CN105518358A - 凸边密封件以及包括这种密封件的连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体流动联接装置(1)的环形密封垫圈(7)，所述垫圈(7)具有侧面(8,9)、由外部凸边(11)限定的外周(10)、由内部凸边(14)限定的内周(13)，所述内部凸边(14)经由不切向于内部凸边(14)的截锥形表面(15,16)连结所述侧面(8,9)中的至少一个。一种包括这种环形密封垫圈(7)的联接装置(1)。

Description

凸边密封件以及包括这种密封件的连接装置
技术领域
本发明涉及密封流体传输回路领域，且更具体涉及用于管道的密封联接件，尤其是快速连接联接件。
背景技术
快速连接型联接装置已知用于将流体传输回路的两个构件连接在一起。例如，这种构件可以是泵、歧管、致动器、罐、流量调节器、压力调节器、或实际上管道。
联接装置通常包括其中形成有孔的本体，该孔与回路构件之一流体流动连通并接纳用于以密封方式保持所要联接到所述构件的管道的装置。例如，保持装置包括弹性可变形带齿垫圈以及环形密封垫圈以确保孔与与其联接的管道之间的密封联接。通常，垫圈接纳在形成于孔内的环形凹槽内，或其仅经由其侧面之一压抵孔内的邻靠部。
用于这种联接件的环形垫圈通常呈圆形截面并称为“O形环”。这些垫圈通过使用具有两个凹陷的模具得到，每个凹陷形成垫圈的一个半圆环。一旦垫圈已模制而成，在凹陷之间连结的位置(也称为分型面)，垫圈具有环形溢料并还可能具有两半圆环相对于彼此的偏移。尽管使用广泛，但这些垫圈具有在***管道时部分翻转的缺点，由此扭转分型面，在该处会发生泄漏。
为了消除该缺点，已经提出更改环形垫圈的截面。因此垫圈设计成具有平坦且径向延伸的侧面、由圆柱形表面形成的外周、以及具有圆形轮廓的内周。内周形成有部分圆形凸边，该圆形凸边经由切向于圆形凸边的截锥形表面将垫圈的两个侧面连结。这些垫圈提供良好密封且使垫圈能够在管道***的同时被管道逐渐压缩。但为了压缩垫圈而所需施加的力相对大。为了使得更容易将管道***垫圈，已知在将联接件的各部件组装在一起时在工厂对垫圈施加油脂。但是，太少油脂或太多油脂会导致垫圈的不充分施加油脂，这使得难以将管道***垫圈，或会导致回路内的污染。某些特定应用(医疗、农业食品、化工…)需要特定油脂，由此使制造商的库存管理复杂并导致非常昂贵的检查以确保施加油脂操作符合要求。
发明目的
本发明的目的是提出一种垫圈，使得能够至少部分地避免上述缺点。
发明内容
为此，本发明提供一种用于流体流动联接装置的环形密封垫圈。该垫圈具有侧面、由部分圆形横截面的外部凸边限定的外周、由部分圆形横截面的内部凸边限定的内周，该内部凸边经由不切向于内部凸边的截锥形表面连结所述侧面中的至少一个。
因此，非切向截锥形表面使得垫圈能够逐渐被压缩并使得管道能够由于抵抗管道***并需要被压缩的弹性材料的体积减小而更容易地越过内部凸边。
在一特定实施例中，外部凸边经由母线平行于垫圈的中心轴线的圆柱形表面连结侧面中的每个。
该设置使得能够确保垫圈与其仅通过压缩外部凸边所安装于其中的孔之间的密封，由此有助于抵抗管道***且需要被压缩的弹性材料的体积减小。
有利地，所述截锥形表面具有顶点处在约五度至二十度之间的半角，且较佳地大致等于十度。
较佳地，密封垫圈具有关于垫圈的径向中平面对称的横截面。
截面关于径向轴线对称的垫圈通过避免在将垫圈放置就位时将垫圈定向的任何需要而用于便于制造包含其的联接装置的操作。
本发明还提供一种用于圆筒形管道的联接装置，该联接装置包括孔、上述环形密封垫圈、以及环形密封垫圈的侧面之一所支承抵靠的邻靠部。
在阅读本发明的特定、非限制性实施例的以下说明之后，本发明的其它特征和优点会显现出来。
附图说明
参考附图，其中：
·图1是本发明的装置的轴向剖视图的半视图；
·图2是图1的实施例中垫圈的轴向剖视图的半视图；
·图3是示出图1装置在***管道内的同时的示意图；以及
·图4是类似于图3视图的视图，管道完全***装置内。
具体实施方式
该示例中本发明的装置是一种快速连接联接装置，具有布置成与流体传输回路的设备流体流动连通的部段和布置成接纳同一流体传输回路的管道5并将管道5与设备联接在一起的部段。
参照图1和2，总体标以1的联接装置包括具有纵向轴线X的圆筒形本体2，该圆筒形本体2具有形成在其中的流体流动连通孔3和第二孔4，该第二孔4结合管道5所要联接的设备，在该示例中管道由塑料材料制成。
孔3具有连续的环形肩部6，密封垫圈7承载抵靠该连续环形肩部6。用于保持管道5的装置未示出，并可采用本领域技术人员已知的各种形式。
垫圈7在下文中详细描述。
垫圈7为具有中心轴线X的环形，具有大致径向的两个平行侧面8和9(侧面8承载抵靠肩部6)、外周10和内周13。外周10由部分圆形截面的外部凸边11限定，该凸边11经由圆柱形表面12连结每个侧面8和9，圆柱形表面12具有平行于中心轴线X的母线。内周13由部分圆形截面的内部凸边16限定，该凸边11经由截锥形表面12连结侧面8，截锥形表面15不切向于内部凸边14。内部凸边14还经由截锥形表面19连结侧面9，截锥形表面19不切向于内部凸边14。在本说明书的意义中且参照图3，截锥形表面15、16如果与内部凸边14相交则简单地认为不切向于内部凸边14。换言之，当属于截锥形表面15、16和包含轴线X的轴向平面的直线与在所述轴向平面内穿过内部凸边14的表面与截锥形表面16之间的交点A的、内部凸边14的圆形部分的切线T形成非零角，则认为截锥形表面15、16不切向于内部凸边14。截锥形表面15和16与轴线X同轴。
在该实例中，将内部凸边14连接到垫圈7的侧面8和9的截锥形表面15和16具有相对于轴向的、顶点处的半角α，该半角α大致等于10°。在图1至3中可以观察到，内部和外部凸边14和18具有大致相等的横截面面积。
下文参照图3和4描述操作时的装置。在将塑料材料管道5***快速连接联接装置1的同时，管道5的端部与截锥形表面15接触，并然后沿径向在垫圈7上施加压缩力。因此，当管道5***垫圈7时，其开始将外部凸边11压抵孔3的内表面，由此在外周10处提供垫圈7与孔3之间的密封，并然后管道5的端部通过压缩内部凸边14而越过内部凸边14，该步骤表示***力最大时的时刻。管道5对凸边14的压缩使得能够实现垫圈7的内周处垫圈7与管道5之间的密封连接。一旦管道5完全***联接件1内，垫圈7呈现图5所示的变形状态。在该状态下，内部凸边14的变形造成截锥形表面15和16变形，由此形成在管道5上施加径向周部压缩力的两个环形压缩区域17和18。施加在管道5的显著宽度的两个部分上的这些径向周部力抵抗管道的椭圆化，由此有助于垫圈7的密封性能。还减小管道5在垂直于轴线X的运动影响下的变形，这在通过例如操作臂移动的管道5的可动***中具有显著优点。
当凸边14或15中的至少一个具有半径r在范围H/4至H/8的圆形截面时，由垫圈7提供的密封尤其有效，其中H代表垫圈7沿垫圈7径向方向的厚度。对于大致等于厚度H的1/6的半径r的值得到最佳密封。
一般而言，且具体是代替已经确定垫圈沿径向方向厚度L的现有垫圈的应用中，半径r理想地使得6r<L<10r，且较佳地基本上等于厚度L的1/8。
在该实例中垫圈7的截面关于垫圈7的径向中平面对称(该平面包含垫圈7的径向轴线)。这使得能够避免在组装期间关注垫圈7的具体定向，由此使得更易于自动地将垫圈7在装置1内放置就位。
自然地，本发明不局限于所描述的实施例，而是覆盖由权利要求限定的本发明的界限内的任何变型。
具体地说：
·尽管在该实例中连接到本发明的快速连接联接装置的管道由塑料材料制成，但本发明同样适用于由其它类型材料制成的管道，诸如钢、不锈钢、铜、复合物…；
·尽管在该实例中垫圈的两个侧面平行且大致径向，但本发明同样适用于具有不平行和/或在相对于径向平面形成非零角的平面内延伸的侧面的垫圈。最后，侧面不一定是平面，且它们可以是截锥形或包括凹凸部分，诸如用于与沟槽协作的环形突起，或能够防止垫圈转动的桩钉；
·尽管该实例中垫圈7的内部凸边14与侧面8和9之间的截锥形表面15和16在顶点处具有大致等于10度的半角，本发明同样适用于顶点处半角的其它值，诸如范围在五度至二十度的角；
·尽管在该实例中内部凸边14和外部凸边11具有大致相等的横截面面积，但本发明同样适用于具有横截面面积不同的凸边的垫圈，例如外部凸边11的横截面面积大于内部凸边14的横截面面积；
·尽管在该实例中，两个截锥形表面15和16成形为在管道已***之后作用以在管道上施加径向周部压缩力，本发明同样适用于截锥形表面15、16中仅一个成形为在管道***之后作用以在管道上施加径向周部压缩力的快速连接联接装置；
·尽管在该实例中，垫圈的截面相对于径向轴线对称，但本发明同样适用于相对于径向轴线不对称的垫圈，诸如仅具有一个截锥形表面15、16的垫圈；以及
·尽管在该实例中，垫圈7安装在快速联接类型的联接装置中，但本发明同样适用于安装在其它类型联接装置中的垫圈，诸如具有通过螺纹紧固、钎焊或粘合剂连接的装置。

Claims (15)

1.一种用于流体流动联接装置(1)的环形密封垫圈(7)，所述垫圈(7)具有侧面(8,9)、由外部凸边(11)限定的外周(10)、由内部凸边(14)限定的内周(13)，所述内部凸边(14)经由不切向于所述内部凸边(14)的截锥形表面(15,16)连结所述侧面(8,9)中的至少一个。
2.如权利要求1所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述外部凸边(11)经由母线平行于所述垫圈的中心轴线(X)的的圆柱形表面(12)连结所述侧面(8,9)中的每个。
3.如权利要求1所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述截锥形表面(15,16)具有顶点处范围在约五度至二十度之间的半角(α)。
4.如权利要求3所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述顶点处的所述半角(α)大致等于十度。
5.如任一前述权利要求所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述外部和内部凸边(11,14)具有大致相等面积的横截面。
6.如任一前述权利要求所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述凸边(11,14)中的至少一个具有部分圆形的横截面。
7.如权利要求6所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述凸边(11,14)的半径r使得H/4<r<H/8，其中H表示所述垫圈沿所述垫圈的径向的厚度。
8.如权利要求7所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述半径r大致等于厚度H的1/6。
9.如权利要求6所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述凸边(11,14)的半径r使得6r<L<10r，其中L表示所述垫圈(7)沿所述垫圈(7)的轴向(X)的厚度。
10.如权利要求9所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述半径r大致等于厚度L的1/8。
11.如任一前述权利要求所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，所述侧面(8,9)是大致径向的。
12.如任一前述权利要求所述的环形密封垫圈(7)，其特征在于，具有相对于所述垫圈的径向中平面对称的横截面。
13.一种用于圆筒形管道(5)的联接装置(1)，所述装置包括任一前述权利要求所述的环形密封垫圈(7)并具有孔(3)和邻靠部(6)，所述环形密封垫圈(7)的所述侧面(8,9)之一支承抵靠所述邻靠部(6)。
14.如权利要求13所述的联接装置(1)，其特征在于，所述管道(5)是由塑料材料制成的管道。
15.如权利要求13所述的联接装置(1)，其特征在于，所述内周(13)的所述截锥形表面(15,16)形状做成在***所述管道(5)之后作用以在所述管道(5)上施加径向周部压缩力。
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