CN107850101A - 将配件附接到加工设备的装置 - Google Patents

Abstract

一种温度受控的流体加工***，包括配件环形环特征、安装表面以及朝向环形特征的中心轴线并且远离安装表面倾斜的锥形表面，以及在主设备上的接合部件，包括同心环形构件和旋转板。环形构件包括容纳弹簧偏置销的间隔开的通孔。旋转板围绕环形构件，并包括一个或多个倾斜的内表面。板能够在未附接位置和附接位置之间转动，在未附接位置中，倾斜表面不向弹簧偏置销施加径向向内的力，在附接位置中，每个倾斜表面通过相应的通孔向内移动销，使得弹簧偏置销的锥形尖端接合环特征的锥形表面，从而使配件相对于流体加工设备的头部单元固定。

Description

将配件附接到加工设备的装置

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月31日递交的申请号为62/212,037的美国临时专利申请以及于2016年8月12日递交的申请号为15/235,707的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明一般涉及用于将配件可旋转地附接到加工设备(诸如温度受控的空气加工设备)的装置。

流体加工设备通常与不同的模块化配件一起操作。将配件附接到主设备和从主设备移除的过程可能是耗时的，并且可能需要使用诸如扳手的紧固工具。将扳手或其他紧固设备适配在要附接到加工设备的配件周围可能是麻烦的甚至是不可能的。

因此，需要一种附接机构，其能够提供安装的简单性并避免现有技术的缺点。如果附接机构提供仅通过手动旋转的附接，则可以大大提高工作性能和效率。

发明内容

用于克服上述现有技术的问题的目的和特征由以下配件附接装置的示意性描述性实施例提供。在一个这样的实施例中，配件附接装置可以包括环特征、环形构件、一个或多个弹簧偏置销和旋转板。环特征可以固定地附接到或整体地形成在待连接到加工设备的配件上。环特征可以限定中心轴线，并且包括用于与加工设备结合的安装表面以及朝向中心轴线并且远离安装表面倾斜的锥形表面。环形构件可以固定地附接到形成在加工设备上的安装表面，其目的是与环特征的安装表面相接合。

环形构件可以具有内表面，内表面的尺寸被设计成当配件被附接到加工设备时同心地面对环特征的锥形表面的至少一部分。环形构件(例如安装环等)可以配置有多个间隔开的径向通孔，径向通孔从外表面到内表面延伸穿过环形构件。通孔可以等距间隔开，或根据配件的几何形状以其他方式构造。设置在通孔中的可以是相应的多个弹簧偏置销，每个销包括在一端上的头部、用于接合锥形表面的在另一端上的锥形尖端，以及偏置相应销以阻止与锥形表面接合的弹簧。

旋转板可以设置在环形构件的周围，并且包括内表面，当配件附接到加工设备时，内表面的尺寸和位置与环形构件的外表面相对。旋转板的内表面可具有多个斜面，每个斜面对应于一个或多个弹簧偏置销。斜面可以在旋转板的内表面中周向地形成，并且可以被构造成容纳多个弹簧偏置销的头部中的至少一个。板可以在配件未附接或附接到加工设备的位置之间往复旋转。将板旋转使得销沿着“高”(板的内表面和环形构件的外表面之间的最小距离)和“低”(板的内表面与环形构件的外表面之间的最大距离)的斜面位置之间的倾斜表面滑动。在“低”斜面位置，斜面表面没有向弹簧偏置销施加径向向内的力，并且配件没有通过销固定到设备上。在“高”斜面位置，销与相应的斜面表面的接合导致施加径向向内的力，弹簧偏置销纵向地移动通过其相应的通孔向内，使得弹簧偏置销与环特征的锥形表面接合。弹簧偏置销的锥形尖端的接合导致配件相对于设备的固定。

在另一个实施例中，环特征限定了入口，通过该入口，配件可以从加工设备接收流体。

在另一个实施例中，加工设备包括温度受控的空气加压***的头部单元。

在某些实施例中，旋转板可以包括一个或多个止动特征，其形成在斜面表面的任一端或两端，以通过将弹簧偏置销的滑动轨迹限制到相应斜面表面的圆周路径来防止旋转板的过度旋转。

在另一个实施例中，旋转板可以具有形成在“高”斜面位置中的一个或多个棘爪，用于容纳弹簧偏置销的相应头部，使得棘爪提供防止销从配件连接位置意外运动的阻力。

在另一个实施例中，一种温度受控的流体加工***包括如上所述的流体冷却器、控制器、头部单元和配件附接机构。本发明的附接机构可以附接多种配件和设备。在某些实施例中，配件可以包括用于为测试物品或设备提供温度受控环境的管道、柔性软管、罩、护罩或其他外壳。

附图说明

通过参考以下具体地如附图中所示的实施例的描述，上述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中在不同的视图中，相同的附图标记通常指代相同的部件或结构和/或功能相似的部件。附图不一定按比例绘制，反而，重点在于示出实施例的原理，其中：

图1是温度受控的空气加压***的示意性透视图；

图2是常规的配件附接机构的示意性透视图；

图3是处于附接、闭合或组装状态的示意性附接机构的示意性正视图；

图4是沿着图3中所示的切割线截取的图3中所描绘的示意性附接机构的示意性横截面图；

图5是处于分离、打开或拆卸状态的附接机构的示意性实施例的示意性正视图；

图6是处于附接、闭合或组装状态的附接机构的示意性实施例的示意性透视图；

图7是附接机构的示意性实施例的示意性局部透视分解图；

图8是附接机构的示意性实施例的另一示意性局部透视分解图；

图9是在附接配件之前，加工设备的示意性头部和配件的示意性横截面视图；

图10A和图10B是示意性T形盖配件的视图；

图11是示意性管道和/或柔性软管配件的视图；

图12是示意性罩、护罩或外壳配件的示意性透视图；以及

图13是加工设备头部、锥形环、环形构件和旋转板的示意性实施例的示意性透视分解图。

具体实施方式

在下面的描述中，相同的部件被赋予相同的附图标记，而不管它们是否在不同的示例中示出。为了以清楚和简明的方式示出本公开的示例，附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能以示意性的形式示出。在一个示例中描述和/或示出的特征可以以相同的方式或以类似的方式应用在一个或多个其他示例中和/或与其他示例的特征组合或替代其他示例的特征。现在将详细参考本发明的当前优选实施例，其中一个或多个示例在附图中示出。所提供的每个示例用于解释本发明，但它们不意味着对本发明构成限制。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以在另一个实施例中使用，以产生更进一步的实施例。本说明书旨在包括落入本发明的范围和精神内的这种修改和变化。

图1示出了温度受控的流体加工***10(例如，空气加压***)的示意性透视图。根据一些示意性实施例，温度受控的空气加压***10可以包括由马萨诸塞州曼斯菲尔德的inTEST Thermal Solutions公司制造和销售的空气加压***，或其他类似的***。

空气加压***10可以包括冷却器/控制器单元12，其包括用于产生干燥、冷的气体(例如空气)流或其他流体的制冷***。冷却空气可以被引导到流体输送机，诸如管道和软管***16中，其将空气引导进入头部单元14。头部单元14可以包括用于加热冷却空气的加热器，以使得空气的温度可以被精确地控制。温度受控的空气可通过出口18离开头部14。

将可互换的配件附接到头部14的出口18是理想的。图2为现有配件附接机构的示意性透视图。第一安装环25可以固定地附接到配件(未示出)或者与配件一体地形成，并且由从穿过第二安装环36形成的孔突出的三个延长的指旋螺丝38固定。第二安装环36可以如图所示的固定地附接到头部14的端部，诸如通过多个螺丝40。使用这种附接方式的现有***的一般缺点包括弯曲、断裂、剥离和/或丢失指旋螺丝，潜在地降低了对准和流体密封的紧密性，以及对操作者构成伤害。虽然螺栓可以将配件固定到设备上，但是它们需要单独安装和拧紧(通常使用外部紧固工具)。根据待附接到加工设备的配件，将扳手或其他紧固设备装到夹紧螺母或螺栓上可能是麻烦的甚至是不可能的。

例如，通常附接“T形盖”热盖配件22(如图1、图10A和图10B所示)。T形盖配件22可以包括入口26(图10B)，当被附接时，诸如来自头部14的出口18的加压空气的流体通过该入口。配件22还可以包括护罩24，该护罩可以用于围绕待测试设备(DUT)并且至少部分地将待测试设备(DUT)包围在小的温度受控环境内。参照图3，配件22可以经由附接机构附接到头部14的出口端，该附接机构可以包括：锥形或斜角环28、诸如附接环或杯42的环形构件、一个或多个弹簧偏置销46A-46C以及旋转板52。锥形环28可以固定地附接到配件22的顶部安装表面或一体地形成在配件22的顶部安装表面上。

其他可互换的配件也可以经由附接机构附接到头部14。也就是说，各种壳体、护罩、外壳和其他设备可以附接到加工设备10。例如，图11示出了管道和/或柔性软管30，其在端部包括斜角圆柱锥形环28以用于经由附接机构附接到头部14。在图12所示的另一个实施例中，配件22可以包括罩、护罩或外壳32，其可以包括锥形环28。配件22的每个构造都包括锥形环28，其安装到配件22的安装表面或者一体地形成在配件22的安装表面上。

图9示出了锥形环28的锥形或倾斜表面(beveled surface)29。如图4所示，锥形环28的倾斜表面29被构造成与从在附接环42中形成的通孔突出的弹簧偏置销46A-46C的锥形尖端接合。附接环42可以固定地附接到头部14的端部。

图3至图8示出用于将配件22附接到加工设备10(例如，图1中所示的空气加压***)的改进附接机构，其在本文中被称为“卡口式(bayonet)”附接机构。具体地，图3是处于附接、闭合或组装状态的附接机构的示意性正视图。图4是沿着图3所示的切割线截取的示意性截面图。图5是处于分离、打开或拆卸状态的附接机构的示意性正视图。图6是处于附接、闭合或组装状态的附接机构的示意性透视图。图7是附接机构的示意性局部透视分解图。图8是附接机构的另一个示意性局部透视分解图。

参考图3至图8，根据示意性实施例，大体圆柱形的附接环(或杯)42可以固定地附接到加工设备10，具体地，诸如通过螺丝44附接到头部14。当配件22附接到头部14时，附接环42可被定位成围绕配件22上的锥形环28。销46A-46C中的一个或多个可分别通过在附接环42中形成的孔并由弹簧47A-47C以弹簧加载的方式设置，如图所示。销46A-46C分别克服弹簧47A-47C的弹力在它们相应的孔内纵向滑动。销46A-46C具有锥形尖端，当配件22附接到头部14并被组装在头部14上时，它们与锥形环28的倾斜或锥形表面29接合。为此，当配件22附接到头部14上并被组装在头部14上时，销46A-46C分别克服弹簧47A-47C的弹力而纵向移动，以使得销46A-46C的锥形尖端接合锥形环28的倾斜表面29。

根据示意性实施例，销46A-46C可以通过旋转板52的旋转而移动成与锥形环28接合。具体地，旋转板52被设置成围绕附接环42。在组装或附接期间，配件22的锥形环28被设置在附接环42的开口内，并且旋转板52被旋转。在沿图5中箭头57所示的第一附接方向旋转期间，旋转板52上的斜面(ramp)48在销46A-46C的头部处与销46A-46C接合以迫使它们纵向移位，即相对于旋转环52、附接环42和锥形环28的中心的径向位移，这是由旋转板52的倾斜表面和附接环42的外表面与销46A-46C之间的距离减小而造成的。当旋转板52充分旋转以用于附接时，销46A-46C的锥形尖端与锥形环28的倾斜表面29充分接合，以将配件22相对于加工设备10的头部14固定。在该固定或附接位置，如图3、图4和图5中所示，销46A-46C的头部可以与在旋转环52中的相应斜面48的端部处相应的棘爪50接合。

要分离配件22，可将旋转附接过程颠倒。也就是说，旋转环52沿图3中箭头59所示的方向旋转。当旋转环52沿这个方向旋转时，弹簧47A-47C迫使它们各自的销46A-46C径向远离旋转环52、附接环42和锥形环28的中心。由于这种移动，销46A-46C的锥形尖端与锥形环28的倾斜表面29脱离接合，从而将配件22从头部14释放。

在一些示意性实施例中，可以包括止动件以防止过度旋转。具体地说，如图3所示，可以设置可选止动件54以防止过度旋转超过附接的、闭合的或组装的位置。而且，如图5所示，可以设置可选止动件56以防止过度旋转超过分离的、打开的或拆卸的位置。

图9是根据一些示意性实施例的在将配件22附接到头部14之前，***10的头部14和配件22的示意性截面图。如图9所示，配件22包括固定地附接到其上的锥形环28。

图10A和图10B是根据一些示意性实施例、在配件22是如图1所示的T形盖设备的情况下、配件22的视图。同样，配件22包括固定地附接到其上的锥形环28。

图11示出根据一些示意性实施例、在配件22是管道和/或柔性软管30的情况下的配件22。根据示意性实施例，配件22即管道/软管30在其端部包括斜角圆柱锥形环28，以用于经由附接机构附接到头部14。

图12是根据一些示意性实施例的配件22的示意性透视图，其中配件22是罩、护罩或外壳32。同样，配件22，即罩、护罩或外壳32包括固定地附接到其上的锥形环28。

图13是根据一些示意性实施例的头部14、锥形环28、附接环42和旋转环52的示意性透视分解图。

尽管以上公开的内容讨论了当前被认为是有用的各种示例，但是应当理解，这样的细节仅仅是为了该目的，并且所附权利要求不限于所公开的示例，而相反，其旨在覆盖落入所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。

本领域的技术人员将认识到，本发明可以其它具体形式实施而不背离其精神或基本特征。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的而不是限制本文所述的本发明。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，而不是由前面的描述来指示，并且因此本发明旨在包含落入在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变。

除非另有明确地描述，否则本文使用的任何元件、行为或指令都不应被解释为关键的或必要的。而且，如本文所使用的，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所使用的，术语“集合”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。如果想要表示只有一个项目，则使用术语“仅一个”或类似的语言。另外，如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”等等是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。

Claims (17)

1.一种配件附接装置，包括：

环特征，所述环特征固定地附接到配件或一体地形成在配件上并且具有中心轴线，所述环特征具有在其上限定的第一安装表面和朝向所述中心轴线并且远离所述安装表面倾斜的锥形表面；

环形构件，所述环形构件固定地附接到第二安装表面，所述第二安装表面形成在所述配件将被附接到的设备上，所述环形构件具有内表面，所述内表面的尺寸被设计成当所述配件被附接时同心地面向所述锥形表面的至少一部分，所述环形构件具有多个间隔开的径向通孔，所述径向通孔从所述环形构件的外表面延伸到所述内表面；

设置在所述多个径向通孔中的相应的多个弹簧偏置销，每个所述弹簧偏置销包括头部，用于接合所述锥形表面的锥形尖端，以及偏置所述销以抵抗与所述锥形表面接合的弹簧；以及

旋转板，所述旋转板设置在所述环形构件周围，所述旋转板包括内表面，所述内表面被构造成当所述配件附接到所述设备时与所述环形构件的外表面相对，所述内表面具有多个周向地形成在其中的斜面，其被构造成容纳所述多个弹簧偏置销的所述头部中的至少一个；以及

其中所述旋转板能够从未附接位置旋转到附接位置，其中，在所述未附接位置中，所述倾斜表面不向所述弹簧偏置销施加径向向内的力，在所述附接位置中，每个倾斜表面通过相应的通孔向内移动所述弹簧偏置销中的一个，使得所述弹簧偏置销的锥形尖端接合所述环特征的锥形表面，从而使所述配件相对于所述设备固定。

2.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述环特征限定入口，所述配件可以从所述设备接收通过所述入口的流体。

3.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述设备包括温度受控的空气加压***的头部单元。

4.如权利要求1所述的配件附接装置，还包括一个或多个止动特征，所述止动特征形成在所述旋转板的所述内表面上的斜面的端部处，以通过防止相应的一个或多个弹簧偏置销周向地滑动通过所述止动特征来限制所述旋转板的旋转。

5.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述配件包括管道或柔性软管中的一个。

6.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述配件包括被构造为容纳待测试设备的温度受控的外壳。

7.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述环形构件包括安装环。

8.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述多个弹簧偏置销和径向通孔围绕所述环形构件的内表面等距地间隔开。

9.如权利要求1所述的配件附接装置，其特征在于，所述多个斜面中的至少一个具有形成在其中的棘爪，用于接收和防止弹簧偏置销在所述附接位置中的运动。

10.一种温度受控的流体加压***，包括：

流体冷却器，用于冷却和/或加热流体；

控制器，用于控制所述流体冷却器的操作和流体流动；

头部单元，包括用于排出冷却流体的出口，以及固定地附接到所述头部单元的安装表面并设置在所述出口周围的环形构件，所述环形构件包括内表面和外表面，以及多个间隔开的径向通孔，所述径向通孔从所述环形构件的外表面延伸到所述内表面；

设置在所述多个径向通孔中的相应的多个弹簧偏置销，每个弹簧偏置销都包括头部，锥形尖端，以及偏置所述销以抵抗所述销从所述外表面通过所述径向通孔的纵向位移的弹簧；以及

旋转板，所述旋转板被设置在所述环形部件周围，所述旋转板包括内表面，所述内表面被构造为与所述环形构件的外表面相对，所述内表面具有多个周向地形成在其中的斜面，其被构造成容纳所述多个弹簧偏置销的所述头部中的至少一个；以及

配件，所述配件包括固定地附接到或一体地形成在其中并具有中心轴线的环特征，所述环特征具有在其上限定的安装表面，所述安装表面被构造成与所述头部单元的安装表面相对，以及朝向所述中心轴线并且远离所述配件安装表面倾斜的锥形表面；所述安装表面被构造成当所述配件附接到所述头部单元时与所述环形构件的内表面相对；

其中所述旋转板能够从未附接位置旋转到附接位置，其中，在所述未附接位置中，所述倾斜表面不向所述弹簧偏置销施加径向向内的力，在所述附接位置中，每个倾斜表面通过相应的径向通孔向内移动所述弹簧偏置销中的一个，使得所述弹簧偏置销的锥形尖端接合所述环特征的锥形表面，从而使所述配件相对于所述头部单元固定。

11.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述环形特征限定入口，所述配件可以从所述设备接收通过所述入口的流体。

12.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，还包括一个或多个止动特征，所述止动特征形成在所述旋转板的所述内表面上的斜面的端部处，以通过防止相应的一个或多个弹簧偏置销周向地滑动经过所述止动特征来限制所述旋转板的旋转。

13.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述配件包括管道或柔性软管中的一个。

14.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述配件包括被构造为容纳待测试设备的温度受控的外壳。

15.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述环形构件包括安装环。

16.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述多个弹簧偏置销和径向通孔围绕所述环形构件的内表面等距地间隔开。

17.如权利要求10所述的温度受控的流体加压***，其特征在于，所述多个斜面中的至少一个具有形成在其中的棘爪，用于接收和防止弹簧偏置销在所述附接位置中的运动。