CN113898811B - 一种流体连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流体连接器，包括母接头和与母接头适配插接的公接头，母接头包括由外向内依次滑动密封套装的母接头密封套、母接头限位套和母接头阀芯，母接头阀芯的内部通道在侧面径向上开设第一窗口，母接头限位套遮挡第一窗口，公接头包括由外向内依次滑动密封套装的公接头壳体、公接头限位套和公接头阀芯，公接头阀芯的内部通道在侧面径向上开设第二窗口，公接头限位套遮挡第二窗口。本发明提供了一种流体连接器，插拔过程中，夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态，解决目前的流体接头插合面上的夹气间隙暴露在流体介质内，插拔过程中会存在泄漏的问题。

Description

一种流体连接器
技术领域
本发明属于连接器领域，具体涉及一种流体连接器。
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，而插拔过程中要求接头保持良好的密封效果，避免冷却介质泄漏对系统造成影响。
公开号为CN105351652A的中国专利公开了一种流体连接器，包括插座和插头；插头内有第一导流孔，第一导流孔内有第一内凸环、第一卡环、第一阀芯和第一弹簧；插座有第二导流孔，第二导流孔有第二内凸环、第二卡环、导流柱、第二弹簧和第二阀芯；第二内凸环设有第二密封圈，第二阀芯外设有第二挡肩，第二阀芯内有第三导流孔；第一内凸环内有第一密封圈；第三导流孔内有第三卡环、密封阻隔环和第三弹簧，密封阻隔环设有第三挡肩，第三内凸环设有第三密封圈；插头和插座配合，插头伸入第二导流孔且推动第二阀芯向前移动，密封阻隔环与第一内凸环和第三内凸环配合。使第一密封圈和第三密封圈不暴露在流道之中，可以抗击非常高的流量冲击，使用户可以在工作状态下带压插拔。但是上述流体连接器的第一导流孔和第三导流孔之间存在夹气间隙，插合状态下该间隙暴露在流体介质内，夹气间隙中会充满流体介质，连接器分离后，夹气间隙与外环境连通，导致其中的流体介质被带出而形成泄漏。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种流体连接器，插拔过程中，夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态，解决目前的流体接头插合面上的夹气间隙暴露在流体介质内，插拔过程中会存在泄漏的问题。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种流体连接器，包括母接头和与母接头适配插接的公接头，母接头包括由外向内依次滑动密封套装的母接头密封套、母接头限位套和母接头阀芯，母接头内设置第一弹性机构及第一轴向限位机构使母接头密封套、母接头限位套与母接头阀芯的对接端面平齐，母接头阀芯的内部通道在侧面径向上开设第一窗口，母接头限位套遮挡第一窗口，公接头包括由外向内依次滑动密封套装的公接头壳体、公接头限位套和公接头阀芯，公接头内设置第二弹性机构及第二轴向限位机构使公接头壳体、公接头限位套和公接头阀芯的对接端面平齐，公接头阀芯的内部通道在侧面径向上开设第二窗口，公接头限位套遮挡第二窗口，未插合时，第一窗口和第二窗口处于密封状态，插合时母接头先与公接头对接端面贴合，继续插合公接头壳体推动母接头密封套后退使公接头壳体的对接端部与母接头限位套的对接端部插合形成滑动密封，然后继续插合推动母接头密封套与母接头阀芯产生错位，公接头限位套的对接端部与母接头阀芯的对接端部插合形成滑动密封后，再继续插合，母接头限位套与母接头阀芯解除密封，开启内部通道，直至第一窗口和第二窗口均完全露出。公接头壳体与母接头密封套接触形成壳体夹气间隙，母接头阀芯和公接头阀芯接触形成阀芯夹气间隙，在插合过程中，公接头壳体先与母接头限位套插合形成密封，并且在公接头限位套与母接头阀芯插合形成密封后，才开启母接头阀芯的内部通道，使得壳体夹气间隙和阀芯夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态，流体介质不会进入壳体夹气间隙和阀芯夹气间隙，避免了插合过程中泄漏的风险。
为了实现公接头壳体与母接头限位套插合形成密封，所述第一轴向限位机构包括设置在母接头限位套上的限位台阶，限位台阶与母接头密封套的对接端部存在一段距离，这段距离满足在插合时，公接头壳体的对接端部与母接头限位套的对接端部插合并形成滑动密封后，母接头密封套才抵靠住限位台阶带动母接头限位套后退，使母接头限位套与母接头阀芯产生错位。
进一步地，所述母接头密封套刚抵靠住限位台阶时，母接头限位套与母接头阀芯对接端部仍为密封状态，保证壳体夹气间隙和阀芯夹气间隙与流道之间为隔离状态。
所述第一轴向限位机构还包括设置在母接头限位套上的第一钢球和第二钢球、设置在母接头密封套内孔的第一环槽、设置在母接头阀芯上的限位槽，第一钢球靠近母接头限位套的对接端，第二钢球靠近母接头限位套的尾端，第一钢球和第二钢球在周向上错位设置，限位槽在周向上对应第二钢球设置，第一钢球部分向外凸出母接头限位套并位于第一环槽中，母接头阀芯和母接头限位套对接端面平齐时，第一钢球抵靠在第一环槽的尾端，第二钢球部分向内凸出母接头限位套并位于限位槽中；对接时，母接头密封套后退刚接触限位台阶时，限位槽和第二钢球在径向上对着第一环槽的尾端，母接头密封套继续后退，第二钢球退出限位槽，且第二钢球向外凸出母接头限位套并位于第一环槽尾端。母接头对接时，第二钢球卡在限位槽中，至到母接头密封套后退接触到限位台阶时，公接头壳体与母接头限位套完成插合形成密封，确保公接头壳体与母接头限位套插合形成密封前母接头限位套不后退，此时第一环槽的尾端对着第二钢球，第二钢球能够从限位槽中脱出，解除对母接头限位套的锁紧，保证插合过程中壳体夹气间隙与流道之间为隔离状态。
还包括母接头壳体，第一弹性机构包括第一弹簧，母接头壳体滑动密封套装在母接头密封套的外圈，母接头阀芯的尾端固定安装在母接头壳体尾部，母接头阀芯与母接头密封套之间设置第一弹簧，母接头壳体的对接端部设置有孔肩，母接头密封套对接端部设置的轴肩抵靠在孔肩上。分离时，第一环槽尾端抵靠住第二钢球，第一弹簧推动母接头密封套带动母接头限位套一同复位，直至第二钢球移动到限位槽时，第二钢球进入限位槽，对母接头限位套进行锁紧，此时母接头限位套与母接头阀芯的对接端面平齐形成密封，第一弹簧再继续推动母接头密封套复位，直至母接头密封套与母接头阀芯的对接端面平齐，使公接头壳体与母接头限位套分离，确保了壳体夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态。
所述第二轴向限位机构包括设置在公接头限位套外圈的第一凸块和第二凸块，第二弹性机构包括第二弹簧，第二凸块与公接头壳体尾部之间设置第二弹簧，使第一凸块抵靠在公接头壳体对接端部的孔肩上，公接头限位套遮挡第二窗口，公接头限位套上设置有第三窗口，第三窗口与第二窗口错位设置；对接时，公接头限位套伸出到位后第三窗口与第二窗口对齐，且公接头限位套不遮挡第一窗口。在插合时，公接头壳体推动母接头密封套后退，母接头密封套后退接触到限位台阶前，母接头限位套处于锁紧状态，公接头限位套在第二弹簧推动下抵靠住母接头限位套，但没有产生插合；母接头密封套后退接触到限位台阶后，公接头限位套才推动母接头限位套后退与母接头阀芯插合，避免公接头限位套与公接头壳体同步移动产生密封失效，保证阀芯夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态。
所述第二弹性机构还包括第三弹簧，第二轴向限位机构还包括设置在公接头限位套上的第三钢球和公接头阀芯沿其轴向设置的滑槽，第三钢球部分向内凸出公接头限位套并置于滑槽中，公接头阀芯尾端与公接头限位套尾部之间设置第三弹簧；公接头限位套和公接头阀芯的对接端面平齐时，第三钢球抵靠在滑槽的尾端；对接到位时，第三钢球抵靠在滑槽靠对接端的一侧，保证在插拔过程中，公接头阀芯与母接头阀芯紧贴，确保阀芯夹气间隙与流道之间的隔离效果。
所述公接头壳体内腔设置有用于连通母接头阀芯和公接头阀芯内部通道的第二环槽，对接后形成流体通道。
所述母接头上设置有母接头安装壳体，公接头上设置有公接头安装壳体。
所述母接头密封套和母接头限位套之间、母接头限位套和母接头阀芯之间、公接头壳体和公接头限位套之间、公接头限位套和公接头阀芯之间均设置弹性密封圈形成滑动密封，母接头阀芯的对接端至少设置两个弹性密封圈，保证公接头限位套和母接头限位套能够同时与母接头阀芯形成密封，保证阀芯夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，母接头限位套相对母接头密封套轴向运动，与设置在公接头壳体上的弹性密封圈形成密封，避免工作介质流入壳体夹气间隙。公接头限位套相对公接头阀芯轴向运动，与设置在母接头阀芯上的弹性密封圈形成密封，避免工作介质流入阀芯夹气间隙。插拔过程中，夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态，解决目前的流体接头插合面上的夹气间隙暴露在流体介质内，插拔过程中会存在泄漏的问题。
附图说明
图1是本发明中母接头的结构示意图；
图2是本发明中母接头钢球锁紧结构的示意图；
图3是本发明中公接头的结构示意图；
图4是本发明中母接头与公接头对接过程中公接头壳体与母接头限位套、公接头限位套与母接头阀芯插合形成密封，且母接头限位套与母接头阀芯仍保持密封状态的结构示意图；
图5是本发明中母接头与公接头对接到位状态下的结构示意图。
图中：1-母接头，11-母接头壳体，12-母接头密封套，121-第一环槽，13-母接头阀芯，131-第一窗口，132-限位槽，14-母接头限位套，141-第一钢球，142-限位台阶，143-第二钢球，15-第一弹簧，16-母接头安装壳体，17-卡簧，2-公接头，21-公接头壳体，211-第二环槽，22-公接头限位套，221-钢珠，222-第三窗口，223-第一凸块，224-第二凸块，23-公接头阀芯，231-第二窗口，232-滑槽，24-第二弹簧，25-公接头安装壳体，26-第三弹簧，31-壳体夹气间隙，32-阀芯夹气间隙。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图5所示，一种流体连接器，包括母接头1和与母接头1适配插接的公接头2，母接头1包括由外向内依次滑动密封套装的母接头密封套12、母接头限位套14和母接头阀芯13，母接头1内设置第一弹性机构及第一轴向限位机构使母接头密封套12、母接头限位套14与母接头阀芯13的对接端面平齐，母接头阀芯13的内部通道在侧面径向上开设第一窗口131，母接头限位套14遮挡第一窗口131，公接头2包括由外向内依次滑动密封套装的公接头壳体21、公接头限位套22和公接头阀芯23，公接头2内设置第二弹性机构及第二轴向限位机构使公接头壳体21、公接头限位套22和公接头阀芯23的对接端面平齐，公接头阀芯23的内部通道在侧面径向上开设第二窗口231，公接头限位套22遮挡第二窗口231。
所述第一轴向限位机构包括设置在母接头限位套14上的限位台阶142，限位台阶142与母接头密封套12的对接端部存在一段距离，这段距离满足在插合时，公接头壳体21的对接端部与母接头限位套14的对接端部插合并形成滑动密封后，母接头密封套12才抵靠住限位台阶142带动母接头限位套14后退，使母接头限位套14与母接头阀芯13产生错位。
所述母接头密封套12刚抵靠住限位台阶142时，母接头限位套14与母接头阀芯13对接端部仍为密封状态。
所述第一轴向限位机构还包括设置在母接头限位套14上的第一钢球141和第二钢球143、设置在母接头密封套12内孔的第一环槽121、设置在母接头阀芯13上的限位槽132，第一钢球141靠近母接头限位套14的对接端，第二钢球143靠近母接头限位套14的尾端，第一钢球141和第二钢球143在周向上错位设置，限位槽132在周向上对应第二钢球143设置，第一钢球141部分向外凸出母接头限位套14并位于第一环槽121中，母接头阀芯13和母接头限位套14对接端面平齐时，第一钢球141抵靠在第一环槽121的尾端，第二钢球143部分向内凸出母接头限位套14并位于限位槽132中；对接时，母接头密封套12后退刚接触限位台阶142时，限位槽132和第二钢球143在径向上对着第一环槽121的尾端，母接头密封套12继续后退，第二钢球143退出限位槽132，且第二钢球143向外凸出母接头限位套14并位于第一环槽121尾端。
还包括母接头壳体11，第一弹性机构包括第一弹簧15，母接头壳体11滑动密封套装在母接头密封套12的外圈，母接头阀芯13的尾端固定安装在母接头壳体11尾部，母接头阀芯13与母接头密封套12之间设置第一弹簧15，母接头壳体11的对接端部设置有孔肩，母接头密封套12对接端部设置的轴肩抵靠在孔肩上。
所述第二轴向限位机构包括设置在公接头限位套22外圈的第一凸块223和第二凸块224，第二弹性机构包括第二弹簧24，第二凸块224与公接头壳体21尾部之间设置第二弹簧24，使第一凸块223抵靠在公接头壳体21对接端部的孔肩上，公接头限位套22遮挡第二窗口231，公接头限位套22上设置有第三窗口222，第三窗口222与第二窗口231错位设置；对接时，公接头限位套22伸出到位后第三窗口222与第二窗口231对齐，且公接头限位套22不遮挡第一窗口131。
所述第二弹性机构还包括第三弹簧26，第二轴向限位机构还包括设置在公接头限位套22上的第三钢球221和公接头阀芯23沿其轴向设置的滑槽232，第三钢球221部分向内凸出公接头限位套22并置于滑槽232中，公接头阀芯23尾端与公接头限位套22尾部之间设置第三弹簧26；公接头限位套22和公接头阀芯23的对接端面平齐时，第三钢球221抵靠在滑槽232的尾端；对接到位时，第三钢球221抵靠在滑槽232靠对接端的一侧。
所述公接头壳体21内腔设置有用于连通母接头阀芯13和公接头阀芯23内部通道的第二环槽211。
所述母接头1上设置有母接头安装壳体16，公接头2上设置有公接头安装壳体25。
所述母接头密封套12和母接头限位套14之间、母接头限位套14和母接头阀芯13之间、公接头壳体21和公接头限位套22之间、公接头限位套22和公接头阀芯23之间均设置弹性密封圈形成滑动密封，母接头阀芯13的对接端至少设置两个弹性密封圈。
插合时，母接头1先与公接头2对接端面贴合，公接头壳体21与母接头密封套12接触形成壳体夹气间隙，母接头阀芯13和公接头阀芯23接触形成阀芯夹气间隙。继续插合公接头壳体21推动母接头密封套12后退使公接头壳体21的对接端部与母接头限位套14的对接端部插合形成滑动密封，此过程中第二钢球143卡在限位槽132中，确保公接头壳体21与母接头限位套14插合形成密封前母接头限位套14不后退，公接头限位套22在第二弹簧24推动下抵靠住母接头限位套14，但没有产生插合；至到母接头密封套12后退接触到限位台阶142时，公接头壳体21与母接头限位套14完成插合形成密封，此时第一环槽121的尾端对着第二钢球143，第二钢球143能够从限位槽132中脱出，解除对母接头限位套14的锁紧，公接头限位套22才推动母接头限位套14后退，母接头密封套12与母接头阀芯13产生错位，公接头限位套22的对接端部与母接头阀芯13的对接端部插合形成滑动密封后，再继续插合，母接头限位套14与母接头阀芯13解除密封，开启内部通道，直至第一窗口131和第二窗口231均完全露出。插合过程中壳体夹气间隙和阀芯夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态。
分离时，第一环槽121尾端抵靠住第二钢球143，第一弹簧15推动母接头密封套12带动母接头限位套14一同复位，直至第二钢球143移动到限位槽132时，第二钢球143进入限位槽132，对母接头限位套14进行锁紧，此时母接头限位套14与母接头阀芯13的对接端面平齐形成密封，第一弹簧15再继续推动母接头密封套12复位，直至母接头密封套12与母接头阀芯13的对接端面平齐，使公接头壳体21与母接头限位套14分离，母接头1和公接头2重新回到初始的密封状态，分离过程中壳体夹气间隙和阀芯夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态。
本发明提供的一种流体连接器，在插拔过程中，夹气间隙与流道之间始终是隔离的状态，解决目前的流体接头插合面上的夹气间隙暴露在流体介质内，插拔过程中会存在泄漏的问题。

Claims (10)

1.一种流体连接器，其特征在于：包括母接头(1)和与母接头(1)适配插接的公接头(2)，
母接头(1)包括由外向内依次滑动密封套装的母接头密封套(12)、母接头限位套(14)和母接头阀芯(13)，母接头(1)内设置第一弹性机构及第一轴向限位机构使母接头密封套(12)、母接头限位套(14)与母接头阀芯(13)的对接端面平齐，母接头阀芯(13)的内部通道在侧面径向上开设第一窗口(131)，母接头限位套(14)遮挡第一窗口(131)，
公接头(2)包括由外向内依次滑动密封套装的公接头壳体(21)、公接头限位套(22)和公接头阀芯(23)，公接头(2)内设置第二弹性机构及第二轴向限位机构使公接头壳体(21)、公接头限位套(22)和公接头阀芯(23)的对接端面平齐，公接头阀芯(23)的内部通道在侧面径向上开设第二窗口(231)，公接头限位套(22)遮挡第二窗口(231)，
未插合时，第一窗口(131)和第二窗口(231)处于密封状态，插合时母接头(1)先与公接头(2)对接端面贴合，继续插合公接头壳体(21)推动母接头密封套(12)后退使公接头壳体(21)的对接端部与母接头限位套(14)的对接端部插合形成滑动密封，然后继续插合推动母接头密封套(12)与母接头阀芯(13)产生错位，公接头限位套(22)的对接端部与母接头阀芯(13)的对接端部插合形成滑动密封后，再继续插合，母接头限位套(14)与母接头阀芯(13)解除密封，开启内部通道，直至第一窗口(131)和第二窗口(231)均完全露出。
2.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：所述第一轴向限位机构包括设置在母接头限位套(14)上的限位台阶(142)，限位台阶(142)与母接头密封套(12)的对接端部存在一段距离，这段距离满足在插合时，公接头壳体(21)的对接端部与母接头限位套(14)的对接端部插合并形成滑动密封后，母接头密封套(12)才抵靠住限位台阶(142)带动母接头限位套(14)后退，使母接头限位套(14)与母接头阀芯(13)产生错位。
3.如权利要求2所述的一种流体连接器，其特征在于：所述母接头密封套(12)刚抵靠住限位台阶(142)时，母接头限位套(14)与母接头阀芯(13)对接端部仍为密封状态。
4.如权利要求2所述的一种流体连接器，其特征在于：所述第一轴向限位机构还包括设置在母接头限位套(14)上的第一钢球(141)和第二钢球(143)、设置在母接头密封套(12)内孔的第一环槽(121)、设置在母接头阀芯(13)上的限位槽(132)，第一钢球(141)靠近母接头限位套(14)的对接端，第二钢球(143)靠近母接头限位套(14)的尾端，第一钢球(141)和第二钢球(143)在周向上错位设置，限位槽(132)在周向上对应第二钢球(143)设置，第一钢球(141)部分向外凸出母接头限位套(14)并位于第一环槽(121)中，母接头阀芯(13)和母接头限位套(14)对接端面平齐时，第一钢球(141)抵靠在第一环槽(121)的尾端，第二钢球(143)部分向内凸出母接头限位套(14)并位于限位槽(132)中；对接时，母接头密封套(12)后退刚接触限位台阶(142)时，限位槽(132)和第二钢球(143)在径向上对着第一环槽(121)的尾端，母接头密封套(12)继续后退，第二钢球(143)退出限位槽(132)，且第二钢球(143)向外凸出母接头限位套(14)并位于第一环槽(121)尾端。
5.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：还包括母接头壳体(11)，第一弹性机构包括第一弹簧(15)，母接头壳体(11)滑动密封套装在母接头密封套(12)的外圈，母接头阀芯(13)的尾端固定安装在母接头壳体(11)尾部，母接头阀芯(13)与母接头密封套(12)之间设置第一弹簧(15)，母接头壳体(11)的对接端部设置有孔肩，母接头密封套(12)对接端部设置的轴肩抵靠在孔肩上。
6.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：所述第二轴向限位机构包括设置在公接头限位套(22)外圈的第一凸块(223)和第二凸块(224)，第二弹性机构包括第二弹簧(24)，第二凸块(224)与公接头壳体(21)尾部之间设置第二弹簧(24)，使第一凸块(223)抵靠在公接头壳体(21)对接端部的孔肩上，公接头限位套(22)遮挡第二窗口(231)，公接头限位套(22)上设置有第三窗口(222)，第三窗口(222)与第二窗口(231)错位设置；对接时，公接头限位套(22)伸出到位后第三窗口(222)与第二窗口(231)对齐，且公接头限位套(22)不遮挡第一窗口(131)。
7.如权利要求6所述的一种流体连接器，其特征在于：所述第二弹性机构还包括第三弹簧(26)，第二轴向限位机构还包括设置在公接头限位套(22)上的第三钢球(221)和公接头阀芯(23)沿其轴向设置的滑槽(232)，第三钢球(221)部分向内凸出公接头限位套(22)并置于滑槽(232)中，公接头阀芯(23)尾端与公接头限位套(22)尾部之间设置第三弹簧(26)；公接头限位套(22)和公接头阀芯(23)的对接端面平齐时，第三钢球(221)抵靠在滑槽(232)的尾端；对接到位时，第三钢球(221)抵靠在滑槽(232)靠对接端的一侧。
8.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：所述公接头壳体(21)内腔设置有用于连通母接头阀芯(13)和公接头阀芯(23)内部通道的第二环槽(211)。
9.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：所述母接头(1)上设置有母接头安装壳体(16)，公接头(2)上设置有公接头安装壳体(25)。
10.如权利要求1所述的一种流体连接器，其特征在于：所述母接头密封套(12)和母接头限位套(14)之间、母接头限位套(14)和母接头阀芯(13)之间、公接头壳体(21)和公接头限位套(22)之间、公接头限位套(22)和公接头阀芯(23)之间均设置弹性密封圈形成滑动密封，母接头阀芯(13)的对接端至少设置两个弹性密封圈。
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