向的浮动。这种插头与插座在使用过程中，径向浮动壳与安装套径向浮动，能够满足插头与插座之间的径向误差，但是实际安装时，插头与插座之间的误差并不仅限于径向，比如在插头与插座分别安装至液冷模块与机箱上后，安装套的轴线与插头的轴线可能会出现不同轴且不平行的情况，此时仅依靠径向浮动仍然无法满足安装要求，通常需要调整液冷模块与机箱的相对位置，对安装条件要求仍然较高，影响安装效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮动流体接头，以解决目前的流体接头安装条件要求高造成的安装效率低的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种使用上述浮动流体接头的接头组件，以解决目前的接头组件的流体接头安装条件要求高造成的安装效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的浮动流体接头的技术方案为：浮动流体接头包括接头壳体，接头壳体内具有沿前后方向延伸的接头流体通道，浮动流体接头还包括安装套，安装套具有供接头壳体插入的安装套内孔，接头壳体插入安装套，安装套与接头壳体之间具有轴向浮动间隙和径向浮动间隙以使接头壳体可相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，接头壳体与安装套之间设有对接头壳体施加轴向弹力的轴向弹性件和对接头壳体施加径向弹力的径向弹性件，其中径向弹性件和/或轴向弹性件为使接头壳体与安装套之间密封配合的弹性密封圈。

本发明的有益效果：相比现有技术中只能径向浮动的流体接头，本发明的浮动流体接头的接头壳体与安装套之间设有轴向浮动间隙和径向浮动间隙，接头在安装时，接头壳体可以相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，降低了对安装条件的要求，提高安装效率，解决了目前的流体接头安装条件要求高造成的安装效率低的问题。

进一步的，为了简化安装套与接头壳体之间的装配结构，径向弹性件和/或轴向弹性件为使接头壳体与安装套之间密封配合的弹性密封圈，不需要另外设置密封结构，简化接头结构，方便安装。

进一步的，为了减小浮动流体接头体积，径向弹性件为弹性密封圈，轴向弹性件为压簧，弹性密封圈需要保证一定的安装面积，避免安装套轴向端面设置密封圈时需要增大安装套厚度，减小接头的体积。

进一步的，所述压簧套在接头壳体外围，且压簧的内孔径大于接头壳体的外径，压簧与接头壳体之间形成有供接头壳体相对于压簧径向浮动的压簧壳体浮动间隙，以使压簧与安装套在安装套径向上的位置相对固定，所述安装套具有对压簧外周限位限制其径向相对于接头安装套移动的限位面。压簧轴向的两端与安装套沿径向不会相对滑动，避免压簧出现卡滞，保证浮动流体接头的接头壳体与安装套顺利相对浮动。

进一步的，为了减小接头的体积，所述接头壳体穿过安装套内孔，接头壳体包括插入并穿出安装套内孔的安装套配合段和处于安装套配合段前侧的阀芯安装段，浮动流体接头的阀芯设置在阀芯安装段内，阀芯安装段的外径大于安装套配合段的外径，安装套配合段上设有在插头壳体处于前极限位置时与安装套限位配合限制插头壳体向前运动的前极限位置限位件，阀芯安装段的后端面为在接头壳体处于后极限位置时与安装套限位配合限制接头壳体向后运动的后极限位置限位面。阀芯安装段的外径较大，保证阀芯安装段内具有足够的安装空间安装阀芯，接头壳体通过后极限位置限位面和前极限位置限位件保证安装套与接头壳体的相对位置范围，利用安装套配合段与阀芯安装段的径向尺寸差值，减小安装套的占用空间，减小接头的体积。

进一步的，为了方便接头壳体内阀芯的装配，所述接头壳体包括用于适配接头插接配合的前壳体和与安装套浮动配合的后壳体，所述安装套配合段设置在后壳体上，所述前壳体与后壳体螺纹连接且在螺纹连接处设置有密封胶。前壳体与后壳体通过螺纹连接，方便阀芯等部件的装配，同时螺纹连接与密封胶配合的方式可以减小接头壳体的体积。

进一步的，所述前壳体后端设有外螺纹，后壳体前端设有与外螺纹适配的内螺纹，所述后壳体包括处于安装套配合段前侧与阀芯安装段螺纹连接的连接段，所述连接段和前壳体构成所述阀芯安装段，所述安装套配合段的外径小于连接段的外径，连接段的后端面构成所述后极限位置限位面。连接段设置在安装套配合段的前侧，保证阀芯安装段与安装套限位配合段具有足够的径向尺寸差，减小接头的体积，实现接头的小型化。

本发明的接头组件的技术方案为：接头组件包括公接头和母接头，公接头和母接头中至少一个为浮动流体接头，浮动流体接头包括接头壳体，接头壳体内具有沿前后方向延伸的接头流体通道，浮动流体接头还包括安装套，安装套具有供接头壳体插入的安装套内孔，接头壳体插入安装套，安装套与接头壳体之间具有轴向浮动间隙和径向浮动间隙以使接头壳体可相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，接头壳体与安装套之间设有对接头壳体施加轴向弹力的轴向弹性件和对接头壳体施加径向弹力的径向弹性件，其中径向弹性件和/或轴向弹性件为使接头壳体与安装套之间密封配合的弹性密封圈。

本发明的有益效果：相比现有技术中只能径向浮动的流体接头，本发明的浮动流体接头的接头壳体与安装套之间设有轴向浮动间隙和径向浮动间隙，接头在安装时，接头壳体可以相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，降低了对安装条件的要求，提高安装效率，解决了目前的流体接头安装条件要求高造成的安装效率低的问题。

进一步的，为了简化安装套与接头壳体之间的装配结构，径向弹性件和/或轴向弹性件为使接头壳体与安装套之间密封配合的弹性密封圈，不需要另外设置密封结构，简化接头结构，方便安装。

进一步的，为了减小浮动流体接头体积，径向弹性件为弹性密封圈，轴向弹性件为压簧，弹性密封圈需要保证一定的安装面积，避免安装套轴向端面设置密封圈时需要增大安装套厚度，减小接头的体积。

进一步的，所述压簧套在接头壳体外围，且压簧的内孔径大于接头壳体的外径，压簧与接头壳体之间形成有供接头壳体相对于压簧径向浮动的压簧壳体浮动间隙，以使压簧与安装套在安装套径向上的位置相对固定，所述安装套具有对压簧外周限位限制其径向相对于接头安装套移动的限位面。压簧轴向的两端与安装套沿径向不会相对滑动，避免压簧出现卡滞，保证浮动流体接头的接头壳体与安装套顺利相对浮动。

进一步的，为了减小接头的体积，所述接头壳体穿过安装套内孔，接头壳体包括插入并穿出安装套内孔的安装套配合段和处于安装套配合段前侧的阀芯安装段，浮动流体接头的阀芯设置在阀芯安装段内，阀芯安装段的外径大于安装套配合段的外径，安装套配合段上设有在插头壳体处于前极限位置时与安装套限位配合限制插头壳体向前运动的前极限位置限位件，阀芯安装段的后端面为在接头壳体处于后极限位置时与安装套限位配合限制接头壳体向后运动的后极限位置限位面。阀芯安装段的外径较大，保证阀芯安装段内具有足够的安装空间安装阀芯，接头壳体通过后极限位置限位面和前极限位置限位件保证安装套与接头壳体的相对位置范围，利用安装套配合段与阀芯安装段的径向尺寸差值，减小安装套的占用空间，减小接头的体积。

进一步的，为了方便接头壳体内阀芯的装配，所述接头壳体包括用于适配接头插接配合的前壳体和与安装套浮动配合的后壳体，所述安装套配合段设置在后壳体上，所述前壳体与后壳体螺纹连接且在螺纹连接处设置有密封胶。前壳体与后壳体通过螺纹连接，方便阀芯等部件的装配，同时螺纹连接与密封胶配合的方式可以减小接头壳体的体积。

进一步的，所述前壳体后端设有外螺纹，后壳体前端设有与外螺纹适配的内螺纹，所述后壳体包括处于安装套配合段前侧与阀芯安装段螺纹连接的连接段，所述连接段和前壳体构成所述阀芯安装段，所述安装套配合段的外径小于连接段的外径，连接段的后端面构成所述后极限位置限位面。连接段设置在安装套配合段的前侧，保证阀芯安装段与安装套限位配合段具有足够的径向尺寸差，减小接头的体积，实现接头的小型化。

附图说明

图1是本发明的接头组件的具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的接头组件的具体实施例的公接头的结构示意图；

图中：1、公接头；11、公接头壳体；111、安装套配合段；112、阀芯安装段；113、前壳体；114、后壳体；115、连接段；12、公接头阀芯；13、公接头安装套；131、环形限位凸起；132、连接螺纹；14、接头流体通道；15、弹性密封圈；16、碟簧；17、压簧壳体浮动间隙；18、卡簧；2、母接头；21、母接头壳体；22、母接头阀芯；23、母接头安装套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的接头组件的具体实施例，如图1和图2所示，接头组件包括公接头1和与公接头1适配插接的母接头2，公接头1和母接头2的前端均为插接端，公接头1包括公接头壳体11和设置在公接头壳体11内的公接头阀芯12，母接头2包括母接头壳体21和设置在母接头壳体21内的母接头阀芯22，母接头壳体上设有与公接头壳体密封配合的双密封圈，提高密封效果。本实施例中的公接头1和母接头2均为浮动流体接头，具体的浮动结构相同，下面以公接头1为例具体说明浮动流体接头的结构。其他实施例中，公接头和母接头中也可以仅仅有一个为浮动流体接头。

如图2所示，公接头1还包括公接头安装套13，公接头安装套13具有供公接头壳体11插入的公接头安装套内孔，公接头壳体11插入并穿过公接头安装套内孔。公接头壳体11内具有沿前后方向延伸的接头流体通道14，公接头阀芯12设置在接头流体通道14内，本实施例中的公接头1插入并穿过公接头安装套内孔，因此，接头流体通道14贯穿整个公接头1。

为了方便公接头1与母接头2的对插，降低公接头1和母接头2对安装条件的要求，公接头安装套13与公接头壳体11之间具有轴向浮动间隙和径向浮动间隙，以使公接头壳体11能够相对于公接头安装套13沿垂直于公接头安装套13的轴向偏斜浮动，同时，为了保证公接头壳体11与公接头安装套13具有合适的相对位置，公接头壳体11与公接头安装套13之间设有对公接头壳体11施加轴向弹力的轴向弹性件和对公接头壳体11施加径向弹力的径向弹性件，通过轴向弹性件和径向弹性件对插头壳体施加轴向弹力和径向弹力，保持公接头壳体11的相对位置。

优选的，本实施例中的径向弹性件为使公接头壳体11与公接头安装套13之间密封配合的弹性密封圈15，弹性密封圈15的截面尺寸足够大，以保证公接头壳体11与公接头安装套13之间的径向浮动间隙，轴向弹性件为压装在公接头安装套13与公接头壳体11之间的碟簧16。进一步优化，碟簧16套在公接头壳体11外围，并且碟簧16的内孔径大于公接头壳体11的外径，碟簧16与公接头壳体11之间形成有供公接头壳体11相对于碟簧16径向浮动的压簧壳体浮动间隙17。

公接头安装套13上对碟簧16外周限位以限制其相对于公接头安装套13径向移动的限位面，本实施例中，碟簧16设置在公接头安装套前端面与公接头壳体11之间，公接头安装套13的前端设有环形限位凸起131，环形限位凸起131的内侧面构成限位面，其他实施例中，限位凸起可以沿周向间隔设置多个；公接头安装套的前端面上也可以设置环形凹槽，此时碟簧设置在环形凹槽内，但是此时公接头安装套的厚度尺寸较大，不利于公接头的小型化。碟簧16轴向的两端与公接头安装套13沿径向不会相对滑动，避免碟簧16出现卡滞，碟簧16只沿公接头安装套13轴向伸缩，保证公接头壳体11与公接头安装套13顺利相对浮动。其他实施例中，碟簧也可以装在公接头壳体上，但是在公接头壳体与公接头安装套有轴向浮动时，碟簧轴向两端与公接头安装套之间有相对位移，受相互之间摩擦力的影响，碟簧可能会出现卡滞现象，造成公接头壳体浮动不顺畅的问题。

其他实施例中，轴向弹性件和径向弹性件可以仅起到保持公接头壳体初始位置的作用，公接头壳体与公接头安装套之间的密封通过另外设置密封件实现，此时，径向弹性件可以采用橡胶圈、压簧、弹性橡胶块等。另外，其他实施例中，轴向弹性件也可以是螺旋弹簧等其他类型的压簧。当然，除了压簧之外，也可以采用弹性橡胶等其他类型的轴向弹性件。

为了实现公接头1的小型化，本实施例中，公接头壳体11穿过公接头安装套13内孔，公接头壳体11包括插入并穿过公接头安装套内孔的安装套配合段111和处于安装套配合段111前侧的阀芯安装段112，公接头阀芯12设置在阀芯安装段112内，安装套配合段111与阀芯安装段112前后布置，可以减小公接头1径向尺寸。其他实施例中，在不考虑公接头径向尺寸的情况下，公接头安装套也可以延伸至在公接头阀芯12的外围。

为了进一步减小公接头1的体积，阀芯安装段112的外径大于安装套配合段111的外径，阀芯安装段112的后端面为在公接头壳体处于后极限位置时与公接头安装套限位配合限制公接头壳体向后运动的后极限位置限位面，安装套配合段111上设有在插头壳体处于前极限位置时与公接头安装套限位配合限制插头壳体向前运动的卡簧18，卡簧18构成限制公接头安装套13向后运动的前极限位置限位件，其他实施例中，限位件也可以螺纹固定在公接头壳体11上的挡环。公接头安装套内孔的两端开口处分别设有与后极限位置限位面、前极限位置限位件限位配合的安装套配合面，其中处于前侧的安装套配合面通过碟簧与后极限位置限位面限位配合。本实施例中的阀芯安装段112的外径较大，保证阀芯安装段112内具有足够的安装空间安装公接头阀芯12，公接头壳体11通过后极限位置限位面和卡簧18保证公接头安装套与公接头壳体的相对位置，利用安装套配合段111与阀芯安装段112的径向尺寸差值，减小公接头安装套的占用空间，减小接头的体积。其他实施例中，公接头壳体可以不穿过公接头安装套，此时可以在公接头壳体上设置相背设置的前极限位置限位面和后极限位置限位面，此时可以参照背景技术中引用的对比文件中浮动壳体的结构，但是这种结构需要在公接头安装套上螺纹连接限位套，因此，公接头安装套的外径应当足够大，以方便公接头安装套上的限位套从公接头安装套前侧装入。

如图2所示，公接头壳体11为分体式结构，方便公接头阀芯12的安装，公接头壳体11包括前壳体113和后壳体114，其中前壳体113与母接头壳体21适配插接，后壳体114与公接头安装套13浮动配合，安装套配合段111设置在后壳体114上，后壳体114还包括处于安装套配合段111前侧的连接段115，连接段115上设有内螺纹，前壳体113与后壳体114螺纹连接，前壳体113上设有与内螺纹适配的外螺纹，前壳体113与后壳体114的螺纹连接处设置有密封胶，连接段115与前壳体113共同形成了公接头壳体11的阀芯安装段112，连接段115的后端面构成后极限位置限位面。安装套配合段111的外径小于阀芯安装段112的外径，保证阀芯安装段112内具有足够的安装空间安装公接头阀芯12，公接头壳体11通过后极限位置限位面和卡簧18保证公接头安装套与公接头壳体的相对位置，利用安装套配合段111与阀芯安装段112的径向尺寸差值，减小公接头安装套13的占用空间，减小接头的体积。其他实施例中，前壳体与后壳体可以为一体式结构，此时可以在公接头壳体的后端设置封盖，以方便公接头阀芯的安装。

公接头安装套13的最大外径尺寸大于前壳体113最大外径尺寸，公接头安装套13的外周面上设有用于与流体模块或者机箱固定连接的连接螺纹132，连接段115设置在安装套配合段111的前侧，保证阀芯安装段112与安装套限位配合段111具有足够的径向尺寸差，减小接头的体积，实现接头的小型化。其他实施例中，公接头安装套的最大外径尺寸也可以小于前壳体最大外径尺寸，在公接头安装套厚度较大时，前壳体与后壳体也可以有其他的密封方式，比如前壳体与后壳体通过密封圈密封配合；公接头壳体与公接头安装套的形式也可以采用背景技术中引用对比文件所述的形式，即公接头壳体上设置浮动壳体，浮动壳体夹装在公接头安装套上，此时浮动壳体与安装套之间既可以轴向浮动，也可以径向浮动，但是这种结构势必会增大公接头的体积。

本发明的母接头2也是浮动流体接头，母接头2还包括母接头安装套23，母接头安装套23与母接头壳体21的浮动配合，具体的配合关系与公接头安装套13、公接头壳体11的配合关系相同，母接头2上具体的浮动结构与公接头1的浮动结构相同，具体不再赘述，母接头2与公接头1均为浮动流体接头时，能够适应误差更大的安装环境。

本发明的浮动流体接头的具体实施例，本实施例中的浮动流体接头的结构与上述接头组件的具体实施例中所述的公接头或者母接头的结构相同，具体不再赘述。

Claims (7)

1.浮动流体接头，包括接头壳体，接头壳体内具有沿前后方向延伸的接头流体通道，其特征在于：浮动流体接头还包括安装套，安装套具有供接头壳体插入的安装套内孔，接头壳体插入安装套并与安装套密封配合，安装套与接头壳体之间具有轴向浮动间隙和径向浮动间隙以使接头壳体可相对于安装套沿垂直于安装套轴向偏斜浮动，接头壳体与安装套之间设有对接头壳体施加轴向弹力以保持插头壳体轴向初始位置的轴向弹性件和对接头壳体施加径向弹力以保持插头壳体径向初始位置的径向弹性件；

所述接头壳体穿过安装套内孔，接头壳体包括插入并穿出安装套内孔的安装套配合段和处于安装套配合段前侧的阀芯安装段，浮动流体接头的阀芯设置在阀芯安装段内，阀芯安装段的外径大于安装套配合段的外径，安装套配合段上设有在插头壳体处于前极限位置时与安装套限位配合限制插头壳体向前运动的前极限位置限位件，阀芯安装段的后端面为在接头壳体处于后极限位置时与安装套限位配合限制接头壳体向后运动的后极限位置限位面。

2.根据权利要求1所述的浮动流体接头，其特征在于：径向弹性件和/或轴向弹性件为使接头壳体与安装套之间密封配合的弹性密封圈。

3.根据权利要求2所述的浮动流体接头，其特征在于：所述径向弹性件为弹性密封圈，轴向弹性件为压装在安装套与接头壳体之间的压簧。

4.根据权利要求3所述的浮动流体接头，其特征在于：所述压簧套在接头壳体外围，且压簧的内孔径大于接头壳体的外径，压簧与接头壳体之间形成有供接头壳体相对于压簧径向浮动的压簧壳体浮动间隙，以使压簧与安装套在安装套径向上的位置相对固定，所述安装套具有对压簧外周限位限制其径向相对于接头安装套移动的限位面。

5.根据权利要求1所述的浮动流体接头，其特征在于：所述接头壳体包括用于适配接头插接配合的前壳体和与安装套浮动配合的后壳体，所述安装套配合段设置在后壳体上，所述前壳体与后壳体螺纹连接且在螺纹连接处设置有密封胶。

6.根据权利要求5所述的浮动流体接头，其特征在于：所述前壳体后端设有外螺纹，后壳体前端设有与外螺纹适配的内螺纹，所述后壳体包括处于安装套配合段前侧与阀芯安装段螺纹连接的连接段，所述连接段和前壳体构成所述阀芯安装段，所述安装套配合段的外径小于连接段的外径，连接段的后端面构成所述后极限位置限位面。

7.接头组件，包括公接头和母接头，其特征在于：所述公接头和母接头中至少一个为权利要求1-6任意一项所述的浮动流体接头。

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