CN114017567A - 一种气动快插接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动快插接头。所公开的气动快接插头包括固定组件和活动组件，其中固定组件内设气路，该气路上设有密封结构，活动组件内设气体通道，且活动组件端部设有推动工作面，使用时，固定组件用于插接在气源出气口，一方面通过固定组件中的密封结构对气源进行密封，另一方面需要时将活动组件插入固定组件中，利用活动组件打开固定组件中的密封结构，并且活动组件外接取气管或气压检测装置进行取气或气源内气压检测。本发明快插接头结构设计简单，制造安装方便，接插过程安全、稳定，不容易损坏，且具有良好的互换性。尤其适用于内部气压为36‑66MPa的气源。

Description

一种气动快插接头

技术领域

本发明涉及一种快接插头，具体涉及一种气动快接插头。

背景技术

气动快速接头是一种主要用于高压配管、高压气瓶等气源(包括供气装置和气路)的快速接头，不需要工具就能实现管路连通或断开的接头。

目前国内外现有高压气动快插接头基本都是小于32MPa的阀门，所知的高压气动快插接头只有国外公司生产的快插接头，大于32MPa高压气动快插接头产品在国内外均是空白产品，有学术论文表明国外一些军工研究机构已进行了长时间研制，但国内这方面技术未见报道及学术交流。

目前高压气动快插接头不能耐高压是因为没有高强度的密封材料符合要求，只能满足32MPa以下范围使用；在对接过程没有排气装置，会产生射流、冲击以及其它可能对操作者造成伤害的情况。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种气动快插接头。

为此，本发明提供的包括气动快插接头固定组件和活动组件；

所述固定组件包括：

阀体，该阀体内沿轴向开设两端敞口的主流道，该主流道一侧轴向端口为气源接口，另一端口为连接活动组件接口；所述主流道内从气源接口至活动组件接口依次设有阀芯工作腔、过流通道和活动组件安装腔；

阀芯，该阀芯本体的轴向一端结构与所述过流通道适配，另一端结构与所述阀芯工作腔适配，且该另一端结构内沿轴向开设有一端敞口的第一流道，该流道的侧壁上开设有若干个第一过流孔；

所述阀芯沿轴向活动式装配于所述过流通道和阀芯工作腔中，所述第一流道与所述气源接口相通，且所述过流通道靠近阀芯工作腔的端口处与阀芯之间设有密封结构，同时所述阀芯工作腔内设第一弹簧，关闭状态时，该第一弹簧的弹力作用于阀芯使阀芯向过流通道运动至所述阀芯一端伸出所述过流通道且所述密封结构密封；

所述活动组件包括：

顶杆，该顶杆内沿轴向依次开设有流道和第二过流孔，且所述过流孔位于顶杆的一轴向端部，同时所述过流孔偏离所述顶杆的中轴线，所述流道远离过流孔的一端敞口，另一端与所述过流孔相通；

需要打开时，所述顶杆设有第二过流孔的端部插入所述活动组件安装腔中，且顶杆端部与活动组件安装腔之间设有密封件，驱动顶杆使得顶杆端部顶动所述阀芯朝向气源接口运动且压缩所述第一弹簧直至密封结构打开，第二过流孔通过所述过流通道、阀芯工作腔、第一过流孔及第一流道与所述气源接口相通。

进一步，所述过流通道靠近所述阀芯工作腔的端口为锥形，且锥顶朝向所述过流通道，所述阀芯上设有与所述锥形端口相适配的密封块，所述锥形端口与密封块组装实现所述密封结构的密封。

进一步，所述阀体的与阀芯工作腔适配的本体结构外壁上设有过流槽。

进一步，还包括阀座，该阀座安装于所述阀芯工作腔内，所述第一弹簧安装于所述阀芯与阀座之间。

进一步，所述阀体外壁设有第一密封件，且该第一密封件靠近所述气源接口。

进一步，所述活动组件还包括转动体，所述转动体内沿轴向开设有工作通道，所述顶杆装配于所述转动体的工作通道内，且设有过流孔的端部伸出工作通道外，且该伸出端外壁及同端转动体的端部外壁与所述活动组件安装腔相适配。

进一步，所述活动组件安装腔的侧壁上开设有排气孔。

进一步，所述排气孔内安装有透气防尘塞。

进一步，所述转动体外壁和阀体上设有防松脱结构。

进一步，所述防松脱结构包括：

释放环，该释放环本体为环状结构，释放环本体一轴向端面上设有工作环槽，该工作环槽靠近释放环中心的侧壁上开设有销孔，另一侧壁上开设有与销孔相对应的安装孔；

所述转动体外壁上设有环绕转动体周向的第一安装环槽和第二安装环槽，且第一安装环槽靠近与固定组件连接的端部，同时所述第二安装环槽所在的转动体部位的径向尺寸大于所述第一安装环槽所在的转动体部位的径向尺寸，同时第一安装环槽和第二安装环槽均沿所述轴向内陷；所述第二安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有弧形槽孔；所述第一安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有定位球安装孔，同时该侧壁的外壁设有挡圈，且相对于定位球安装孔在轴向上的位置，所述挡圈靠近与固定组件连接的端部；

所述定位球安装孔中放置有定位球；所述阀体端部外壁设有相应的定位球卡槽；

第二弹簧，该第二弹簧安装于第二安装环槽内，且该第二弹簧的伸缩方向沿所述轴向；

所述释放环套在转动体外壁上，同时所述销孔中安装有固定销；

解锁状态时，释放环的设有所述销孔的侧壁插入所述第二环形槽中且压缩所述第二弹簧，转动释放环使得固定销滑入弧形槽孔内；

锁紧状态时，所述阀体端部插入所述第一安装环槽中，所述定位球底部落入所述定位球卡槽中，转动释放环使得固定销滑出弧形槽孔，第二弹簧弹动释放环，使得释放环压住定位球，同时释放环在轴向上被第二弹簧和挡圈限位。

进一步，且释放环本体径向内壁设有滑槽；所述第二弹簧弹动释放环时，该滑槽滑过定位球，且容纳所述挡圈。

进一步，所述转动体端部外壁与所述活动组件安装腔内壁通过螺纹连接。

进一步，所述顶杆的与设有过流孔的端部相对的端部伸出转动体，且该端部外壁设有螺纹。

进一步，还包括扳手，该扳手主体为一圆环体，该圆环体套在所述转动体端部并通过销钉固定连接。

进一步，还包括固定组件保护套，用于套在所述阀体外用于保护活动组件接口端组件。

进一步，还包括活动组件保护套，用于套在转动体上，用于保护过流孔端组件。

与现有技术相比，本申请的快插接头结构设计简单，制造安装方便，接插过程安全、稳定，不容易损坏，且具有良好的互换性。尤其适用于内部气压为36-66MPa的气源。

附图说明

图1为本发明的固定组件与活动组件分体结构示意图；

图2为阀体的轴向示图；

图3为图2的B-B剖视图；

图4为阀芯的结构示意图，右图为左边视图的左向视图；

图5为顶杆的外观结构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为图5的右视图；

图8为释放环的剖视图；

图9为图8的A向结构示意图；

图10为转动体的俯视图，右图为左边视图的左视图；

图11为图10转动体的剖视图；

图12为本发明的活动组件插入固定组件中结构示意图；

图13为本发明的活动组件拔出固定组件过程中的结构示意图。

具体实施方式

除非有特殊说明，本文中的术语或方法根据普通技术人员的常规认识理解或采用已有方法实现。

本文所述的轴向、径向、周向、倒锥、底部等方向或方位性术语与附图中的相应方向或方位一致，中部是相对于顶和底的方位，可以大致理解为位于顶端和底端之间，没有数量级含义。需要说明的是，这些方向或方位是用来解释说明本发明的各部件或特征的空间相对位置关系，不对相关部件或特征的空间相对位置关系有唯一的限定作用，本领域技术人员在本发明的技术构思基础上所做的空间或/和方向/方位置换均在本发明的保护范围之内。

本发明的快插接头主要包括固定组件和活动组件，其中固定组件内设气路，该气路上设有密封结构，活动组件内设气体通道，且活动组件端部设有推动工作面，使用时，固定组件用于插接在气源出气口，一方面通过固定组件中的密封结构对气源进行密封，另一方面需要时将活动组件插入固定组件中，利用活动组件打开固定组件中的密封结构，并且活动组件外接取气管或气压检测装置进行取气或气源内气压检测。

参见图1所示，所述固定组件主要包括阀体7、阀芯1和第一弹簧2，参见图3所示，阀体1内沿轴向(即介质流向)设有两端敞口的主流道7-1，其中一端敞口为气源接口，另一端为活动组件接口，从气源接口至活动组件接口，主流道7-1内依次设有阀芯工作腔7-10、过流通道7-2和活动组件安装腔7-11；参见图4所示，阀芯1的主体轴向一端1-5结构与过流通道结构适配，另一端结构与阀芯工作腔结构适配，且与阀芯工作腔结构适配的端部结构内设有一端部敞口的第一流道1-1，同时流道1-1的侧壁上设有多个第一过流孔1-2，该多个第一过流孔与流道相通；

所述阀体和阀芯及第一弹簧的组装成固定端，具体组装方式参见图1所示，阀芯1装配于过流通道7-2和阀芯工作腔7-10内，第一流道与气源接口相通，且过流通道靠近阀芯工作腔的端部与阀芯之间设有密封结构，所述第一弹簧安装于阀芯工作腔7-10内，在第一弹簧弹力的作用下，阀芯朝向远离气源接口的方向运动至阀芯端部1-5伸出过流通道且密封结构密封。在该结构状态下，阀体上设有气源接口的端部插入气源(如气瓶)内，且与气源出气口密封接，具体可在阀体端部设密封槽7-8，密封槽内设包括挡圈16和O型圈17的密封件(16、17)，实现两者的密封连接，同时通过固定组件内的密封结构对气源进行密封。

与固定组件匹配使用的活动组件包括顶杆11，参见图5-7所示，顶杆11内沿轴向设有第二流道11-1和第二过流孔11-2，其中过流孔位于顶杆的一端部，同时过流孔偏离顶杆的中轴线，这样在顶杆的端面留出推动工作面，所述第二流道远离过流孔的一端敞口，另一端与过流孔相通。具体方案中，第二过流孔的个数可以是一个或多个，如图5-7所示，该示例中的过流孔为两个，且在顶杆端面上对称设置。在需要打开气源进行取气或对气源内气压进行检测时，将顶杆上设有过流孔的端部插入阀体内，具体装入活动组件安装腔内，且顶杆端部与活动组件安装腔内壁密封连接，相应的密封结构可设置在顶杆端部外壁上，也可设置在活动组件安装腔内壁，图示示例中，顶杆的端部设有密封槽11-4，该密封槽内设有密封件(18、19)，接着推压或转动顶杆使得顶杆顶动阀芯，压缩第一弹簧并打开密封结构，从而第二流道、过流孔、过流通道、阀芯工作腔、第一过流孔及第一流道相通，实现气源内部气体对外接通。

为方便操作，顶杆端部设有连接取气管或气压检测装置的螺纹11-3。还有些方案中，顶杆上设有卡槽11-6，方便拆卸工具卡住顶杆，稳定施力。

进一步的方案中，还包括有固定组件保护套，相应的在阀体外设螺纹7-7，固定组件保护套通过该螺纹与阀体组装对固定组件的端部进行保护。为方便携带，在阀体外部上设有悬挂固定组件保护套的悬挂孔7-9。

固定组件内部的密封结构可通过过流通道和阀芯相应部位的形状匹配设计的思路来实现，具体示例如图所示，过流通道靠捡阀芯工作腔端部的端口为倒锥形结构，且锥尖朝向过流通道，在阀芯相应的部位设有与倒锥形端口可密封适配的密封块1-4，该密封块1-4的材质可选用耐磨及强度合适的材料，确保密封效果可靠。

在上述方案基础上，与利用阀芯工作腔内间隙过气不同或进一步方案是，过流通道与阀芯上过流孔通气的结构还可以是在阀芯本体上与阀芯工作腔适配的结构外部开设过流槽1-3，具体可绕周向设置多个，图示为4个。

有些方案中，所述第一弹簧通过阀座6安装于阀芯工作腔内，第一弹簧安装于阀座与阀芯之间。

还有产品中，上述方案中的活动组件还包括转动体10，用于协助顶杆工作，进一步确保顶杆与固定组件插接的可靠，参考图11所示，所述转动体10内设有工作通孔10-1，所述顶杆固定装配与该工作通孔内，且设有第二过流孔的端部伸出工作通孔外，同时该伸出端及所在的转动体的端部结构与活动组件安装腔适配。可选择的手段是，转动体端部外壁设螺纹10-8，活动组件安装腔内壁设相应的螺纹7-5，两者通过螺纹连接，可通过转转动体与安装腔内壁螺纹啮合过程实现顶杆的推动。具体方式中，顶杆与转动体内工作通工固定装配的方式可选用常规机械配合组装的方式，图示采用在顶杆上设台阶和凹槽11-5，相应的在工作通孔内设台阶，组装后在凹槽11-5内设挡圈实现两者的固定装配。为方便操作，可以在转动体端部设扳手8，该扳手8主体为圆环体，该圆环体套在转动体端部，两者通过安装孔10-9和销钉9固定连接。

进一步的方案中，在上述结构基础上，阀体上活动组件安装腔的侧壁上设有排气孔7-4，该排气孔的作用是活动组件与固定组件脱开过程中，固定组件阀体与活动组件顶杆轴之间留有高压气体，存在高压溅射危险，设置排气孔可以将这部分气体及时排出，确保脱开过程中工作安全。为避免灰尘进入，所述排气孔中安装有透气防尘塞。

为防止固定组件与活动组件的松脱，进一步优选的方案中，在转动体和阀体外壁上设有防松脱结构，具体方案中，防松脱结构可以选用销钉，为方便人工操作，而不借助其他工作，本发明提供了一种具体的防松脱结构，参考图3、8、9、10和11所示，所述防松脱结构包括释放环12、设置在转动体外壁的结构、设置在阀体端部的结构、第二弹簧3、定位球4及固定销5。其中：

释放环12的本体为环状结构，释放环本体一轴向端面上设有工作环槽12-2，该工作环槽靠近释放环中心的侧壁上开设有销孔12-3，另一侧壁上开设有与销孔相对应的安装孔12-1，用于安装固定销；

所述转动体外壁上设有环绕转动体周向的第一安装环槽12-2和第二安装环槽10-4，且第一安装环槽靠近与固定组件连接的端部，同时所述第二安装环槽10-4所在的转动体部位的径向尺寸大于所述第一安装环槽所在的转动体部位的径向尺寸，同时第一安装环槽和第二安装环槽均沿所述轴向内陷；所述第二安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有弧形槽孔10-7；所述第一安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有定位球安装孔10-3，同时该侧壁的外壁设有挡圈14，且相对于定位球安装孔在轴向上的位置，所述挡圈靠近与固定组件连接的端部；

所述定位球安装孔中放置有定位球5；所述阀体端部外壁设有相应的定位球卡槽7-6；

所述第二弹簧3安装于第二安装环槽内，且该第二弹簧的伸缩方向沿所述轴向；

所述释放环套在转动体外壁上，同时所述销孔中安装有固定销；

参见图13所示，解锁状态时，释放环的设有所述销孔的侧壁插入所述第二环形槽中且压缩所述第二弹簧，转动释放环使得固定销滑入弧形槽孔内；参见图12所示，锁紧状态时，所述阀体端部插入所述第一安装环槽中，所述定位球底部落入所述定位球卡槽中，转动释放环使得固定销滑出弧形槽孔，第二弹簧弹动释放环，使得释放环压住定位球，同时释放环在轴向上被第二弹簧和挡圈限位。具体方案中，所述挡圈14设置在挡圈放置槽10-6中。

正常工作时活动端由梯形螺纹手动快速拧入固定端，阀芯打开，手动锁紧机构释放环，锁紧机构由钢球锁紧固定端阀体及活动端转动体；活动端连接固定端前，拧下活动端的扳手，使活动端的顶杆轴与负载端的高压软管连接好后再拧上扳手。

需要快速分离固定端及活动端进行检测气瓶内压力或气瓶充气时，先手动锁紧机构释放环，使锁紧机构的钢球解锁，再手动拧出固定端，拧出过程中，为防止阀芯与截止阀之间的密封高压突然泄压产生危险，在梯形螺纹脱扣前设计了防尘的排气孔。

活动端和固定端均配置防尘保护帽，用于在活动端和固定端处于分离状态时对接头进行防护，防尘保护帽具有与接头对接后防脱落、分离后防丢失的钥匙链。

该方案的特点是活动端与固定端锁紧或解锁过程操作方便，活动端转动时，顶杆轴与负载端的高压软管连接不转动。

需要说明的是，本发明的保护范围不限于上述具体实施例所说明的具体实施方式，而是只要满足本发明的权利要求的技术特征的组合均属于本发明所公开的方案。

Claims (18)

1.一种气动快插接头，其特征在于，包括固定组件和活动组件；

所述固定组件包括：

阀体，该阀体内沿轴向开设两端敞口的主流道，该主流道一侧轴向端口为气源接口，另一端口为连接活动组件接口；所述主流道内从气源接口至活动组件接口依次设有阀芯工作腔、过流通道和活动组件安装腔；

阀芯，该阀芯本体的轴向一端结构与所述过流通道适配，另一端结构与所述阀芯工作腔适配，且该另一端结构内沿轴向开设有一端敞口的第一流道，该流道的侧壁上开设有若干个第一过流孔；

所述阀芯沿轴向活动式装配于所述过流通道和阀芯工作腔中，所述第一流道与所述气源接口相通，且所述过流通道靠近阀芯工作腔的端口处与阀芯之间设有密封结构，同时所述阀芯工作腔内设第一弹簧，关闭状态时，该第一弹簧的弹力作用于阀芯使阀芯向过流通道运动至所述阀芯一端伸出所述过流通道且所述密封结构密封；

所述活动组件包括：

顶杆，该顶杆内沿轴向依次开设有流道和第二过流孔，且所述过流孔位于顶杆的一轴向端部，同时所述过流孔偏离所述顶杆的中轴线，所述流道远离过流孔的一端敞口，另一端与所述过流孔相通；

需要打开时，所述顶杆设有第二过流孔的端部插入所述活动组件安装腔中，且顶杆端部与活动组件安装腔之间设有密封件，驱动顶杆使得顶杆端部顶动所述阀芯朝向气源接口运动且压缩所述第一弹簧直至密封结构打开，第二过流孔通过所述过流通道、阀芯工作腔、第一过流孔及第一流道与所述气源接口相通。

2.如权利要求1所述的气动快插接头，其特征在于，所述过流通道靠近所述阀芯工作腔的端口为锥形，且锥顶朝向所述过流通道，所述阀芯上设有与所述锥形端口相适配的密封块，所述锥形端口与密封块组装实现所述密封结构的密封。

3.如权利要求1所述的气动快插接头，其特征在于，所述阀体的与阀芯工作腔适配的本体结构外壁上设有过流槽。

4.如权利要求1所述的气动快插接头，其特征在于，还包括阀座，该阀座安装于所述阀芯工作腔内，所述第一弹簧安装于所述阀芯与阀座之间。

5.如权利要求1所述的气动快插接头，其特征在于，所述阀体外壁设有第一密封件，且该第一密封件靠近所述气源接口。

6.如权利要求1所述的气动快插接头，其特征在于，所述活动组件还包括转动体，所述转动体内沿轴向开设有工作通道，所述顶杆装配于所述转动体的工作通道内，且设有过流孔的端部伸出工作通道外，且该伸出端外壁及同端转动体的端部外壁与所述活动组件安装腔相适配。

7.如权利要求1或6所述的气动快插接头，其特征在于，所述活动组件安装腔的侧壁上开设有排气孔。

8.如权利要求7所述的气动快插接头，其特征在于，所述排气孔内安装有透气防尘塞。

9.如权利要求6所述的气动快插接头，其特征在于，所述转动体外壁和阀体上设有防松脱结构。

10.如权利要求9所述的气动快插接头，其特征在于，所述防松脱结构包括：

释放环，该释放环本体为环状结构，释放环本体一轴向端面上设有工作环槽，该工作环槽靠近释放环中心的侧壁上开设有销孔，另一侧壁上开设有与销孔相对应的安装孔；

所述转动体外壁上设有环绕转动体周向的第一安装环槽和第二安装环槽，且第一安装环槽靠近与固定组件连接的端部，同时所述第二安装环槽所在的转动体部位的径向尺寸大于所述第一安装环槽所在的转动体部位的径向尺寸，同时第一安装环槽和第二安装环槽均沿所述轴向内陷；所述第二安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有弧形槽孔；所述第一安装环槽的远离转动体中心的侧壁上开设有定位球安装孔，同时该侧壁的外壁设有挡圈，且相对于定位球安装孔在轴向上的位置，所述挡圈靠近与固定组件连接的端部；

所述定位球安装孔中放置有定位球；所述阀体端部外壁设有相应的定位球卡槽；

第二弹簧，该第二弹簧安装于第二安装环槽内，且该第二弹簧的伸缩方向沿所述轴向；

所述释放环套在转动体外壁上，同时所述销孔中安装有固定销；

解锁状态时，释放环的设有所述销孔的侧壁插入所述第二环形槽中且压缩所述第二弹簧，转动释放环使得固定销滑入弧形槽孔内；

锁紧状态时，所述阀体端部插入所述第一安装环槽中，所述定位球底部落入所述定位球卡槽中，转动释放环使得固定销滑出弧形槽孔，第二弹簧弹动释放环，使得释放环压住定位球，同时释放环在轴向上被第二弹簧和挡圈限位。

11.如权利要求10所述的气动快插接头，其特征在于，且释放环本体径向内壁设有滑槽；所述第二弹簧弹动释放环时，该滑槽滑过定位球，且容纳所述挡圈。

12.如权利要求6或8所述的气动快插接头，其特征在于，所述转动体端部外壁与所述活动组件安装腔内壁通过螺纹连接。

13.如权利要求1或6所述的气动快插接头，其特征在于，所述顶杆的与设有过流孔的端部相对的端部伸出转动体，且该端部外壁设有螺纹。

14.如权利要求1或6所述的气动快插接头，其特征在于，还包括扳手，该扳手主体为一圆环体，该圆环体套在所述转动体端部并通过销钉固定连接。

15.如权利要求1或6所述的气动快插接头，其特征在于，还包括固定组件保护套，用于套在所述阀体外用于保护活动组件接口端组件。

16.如权利要求1或6所述的气动快插接头，其特征在于，还包括活动组件保护套，用于套在转动体上，用于保护过流孔端组件。

17.一种气动快插接头固定组件，其特征在于，所述固定组件包括：

阀体，该阀体内沿轴向开设两端敞口的主流道，该主流道一侧轴向端口为气源接口，另一端口为连接活动组件接口；所述主流道内从气源接口至活动组件接口依次设有阀芯工作腔、过流通道和活动组件安装腔；

阀芯，该阀芯本体的轴向一端结构与所述过流通道适配，另一端结构与所述阀芯工作腔适配，且该另一端结构内沿轴向开设有一端敞口的第一流道，该流道的侧壁上开设有若干个第一过流孔；

所述阀芯沿轴向活动式装配于所述过流通道和阀芯工作腔中，所述第一流道与所述气源接口相通，且所述过流通道靠近阀芯工作腔的端口处与阀芯之间设有密封结构，同时所述阀芯工作腔内设第一弹簧，关闭状态时，该第一弹簧的弹力作用于阀芯使阀芯向过流通道运动至所述阀芯一端伸出所述过流通道且所述密封结构密封。

18.与权利要求17所述固定组件适配的活动组件，其特征在于，所述活动组件包括：

顶杆，该顶杆内沿轴向依次开设有流道和第二过流孔，且所述过流孔位于顶杆的一轴向端部，同时所述过流孔偏离所述顶杆的中轴线，所述流道远离过流孔的一端敞口，另一端与所述过流孔相通。

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