CN112128493A - 钢球锁定快速接头 - Google Patents

Abstract

本发明所述的钢球锁定快速接头，在流体管路连接装置中采取钢球快速锁定的定位方式，以实现基于公/母接头各自密封性的前提下实现精准与快速对接，有效地实现流体在对接结构之间设定的管道内部流通，实现简化对接与解锁操作、杜绝流体外溢和提高现场作业效率的设计目的。在公端前壳体内腔中设置有公端阀芯和阀芯弹性件，阀芯弹性件设置于公端前壳体后端内壁与公端阀芯之间；在阀芯弹性件的弹性支撑下，阀芯在公接头内腔形成的第一通道中往复进行直线运动；在公端前壳体的外部设置有凹槽；在母端前壳体内腔中设置有阀芯套、芯轴和阀芯套弹性件；在阀芯套弹性件的弹性支撑下，阀芯套在母接头内腔形成的第二通道中往复进行直线运动。

Description

钢球锁定快速接头

技术领域

本发明涉及一种新型钢球锁定式快速接头，属于流体管路连接技术领域。

背景技术

随着微电子技术和芯片工艺的快速发展以及新型芯片材料的涌现，电子元器件趋于高密度、高集成化，热流密度迅速攀升，而元器件的可靠性对温度十分敏感，需要高效可靠的冷却技术提供技术保障。同时装备的散热问题越来越突出，液冷散热技术因其高效的散热性能已成为冷却系统的首选方案之一而得已广泛应用于航空航天、电子、船舶、通讯等多个领域。快速接头作为液冷系统中的重要组成部件，其功能是实现液冷管路、液冷冷板等流体通路之间的快速通断，从而方便系统装配、调试和维护，特别是在需要多次拆装和调试的应用场合。

如下述在先公开专利申请，申请号为CN201710509641.3,名称为一种快速接头，其包括插座和与插座适配的插头，插座和插头前端均为插接端，插头包括插头壳体和滑动装配在插头壳体上的锁紧套，锁紧套还包括密封段，密封段处于避让段后侧，密封段上设有密封圈，密封段通过所述密封圈与插头壳体滑动密封配合。在插座和插头插拔过程中，锁紧套的密封段能够保持锁紧套后端与插头壳体的密封。上述申请虽然能够防止液体从锁紧套后端与插头壳体的间隙中流出，但在插拔操作过程中需要先回退外部的套筒才能实现对接与脱离，操作复杂、准确性较低。另外，该接头的对接面并非平头结构，分离后仍会存在滴液情况。

另有下述在先申请专利，公告号为CN102900907B，名称为一种快速接头，包括固定接头和动接头，固定接头的上设有径向延伸的安装孔，安装孔中导向移动装配有按钮，按钮上设有供动接头的插入端通过的按钮通道，按钮通道上设有挡块，动接头的外周上设有锥形结构的台阶，动接头插入固定接头的过程中，锥体段的锥面顶压挡块使按钮朝向压簧移动直至锥体段越过挡块，之后按钮在压簧的弹力下复位，使挡块与动接头上的台阶挡止配合，使固定接头和动接头锁紧连接；解锁时，按压按钮，使按钮上的挡块与动接头上的台阶脱离配合完成解锁。上述接头整体结构过于复杂，装配时可供操作的空间较为有限而导致装配操作不方便；另外，后期进行弹簧等部件维修保养时，需将按钮即锁紧件以及锁扣等部件拆卸掉，作业效率较低，不适用于现场操作。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本申请所述的钢球锁定快速接头，在于解决上述现有技术存在的问题而在流体管路连接装置中采取钢球快速锁定的定位方式，以实现基于公/母接头各自密封性的前提下实现精准与快速对接，有效地实现流体在对接结构之间设定的管道内部流通，实现简化对接与解锁操作、杜绝流体外溢和提高现场作业效率的设计目的。

为实现上述设计目的，所述的钢球锁定快速接头包括有公接头和母接头；所述的公接头具有通过内外螺纹连接的公端前壳体和公端后壳体；所述的母接头包括通过内外螺纹连接的母端前壳体和母端后壳体。

与现有技术的区别之处，在公端前壳体内腔中设置有公端阀芯和阀芯弹性件，阀芯弹性件设置于公端前壳体后端内壁与公端阀芯之间；在阀芯弹性件的弹性支撑下，阀芯在公接头内腔形成的第一通道中往复进行直线运动；在公端前壳体的外部设置有凹槽；

在母端前壳体内腔中设置有阀芯套、芯轴和阀芯套弹性件；在阀芯套弹性件的弹性支撑下，阀芯套在母接头内腔形成的第二通道中往复进行直线运动；所述的芯轴与母端后壳体固定连接；

在母端前壳体的外部套设有钢球锁定机构，钢球锁定机构与母端前壳体、母端后壳体之间分别连接有第一复位弹簧和第二复位弹簧；

在所述母端前壳体的外部，安装有至少一组沿周向排列的、用于锁定对接后公、母接头的钢球。

如上改进方案，本申请是一种流体管路连接件，其公接头和母接头对接前，在各自阀芯和密封件的作用下保证各自的密封性。公接头和母接头对接过程中，钢球处于自由状态，阀芯分别沿轴线向两侧后退，锁定机构沿轴向移动而为钢球留出锁定空间，流体在所述阀芯回退后形成的空间内流动，完成流体管路连接功能。公接头和母接头分离时，回退母接头外套筒，锁定机构回退，钢球脱出，在弹性件的作用下公接头和母接头分开。本申请提供了一种钢球锁定式操作方便的快速接头，解决现有接头结构复杂、锁定时需要回退套筒以及操作不方便的问题。

进一步地，所述的钢球锁定机构套设在母端前壳体前端外部，通过挡圈沿母端前壳体轴向实现位置约束；在钢球锁定机构内部设置有用于定位并压紧钢球的锁紧环，所述的锁紧环至少具有前定位部、中定位部和后定位部。

进一步地，在所述阀芯的前端与公端前壳体内腔之间设置有公端密封件；在所述芯轴的前端与阀芯套之间设置有密封部件；在母端前壳体与阀芯套、芯轴之间设置有第一密封件和第二密封件。

进一步地，所述的公接头前壳体，其外部的凹槽的截面形状是梯形、半长圆形或椭圆形，其内腔具有至少一组扩大的过流腔。

进一步地，所述的阀芯，其端部设置有用于支撑阀芯弹性件的阀芯限位支撑，阀芯限位支撑为内支撑或外支撑结构；在阀芯的管壁上贯通设置有梯形的镂空结构。

进一步地，所述的母端前壳体的外部设置有用于容纳钢球的钢球锥孔、以及放置挡圈的挡圈凹槽；在母端前壳体的内部，设置有安装两组密封件的密封件安装槽。

进一步地，所述阀芯套的整体为圆柱状结构，在柱状面上设置有铣边；在阀芯套的后端设置有用于支撑阀芯套弹性件的阀芯套限位支撑，阀芯套限位支撑为内支撑或外支撑结构。

进一步地，所述芯轴的后端设置有数个导流孔，在导流孔圆心处设置有一导流锥，导流孔与导流锥共同组成芯轴的流体流动通道。

进一步地，所述锁紧环的外部设置有用于标识安装方向的标识凹槽。

综上内容，本申请钢球锁定快速接头具有如下优点：

1、通过钢球多个限位控制实现公/母接头之间的精准与快速对接，简化了对接与解锁操作过程，现场作业效率和可操控性能均较高。

2、在对接前、中与后的多个结构、多个环节形成的多道密封，内部流通顺畅的同时，能够有效地杜绝流体外溢。

3、整体结构得以简化，制造与使用成本均较低，操作简单易行。

附图说明

以下附图是本申请具体实施方式的举例说明。

图1是本申请所述钢球锁定快速接头的公/母接头对接前的剖视结构图；

图2是公/母接头对接并锁定后的剖视结构图；

图3是公/母接头解锁状态下的局部剖视结构图；

图4是所述公接头的公端前壳体部分剖面示意图；

图5是所述公接头的阀芯结构示意图；

图6是所述母接头的母端前壳体部分剖面示意图；

图7是所述母接头的阀芯套结构示意图；

图8是所述母接头的芯轴结构示意图；

图9是所述母接头的锁紧环结构示意图。

如图1至图9所示，公接头1，母接头2，公端前壳体11，公端后壳体12，阀芯13，阀芯弹性件14，公端密封件15；

母端后壳体20，母端前壳体21，芯轴22，阀芯套23，钢球锁定机构24，锁紧环25，阀芯套弹性件26，第二复位弹簧27，第一复位弹簧28，钢球29，挡圈30，第一密封件31，第二密封件32；

凹槽111，过流腔112，凸台113，阀芯限位支撑131，镂空结构132，钢球锥孔211，密封件安装槽212，挡圈凹槽213，导流孔221，导流锥222，铣边231；阀芯套限位支撑232，标识凹槽251，后定位部252，中定位部253，前定位部254。

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。

实施例1，如图1至图3所示，本申请提出一种新型的钢球锁定快速接头，其包括有公接头1和母接头2。具体地，

所述的公接头1，具有通过内外螺纹连接的公端前壳体11和公端后壳体12，在螺纹端部还设置有用于密封的密封部件；公端前壳体11和公端后壳体12的内腔相连通而形成贯穿整体公接头1前后端之间的第一通道；

在公端前壳体11内腔中设置有公端阀芯13、阀芯弹性件14和公端密封件15；阀芯弹性件14设置于公端前壳体11后端内壁与公端阀芯13之间，在阀芯弹性件14的弹性支撑下，阀芯13可在第一通道内往复地进行直线运动；公端密封件15提供公接头1前端自密封；在公端前壳体11的外部设置有长圆形、椭圆形或梯形的凹槽111。

所述的母接头2，包括有通过内外螺纹连接的母端前壳体21和母端后壳体20，并在螺纹端部还设置有用于密封的密封部件；母端前壳体21和母端后壳体20的内腔相连通而形成贯穿整体母接头2前后端之间的第二通道；

在母端前壳体21的外部套设有钢球锁定机构24，钢球锁定机构24与母端前壳体21、母端后壳体20之间分别连接有第一复位弹簧28，第二复位弹簧27；

在所述母端前壳体21的外部，安装有至少一组沿周向排列的、用于锁定对接后公/母接头的钢球29；

所述的钢球锁定机构24套设在母端前壳体21前端外部，并通过挡圈30沿母端前壳体21轴向实现位置约束；所述的钢球锁定机构24，通过第二复位弹簧27、第一复位弹簧28的共同作用沿母端前壳体21轴向进行往复运动；在钢球锁定机构24内部设置有用于定位并压紧钢球29的锁紧环25；所述的锁紧环25在第一复位弹簧28的作用下，钢球29与锁紧环25的接触位置发生变化，从而最终实现公接头1与母接头2之间对接、锁紧与解锁状态的连续切换；

所述的锁紧环25至少具有前定位部254、中定位部253和后定位部252；其中，前定位部254为解锁位置、中定位部253为锁紧位置、后定位部252为对接位置；

在上述母端前壳体21与母端后壳体20的内腔形成的第二通道中，设置有阀芯套23、芯轴22、阀芯套弹性件26；在母端前壳体21与阀芯套23、芯轴22之间设置有第一密封件31、第二密封件32；所述的阀芯套弹性件26提供弹性支撑以实现阀芯套23在第二通道内部往复地进行直线运动；所述的芯轴22与母端后壳体20固定连接，其前端与所述的阀芯套23之间设置有密封部件33。

基于上述钢球锁定快速接头的结构改进，在公接头1与母接头2对接时，两者相对地沿轴线运动而使公接头1插入母接头2中；公接头1通过母端前壳体21内部的第一密封件31即实现外密封；从阀芯13接触芯轴22，同时公端前壳体11接触阀芯套23开始，所述的阀芯13、阀芯套23各自分别地向第一通道和第二通道的后端回退，从而将第一通道和第二通道连通；当钢球锁定机构24接触公端前壳体11的凸台113时，钢球锁定机构24的轴向位置被固定，钢球29从母端前壳体21中被部分挤出而抵在锁紧环25的后定位部252，同时钢球29推动锁紧环25沿母端前壳体21轴向继续向前端运动；当钢球29到达公端前壳体11的凹槽111处时，钢球29落入凹槽111中，随后锁紧环25在第二复位弹簧27，第一复位弹簧28的弹力作用下向后端回退，此时锁紧环25的中定位部253运行至钢球29顶端而压住钢球29，使得钢球29无法从凹槽111中脱出，公接头1和母接头2之间完成对接与锁紧，且锁紧状态较为稳定。

当需分离所述的公接头1和母接头2时，操作者用手施加作用力而驱动钢球锁定机构24向后端回退，此时锁紧环25跟随一起向后端回退；钢球29从公端前壳体11的凹槽111中脱出，并且钢球29从锁紧环25的中定位部253向前端移动至前定位部254处；在阀芯弹性件14、阀芯套弹性件26的共同作用下，阀芯13和阀芯套23各自向前端移动复位，直至母接头2与公接头1完全分离；随后，操作者可松开钢球锁定机构24，在第二复位弹簧27，第一复位弹簧28的作用下，呈自由状态的钢球锁定机构24复位至初始状态，钢球29依次复位至锁紧环25的后定位部252和所述母端前壳体21的锥孔211外部，从而完成公接头1和母接头2的分离操作。

实施例2，如图4所示，所述公接头前壳体11外部的凹槽111，其截面形状可以是梯形、半长圆形或椭圆形；

在公接头前壳体11的内腔具有至少一组扩大的过流腔112，以相应地扩大第一通道的流道截面积、减少流阻。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3，如图5所示，所述的阀芯13，其端部设置有用于支撑阀芯弹性件14的阀芯限位支撑131，阀芯限位支撑131可为内支撑或外支撑结构。

在阀芯13的管壁上贯通设置有梯形的镂空结构132，为流体通流提供良好的导向与过流面积。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例4，如图6所示，所述的母端前壳体21的外部，设置有用于容纳钢球29的钢球锥孔211，钢球29既可在钢球锥孔211中沿垂向往复运动、又不会从其底部脱出。

在母端前壳体21的内部，设置有安装第一密封件31、第二密封件32的两组密封件安装槽212，上述第一密封件31、第二密封件32形成两道密封有效地提高了密封可靠性能。

在母端前壳体21的外部设置有挡圈凹槽213以放置挡圈30，从而防止钢球锁定机构24整体地从母端前壳体21中脱出。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例5，如图7所示，所述阀芯套23整体为圆柱状结构，在柱状面上设置有铣边231；在公接头前壳体11与阀芯套23之间相互分离时，铣边231用于实现两者部件外侧的流体顺利导流，降低公接头前壳体11与阀芯套23分离时受到的流体阻力。

在阀芯套23的后端设置有用于支撑阀芯套弹性件26的阀芯套限位支撑232，阀芯套限位支撑232可为内支撑或外支撑结构。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例6，如图8所示，所述的芯轴22后端设置有数个导流孔221，在导流孔221圆心处设置有一导流锥222，导流孔221与导流锥222共同组成了芯轴22的流体流动通道。

其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例7，如图9所示，所述的锁紧环25，其外部设置有用于标识安装方向的标识凹槽251；

在锁紧环25内部根据位置分别设置有后定位部252，中定位部253和前定位部254，以对应对接位置、锁紧位置和解锁分离位置。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (9)

1.一种钢球锁定快速接头，包括公接头和母接头；所述的公接头具有通过内外螺纹连接的公端前壳体和公端后壳体；所述的母接头包括通过内外螺纹连接的母端前壳体和母端后壳体，其特征在于：

在公端前壳体内腔中设置有公端阀芯和阀芯弹性件，阀芯弹性件设置于公端前壳体后端内壁与公端阀芯之间；在阀芯弹性件的弹性支撑下，阀芯在公接头内腔形成的第一通道中往复进行直线运动；在公端前壳体的外部设置有凹槽；

在母端前壳体内腔中设置有阀芯套、芯轴和阀芯套弹性件；在阀芯套弹性件的弹性支撑下，阀芯套在母接头内腔形成的第二通道中往复进行直线运动；所述的芯轴与母端后壳体固定连接；

在母端前壳体的外部套设有钢球锁定机构，钢球锁定机构与母端前壳体、母端后壳体之间分别连接有第一复位弹簧和第二复位弹簧；

在所述母端前壳体的外部，安装有至少一组沿周向排列的、用于锁定对接后公、母接头的钢球。

2.根据权利要求1所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述的钢球锁定机构套设在母端前壳体前端外部，通过挡圈沿母端前壳体轴向实现位置约束；

在钢球锁定机构内部设置有用于定位并压紧钢球的锁紧环，所述的锁紧环至少具有前定位部、中定位部和后定位部。

3.根据权利要求1所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：在所述阀芯的前端与公端前壳体内腔之间设置有公端密封件；

在所述芯轴的前端与阀芯套之间设置有密封部件；

在母端前壳体与阀芯套、芯轴之间设置有第一密封件和第二密封件。

4.根据权利要求1、2或3所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述的公接头前壳体，其外部的凹槽的截面形状是梯形、半长圆形或椭圆形，其内腔具有至少一组扩大的过流腔。

5.根据权利要求4所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述的阀芯，其端部设置有用于支撑阀芯弹性件的阀芯限位支撑，阀芯限位支撑为内支撑或外支撑结构；在阀芯的管壁上贯通设置有梯形的镂空结构。

6.根据权利要求5所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述的母端前壳体的外部设置有用于容纳钢球的钢球锥孔、以及放置挡圈的挡圈凹槽；

在母端前壳体的内部，设置有安装两组密封件的密封件安装槽。

7.根据权利要求6所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述阀芯套的整体为圆柱状结构，在柱状面上设置有铣边；

在阀芯套的后端设置有用于支撑阀芯套弹性件的阀芯套限位支撑，阀芯套限位支撑为内支撑或外支撑结构。

8.根据权利要求7所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述芯轴的后端设置有数个导流孔，在导流孔圆心处设置有一导流锥，导流孔与导流锥共同组成芯轴的流体流动通道。

9.根据权利要求8所述的钢球锁定快速接头，其特征在于：所述锁紧环的外部设置有用于标识安装方向的标识凹槽。

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