CN113090839B - 一种三通接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于化工或排污领域的三通接头，包括接头本体、阀芯、弹性组件以及联动组件；接头本体包括一个主接管和两个支接管；阀芯可沿轴线移动而实现主接管的打开或关闭；弹性组件对阀芯赋予作用力驱使其保持常闭状态；联动组件包括两个受力元件和一个施力端头，两个受力元件分别设置在两个支接管的端面，施力端头设置在主接管内，且当分流管道与支接管连接时，受力元件能够接收分流管道端面的作用力并通过联动组件将该作用力传递给施力端头，促使施力端头向阀芯一侧移动，且只有两个支接管都与分流管道连接时，施力端头所移动的距离才足以推动阀芯使其打开。本发明具备脱管自动断流的功能，可避免分流管道脱落时液体肆意泄漏的情况。

Description

一种三通接头

技术领域

本发明涉三通接头领域，尤其涉及一种脱管自动断流的三通接头。

背景技术

管道系统中经常会用到三通接头，其起到分流的作用，能将主管道中的液体分配至后续的分流管道。

在一些化工领域或者排污领域中，受到工况环境的影响，管道可能会长期处于振动的环境中，尤其是分流管道，其管径较小，所以振动尤为明显。而分流管道通常都是通过螺栓与三通接头连接的，因此在长期振动的情况下，螺栓可能会逐渐松动，进而可能会造成分流管道与三通接头脱落，而一旦分流管道脱落，工作人员又未及时发现的话，就会导致液体的大量泄漏，这一方面会对环境造成污染，甚至危害，另一方面，若是化工物料的话，还会给企业造成损失。

为了避免分流管道脱落时造成液体大量泄漏的情况发生，有必要对传统的三通接头进行改进，使其能够在分流管道脱落时自动断流，避免液体大量泄露。

发明内容

本发明的目的在于，为了避免分流管道脱落时造成液体大量泄漏的情况发生，对现有的三通接头进行了改进，使其能够在分流管道脱落时自动断流，避免液体大量泄露。

为实现上述目的，本发明提供了一种三通接头，其包括接头本体、阀芯、弹性组件以及联动组件；

所述的接头本体包括一个主接管和两个个支接管，其中，主接管用于与主管道连接，两个支接管分别用于与相应的分流管道连接；

所述的阀芯设置在所述的主接管内，阀芯可沿主接管的轴线移动而实现主接管的打开或关闭；

所述的弹性组件也设置在所述的主接管内，弹性组件对阀芯赋予作用力驱使其保持常闭状态；

所述的联动组件包括两个受力元件和一个施力端头；两个所述的受力元件分别设置在两个所述的支接管的端面；所述施力端头设置在所述主接管内阀芯的内侧，施力端头可沿直线移动，且，当分流管道与支接管连接时，受力元件能够接收分流管道端面的作用力并通过联动组件将该作用力传递给施力端头，促使施力端头向靠近阀芯的一侧移动；并且，当仅有一个支接管与分流管道连接时，施力端头所移动的距离不足以改变阀芯的常闭状态，只有当两个支接管都与分流管道连接时，施力端头所移动的距离才足以改变阀芯的常闭状态，使其转变为打开状态。

上述技术方案中，由于三通接头的支接管与分流管道连接时，分流管道会顶压受力元件，受力元件又会通过联动组件传递作用力，驱使施力端头向阀芯一侧移动，并且，只有当两个支接管均与分流管道连接时，施力端头移动的距离以及其对阀芯施加的推力才足以迫使阀芯移动，使其由关闭状态转变为打开状态，因此也就是说，如果任何一个支接管没有与分流管道连接，那么阀芯都是不会移动的，仍会保持关闭状态；即，只有两个支接管都连接了分流管道，阀芯才会打开，液体才能流动，而一旦某个分流管道从支接管上脱落了，就会有一个受力元件不再传递作用力，施力端头便无法继续维持阀芯的打开状态，此时阀芯在弹性组件的作用力下，会自动恢复至关闭状态；

可见，上述技术方案实现了脱管自动断流的功能，可以避免分流管道脱落时液体肆意泄漏的情况发生。

进一步的，所述的联动组件为气动联动组件。

当然，所述的联动组件也可采用液压联动组件，原理与气动联动组件基本一致，只是传递作用力的介质发生了变化。

进一步的，所述的气动联动组件除了包括所述的受力元件和施力端头以外，还包括中空的缸体；

所述的缸体包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂，另外两个为支筒臂，主筒臂固定在所述的主接管内，两个支筒臂分别固定在两个所述的支接管内；所述主筒臂远离缸体中心的一端设置有用于密封缸体的第一端盖，主筒臂的内腔设置有第一活塞，第一活塞背离缸体中心的一侧设置有第一活塞杆，第一活塞杆由主筒臂的内部穿过第一端盖后延伸至主筒臂之外，所述的施力端头固定于第一活塞杆背离第一活塞的一端；所述支筒臂远离缸体中心的一端设置有用于密封缸体的第二端盖，支筒臂的内腔设置有第二活塞，第二活塞背离缸体中心的一侧设置有第二活塞杆，第二活塞杆由支筒臂的内部穿过第二端盖后延伸至支筒臂之外，所述的受力元件直接或间接连接于第二活塞杆背离第二活塞的一端。

上述结构中，活塞、活塞杆与缸体的关系类似于现有技术中气缸相应部件的关系，本领域技术人员，可依据气缸的制作方式来制作上述的活塞、活塞杆以及缸体。

进一步的，所述主筒臂的内腔还通过第一连通管与接头本体的外壁连通，且第一连通管与主筒臂内腔的连通点始终位于第一活塞背离缸体中心的一侧。

设置第一连通管的目的在于：由于第一活塞向第一端盖一侧移动时，第一活塞与第一端盖之间的空间会越来越小，如果不排出此区域的气体，那么气压就会越来越大，最终，在第一活塞的另一侧就需要施加更大的气压才能推动第一活塞的移动，因此为了避免这类情况，发明人特意增设了所述的第一连通管，使得第一活塞与第一端盖之间的气体能够自由排出，与外界的大气压保持一致。

进一步的，所述支筒臂的内腔还通过第二连通管与接头本体的外壁连通，且第二连通管与支筒臂内腔的连通点始终位于第二活塞背离缸体中心的一侧。

应当说明的是，第二连通管设置与否，对实现本发明的目的来说并没有实质性影响，发明人只是为了使第二活塞与第二端盖之间的气压也与外界的大气压保持一致，才增设了所述的第二连通管；这样，在连接分流管道时，受力元件比较容易移动，不会因第二活塞与第二端盖之间的气压变小而受到影响。

进一步的，所述的受力元件为中空的环形片，所述支接管的端面设置有供该受力元件嵌入其中的环形槽；

所述受力元件与所述第二活塞杆以及所述第二活塞构成的整体可沿着支接管的轴线方向移动。

由于设置了所述的环形槽，因此当支接管与分流管道连接时，分流管道的端面可以将受力元件顶推至环形槽内，使其不会影响到支接管与分流管道之间的密封。

进一步的，所述的第二活塞杆通过连接件与所述的受力元件连接。

进一步的，所述的连接件包括一个固定套、四个横杆以及四个竖杆；所述的固定套固定在第二活塞杆背离第二活塞的一端，四个所述横杆的一端均与所述的固定套固定连接，且四个横杆呈十字分布；四个竖杆的一端均与横杆远离固定套的一端固定连接，另一端均与所述的受力元件固定连接，四个竖杆均与所述支接管的轴线保持平行，且各竖杆均嵌入支接管内壁预先开设的条形槽内。

进一步的，所述的第一活塞上配置有第一密封圈，第一密封圈将第一活塞与主筒臂之间的缝隙封闭；所述的第二活塞配置有第二密封圈，第二密封圈将第二活塞与支筒臂之间的缝隙封闭。

进一步的，所述的第一端盖配置有第一密封环，第一密封环将第一端盖与第一活塞杆之间的缝隙封闭；所述的第二端盖配置有第二密封环，第二密封环将第二端盖与第二活塞杆之间的缝隙封闭。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1中左侧虚线框的放大图；

图3是图1中右侧虚线框的放大图；

图4是图1中受力元件与支接管位置关系的立体图；

图5是图1中受力元件如何通过连接件与第二活塞杆连接的立体图；

图6是在图1的基础上，主接管与主管道连接以及其中一个支接管与分流管路连接后的结构示意图；

图7是在图1的基础上，主接管与主管道连接以及两个支接管均与分流管路连接后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

现有管道系统中的三通接头并不具备脱管自动断流的功能，在一些化工领域或者排污领域中，管道受到工况环境或者与管道相连的机械装置的影响，可能会长期振动，尤其是与三通接头出口相连的分流管道，其管径较小，同时可能还直接与振动的机械装置相连，因此其振动尤为明显。在长期振动的情况下，连接分流管道与三通接头的螺栓可能会逐渐松动，进而可能会造成分流管道与三通接头脱落，而一旦分流管道脱落，工作人员又未及时发现的话，就会导致液体的大量泄漏。

本发明为了避免这类情况的发生，对现有的三通接头进行了改进，使其增加了阀门的功能，当分流管道脱落时，阀门能自动启动，实现断流。

如图1-5所示，本发明提供了一种三通接头，其包括接头本体1、阀芯2、弹性组件3以及联动组件4。

所述的接头本体1包括一个主接管11和两个个支接管12，其中，主接管11用于与主管道连接，两个支接管12分别用于与相应的分流管道连接；主接管11与支接管12呈T字形分布。

所述的阀芯2设置在所述的主接管11内，阀芯2可沿主接管11的轴线移动而实现主接管11的打开或关闭。

所述的弹性组件3也设置在所述的主接管11内，弹性组件3对阀芯2赋予作用力驱使其保持常闭状态。

所述的联动组件4包括两个受力元件41和一个施力端头42；两个所述的受力元件41分别设置在两个所述的支接管12的端面；所述施力端头42设置在所述主接管11内阀芯2的内侧，施力端头42可沿直线移动，且，当分流管道与支接管12连接时，受力元件41能够接收分流管道端面的作用力并通过联动组件将该作用力传递给施力端头42，促使施力端头42向靠近阀芯2的一侧移动；并且，当仅有一个支接管12与分流管道连接时，施力端头42所移动的距离不足以改变阀芯2的常闭状态，只有当两个支接管12都与分流管道连接时，施力端头42所移动的距离才足以改变阀芯2的常闭状态，使其转变为打开状态；即，每当有一个支接管12与分流管道相连时，施力端头42便会移动一定距离(受力元件41接收到分流管道端面的作用力，并通过联动组件将该作用力传递给施力端头42，促使施力端头42移动)，并且，在只有一个支接管12与分流管道连接的情况下，施力端头42的移动是无法推动阀芯2的，只有当两个支接管12均与分流管道相连时，施力端头42才能推动阀芯2移动，使阀芯2从关闭状态转变为打开状态。

优选的，当有且仅有一个支接管12与分流管道连接，施力端头42会移动至恰好与阀芯2接触的位置，即，此时两者刚好接触，施力端头42不会对阀芯2施加作用力。

在本发明的一实施例中，所述阀芯2的前端为平面结构，尾部设置有一轴向孔21，轴向孔21的深度较深，从阀芯2的尾部一直延伸至其中部，大致为阀芯2总高度的2/3左右，阀芯2的四周向周围延伸形成翼部22，翼部22朝向施力端头42的一侧为平面结构，且该侧设置有一圈或两圈第三密封圈23；在主接管11内腔中，阀芯2朝向施力端头42的一侧还设置有一圈挡圈111，挡圈111固定在主接管11的内壁上；在主接管11内腔中，阀芯2背向施力端头42的一侧还设置有一固定环112，固定环112为镂空结构，其四周与主接管11的内腔固定，中间通过螺母固定有一横向轴31，该横向轴31水平伸入至所述阀芯2尾部的轴向孔21内，横向轴31上套接有一弹簧32，弹簧32与横向轴31一起构成所述的弹性组件3，弹簧32的一端与固定环112相抵，另一端与阀芯2的尾部相抵，且在弹簧32的作用下，阀芯2的翼部22顶紧在挡圈111上，第三密封圈23将翼部22与挡圈111之间的间隙封闭，同时，此时横向轴31未完全伸入阀芯2的轴向孔21内，横向轴31的前端与轴向孔21的最深点还有足够长的间距，这样，当施力端头42顶推阀芯2时，阀芯2便会沿着横向轴31压缩弹簧32并向后缩回，从而使阀芯2的翼部22不再与挡圈111顶紧，让液体可以从翼部22与挡圈111之间的区域流过。

在本发明的一实施例中，所述的联动组件4为气动联动组件。

优选的，所述的气动联动组件除了包括所述的受力元件41和施力端头42以外，还包括中空的缸体43；

所述的缸体43包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂431，另外两个为支筒臂432，主筒臂431固定在所述的主接管11内，两个支筒臂432分别固定在两个所述的支接管12内；所述主筒臂431远离缸体43中心的一端设置有用于密封缸体43的第一端盖433，主筒臂431的内腔设置有第一活塞441，第一活塞441背离缸体43中心的一侧设置有第一活塞杆442，第一活塞杆442由主筒臂431的内部穿过第一端盖433后延伸至主筒臂431之外，所述的施力端头42固定于第一活塞杆442背离第一活塞441的一端；所述支筒臂432远离缸体43中心的一端设置有用于密封缸体43的第二端盖434，支筒臂432的内腔设置有第二活塞451，第二活塞451背离缸体43中心的一侧设置有第二活塞杆452，第二活塞杆452由支筒臂432的内部穿过第二端盖434后延伸至支筒臂432之外，所述的受力元件41直接或间接连接于第二活塞杆452背离第二活塞451的一端。

在本发明的一实施例中，所述主筒臂431的内腔还通过第一连通管461与接头本体1的外壁连通，且第一连通管461与主筒臂431内腔的连通点始终位于第一活塞441背离缸体43中心的一侧。

在本发明的一实施例中，所述支筒臂432的内腔还通过第二连通管462与接头本体1的外壁连通，且第二连通管462与支筒臂432内腔的连通点始终位于第二活塞451背离缸体43中心的一侧。

在本发明的一实施例中，所述的第二活塞杆452通过连接件453与所述的受力元件41连接。

优选的，所述的连接件453包括一个固定套4531、四个横杆4532以及四个竖杆4533；所述的固定套4531固定在第二活塞杆452背离第二活塞451的一端，四个所述横杆4532的一端均与所述的固定套4531固定连接，且四个横杆4532呈十字分布；四个竖杆4533的一端均与横杆4532远离固定套4531的一端固定连接，另一端均与所述的受力元件41固定连接，四个竖杆4533均与所述支接管12的轴线保持平行，且各竖杆4533均嵌入支接管12内壁预先开设的条形槽122内。

在本发明的一实施例中，所述的受力元件41为中空的环形片，所述支接管12的端面设置有供该受力元件41嵌入其中的环形槽121；所述受力元件41与所述第二活塞杆452以及所述第二活塞451构成的整体可沿着支接管12的轴线方向移动。

优选的，所述支筒臂432的内径比所述主筒臂431的内径大；这样做的目的在于：第二活塞451移动较小的距离时，第一活塞441便能移动较大的距离，即，受力元件41移动一定距离时，施力端头42可以移动的更远，这样受力元件41便不用相对于支接管12的端面凸出太多。

在发明的一实施例中，所述的第一活塞441上配置有第一密封圈4411，第一密封圈4411将第一活塞441与主筒臂431之间的缝隙封闭；所述的第二活塞451配置有第二密封圈4511，第二密封圈4511将第二活塞451与支筒臂432之间的缝隙封闭。

在发明的一实施例中，所述的第一端盖433配置有第一密封环4331，第一密封环4331将第一端盖433与第一活塞杆442之间的缝隙封闭；所述的第二端盖434配置有第二密封环4341，第二密封环4341将第二端盖434与第二活塞杆452之间的缝隙封闭。

在本发明的一实施例中，主接管11和支接管12均设置有法兰盘，主接管11通过法兰盘与主管道5实现连接，支接管12也是通过法兰盘与分流管道6实现连接；法兰与法兰的连接是由螺栓来固定的。

优选的，上述的法兰盘均设置有企口，所述的环形槽121设置在企口处；企口与企口的连接处还设置有密封件(如O形密封圈或垫圈，图中未示出)。

优选的，所述的缸体43可通过相应的支撑结构悬空固定在接头本体1的内部，支撑结构的具体结构在图中未示出，本领域技术人员可根据实际情况自行设计。

上述技术方案的工作原理：

首先，将三通接头的主接管11与主管道5连接，然后再将两个支接管12依次与相应的分流管道6相连；连接分流管道6时，分流管道6的端面会顶推受力元件41，使受力元件41发生移动并嵌入环形槽121中，受力元件41的移动会带动第二活塞451向背离第二端盖434的一侧移动，而各第二活塞451与第一活塞441以及缸体43所围合的区域为封闭区域，因此第二活塞451移动时，缸体43内的气压会推动第一活塞441使其随之移动，进而施力端头42便会向阀芯2一侧移动；

当其中一个支接管12与分流管道6连接好时，施力端头42恰好移动到与阀芯2刚好接触的位置，此时施力端头42对阀芯2不施加作用力，阀芯2的关闭状态不会改变，参见图6；

随后，继续连接下一个分流管道6，连接时，该分流管道6顶推受力元件41时，相应的第二活塞451会移动，缸体43内的气压便会继续推动第一活塞441移动，从而施力端头42便开始对阀芯2施加作用力，使阀芯2向图中的左侧移动，从而阀芯2将会由关闭状态转变为打开状态，参见图7；此时，管路接通，主管道5中的液体会先后经过主接管11和相应的支接管12后流至后续的两个分流管道6中；

使用过程中，如果一旦出现分流管道6与支接管12脱落的情况时，相应的分流管道6便会对其中一个受力元件41失去顶推作用力，此时，在弹性组件3的作用力下，阀芯2会顶推施力端头42使其向图中的右侧移动，阀芯2便会由打开状态转变为关闭状态，即又会回到图6所示的状态，从而实现了脱管自动断流的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三通接头，其特征在于，包括接头本体(1)、阀芯(2)、弹性组件(3)以及联动组件(4)；

所述的接头本体(1)包括一个主接管(11)和两个支接管(12)，其中，主接管(11)用于与主管道连接，两个支接管(12)分别用于与相应的分流管道连接；

所述的阀芯(2)设置在所述的主接管(11)内，阀芯(2)可沿主接管(11)的轴线移动而实现主接管(11)的打开或关闭；

所述的弹性组件(3)也设置在所述的主接管(11)内，弹性组件(3)对阀芯(2)赋予作用力驱使其保持常闭状态；

所述的联动组件(4) 为气动联动组件，该气动联动组件包括两个受力元件(41)、一个施力端头(42)以及中空的缸体(43)；

两个所述的受力元件(41)分别设置在两个所述的支接管(12)的端面；

所述施力端头(42)设置在所述主接管(11)内阀芯(2)的内侧，施力端头(42)可沿直线移动；

所述的缸体(43)包括三个相互连通的筒臂，其中一个为主筒臂(431)，另外两个为支筒臂(432)，主筒臂(431)固定在所述的主接管(11)内，两个支筒臂(432)分别固定在两个所述的支接管(12)内；所述主筒臂(431)远离缸体(43)中心的一端设置有用于密封缸体(43)的第一端盖(433)，主筒臂(431)的内腔设置有第一活塞(441)，第一活塞(441)背离缸体(43)中心的一侧设置有第一活塞杆(442)，第一活塞杆(442)由主筒臂(431)的内部穿过第一端盖(433)后延伸至主筒臂(431)之外，所述的施力端头(42)固定于第一活塞杆(442)背离第一活塞(441)的一端；所述支筒臂(432)远离缸体(43)中心的一端设置有用于密封缸体(43)的第二端盖(434)，支筒臂(432)的内腔设置有第二活塞(451)，第二活塞(451)背离缸体(43)中心的一侧设置有第二活塞杆(452)，第二活塞杆(452)由支筒臂(432)的内部穿过第二端盖(434)后延伸至支筒臂(432)之外，第二活塞杆(452)通过连接件(453)与所述的受力元件(41)连接，所述的连接件(453)包括一个固定套(4531)、四个横杆(4532)以及四个竖杆(4533)，所述的固定套(4531)固定在第二活塞杆(452)背离第二活塞(451)的一端，四个所述横杆(4532)的一端均与所述的固定套(4531)固定连接，且四个横杆(4532)呈十字分布，四个竖杆(4533)的一端均与横杆(4532)远离固定套(4531)的一端固定连接，另一端均与所述的受力元件(41)固定连接，四个竖杆(4533)均与所述支接管(12)的轴线保持平行，且各竖杆(4533)均嵌入支接管(12)内壁预先开设的条形槽(122)内；

且，当分流管道与支接管(12)连接时，受力元件(41)能够接收分流管道端面的作用力并通过联动组件的气动作用将该作用力传递给施力端头(42)，促使施力端头(42)向靠近阀芯(2)的一侧移动；并且，当仅有一个支接管(12)与分流管道连接时，施力端头(42)所移动的距离不足以改变阀芯(2)的常闭状态，只有当两个支接管(12)都与分流管道连接时，施力端头(42)所移动的距离才足以改变阀芯(2)的常闭状态，使其转变为打开状态。

2.根据权利要求1所述的一种三通接头，其特征在于，所述主筒臂(431)的内腔还通过第一连通管(461)与接头本体(1)的外壁连通，且第一连通管(461)与主筒臂(431)内腔的连通点始终位于第一活塞(441)背离缸体(43)中心的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种三通接头，其特征在于，所述支筒臂(432)的内腔还通过第二连通管(462)与接头本体(1)的外壁连通，且第二连通管(462)与支筒臂(432)内腔的连通点始终位于第二活塞(451)背离缸体(43)中心的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种三通接头，其特征在于，所述的受力元件(41)为中空的环形片，所述支接管(12)的端面设置有供该受力元件(41)嵌入其中的环形槽(121)；

所述受力元件(41)与所述第二活塞杆(452)以及所述第二活塞(451)构成的整体可沿着支接管(12)的轴线方向移动。

5.根据权利要求1所述的一种三通接头，其特征在于，所述的第一活塞(441)上配置有第一密封圈(4411)，第一密封圈(4411)将第一活塞(441)与主筒臂(431)之间的缝隙封闭；所述的第二活塞(451)配置有第二密封圈(4511)，第二密封圈(4511)将第二活塞(451)与支筒臂(432)之间的缝隙封闭。

6.根据权利要求1所述的一种三通接头，其特征在于，所述的第一端盖(433)配置有第一密封环(4331)，第一密封环(4331)将第一端盖(433)与第一活塞杆(442)之间的缝隙封闭；所述的第二端盖(434)配置有第二密封环(4341)，第二密封环(4341)将第二端盖(434)与第二活塞杆(452)之间的缝隙封闭。

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