TWI463089B - 內孔耦接元件及包含此元件之快速耦接器 - Google Patents

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TWI463089B
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Description

內孔耦接元件及包含此元件之快速耦接器
本發明係關於一種內孔耦接元件、及一種用於將在壓力下運送流體的兩根管子可鬆開地結合在一起且包含此種內孔元件的快速耦接器。
WO-A-2006/092503揭示一種快速耦接器，其包含一個內孔元件及一個凸伸元件，兩者分別連接至一個上游管及一個下游管上，且適於彼此軸向地卡合。內孔元件與凸伸元件的相對卡合，導致一個安裝於內孔元件本體內側上的閥構件打開，藉此，將上游管與下游管產生連通。內孔耦接元件包括一個閂鎖，其係可滑動地安裝於內孔元件之本體內，且被彈性地偏壓而朝向一個使凸伸元件以其卡合組態閉鎖於內孔元件內側的位置上。為了分開耦接器之諸元件，內孔元件也具有一個按鈕，其使閂鎖抵靠著其彈性偏壓而滑動，且適於使閂鎖移動到一個使凸伸元件短暫地固持於內孔元件內側的位置上。當閂鎖處於其短暫固持位置時，內孔元件之閥構件關閉住內孔元件之本體，同時，下游管中所含的流體，係透過耦接器操作時所需要的公差所構成的間隙，而流至耦接器外側。當耦接器內側的壓力下降至安全臨界值時，閂鎖便被其彈性偏壓自動地推擠至一個使凸伸元件相對於內孔元件鬆開的位置。然後，凸伸元件可以輕易地與內孔元件分離，而不會有任何晃動損傷(whiplash)。
為了確保閂鎖能夠從其短暫固持位置安全地到達其用於鬆開凸伸元件的位置，耦接器內側的減壓必須逐漸增加且受到控制。WO-A-2006/092503所描述的耦接器具有多個間隙，流體係透過這些間隙而從下游管流到耦接器外側，而這些間隙具有未妥善控制的剖面。這些間隙構成了耦接器內可彼此相互滑動的諸部件之間的操作公差。結果，為了獲得用於這些公差間隙的決定剖面，將要求耦接器之諸部件具有精確的尺寸，因而會顯著地增加製造此種耦接器的成本。
本發明特別地藉由提出一種內孔耦接元件而試圖除去上述缺點，其適於與一個互補的凸伸部位共同運作，而且在洗淨階段之後能夠使此凸伸部位安全地從內孔元件分開，同時，能以有限的製造成本完成。
為達此目的，本發明提出一種快速耦接器用的內孔元件，用於將在壓力下運送流體的上游管與下游管可鬆開地連結在一起；此種內孔元件適於沿著一條縱向軸線而容納一個卡合於其內部的凸伸部位；內孔元件包括一個閂鎖，其能夠在第一位置與第二位置之間相對於內孔元件之本體而移動，在第一位置中，此閂鎖適於將凸伸部位固持於一個與內孔元件中之內部通道呈防漏耦接的位置上，而在第二位置中，此閂鎖適於將凸伸部位固持於一個用於洗淨下游管的位置上；內孔元件亦包含一個控制構件，用於控制閂鎖之至少朝向第二位置的移動；該控制構件係可滑動地被安裝於一個對內孔元件本體外側開啟的膛孔內；此種內孔元件之特徵在於：它包括一個墊圈，適於關閉一個界定於控制構件之外表面與膛孔之內側面之間的間隙。
在本發明的含義中，「膛孔」(bore)一詞係用於指涉一個任意形狀的外殼，並不一定是圓柱形。
根據本發明內孔元件之其他特徵，可個別地或以任何技術上可行的組合方式呈現：墊圈適於在用於洗淨下游管的通道內至少存在相對高壓時，關閉該間隙；只有在用於洗淨下游管的通道內存在相對高壓時，墊圈才適於關閉該間隙；只有在用於洗淨下游管的通道內存在相對高壓時，墊圈適於被壓縮而同時抵靠著控制構件之外表面以及膛孔之內側面兩者；控制構件包括一個用於容納墊圈的外圍溝槽；控制構件包括一個用於致動控制構件的部位；用於容納墊圈的溝槽係被形成於此致動部位之外表面內，且在內孔元件本體之外側表面與控制構件滑動於其中的膛孔之間的交叉點上，平行於一邊緣而延伸；洗淨通道之每個孔洞在此洗淨通道內存在相對高壓時向外打開，沿著一條實質上平行於內孔元件之縱向軸線的軸線，而對內孔元件之外側打開；閂鎖及控制構件是兩個區分的部件；閂鎖可以在第一位置與第二位置之間相對於內孔元件之本體而滑動，而該第一與第二位置係平行於一條相對於內孔元件之縱向軸線橫向延伸的軸線；以及內孔元件包括用於使閂鎖朝向第一位置彈性返回的手段。
本發明亦提出一種快速耦接器，用於將在壓力下運送流體的兩條管子可鬆開地結合在一起，而該耦接器包含適於被耦接在一起的內孔元件及凸伸元件，此內孔元件則係如上所述。
本發明的特徵與優點係顯現於以下依據本發明的內孔元件與快速耦接器之兩個實施例的說明中，此說明係作為範例，且配合參考隨附圖式。
圖1至3所示的快速耦接器1，用於將在壓力下運送流體的兩根管子C1 與C2 耦接在一起。在本說明書及隨附的申請專利範圍中，「上游」與「下游」是類似的用詞，是指在壓力下流體通過耦接器1的流動方向，而此流體方向在圖1中係以箭頭E1 表示。
耦接器1包含一個內孔元件2及一個互補的凸伸部位，而此凸伸部位在第一實施例中是由凸伸元件3所構成。元件2與3被設計成沿著作為元件2與3共同的縱向軸線的軸線Y-Y’之方向而彼此卡合。
在本發明的意義中，元件2或3其中一個的近端部，是一個面對或接近於連接至該元件的管子C1 或C2 的部位，反之，遠端部則是一個當這些元件彼此相向準備卡合在一起時面朝或接近於另一個元件的部位。
用於受壓流體的軸向通道4通過凸伸元件3，且在其兩端上開啟向外。用於將通道4之一端耦接至位於耦接器1下游處、且以點鏈線表示的管子C1 的耦接手段，可以為任何適當種類，而且，例如可以包含一個夾鉗軸環，而為求圖形簡潔，未顯示此軸環。在其與管子C1 相對置的一端上，凸伸元件3具有一個呈插塞5形式的端部。在插塞5上，且在遠離於其自由邊緣的一段距離上，凸伸元件3具有一個環狀軸環6。
內孔元件2包含一個本體7，此本體具有一個置中於正通過其本身的軸線Y-Y’的軸向洞孔8。此洞孔8的一部分與插塞5互補，且形成一個可供插塞5卡入的外殼9。洞孔8的另一部分延伸此外殼9，且形成一條用於受壓流體的通道10。用於將通道10之口部耦接至位於耦接器1上游處、且以點鏈線表示的管子C2 的手段，可以為任何適當種類，而且，例如可以包含一個夾鉗軸環，而為求圖形簡潔，未顯示此軸環。在外殼9與通道10之間的接點上，O環墊圈11用於密封通道4與10之間的耦接，且被容納於環狀溝槽12中。
用於關閉通道10的閥構件13是以習知方式可滑動地安裝於其中。它可以在一個開啟位置與一個關閉位置之間移動；該關閉位置是如圖2與3所示的位置，其中，閥構件13突出到外殼9內，且藉著被擠壓抵靠著環狀溝槽15內所安裝的密封O環墊圈14，而關閉通道10。在圖1所示的開啟位置中，閥構件13與墊圈14相隔開。
相對於軸線Y-Y’而橫向地延伸的洞孔16被形成於內孔本體7中，而與外殼9相交。多個軸向溝槽17(在所顯示的範例中數量為三個)從此洞孔16朝向通道10而延伸，且終止於墊圈11。
內孔本體7裝配有一個鎖定機構18，用於將凸伸元件3之插塞5鎖定於外殼9內。此機構被安裝於洞孔16內，且包含彈簧19、閂鎖20、及一個控制閂鎖20的控制構件21。更準確地說，控制構件是一個按鈕21，用於推擠閂鎖20而對抗著以圖2中箭頭F1 所代表的方向上來自彈簧19的力量，代表手動施加的壓力。按鈕21被安裝於洞孔16之出口16B內，而此洞孔則形成一個可讓按鈕21相對於本體7平行於洞孔16之軸線X-X’而滑動的膛孔。因此，按鈕21可以被手動致動而從本體7外側朝向本體7的內側。
如圖4與5所示，按鈕21包含一個用於讓操作人員致動按鈕21的頭部37，而此頭部37係具有垂直於圖2之軸線X-X’的圓柱形剖面。此頭部37被設計成可以在膛孔16B內滑動。按鈕21亦具有一個與其頭部37相對置的端部38，且當頭部37被容納於膛孔16B內時，能夠使其正對著內孔本體7之內側肩部22。因此，肩部22形成一個貼抵件，用以將按鈕21固持於本體7內。
遠離於此端部38的頭部37之表面，係以元件符號42標示。此表面42構成用於操縱按鈕21的外側面。此表面42為部分圓柱體之形式，而當按鈕21處於安裝組態時，此部分圓柱體形式係集中在平行於軸線Y-Y’的軸線A42 上。頭部37的外徑向表面係以元件符號39標示；此表面為圓柱形，且當按鈕21處於安裝組態時，此表面置中於軸線X-X’上。
用於相互連接表面39與42的邊緣，係以元件符號43標示。此邊緣43大體上呈馬鞍狀，視表面39與42之各別形狀而定。
在其外徑向表面39上，按鈕21之頭部37設有一個外圍溝槽36，當按鈕21處於安裝組態時，此外圍溝槽係平行於內孔本體7之圓柱形外表面45與洞孔16之間的交叉點上的邊緣44而延伸。相對於外殼9，溝槽36係位於按鈕21之頭部37及洞孔16之出口16B旁邊。由於按鈕21之表面42是圓柱形，且大體上平行於內孔本體7之外側表面45，所以，溝槽36亦大體上平行於邊緣43而延伸。因此，溝槽36呈現出波浪形狀。此溝槽36之形狀可用以限制按鈕21及內孔本體7之尺寸。溝槽36在圖4之平面及圖5之平面內均呈現曲線形狀，在圖4中具有一個面朝下的凹面，而在圖5中具有一個面朝上的凹面，也就是，兩者處於相反方向。
溝槽36適於容納一個O環墊圈35，當按鈕21在洞孔16內處於安裝組態時，此O環墊圈係用於接觸膛孔16B之內側面40。
在對應於墊圈35任一側上壓力相等的靜置組態中，墊圈35並不會以密封方式關閉住頭部37之外表面39與膛孔16B之內側面40之間所形成的間隙41，也就是說，墊圈並不會被壓縮於溝槽36之表面與膛孔16B之表面40之間。
就像按鈕21一樣，閂鎖20被安裝成能夠在洞孔16內滑動，以便能夠平行於洞孔16之軸線X-X’而移動，亦即，實質上橫貫於外殼9及通道10之軸線Y-Y’。
彈簧19表現出彈性返回構件之功能，其迫使閂鎖20朝向出口16B，朝向使閂鎖20適於將凸伸的插塞5固持於與內孔元件2之通道10呈防漏耦接的位置上，也就是，迫使閂鎖朝向圖1中箭頭F2 所代表的方向上。基於此原因，彈簧被壓縮於閂鎖20與一個界定出遠離於按鈕21的洞孔16之端部的端壁24之間。元件符號16A表示洞孔16之一個部位，其中可讓遠離於按鈕21之頭部37的閂鎖20之一個部位20A滑動。在端壁24與閂鎖20之部位20A之間所界定的體積16C，係經由通道25而與內孔元件2之外側相通，此通道置中於一條實質上平行於縱向軸線Y-Y’的軸線Y25 。因此，體積16C總是處於外部壓力Po 。
圖1至3是示意圖，特別是，基於簡潔之理由，內孔本體7被顯示成單一部件所製成，然而，事實上它是藉由組裝多個彼此分離的部件所構成的，同時，安裝有閂鎖20、按鈕21、及閥構件13。
用於插塞5的通道26穿過了閂鎖20，且與外殼9之兩個部位相交。這兩個部位其中之一比另一個更深且更窄。其壁體適於引導插塞5之末端，且界定出軸向溝槽17。洞孔16之一端被按鈕21以非密封方式關閉，但由於有一個通過閂鎖20的通道27，所以並未被閂鎖20關閉。相反地，在另一端上，洞孔16被閂鎖20以非密封方式關閉。作為兩個分離部件的閂鎖20和按鈕21，係與洞孔16之壁體共同運作，以界定出一個具有可變體積的腔室28，而此腔室係藉由通道26和27以與外殼9相通。
閂鎖20之整個表面可以被再分成四種型式的表面。第一型表面是並未接觸到外殼9內所存在的流體。此外，由於它不會抵靠著洞孔16之壁體而滑動，所以，它並未引導閂鎖20。在所顯示的範例中，只有正對著端壁24的端表面29A是第一型表面。第二型表面是被所示範例中的通道26所刺穿的單一表面，且係以元件符號29B表示。此表面是引導閂鎖20的表面，同時，它藉由抵靠著洞孔壁體滑動，而在洞孔16內滑動。第三和第四型表面會接觸到外殼9內存在的流體，且彼此的定向有所不同。更準確地說，第三型表面大體上正對著箭頭F2 之方向，亦即，朝向出口16B和按鈕21，然而，第四型表面正對著另一個方向，亦即，朝向端壁24。在所顯示的範例中，有兩個表面是第三型。這兩個表面以元件符號30A和30B表示。表面30A界定出一部分的通道26，同時，表面30B界定出可變的體積腔室28之一部分。在所顯示的範例中，只有一個表面31是第四型表面。當表面31和表面30B投影於軸線X-X’之方向(即，閂鎖20之滑動方向)時，例如，投影於垂直於該方向的一個平面P上，兩個表面呈現出相同的面積。結果，表面30A和30B之平行於軸線X-X’而在平面P上的投影量，呈現出的面積比表面31之平行於該軸線X-X’而同樣在平面P上的投影量更大。
閂鎖20具有兩個內齒或突起32和33，能夠藉由其軸環6而固持住凸伸元件3。這些突起32和33沿著軸線Y-Y’而彼此偏置。每個突起呈現佔據通道26一半圓周的凸塊之形式。突起32在插塞5插入內孔元件2的方向I上與突起33呈偏置。相對於軸線Y-Y’，突起32是位於彈簧19的同一邊，然而，突起33是位於按鈕21之頭部37之同一邊。
當凸伸元件2與內孔元件3處於分開組態時(圖形中並未顯示)，閥構件13適於自由地滑動，而且，上游管C2 內的流體壓力使閥構件處於其下游關閉位置。再者，彈簧19推擠閂鎖20，使其抵靠著按鈕21，致使，按鈕21之端部38被擠壓而抵靠著肩部22。藉由沿著軸線Y-Y’的方向將插塞5推入外殼9內，可以將元件2與3組合在一起。在此操作期間，軸環6卡扣於突起32的後面。當插塞5被完全地插入時，如圖1所示，它便往上游推擠閥構件13至其開啟位置。
在圖1中，耦接器1在管子C1 與C2 之間提供了接合。其軸環6被突起32固持於外殼9內的插塞5，能夠將閥構件13保持於開啟位置，以對抗上游管C2 內的流體壓力P1 。再者，墊圈11密封住通道4與10之間的耦接，同時密封地將外殼9與這些通道4和10隔離開來。然後，閂鎖20處於一個將凸伸元件3固持成與內孔元件2之通道10呈防漏耦接的位置上。
為了將凸伸元件3與內孔元件2分開，施加推力F1 於按鈕21上，以便使閂鎖20抵靠著彈簧19而朝向端壁24移動得夠遠，以允許軸環6通過突起32，使耦接器1內的流體壓力能夠讓插塞5相對於內孔元件之本體7而朝外滑動。操作人員可以輕易地在按鈕頭部37上施加壓力於按鈕21上，這是由於墊圈35並未被壓縮於溝槽36之表面與膛孔16B之內側面40之間的緣故，如此一來，由按鈕21與膛孔16B之間的墊圈35所施加的摩擦力就很小。之後，耦接器1處於圖2所示的組態，其中，閂鎖20是處於一個將凸伸元件3固持在用來洗淨下游管C1 內的流體的位置上。
更準確地說，如圖2所示，當凸伸元件3相對於內孔元件2而處於其洗淨位置時，藉由以其軸環6固持住該插塞5，突起33能防止插塞5從本體7彈出。插塞5被推擠到本體7內的程度比圖1更小，致使，閥構件13可以關閉通道10，而且，軸向溝槽17使通道4與通道26相通。在洗淨位置中，凸伸元件3與內孔元件2共同運作，以界定出一條用於洗淨下游管C1 內所含流體的通道。藉由通過通道4然後再通過溝槽17及通道26，流體會逸出。然後，流體通到腔室28內，且進入按鈕21之頭部37之外側面39與膛孔16B之內側面40之間所界定的間隙41，亦進入外殼9之最淺部位之壁體與插塞5之間所界定的間隙34，且進入閂鎖20之部位20A與洞孔16之部位16A之間所界定的間隙23，如圖2中的箭頭E2 所示。特別地，間隙41之剖面可以比間隙23和34之剖面為大。間隙34係沿著一條實質上平行於縱向軸線Y-Y’的軸線Y34 而延伸。逸出的流體之壓力係作用於頭部37之溝槽36內所容納的墊圈35上，將墊圈擠壓而抵靠著溝槽36之邊緣，而此邊緣相對於本體7為最外面的邊緣(亦即，最遠離於端壁24的邊緣)，且抵靠著膛孔16B之內側壁40，致使，墊圈35以防漏方式關閉住膛孔16B與按鈕21之頭部37之間所界定的間隙41。因此，在洗淨期間，亦即，在洗淨通道內具有超額的壓力P2 時，墊圈35可以防漏方式關閉間隙41。因此，腔室28被妥善密封，而且，由於間隙23和34相對較狹窄，所以，透過這些間隙23和34的壓頭損失(head loss)是很顯著的。那也就是為什麼，在洗淨E2 期間，外殼9內、通道26內、及腔室28內的壓力P2 仍舊相對較高，亦即，壓力P2 顯著地大於外界壓力Po 。閂鎖20之部位20A能夠將受到相對較高壓力P2 的區域與受到外界壓力Po 的區域彼此分開。
在圖3中，下游管C1 之洗淨E2 持續下去，而不需要使凸伸元件3從內孔元件2彈出，即使壓力不再施加於按鈕21上亦然。這是因為外殼9內及腔室28內相對於外界到耦接器1的較高壓力P2 之緣故。此較高的壓力P2 作用於閂鎖20之表面30A、30B、及31上，且在閂鎖上產生平行於軸線X-X’、並對抗著彈簧19在方向F2 上所施加的回復力的力量F3 ，此力量F3 迫使閂鎖20進入一個將凸伸元件2固持於洗淨位置的位置上，而且，平行於軸線X-X’的表面30A和30B在平面P上的投影面積總合，呈現出一個比平行於該軸線X-X’的表面31同樣在平面P上的投影面積更大的總面積。
換句話說，起因於作用在表面30B和31上的較高壓力P2 的推力是零，致使，閂鎖20僅受到來自於作用在表面30A上(亦即，在閂鎖20之部位20A上)的較高壓力P2 的推力、受到來自於作用在表面29A上(亦即，在同樣的部位20A上)的外界壓力Po 的推力、及受到彈簧19所施加的推力。彈簧19被設計成只能在外殼9和腔室28內的壓力P2 已經掉到使該較高壓力不會再使元件3以猛烈且危險的方式彈出的預定臨界值以下，以箭頭F2 的方向壓迫閂鎖20。在方向F2 上壓迫閂鎖20，能夠使插塞5相對於齒33鬆開，藉此，能使凸伸元件3從內孔元件2抽出。因此，可以保護耦接器1附近的人員與設備。
以特別有利的方式，為了使閂鎖20從將凸伸元件3固持於一個與內孔元件2中的通道10呈防漏耦接的位置移動朝向將凸伸元件3固持於用來洗淨下游管C1 的位置上，分開耦接器1之元件2和3不再需要施加人工按壓於按鈕21上。
在圖7中，如同圖1至3一樣為示意圖，可以看出，構成本發明第二實施例的耦接器101。以下，將詳細說明耦接器101與耦接器1之間的差異。此外，藉由在指明耦接器1之部位的元件符號前加上100，便可獲得用於指明耦接器101中與耦接器1之該部位類同或等效的部位之元件符號。
在第二實施例中的耦接器101包含凸伸元件103及內孔元件102，內孔元件之本體107裝配有轉接器150，此轉接器具有與專利申請案第EP 1 422 462號所述之轉接器相同的功能。在其末端上，此轉接器150具有內孔手段151，用於容納並耦接凸伸元件103之凸伸插塞105，同時，其另一端界定出凸伸插塞152。因此，它構成了一個具有凸伸與內孔特性的耦接元件。
內孔本體107亦裝配有一個安裝於本體107之洞孔116內的鎖定機構118，而本體之洞孔係相對於內孔元件102之縱向軸線Y-Y’而橫向延伸。此機構118類同於第一實施例中的機構18，且包含彈簧119、閂鎖120、及用於控制閂鎖120的按鈕121。閂鎖120類似於第一實施例的閂鎖20，且用以在兩個不同的深度鎖住轉接器150之插塞152，而凸伸元件103已經事先以防漏方式鎖定至此插塞。因此，閂鎖120可以在兩個位置之間移動，在其中一個位置中，閂鎖將轉接器150固持在一個與內孔元件102之內部通道110呈防漏耦接的位置上，而在第二個位置中，閂鎖將轉接器150固持在洗淨下游管C1 的位置上。同樣地，按鈕121類似於上述的按鈕21。特別地，按鈕121之頭部137被安裝於洞孔116之出口116B內，其形成一個可供頭部137相對於本體107平行於膛孔116的軸線而滑動的膛孔，致使，按鈕121適於被手動按壓而從本體107外側朝向該本體內側。按鈕121之頭部137設有一個用於容納墊圈135的外圍溝槽136，當按鈕121處於安裝至洞孔116內的組態時，此墊圈會接觸到膛孔116B之內側面140。在其靜置組態下，墊圈135並不會以防漏方式關閉住頭部137之外表面139與膛孔116B之內側面140之間所形成的間隙141。第二實施例中的耦接器101之操作係類似於第一實施例的耦接器1之操作。在洗淨之後，轉接器相對於閂鎖120而被鬆開，且被推擠朝向一個用於鬆開凸伸元件的位置。
從上述兩個實施例可以看出，本發明的內孔耦接元件及耦接器能使凸伸元件(亦即，分別為第一實施例中的凸伸元件3及第二實施例中的轉接器150之凸伸部位152)在洗淨下游管內所含流體的階段之後，安全地從內孔元件分離。相較於習知技術的耦接器，本發明的耦接器內側受擠壓的可靠性增進許多，藉此，可確保閂鎖能夠安全地從其暫時固持位置到其鬆開凸伸部位的位置。
增加的壓縮可靠性，首先是來自於對流體從下游管到耦接器外側所通過的間隙剖面之良好控制，這一點可以藉由在內孔本體出口處的間隙34、及閂鎖部位20A與洞孔16之部位16A之間的間隙23之精確尺寸、以及控制構件21、121之間的公差間隙41、141，而輕易地獲得，而且，其滑動膛孔16B、116B被墊圈35、135以防漏方式關閉。
由於墊圈35、135之存在所導致處於洗淨組態的耦接器之內部腔室28之增進的密封效果，也可以增進提升該內部腔室之壓力，藉此，有助於增加可靠性，使閂鎖能夠被保持在將凸伸部位固持於洗淨位置的位置上，而對抗著來自彈簧19、119的彈性力。
再者，在控制構件21、121與膛孔16B、116B之間的介面上存在有墊圈35、135，係用以保護內孔元件之內側，以免受可能透過間隙41、141而滲透進去的灰塵或水分。如此能確保控制構件21、121可靠地滑動於膛孔16B、116B內，而且，亦確保閂鎖20、120能夠可靠地在其洗淨位置與其用來鬆開凸伸部位的位置之間滑動，這一點乃是由於，閂鎖20、120與凸伸部位3、152之間所產生的摩擦力係受到控制之緣故。
再者，因為間隙41、141是以防漏方式被墊圈35、135關閉，所以，不需要對控制構件21、121及膛孔16B、116B提供精確的相對尺寸。因此，較容易製造出本發明的耦接器之內孔元件之部件，而且，此內孔元件可以表現出有限的製造成本。特別地，藉由模製合成材料，可以便宜地製造出控制構件21、121。
相對於習知技術的耦接器來說，本發明的內孔耦接元件及耦接器亦能夠使耦接器在人體工學上有所改進。因為，有關於耦接器內側的壓縮參數受到控制，所以，能相當正確地決定彈簧19、119所施加的回復力之大小。此外，在洗淨階段期間，流體透過具有高度壓頭損失的通道而輸送(特別是，間隙23與24)，致使，能夠大為減少逸漏至外界的流體壓力，藉此，保證操作人員的安全性。此一效果可以藉由以下事實而增強：就是，在本發明耦接器的洗淨通道內存在較高壓力下，逸出孔洞係軸向地對內孔元件外側開啟，而到達具有內孔元件之口部的表面，致使，藉由操作人員的手在內孔元件周圍的適當位置而作用於控制構件21、121上，而感覺到流體逸出的流動程度較小。再者，由於墊圈35、135僅在洗淨階段期間被壓縮於控制構件21、121之頭部外表面與滑動洞孔16、116B之內側面之間，所以，對抗操作人員施加於控制構件頭部上的致動力，墊圈35、135所施加的摩擦力變得很小。有利地，控制構件21、121及內孔元件2、102之徑向尺寸，並不會由於墊圈35、135之存在而增加，這是由於，其中容納有墊圈35、135的溝槽36、136係依循著控制構件頭部之外形之緣故。
本發明並未侷限於上述的範例而已。特別地，被設計成接觸到控制構件21、121之外表面、及本發明內孔耦接元件之膛孔16B、116B之內側面的墊圈35、135，可以被安裝於內側面40、140上所形成的膛孔16B、116B內之周圍溝槽，而非被安裝於控制構件21、121內的外圍溝槽中。
不管耦接器之組態如何，墊圈35、135也可以被設計成利用防漏方式永久地關閉間隙41、141。
再者，本發明的內孔耦接元件可以包括具有三個徑向齒部的鎖定機構，類似於專利申請案第EP 1 333 218號所揭示的鎖定機構，一個墊圈係被設置於鎖定機構之控制構件頭部之外表面與該控制構件用的滑動膛孔之內側面之間的接觸點上，如上述範例所示。
最後，本發明被描述成具有閂鎖20、120及控制構件21、121，其被設計成區分的部件。在一個變形例中，本發明的內孔耦接元件之閂鎖和控制構件可以構成單一部件，且藉由範例，其結構與操作方法均可類似於WO-A-2006/092503之第五實施例中的結構與操作方法。
1．．．耦接器
2．．．內孔元件
3．．．凸伸元件；凸伸部位
4．．．(洗淨)通道；(軸向)通道
5．．．插塞
6．．．軸環
7．．．(內孔元件)本體
8．．．(軸向)洞孔
9．．．外殼
10．．．通道
11．．．(O環)墊圈
12．．．(環狀)溝槽
13．．．閥構件
14．．．(O環)墊圈
15．．．(環狀)溝槽
16．．．洞孔
16A．．．(洞孔)部位
16B．．．(洞孔、膛孔)出口；膛孔
16C．．．體積
17．．．(軸向)溝槽；(洗淨)通道
18．．．鎖定機構
19．．．彈簧；彈性返回手段
20．．．閂鎖
20A．．．(閂鎖)部位
21．．．控制構件；按鈕
22．．．肩部
23．．．(洗淨)通道；(洗淨通道)孔洞；間隙
24．．．端壁；(洗淨通道)孔洞；間隙
25．．．通道
26．．．(洗淨)通道
27．．．通道
28．．．腔室
29A．．．(端)表面
29B．．．表面
30A．．．表面
30B．．．表面
31．．．表面
32．．．突起；(內)齒
33．．．突起；(內)齒
34．．．間隙；(洗淨)通道
35．．．(O環)墊圈
36．．．(外圍)溝槽
37．．．(按鈕)頭部；(致動)部位
38．．．(按鈕)端部
39．．．(外徑向)表面；(控制構件)外表面；(按鈕頭部)外側面
40．．．(膛孔)內側面；(膛孔)表面；(膛孔)內側壁
41．．．間隙
42．．．(按鈕頭部)表面
43．．．邊緣
44．．．邊緣
45．．．(內孔元件本體)外側表面
101．．．耦接器
102．．．內孔元件
103．．．凸伸元件
105．．．凸伸插塞
107．．．(內孔元件)本體
110．．．通道
116．．．洞孔
116B．．．(洞孔、膛孔)出口；膛孔
118．．．鎖定機構
119．．．彈簧；彈性返回手段
120．．．閂鎖
121．．．控制構件；按鈕
135．．．墊圈
136．．．(外圍)溝槽
137．．．頭部；(致動)部位
139．．．(控制構件)外表面；(頭部)外表面
140‧‧‧(膛孔)內側面
141‧‧‧間隙
150‧‧‧轉接器
151‧‧‧內孔手段
152‧‧‧(凸伸)插塞；凸伸部位
A42 ‧‧‧軸線
C1 ‧‧‧管子；下游管
C2 ‧‧‧管子；上游管
E1 ‧‧‧(流體)方向
E2 ‧‧‧(流體)方向
F1 ‧‧‧推力(方向)
F2 ‧‧‧彈力(方向)
F3 ‧‧‧對抗力(方向)
I‧‧‧(插入)方向
P‧‧‧(投影)平面
Po ‧‧‧(外部)壓力
P1 ‧‧‧壓力
P2 ‧‧‧(高)壓力
X-X’‧‧‧(橫向)軸線
Y-Y’‧‧‧(縱向)軸線
Y25 ‧‧‧軸線
Y34 ‧‧‧軸線
圖1是本發明第一實施例的快速耦接器之軸向剖面圖，其凸伸元件與內孔元件係呈卡合構形。
圖2是在洗淨耦接器的第一步驟期間之類似於圖1的剖面圖。
圖3是在洗淨耦接器的第二步驟期間之類似於圖1的剖面圖。
圖4是以較大比例沿著圖1的箭頭IV所看到之視圖，且顯示一個形成一部分的圖1至3之耦接器的控制構件。
圖5是沿著圖4的箭頭V所看到的圖4之構件的側視圖。
圖6是以較大比例顯示圖2的細部VI之圖形。
圖7是類似於圖2的本發明第二實施例的耦接器之剖面圖。
1．．．耦接器
2．．．內孔元件
3．．．凸伸元件；凸伸部位
4．．．(洗淨)通道；(軸向)通道
6．．．軸環
7．．．(內孔元件)本體
8．．．(軸向)洞孔
9．．．外殼
10．．．通道
11．．．(O環)墊圈
12．．．(環狀)溝槽
13．．．閥構件
14．．．(O環)墊圈
15．．．(環狀)溝槽
16．．．洞孔
17．．．(軸向)溝槽；(洗淨)通道
18．．．鎖定機構
19．．．彈簧；彈性返回手段
20．．．閂鎖
21．．．控制構件；按鈕
22．．．肩部
23．．．(洗淨)通道；(洗淨通道)孔洞；間隙
24．．．端壁；(洗淨通道)孔洞；間隙
25．．．通道
26．．．(洗淨)通道
28．．．腔室
32．．．突起；(內)齒
33．．．突起；(內)齒
34．．．間隙；(洗淨)通道
35．．．(O環)墊圈
36．．．(外圍)溝槽
37．．．(按鈕)頭部；(致動)部位
38．．．(按鈕)端部
39．．．(外徑向)表面；(控制構件)外表面；(按鈕頭部)外側面
40．．．(膛孔)內側面；(膛孔)表面；(膛孔)內側壁
41．．．間隙
C1 ．．．管子；下游管
C2 ．．．管子；上游管
E2 ．．．(流體)方向
F3 ．．．對抗力(方向)
P0 ．．．(外部)壓力
P1 ．．．壓力
P2 ．．．(高)壓力
X-X’．．．(橫向)軸線
Y-Y’．．．(縱向)軸線
Y25 ．．．軸線
Y34 ．．．軸線

Claims (11)

  1. 一種快速耦接器(1；101)之內孔元件(2；102)，用於將在壓力下運送流體的上游管與下游管(C1 、C2 )可鬆開地連結在一起，此內孔元件(2；102)適於沿著縱向軸線(Y-Y’)而容納一個卡合於其內部的凸伸耦接元件(3；152)；此內孔元件(2；102)包括閂鎖(20；120)，其能夠在第一位置與第二位置之間相對於該內孔元件之本體(7；107)而移動，在該第一位置中，該閂鎖係將該凸伸耦接元件(3；152)固持於一個與該內孔元件(2；102)中之內部通道(10；110)呈防漏耦接的位置上，而在該第二位置中，該閂鎖則將該凸伸耦接元件(3；152)固持於一個用於洗淨下游管(C1 )的位置上；此內孔元件亦包含控制構件(21；121)，用於控制該閂鎖(20；120)之至少朝向第二位置的移動；該控制構件(21；121)係可滑動地被安裝於一個對內孔元件本體(7；107)外側開啟的膛孔(16B；116B)內；其中，該內孔元件(2；102)包括墊圈(35；135)，用於關閉一個界定於該控制構件(21；121)之外表面(39；139)與該膛孔(16B；116B)之內側面(40；140)之間的間隙(41；141)。
  2. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，該墊圈(35；135)係在用於洗淨下游管(C1 )的洗淨通道(4、17、23、26、34)內至少存在相對高壓(P2 )時，關閉該間隙(41；141)。
  3. 如申請專利範圍第2項之內孔元件，其中，在出現相對高壓(P2 )時會向外打開的該洗淨通道(4、17、23、26、34)包括有多個逸散孔洞(23、24)，通過此等孔洞，加壓的流體沿著一條實質上平行於此內孔元件(2；102)之縱向軸線(Y-Y’)的軸線(Y25 、Y34 )，排放至該內孔元件(2；102)之外側。
  4. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，只有在用於洗淨下游管(C1 )的洗淨通道(4、17、23、26、34)內存在相對高壓(P2 )時，該墊圈(35；135)才關閉該間隙(41；141)。
  5. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，只有在用於洗淨下游管(C1 )的洗淨通道(4、17、23、26、34)內存在相對高壓(P2 )時，該墊圈(35；135)才被壓縮而同時抵靠著該控制構件(21；121)之外表面(39；139)及該膛孔(16B；116B)之內側面(40；140)兩者。
  6. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，該控制構件(21；121)包括用於容納該墊圈(35；135)的外圍溝槽(36；136)。
  7. 如申請專利範圍第6項之內孔元件，其中，該控制構件(21；121)包括一個用於致動該控制構件的致動部位(37；137)；用於容納該墊圈(35；135)的該溝槽(36；136)係被形成於此致動部位(37；137)之外表面(39；139)內，且在此內孔元件(2；102)之本體(7；107)之外側表面(45)與讓該控制 構件(21；121)滑動於其中的該膛孔(16B；116B)之間的交叉點上，平行於一邊緣(44)而延伸。
  8. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，該閂鎖(20；120)及該控制構件(21；121)是兩個區分的部件。
  9. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，該閂鎖(20；120)可以在該第一位置與該第二位置之間相對於此內孔元件(2；102)之本體(7；107)而滑動，而該第一與第二位置係平行於一條相對於該內孔元件之縱向軸線(Y-Y’)橫向延伸的軸線(X-X’)。
  10. 如申請專利範圍第1項之內孔元件，其中，此內孔元件包括用於使該閂鎖(20；120)朝向該第一位置彈性返回(F2 )的彈簧手段(19；119)。
  11. 一種快速耦接器(1；101)，用於將在壓力下運送流體的兩條管子(C1 、C2 )可鬆開地結合在一起，而此耦接器包含適於被耦接在一起的內孔元件(2；102)及凸伸元件(3；103)，其中，該內孔元件(2；102)為申請專利範圍第1至10項中任一項之內孔元件。
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