CN112728251A - 一种接头的轴向密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管路连接装置技术领域，公开了一种接头的轴向密封结构，包括管状的安装头、管状的前挡环、导向柱和双向的密封装置，前挡环包括连接段和导向段，导向段内径小于所述连接段内径，所述前挡环的连接段与所述安装头轴向密封连接，导向柱设置于前挡环的导向段内，密封装置设置在安装头与前挡环连接的管体内部，密封装置、安装头内表面设置的凸起结构和前挡环导向段左侧端面共同构成一密封腔。采用双阀芯密封结构，杜绝泄漏的发生，并且在一个空间内完成双层密封，使阀体更加细小，降低能源损耗，使用更加便捷；同时，两阀芯进行密封同时又存在不同步的差异，管道内的杂质污垢会随着后阀芯的闭合而形成静止的状态，保持密封端面的洁净。

Description

一种接头的轴向密封结构
技术领域
本发明涉及管路连接装置技术领域，特别是涉及一种接头的轴向密封结构。
背景技术
现代重工企业因考虑安全等因素，大部分的现场使用工具由电动改成气动。为此，需要使用大量的供气系统以满足不同的生产需要。例如：智能制造、汽车制造、和修造船等行业都需要此类能源设备。在流体输送过程中需要用管道连接到使用端口，再从使用端口分支连接到设备上。流体连接的密封方式有球面密封，锥面密封及平面密封，当流体密度小，渗透性强，就很容易出现泄漏现象，尤其是气体连接中泄漏的现象更加明显。
为此，根据以上状况，经多次研究试验，研发出一款新型的密封连接接头升级结构，以满足现有流体管道连接的不足之处。
发明内容
本发明的目的是：提供一种具有紧凑结构的双向密封连接接头结构。
为了实现上述目的，本发明提供了一种接头的轴向密封结构，包括管状的安装头、管状的前挡环、导向柱和双向的密封装置，所述前挡环包括连接段和导向段，所述导向段内径小于所述连接段内径，所述前挡环的连接段与所述安装头轴向密封连接，所述导向柱设置于所述前挡环的导向段内，所述密封装置设置在安装头与前挡环连接的管体内部，所述密封装置、安装头内表面设置的凸起结构和前挡环导向段端面共同构成一密封腔。
优选地，密封装置包括第一通气阀、第二通气阀、第一弹簧、第二弹簧、连接柱、第一挡片和第二挡片。
连安装头位于所述前挡环的一侧，安装头内表面设置的凸起结构为第一凸环，第一通气阀从密封腔一侧的外部抵靠于第一凸环，第一通气阀延密封腔内的方向连接有连接柱，连接柱靠近第一通气阀的一侧套设可沿连接柱轴向移动并被限制在密封腔内的第一挡片，连接柱远离第一通气阀的一侧固设第二挡片；第二通气阀位于前挡环导向段和连接柱之间，并抵靠于前挡环导向段的端面，第一弹簧的两端分别与第一挡片和第二通气阀相抵接，第二弹簧位于第一弹簧内部，第二弹簧两端分别与第一挡片和第二挡片相抵接。
优选地，安装头内设有中间连接环，中间连接环外壁与安装头内壁密封连接，第一凸环设置在中间连接环内壁。
优选地，第一凸环与第一挡片之间设有第一限位凸台，第一挡片抵靠在第一限位凸台的端面。
优选地，第一通气阀为一中心对称的旋转体，第一通气阀包括第一阀体后段、第一阀体中间段和第一阀体前段，第一阀体后段直径大于第一凸环的内径，第一阀体前段直径小于第一凸环的内径，第一阀体中间段设有第一凹槽，第一凹槽内设置第一密封圈，第一密封圈的外径大于第一凸环的内径。
优选地，第二通气阀为一中心对称的旋转体，包括弹簧固定台、第二阀体后段、第二阀体中间段和第二阀体前段，第一弹簧的一端套接在弹簧固定台上以便对第一弹簧的径向移动进行限位，第二阀体后段直径大于前挡环导向段的内径，第二阀体前段直径与所述导向柱的直径相同，第二阀体前段与所述导向柱连接，第二阀体中间段设有第二凹槽，第二凹槽内设置第二密封圈，第二密封圈的外径大于所述前挡环导向段的内径。
优选地，第二挡片为与连接柱螺纹连接的防松螺母，连接柱设有与防松螺母配合连接的外螺纹。
优选地，第一凸环的具有斜面端和平面端，平面端形成的圆柱形空间用于容纳第一阀体前段，斜面端形成的圆锥台形空间用于容纳第一密封圈。
优选地，中间连接环包括外螺纹连接段和限位凸环，安装头内表面设有与外螺纹连接段配合的内螺纹以及与限位凸环相抵接的第二限位凸台。
优选地，安装头与前挡环为螺纹连接，在螺纹连接末端的接触面设有第三密封圈。
本发明实施例一种接头的轴向密封结构，与现有技术相比，其有益效果在于：采用双阀芯密封结构，从根本上杜绝泄漏的发生，并且在一个空间内完成双层密封，使阀体更加细小，降低能源损耗，使用更加便捷；同时，两阀芯进行密封同时又存在不同步的差异，管道内的杂质污垢会随着后阀芯的闭合而形成静止的状态，保持密封端面的洁净。
本发明实施例的密封接触面具有以下优点：
连接端的密封圈处设有凹槽，使密封圈在连接受到挤压时，给予支撑；第一通气阀接触面斜面端的设计，较容易地将密封圈挤压变形，形成密闭的空间；第二通气阀轴向连接端面的凹槽能有效防止密封圈在开合时被流体冲击而松脱的现象发生；在连接密封时，将密封空间形成一个类似三角形的形状，将密封圈进行挤压密封，类似三角形的空间防止密封圈因挤压过渡造成密封圈的损坏，又能降低抵御管道内压力过大，使密封圈延展造成泄漏现象的发生；因密封结构的改变，使之一般常用的中、低压力的密封连接可用人手即可完成达到密封的效果。
附图说明
图1是其中一种现有技术的结构示意图；
图2是本发明实施例一的结构示意图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例一密封装置的结构示意图；
图5是图4的局部放大示意图；
图中，1、安装头；2、前挡环；3、导向柱；4、密封腔；5、密封装置；6、第一凸环；7、第一密封圈；8、中间连接环；9、第一限位凸台；10、第三密封圈；11、第二密封圈；12、第二限位凸台；
501、第一通气阀；502、第二通气阀；503、第一弹簧；504、第二弹簧；505、连接柱；506、第一挡片；507、第二挡片；
5011、第一阀体后段；5012、第一阀体前段；
5021、弹簧固定台；5022、第二阀体后段；5023、第二阀体中间段；5024、第二阀体前段；5023a、第二凹槽
601、斜面端；602、平面端；
801、外螺纹连接段；802、限位凸环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“配置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“转动连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。
原有的轴向密封接头内部为“单阀式”密封结构，如图1所示，本发明保护的轴向密封接头在原有接头内“单阀式”密封结构的基础上做出了结构优化，在单一密封腔内的另一端口增加密封阀，使阀体密封腔内形成两次密封，密封接头的轴向长度保持不变，密封效果加倍，更好的体现了产品的精密性和经济性。
实施例一
如图2所示，本发明优选实施例的一种接头的轴向密封结构，包括管状的安装头1、管状的前挡环2、导向柱3和双向的密封装置5。前挡环2包括连接段和导向段，导向段内径小于所述连接段内径，所述前挡环2的连接段与所述安装头1轴向密封连接，所述导向柱3设置于前挡环2的导向段内，安装头1从左侧与前挡环2螺纹连接，安装头 1左侧的保护罩将前挡环2容纳其中。安装头1内表面设置第一凸环6。
如图4所示，密封装置5包括第一通气阀501、第二通气阀502、第一弹簧503、第二弹簧504、连接柱505、第一挡片506和第二挡片507。密封装置5设置在安装头1与前挡环2连接的管体内部，密封装置5、安装头1内表面的第一凸环6和前挡环2导向段左侧端面共同构成一密封腔4。
第一通气阀501从密封腔4左侧的外部抵靠于第一凸环6，第一通气阀501沿密封腔4内的方向连接连接柱505，连接柱505左侧套设可沿连接柱505轴向移动的第一挡片506，第一凸环6右侧设有位于第一挡片 506左侧的第一限位凸台9，第一挡片506向左抵靠在所述第一限位凸台 9的右端面，第一挡片506相对于连接柱505的向右移动被第一限位凸台 9限定。
第一通气阀501为一中心对称的旋转体，第一通气阀501包括第一阀体后段5011、第一阀体中间段和第一阀体前段5012，第一阀体后段5011直径大于所述第一凸环6的内径，第一阀体前段5012直径小于第一凸环6的内径，第一阀体中间段设有第一凹槽(未示出)，第一凹槽(未示出)内设置第一密封圈7，第一密封圈7的外径大于第一凸环6的内径。第一凸环6的具有斜面端601和平面端602，平面端602形成的圆柱形空间用于容纳第一阀体前段5012，斜面端601形成的圆锥台形空间用于容纳第一密封圈7。如图5所示，在第一通气阀501的密封结构设计中，通过斜面端601与第一密封圈7、平面端602与第一阀体前段5012的结构组合在密封腔4的左侧形成稳定的密封面。
第二通气阀502为一中心对称的旋转体，包括弹簧固定台5021、第二阀体后段5022、第二阀体中间段5023和第二阀体前段5024，第二阀体后段5022直径大于前挡环2导向段的内径，第二阀体前段5024 直径与导向柱3的直径相同，第二阀体前段5024与导向柱3连接，第二阀体中间段5023设有第二凹槽5023a，第二凹槽5023a内设置第二密封圈11，第二密封圈11的外径大于前挡环2导向段的内径。第二阀体中间段5023设置的第二凹槽5023a，用于安装固定第二密封圈11，第二密封圈11在挤压密封时，外直径凸出于第二密封圈11的第二阀体后段5022提供支撑密封的作用，同时轴能有效防止工作时第二密封圈 11在第二通气阀502开合时被流体冲击而松脱的现象发生。
连接柱505右侧固设第二挡片507，第二通气阀502位于连接柱 505右侧，第二通气阀502向右抵靠于前挡环2导向段的左侧端面，第一弹簧503的左右两端分别与第一挡片506右侧和第二通气阀502左侧相抵接，第二弹簧504位于第一弹簧503内部，第二弹簧504左右两端分别与第一挡片506右侧和第二挡片507左侧相抵接。第一弹簧503 的右端套接在弹簧固定台5021上以便对第一弹簧503的径向移动进行限位。
较佳的实施方式为，第二挡片507采用防松螺母，与连接柱505 右端螺纹连接，连接柱505右端设有与所述防松螺母配合连接的外螺纹。采用螺纹连接的方式使安装简单，防松螺母可保证连接稳固，为本领域常用、通用性好且方便加工的一种方式。第二挡片507也采用卡簧等常用的技术手段。
安装头1与前挡环2为螺纹连接，前挡环2的连接段设有外螺纹，安装头1与前挡环2的连接面设有内螺纹，在前挡环2的连接段外螺纹末端设有第三密封圈10，第三密封圈10在螺纹连接时形成辅助的密封面。
本发明实施例的密封连接接头将密封空间形成一个类似三角形的形状，如图2所示，将密封圈进行挤压密封，类似三角形的空间防止密封圈因挤压过渡造成密封圈的损坏，又能降低抵御管道内压力过大，使密封圈延展以排除造成泄漏现象发生的可能性。
本实施例的密封连接接头通过三个面的作用力对各连接面的密封圈进行挤压密封。通过螺纹的作用力，轻易就能将第三密封圈10挤压变形，形成密闭的空间；通过第一弹簧503向右推紧的作用力，将第二通气阀502推紧贴靠在前挡环2，通过第二密封圈11挤压变形进行密封；通过第二弹簧504向右拉紧的作用力，将第一通气阀501拉紧贴靠在第一凸环6右侧的斜面端601，通过第一密封圈7挤压变形进行密封。在将安装头1与前挡环2螺纹连接后，密封接头内的密封动作通过弹簧结构自动实现，通过人手动操作即可完成达到密封的效果，与一般常用的中、低压力的密封连接件相比具有更好的密封性能。
实施例二
与实施例一的不同之处在于，如图3所示，本发明实施例中的安装头1内设有中间连接环8，中间连接环8外壁与安装头1内壁密封连接，第一凸环6设置在所述中间连接环8内壁。中间连接环8由位于左侧的外螺纹连接段801和右侧的限位凸环802，所述安装头1内表面设有与所述外螺纹连接段801配合的内螺纹以及与所述限位凸环802相抵接的第二限位凸台12。
接头的密封结构按以下步骤进行安装：
1.将中间连接环8、第一挡片506、第二弹簧504、第二挡片507 和第一弹簧503依次自右向左套入第一通气阀501的连接柱505；
2.将第一部中的组合件自右向左装入安装头1，将中间连接环8 与安装头1拧紧，将第二挡片507与连接柱505紧固；
3.将第二通气阀502装入前挡环2，再将前挡环2与安装头1拧紧。
通过设置中间连接环8，使密封接头的安装过程操作更加简单和方便，比实施例一的安装更为直观，可操作性强。
本发明保护的接头的轴向密封结构具有双层密封结构，采用在一个阀体内腔空间中利用两个阀芯进行双密封的结构：
一、双阀芯密封结构能从根本上杜绝泄漏的发生，并且在一个空间内完成双层密封，使阀体更加细小，降低能源损耗，使用更加便捷。
二、密封结构为前、后两个阀芯进行密封，密封方式为同向异步，当断开连接时首先密封是后阀芯，然后再到前阀芯进行密封。
三、两个阀芯在一个空间内通过弹簧的作用力进行密封，分别起推和拉的作用，既各自独立又混成一体。
四、因为双层密封，能从根本上杜绝泄漏的发生，包括细微的微渗漏现象，有效降低安全隐患，同时又为企业节能降耗。
五、双阀芯密封结构为两阀芯进行密封同时又存在不同步的差异，在杂质较多的管道中，当后阀芯密封时，管道内的杂质污垢会随着后阀芯的闭合而形成静止的状态，伴随气体流动的杂质也掉落在管道和接头的下方，使两个阀芯中保持有一个洁净的密封端面，以确保无泄漏。
综上，本发明实施例提供一种接头的轴向密封结构，包括管状的安装头1、管状的前挡环2、导向柱3和双向的密封装置5，所述前挡环2 包括连接段和导向段，所述导向段内径小于所述连接段内径，所述前挡环2的连接段与所述安装头1轴向密封连接，所述导向柱3设置于所述前挡环2的导向段内，所述密封装置5设置在安装头1与前挡环2连接的管体内部，所述密封装置5、安装头1内表面设置的凸起结构和前挡环2 导向段左侧端面共同构成一密封腔4。采用双阀芯密封结构，从根本上杜绝泄漏的发生，并且在一个空间内完成双层密封，使阀体更加细小，降低能源损耗，使用更加便捷；同时，两阀芯进行密封同时又存在不同步的差异，管道内的杂质污垢会随着后阀芯的闭合而形成静止的状态，保持密封端面的洁净。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种接头的轴向密封结构，其特征在于：包括管状的安装头(1)、管状的前挡环(2)、导向柱(3)和双向的密封装置(5)，所述前挡环(2)包括连接段和导向段，所述导向段内径小于所述连接段内径，所述前挡环(2)的连接段与所述安装头(1)轴向密封连接，所述导向柱(3)设置于所述前挡环(2)的导向段内，所述密封装置(5)设置在安装头(1)与前挡环(2)连接的管体内部，所述密封装置(5)、所述安装头(1)内表面设置的凸起结构和所述前挡环(2)导向段端面共同构成一密封腔(4)。
2.根据权利要求1所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述密封装置(5)包括第一通气阀(501)、第二通气阀(502)、第一弹簧(503)、第二弹簧(504)、连接柱(505)、第一挡片(506)和第二挡片(507)；
所述安装头(1)位于所述前挡环(2)的一侧，所述安装头(1)内表面设置的凸起结构为第一凸环(6)，所述第一通气阀(501)从密封腔(4)一侧的外部抵靠于所述第一凸环(6)，所述第一通气阀(501)沿密封腔(4)内的方向连接有所述连接柱(505)，所述连接柱(505)靠近第一通气阀(501)的一侧套设可沿连接柱(505)轴向移动并被限制在密封腔(4)内的第一挡片(506)，所述连接柱(505)右侧固设第二挡片(507)；所述第二通气阀(502)位于所述连接柱(505)和所述前挡环(2)导向段之间，并抵靠于所述前挡环(2)导向段的端面，所述第一弹簧(503)的两端分别与所述第一挡片(506)和所述第二通气阀(502)相抵接，所述第二弹簧(504)位于所述第一弹簧(503)内部，所述第二弹簧(504)两端分别与所述第一挡片(506)和所述第二挡片(507)相抵接。
3.根据权利要求2所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述安装头(1)内设有中间连接环(8)，所述中间连接环(8)外壁与安装头(1)内壁密封连接，所述第一凸环(6)设置在所述中间连接环(8)内壁。
4.根据权利要求2或3所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述第一凸环(6)与所述第一挡片(506)之间设有第一限位凸台(9)，所述第一挡片(506)抵靠在所述第一限位凸台(9)的端面。
5.根据权利要求2所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述第一通气阀(501)为一中心对称的旋转体，所述第一通气阀(501)包括第一阀体后段(5011)、第一阀体中间段和第一阀体前段(5012)，第一阀体后段(5011)直径大于所述第一凸环(6)的内径，第一阀体前段(5012)直径小于所述第一凸环(6)的内径，第一阀体中间段设有第一凹槽，所述第一凹槽内设置第一密封圈(7)，所述第一密封圈(7)的外径大于所述第一凸环(6)的内径。
6.根据权利要求2所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述第二通气阀(502)为一中心对称的旋转体，包括弹簧固定台(5021)、第二阀体后段(5022)、第二阀体中间段(5023)和第二阀体前段(5024)，所述第一弹簧(503)的一端套接在所述弹簧固定台(5021)上以便对第一弹簧(503)的径向移动进行限位，所述第二阀体后段(5022)直径大于所述前挡环(2)导向段的内径，所述第二阀体前段(5024)直径与所述导向柱(3)的直径相同，所述第二阀体前段(5024)与所述导向柱(3)连接，所述第二阀体中间段(5023)设有第二凹槽(5023a)，所述第二凹槽(5023a)内设置第二密封圈(11)，所述第二密封圈(11)的外径大于所述前挡环(2)导向段的内径。
7.根据权利要求2所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述第二挡片(507)为与所述连接柱(505)螺纹连接的防松螺母，所述连接柱(505)设有与所述防松螺母配合连接的外螺纹。
8.根据权利要求2或3所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述第一凸环(6)的具有斜面端(601)和平面端(602)，所述平面端(602)形成的圆柱形空间用于容纳第一阀体前段(5012)，所述斜面端(601)形成的圆锥台形空间用于容纳第一密封圈(7)。
9.根据权利要求3所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述中间连接环(8)包括外螺纹连接段(801)和限位凸环(802)，所述安装头(1)内表面设有与所述外螺纹连接段(801)配合的内螺纹以及与所述限位凸环(802)相抵接的第二限位凸台(12)。
10.根据权利要求1所述接头的轴向密封结构，其特征在于：所述安装头(1)与所述前挡环(2)为螺纹连接，在螺纹连接末端的接触面设有第三密封圈(10)。
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