專利名稱:具有成一整體的壓力輔助密封的外螺紋快速連接接頭及其使用方法
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中的接頭。更具體地說，本發(fā)明涉及一種帶有成一整體的液壓輔助密封的外螺紋快速連接接頭。
目前用于連接液體管道和堵塞液流口的方法通常都包含有一件密封裝置，需要用板手操作以保證足夠的密封。該密封裝置一般都包含有嚙合零件的金屬接觸、密封膠及彈性體密封件。需要用扳手扳緊，以完成密封步驟，或者至少防止密封裝置被液流口內(nèi)的液體壓力所推出。這樣既費時，完成起來又非常麻煩。
人們盡了很多努力去發(fā)展采用液壓促動密封的快速連接接頭?？蓞⒖蠢缑绹鴮＠?，345，783;4，375，297;4，527，817;4，543，995。然而，這些接頭在實現(xiàn)快速連接時相當(dāng)麻煩，其接頭體又比較大，應(yīng)用于很難獲得面積的地方，即可利用的空間很小的時候，既使不是不可能，也是非常困難的。
另外，上述的前三個專利采用了一個單獨的促動液流口來輸送促動液體，這樣，既笨重又增加了復(fù)雜性。而上述的四個專利使用了機械爪，在一個位置上擠壓在一起，而在另一個位置上舒展開，它們都比本發(fā)明的結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多。
美國專利3，291，442公開了一種較復(fù)雜的氣體或真空操縱接頭，它包含有套筒或插塞塊，以可滑動的方式安裝在接頭體上，由氣體壓力使其移動。
本發(fā)明解決了目前應(yīng)用的接頭裝置中涉及到的上述這些或其他許多問題。
本發(fā)明涉及一種帶有成一整體的液壓輔助密件的外螺紋快速連接接頭，用于和一個帶螺紋的液流口液密連接。快速連接接頭包含一個接頭體，其第一端有圓柱形的外螺紋，第一端有一個沿軸向伸向接頭體內(nèi)的通道。彈性體密封裝置環(huán)繞在外螺紋的第一端，在第一端擰入液流口時，密封裝置就抵接在液流口的一端上。一個套筒安裝在接頭體上，可沿軸向在獨立密封位置和壓力輔助密封位置之間滑移。套筒的第一端臺肩裝置，用于在壓力輔助密封位置下與彈性體密封裝置相接合。套筒的對向上的第二端和接頭體的臺肩裝置對接，把套筒夾持在接頭體上?？奢S向滑移的套筒和接頭體在二者之間共同形成一個空穴。一條沿徑向的通道從軸向通道通向空穴?？奢S向滑移的套筒和接頭體配合，在承受液壓時產(chǎn)生一個作用在套筒上的不平衡力，最后作用在筒筒上的凈作用力沿軸向指向液流口，于是從液流口流向接頭體的壓力液體使筒前移，和彈性體密封裝置接合，使密封裝置壓住液流口一端形成液體緊密密封。鄰近套筒第二端的第二密封裝置在套筒和接頭體之間提供液密密封。
本發(fā)明甚至在非常高壓的液壓系統(tǒng)中也可免用密封材料、金屬接觸及機械扳緊。其實現(xiàn)是由于提供了“非平衡”密封裝置，當(dāng)系統(tǒng)液壓增大時，密封作用增大。這和傳統(tǒng)的密封裝置相反，后者當(dāng)壓力增加時有脫開的趨勢。在本發(fā)明中，套筒和接頭體配合，對軸向滑移套筒的兩個橫截于接頭體軸線的反向橫截面提供不相等的表面積，它們承受系統(tǒng)液壓后由液壓所產(chǎn)生的凈作用力以向著液流口的方向作用在套筒上。這樣，套筒在液壓環(huán)境中是“非平衡的”，即作用在套筒上的兩個反向的軸向力是不相等的，即“不平衡的”。當(dāng)系統(tǒng)的液體壓力被引入接頭內(nèi)，接頭體上的彈性密封件就被移向液流口的軸向滑移套筒推壓到液流口端部上。這就不需要用機械扳緊來防止接頭從液流口上脫開。彈性體密封件的磨損和其它破損就可以減至最低程度，因為由于扳緊所造成的磨擦接觸和變形可以免去。
本發(fā)明提出了一種套筒，它可滑動地安裝在接頭體上，其一個表面承受接頭體通道內(nèi)的液體壓力，企圖使套筒移向壓力輔助密封位置。套筒和接頭體配合，在把液壓引入接頭內(nèi)時可促動套筒，使之自動移向壓力輔助密封位置。
在最佳實施例中，當(dāng)系統(tǒng)液壓被引入接頭內(nèi)時，使可軸向滑移的套筒壓靠液流口端部，提供機械擋板以防止彈性體密封件從液流口和套筒之間擠出。
本發(fā)明可應(yīng)用于極高壓液壓系統(tǒng)，特別是粘滯液體系統(tǒng)中，由于它包括有螺紋端頭，因此在壓力增加時，可保證接頭不致從液流口脫出。螺紋所提供的機械聯(lián)接可以承受住極端高壓。
本發(fā)明還提出一種快速連接接頭，它可以用手?jǐn)Q入液流口之類，不需要任何機械輔助板緊。因此，本發(fā)明提供了一種非?？焖俚南嗷ミB接接頭。
和前述的頭三個專利不同，本發(fā)明利用系統(tǒng)的液體壓力來起壓力輔助密封的作用。而上文引證的前三個專利則利用單獨促動的液體通道，從而增加其復(fù)雜性和擴大接頭體的尺寸。本發(fā)明可獲得非常理想的液流通道直徑和整體外殼尺寸之間的比例，使之可應(yīng)用于空間限制厲害的地方。
另外，本發(fā)明的原理除可應(yīng)用于關(guān)閉液流口端部的孔塞，還可應(yīng)用于供壓力液體流通的接頭。另外，還有若干其它可應(yīng)用本發(fā)明原理的多種用途。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提出了一種液體管道接頭，具有直的較大的液流通徑，以便盡量減少節(jié)流和渦流，它們可能是有害的。
這些和其它各種優(yōu)點及新穎性特點構(gòu)成了本發(fā)明的特征，在附帶的并構(gòu)成本說明書一部分的權(quán)利要求
書中有具體的指明。但是，為了更好了解本發(fā)明及其優(yōu)點和用途，應(yīng)該參考構(gòu)成本說明書另一部分的附圖和附帶的說明材料，在這里顯示和描述了本發(fā)明的最佳實施方案。
在附圖中，遍布幾個視圖的相同標(biāo)號的字母表示相應(yīng)的零件，附圖內(nèi)容如下圖1 是應(yīng)用本發(fā)明基原理的孔塞接頭一個實施例的剖視圖，該孔塞接頭處于壓力輔助密封前的狀態(tài);
圖2 是類似于圖1的視圖，該孔塞接頭處于壓力輔助密封的狀態(tài);
圖3 是根據(jù)本發(fā)明基本原理，供應(yīng)力液體流過的一種旋轉(zhuǎn)接頭一個實施例的剖視圖，所示該接頭處于壓力輔助密封前的狀態(tài);
圖4 是類似于圖3的視圖，所示接頭處于壓力輔助密封狀態(tài);
圖5 是根據(jù)本發(fā)明基本原理的一種伸長接頭一個實施例的剖視圖;
圖6 是沿圖2中6-6線截取的剖視圖。
圖1和圖2所示為一個按照本發(fā)明原理的快速連接接頭20。該接頭20用于在液壓系統(tǒng)中堵塞一個液流口22的端部。應(yīng)該理解，本發(fā)明可以用于液壓系統(tǒng)中的各種不同部件，并不局限于本申請所公開的具體實施例。舉例來說，本發(fā)明可用于液壓系統(tǒng)、容器、閥門，液體管道等等?？焖俳宇^的接頭體26有一個帶外螺紋的圓柱形第一端28，其直徑小于接頭體26的實心的第一端27。外螺紋第一端28形成有一個通道29，沿軸向伸入接頭體26內(nèi)。一個彈性體密封件30，例如O形密封環(huán)，放置在接頭體26上鄰近外螺紋第一端螺紋34的槽32內(nèi)。在把接頭體26擰入液流口22時，彈性體密封件32抵接液流口22的一個端部40。一個可沿軸向往復(fù)滑移的套筒42可滑動地安裝在接頭體26的第一圓柱形部分42和直徑大些的第二圓柱形部分46上，用以在圖1所示的壓力輔助密封前的位置和圖2所示的壓力輔助密封位置之間沿軸向滑移，在壓力輔助密封前的位置，系統(tǒng)壓力無助于形成與液流口26的密封，而在壓力輔助密封位置，套筒42的內(nèi)臺肩部分48與彈性體密封件30接合，使之壓住液流口22的端部40，以便在快速連接接頭20和液流口22之間幫助形成密封。另外，在所示的實施例中，套筒42的第一端41壓住液流口22的端部40，以便配合提供一個機械擋板，防止密封件30從液流口22和套筒42的第一端41之間擠出。套筒42包含有一個對置的第二端50，與接頭體26的臺肩部分52配合，把套筒42保持在接頭體26上。在軸向滑動套筒42和接頭體26之間限定了一個空穴54，一條徑向通道56把軸向通道29與空穴54互相連通，以把箭頭58所示的壓力液體從液流口22送入空穴54。輸送的壓力液體使套筒42前移而與彈性體密封件30接合。這是中于套筒42上橫截于接頭軸線并面向接頭端部26的橫截面積大于面向液流口22端部40的橫截面積，接頭承受液壓時，導(dǎo)致一個不相等的，即“非平衡的”力作用在套筒上。在所示的實施例中，如圖6所示，這個橫截面面積差等于套筒42滑動在圓柱形部分46上的孔47與套筒42的端部41上放置有彈性體密封件30的孔43的橫截面積差。產(chǎn)生的凈力等于PxdA，其中P代表液體壓力，dA代表橫截面積差。
在肩部64和66之間環(huán)繞接頭體26的槽62內(nèi)夾持著一個彈性體密封件60。在工作壓力極高的系統(tǒng)中，在彈性體密封件60和接頭體26的肩部66之間可放置一個圓筒形支承環(huán)68。在非常高的系統(tǒng)液壓下，支承環(huán)68膨脹并和套筒配合，提供一個擋板以防止密封件60在套筒42和接頭體26之間擠出。接頭體26和套筒42可由金屬制成。支承環(huán)68可由塑料或特氟隆(聚四氟乙烯)材料制成。
在所示快速接頭的具體實施例中，環(huán)繞接頭的空穴54是由套筒42的斜向表面70和接頭體26的軸向及徑向延伸母面72、74構(gòu)成的，不過它也可以以多種不同方法構(gòu)成。
如圖2所示，壓力液體向前推壓套筒42，與彈性體密封件30接合并使之變形，套筒42抵靠在液流口22的端部上。
圖3和圖4所示為根據(jù)本發(fā)明原理的一種供壓力液體流通的接頭的實施例。在本實施例中，與圖1及圖2所示實施例中的零件相關(guān)的零件其標(biāo)號上加撇號。與接頭體26的實心端部27相反，接頭體26′包含有一個內(nèi)螺紋接套82，安裝在接頭體26′上可相對旋轉(zhuǎn)，用于與一根如軟管之類的液體管道(圖中未示)相互連接。在本實施例中，接頭體26′形成第一孔84和第二孔86，二者由斜面88連接。接套82包含有相應(yīng)的圓柱形部分90和92，由斜面94連接，兩圓柱形部分90和92的形狀應(yīng)能容納在圓柱形接頭體26′的孔84和86內(nèi)。在接套82的肩部106和108之間的槽104內(nèi)放置有一個彈性體密封件102，在接套82和接頭體26′之間提供液密密封。在所示的實施例中，存在有一個支承110。示于圖3的接頭處于壓力輔助密封前的位置;而圖4的接頭處于壓力輔助密封位置，套筒42′由液壓作用向前推移，與彈性體密封件30′接合并抵靠液流口22′的端部40′。
圖5所示為本發(fā)明的另一種應(yīng)用。在該實施例中，利用本發(fā)明的原理來提供一種接頭延長特性，以便有助于接近液壓系統(tǒng)中難以到達(dá)的位置。在本實施例中，與圖1及圖2相應(yīng)的零件其標(biāo)號加上雙撇號。在本應(yīng)用中，接頭體26″包含有一個螺紋孔部分120，供接納一個螺紋延長件122。在本實施例中，該延長件122可用機械扳緊到接頭體16″內(nèi)，并填以適當(dāng)?shù)拿芊獠牧弦苑乐菇宇^體26″與延長件122之間的泄漏。所示本實施例處于壓力輔助密封前的位置。但是，可以理解本實施例和前述的實施例的功能相類似，可以提供液壓輔助密封的效果。
在使用時，把接頭體26用手?jǐn)Q入液流口22，直至液流口22的端部40與彈性體密封件30接合。當(dāng)壓力液體被引入接頭體26內(nèi)時，如箭頭58所示，由于液壓所引起的凈力或是非平衡力作用在套筒42上，套筒42沿軸向移向彈性體密封件30。因此，不需要使用任何工具來實現(xiàn)密封。接頭在除去液壓后可以很容易拆卸。
應(yīng)該懂得，雖然在上文的敘述中已經(jīng)提出本發(fā)明的眾多特點和優(yōu)點，以及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和功能，公開只是說明性的，在本發(fā)明的基本原理的范圍內(nèi)，可以在很大程度上改變其細(xì)節(jié)，特別是在零件的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)等方面，這些都由權(quán)利要求
中廣泛意義的術(shù)語所指定。
權(quán)利要求
1.一種用于與螺紋液流口液密連接的快速連接接頭，包括(a)一個接頭體，該接頭體有一個圓柱形的帶外螺紋的第一端，第一端有一個從第一端沿軸向伸向接頭體內(nèi)的通道；(b)環(huán)繞接頭體第一端的彈性體密封裝置，在第一端擰入液流口時，密封裝置就抵住液流口的一端；(c)可沿軸向在壓力輔助密封前的位置和壓力輔助密封位置之間滑動的外部套筒，套筒的第一端1包含有臺肩裝置，用于在壓力輔助密封位置下與彈性體密封裝置相接合，套筒的對向上的第二端與保持裝置配合，把套筒夾持在接頭上；可軸向滑移的套筒和接頭體配合，在二者之間形成一個空穴，通道裝置從軸向通道伸向空穴，使空穴與軸向通道形成液體連通，可軸向滑移的套筒與接頭體進一步配合，使套筒在承受液壓時產(chǎn)生一個作用在套筒上的不平衡力，最后作用在套筒上的凈作用力沿軸向指向液流口，于是從液流口流向接頭體的壓力液體使套筒前移并和彈性體密封裝置接合，使密封裝置壓住液流口一端，在快速接頭和液流口之間形成液密密封；(d)鄰近套筒第二端的第二密封裝置，在套筒和接頭體之間提供液密密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種快速連接接頭，其特征是在壓力輔助密封位置下，套筒端部與液流口對接，當(dāng)快速連接接頭使用于非常高壓的情況下，可以提供擋板以防止彈性體密封件從液流口端部和套筒之間擠出。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速連接接頭，其特征是第二密封裝置包含有一個可膨脹的圓筒形平支承環(huán)和一個彈性體密封件，支承環(huán)與套筒及接頭體配合以防止彈性體密封件從套筒和接頭體之間擠出。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速連接接頭，其特征是彈性體密封裝置包括一個O形密封環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速連接接頭，其特征是接頭體的第二端是封閉的，由此快速連接接頭可用于堵塞螺紋液流口。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速連接接頭，其特征是接頭體的軸向通道完全穿過接頭體，供液體線性流過。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的快速連接接頭，其特征是接頭體的第二端包含有延長接頭體整個長度的伸長裝置，使接頭可用于難于到達(dá)的位置。
8.一種用于與螺紋液流口液密連接的快速連接接頭，包括(a)一個接頭體，該接頭體有一個圓柱形的帶外螺紋的第一端，第一端有一個從第一端部沿軸向伸向接頭體內(nèi)的通道;(b)環(huán)繞接頭體第一端的彈性體密封件，在接頭體第一端擰入液流口時，密封裝置就抵住液流口的一端;(c)一個可滑動地安裝在接頭體外部的套筒，該套筒可以在壓力輔助密封前的位置和壓力輔助密封位置之間往復(fù)移動，套筒第一端包含有臺肩裝置，用于在壓力輔助密封位置下與彈性體密封裝置相接合，套筒的對向上的第二端與保持裝置配合，把套筒夾持在接頭體上;(d)一個限定在接頭體和套筒之間的空穴;(e)從軸向通道伸入空穴的通道裝置，使空穴與軸向通道液體流通;(f)，套筒上有一個部分限定空穴的表面，它承受液壓后，把套筒推向壓力輔助密封位置。
9.一種用于與螺紋液流口液密連接的快速連接接頭，包括(a)一個接頭體，該接頭體有一個帶外螺紋的第一端，并有一個從第一端沿軸向伸入接頭體內(nèi)的通道;(b)鄰近接頭體第一端放置的密封裝置;(c)可沿軸向在壓力輔助密封前的位置和壓力輔助密封位置之間滑動的套筒，在壓力輔助位置下，套筒第一端與密封裝置配合，以便在液流口和快速連接接頭之間提供液密密封;(d)可軸向滑動的套筒和接頭體配合，在二者之間形成一個空穴;(e)通道裝置從接頭體的軸向通道伸向空穴，使空穴與軸向通道保持液體連通;(f)套筒上包含有一個局部限定空穴的表面，它承受液體壓力。
專利摘要
一種與螺紋液流口22液密連接的快速連接接頭20。接頭體26有一個圓柱形的帶外螺紋的第一端28，其上有伸入接頭體內(nèi)的軸向通道29。軸向滑動套筒42安裝在接頭體外側(cè)，可在壓力輔助密封前的位置和壓力輔助密封位置之間滑移。軸向滑動套筒在壓力輔助密封位置時推壓彈性體密封件30，以便在液流口一端和接頭之間保持液密密封。
文檔編號F16L17/00GK87104182SQ87104182
公開日1987年12月23日 申請日期1987年6月9日
發(fā)明者斯坦利·W·邁辛格, 丹尼爾·P·韋爾奇 申請人:扣件試驗公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan