CN110469731B - 一种具有双重密封功能的快换接头 - Google Patents

一种具有双重密封功能的快换接头 Download PDF

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Abstract

一种具有双重密封功能的快换接头，包括圆盘壳体、套装在圆盘壳体上且用于与安装模块螺纹连接后将所述圆盘壳体限位在安装模块的开孔内的法兰壳体，圆盘壳体内设置有沿轴向贯穿圆盘壳体的流体通道，圆盘壳体套装有与开孔内壁密封配合的第一O形圈，法兰壳体右侧端面开设有半燕尾槽，该半燕尾槽内装配有与安装模块的前面板抵接以实现端面密封的第二O形圈，该法兰壳体的安装槽内设有位于圆盘壳体和法兰壳体之间且用于对圆盘壳体进行径向浮动限位的第三O形圈，圆盘壳体上设有将第三O形圈顶压于所述安装槽上的凸起。本发明即使在第一0形圈密封失效情况下，其在法兰壳体上的两个0形圈共同作用下也可保证冷却液体不会从安装模块内部泄漏。

Description

一种具有双重密封功能的快换接头
技术领域
本发明属于液冷***中的快换接头技术领域，特别涉及一种具有双重密封功能的快换接头。
背景技术
随着各种电子设备的不断发展，产品集成度越来越高，设备的散热问题变得越来越突出，传统风冷技术已无法满足需求，因此采用液冷散热技术已成为解决此问题的优选方案。液冷散热技术现已广泛应用于航空、航天、舰船、地面雷达、服务器、风电、电动汽车等多个领域。
随着电子设备集成化的不断发展，电子设备越来越小，电路越来越密集，为便于安装及维护，模块化技术应运而生，液冷散热分***同步集成到模块之中。快换接头可实现模块与外部液路之间的快速连接与断开，是实现液冷功能的关键元器件。快换接头的密封可靠性是其最重要的性能，若该功能失效，则液体泄漏在模块之中，造成电路***发生短路，严重影响设备的主功能运行。快换接头在密封可靠性方面主要存在的风险为：
1)快换接头外部裸露的O形圈在运输、使用过程中若防护不当，则极易粘连杂质或O形圈本身局部受外部作用力而损伤，导致密封失效；
2)与快换接头配合安装的模块开孔，若开孔的孔壁加工质量较差，如有刀痕或粗糙度较差时，快换接头的外部密封O形圈在安装使用过程中亦发生划伤而发生密封失效。
发明内容
为了解决现有快换接头外部O形圈存在密封失效的问题，本发明提供了一种具有双重密封功能的快换接头，即使在外部套设的0形圈损伤导致密封失效情况下，其法兰壳体上的两个0形圈共同作用也可保证冷却液体不会从安装模块内部泄漏。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有双重密封功能的快换接头，包括圆盘壳体、套装在圆盘壳体上且用于与安装模块螺纹连接后将所述圆盘壳体限位在安装模块的开孔内的法兰壳体，圆盘壳体内设置有沿轴向贯穿圆盘壳体的流体通道，圆盘壳体右端外表面套装有与开孔内壁密封配合的第一O形圈，法兰壳体右侧端面开设有半燕尾槽，该半燕尾槽内装配有与安装模块的前面板抵接以实现端面密封的第二O形圈，该法兰壳体的安装槽内设有位于圆盘壳体和法兰壳体之间且用于对圆盘壳体进行径向浮动限位的第三O形圈，所述圆盘壳体上设有将第三O形圈顶压于所述安装槽内壁上的凸起。
本发明还采用以下技术方案进一步实现。
前述的快换接头，其中所述流体通道的中部设置第一阀芯，该第一阀芯的***通过弹簧弹性装配有第二阀芯，弹簧在自由状态时，第二阀芯与第一阀芯密封配合以封堵所述流体通道。
前述的快换接头，其中所述第一阀芯的右端具有固定板，该固定板通过卡簧固定装配在圆盘壳体内，所述固定板上沿圆周方向开设多个与流体通道连通的流孔。
前述的快换接头，其中所述弹簧一端与固定板抵接、另一端与所述第二阀芯抵接。
前述的快换接头，其中所述第二阀芯内壁嵌设有用于与第一阀芯密封配合的第四0形圈。
前述的快换接头，其中所述圆盘壳体内壁嵌设有用于与第二阀芯密封配合的第五0形圈。
前述的快换接头，其中所述第二阀芯中部凸设有与圆盘壳体内壁的限位部抵接配合的凸缘。
前述的快换接头，其中所述第二阀芯的右端具有用于径向限位所述弹簧的导向限位部。
本发明提出的快换接头与现有技术相比至少具备以下有益效果：
1、本发明中的法兰壳体在其右侧端面增设一个半燕尾槽，同时在该半燕尾槽内设置第二O形圈，该第二O形圈与安装模块开孔处的前面板配合起端面密封作用，防止液体由法兰壳体与开孔的螺纹结合处溢漏。
2、本发明中的圆盘壳体在与第三O形圈接触的部位增加一段凸起，以增加第三O形圈的拉伸压缩率，使第三O形圈的功能由单纯的对圆盘壳体实现浮动限位以防止其与法兰壳体刚性接触导致零件损伤转变为既可实现前述径向浮动限位，又兼具密封的功能。
3、第二O形圈和第三O形圈共同作用起双重密封功能；即使当第一O形圈密封失效时，第二O形圈可防止液体从法兰壳体与开孔间的螺纹结合部泄漏，第三O形圈防止液体从法兰壳体与圆盘壳体间泄漏，从而保证快换接头整体***漏，由此实现快换接头的双密封高可靠性。
附图说明
图1是本发明一种具有双重密封功能的快换接头的结构示意图。
图2是本发明一种具有双重密封功能的快换接头安装在安装模块后的状态示意图。
图3是本发明中法兰壳体的剖面结构示意图。
图4是本发明中圆盘壳体的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者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，因而不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1至图4，一种具有双重密封功能的快换接头，包括圆盘壳体1、套装在圆盘壳体1上且用于与安装模块4螺纹连接后将圆盘壳体1固定在安装模块的开孔401内的法兰壳体2，圆盘壳体1内设置有沿轴向贯穿圆盘壳体的流体通道3，本实施中的开孔401为台阶孔且与安装模块4内部的冷却液体流道连通。圆盘壳体1右端外部套装有与开孔401内壁密封配合的第一O形圈5，法兰壳体2右侧端面开设有半燕尾槽201，该半燕尾槽201内装配有与安装模块4的前面板402抵接以实现端面密封的第二O形圈6，该法兰壳体2的安装槽202内设有位于圆盘壳体1和法兰壳体2之间且用于对圆盘壳体1进行径向浮动限位的第三O形圈7，圆盘壳体1上设有在安装完成后用于将第三O形圈7顶压于安装槽202内壁上的凸起101，因此第三O形圈7也可实现圆盘壳体1与法兰壳体2之间的密封作用。
法兰壳体2的外螺纹与安装模块的对应开孔41的内螺纹紧密连接后，法兰壳体2的右端面203与圆盘壳体1的台阶102相抵从而将圆盘壳体抵紧限位在开孔41内对应台阶上，此时第一O形圈5与开孔401内壁相互挤压并密封配合以实现整个快换接头与安装模块4间的密封。在此安装过程中法兰壳体转动而圆盘壳体可不转动，法兰壳体与圆盘壳体之间需要具备供实现二者相对转动的间隙。安装完成后，法兰壳体2固定，但圆盘壳体1可径向浮动，则第三O形圈7的作用是对圆盘壳体1的径向浮动进行限位，以及防止圆盘壳体与法兰壳体在安装过程中或者使用过程中刚性接触导致损坏。值得说明的是，现有技术中的圆盘壳体没有在第三O形圈处设置凸起101，则第三O形圈只是起到了对圆盘壳体的径向限位作用(没有密封作用)，因此当第一O形圈5密封失效后，法兰壳体右端面203与圆盘壳体的台阶102即使相抵也不具备良好密封效果，安装模块4内的液体会经法兰壳体与圆盘壳体间的间隙泄漏。本发明在增设凸起101后，可将第三O形圈7抵紧在法兰壳体的安装槽202内壁上，从而增加了第三O形圈7的拉伸压缩率，使第三O形圈在具备对圆盘壳体径向浮动限位作用的基础上又兼具了密封功能。
在第一O形圈5密封失效情况下，安装模块4内的冷却液体也可能会经法兰壳体2外螺纹与开孔401内螺纹之间溢漏，此类溢漏状况也是实际工况中频繁出现的问题，其原因在于开孔401的螺纹精度加工不足。在本发明增设第二O形圈6的情况下，可以在快换接头安装完成后保证安装模块4的前面板402的端面密封，杜绝了冷却液体从法兰壳体与安装模块前面板之间出现泄漏；同时可减小对开孔401的加工质量要求，对降低加工成本具有重要意义。
流体通道3的中部设置第一阀芯8，该第一阀芯8的***通过弹簧9弹性装配有第二阀芯10，该第二阀芯10可沿流体通道的轴向方向移动，第二阀芯10内壁嵌设有用于与第一阀芯8密封配合的第四0形圈11；弹簧9在自由状态时，第二阀芯10与第一阀芯8密封配合以封堵所述流体通道3。在本实施例中，第一阀芯8的右端一体成型有固定板801，该固定板通过卡簧12固定装配在圆盘壳体1内部右端。固定板801上沿圆周方向开设多个与流体通道3连通的流孔802，弹簧9一端与固定板801抵接、另一端与第二阀芯10的中部凸缘1001抵接，该凸缘1001与圆盘壳体内壁接插端处设置的限位部103相抵接时视为弹簧9处于自由状态，此时凸缘1001与限位部103接触实现初步密封。圆盘壳体1内壁嵌设有第五0形圈13，弹簧处于自由状态时，该第五0形圈13与第二阀芯10外表面配合实现上述初步密封后的二次密封。第二阀芯10的右端沿圆盘壳体轴向方向延伸形成导向限位部1002，以便于对弹簧9进行安装定位以及径向限位。
本发明的快换接头可与现有流体连接器的插头相互插合实现安装模块循环制冷，适用范围广，兼容性强。具体而言，本发明的快换接头左端为接插端，在本发明安装前，第三O形圈7可位于凸起101左端形成的凹坑104内，随着安装过程中法兰壳体的持续旋进开孔内，法兰壳体可将第三O形圈7逐渐由凹坑104推至凸起101上从而实现逐步增强的密封效果，而凸起101与凹坑104之间通过斜坡圆滑过度以便于第三O形圈7移动；结合图1、2、4，凸起与第三O形圈相接触的面沿轴向延伸，从而在安装到位后，使凸起对第三O形圈起到平稳的径向支撑作用，以实现稳定密封。快换接头安装完成后，采用现有流体连接器的插头与本发明插合后弹性顶推第二阀芯10，第二阀芯在圆盘壳体内壁导向作用下朝圆盘壳体右端轴向移动，流体通道3打开，冷却液体便可经流孔流出或者流入安装模块从而实现循环冷却功能。需断开安装模块4与外部液路时，将上述外部液路的插头从本发明的快换接头上拔出，则第二阀芯10复位后重新封堵流体通道3即可，在第二O形圈6和第三O形圈7共同作用下起到双重密封功能，防止安装模块内冷却液体从法兰壳体与安装模块/圆盘壳体之间泄漏。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于包括圆盘壳体、套装在圆盘壳体上且用于与安装模块螺纹连接后将所述圆盘壳体限位在安装模块的开孔内的法兰壳体，圆盘壳体内设置有沿轴向贯穿圆盘壳体的流体通道，圆盘壳体右端外表面套装有与开孔内壁密封配合的第一O形圈，法兰壳体右侧端面开设有半燕尾槽，该半燕尾槽内装配有与安装模块的前面板抵接以实现端面密封的第二O形圈，该法兰壳体的安装槽内设有位于圆盘壳体和法兰壳体之间且用于对圆盘壳体进行径向浮动限位的第三O形圈，所述圆盘壳体上设有将第三O形圈顶压于所述安装槽内壁上的凸起，从而增加了第三O形圈（7）的拉伸压缩率以使第三O形圈对圆盘壳体进行径向浮动限位以及对圆盘壳体与法兰壳体之间的间隙进行密封；
安装前，第三O形圈位于圆盘壳体上凸起左端的凹坑内，凸起与凹坑之间通过斜坡圆滑过度，随着安装过程中法兰壳体的持续旋进安装模块的开孔内，法兰壳体将第三O形圈逐渐由凹坑推至凸起上从而实现逐步增强的密封效果；凸起与第三O形圈相接触的面沿轴向延伸，从而在安装到位后，使凸起对第三O形圈起到平稳的径向支撑作用，以实现稳定密封。
2.根据权利要求1所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述流体通道的中部设置第一阀芯，该第一阀芯的***通过弹簧弹性装配有第二阀芯，弹簧在自由状态时，第二阀芯与第一阀芯密封配合以封堵所述流体通道。
3.根据权利要求2所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述第一阀芯的右端具有固定板，该固定板通过卡簧固定装配在圆盘壳体内，所述固定板上沿圆周方向开设多个与流体通道连通的流孔。
4.根据权利要求3所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述弹簧一端与固定板抵接、另一端与所述第二阀芯抵接。
5.根据权利要求2至4任一项所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述第二阀芯内壁嵌设有用于与第一阀芯密封配合的第四O形圈。
6.根据权利要求2至4任一项所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述圆盘壳体内壁嵌设有用于与第二阀芯密封配合的第五O形圈。
7.根据权利要求2所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述第二阀芯中部凸设有与圆盘壳体内壁的限位部抵接配合的凸缘。
8.根据权利要求2所述的一种具有双重密封功能的快换接头，其特征在于：所述第二阀芯的右端具有用于径向限位所述弹簧的导向限位部。
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