CN112055798B - 允许承受管的变化和连接验证的快速连接流体连接器 - Google Patents

Abstract

一种快速连接流体连接器，其设有能够承受流体连接器所连接的第二流体系统的管中的变化的密封和夹持特征部。流体连接器承受变化，同时在通过流体连接器的高流体压力下保持密封和夹持。在一个实施例中，流体连接器还可设有RFID标签，以验证流体连接器适当地连接到管。

Description

允许承受管的变化和连接验证的快速连接流体连接器

技术领域

本公开涉及一种快速连接流体连接器，其可用于例如将第一流体系统与第二流体系统连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移气体、液体或其他流体。

背景技术

快速连接流体连接器普遍用于将第一流体系统与第二流体系统连接，以在两个流体系统之间转移流体。已知快速连接流体连接器的许多示例，包括在美国专利4884830中公开的那些。

通常期望的是，在允许任何流体流动之前，确保快速连接流体连接器联接并密封到所连接的流体系统，以防止流体从快速连接流体连接器泄漏，并防止快速连接流体连接器在压力下断开。

发明内容

描述了一种快速连接流体连接器，该快速连接流体连接器设有密封和夹持特征部，该密封和夹持特征部能够承受该流体连接器所连接的第二流体系统的管中的变化。流体连接器承受变化，同时在通过流体连接器的高流体压力下保持密封和夹持。在一个实施例中，本文中描述的流体连接器还可设有验证装置，以验证流体连接器是否适当地连接到管。

在一个实施例中，验证装置可以是RFID标签，该RFID标签安装在流体连接器上的位置使得当流体连接器未适当地附接到第二流体系统的管时，无法被感测或检测到RFID标签的存在。只有当流体连接器已适当地连接到管时，才能感测到RFID标签。因此，未能感测到RFID标签可以向操作者指示流体连接器未适当地附接，并且可以防止在处理操作中通过流体连接器的流体流，直到流体连接器被适当地附接并且感测到RFID标签为止。

在本文中描述的快速连接流体连接器中，活塞至少部分地围绕夹头并致动夹头。这不同于常规的快速连接流体连接器设计，在常规的快速连接流体连接器设计中，夹头通常由连接器的主体或可动套筒致动。

在本文中描述的快速连接流体连接器中，位置活塞限制了密封件的径向向内挤压。特别地，在活塞的向前位置和位置活塞的缩回位置，并且在快速连接流体连接器连接到管的情况下，密封件在其径向内侧被位置活塞和管封装，在其径向外侧被活塞封装，在其一个轴向端部被活塞封装，在其第二轴向端部被诸如垫圈之类的元件封装。在流体连接器操作期间，密封件在活塞与元件之间被轴向挤压。然而，当轴向挤压密封件时，位置活塞和管的外径限制了密封件的径向向内挤压。

在一个实施例中，描述了一种快速连接流体连接器，其可拆卸地连接到流体系统的管，以通过快速连接流体连接器处理进入或离开流体系统的流体。流体连接器是大致圆筒形构造，其可以包括主体、活塞、位置活塞、具有多个夹头的夹头组件、锁定套筒和纵向轴线。主体具有第一端部和第二端部，并限定内部空间。锁定套筒围绕主体并且可滑动地设置在主体上，以平行于纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动运动，并且弹簧与锁定套筒接合并且将锁定套筒朝向向前位置偏置。夹头组件设置在主体的内部空间中，邻近其第二端部。多个夹头可在展开位置与塌缩位置之间移动，当锁定套筒处于向前位置时，多个夹头处于塌缩位置。活塞可滑动地设置在主体的内部空间内，以平行于纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动运动，弹簧与活塞接合并使活塞朝向活塞的向前位置偏置，并且活塞具有第一端部和第二端部。在活塞的缩回位置，多个夹头处于展开位置，在活塞的向前位置，活塞的第二端部围绕多个夹头，并且多个夹头处于塌缩位置。位置活塞可滑动地设置在活塞内，并且位置活塞可相对于活塞平行于纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动。弹簧与位置活塞接合并且将位置活塞朝其向前位置偏置，并且位置活塞具有第一端部和第二端部。在位置活塞的向前位置，多个夹头处于展开位置，并且位置活塞的第二端部被多个夹头围绕，在位置活塞的缩回位置，多个夹头处于塌缩位置，并且多个夹头不围绕位置活塞的第二端部。另外，手柄枢转地连接到主体，以在断开位置与连接位置之间枢转运动。手柄附接到活塞，以便当手柄在断开位置与连接位置之间枢转时致动活塞，当手柄处于断开位置时，活塞处于其缩回位置，当手柄处于连接位置时，活塞处于其向前位置。

在另一实施例中，描述了一种快速连接流体连接器，其可拆卸地连接到流体系统的管，以通过快速连接流体连接器将处理进入或离开流体系统的流体。流体连接器是大致圆筒形构造，其可以包括主体、活塞、位置活塞、具有多个夹头的夹头组件、锁定套筒和纵向轴线。锁定套筒围绕主体并且可滑动地设置在主体上，以平行于纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动运动，并且弹簧与锁定套筒接合并且使锁定套筒朝向向前位置偏置。另外，至少一个射频识别标签(无源标签或有源标签)附接到主体的外表面。射频识别标签定位在主体的外表面上的位置处，使得当锁定套筒处于缩回位置时，射频识别标签的至少一部分被锁定套筒覆盖，当锁定套筒处于向前位置时，射频识别标签没有一部分被锁定套筒覆盖。

在又一实施例中，描述了一种快速连接流体连接器，其可拆卸地连接到流体系统的管，以通过快速连接流体连接器处理进入或离开流体系统的流体。流体连接器是包括主体的大致圆筒形构造。零件安装在主体上并可相对于主体在第一位置与第二位置之间移动。至少一个射频识别标签(无源标签或有源标签)附接到主体的外表面。射频识别标签位于所述主体的外表面上的位置，使得当零件位于第一位置时，射频识别标签的至少一部分被零件覆盖，当零件位于第二位置时，射频识别标签没有一部分被零件覆盖。

在又一个实施例中，描述了一种验证快速连接流体连接器与流体系统的管的连接以通过快速连接流体连接器处理进入或离开流体系统的流体的方法。该方法包括：将至少一个射频识别标签(无源标签或有源标签)附接到快速连接流体连接器的主体的外表面的以下位置：在该位置处，当快速连接流体连接器处于断开状态时，至少一个射频识别标签不能被电子读取器检测，当快速连接流体连接器处于连接状态时，至少一个射频识别标签能够被电子读取器检测。

附图说明

图1是在连接到流体系统的管之前的本文中描述的快速连接流体连接器的侧视图。

图2是连接到管的图1中的快速连接流体连接器的立体图。

图3是快速连接流体连接器和管的侧剖视图。

图4是连接到管的快速连接流体连接器的侧剖视图。

图5是快速连接流体连接器和管从图3中视图转过90度得到的另一侧剖视图。

图6是包含在图5中的圆圈6中的部分的放大视图。

图7是类似于图5但快速连接流体连接器连接到管的侧剖视图。

图8示出了结合有本文中描述的流体连接器的系统。

图9示出了带有一件式密封组件的流体连接器的实施例。

图10是在连接到流体系统的管之前的本文中描述的快速连接流体连接器的另一实施例的立体图。

图11是图10中的快速连接流体连接器和管的侧剖视图。

图12是连接到管的图10中的快速连接流体连接器的侧剖视图。

图13是类似于图12的视图，但是管的扩口端部比图10－12中的短，使得密封件接触位置活塞，从而位置活塞限制了密封件的径向向内挤压。

具体实施方式

首先参照图1－2，示出了快速连接流体连接器10的一种实施例。在该示例中，流体连接器10是带有纵向轴线A－A的大致圆筒形构造。流体连接器10可用于例如将第一流体系统(未示出)与第二流体系统的流体系统的管12流体连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移流体，流体包括气态流体或液态流体，或流体连接器10可连接到第二流体系统的管12，以使用流体连接器10来密封第二流体系统。

在所示的示例中，管12具有扩口端部或扩张端部14，该扩口端部或扩张端部14径向向外扩口或扩张，使得扩口端部14的直径大于管12其余部分的直径。如下文更详细地描述的，流体连接器10设计成与管12密封并夹持在管12上。此外，流体连接器10设计成适应管12及其扩口端部14的变化。另外，在一些实施例中，流体连接器10可以设有验证流体连接器10适当地连接到管12的装置。

参照图1－4，流体连接器10包括主体20(图1－4)、活塞22(图3－4)、位置活塞24(图3－4)、夹头组件26(图2－4)、锁定套筒28(图1－4)和手柄30(图1－4)。主体20、活塞22、位置活塞24、夹头组件26和锁定套筒28每个都是大致圆筒形的。

主体20是大致细长的且大致圆筒形的结构，其围绕活塞22、位置活塞24(被活塞22围绕)和夹头组件26。主体20具有第一端部或后端部32和第二端部或前端部34，并限定用于接纳活塞22、位置活塞24和夹头组件26的内部空间36。第一端部32可连接到第一流体系统的管道或其他结构，并且流过流体连接器10的流体可以经由内部空间36、活塞22和位置活塞24流出或流入管道。

参照图3和4，主体20还包括多个周向间隔开的孔38，每个孔38接纳锁定球40。如下文进一步描述的，锁定球40用于锁定锁定套筒28的位置。

继续参照图3和4，锁定套筒28是围绕主体20的大致圆筒形结构。锁定套筒28可滑动地设置在主体20上，以平行于纵向轴线A－A在缩回位置(图3)与向前位置(图4)之间滑动运动。诸如螺旋弹簧42之类的偏置机构与锁定套筒28接合并且将锁定套筒28朝向向前位置偏置。螺旋弹簧42的前端部与限定在锁定套筒28上的肩部44接合，后端部与围绕主体20固定的卡环46接合。锁定套筒28在主体20上的向前行进受到设置在主体20上的卡环48(或其他结构)限制。

如图3－4中最佳所见，锁定套筒28在其前端部附近限定了内斜坡表面50，并在内斜坡表面50的后部限定了止动槽52。在图3中的缩回位置，斜坡表面50与锁定球40相邻。可在周向上连续的止动槽52旨在在锁定套筒28的向前位置接纳锁定球40的径向外端部。如下文进一步论述的，在使用流体连接器10时，当锁定套筒28朝向向前位置移动时，斜坡表面50将球40径向向内推。当球40被向内推时，锁定套筒28可以在锁定球40上滑动到向前位置，在该位置，锁定球40的径向外端部置于止动槽52内(图4)，以使锁定套筒28可释放地锁定在向前位置。

参照图2－4，夹头组件26设置在主体20的内部空间36内邻近其第二端部34。夹头组件26包括围绕纵向轴线A－A布置成圆形的多个单独的夹头54。夹头54构造成在流体连接器10的操作期间在夹头54限定第一直径的展开位置(图3)与夹头54限定小于第一直径的第二直径的塌缩位置(图4)之间可径向移动。夹头54的运动仅是径向的(向内或向外)；夹头54不枢转。夹头54被弹簧环56偏置到展开位置，该弹簧环56围绕位置活塞24设置并且设置在由夹头54的内表面限定的周向通道内。夹头54通过垫圈58以及将垫圈58保持在主体20中的卡环60被保持在主体20的内部空间36内。每个夹头54都具有从其延伸的径向凸缘62，当夹头54处于展开位置时，该径向凸缘62设置在垫圈58与限定在主体20的内表面上的肩部64之间。此外，垫圈66设置在夹头54的相对侧处，使得夹头54轴向地固定在垫圈58、66之间，其中，垫圈66包含在活塞22的内径内。在流体连接器10的操作期间，夹头54被活塞22迫使从图3中的展开位置径向向内到图4中的塌缩位置。如图4最佳所见，当锁定套筒28处于向前位置时，夹头54处于塌缩位置。

参照图3和4，活塞22可滑动地设置在主体20的内部空间36内，以相对于主体20在平行于纵向轴线A－A的方向上在缩回位置(图3)与向前位置(图4)之间滑动。诸如螺旋弹簧70之类的偏置机构与活塞22接合，并将活塞22朝向图4中的向前位置偏置。螺旋弹簧70的前端部与在活塞22的内部上限定的肩部接合，后端部与在主体20上限定的内部肩部接合。

活塞22是大致中空的，并且具有第一端部或后端部72、第二端部或前端部74以及纵向延伸穿过其中的通道76。第一端部72在其中接纳螺旋弹簧70的前端部。第二端部74包括成角度的斜坡表面78，在图3中所示的活塞22的缩回位置，该成角度的斜坡表面78可与在夹头54上限定的对应的成角度的斜坡表面接合。在活塞22的缩回位置，夹头54处于其展开位置。当活塞22朝向图4中的向前位置致动(并且位置活塞24如下文进一步描述的那样移开)时，斜坡表面78接合夹头54上的斜坡表面，从而迫使夹头54径向向内到其塌缩位置，并且活塞22的第二端部74在上方越过夹头54，从而围绕夹头54，以将夹头54保持在塌缩位置，并防止夹头54径向向外移动以返回到展开位置。因此，在流体连接器10中，夹头54由活塞22致动。在现有的流体连接器中，夹头被流体连接器的套筒或主体包围并由其致动。

活塞22还包括形成在其外表面中的在第一端部72与第二端部74之间但更接近第一端部72而非第二端部74定位的止动槽80。如图4中所示，可以是周向连续的止动槽80旨在在活塞22的向前位置和锁定套筒28的向前位置接纳锁定球40的径向内端部。如下文进一步论述的，在使用流体连接器10时，在流体连接器10的连接状态下，锁定球40的径向外端部置于锁定套筒28的止动槽52内，而锁定球40的径向内端部置于活塞22(图4)的止动槽80内。

继续参照图3－4，活塞22的第二端部74在其中接纳密封组件82。密封组件82设置在限定在活塞22的内部上的内部肩部84与垫圈66之间。在流体连接器10的操作中，密封组件82设计成随着活塞22移动到图4中的其向前位置而在垫圈66与肩部84之间被挤压。由于密封组件82被有效地向外且轴向地封装，密封组件82在被挤时径向向内挤压。这导致密封组件82与管12的扩口端部14的外径密封并且与位置活塞24的前端部的外径接触(但不一定密封)(如图4中所示)，以防止流体泄漏并限制密封组件82的径向向内挤压。因为密封组件82与位置活塞24的外径接合，并且密封组件82封装在位置活塞24的外径、活塞22的内径、管12的扩口端部14的外径、垫圈66和活塞22的肩部84之间，密封组件82被挤时的挤压受限，从而导致一致的密封力和密封组件82的更长寿命。

密封组件82可以具有允许其执行本文中描述的密封功能的任何构造。在一个实施例中，密封组件82可以是成对并排的弹性体O形环(如图3－5和7中所示)，其中，这些O形环彼此分开或集成在一起成为整体单件构造。在图9中所示的另一个实施例中，密封组件82可以是单个整体式弹性体元件。

连同图1－2一起参照图3－7，活塞22还包括形成在其外表面中的凸轮通道86。凸轮通道86可沿周向连续，并在其中接纳致动机构的一部分，该致动机构的一部分连接到手柄30，以在致动活塞22的缩回位置与向前位置之间致动活塞22。特别地，手柄30枢转地连接到主体20，使得手柄30可相对于主体20在断开位置(图1和3中所示)与连接位置(图2和4中所示)之间枢转。在手柄30的断开位置，活塞22处于缩回位置，而当手柄30处于连接位置时，活塞22处于向前位置。

手柄30可以具有允许在断开位置与连接位置之间致动手柄30并随着手柄30在这些位置之间移动而致动活塞22的任何构造。在图1－2中所示的实施例中，手柄30示出为包括设置在主体20的相对侧上的成对的臂88a、88b，并且中心构件90连接臂88a、88b。中心构件90包括成角度的手指提升部段92，使用者可以通过该成角度的手指提升部段92在断开位置与连接位置之间致动手柄30。

参照图5－7，凸轮94固定到臂88a、88b中的每一个上，并随其围绕旋转轴线Ra旋转。凸轮从动件或衬套96例如通过销98在偏离旋转轴线Ra的位置处固定在每个凸轮94上，使得该凸轮从动件96围绕旋转轴线Ra旋转。凸轮从动件96设置在活塞22的凸轮通道86内，使得当凸轮94通过手柄30旋转时，凸轮从动件96从图5－6中所示的位置移动到图7中所示的位置。在操作中，随着手柄30从图1和3中的断开位置旋转到图2和4中的连接位置时，凸轮94随手柄30一起旋转。这使设置在凸轮通道86中的偏心凸轮从动件96旋转，从而将活塞22从缩回位置驱动到向前位置。当手柄30从连接位置旋转回到断开位置时，活塞22被驱动回到缩回位置。

位置活塞24控制夹头54的径向向内移动，这进而控制活塞22到向前位置的移动，这进而控制锁定球40的径向向内移动，以允许锁定套筒28移动到向前位置。位置活塞24可滑动地设置在活塞22内，并且位置活塞24相对于活塞22可平行于纵向轴线A－A在缩回位置(图4)与向前位置(图3)之间滑动。在位置活塞24的向前位置，位置活塞24在夹头54内，从而防止夹头54移动到塌缩位置。为了使夹头54径向向内移动到塌缩位置，位置活塞24必须移动到缩回位置。

参照图3－4，诸如螺旋弹簧100之类的偏置机构与位置活塞24接合，并将位置活塞24朝向图4中的向前位置偏置。螺旋弹簧100的前端部接合限定在位置活塞24的内部上的肩部，后端部接合限定在主体20上的内部肩部。螺旋弹簧100同轴地设置在螺旋弹簧70内。

位置活塞24具有与螺旋弹簧100接合的第一端部、与第一端部相对的第二端部以及在第一端部与第二端部之间延伸的流体通道102。如图4中所示，位置活塞24的第二端部构造成与管12的扩口端部14接合。特别地，位置活塞24的第二端部的外径近似等于扩口端部14的外径，使得位置活塞24的第二端部的外径有效地形成扩口端部14的延续。

流体连接器10的操作应从以上描述中显而易见。为了连接到管12，将管12的扩口端部14插入流体连接器10的端部。该插入将驱动位置活塞24回到缩回位置(图4)，这将允许夹头54抵抗弹簧环56的偏置力被径向向内驱动到塌缩位置。由于活塞22的凸轮通道86中的凸轮从动件96的机械作用，通过手柄30从断开位置旋转到连接位置，夹头54经由活塞22被径向向内驱动到塌缩位置。当活塞22到达向前位置时，止动槽80设置在锁定球40下方，这将允许锁定球40被径向向内驱动。锁定球40将通过作用在锁定套筒28上的弹簧42的偏置力被锁定套筒28上的斜坡表面50自动地径向向内驱动。当流体连接器10完全连接并且在流体压力下时，锁定套筒28上的止动槽52将在径向上在锁定球40上方，并且锁定球40的外端部将设置在止动槽52内，从而防止锁定套筒28缩回到缩回位置。如果位置活塞24没有通过插入管12而被向后驱动，则夹头54不能径向向内移动，活塞22不能向前移动到向前位置，操作者不能将手柄30旋转到连接位置，以将活塞22机械驱动到向前位置，并且锁定球40将不会径向向内移动。活塞22由于套筒28上的止动槽52而阻止套筒28移动到缩回位置，即使操作者试图在流体连接器10受压时将手柄30移动到断开位置，止动槽52也将阻止套筒28被致动。

出于安全原因，活塞22是压力活塞，当流体连接器10受压时，该活塞难以向后移动。特别地，流过流体连接器10的受压流体将作用在活塞22上，并趋向于迫使活塞22到图4中的右侧。这将在锁定球40上施加一个增大的径向向上的力，以增加止动槽52上的力。因此，锁定套筒28上的止动槽52和活塞22上的止动槽80起到了防止受压时锁定套筒28或活塞22意外移动的作用。如果操作者试图将手柄30旋转到断开位置而没有先将锁定套筒28移回缩回位置，则锁定球40将被驱动到锁定套筒28的止动槽52中。另外，当受压流体流过流体连接器时，活塞22受压并且锁定套筒28不能移动到缩回位置，这是因为活塞22将把锁定球40驱动到锁定套筒28的止动槽52中并且操作者将无法克服该力。

为了使管12反转并从流体连接器10上取下，必须停止受压流体的流动，然后操作者将锁定套筒28拉回到缩回位置，然后将手柄30旋转到断开位置，这将致动活塞22到缩回位置。弹簧环56将自动将夹头54与管12分离，并且操作者将把流体连接器10从管12拉开。同时，螺旋弹簧100将位置活塞24偏置回到向前位置以将夹头54保持在展开位置，等待连接到下一个管12。

图10－12示出了快速连接流体连接器10的另一实施例，该快速连接流体连接器10可用于例如将第一流体系统(未示出)与管12的扩口端部14流体连接。在该实施例中，与图1－7和9中的元件相似的元件使用相同的附图标记表示。

在该实施例中，流体连接器10包括主体20(图10－12)、活塞22(图11－12)、位置活塞24(图11－12)、夹头组件26(图10－12)、锁定套筒28(图10－12)和手柄30(图10－12)。流体连接器10的该实施例还包括主密封活塞150(图11－12)。

参照图11和图12，主体20是大致细长且大致圆筒形的结构，其围绕活塞22、位置活塞24(被活塞22围绕)、主密封活塞150和夹头组件26。主体20包括多个周向间隔的孔38，每个孔38接纳锁定球40中的一个，锁定球40锁定锁定套筒28的位置，如下文进一步描述。

继续参照图11和图12，锁定套筒28是围绕主体20的大致圆筒形结构。锁定套筒28可滑动地设置在主体20上，以平行于纵向轴线在缩回位置(图11)与向前位置(图12)之间滑动运动。诸如螺旋弹簧42之类的偏置机构与锁定套筒28接合，并且将锁定套筒28朝向向前位置偏置。螺旋弹簧42的前端部与限定在锁定套筒28上的肩部接合，后端部与主体20接合。在该实施例中，锁定套筒28在主体20上的向前行进受到主体20的扩大直径部分152(或其他结构)限制，如图12中最佳所见。

与图1－7和9中的锁定套筒28一样，在图10－12的实施例中，锁定套筒28在其前端部附近具有内斜坡表面50。在图11中的缩回位置，斜坡表面50与锁定球40相邻。如下文进一步论述的，在使用流体连接器10时，当锁定套筒28朝向向前位置移动时，斜坡表面50将球40径向向内推。当球40被向内推时，锁定套筒28可以在锁定球40上滑动到向前位置(图12)，在该位置，锁定球40的径向外端部与锁定套筒28的接合表面154接合，以将锁定套筒28可释放地锁定在向前位置。

参照图10－12，夹头组件26设置在主体20的内部空间内邻近其第二端部34。夹头组件26包括围绕纵向轴线A－A布置成圆形的多个单独的夹头54。夹头54构造成在流体连接器10的操作期间可在夹头54限定第一直径的扩张位置(图11)与夹头54限定小于第一直径的第二直径的塌缩位置(图12)之间径向移动。夹头54的运动仅是径向的(向内或向外)；夹头54不枢转。夹头54被弹簧环56偏置到展开位置，该弹簧环56围绕位置活塞24设置并且设置在由夹头54的内表面限定的周向通道内。夹头54通过主体20的向内扩口156被保持在主体20的内部空间36内。

每个夹头54都具有从其延伸的径向凸缘62。另外，垫圈66设置在夹头54的相对侧，使得夹头54轴向固定在向内扩口156与垫圈66之间，并且垫圈66包含在主密封活塞150的内径内。在流体连接器10的操作期间，夹头54被活塞22迫使从图11中的展开位置径向向内到图12中的塌缩位置。如图12最佳所见，当锁定套筒28处于向前位置时，夹头54处于塌缩位置。

参照图11和12，活塞22可滑动地设置在主体20内，以在平行于纵向轴线A－A的方向上相对于主体20在缩回位置(图11)与向前位置(图12)之间滑动运动。螺旋弹簧70或其他偏置机构与活塞22接合并且朝向图12中的向前位置偏置活塞22。活塞22的第一端部72可连接到第一流体系统的管道或其他结构，流动通过流体连接器10的流体可以经由活塞22和位置活塞24流出或流入管道。

活塞22是大致中空的，并且具有第二端部或前端部74和通道76。第二端部74包括成角度的斜坡表面78，该斜坡表面78可在活塞22的缩回位置与夹头54接合，如图11中所示。在活塞22的缩回位置，夹头54处于其展开位置。当活塞22朝向图12中的向前位置致动(并且位置活塞24如下文进一步描述的那样移开)时，斜坡表面78接合夹头54，从而迫使夹头54径向向内到其塌缩位置，并且活塞22的第二端部74向上越过夹头54，从而围绕夹头54以将夹头54保持在塌缩位置并防止夹头54径向向外移动以返回到展开位置。因此，在流体连接器10中，夹头54由活塞22致动。在现有的流体连接器中，夹头被流体连接器的套筒或主体包围并由其致动。

活塞22还包括形成在其外表面中在第一端部72与第二端部74之间的止动槽80，但是在该实施例中，定位成比与第一端部72更靠近第二端部74。如图12中所示，可以在周向上连续的止动槽80，旨在在活塞22的向前位置和锁定套筒28的向前位置接纳锁定球40的径向内端部。如下文进一步论述的，在使用流体连接器10时，锁定球40的径向外端部由锁定套筒28保持，而锁定球40的径向内端部在流体连接10连接状态下置于活塞22的止动槽80内(图12)。

继续参照图11－12，主密封活塞150是大致圆筒形的，设置在活塞22内，并位于活塞22与位置活塞24之间。在该实施例中，主密封活塞150的结构与活塞22在物理上分离。然而，主密封活塞150也可以被认为是活塞22的一部分。就这方面而言，如下文进一步描述的，主密封活塞150执行以上在图1－7和9中描述的活塞22的某些功能。

由于限定在主密封活塞150上的肩部158和限定在活塞22上的对应肩部，主密封活塞150与活塞22一起在缩回位置(图11)与向前位置(图12)之间行进。主密封活塞150包括第一端部或后端部160以及第二端部或前端部162。第一端部160抵靠固定于活塞22的卡环164或类似物。此外，诸如O形环之类的密封件166在主密封活塞150与活塞22之间密封。

继续参照图11－12，主密封活塞150的第二端部162在其中接纳密封组件82。密封组件82设置在内部肩部84与垫圈66之间，在该实施例中，该内部肩部84限定在主密封活塞150的内部上。在流体连接器10的操作中，密封组件82设计成随着主密封活塞150与活塞22一起移动到图12中的向前位置而被挤在垫圈66与肩部84之间。由于密封组件82被有效地向外且轴向地封装，密封组件82在被挤时径向向内挤压。如图12中所示，这导致密封组件82与管12的扩口端部14的外径密封，以防止流体泄漏并限制密封组件82的径向向内挤压。因为密封组件82被封装在主密封活塞150的内径、管12的扩口端部14的外径、垫圈66与主密封活塞150的肩部84之间，故而密封组件82被挤时的挤压受到限制，从而导致密封组件82具有一致的密封力和更长的寿命。

管12的扩口端部14的长度可以变化很大，使得在某些情况下，密封组件82可以与位置活塞24的外径相接，而在其他情况下则可以不与之相接。例如，在图12中，扩口端部14相对较长，使得密封组件82在被挤时仅在径向向内方向上接合扩口端部14的外径。图13示出了与图10－12中的连接器相同的快速连接流体连接器，但是示出了管12的扩口端部14，其比图10－12中的相对更短，使得当被挤时密封组件82同时接合位置活塞24的端部和扩口端部14的外径，与图4中所示的实施例类似。

密封组件82可以具有允许其执行本文中描述的密封功能的任何构造。在图11－13中所示的实施例中，密封组件82被示出为单个整体式弹性体元件。然而，在其他实施例中，密封组件82可以是成对并排的弹性体O形环(如图3－5和图7中所示)，其中，这些O形环彼此分离或集成在一起成为整体单件构造。

在图10－13中所示的实施例中，可以以与上述关于图3－7相同的方式实现通过手柄30致动活塞22，即使用凸轮通道86和带有凸轮(图5－7)的致动机构，该凸轮连接到手柄30，用于在其缩回位置与向前位置之间致动活塞22。手柄30枢转地连接到主体20，使得手柄30可相对于主体20在断开位置(图11中所示)与连接位置(图12和13中所示)之间枢转。在手柄30的断开位置，活塞22处于缩回位置，而当手柄30处于连接位置时，活塞22处于向前位置。

位置活塞24控制夹头54的径向向内移动，这进而控制活塞22和主密封活塞150移动到向前位置，这进而控制锁定球40的径向向内移动，以允许锁定套筒28移动到向前位置。位置活塞24可滑动地设置在主密封活塞150内，并且位置活塞24可相对于主密封活塞150平行于纵向轴线A－A在缩回位置(图12和13)与向前位置(图11)之间滑动。在位置活塞24的向前位置，位置活塞24在夹头54内，从而防止夹头54移动到塌缩位置。为了使夹头54径向向内移动到塌缩位置，位置活塞24必须移动到缩回位置。

参照图11－12和图13，螺旋弹簧100或其他偏置机构与位置活塞24接合，并将位置活塞24朝向图11中的向前位置偏置。螺旋弹簧100的前端部接合限定在位置活塞24的内部上的肩部，后端部接合限定在活塞22上的内部肩部。

位置活塞24具有在其第一端部与第二端部之间延伸穿过其中的流体通道102。如图12中所示，位置活塞24的第二端部构造成与管12的扩口端部14接合。特别地，位置活塞24的第二端部具有倒角，使得扩口端部14可围绕位置活塞24的倒角端部装配，如图12和13中所示。

图10－12和图13中的流体连接器10的操作从以上的描述中应该是显而易见的。为了连接到管12，将管12的扩口端部14插入流体连接器10的端部。该插入将驱动位置活塞24回到缩回位置(图12和13)，这将允许夹头54克服弹簧环56的偏置力而被径向向内驱动到塌缩位置。夹头54经由主密封活塞150被径向向内驱动到塌缩位置，活塞22由于弹簧70的偏置力而被朝向向前位置驱动。当主密封活塞150和活塞22到达向前位置时，止动槽80设置在锁定球40的下方，这将允许锁定球40被径向向内驱动。锁定球40将通过作用在锁定套筒28上的弹簧42的偏置力被锁定套筒28上的斜坡表面50自动地径向向内驱动。如果位置活塞24没有通过管的插入向后驱动，则夹头54不能径向向内移动，主密封活塞150和活塞22不能向前移动到向前位置，并且锁定球40将不会径向向内移动。

为了断开图10－12和图13中的流体连接器10，需要两步过程。首先，必须将套筒28从图12和13中的位置拉回，以使套筒28的较大内径部分位于锁定球40上方。然后，使手柄30从图12和13中所示的位置塌缩(即，沿顺时针方向旋转)。发生这种情况时，凸轮致动机构将活塞22与主密封活塞150一起缩回到缩回位置(图11)。然后，弹簧环56使夹头54展开到其展开位置，从而释放管12的扩口端部14。

在一些实施例中，至少一个射频识别(RFID)标签110可以可选地并入图1－7、图9和图10－13的流体连接器10中。在一种可能的实施方式中，RFID标签110可以用于验证流体连接器10是否适当地连接到管12。附加于或替代于连接验证，RFID标签110可以用于的目的比如是但不限于：识别流体连接器10，确保将正确的流体连接器10连接到管12，计数流体连接器10的操作循环数，跟踪流体连接器10，跟踪流体连接器10的工作寿命，以及跟踪流体连接器10的维护间隔。

图3－4示出了RFID标签110的一个示例性实施例。RFID标签110可以是无源RFID标签，其没有其自己的电源，而是由从RFID读取器传输的电磁能供电。在另一实施例中，RFID标签110可以是有源标签，其设有其自己的电源或者电气连接到电源。可以使用单个RFID标签110，或者可以设置多个RFID标签110。当用于连接验证时，RFID标签110定位在主体20上(或流体连接器10上的其他地方)，使得当流体连接器10的可动零件处于流体连接器10未连接的第一位置时，RFID标签110是不可检测的，但是当可动零件移动到第二位置时，RFID标签110是可检测的，这仅当流体连接器10适当地连接时才能实现。

例如，在RFID标签110是无源的情况下，RFID标签110相对于可动零件的安装位置可使得可动零件在第一位置时会干涉RFID标签110从读取器接收足够的电磁能以防止RFID标签110充分通电，从而防止RFID对标签110的检测或感测，或者可动零件干涉来自RFID标签110的信号到达读取器。然而，当可动零件移动到第二位置时，RFID标签110可以从读取器接收足够的电磁能以充分地给RFID标签110通电并且发送可以被读取器感测或检测的信号，或者可动零件不再干涉来自RFID标签110的信号到达读取器。

在RFID标签110是有源的情况下，RFID标签110可以安装在这样的位置，即当可动零件处于第一位置时，可动零件阻挡来自RFID标签的信号，但当零件处于第二位置时，不阻挡信号。替代地，该零件在第一位置与第二位置之间的移动可以控制有源RFID标签110的电源，使得当该零件处于第一位置时，电源被切断(或显著减小)，从而没有信号被发送，而当部件处于第二位置时，电源被供给RFID标签110。

在一个示例性实施方式中，RFID标签110位于主体20上靠近安装在主体20上的金属零件的位置，该金属零件可相对于主体20在第一位置与第二位置之间移动，使得当该零件处于第一位置时，RFID标签110的至少一部分被该零件覆盖，当该零件处于第二位置时，RFID标签110没有一部分被覆盖。特别地，如图3－4中所示，RFID标签110附接到主体20的靠近锁定套筒28的外表面。比起主体20的第二端部34，RFID标签110更靠近主体20的第一端部32。如图3中所示，当锁定套筒处于缩回位置时，RFID标签110的至少一部分被锁定套筒28(由金属制成)覆盖，如图4中所示，当锁定套筒28处于向前位置时，RFID标签110没有一部分被锁定套筒28覆盖。

类似地，在图11－13中，RFID标签110附接到主体20的靠近锁定套筒28的外表面。如图11中所示，当锁定套筒处于缩回位置时，RFID标签110的至少一部分被锁定套筒28(由金属制成)覆盖，如图12和13中所示，当锁定套筒28处于向前位置时，RFID标签110没有一部分被锁定套筒28覆盖。

在RFID标签110是无源的情况下，申请人发现，在缩回位置仅用金属结构、比如锁定套筒28覆盖RFID标签110的一小部分就可以防止RFID读取器感测到RFID标签110。然而，当诸如锁定套筒28之类的结构不再覆盖RFID标签110的任何部分时，可以如图4中的符号112所表明的那样发生RFID标签110的感测和读取。RFID标签110的该部分覆盖和露出可借助流体连接器10的任何可动结构发生。但是，当与锁定套筒28结合使用时，RFID标签110可以用于验证流体连接器10与管12的连接。特别地，如果锁定套筒28没有完全向前移动到连接位置以露出RFID标签110，则不会发生对RFID标签110的感测，从而向操作者指示尚未实现连接。因此，如果位置活塞24没有通过管12的插入而向后驱动，则夹头54不能径向向内移动，活塞22(以及图11－13中的主密封活塞150)不能向前移动，球40将不会向下移动，并且锁定套筒28将不会向前移动以露出RFID标签110。但是，如果不需要RFID标签110的连接验证功能，则RFID标签110可以位于流体连接器10的其他位置。

在图3－4中所示的示例中，设有多于一个RFID标签110。特别地，取决于RFID标签110的尺寸，可设置足够的RFID标签110，使得当基本上端部对端部地布置时，RFID标签110基本上环绕主体20的外表面。此外，例如由塑料或不干扰电磁波的其他材料制成的帽114可设置在RFID标签110上以保护RFID标签110。帽114可以通过密封件116、118与主体20的外表面被密封。

图8示出了使用图1－7、图9或图10－13的流体连接器10和RFID标签110进行连接验证的系统120。流体连接器10被示出为被连接到管12。如果流体连接器10被适当地连接，则RFID读取器122将能够感测或检测RFID标签110。如果感测/检测到RFID标签110，则信号可以被发送到过程控制器124，以指示流体连接器10已连接并准备号使用。于是，与阀126和/或阀128合适地交界的过程控制器124可以向阀126和/或阀128发送信号以打开阀126和/或阀128，从而允许受压流体流到流体连接器10中。在操作者未将流体连接器10适当地连接到管12以致锁定套筒28覆盖RFID标签110的至少一部分的情况下，RFID标签110不被RFID读取器122感测到，并且RFID读取器122可以将信号发送到过程控制器124，以指示流体连接器不在正确的位置，并且尚未准备好在制造过程中使用，因而阻止了制造过程的开始。类似地，如果RFID读取器122先前感测到过RFID标签110并且不再感测到RFID标签110，则可以向过程控制器124发送信号以通过关闭阀126和/或阀128停止流体的流动。

如本文中所使用的(除非明确地相反地指出)，在连接验证期间的对RFID标签110的感测是指RFID读取器122能够检测RFID标签110的存在，而不管是否向RFID标签110读写数据。因此，在不向RFID标签110读写数据的情况下通过RFID读取器122感测RFID标签110的存在就足以验证连接。如果期望除连接验证之外的附加功能，则也可以发生从RFID标签110读取数据和/或将数据写入RFID标签110。

下表列出了也可能发生的附加交互作用(无论是感测RFID标签、从RFID标签读取数据，还是将数据写入RFID标签)和示例性益处。表中的信息假定图1－7、图9或图10－13的流体连接器10旨在连接到在空调，该空调在空调的制造、组装和测试期间沿着装配线移动。应该认识到，流体连接器10也可以用于其他应用中。

本文中描述的RFID标签110不仅充当指示流体连接器10的正确附接的传感器，而且提供了唯一地识别流体连接器10的方式。RFID标签110可以是无源的并且不需要其自己的电源，或者RFID标签110可以是有源的并且具有其自己的电源或连接到电源。通过位置活塞24和将套筒28锁定在RFID标签110不能被感测或读取的位置，可以防止在流体连接器10适当连接之前对RFID标签110的错误读取。管12的扩口端部14必须插入到流体连接器10中，以便正确地致动流体连接器10。密封组件82定位成与管12的扩口端部14密封，并确保在更宽的管公差下流体连接器10与管12之间的成功密封。

在所有方面，本申请中公开的示例应被认为是示意性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的描述指示；并且在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都应包含在其中。

Claims (12)

1.一种快速连接流体连接器，所述快速连接流体连接器能拆卸地连接到流体系统的管，以通过所述快速连接流体连接器处理进入或来自所述流体系统的流体，所述快速连接流体连接器包括：

圆筒形构造，所述圆筒形构造包括主体、被所述主体围绕的活塞、具有多个夹头的夹头组件、围绕所述主体和所述活塞的锁定套筒以及纵向轴线；

所述夹头组件设置在所述主体内且邻近其端部，所述夹头组件的所述多个夹头能在展开位置与从所述展开位置径向向内的塌缩位置之间径向移动；

所述活塞能滑动地设置在所述主体内，以平行于所述纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动运动，弹簧与所述活塞接合并使所述活塞朝向所述活塞的向前位置偏置，并且所述活塞和所述多个夹头相对于彼此布置成使得当所述活塞从缩回位置移动到向前位置时，所述活塞将所述多个夹头致动到所述塌缩位置；以及

其中，所述活塞和所述多个夹头布置成使得，在所述活塞的所述缩回位置，所述多个夹头处于所述展开位置，在所述活塞的向前位置，所述活塞的端部围绕所述多个夹头而所述多个夹头处于所述塌缩位置。

2.根据权利要求1所述的快速连接流体连接器，其特征在于，还包括：位置活塞，所述位置活塞能滑动地设置在所述活塞内，所述位置活塞能相对于所述活塞平行于所述纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动，弹簧与所述位置活塞接合并使所述位置活塞朝向其向前位置偏置；

在所述活塞的内部空间内靠近其端部的密封件；

垫圈，所述垫圈设置在所述密封件与所述多个夹头之间；

其中，在所述活塞的向前位置和所述位置活塞的缩回位置，并且在所述快速连接流体连接器连接到所述管的情况下，所述密封件在其径向内侧被所述管封装，在其径向外侧被所述活塞封装，在其第一轴向端部被所述活塞封装，在其第二轴向端部被所述垫圈封装。

3.根据权利要求2所述的快速连接流体连接器，其特征在于，所述活塞包括主密封活塞，并且所述密封件在其径向外侧被所述主密封活塞封装，在所述第一轴向端部被所述主密封活塞封装。

4.根据权利要求1所述的快速连接流体连接器，其特征在于，还包括附接于所述主体的外表面的至少一个射频识别标签；

其中，所述射频识别标签位于所述主体的所述外表面上的位置，使得当所述锁定套筒处于其缩回位置时，所述射频识别标签的至少一部分被所述锁定套筒覆盖，当所述锁定套筒处于其向前位置时，所述射频识别标签没有一部分被所述锁定套筒覆盖。

5.一种快速连接流体连接器，所述快速连接流体连接器能拆卸地连接到流体系统的管，以通过所述快速连接流体连接器将处理进入或来自所述流体系统的流体，所述快速连接流体连接器包括：

圆筒形构造，所述圆筒形构造包括主体、被所述主体包围的活塞、被所述活塞围绕的位置活塞、具有多个夹头的夹头组件、围绕所述主体和所述活塞的锁定套筒以及纵向轴线；

所述活塞能滑动地设置在所述主体内，以平行于所述纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动运动，弹簧与所述活塞接合并使所述活塞朝向所述活塞的向前位置偏置；

所述位置活塞能滑动地设置在所述活塞内，所述位置活塞能相对于所述活塞平行于所述纵向轴线在缩回位置与向前位置之间滑动，弹簧与所述位置活塞接合并使所述位置活塞朝向其向前位置偏置；

在所述活塞的内部空间内靠近其端部的密封件；

其中，所述密封件在其向前位置围绕所述位置活塞，所述密封件在其缩回位置与所述位置活塞接触，由此所述位置活塞限制了所述密封件的径向向内挤压。

6.根据权利要求5所述的快速连接流体连接器，其特征在于，还包括垫圈，所述垫圈设置在所述密封件与所述多个夹头之间；

其中，在所述活塞的向前位置和所述位置活塞的缩回位置，并且在快速连接流体连接器连接到所述管的情况下，所述密封件在其径向内侧被所述位置活塞和所述管封装，在其径向外侧被所述活塞封装，在其一个轴向侧被所述活塞封装，在其第二轴向侧被所述垫圈封装。

7.根据权利要求5所述的快速连接流体连接器，其特征在于，还包括在所述主体上的多个锁定球，所述活塞的外表面具有能够接纳所述锁定球的止动槽；

其中，当所述活塞处于其缩回位置时，所述锁定球不设置在所述活塞的所述止动槽内；以及

其中，当所述活塞处于其向前位置时，所述锁定球设置在所述活塞的所述止动槽内。

8.根据权利要求5所述的快速连接流体连接器，其特征在于，在所述位置活塞的向前位置：所述位置活塞的一端部延伸超过所述密封件，并且所述位置活塞的所述端部延伸超过所述活塞的端部。

9.根据权利要求5所述的快速连接流体连接器，其特征在于，还包括附接于所述主体的外表面的至少一个射频识别标签；

其中，所述射频识别标签位于所述主体的所述外表面上的位置处，使得当所述锁定套筒处于其缩回位置时，所述射频识别标签的至少一部分被所述锁定套筒覆盖，当所述锁定套筒处于其向前位置时，所述射频识别标签没有一部分被所述锁定套筒覆盖。

10.根据权利要求5所述的快速连接流体连接器，其特征在于，所述活塞包括主密封活塞。

11.一种快速连接流体连接器，所述快速连接流体连接器能拆卸地连接到流体系统的管，以通过所述快速连接流体连接器将处理进入或来自所述流体系统的流体，所述快速连接流体连接器包括：

圆筒形构造，所述圆筒形构造包括主体；

安装在所述主体上并能相对于所述主体在第一位置与第二位置之间移动的金属零件；

附接于所述主体的外表面的至少一个射频识别标签；

其中，所述射频识别标签位于所述主体的所述外表面上的位置处，使得当所述金属零件处于所述第一位置时，所述射频识别标签的至少一部分被所述金属零件覆盖，当所述金属零件处于所述第二位置时，所述射频识别标签没有一部分被所述金属零件覆盖，当所述金属零件处于所述第一位置时，所述快速连接流体连接器处于断开状态，当所述金属零件处于所述第二位置时，所述快速连接流体连接器处于连接状态；当所述金属零件处于所述第一位置时，所述射频识别标签不能被电子读取器检测到，当所述金属零件位于所述第二位置时，所述射频识别标签能够被电子读取器检测到，且所述电子读取器连接到过程控制器。

12.根据权利要求11所述的快速连接流体连接器，其特征在于，所述射频识别标签是无源射频识别标签或有源射频识别标签。

Images