CN203718087U - 贮箱加注用通气嘴连接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种贮箱加注用通气嘴连接器，包括壳体；壳体上设有腔室、第一接口、第二接口、与待连接的贮箱的通气嘴相连的连接口；腔室上设有观察口，连接口、第一接口和第二接口均与腔室相通。本实用新型提供了一种可以结构轻便、环保、安全可靠、使用方便以及可以实时观察贮箱加注工作的贮箱加注用通气嘴连接器。
Description
技术领域
本实用新型属于机械领域，涉及一种贮箱加注用通气嘴连接器。
背景技术
一种全系统自带贮箱，热试车前，需在试车台上完成贮箱内推进剂的加注工作，为此需相应建立贮箱地面加注系统。
贮箱地面加注时，首先应用专用工具打开贮箱顶部的通气阀，将贮箱与回收容器贯通从而通空；加注过程中，要求保证无泄漏，不允许推进剂蒸汽外泄，并能对加注过程进行实时观视；加注完成后，将通气阀关闭，并对通气管路进行吹除。
现有的贮箱通气阀开启装置仅针对通气阀芯的开启和关闭，加注前用通气阀开启装置将通气阀阀芯放松，使贮箱与大气相通，从而确保贮箱加注顺利完成，加注完成后再利用通气阀开启装置将通气阀阀芯拧紧使之关闭，以达到贮箱密封的效果。这种贮箱通气阀开启装置结构简单易操作，但在加注过程中，注入贮箱的推进剂为易挥发、腐蚀性介质，存在推进剂蒸汽外泄的问题，污染环境且操作不安全；加注过程无法实时观测，仅当贮箱注满溢出时才可发觉，不易控制加注量，同样存在污染、安全问题。因此，出于环保、安全因素考虑，现有技术存在很大弊病。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可以实时观察贮箱加注工作的贮箱加注用通气嘴连接器。
本实用新型的技术解决方案是：
贮箱加注用通气嘴连接器，其特殊之处在于：
包括壳体；壳体上设有腔室、第一接口、第二接口、与待连接的贮箱的通气嘴相连的连接口；腔室上设有观察口，连接口、第一接口和第二接口均与腔室相通。
基于上述基本技术方案，本实用新型还做出以下优化和限定：
上述连接口与待连接的贮箱的通气嘴密闭连接，壳体内设有阀杆、第一通道和第二通道；
第一通道呈直线状，第一通道包括入口段和出口段；所述连接口位于出口段处，入口段和出口段均与腔室相连通；
第二通道的两端分别为第一接口和第二接口；
阀杆包括杆身，杆身的一端为开启端，开启端和杆身之间锥面过度、且锥面的大端与杆身相连，阀杆能够在压力作用下在第一通道内沿第一通道的轴线做往复运动，阀杆做往复运动的距离大于或等于待开启部件的活动距离；
所述杆身位于第一通道内，位于入口段处的杆身向第一通道外延伸形成手柄段，手柄段与开启端分别位于阀杆的两端，手柄段固定有与手柄段垂直的手柄，开启端位于出口段，开启端的端头与待开启部件相匹配；
所述入口段与腔室之间的内表面设有环形挡台，环形挡台和入口段端头之间的杆身上设有至少两个环形凸台，环形凸台的直径小于入口段的内径、还大于环形挡台的内径，环形挡台和入口段端头之间的杆身与入口段之间密封配合连接；
所述入口段端头与距离入口段端头最近的环形凸台之间设有压缩弹簧，该压缩弹簧套在杆身上，当阀杆运动至最大距离时，压缩弹簧仍处于压缩状态，入口段端头处设有压帽螺母，手柄段由所述压帽螺母的中心穿出。
上述第二接口通过管道与处理中心相连，第二接口与管道之间、管道和处理中心之间均密闭连接；
所述第一接口与供气单元密闭相连。
上述观察口包括观察镜，观察镜与壳体之间通过环形垫片和压环密闭连接。
上述环形挡台和入口段端头之间的杆身上设有2个或3个环形凸台，每相邻的两个环形凸台之间设有O形密封圈，环形挡台和入口段端头之间的杆身通过O形密封圈与入口段之间密封配合连接。
上述第二通道呈直线状。
上述连接口处设有三个圆形台阶，位于中间的台阶上设有环形凹槽
所述第一接口和第二接口均设有密封连接面、且该密封连接面均与第一接口和第二接口的横截面相平行，该密封连接面上设有环形凹槽；
所述环形凹槽的横截面均为等边三角形。
环形凹槽上均设有所述环形垫片。
上述开启端的端头截面为“一”字形，O型密封圈材料是丁基橡胶或二元乙丙橡胶，所述环形垫片均为聚四氟乙烯垫片，壳体的材料为2A14号防锈铝，阀杆的材料为1Cr17Ni2不锈耐酸钢，观察镜为硼硅玻璃。
上述连接口处设有堵头，连接口的外表面设有可以与待连接的贮箱的通气嘴通过螺纹连接的外套螺母，外套螺母与连接口的外表面之间设有环形槽，外套螺母上设有和环形槽相连通的通孔，通孔内设有紧定螺钉，所述环形槽的横截面为圆形，该圆形的一半位于连接口的外表面上，另一半位于外套螺母上，环形槽内设有滚珠，滚珠的直径大于所述圆形的半径小于圆形的直径。
本实用新型的优点是：
1、可以实时观察贮箱加注物的加注情况，可以通过观察口观察到加注物的溢流；
2、可一体化实现贮箱通气阀的启／闭，在加注完成后通过接通供气单元对管路进行吹除，并将加注物集中到处理中心统一处理，避免了加注物泄露对环境造成的污染；
3、本实用新型具有结构轻便、环保、安全可靠、使用方便等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的A-A向视图。
附图标记：
1-开启端；2-阀杆；3-连接口；4-压帽螺母；5-滚珠；6-手柄；7-环形垫片；8-观察镜；9-压环；10-堵头；11-第二接口；12-外套螺母；13-第一接口；14-环形挡台；15-堵帽；16-紧定螺钉；17-压缩弹簧；18-壳体；19-环形凸台；20-O形密封圈。
具体实施方式
本实用新型提供一种贮箱加注用通气嘴连接器，采用单阀体、多接口的结构形式，包括壳体18，壳体上设有腔室、第一接口13、第二接口11、与待连接贮箱的通气嘴相连的连接口3，为了避免贮箱加注物的泄露，连接口与待连接的贮箱的通气嘴最好密闭连接，腔室上设有观察口，连接口、第一接口和第二接口均与腔室相通，在没有使用本实用新型时，为避免连接口、第一接口和第二接口损坏，连接口处安装有堵头10，第一接口和第二接口处均安装有堵帽15，当使用本实用新型工作时，去掉连接口的堵头以及第一接口和第二接口的堵帽，将连接口与贮箱通气嘴连接，并将第一接口与供气单元相连，供气单元的气源可以选用氮气，将第二接口通过管道与处理中心相连，第一接口与供气单元之间、第二接口与管道之间、管道和处理中心之间均密闭连接。在加注过程中，第一接口与供气单元之间通过阀门隔离，当加注完成后，关闭贮箱通气嘴，打开供气隔离阀门将第一接口与供气单元连通，进行吹除工作，贮箱加注物可以为推进剂，为避免推进剂对环境造成污染，在使用本实用新型工作时，会有部分推进剂溢流，加注完成后通过气源对本实用新型进行吹扫，将溢流的推进剂送至处理中心，由处理中心对溢流出的推进剂统一集中处理。
壳体内设有阀杆2、第一通道和第二通道，第一通道和第二通道均呈直线状，第一通道包括入口段和出口段；连接口位于出口段处，入口段和出口段均与腔室相连通，第二通道的两端分别为第一接口和第二接口；阀杆包括杆身，杆身的一端为开启端1。
一般，待连接的贮箱的通气嘴由一个旋塞螺钉封堵，旋塞螺钉顶面上开有“一”字刀槽，因此，开启端的端头截面为“一”字平口刀的形式，开启端和杆身之间锥面平滑过度、且锥面的大端与杆身相连，当旋转阀杆时，使所受扭矩在阀杆上均匀分布，以防止在操作时发生应力集中，从而使阀杆失效，影响加注。阀杆能够在压力作用下在第一通道内沿第一通道的轴线做往复运动。
杆身位于第一通道内，位于入口段处的杆身向第一通道外延伸形成手柄段，手柄段与开启端分别位于阀杆的两端，手柄段固定有与手柄段垂直的手柄6，当需要开启或关闭贮箱的通气嘴时，可以通过手柄向阀杆施加压力、以及通过手柄旋转阀杆，因此操作更方便。开启端位于出口段，开启端的端头与待开启部件相匹配，阀杆做往复运动的距离大于或等于待开启部件的活动距离。
第一通道的入口段与腔室之间的内表面设有环形挡台14，环形挡台和入口段端头之间的杆身上设有至少两个环形凸台19，环形凸台的数量最好为2个或3个，为了防止贮箱加注物从入口段泄漏，每相邻的两个环形凸台之间设有O形密封圈20，环形挡台和入口段端头之间的杆身通过O形密封圈与入口段之间密封配合连接，为了保证阀杆可以旋转，环形凸台的直径小于入口段的内径、还大于环形挡台的内径，环形挡台和入口段端头之间的杆身与入口段之间密封配合连接。
入口段端头与距离入口段端头最近的环形凸台之间设有压缩弹簧17，该压缩弹簧套在杆身上，当阀杆运动至最大距离时，压缩弹簧仍处于压缩状态，在加注过程中由压缩弹簧对腔压进行抵消，可防止阀杆被腔压顶出，并在加注前开启通气嘴时通过最近的环形凸台对阀杆沿第一通道出口段方向施加预紧力，从而确保操作准确、省力。入口段端头处设有压帽螺母4，手柄段由压帽螺母的中心穿出，压帽螺母可以起到压紧压缩弹簧的作用。
观察口设置在壳体上正视于贮箱加注物、吹除气流通腔室平面的方向，能够通视通气嘴连接器的腔室。观察口由双密封垫片、观察镜8及压环9构成。观察镜选用耐腐蚀的硼硅玻璃，双密封垫片可以采用环形垫片7，具体如下：观察镜与壳体之间通过环形垫片和压环密闭连接，观察镜的内外表面均设有环形垫片，压环设置在外表面的环形垫片上。
当使用本实用新型时，第一接口、第二接口、连接口和观察口均为静密封，与相应部件连接紧固后无相对运动。根据待连接贮箱通气嘴的接口特征，应采用端面垫密封的形式；对于第一接口、第二接口、连接口和观察口中的任何一个密封失效都将导致本实用新型的报废，故第一接口、第二接口、连接口和观察口的密封选用非直接接触的端面垫密封为宜，这种形式虽结构复杂，增加了一个密封垫，但避免了连接件之间的直接接触，进行频繁连接与拆卸时不会破坏密封面，多次使用后仅需更换密封垫即可。
因此，为了保证本实用新型的密封效果，连接口处设有三个圆形台阶，位于中间的台阶上设有环形凹槽；第一接口和第二接口均设有密封连接面、且该密封连接面均与第一接口和第二接口的横截面相平行，该密封连接面上设有环形凹槽，本实用新型的环形凹槽的横截面均为等边三角形、且环形凹槽上均设有环形垫片。
由于本实用新型加注的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮，对于偏二甲肼和四氧化二氮管路，常用的密封垫有金属密封垫和非金属密封垫，金属密封垫一般用于温度和压力较高的场合，且密封预紧压力较高，对密封面的加工粗糙度要求较高，非金属密封垫一般用于常温低压，软质所需预紧力较小，且对密封面粗糙度要求低。对于通气嘴连接器，在常温低压力下工作，紧凑的管路连接结构不宜选用大预紧力密封垫，且工作介质具有一定的腐蚀性，因此，本实用新型的环形垫片均选用最常用的聚四氟乙烯垫片。
连接口的外表面设有可以与待连接的贮箱的通气嘴通过螺纹连接的外套螺母12，外套螺母与连接口的外表面之间设有环形槽，外套螺母上设有和环形槽相连通的通孔，通孔内设有紧定螺钉16，该环形槽的横截面为圆形，该圆形的一半位于连接口的外表面上，另一半位于外套螺母上，环形槽内设有滚珠5，滚珠的直径大于所述圆形的半径小于圆形的直径。
装配时将连接口与外套螺母之间的环形槽对齐，然后从外套螺母的通孔装入若干滚珠填充满环形槽，再将通孔用紧定螺钉封堵，从而在与贮箱通气嘴旋拧紧固时，外套螺母可绕自身轴线任意旋转调整，保证其与通气嘴连接器在连接口轴向的限位，且滚珠与滑槽的小量间隙使得本实用新型与贮箱在安装时具备轴线不重合的自适应调整能力，这种结构能满足对接要求，不使壳体发生转动，故不影响第一接口、第二接口与供气单元和处理中心对接，使连接器轻巧、操作便捷、密封可靠性高。
对于阀杆密封，多以成型填料进行密封，常见的有O形密封圈、V形密封圈、Y形密封圈密封等。
为充分保证阀杆与壳体之间的密封可靠，本实用新型O形密封圈材料的选择上，根据本实用新型的使用环境：常温为10～20℃、工作压力0.6MPa、往复／旋转式动密封、腐蚀性(本实用新型加注的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮)，一般O形密封圈的材料采用丁基橡胶和二元乙丙橡胶，两种材料特性如下所示。
丁基橡胶特性如下：
主要物性：强度≥12.75MPa，伸长率≥230％，硬度(80±5)度。工作温度：-40～50℃；用途：模压零件，可用于氧化剂N2O4系统。
二元乙丙橡胶特性如下：
主要物性：强度≥11.77MPa，伸长率≥180％，硬度(75±5)度。工作温度：(-50～50)℃；用途：模压零件，可用于偏二甲肼等肼类、胺类、碱、过热蒸汽、水中及短时间用于氧化剂N2O4系统中。
在通气嘴连接器壳体上，考虑到结构紧凑、装卸便捷、连接可靠，由于连接口、第一接口、第二接口、观察口以及阀杆的手柄段处的口径均较小，所以连接口、第一接口、第二接口、观察口以及阀杆的手柄段处均采用外套螺纹连接的形式，各接口紧固调整时互不影响，且不会带动连接器转动。
本实用新型的壳体、阀杆材料的选择也是决定该通气嘴连接器性能好坏的重要因素。因通气嘴连接器的工作介质具有腐蚀性，且其与待连接贮箱通气嘴的连接部位较为薄弱，因此壳体、阀杆材料选型主要考虑防腐蚀、轻质问题。
减轻重量可通过缩减尺寸，也可通过选择合适的材料来实现。通气嘴连接器的结构很紧凑，因此只能通过选择轻质并符合强度要求的材料来达到减重的目的。壳体是通气嘴连接器中体积最大的零件，减重余地很大，一般，壳体的材料为2A14号防锈铝，2A14号防锈铝密度小、防推进剂腐蚀，且2A14号防锈铝具有较好的强度，能显著减轻通气嘴连接器整体重量，并保证性能要求。
由于阀杆在开启待连接贮箱的通气嘴时承受一定的扭转力矩，因此对阀杆强度和刚性具有较高的要求，另外，阀杆结构尺寸较小，减重余量有限，故阀杆材料的选择主要考虑力学性能，另外还需保证防腐蚀性。1Cr17Ni2不锈耐酸钢具有很好的耐腐蚀性和强度特性，经调质处理(1060℃固溶快速油淬+300℃4～6h回火油冷)可获得最佳的硬度(σb=1234MPa)、强度、韧性和优良的耐蚀性能，因此阀杆材料选择1Cr17Ni2不锈耐酸钢，并进行调质处理，充分保证材料力学性能和耐蚀性能。
工作原理：
使用时，将通气嘴连接器上的连接口的堵头拧掉，然后将本实用新型的连接口与待连接的贮箱的通气嘴连接，将第一接口接供气单元(吹除气源管路)，第二接口通过管道接处理中心，之后轻压阀杆手柄段并旋转，将阀杆开启端插入待连接的贮箱的通气嘴阀芯一字凹槽内，然后继续旋转阀杆将贮箱开启，贮箱便与大气相通可进行加注了；加注时，即将满流的溢流液体通过第二接口排出，同时可通过观察口对加注过程实时监视；观察口看到腔室内满流即加注完成，之后将待连接的贮箱的通气嘴阀芯关闭，然后通过第二接口通入气体对通气嘴连接器进行吹除，之后便可拆下本实用新型，完成加注过程。
Claims (10)
1.贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：
包括壳体；壳体上设有腔室、第一接口、第二接口、与待连接的贮箱的通气嘴相连的连接口；腔室上设有观察口，连接口、第一接口和第二接口均与腔室相通。
2.根据权利要求1所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：
所述连接口与待连接的贮箱的通气嘴密闭连接，壳体内设有阀杆、第一通道和第二通道；
第一通道呈直线状，第一通道包括入口段和出口段；所述连接口位于出口段处，入口段和出口段均与腔室相连通；
第二通道的两端分别为第一接口和第二接口；
阀杆包括杆身，杆身的一端为开启端，开启端和杆身之间锥面过度、且锥面的大端与杆身相连，阀杆能够在压力作用下在第一通道内沿第一通道的轴线做往复运动，阀杆做往复运动的距离大于或等于待开启部件的活动距离；
所述杆身位于第一通道内，位于入口段处的杆身向第一通道外延伸形成手柄段，手柄段与开启端分别位于阀杆的两端，手柄段固定有与手柄段垂直的手柄，开启端位于出口段，开启端的端头与待开启部件相匹配；
所述入口段与腔室之间的内表面设有环形挡台，环形挡台和入口段端头之间的杆身上设有至少两个环形凸台，环形凸台的直径小于入口段的内径、还大于环形挡台的内径，环形挡台和入口段端头之间的杆身与入口段之间密封配合连接；
所述入口段端头与距离入口段端头最近的环形凸台之间设有压缩弹簧，该压缩弹簧套在杆身上，当阀杆运动至最大距离时，压缩弹簧仍处于压缩状态，入口段端头处设有压帽螺母，手柄段由所述压帽螺母的中心穿出。
3.根据权利要求2所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：
所述第二接口通过管道与处理中心相连，第二接口与管道之间、管道和处理中心之间均密闭连接；
所述第一接口与供气单元密闭相连。
4.根据权利要求3所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述观察口包括观察镜，观察镜与壳体之间通过环形垫片和压环密闭连接。
5.根据权利要求4所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述环形挡台和入口段端头之间的杆身上设有2个或3个环形凸台，每相邻的两个环形凸台之间设有O形密封圈，环形挡台和入口段端头之间的杆身通过O形密封圈与入口段之间密封配合连接。
6.根据权利要求5所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述第二通道呈直线状。
7.根据权利要求6所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述连接口处设有三个圆形台阶，位于中间的台阶上设有环形凹槽；
所述第一接口和第二接口均设有密封连接面、且该密封连接面均与第一接口和第二接口的横截面相平行，该密封连接面上设有环形凹槽；
所述环形凹槽的横截面均为等边三角形。
8.根据权利要求7所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：环形凹槽上均设有所述环形垫片。
9.根据权利要求8所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述开启端的端头截面为“一”字形，O型密封圈材料是丁基橡胶或二元乙丙橡胶，所述环形垫片均为聚四氟乙烯垫片，壳体的材料为2A14号防锈铝，阀杆的材料为1Cr17Ni2不锈耐酸钢，观察镜为硼硅玻璃。
10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的贮箱加注用通气嘴连接器，其特征在于：所述连接口处设有堵头，连接口的外表面设有可以与待连接的贮箱的通气嘴通过螺纹连接的外套螺母，外套螺母与连接口的外表面之间设有环形槽，外套螺母上设有和环形槽相连通的通孔，通孔内设有紧定螺钉，所述环形槽的横截面为圆形，该圆形的一半位于连接口的外表面上，另一半位于外套螺母上，环形槽内设有滚珠，滚珠的直径大于所述圆形的半径小于圆形的直径。
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2014
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