CN1142378C - 快速连接／分离接头及其阴接头元件 - Google Patents

快速连接／分离接头及其阴接头元件 Download PDF

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Abstract

一种快速连接/分离的接头(20)具有一个阴接头元件(24)、一个阳接头元件(22)和一个滑动地装配在阴接头元件(24)上、将阴接头元件(24)和阳接头元件(22)保持在一起处于偶联状态的卡箍元件(26)。所设计的卡箍元件(26)用于防止其意外活动，从而防止阴接头元件(24)和阳接头元件(26)处于偶联状态后意外分离。在将卡箍元件(26)从其连接位置驱动到其分离位置之前，必须将卡箍元件(26)从其闭锁位置驱动到其开锁位置。因此，在接头(20)能被分离和/或连接之前，需要卡箍元件(26)先进行两个不同的移动。

Description

快速连接/分离接头及其阴接头元件
技术领域
本发明涉及一种用于互连流体通路的接头组件，尤其涉及在该接头中所用的模制阴和阳接头元件。
背景技术
用在小软管的应用和其它用途中的快速连接/分离接头组件是本领域公知的。这些接头常被用在生物医学应用、方便处理、饮料分配、仪器连接、光化学处理，以及许多其它的应用中。
美国专利4436125，5052725，5104158和WO90/10814分别公开了一种包括相互配合的阴和阳接头的快速连接/分离接头组件，每个接头形成从其中穿过的液体通路。阳接头的结构使其可与阴接头可分离地连接。阳接头包括一个密封装置，以给阴和阳接头之间提供液密密封。阴接头包括一个将阴和阳接头锁在一起以处于偶联状态的可解除的闭锁或快速连接/分离机构。闭锁机构包括一个锁环或锁片，可滑动地装配在阴接头形成的凹槽中。该锁片在第一或解除位置和第二或闭锁位置之间滑动。在闭锁状态，锁片的内缘延伸至阴接头的孔中，与阳接头表面的一个凹槽或缺口啮合，由此将阳和阴接头锁在一起。
另外，日本东京的Nitto Kohki有限公司在其Quick Connective FluidCoupler(“快速连接流体接头”)产品目录的第38页说明了一种具有阳和阴接头的接头，其中是用一种可滑动的锁片将二者锁在一起。
在先有技术中，人们已经发现利用可滑动锁片的接头会发生意外的分离，这会潜在地造成液体泄漏或溢出。具体而言，例如当接头和与接头连接的流体管线落下且锁片碰撞到地板时，或锁片受到任何意外的力时，锁片可能被意外地驱动到第一即解除位置。当与接头连接的液体管线中有液体流动时，若发生对锁片的这种意外驱动，则阳和阴接头会发生部分或完全分离，由此使液体溢出。当液体管线中的液体对环境或人有危害时，这种液体的溢出尤其危险。
因此需要一种改进的具有相互配合的阴和阳接头的快速连接/分离接头组件，用于防止阳和阴接头的意外分离，同时还保持先有技术的接头组件的许多优点。
发明内容
本发明提供一种改进的快速连接/分离接头，其具有一个阴接头元件，一个阳接头元件和滑动地装配在阴接头元件上、用来将使阴和阳接头元件一起保持在偶联状态的卡箍元件。所设计的卡箍元件用于防止其意外活动，从而防止阴和阳接头元件进入偶联状态后的意外分离。
在依据本发明的一个实施例中，所提供的快速连接/分离接头包括一个阴接头元件，后者具有前端和后端，且在其中形成了流体流动的路径。该接头还包括具有前端和后端在其中形成了流体流动路径的阳接头元件，该阳接头元件的前端可插入到阴接头元件前端。快速连接/分离卡箍元件滑动地装配在阴接头元件上，由此卡箍元件可在连接位置和分离位置之间滑动，在连接位置，卡箍元件与阳接头元件啮合，由此使阳接头元件保持在阴接头元件之内，在分离位置，卡箍元件从阳接头元件脱离，由此可使阳接头元件与阴接头元件分离。该卡箍元件还可在闭锁和开锁位置之间移动，其中在闭锁位置处，卡箍元件不能从连接位置滑动到分离位置，在开锁位置处，允许卡箍元件从连接位置滑动到分离位置。
因此，在将卡箍元件驱动到分离位置之前，必须先将卡箍元件移动到开锁位置。该卡箍元件到开锁位置的附加移动阻止了将卡箍元件意外地驱动到分离位置，因此防止了阴和阳接头元件的意外分离。
在依据本发明的另一实施例中，所提供的快速连接/分离接头包括具有前端和后端，且在其中形成流体流动路径的阴接头元件。该接头还包括具有前端和后端，且在其中形成流体流动路径的阳接头元件，该阳接头元件的前端可插入到阴接头元件前端。快速连接/分离卡箍元件滑动地装配在阴接头元件上，由此卡箍元件可在连接位置和分离位置之间滑动，在连接位置，卡箍元件与阳接头元件啮合，由此使阳接头元件保持在阴接头元件之内，在分离位置，卡箍元件从阳接头元件脱离，由此可使阳接头元件与阴接头元件分离。卡箍元件包括一个可以可选择地与阳接头元件啮合和分离的肩形突出物，其中当肩形突出物与阳接头元件啮合时，卡箍元件不能从连接位置滑动到分离位置。
在依据本发明的又一实施例中，所提供的阴接头元件包括一个具有前端和后端、且在其中形成流体流动路径的外壳。在外壳中限定了一个开槽，其延伸方向总体上与流动路径垂直。快速连接/分离卡箍元件滑动地装配在开槽中，由此卡箍元件可以在与流动路径总体上垂直的方向上在第一和第二位置之间滑动。此外，卡箍元件可在开槽内闭锁位置和开锁位置之间滑动，在闭锁位置处，卡箍元件被保持在第一位置，由此阻止了卡箍元件从第一位置滑动到第二位置，在开锁位置处，允许卡箍元件从第一位置滑动到第二位置。
本发明的其他各种优点的一部分将在以下的描述中阐明，一部分将从描述中显而易见，或通过实施本发明可了解到。通过权利要求中具体指出的元件和组合可得到和实现本发明的优点。应当理解上述简要说明和以下的详细说明仅是示例性和解释性的，并不是对所要求保护的发明的限制。
附图说明
现参考附图，其中相同标号代表各个视图中的相应部分。
图1是依照本发明的快速连接/分离接头的优选实施例的透视图，所示的接头与两件管道连接。
图2是图1所示实例的剖视图，其中阳和阴接头元件被拆开，互相分离，且阳接头元件与阴接头元件轴向对准。
图3是图1所示实例的剖视图，其中阳接头元件被部分地插入到阴接头元件中，且所示的卡箍元件处于开锁位置和分离位置。
图4是与图3类似的视图，所示的阳和阴接头元件偶联在一起，且卡箍元件回复到闭锁位置和连接位置。
图5显示了图2的阳接头元件沿5-5线的横切面视图，卡箍元件从该接头元件移开，并对准在准备插入到阴接头元件的开槽中的位置。
图6是沿图5的6-6线的卡箍元件的剖视图。
具体实施方式
本发明涉及一种快速连接/分离接头，其具有一个阳接头元件，一个阴接头元件和一个滑动地装配在阴接头元件上的快速连接/分离卡箍元件，还涉及一种具有快速连接/分离卡箍元件的阴接头元件，其中卡箍元件滑动地装配在阴接头元件的开槽中，其中所设计的卡箍元件用于防止其意外驱动到允许阳和阴接头元件分离的位置。
在图1-6中显示了本发明的一个具体实施方式，其中快速连接/分离接头总体上都用标号20表示。接头20包括一个阳接头元件22和一个阴接头元件24，阳接头元件22包括后端部分22a和前端部分22b，阴接头元件24包括后端部分24a和前端部分24b。一个锁环，在这里称作快速连接/分离卡箍元件26，用于快速分离和连接阳和阴接头元件22，24。
在图1中显示的接头20和两件管道28，30互连。管道28，30分别连在阳和阴接头元件22，24的有倒钩的端部29，31。但应当理解的是，除了将两件管道连接在一起之外，本发明的接头20还具有许多应用。
在所示的具体实施方式中，阳接头元件22和阴接头元件24分别限定了流体从中穿过流动的路径32，34。一个O形密封圈36配置在阳接头元件22外表面周围的环形沟槽中，以在处于连接状态的阳接头元件22的外表面和阴接头元件24的内表面之间提供液密密封，如图4所示。这里所描述的本发明具体实施方式虽然用于流体路径，但应当理解本发明还可以有其它用途，如互连电线等。
现在更详细地参考图2-6，在该具体实施方式中，各个阳接头元件22、阴接头元件24和卡箍元件26最好制成单件式模制塑料构件。卡箍元件26包括突舌部分50和锁片部分52，这两部分大致成直角互连而总体上形成L形构造。突舌部分50给用户提供了一个向卡箍元件26下压的表面，以在插入阳接头元件22时，将卡箍元件从如图4所示的连接位置驱动到如图3所示的分离位置。在本发明的某些实施方式中，由于阳接头元件在与锁片部分52的曲线内边缘54啮合时，将迫使卡箍元件向下到分离位置，因此当插入阳接头元件22时，不需要手动用力使卡箍元件向下。
锁片部分52限定了一个允许阳接头元件22的前端部分22b延伸穿过的足够大的孔，该孔与阴接头元件24的流动路径34基本上对准。锁片部分52滑入到在阴接头元件24的横向上延伸的开槽58中，
从图5的横截面视图可见，开槽58在接近其底部58a比接近顶部58b之处更宽。阴接头元件24的形成开槽50的侧面60包括位于开槽58宽部与开槽58窄部相交处的肩部62。相应地，卡箍元件26的锁片部分52沿其侧边缘66有突起64。突起64各包括与阴接头元件24的相应肩部62啮合的一个基本上平坦的部分68，以防止卡箍元件26插入之后意外地移出阴接头元件24。这样就保证了在通常使用时，卡箍元件26与阴接头元件24一直保持在一起。
锁片部分52的底部具有基本上与阴接头元件24的曲线形表面匹配的曲线形表面70。另外，当处于如图4所示的连接位置时，锁片部分52的曲线内缘部分54的厚度使内缘部分54能安置在阳接头元件22上形成的环形沟槽72中。
弹性偏压元件74位于突舌50之下，在大体上如图3所示下压卡箍元件26时，弹性偏压元件74从其不工作位置移动到偏离位置。这样，卡箍元件26向上偏到连接位置，这样当阳接头元件22的沟槽72与卡箍元件26的曲线内缘54对准时，弹性偏压元件74将迫使卡箍元件向上与沟槽72啮合，从而将卡箍元件置入连接位置，使阳和阴接头元件22，24在流体压力作用下处于偶联状态。
如图2所示，突舌50的下表面80是倾斜的，这样在弹性偏压元件74和突舌50的下表面80之间提供了附加间隙。此外，阴接头元件24包括一个凸起的表面82，其与弹性偏压元件74的末端配合，以给弹性偏压元件74和阴接头元件24剩余部分之间提供间隙。这样可下压卡箍元件26。
现在参考图6，可见卡箍元件26的锁片部分52包括正面100和背面102，弹性偏压元件74在背面顶部附近与背面102连接。肩形突出物104安置在正面100上，其大体上与弹性偏压元件74相背。从图5可见，肩形突出物104的形状大体上是弓形的以与阴接头元件24的曲线形表面匹配，并在两个侧边66之间延伸。这样，当卡箍元件26位于如图2和4显示的连接位置时，肩形突出物104与阴接头元件24的外表面啮合，从而阻止卡箍元件26从连接位置下压到分离位置。卡箍元件26这样就处于如图2和4所示的锁定位置，从而防止意外驱动卡箍元件26。首先必须将卡箍元件26驱动到如图3所示的开锁位置，使肩形突出物104与阴接头元件24的外表面脱开，卡箍元件26才能被向下驱动，使其从连接位置到分离位置。
为使卡箍元件26移动到开锁位置，卡箍元件26的锁片部分52包括一个第一锥形部分106，其厚度大致从弹性偏压元件74和肩形突出物104大致到突起64的平坦部分68附近是增加的。第一部分106的背面102倾斜远离其正面100，使该第一部分106的厚度平稳增加。锁片部分52还包括厚度恒定的第二部分108，它从第一部分延伸到锁片部分52的底部曲线边缘，其背面102与正面100大体上平行。从图6可见，第一部分106的正面基本上与第二部分108的正面共面，这样第一部分106厚度的增加仅仅是由第一部分的背面倾斜造成的。
从图2-4可见，开槽58的厚度基本上不变，因此在第一部分106和开槽58之间形成了一个空隙。另外，第二部分108的厚度基本上与其邻接的开槽58(即，开槽58的放置有第二部分108的底部)的厚度相等。由于第一部分106的厚度是锥形的，卡箍元件26稍有柔性，这样，通过在接近卡箍元件26的突舌部分50和锁片部分52结合部分的地方施加一个向右的力，卡箍元件26可弯曲到开锁位置，如图3所示，由此使肩形突出物104从阴接头元件24脱开，使卡箍元件26能下压到分离位置。这里，厚度指的是第一部分106，第二部分108和开槽58的沿着流径32、34方向(即图2-4中从左到右)的尺寸。
通过使第二部分108的厚度基本上与开槽58的厚度相等，可以防止在卡箍元件26的相对端施加弯曲力时，卡箍元件26在开槽58内旋转。相反，第一部分106的锥形厚度使卡箍元件26能够在相对更大的开槽中挠曲和弯曲到分离位置。应当认识到肩形突出物104和与其邻近的第一部分106的厚度之和必须稍微小于开槽58的厚度，以允许卡箍元件26能被下压到开槽58中到达分离位置。从图5和6可最佳地看到，在正面110上，突舌50和锁片部分52的结合处设有一平面部分110，以方便向卡箍元件26施加弯曲力。
已经描述了的卡箍元件26的第一部分106的厚度从偏压元件74到突起64的平坦部分68附近是增加的，但其它的使卡箍件26可挠曲或弯曲的设计也在本发明的范围内。例如，第一部分106从偏压元件到突起的平坦部分的厚度可以不变，且其厚度小于开槽58的厚度。第二部分108从第一部分到底缘70的厚度可以增加，且其底缘的厚度和与其邻近的开槽58的厚度基本上相等。由此卡箍件能够大约在第一和第二部分的结合处弯曲。当然可能有多种其它能提供柔性或可弯曲的卡箍件的设计，其中设计的选择基于卡箍件所需的挠曲或弯曲量。
本文所述的本发明具体实施方式中的快速连接/分离接头最好模制成三个分离的部件，即阳接头元件22，阴接头元件24和卡箍件26。接头可由多种材料制成，如塑料或金属。缩醛塑料如Delrin是一种可用于卡箍件26的塑料，而聚丙烯因其化学性能可用于阳和阴接头元件。以上述方式将卡箍件26插入到阴接头元件24的开槽58中。在使用过程中，通过突起64与阴接头元件24的肩形突出物62互相作用，卡箍件26将保持在阴接头元件24中。
在使用时，当弹性偏压元件74位于其不工作位置时，卡箍件26通常位于其连接位置和闭锁位置。为了插入阳接头元件22，卡箍件26必须首先向后弯曲到开锁位置(图3)，在该处肩形突出物104不再位于阴接头元件24的表面正上方，而是完全位于开槽58中。一旦肩形突出物104脱离阴接头元件24，卡箍件26就被下压，如图3箭头90所示，则阳接头元件22大体上沿图3箭头92所示的方向被插入到阴接头元件24中。然后卡箍件26被释放。在环形沟槽72与内缘部分56对准后，卡箍件26被弹性偏压元件74向上偏置到其连接位置，大体上如图4所示，其中所示的接头处于偶联状态。
如上所述，在某些实例中，仅通过插入阳接头元件22即可驱使卡箍件26向下达到其分离位置，但仅是在卡箍件26弯曲到其开锁位置之后。因此，在这些实施例中使用者不需要向下按压卡箍件的突舌部分50。此外，在某些实施例中，一旦阳接头元件22被插入得足够深，从而使沟槽72与卡箍件的缘部54对准时，当卡箍件26咬入其连接位置时，接头20将产生声音信号。
为分离接头20，使用者必须先向后弯曲卡箍件，使其到开锁位置，然后按压卡箍件26，使阳接头元件22能够移走。
以上说明，实施例和数据对本发明的结构的制造和其使用进行了完整的描述。由于在不偏离本发明实质和范围的情况下还有许多实施例，本发明的范围是此后所附的权利要求。

Claims (8)

1.一种快速连接/分离接头(20)，包括：一具有前端(24b)和后端(24a)的阴接头元件(24)，该阴接头元件限定了流体从中流动的路径(34)；一具有前端(22b)和后端(22a)且限定了流体从中流动的路径(32)的阳接头元件(22)，该阳接头元件的前端可插入到阴接头元件的前端；一快速连接/分离卡箍元件(26)，其滑动地装配在阴接头元件上，由此卡箍元件可在连接位置和分离位置之间滑动，在连接位置，卡箍元件与阳接头元件啮合，以使阳接头元件保持在阴接头元件之内，在分离位置，卡箍元件从阳接头元件脱离，由此使阳接头元件能与阴接头元件分离，其改进包括：
所述卡箍元件(26)是可弯曲的，由此所述卡箍元件可在闭锁位置和开锁位置之间移动，所述卡箍件包括一个肩形突出物(104)，其在阻止卡箍元件从连接位置滑动到分离位置的闭锁位置与阴接头元件啮合，在允许卡箍元件从连接位置滑动到分离位置的开锁位置与阴接头元件脱离。
2.如权利要求1的快速连接/分离接头，其中所述的卡箍件(26)包括具有正面(100)和背面(102)的锁片部分(52)，其中所述肩形突出物(104)配置在所述正面上，还包括配置在所述背面的弹性偏压元件(74)，该元件将所述卡箍件向连接位置偏压。
3.如权利要求2的快速连接/分离接头，其中所述锁片部分(52)配置在所述阴接头元件中形成的开槽(58)中，所述锁片部分包括邻近所述肩形突出物、厚度不断增加的第一部分(106)，以及与所述第一部分连接的厚度基本不变的第二部分(108)。
4.如权利要求3的快速连接/分离接头，其中邻近所述肩形突出物(104)的所述第一部分(106)的厚度小于与其邻近的所述开槽(58)的厚度，所述第二部分(108)的厚度与与其邻近的所述开槽(58)的厚度基本上相等。
5.一种阴接头元件(24)，其中包括：一个具有前端(24b)和后端(24a)且限定了流体从中流动的路径(34)的外壳，在所述外壳中限定了一个开槽(58)，其延伸方向总体上与流动路径垂直；一个快速连接/分离卡箍件(26)滑动地装配在所述开槽中，由此卡箍元件以与流动路径总体上垂直的方向在连接和分离位置之间滑动；其改进包括：
所述卡箍元件(26)是可弯曲的，由此所述卡箍元件可在所述开槽内在闭锁位置和开锁位置之间移动，其中所述卡箍元件包括肩形突出物(104)，其在阻止卡箍元件在开槽(58)内从连接位置滑动到分离位置的闭锁位置与外壳啮合，在允许卡箍元件从连接位置滑动到分离位置的开锁位置与外壳脱离。
6.如权利要求5的阴接头元件，其中所述的卡箍件(26)包括具有正面(100)和背面(102)的锁片部分(52)，其中所述肩形突出物(104)配置在所述正面上，还包括配置在所述背面的弹性偏压元件(74)，该元件将所述卡箍件向连接位置偏压。
7.如权利要求6的阴接头元件，其中所述锁片部分(52)包括邻近所述肩形突出物(104)的厚度不断增加的第一部分(106)，以及与所述第一部分连接的厚度基本不变的第二部分(108)。
8.如权利要求7的阴接头元件，其中邻近所述肩形突出物(104)的所述第一部分(106)的厚度小于与其邻近的所述开槽(58)的厚度，所述第二部分(108)的厚度和与其邻近的所述开槽(58)的厚度基本上相等。
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