CN1682062A - 两用引入接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与一填充口(22)的推力式或螺旋式孔口阀一起使用的引入接头(20)，该引入接头包括一体部(58)和一可轴向移动的阀套(82)。一致动器(70)的轴向移动既允许阀套(82)从一后部位置向一前部位置选择性地轴向移动，又允许孔口阀(44)选择性地脱开以打开一流通路径。在一个实施例中，致动器(70)具有一与螺旋式孔口阀接合或轴向移动一推力针阀以打开流通路径的鼻部(356)。带有任何类型阀的(引入接头的)操作是相同的，所以使用者不需要知道正在使用的是哪种类型的阀。

Description

两用引入接头

相关申请

本申请是申请号为NO.10/058,555、申请日为2002年1月28日的美国申请和申请号为NO.60/394,353、申请日为2002年7月8日的美国临时申请的部分继续申请，它们的内容在此全部引用。

技术领域

本发明涉及一种引入接头(service coupling)，该引入接头用于将致冷剂从一致冷剂供应源经由一填充口导入一致冷系统，该填充口通常连接至该致冷系统并与之相连通。该引入接头还可用来从一致冷系统中排空致冷剂。

背景技术

传统的致冷剂，例如氯氟碳化合物(CFC)和氢氯氟碳化合物(HCFC)，都因为对大气中的臭氧的破坏而受到严格控制。对替换现存的CFC和HCFC的新型环保的良性致冷剂的研发导致引入了氢氟碳化合物(HFC)，例如R134a。然而，HFC仍然与全球变暖潜能(GWP)密切相关且与自然致冷剂如二氧化碳和氨水相比使用成本较高。这些情况迫使人们研究使用非HFC的致冷剂的替代致冷系统。汽车空调工业已经通过对使用二氧化碳作为致冷剂的致冷系统的开发，开始了替换HFC的挑战。

用于将致冷剂从致冷剂供应源经由一在该致冷系统中的入口或“填充”口导入一致冷系统的引入接头或转接器，在现有技术中是公知的。一已知的引入接头具有一个或多个可允许“快速连接”到致冷系统的填充口的部件。连接上之后，在引入接头中的引入阀接合并致动填充口内的孔口阀/特立克阀(port valve)以打开该填充口和该引入接头之间的致冷剂流通路径。通常由一可旋转的、螺纹连接至该引入接头的旋钮移动引入阀以与孔口阀接合。

传统的引入接头，例如那些用于R134a的汽车空调系统的引入接头，一般设计为在上达约100psi(6.9巴)的压力下工作。然而，使用二氧化碳作为致冷剂的致冷系统通常在远远高于R134a致冷系统的压力下即压力远远大于100psi(6.9巴)的压力下工作。

因为这些较高的压力，传统的引入接头受到一些限制，一般不能将它们用于使用二氧化碳的致冷系统。一个限制是较高的致冷剂压力在该引入阀上施加大的载荷，因此需要过大的扭矩来转动旋钮。

另一个限制是引入接头的“快速连接”这一特征事实上是不可行的，这是因为在连接断开之前引入接头和填充口之间残留有加压的致冷剂。该残留压力还会造成引入接头从填充口上不希望的猛烈断开。

还有另一个限制是在排空一致冷系统时通过一传统引入接头的致冷剂的流速较高。在使用二氧化碳作为致冷剂的致冷系统中，较高的排空流速会造成密封件的爆炸式减压(explosive decompression)，即残留在密封件中的气态致冷剂的不希望的快速膨胀。较高的排空流速还会在填充口或引入接头中导致形成“干冰”，干冰会妨碍引入阀和孔口阀的再密封，从而造成致冷剂泄漏。

因此，填充和排空较高压力的致冷系统需要一改进的引入接头，例如那些使用二氧化碳的系统。

发明内容

提供一种用于将一致冷剂供应源连接至一致冷系统的引入接头，该致冷系统具有一包括可轴向移动的孔口阀的填充口。该引入接头包括一具有一沿从调节端部至一出口端部延伸的中央通道的体部以及一位于所述端部之间在中央通道和致冷剂源之间提供连通的侧向口。一可轴向移动的阀套设在中央通道中。该阀套从一位于侧向口和出口端部之间的第一端部到一靠近调节端部的第二端部延伸。该阀套包括至少一个从第一端部到第二端部穿过该阀套延伸的压力平衡通道以及一密封接合在该阀套中的引入阀。设置一致动器以将该阀套从一朝向调节端部的后部位置移到一朝向出口端部的前部位置。阀套到向前位置的轴向移动使引入阀抵靠孔口阀，并使孔口阀脱离在填充口内的密封接合以及使引入阀脱离在阀套中的密封接合，以打开致冷剂的流通路径。阀套到向前位置的轴向移动还在该阀套的第二端部和体部之间产生一空隙。该空隙通过至少一个穿过阀套延伸的通道与致冷剂流通路径连通，这样在阀套任一端部处的压力基本上平衡。在阀套两侧的压力平衡使得在中央通道中移动阀套只需要极小的力。

在本发明的另一个实施例中，引入接头设置有至少一个泄放通道，以在断开连接之前排放在引入接头和填充口之间残留的加压的致冷剂。阀套向前部位置的移动封闭该泄放通道，而阀套向后部位置的移动关闭流通路径，并允许在填充口和引入接头之间残留的残余致冷剂通过该未密封的泄放通道释放。

在本发明的另一个实施例中，侧向口设置有一用来将引入接头连接到一致冷剂供应/排放系统的接头元件。该接头元件包括一单向阀或限流器，该单向阀或限流器设计成限制致冷剂沿一第一方向流过侧向口，并允许致冷剂基本不受限制地沿一与第一方向相反的第二方向流过侧向口。

在本发明的另一个实施例中，填充口或者包括一推压式阀或者包括一螺旋式阀。该阀体是一具有附加功能的轴，阀套包括一与固定/刚性定位的阀体部结合起作用的安全套筒。采用任一种阀引入接头都以操作上等同的方式工作。

在其它优点之中，本发明的引入接头的新颖设计允许以极小的力打开压力较高的系统中的填充口和该引入接头之间的致冷剂流通路径。另一优点是残留在填充口和引入接头之间的致冷剂可在关闭引入阀和孔口阀之后自动排放，从而允许将引入接头容易并较平缓地从填充口上断开。还一优点是可通过单向阀轻松地控制从致冷系统中排放的致冷剂的流速，从而最小化爆炸式减压的发生或干冰的形成。

结合根据附图对下面优选实施例的详细描述，本发明的各种其它方面和优点对于本领域的技术人员来说将会变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的一优选实施例的引入接头的剖视图，该引入接头连接到一致冷系统的填充口；

图2是类似图1的剖视图，其中示出在致动引入接头和孔口阀后处于打开位置的部件的相对位置；

图3是类似图1的剖视图，其中示出在从填充口上断开引入接头时处于关闭位置的部件的相对位置；

图4是沿图3中线4-4上的接头元件的剖视图；

图5是图1-3的填充口的放大的局部剖视图；

图6是本发明的一可选实施例的剖视图，其中示出连接到填充口的引入接头，其中引入阀和孔口阀处在打开位置；

图7是图6的引入接头的剖视图，其中示出处于关闭位置的引入阀和孔口阀；

图8是本发明的另一可选实施例的剖视图，其中示出连接到填充口的引入接头，其中引入阀和孔口阀处在打开位置；

图9是本发明的又一可选实施例的放大剖视图，其中示出了将引入接头从填充口上断开时锁定套筒、销和阀套之间的相对位置；

图10示出了与推压式或螺纹式填充口一起使用的两用引入接头的实施例，其中示出了非接合状态的引入接头；

图10A是图10的引入接头的局部放大图；

图10B是图10的引入接头的局部放大图；

图11示出了图10所示实施例，其中旋钮处于接合状态并且未连接到填充口；

图12示出了图10所示实施例，其中引入接头与填充口接合；

图13示出了图10所示实施例，其中引入接头与填充口接合并且旋钮处于允许液体流动的接合状态；

图14是一两用引入接头的可选实施例。

具体实施方式

参见图1，设有一用于固定到一填充口22上的引入接头20，该填充口用作将致冷剂导入连接有填充口22的致冷系统的入口。连接好后，引入接头20和填充口22具有一共同的纵向轴线A-A。

填充口22可以是传统类型的，其本身不是本发明的一部分。然而对填充口22的补充理解有助于说明引入接头20的操作。

填充口22包括一体部24，体部24具有一从入口端28到出口端30延伸穿过该体部的中心通道26。如图5所示，中心通道26包括一直径减小的柱状阀座32和内螺纹34以分别与一阀芯40的聚合物密封元件36和外螺纹38接合。

继续参见图5，阀芯40包括内部可滑动地设置有一孔口阀44的芯体42。孔口阀44的一第一端部46向外延伸超过芯体42，孔口阀44的一第二端部48连接到一密封元件50。一压缩弹簧52在孔口阀44的一环形凸缘54和芯体42上的径向肩台56之间延伸，以弹性地朝向入口端28推动孔口阀44并使密封元件50密封地接合芯体42。孔口阀44朝向出口端30的移动(图5的左边)使密封元件50从芯体42上脱开，从而打开阀芯40(如图2所示)以允许致冷剂流过填充口22。

参见图1，引入接头20包括一从一调节端部60延伸到一出口端部62的体部58。中心通道64从调节端部60延伸到出口端部62，并与形成在调节端部60到出口端部62之间的体部58内的侧向供应管口66相连通。设置在外部的螺纹68与调节端部60相邻地形成在体部58上。一可转动的旋钮70设置在调节端部60上，并包括与螺纹68接合的内螺纹72和轴向延伸超过调节端部60的变大的抓持部分74。

体部58的中心通道64在调节端部60的附近设置有第一内部直径76，在出口端部62的附近设置有第二直径78和一与侧向口66对齐的扩大的环形沟道80。一阀套82位于该中心通道64中，该阀套的尺寸确定为紧密地但可滑动地容纳于第一内部直径76的内部。阀套82包括一具有一与轴线A-A重合的中轴线的整体上为圆柱形的体部84以及一沿轴线A-A从体部84向外凸起的调节柱86。体部84包括一其内部向内延伸有一肩台90的内空腔88和内螺纹92。多个流通孔94穿过体部84设置并相对于轴线A-A大致成直角地与空腔88相交。体部84还包括至少一个从体部84一端向其另一端延伸的压力平衡通道96(图1-3中虚线所示)。通道96设置在流通孔94之间以使通道96与流通孔94不相交。

阀套82连接到旋钮70，以当旋钮70拧入拧出体部58时与其一起移动。在一优选实施例中，调节柱86的一部分延伸通过体部58内的一孔98以及旋钮70中一轴向对齐的孔100。一对垫片102在旋钮70两侧设置在调节柱86上。在引入接头20的制造过程中，挤压(swage)调节柱86的远端104或以其它形式使其变形以防止垫片102和旋钮70在旋转时从调节柱86上滑脱。垫片102在旋钮70上滑动，以允许旋钮70相对于调节柱86自由旋转。

因螺纹68和72的相互接合而产生的旋钮70的旋转和其轴向移动使得阀套82(1)在旋钮70沿第一预定方向旋转时轴向移动至朝向调节端部60(图1-3中右边)的后部位置和(2)在旋钮70沿相反方向旋转时移动至朝向出口端部62的向前部位置。阀套82朝向调节端部60的过度回退被阀套82与形成在体部58内第一内径76和孔98之间的肩台106之间的贴靠所阻止。

根据填充口22和阀套82的外部直径，可将体部58可选地分为两个或更多部分以方便引入接头20的组装。如图1-3所示，体部58优选分为一包括第一内部直径76的第一部分108和一包括第二直径78的第二部分110。第二部分110包括一在装配时螺纹连接到第一部分108的外螺纹部分114上的内螺纹部分112。在图1-3所示的实施例中，因为阀套82的外部直径大于第二内部直径78，所以在将第二部分110固定到第一部分108伤之前将阀套82装配到第一部分108上。然而在本发明的一可选实施例中(未示出)，阀套82可以具有小于第二内部直径78的外部直径，以允许体部58作为一单个部件制造。

在阀套82的空腔88之内容纳一密封件116和一引入阀118，该引入阀通过一可弹性压缩的元件120例如一压缩弹簧偏压在密封件116上。优选由聚合材料例如EPDM橡胶或PTFE制成的密封件116贴靠在向内肩台90上。密封件116优选为扁平环形衬垫—如图103所示，或可选地可以是一O形环。引入阀118包括一整体上为锥形的从引入阀起延伸的座122，该座与密封件116密封接合以基本防止致冷剂流过引入接头20。可弹性压缩元件120的一端贴靠座122的肩台124，另一端贴靠空腔88的内壁126。

一阀止动器128也容纳在空腔88中以固定密封件116、引入阀118和阀套82的空腔88中的可弹性压缩元件120。阀止动器128优选包括一引入阀118穿过其中延伸的导引部分130和一具有与空腔88中的内螺纹92接合的外螺纹134的圆柱基底部分132。导引部分132是整体上为矩形的元件，它具有足够大以支承引入阀118、也足够窄以允许致冷剂通过的宽度，如图2所示。阀止动器128的基底部分132贴合密封元件116以保持密封元件116抵靠肩台90。

参见图6和7，详细示出一阀套82的可选实施例。在该实施例中，引入阀118、密封件116和阀止动器128组成一阀芯组件138。阀芯组件138可以与上述填充口22中的阀芯40大致类似，但不局限于此。因此其它的阀芯组件设计—例如那些在轮胎气门芯(tire stems)中常见的组件—也适于用在本发明中。用阀芯组件138代替单个组件116、118和128有利于取消一个或多个制造步骤，并易于替换用旧或损坏的密封件。

仍参见图1，一环形密封元件140设置在一位于孔98的内壁中的指向外的第一槽142，以在阀套82朝出口端部62向前部位置移动时基本上防止致冷剂泄漏。类似地，在体部58内在侧向口66的调节端部侧和出口端部侧设置一对环形密封元件144。密封元件144贴靠阀套82从而基本上防止致冷剂在体部58和阀套82之间通过。密封元件140和144可以是本领域公知的常见的橡胶制O形环或PTFE制弹簧供能的“U形杯”。

体部58，更具体说是第二部分110优选包括一向内的肩台148，紧靠该肩台保持有一密封元件150例如O形环。当填充口22容纳在引入接头20中时，密封元件150与填充口22密封接合以防止填充口22和引入接头20之间的致冷剂泄漏。通过肩台148和卡环152限定密封元件150在通道64中大致为轴向的移动，卡环152位于在第一内部直径76中的一朝外的槽154中。

现在参见图3，侧向口66优选设置有一用来将引入接头20连接到一致冷剂源(未示出)的接头元件156。在一优选实施例中，接头元件156的外端部158设计成与一凹接头160配合，该凹接头160连接到一用于从一常见的致冷剂供应/排放系统输送致冷剂的引入管或其它导管的部件161上。在图2和3所示的接头元件156的设计并不限定本发明的范围，它可包括其它形式，例如传统的内螺纹转接器。

在接头元件156中设置一单向阀或限流器162来调节经过引入接头20流出填充口22的致冷剂的流速。参见图4，限流器162包括一具有与希望的致冷剂流速相对应的预定直径的轴向毛细管166。限流器162设置有多个与接头元件156的内表面170共同作用的径向叶片168以形成用于使致冷剂自由流动的多个流通通道172(图4最佳地示出)。在接头元件156的锥形表面176和凹接头160的肩台178之间限定的空隙174(图3最佳示出)允许限流器162有限程度的轴向位移。如图2所示，当致冷剂从致冷剂供应/排放系统流入引入接头20时，迫使限流器162靠在锥形表面176上，以使致冷剂基本不受限制地流过流通通道172。可选地，当致冷剂从填充口22流入引入接头20时，迫使限流器162抵靠肩台178，从而限制致冷剂流过毛细管166。

再看图1，引入接头20优选地通过多个止动球(detent ball)180连接到填充口22，止动球180位于由与体部58相邻的出口端部62的壁限定的径向孔182中。一环形锁定套筒184邻近出口端部62环绕体部58，且可在其上轴向滑动。锁定套筒184设置有一朝内的凸缘186，该凸缘186具有朝向出口端部62由凸缘起向外张开的锥形凸轮面188。一弹性件190—例如一压缩弹簧等—向出口端部62偏压锁定套筒184。一肩台192从凸缘186径向向外延伸，肩台192与体部58上的向外定向的凸缘194共同作用限定一腔室196，弹性件190设置在腔室196中以向出口端部62弹性推动锁定套筒184。

体部58与凸缘194相邻的区域优选地设置有一朝内的环形槽198，在该槽中设有一保持环200。如图1所示，保持环200贴靠凸缘194和锁定套筒184上的肩台202，以防止锁定套筒184从体部58上掉下。可选地或与保持环200一起，可在靠近出口端部62的一槽206中设置一第二保持环204，其也用于防止锁定套筒184从体部58上掉下。

引入接头20优选地设置有一互锁套筒208，以防止当致冷剂流通路径打开时无意中将引入接头20从填充口22上释放。参见图1至3，互锁套筒208是一整体为圆柱状的构件，其内径210比体部58的外径212稍大。互锁套筒208设置有一宽度稍大于接头件156的通道214。互锁套筒208的一第一端部216与锁定套筒184接合，互锁套筒208的一第二端部218与旋钮70接合。参见图2，当旋钮70已经旋转至使引入阀118和出口阀44打开的位置时，互锁套筒208贴靠锁定套筒184以防止该锁定套筒184退至可能释放填充口22的位置。另一方面，如图3所示，当旋钮70旋转至使引入阀118和孔口阀44关闭的位置时，互锁套筒208可以在体部58上滑动至一允许锁定套筒184释放填充口22的位置。

在运行中，当引入接头20与填充口22脱离接合时，锁定套筒184将处在图2所示的非退回或向前的位置，并由弹性元件190的偏压力保持在该位置。如图3所示，通过退回锁定套筒184使得引入接头20接合填充口22，当引入接头20与填充口22接合时这允许止动球180向外移动。

当引入接头20与填充口22接合时，填充口22的入口端28将进入引入接头20的出口端62并与密封元件150密封接合。填充口22朝向调节端部60进一步轴向移动会使止动球180越过填充口22上的肩台220，直到止动球180与填充口22中的槽222径向对齐。响应弹性元件190的推动而朝向出口端部64推动锁定套筒184，这迫使止动球180径向向内(移动)，锥形凸轮表面188的作用也迫使止动球180径向向内移动。止动球180与离填充口入口端28最远的肩台220的一侧接合，以将引入接头20固定到填充口22上。

如图1所示，在引入接头20与填充口22如此接合的条件下，应当注意到连接部分没有致冷剂流过。这样在填充口22中，密封元件50与芯体42密封接合，而在引入接头20中，引入阀118与密封元件116密封接合。

在打开引入阀118和孔口阀44之前，通过连接到致冷剂供应/排放系统的引入软管或其它导管对引入接头20加压。在侧向口66任一侧的密封元件144防止致冷剂在体部58和阀套82之间通过。因此就没有轴向作用在阀组件82上的压力，该压力会阻止旋钮70打开引入接头20的旋转。

要打开引入接头20和填充口22以使致冷剂流过侧向口66，可使旋钮70沿一第一预定方向旋转以使其轴向移动到图2所示的位置。旋钮70的这种旋转不会由于因阀套82与密封元件140和144接触对旋钮70的旋转所产生的摩擦阻力而引起阀套82的明显旋转。阀套82从图1位置到图2位置的轴向移动使得引入阀118直接与孔口阀44接合。

一旦引入阀118与孔口阀44相接触，就会因为致冷剂系统作用在孔口阀44上的压力而产生阻止阀118进一步轴向移动的阻力。然而因为孔口阀44的直径较小，这种阻力一般不大。参见图2，当阀118和44开始打开时，形成在填充口22和阀套82之间的第一空腔224很快地充满了加压的致冷剂。几乎同时，通道96允许在阀套82和肩台106之间形成的第二空腔或空隙226达到相同的压力。在阀套82两侧大致平衡的压力导致仅有微小的轴向力(一般是压缩阀弹簧的合成偏压力)施加到旋钮70上。因此转动旋扭所需的只是大小可接受的扭矩。旋钮70在第一预定方向上的完全旋转将引入阀118和孔口阀44致动到完全退回或“打开”的位置，从而允许全部致冷剂流动。

根据施加在引入阀118和孔口阀44上的偏压力，引入阀118有可能不会被致动到完全“打开”的位置。为确保引入阀118被完全致动，可穿过引入阀118向外伸出阀套82的部分设置一定位销228。在填充口22插入引入接头20的过程中，填充口22的入口端28将接合定位销228并将引入阀118致动到图2所示的完全“打开”位置。

为了断开引入接头20和填充口22的连接，只需要简单的旋转旋钮70来关闭阀118、44并将锁定套筒184手动退回至图3所示的位置。该回退使锁定套筒184的肩台188与止动球180脱开接合，从而将止动球180与放大的柱状壁182对齐，从而允许止动球180径向向外移动以与填充口22的肩台220脱开。然而由于在第一空腔224中残留的致冷剂压力，锁定套筒184的手动回退不是不可能就是很困难。残留的致冷剂在填充口22上施加一轴向力，该力经由止动球180被导至锁定套筒184。因此在断开引入接头20前需要释放残留在第一空腔224中的压力。

为减少第一空腔224中的压力，在第一空腔224和引入接头20的外部之间设置一压力泄放通道230。在本发明的一优选实施例中，如图2和3所示压力泄放通道230在沟道96和调节柱96的一外表面之间延伸。当阀套82朝向出口端62移动至前部位置时，压力泄放通道230帮助纵向沟道96在第一空腔224和第二空腔226之间提供连通，如图2所示。当阀套82朝向调整端部60移至后部位置时，如图3所示压力泄放通道230延伸超出密封元件142，从而允许将第一空腔224中的压力排放到环境中。释放到环境中的致冷剂量非常小，如传统引入接头所具有的特征一样。如图8所示，在一可选实施例中，压力泄放通道230′或230″可穿过调节柱86设置，这样当阀套82移动到后部位置时在第二空腔226内的压力排放到环境中。

可选地或与图1和8所示的泄放通道构型相结合，可直接穿过体部58设置至少一个泄放通道232以将第一空腔224中的压力释放到环境中，如图6和7所示。在该实施例中，在体部58中压力泄放通道232的下游需要一附加的密封元件234，以当阀套82移动至前部位置时顶靠阀套82密封。如图7所示，当阀套82朝向调节端60退回至后部位置时，密封元件234与阀套82断开连接，从而允许第一空腔224中的残留压力通过泄放通道232释放。

参见图8，详细示出本发明的另一可选实施例。在该实施例中，引入接头20设置有一可旋转螺母236取代可回退锁定套筒184以将引入接头20固定到填充口22上。螺母236设置有一与填充口22的外螺纹表面240接合的内螺纹表面238。螺母236还包括一与体部58内的一内定向槽242接合的锚状部分241。锚状部分241允许螺母236相对于体部58旋转，但阻止其轴向移动。为防止无意中释放填充口22，互锁套筒208可设置一内部开键的表面，该内部开键的表面在互锁套筒208因旋钮70的旋转而向前移动时与螺母236上的外部开键的表面(未示出)接合。

参见图9，详细示出本发明的一可选实施例。在该实施例中，引入接头20不包括用于防止填充口22无意中释放的互锁套筒208。取而代之的是，在体部58内设置一可径向移动的销244，它当阀套82被朝向出口端62致动时径向向外伸出以防止锁定套筒184滑动至一可能释放填充口22的位置。如图9所示，销244的内端246设置有一倒角的头部248。通过在销240和体部58之间使用至少一个密封元件250例如O形环，就可基本上防止致冷剂外泄。阀套82设置有一倒角端252，该倒角端252在阀套82朝向出口端62移动至前部位置时与头部248接合。这种接合—或者单独地或者与因打开引入阀118和孔口阀44而在阀套82和体部58产生的致冷剂压力相结合—使得销224向外移动，直到销224的一部分从体部58中凸出。当阀118和44打开时，销224的凸出部与锁定套筒184接合从而防止锁定套筒184无意中回退。阀套82朝向调节端60移动至后部位置并且阀118和44关闭后，锁定套筒184可回退以将销244推入体部58。

图10-14公开了本发明的两用引入接头20′的又一可选实施例。在上述实施例中，凸填充口22′包括一推力针阀44。然而在某些情况下希望结合一下述的螺旋阀。而且在上述实施例中，“阀组件”包括一阀套82，阀套82由于直接连接到旋钮70而轴向移动。阀套82包括带定位销228的弹簧加载的阀118，定位销228被凸引入口体部推动打开，并又推动打开凸引入孔口阀。

下述实施例的不同之处在于“阀组件”包括一通过直接连接到旋钮70而轴向移动的轴。一弹簧加载的安全套筒与该轴一起工作以执行阀的功能。当安全套筒接触到凸引入口的端部时，该安全套筒就被打开，同时凸引入孔口阀被轴推开。下面将进行详细说明。通用的致动器是旋钮。下面对该实施例更详细的说明中包括在基于附图的特定元件标号。

螺旋阀302包括在填充口22′的内周向面和阀的外周向面之间使用相配合的螺纹303、304以将阀保持在填充口内。螺纹303、304沿一第一方向(例如左螺旋)制造，而与轴相连的螺纹沿相反的方向(例如右螺旋)制造。还示出一保持环305，以利用一与环305接合的螺纹304的倒角端部防止当阀302持续从填充口22′中旋出时阀302从填充口22′上意外脱开。

阀302的内周向表面306和轴350的鼻部356的外周向表面307是相配合的六角形驱动元件，该驱动元件可以是“Allen”、“Torx”或其它任何适宜的设计形式。当六角形驱动元件接合时，非圆形凸、凹元件306、307允许阀302通过螺纹303、304相对于填充口22′旋转，使得阀302在填充口22′内沿着轴线A-A纵向移动。接头20’设计为无论推力针阀44或螺旋阀302是否结合入填充口22′，该接头20′都按等同方式操作。因此一维护技师不用知道或考虑系统内安装了何种填充口阀。为了所述目的，两种类型的阀的部分都在图中的填充口22′中示出，但实际上一般只将其中一个或另一个阀结合到填充口中。上述引用的元件标号在实际上结合在进接头20’中，除非另有说明，具有上述相同的目的。

如图10、10A和10B中最佳示出的那样，引入接头20′包括一从调节端60延伸至出口端62并被牢固地保持就位的体部58′。体部58′也包括两个部件108′和110，此处110基本与上述相同。然而部件108′具有一些不同之处。首先，其横截面略呈“J”形，它带一纵向延伸的径向外腿件308，腿件308限定在一由内直径76限定的内表面和一由外直径212限定的外表面之间。腿件308包括至少一个穿过该腿件在内外表面之间延伸的流通孔94，径向槽310在孔94两侧设置内表面中，径向槽310用来放置环形密封元件A-B。虽然示出了弹性O形环，但也许需要使用其它类型的密封件如上述的PTFE弹簧供能的“U形杯”，尤其是用于在CO2场合消除爆炸式减压。一连接板312使腿件308与一较短的径向内腿件314连接，内腿件314终止于纵向与两个槽隔开的端部316。腿件308和314在三维上整体上为圆柱形，并且腿件314在腿件308的径向内侧，连接板312设置在其间。这样两个腿件308、314和连接板312限定一空腔318。一排放孔320在与连接板312相邻处穿过所示横截面处的腿件308，并终止于空腔318。弹性元件322如弹簧保持在空腔318内，它的第一端部与连接板312接合，而第二端部纵向延伸出空腔。

用作阀套的安全套筒324与腿件314的端部316相邻设置，并与空腔318之外的腿件308的内表面面接触。一径向外表面326与密封元件A和B接合。安全套筒324限定在一第一端部328和一第二端部330之间，一个或多个排放孔332在两个端部328，330之间纵向穿过该安全套筒延伸。第二端部330可选地接触体部腿件314的端部316，并与弹簧322恒定接触，从而被朝着一关闭位置以及下面将进一步描述的填充口22′偏压。安全套筒324还包括一个或多个流通孔334，流通孔334从外表面326开始延伸并终止于径向内表面336。流通孔334与排放孔332不相交。安全套筒324具有一与第一端部328相邻的薄鼻部(nose)338。一包括一倒角340和一具有纵向延伸平面的顶部342的过渡区设置在鼻部338和流通孔334之间。顶部342优选包括一小于内径向表面336的内径。当安全套筒324的端部330接触体部腿件314的端部316时，倒角340和顶部342之间的选择性的相互作用与密封元件D相结合限制了轴350的向后移动。

套筒324与第二端部330相邻的径向内表面以及与端部316相邻的腿件314分别包括分别用来保持密封元件C和F的槽343。密封元件C和F设置在安全套筒324和腿件314交界处的两侧，以便当安全套筒与腿件接合以除排放孔332外密封空腔时，部分地防止流体流入该空腔318。下面将结合引入接头20′的功能位置进一步讨论密封元件的更多特征。

一纵向延伸的轴350用作引入阀118，但也包括其它功能。它置于由安全套筒324限定的处在压力平衡通道328的径向内侧的内通道中。轴350在一第一端部352和一第二端部354之间延伸。六角形元件307与第一端部352相邻地设置在轴350的外表面上，并适配成与螺纹式阀302的相应互补六角形元件306相配合以在填充口22’包含这种随后将详细讨论的类型的阀时打开和关闭该填充口22′。如下面详细说明的那样，当使用推力针阀44时，第一端部352与该阀接合以打开和关闭该阀。

轴350包括一与第一端部352相邻的鼻部356，鼻部356具有一外径以及一由倒角358和一与六角形元件307相邻的顶部360限定的过渡区。顶部360的外径大于鼻部356和一纵向延伸的平面部分的外径。一槽362与过渡区相邻地设置，其中一与顶部360相邻的、形成锐角并整体上垂直的肩台364限定该槽的一个壁。一密封元件D顶靠肩台364设置。通常地，密封元件D与肩台364粘接在一起。然而也可以使用一槽形配置。顶部334和360的相对直径以及安全套筒324的过渡区和轴350相对纵向位置分别导致下面将详述的密封元件D顶靠倒角340的可选接合。轴350利用螺纹370、372螺纹接合与连接板312相邻的阀体部108′的腿件314，螺纹370、372与螺纹303、304的螺旋相反以允许轴相对于阀体部58′纵向移动。

如图10B最佳示出的，在螺纹370、372和轴端部354之间设置有一个或多个设置在轴350内的匹配的孔中的向外延伸的沿周向的隔开的驱动销374。驱动销374适配成与设置在旋转旋钮70′中的驱动槽376接合。一从驱动销374至轴端部354延伸并定位于其间的轴套378被销固定或以其它方式固定到轴350上，轴套378包括一形成有锐角(倾斜部)的整体上垂直的前壁382的前槽380，一大倾角斜坡384形成该前槽的后壁，一带有与斜坡382相邻的纵向延伸的平面的顶部386以及一与肩台388相邻的顶部的另一纵向端具有一比斜坡384缓的角度并终止于一后槽390，后槽390在与该槽相对的端部处具有锐角的且整体上垂直的壁392。轴350可直接包括所示的元件，而不取决于轴套筒378的使用。

旋钮70′包括一适配成容纳一保持环396的简单的保持环槽394，这样当旋钮在接合和断开位置之间移动时，保持环396在前槽380和后槽390之间移动，下面将详细说明。所示实施例中包括轴套378，以灵活地确定扭矩控制保持环的尺寸，但也可以不需要轴套。旋钮70′的径向内表面392包括两个适配成保持密封元件G和H的纵向设置的槽393。元件G和H选择性地与体部58′的部分腿件308的外表面和直径212限定的外表面接合，以在排放孔320设置于其间时部分地提供流体紧密封。旋钮70′的一纵向内端部398包括一可选的倒角400，这样当旋钮70′定位于完全回退时，排放孔320向外部环境打开。

图10示出了两用引入接头20′与处于完全回退的旋钮70′脱开连接时的定位。不论旋钮70′的位置如何，密封件A到D共同作用以防止加压的供应管口66的泄漏。在连接到填充口22′之前，通常通过连接到引入设备的供应管450对接头20′施加压力。流通孔94两侧的密封件A和B密封在相同直径上，从而防止安全套筒324和体部58′之间的泄漏。密封件C和D防止轴350和安全套筒324之间的泄漏。这种密封布置使安全套筒324基本上处于压力平衡状态，这样只有弹性元件322的偏压力起作用以在关闭位置保持安全套筒密封地贴合D密封元件。这样的定位最小化了转动旋钮70′所需的旋转力。在图10或11的位置中，没有对其它四个密封件E到H施加压力。

在图10中，旋钮70’完全回退，同时旋钮保持环396定位于轴套358的后槽390中，轴套358又紧密连接到轴350。保持在轴350内并可选地贯穿地穿过轴的驱动销374与旋钮70′中相应的驱动槽376断开连接。这样，旋钮70′可自由旋转。

当引入(致冷剂)后，旋钮70′移动到所示的位置时排放孔320露出，从而允许将任何残留压力释放。释放套筒184可回退以如上所述允许与凸填充口22′连接或脱开。

图11公开了安全套筒324的功能。在该图中，旋钮70′从其脱开位置前移，但阀仍如图10中的那样是关闭的。没有填充口22′连接到接头20′上。排放孔320关闭，并容纳于在槽393内密封的密封元件G和H之间的密封旋钮70′的内周向面上。保持环396设置在前槽380中，而保持销容纳在驱动槽376内。

至此，没有发生不希望的压力释放。这是因为当没有固定到填充口22′时，如图所示无论旋钮70′的位置如何，安全套筒324都被弹簧322弹性加载至一关闭位置，并总是保持在其关闭位置。

在图12中，示出连接到填充口22′的接头20′。在连接过程中，如果使用了六角形元件306、307，它们将接合在一起，从而轴350的顺时针旋转使阀302朝向安全套筒324的端部328纵向移动。在推力针阀44的情况下，轴350的鼻部356包括一倒角452，该倒角452适配成当轴350已经前移至足以接合阀44并将该阀44移动至该图左边时，接合阀44的端部454。在该图中，不充分的纵向前移就已经导致了相互接合。

旋钮70’已经由极小的力向前纵向推动，直到保持环396沿浅角度的肩台388移动出后槽390，越过顶部386并进入前槽380。在该动作过程中，驱动销374与旋钮70′中相匹配的驱动槽376接合，这样旋钮的任何顺时针旋转都会因为轴350和体部58′之间螺纹370、372的配合接合而使轴350转动并前移。而且，通过向前推动旋钮70′，排放孔320就如参照图11所述的被密封。

图13示出处在连接和打开位置的接头20’。如上所述互锁套筒208与锁定套筒184共同作用。与图12相比，该旋钮70’现在已经顺时针转动旋以使轴350朝向固定的填充口22′前移。如果接头20′连接到螺旋阀302，将螺纹反扭从而放松三(3)圈，直到一个或多个从轴350径向向外延伸的并恰好与倒角358相邻的插销456与填充口22′的端部28接合。因为当相应的轴螺纹370、372是右手螺旋时螺纹303是左螺旋，所以阀302将随着轴350前移而退出，从而使六角形驱动器进一步接合。

另一方面，如果接头20′连接到一推力针阀44上，轴350的倒角452会将阀44的端部454移动至一打开位置。该过程如下：随着旋钮70′从图12所示的位置顺时针旋转至图13所示的位置，起初安全套筒324与轴一起移动，直至端部328接触到填充口22的端部28，并且倒角452与阀44的端部454接合。此刻轴350继续向左前移将导致安全套筒324克服弹性元件322的力而从其关闭位置移动到一打开位置，从而使密封件D脱开在安全套筒324上的密封，大约与此同时，轴350推开填充口22′中的阀。这样将压力释放到空腔458中。空腔458中的压力自由通过安全套筒324中的压力平衡孔332，因此空腔318迅速达到基本相同的压力(除轴350的端部354处的较小区域的有限例外)。端部28未阻挡排放孔332。插销456选择性地与端部28接合以限定轴350的行程。平衡的压力表示只需要很小的力量来旋转旋钮70′。

在打开位置中密封件E防止体部58′和凸填充口22′之间的泄漏。密封件F防止体部58′和轴350之间的泄漏。密封件G和H防止体部58′的外直径212和旋钮70′之间的泄漏。密封件G和H设置在排放孔320的两侧以提供压力平衡，从而最小化移动旋钮70′所需的力。密封件A至D被从所有侧面上加压，但并不执行任何必须的密封功能。

引入(致冷剂)之后，逆时针旋转旋钮70′以关闭阀。如果连接的是螺旋阀302，轴350将和旋钮一起旋转直到螺旋阀正确入位。旋钮70′的进一步旋转会如下所示向螺钉施加一预定的扭矩值。旋钮70′的接合特征是“锯齿”形，其中至少两个齿与穿过轴350的驱动销374接合。当逆时针转动旋钮70′时，销374利用凸轮效应沿由锯齿限定的角度向上前进。这会迫使销374退出与旋钮70′的接合。保持在轴套358的前槽380中的保持环396阻挡该动作。在一预定扭矩值下，保持环396被迫使沿斜坡384的较陡的角度向上移动并越过顶部386，然后沿肩台388下移至后槽390内。这允许旋钮70′相对于轴350向后移动，从而再次露出排放孔320。旋钮70′可自由转动。

如果填充口22′包括一推力针阀44，则轴350回退，直至安全套筒324通过保持在轴350上的槽362内的密封元件D和安全套筒324的倒角340之间的接合而与体部58′接触。继续旋转旋钮70′会使旋钮如上面用于螺旋阀的说明中所述的那样脱开轴350。

当(转动)旋钮70′露出排放孔320时，连接在空腔458和318之间的排放孔332将允许残留于填充口22′和引入接头20′之间的压力被释放。

图14示出接头20′的一可选实施例，其中，与图10至13所示不同，一排放孔320’设置在轴350′的内部。当旋钮70′后移至一回退位置时一排放孔密封件460从轴350′上滑开以允许将压力释放至环境中。

虽然描述了本发明的特定优选实施例，本发明并不限于这里所述和示出的内容，其仅是实施本发明的最佳方式的说明。本领域普通技术人员会理解特定的改变和变型都在本发明的启示范围之内，且这样的变型和改变都在权利要求限定的其精神和范围之内。

Claims (29)

1.一种用于将一流体源连接至一流体系统的引入接头(20)，该流体系统具有一包括一可轴向移动的孔口阀(44)的填充口(22)，该引入接头(20)包括：

(a)一沿一轴线从一调节端部(60)向一出口端部(62)延伸的体部(58)，该体部(58)包括一中央通道(64)和一置于所述端部(60，62)之间以在中央通道(64)和流体源之间提供连通的侧向口(66)；

(b)一容纳在中央通道(64)中的可轴向移动的阀套(82)，该阀套(82)包括一与侧向口(66)连通以形成一流通路径的流体流动开口以及至少一个在所述相对的纵向端部(60，62)之间穿过所述阀套延伸的压力平衡通道(96)；和

(c)一允许阀套(82)从一朝向调节端部(60)的后部位置移动至一朝向出口端部(62)的前部位置的致动器(70)，其中致动器(70)的轴向移动导致孔口阀(44)从在填充口(22)中的密封接合中断开，从而打开流通路径，其中随着流通路径被打开，所述至少一个压力平衡通道(96)使得在阀套(82)两端的压力大致平衡。

2.一种如权利要求1所述的引入接头(20)，其特征在于，所述填充口(22)包括一推力针式阀(44)和一螺旋式阀(302)中的一个，打开和关闭所述填充口只需要所述阀中的一个阀。

3.一种如权利要求1所述的引入接头(20)，其特征在于，在所述阀套(82)与所述孔口阀(44)相邻的一侧设置一第一空腔(224)，与所述阀套(82)的一相对侧相邻地设置一第二空腔(226)，一压力平衡通道(96)设置在该第一空腔(224)和第二空腔(226)之间。

4.一种如权利要求3所述的引入接头(20)，其特征在于，所述体部(58)包括所述第二空腔(226)，该第二空腔(226)由一设置在一第一腿件(308)的径向内侧的第二腿件(314)部分地限定，所述阀套(82)的相对侧选择性地与该第二腿件(314)接触。

5.一种如权利要求4所述的引入接头(20)，其特征在于，在所述第二空腔(226)内容纳一弹性元件(322)，该弹性元件(322)朝向出口端部(62)偏压所述阀套(82)。

6.一种如权利要求5所述的引入接头(20)，其特征在于，所述阀套(82)包括一内部通道(324)，所述致动器(70)容纳在该内部通道(324)之中。

7.一种如权利要求6所述的引入接头(20)，其特征在于，所述阀套(82)的内部通道(324)相对于压力平衡通道(96)位于径向内侧。

8.一种如权利要求6所述的引入接头(20)，其特征在于，在一关闭位置，所述致动器(70)的一表面抵靠在所述阀套(82)的一相应表面上而密封，以关闭流通路径；在一打开位置，所述致动器(70)相对于所述阀套(82)移动以接合所述孔口阀(44)从而打开流通路径。

9.一种如权利要求8所述的引入接头(20)，其特征在于，当所述致动器朝向一与所述孔口阀(44)接合的打开位置移动时，所述填充口(22)的一端部选择性地与所述阀套(82)接合，从而所述致动器(70)选择性地相对于所述阀套(82)和填充口(22)移动。

10.一种如权利要求8所述的引入接头(20)，其特征在于，在所述致动器(70)的表面和所述阀套(82)的相应表面之间设置一密封元件(144)。

11.一种如权利要求10所述的引入接头(20)，其特征在于，所述致动器(70)的表面和所述阀套(82)的相应表面中至少一个包括一倒角。

12.一种如权利要求10所述的引入接头(20)，其特征在于，在所述致动器(70)的一第二表面和所述阀套(82)的一第二表面之间设置一第二密封元件(144)，该第二密封元件(144)阻止所述致动器(70)和所述阀套(82)之间的流体流。

13.一种如权利要求4所述的引入接头(20)，其特征在于，所述致动器(70)的一表面与所述第二腿件(314)相对。

14.一种如权利要求13所述的引入接头(20)，其特征在于，在所述致动器(70)的表面和所述第二腿件(314)之间设置一密封件以阻止所述致动器(70)和所述体部(58)之间的流体流。

15.一种如权利要求1所述的引入接头(20)，其特征在于，所述致动器(70)是适配成一可纵向地朝向和远离所述填充口(22)移动的轴(350)，该轴(350)包括一鼻部(356)，该鼻部(356)适配成可选择性地接合所述孔口阀(44)，以在一关闭位置和一打开位置之间移动所述孔口阀。

16.一种如权利要求15所述的引入接头(20)，其特征在于，所述鼻部(356)具有一非环形轮廓，该轮廓适配成与一相配合的孔口阀的相对应的轮廓相互接合，从而所述轴(350)的旋转使该阀相对于所述填充口(22)旋转。

17.一种如权利要求16所述的引入接头(20)，其特征在于，所述孔口阀(44)与所述填充口(22)螺纹接合。

18.一种如权利要求15所述的引入接头(20)，其特征在于，所述鼻部(356)与一和所述孔口阀(44)相互关联作用的推针选择性地接合。

19.一种如权利要求1所述的引入接头(20)，其特征在于，还包括至少一个用于在断开连接之前排放在所述引入接头(20)和所述填充口(22)之间残留的流体的排放通道(230)。

20.一种如权利要求1所述的引入接头(20)，其特征在于，所述侧向口(66)包括一接头元件，该接头元件具有一限流器(162)，该限流器(162)限制流体沿一第一方向流过引入接头(20)，并允许流体基本不受限制地沿一与第一方向相反的第二方向流动。

21.一种用于将一流体源连接至一流体系统的引入接头(20)，包括：

(a)一包括一可轴向移动的孔口阀(44)的填充口(22)，该孔口阀(44)可以是推针式或螺旋式的；

(b)一沿一轴线从一调节端部(60)向一出口端部(62)延伸的体部(58)，该体部(58)包括一中央通道(64)和一置于所述端部(60，62)之间以在中央通道(64)和流体源之间提供连通的侧向口(66)；

(c)一容纳在中央通道(64)中的一可轴向移动的安全套筒(324)，该安全套筒(324)包括一与侧向口(66)连通以形成一流通路径的流体流开口以及至少一个在相对的纵向端部之间穿过所述安全套筒延伸的压力平衡通道(96)，一第一空腔(224)设置在安全套筒(324)与孔口阀(44)相邻的一侧，一第二空腔(226)与安全套筒(324)的一相对侧相邻地设置，所述压力平衡通道(96)设置在该第一空腔(224)和第二空腔(226)之间；

(d)一用于允许安全套筒(324)从一朝向调节端部(60)的后部位置移动至一朝向出口端部(62)的前部位置的致动器(70)，其中致动器(70)的轴向移动导致孔口阀(44)断开在填充口(22)中的密封接合，以打开流通路径，并且其中随着流通路径的打开，所述至少一个压力平衡通道(96)使得在安全套筒(324)两端的压力基本上平衡。

22.一种如权利要求21所述的引入接头(20)，其特征在于，所述致动器(70)是一适配成可纵向朝向和远离所述孔口阀(44)移动的轴(350)，该轴(350)包括一鼻部(356)，该鼻部(356)适配成可选择性地与所述孔口阀(44)接合以在一关闭位置和一打开位置之间移动该孔口阀(44)。

23.一种如权利要求22所述的引入接头(20)，其特征在于，所述鼻部(356)具有一非环形轮廓，该轮廓适配成与一螺旋式孔口阀的相对应的轮廓相互接合；鼻部(356)还适配成与一和一推针式孔口阀(44)相互关联作用的推针相互接合。

24.一种用于将一流体源连接至一流体系统的引入接头(20)，包括：

(a)一沿一轴线延伸从一调节端部(68)到一出口端部(62)的体部(58)，该体部(58)包括一中央通道(64)和一置于所述端部(60，62)之间以在中央通道(64)和流体源之间提供连通的侧向口(66)；

(b)一容纳在中央通道(64)中的可轴向移动的安全套筒(324)，该安全套筒(324)包括一与侧向口(66)连通以形成一流通路径的流体流开口以及一内通道(324)；和

(c)一可在安全套筒(324)的内通道中移动的轴(350)，该轴用于选择性地允许安全套筒(324)从一朝向调节端部(68)的后部位置移动到一朝向出口端部(62)的前部位置，其中轴(350)的轴向移动导致孔口阀(44)在填充口(22)中的密封接合断开从而打开流通路径，该轴(350)包括一鼻部(356)，该鼻部(356)具有一非环形轮廓，该轮廓适配成与一第一特定类型孔口阀的相对应的轮廓相互接合；其中该鼻部(356)还适配成与一和一第二特定类型的孔口阀相关联作用的推针相互接合。

25.一种如权利要求24所述的引入接头(20)，其特征在于，所述体部(58)包括一限定在两个腿件(308，314)之间的空腔(318)，当孔口阀(44)关闭时，一安全套筒(324)的一个端部选择性地与体部(58)的腿件中的一个相接触。

26.一种如权利要求25所述的引入接头(20)，其特征在于，在空腔(318)中容纳一弹性元件(322)以朝轴向远离体部(58)的方向偏压安全套筒(324)。

27.一种如权利要求26所述的引入接头(20)，其特征在于，所述轴(350)与所述体部(58)螺纹接合，从而该轴(350)相对于该体部(58)移动。

28.一种如权利要求27所述的引入接头(20)，其特征在于，随着所述轴(350)朝向所述填充口(22)移动，所述弹性元件(322)偏压安全套筒(324)以使其离开空腔(318)。

29.一种如权利要求28所述的引入接头(20)，其特征在于，当所述轴(350)朝向一接合所述孔口阀(44)的打开位置移动时，所述填充口(22)的一端部选择性地接合安全套筒(324)，从而轴(350)选择性地同时相对于所述体部(58)、所述安全套筒(324)和所述填充口(22)移动。

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