CN108443605A - 高压气瓶气密试验接头 - Google Patents

Abstract

高压气瓶气密试验接头，涉及CNG气瓶检测设备技术领域，包括中空芯杆、芯套、O型橡胶密封圈和连接套，芯套套在中空芯杆外部，中空芯杆外周面设有凸台，芯套的外周面上设有外螺纹，连接套的内壁设有用于连接气瓶阀门的第一内螺纹以及用于连接芯套的第二内螺纹，第一内螺纹与第二内螺纹旋向相反，中空芯杆前端面设有定位沉孔，定位沉孔的直径大于中空芯杆内气流通道的直径，O型橡胶密封圈放置于定位沉孔中且其径向外沿抵靠住该定位沉孔的孔壁，O型橡胶密封圈的线径大于定位沉孔的深度；旋动连接套使其与气瓶阀门连接时，连接套带着芯套朝气瓶阀门移动，芯套的前端面推抵中空芯杆上的凸台，从而将O型橡胶密封圈顶压在气瓶阀门的接口端面上。

Description

高压气瓶气密试验接头

技术领域

本发明涉及CNG气瓶检测设备技术领域，特别涉及一种高压气瓶气密试验接头。

背景技术

CNG气瓶在气密测试时需要将往瓶内充入20MPa的气压，气源与气瓶阀门通过接头相连，接头必须具有非常可靠的密封性能。

传统的气密试验接头结构参见图1，其包括一个接头螺母1、一个组合密封垫圈2及一根中空的芯杆3。组合密封垫圈2包括整体粘合在一起的橡胶圈2a和金属环2b。芯杆3上设置用于压住组合密封垫圈2的凸缘3a。接头螺母1的螺孔为阶梯孔，从而形成可压住凸缘3a的台阶1a。图1示出了该气密试验接头是如何与气瓶阀门连接的，在图1中，组合密封垫圈2套在芯杆3上，旋动接头螺母1将该气密试验接头与气瓶阀门连接后，螺孔内的台阶1a压住凸缘3a，而凸缘3a又将组合密封垫圈2紧紧压住在阀门的接口端面上，从而实现与气瓶阀门的密封连接。

虽然上述结构的气密试验接头基本能满足工厂生产需求，但其在长期的生产应用过程中还存在以下缺陷：1、为避免漏气，组合密封垫圈2与凸缘3a端面之间以及组合密封垫圈2与阀门接口端面之间应当可靠密封，由于涉及到两个接触面的密封且测试过程中瓶内压力高达20MPa，必须在组合密封垫圈2两端面上施加很大的压力，故在拧紧和拆卸接头螺母1时均需要借助扳手来操作。2、在凸缘3a及阀门接口端面挤压组合密封垫圈2的过程中，组合密封垫圈2中的橡胶圈2a受力方向如图2中所示，这样的受力很容易将橡胶圈2a顶端挤入芯杆3与阀门接口端面之间的空隙4中，虽然此时组合密封垫圈2还能实现密封，但其结构实际上已经“啃切”坏，下次连接气瓶阀门时就无法再保证密封性能。3、多次使用后，由于受很大挤压力的作用，组合密封垫圈2中的金属环2b产生塑性变形，这时需要更大的拧紧力才能实现密封，同时，金属环2b产生塑性变形后也会在一定程度上导致整个组合密封垫圈2的密封性能降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种拆装轻松、方便且长期密封效果良好的高压气瓶气密试验接头。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高压气瓶气密试验接头，包括中空芯杆、芯套、O型橡胶密封圈和连接套，所述芯套套在中空芯杆外部并可沿其轴向前后移动，所述中空芯杆外周面上设有凸台，所述芯套可往前移动并使其前端面抵靠住该凸台，所述芯套的外周面上设有外螺纹，所述连接套的内壁上设有用于连接气瓶阀门的第一内螺纹以及用于连接芯套的的第二内螺纹，所述第一内螺纹与第二内螺纹旋向相反，所述中空芯杆的前端面设有定位沉孔，所述定位沉孔的直径大于中空芯杆内气流通道的直径，所述O型橡胶密封圈放置于定位沉孔中且其径向外沿抵靠住该定位沉孔的孔壁，所述O型橡胶密封圈的线径大于定位沉孔的深度；

旋动所述连接套使其与气瓶阀门连接时，所述连接套带着芯套朝气瓶阀门移动，所述芯套的前端面推抵中空芯杆上的凸台，所述中空芯杆将O型橡胶密封圈顶压在气瓶阀门的接口端面上。

其中，所述中空芯杆包括小径段和大径段，所述大径段的外径大于小径段的外径，所述大径段连接在小径段前端，从而在所述中空芯杆外周面上形成凸台，所述芯套套在小径段外部，所述连接套包括前段、中段和后段，所述前段的内径小于中段的内径，所述中段的内径小于后段的内径，所述第一内螺纹设于前段的内壁上，所述第二内螺纹设于后段的内壁上，所述前段的内径小于大径段的外径，所述后段及中段的内径均大于大径段的外径。

其中，所述连接套的中段套在中空芯杆的大径段外部，所述中段与大径段之间的单边间隙为0.05mm -0.2mm。

优选的，所述芯套还包括位于其后端的限位螺母，所述限位螺母的尺寸大于连接套后段的内径，所述中空芯杆将O型橡胶密封圈顶压在气瓶阀门的接口端面上时，所述限位螺母的前端抵靠住连接套的后端面。

进一步，所述连接套的外周面滚花加工形成防滑纹。

优选的，所述O型橡胶密封圈的内径小于气瓶阀门进气孔的端口内径。

进一步地，所述O型橡胶密封圈内径与气瓶阀门进气孔的端口内径之间的关系为：

；

上式中，所述d₁为气瓶阀门进气孔的端口内径，所述d₂为O型橡胶密封圈的内径，所述d₃为O型橡胶密封圈的线径。

本发明提供的高压气瓶气密试验接头采用了不同于传统气密试验接头的全新结构，本发明通过在中空芯杆前端设置定位沉孔并在定位沉孔内设置O型橡胶密封圈，该气密试验接头与高压气瓶阀门连接后，中空芯杆将O型橡胶密封圈顶压在气瓶阀门的接口端面上，由于O型橡胶密封圈定位放置在沉孔而非沟槽中，也就是说O型橡胶密封圈内侧相对于气源方向是完全开放的，在气体压力作用下，O型橡胶密封圈产生径向胀大的趋势，但由于其径向外沿原本就抵靠住定位沉孔的孔壁， O型橡胶密封圈径向外沿无法再变大，而是更加紧地抵靠住定位沉孔的孔壁，这时在气体压力及定位沉孔孔壁反作用力的共同作用下，O型橡胶密封圈发生形变，其横截面由原先的圆形变成近似于方形，从而在与气瓶阀门接口端面、定位沉孔孔壁及定位沉孔孔底面之间形成密封，气体压力越大，O型橡胶密封圈与气瓶阀门接口端面、定位沉孔孔壁及定位沉孔孔底面抵靠得越紧，从而实现利用气源自身压力施加于O型橡胶密封圈进行密封。

更加重要的是，由于本发明依靠气源自身压力实现密封，需要预加在O型橡胶密封圈上的夹紧力相比组合密封垫圈要小得多，实际使用时，仅用手稍微拧紧连接套即可，而无需借助扳手旋拧连接套来让中空芯杆牢牢压住组合密封垫圈，故该气密实验接头拆装更加轻松、方便，工人工作效率更高。

特别值得一提的是，本发明不会出现连接套锁紧过程中,O型橡胶密封圈被“啃坏”及金属环产生塑性变形的情况，从而有力保障了气密试验接头的长期密封效果和使用寿命。

此外，在本发明提供的高压气瓶气密试验接头中，芯套不但被用于推抵中空芯杆，使O型橡胶密封圈被顶压在气瓶阀门的接口端面上，而且由于第一内螺纹与第二内螺纹旋向相反，也就是说芯套外周面上的外螺纹与气瓶阀门接头上的外螺纹旋向相反，如此一来，上述芯套还能在一定程度上起到防止连接套与气瓶阀门接头之间发生松动的作用。

附图说明

图1为传统高压气瓶气密试验接头的整体结构示意图；

图2为图1中I部位的局部放大图；

图3为本发明中高压气瓶气密试验接头的整体结构示意图；

图4为图3所示高压气瓶气密试验接头中连接套的结构示意图；

图5为图3所示高压气瓶气密试验接头中芯套的结构示意图；

图6为图3所示高压气瓶气密试验接头中中空芯杆的结构示意图；

图7为图3中I部位的局部放大图；

图中：

1——连接螺母 2——组合密封垫圈 3——芯杆

4——空隙 2a——橡胶圈 2b——金属环

3a——凸缘 5——中空芯杆 6——芯套

7——O型橡胶密封圈 8——连接套 5a——凸台

5b——定位沉孔 5c——小径段 5d——大径段

6a——限位螺母 8a——第一内螺纹 8b——第二内螺纹

8c——前段 8d——中段 8e——后段。

具体实施方式

需要提前说明的是，在本发明的描述中，术语 “上”、“下”、 “左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”、 “前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了便于本领域技术人员理解本发明相对于现有技术的改进之处，下面结合实施例和附图来对本发明作进一步的说明。

图3-7示出了一种高压气瓶气密试验接头，其包括中空芯杆5、芯套6、O型橡胶密封圈7和连接套8，芯套6套在中空芯杆5外部并可沿其轴向前后移动，中空芯杆5外周面上设有凸台5a，芯套6可往前移动并使其前端面抵靠住该凸台5a，芯套6的外周面上设有外螺纹，连接套8的内壁上设有用于连接气瓶阀门的第一内螺纹8a以及用于连接芯套6的的第二内螺纹8b，第一内螺纹8a与第二内螺纹8b旋向相反，中空芯杆5的前端面设有定位沉孔5b，定位沉孔5b的直径大于中空芯杆5内气流通道的直径，O型橡胶密封圈7放置于定位沉孔5b中且其径向外沿抵靠住该定位沉孔5b的孔壁，O型橡胶密封圈7的线径大于定位沉孔5b的深度；

旋动连接套8使其与气瓶阀门连接时，连接套8带着芯套6朝气瓶阀门移动，芯套6的前端面推抵中空芯杆5上的凸台5a，使得中空芯杆5将O型橡胶密封圈7顶压在气瓶阀门的接口端面上。

上述实施例通过在中空芯杆5前端设置定位沉孔5b并在定位沉孔5b内设置O型橡胶密封圈7，该气密试验接头与高压气瓶阀门连接后，中空芯杆5将O型橡胶密封圈7顶压在气瓶阀门的接口端面上，由于O型橡胶密封圈7定位放置在沉孔而非沟槽中，也就是说O型橡胶密封圈7内侧相对于气源方向是完全开放的，在气体压力作用下，O型橡胶密封圈7产生径向胀大的趋势，但由于其径向外沿原本就抵靠住定位沉孔5b的孔壁， O型橡胶密封圈7径向外沿无法再变大，而是更加紧地抵靠住定位沉孔5b的孔壁，这时在气体压力及定位沉孔5b孔壁反作用力的共同作用下，O型橡胶密封圈7发生形变，其横截面由原先的圆形变成近似于方形，从而在与气瓶阀门接口端面、定位沉孔5b孔壁及定位沉孔5b孔底面之间形成密封，气体压力越大，O型橡胶密封圈7与气瓶阀门接口端面、定位沉孔5b孔壁及定位沉孔5b孔底面抵靠得越紧，从而实现利用气源自身压力施加于O型橡胶密封圈7进行密封。

更加重要的是，由于本发明依靠气源自身压力实现密封，需要预加在O型橡胶密封圈7上的夹紧力相比组合密封垫圈2要小得多，实际使用时，仅用手稍微拧紧连接套8即可，而无需借助扳手旋拧连接套8来让芯杆3牢牢压住组合密封垫圈2，故该气密实验接头拆装更加轻松、方便，工人工作效率更高。

特别值得一提的是，上述实施例不会出现在连接套8锁紧过程中，O型橡胶密封圈7被“啃坏”及金属环2b产生塑性变形的情况，从而有力保障了气密试验接头的长期密封效果和使用寿命。

此外，在上述实施例提供的高压气瓶气密试验接头中，芯套6不但被用于推抵中空芯杆5，使O型橡胶密封圈7被顶压在气瓶阀门的接口端面上，而且由于第一内螺纹8a与第二内螺纹8b旋向相反，也就是说芯套6外周面上的外螺纹与气瓶阀门接头上的外螺纹旋向相反，如此一来，该芯套6还能在一定程度上起到防止连接套8与气瓶阀门接头之间发生松动的作用。

具体来说，在上述实施例中，中空芯杆5包括小径段5c和大径段5d，大径段5d的外径大于小径段5c的外径，大径段5d连接在小径段5c前端，从而在中空芯杆5外周面上形成凸台5a，芯套6套在小径段5c外部，连接套8包括前段8c、中段8d和后段8e，前段8c的内径小于中段8d的内径，中段8d的内径小于后段8e的内径，第一内螺纹8a设于前段8c的内壁上，第二内螺纹8b设于后段8e的内壁上，前段8c的内径小于大径段5d的外径，后段8e及中段8d的内径均大于大径段5d的外径。进一步地，连接套8的中段8d套在中空芯杆5的大径段5d外部，中段8d与大径段5d之间的单边间隙为0.05mm-0.2mm。在这里，中段8d可以起到对大径段5d前后移动进行导向的作用，从而避免因大径段5d径向偏移量过大导致O型橡胶密封圈7某一段/点未抵靠住气瓶阀门接口端面的情况，使得气密试验接头与气瓶阀门连接处的密封效果更稳定、可靠。

优选的，上述芯套6还包括位于其后端的限位螺母6a，限位螺母6a的尺寸大于连接套8的后段8e内径，中空芯杆5将O型橡胶密封圈7顶压在气瓶阀门的接口端面上时，限位螺母6a的前端抵靠住连接套8的后端面。此外，在连接套8的外周面上还通过滚花加工形成有防滑纹。

同样优选的，前述O型橡胶密封圈7的内径小于气瓶阀门进气口的内径。具体来说，O型橡胶密封圈7内径与气瓶阀门进气口内径之间的关系为：

；

上式中， d₁为气瓶阀门进气口的内径， d₂为O型橡胶密封圈7的内径，d₃为O型橡胶密封圈7的线径。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (7)

1.高压气瓶气密试验接头，包括中空芯杆（5），其特征在于：还包括芯套（6）、O型橡胶密封圈（7）和连接套（8），所述芯套（6）套在中空芯杆（5）外部并可沿其轴向前后移动，所述中空芯杆（5）外周面上设有凸台（5a），所述芯套（6）可往前移动并使其前端面抵靠住该凸台（5a），所述芯套（6）的外周面上设有外螺纹，所述连接套（8）的内壁上设有用于连接气瓶阀门的第一内螺纹（8a）以及用于连接芯套（6）的的第二内螺纹（8b），所述第一内螺纹（8a）与第二内螺纹（8b）旋向相反，所述中空芯杆（5）的前端面设有定位沉孔（5b），所述定位沉孔（5b）的直径大于中空芯杆（5）内气流通道的直径，所述O型橡胶密封圈（7）放置于定位沉孔（5b）中且其径向外沿抵靠住该定位沉孔（5b）的孔壁，所述O型橡胶密封圈（7）的线径大于定位沉孔（5b）的深度；

旋动所述连接套（8）使其与气瓶阀门连接时，所述连接套（8）带着芯套（6）朝气瓶阀门移动，所述芯套（6）的前端面推抵中空芯杆（5）上的凸台（5a），所述中空芯杆（5）将O型橡胶密封圈（7）顶压在气瓶阀门的接口端面上。

2.根据权利要求1所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于：所述中空芯杆（5）包括小径段（5c）和大径段（5d），所述大径段（5d）的外径大于小径段（5c）的外径，所述大径段（5d）连接在小径段（5c）前端，从而在所述中空芯杆（5）外周面上形成凸台（5a），所述芯套（6）套在小径段（5c）外部，所述连接套（8）包括前段（8c）、中段（8d）和后段（8e），所述前段（8c）的内径小于中段（8d）的内径，所述中段（8d）的内径小于后段（8e）的内径，所述第一内螺纹（8a）设于前段（8c）的内壁上，所述第二内螺纹（8b）设于后段（8e）的内壁上，所述前段（8c）的内径小于大径段（5d）的外径，所述后段（8e）及中段（8d）的内径均大于大径段（5d）的外径。

3.根据权利要求2所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于：所述连接套（8）的中段（8d）套在中空芯杆（5）的大径段（5d）外部，所述中段（8d）与大径段（5d）之间的单边间隙为0.05mm -0.2mm。

4.根据权利要求2或3所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于：所述芯套（6）还包括位于其后端的限位螺母（6a），所述限位螺母（6a）的尺寸大于连接套（8）的后段（8e）内径，所述中空芯杆（5）将O型橡胶密封圈（7）顶压在气瓶阀门的接口端面上时，所述限位螺母（6a）的前端抵靠住连接套（8）的后端面。

5.根据权利要求4所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于：所述连接套（8）的外周面滚花加工形成防滑纹。

6.根据权利要求1所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于：所述O型橡胶密封圈（7）的内径小于气瓶阀门进气口的内径。

7.根据权利要求6所述的高压气瓶气密试验接头，其特征在于，所述O型橡胶密封圈（7）内径与气瓶阀门进气口内径之间的关系为：

；

上式中，所述d₁为气瓶阀门进气口的内径，所述d₂为O型橡胶密封圈（7）的内径，所述d₃为O型橡胶密封圈（7）的线径。