CN1279754A - 高压流体管线接头 - Google Patents

Abstract

一种快速连接接头用于以安全可靠的方式连接到流体管线上。接头包含一个本体件(12)和一个以可滑动的方式咬合着本体件并与本体件确定出一个流体通道(22)的活塞件(14)。本体件可以相对于活塞在一个第一位置与一个第二位置之间滑动。一个阀机构(56)用于控制流体流过流体通道,其中阀机构能够在本体件的第一位置处阻止流体流过流体通道,并在本体件的第二位置处允许流体流过流体通道。一个夹爪组件(18)或一个球锁组件连接着活塞件,用以将在端部带有阀机构的流体管线连接到活塞件上。一个定位和保持机构(20)用于选择性地控制本体件相对于活塞在第一位置与第二位置之间移动并用于将本体件保持在第二位置。夹爪组件或球锁组件可以在位于流体管线和本体件中的阀机构打开之前将流体管线锁紧到活塞件上。当定位和保持机构将本体件带到第二位置时,阀机构会打开,以允许流体流过接头。

Description

高压流体管线接头

                 本发明的技术领域

本发明涉及一种连接或互联装置，特别是涉及一种能够快速连接到高压管路上的接头装置。

                 本发明的技术背景

在制冷业，制冷设备中所用的高压流体管线、软管、导管等经常要经受高压下的测试和再充填操作。在这样的操作中，需要以快速和简便的方式将流体管线连接到测试和再充填设备上。在很多情况下，流体管线位于狭窄区域中，因而几乎没有空间可以利用以完成这种操作。

通常，这些高压流体管线包含一个阀，例如Schrader阀，当连接完成后，阀的端部必须打开，以使流体管线与接头以及设备之间能够流过流体。如Richardson的美国专利3,727,952和3,825,223中所公开的那样，以前的接头通常被设计成这样的结构，即当接头与流体管线被连接在一起时，接头可以打开流体管线中的阀。在每个这样的接头中，必须首先将一个套筒相对于一个本体部分向后拉。接着，流体管线的一端被强制推入接头中，从而迫使一个活塞件后退，以将流体管线的这个端部暴露给一个抓持夹爪组件。此外，当活塞件被迫后退时，接头中的一个开阀件会接触到流体管线中的阀，从而打开该阀。一旦流体管线完全***，则套筒被释放，以将流体管线锁紧在接头中。每个这样的接头装置需要利用双手操作以实现连接，因而在只能利用一只手的狭窄中，则难以甚至无法使用接头。此外，夹爪组件是在流体管线中的阀打开之后或同时将流体管线锁紧在接头中，因而在某些情况下，流体管线在被适当锁紧之前可能会泄漏，以导致流体从接头中溢出。

因此需要有一种高压流体管线接头，其可以利用一只手操作，并且能在流体流过接头之前将流体管线锁紧在接头上。

                   本发明概述

本发明提供了一种能以安全可靠的方式连接到流体管线上的快速连接接头。该接头被设计得能够利用一只手操作而与流体管线连接，从而可以用于空间受限的区域。此外，根据本发明的接头可以确保在流体流入或流出管线之前将管线与接头密封锁紧。

在根据本发明的原理的一个实施例中，接头包含一个本体件和一个以可滑动的方式咬合着本体件的活塞件。本体件和活塞件确定出一个通过接头的流体通道，而且本体件可以相对于活塞在一个第一位置与一个第二位置之间滑动。阀装置用于控制流体流过流体通道，阀装置的安置使之能够在本体件的第一位置处阻止流体流过流体通道，并在本体件的第二位置处允许流体流过流体通道。接头还包含用于将一个流体管线连接到活塞件上的装置以及定位和保持装置，后者用于选择性地控制本体件相对于活塞在第一位置与第二位置之间移动并用于将本体件保持在第二位置，其中定位和保持装置咬合着本体件和活塞件。

在根据本发明的原理的另一个实施例中，提供了一种流体管线接头，其包含一个具有中央流体通道的本体件和一个以可滑动的方式咬合着本体件的活塞件。本体件可以相对于活塞在一个第一位置与一个第二位置之间滑动。接头还包含用于将一个流体管线连接到活塞件上的装置以及定位和保持装置，后者用于选择性地控制本体件相对于活塞在第一位置与第二位置之间移动并用于将本体件保持在第二位置，而且用于连接的装置可以被定位和保持装置操纵。

接头的构造使得，当本体件从第一位置移向第二位置时，阀装置被打开以允许流体流过接头。接头还被这样设计，即能够在阀装置被打开之前以密封的方式连接到液体管线上。这样，由于在阀装置被打开之前流体管线被锁紧就位于接头中并相对于接头密封，因此可以防止流体从接头中泄漏。

构成本发明的特征的上述和其它各种创新优点和特性将特别在附属并构成本说明书一部分的权利要求中提出。然而，为了更好地理解本发明以及它在使用中的优点和能够达到的目的，请参考构成本说明书另一部分的附图及其相关说明，它们描述了本发明的一个优选实施例。

                  附图简要说明

图1是一个根据本发明的接头的纵向横截面图，显示的是流体管线端部***接头，而一个套筒处于脱开位置且夹爪组件处于非咬合形态。

图2是类似于图1的视图，但显示的是套筒从脱开位置移开，以驱使夹爪组件与流体管线抓持连接。

图3是类似于图1的视图，但显示的是套筒移向咬合位置，本体件则因此而移向第二位置，从而打开阀装置。

图4是图3中的圈4-4中所含部分的详图。

图5是接头的另一个实施例的局部剖面图。

图6是类似于图1的纵向局部横截面图，但显示的是接头的另一个实施例，其中流体管线未连接在活塞件上而套筒处于脱开位置。

图7是类似于图6的视图，显示的是流体管线连接着活塞件而套筒处于脱开位置。

图8是类似于图6的视图，但显示的是套筒移向咬合位置而本体件移向第二位置，以打开阀装置。

图9是类似于图6的视图，但显示的是接头的另一个实施例。

图10是接头的另一个实施例的纵向局部横截面图。

图11是接头的另一个实施例的纵向局部横截面图。

图12是接头的另一个实施例的纵向局部横截面图。

图13A-C显示了接头的另一个实施例。

图14显示了图13A-C中所示实施例的一个变型。

图15显示了图13A-C中所示实施例的另一个变型。

图16显示了接头的另一个实施例。

图17显示了接头的另一个实施例。

图18A-B显示了接头的另一个实施例。

            优选实施例的详细说明

请参考图1-3，图中显示了一个根据本发明原理的接头10。接头10包含一个本体件12，其以可滑动的方式安置在一个活塞件14上，用以在一个第一位置(图1和2中所示)和一个第二位置(图3中所示)之间相对于活塞件滑动。一个流体管线16通过一个形式为夹爪组件18的连接装置连接着活塞件14，以将流体管线相对于活塞件锁紧。接头10还包含一个定位和保持装置20，其用于驱使夹爪组件18，并且驱使本体件12从第一位置移向第二位置并将本体件保持在第二位置。

本体件12为大致圆筒形状并包含一个从本体件一端伸向另一端成形的台阶中央孔。该台阶孔包含一个第一小径部分22，其构成了一个中央流体通道，以及一个第二大径部分23，其尺寸使其能够滑动接收活塞件14。一个阀装置24，例如一个传统结构的Schrader阀固定在通道22中，以控制流过通道22以及流过接头10的流体。虽然阀装置24被描述为Schrader阀，但如需要也可以采用其它类型的阀。阀装置24优选通过阀装置和通道22上的相互咬合螺纹而固定在通道22中，这样可以根据需要而将阀装置24从通道中卸下。然而，也可以采用其它方法以将阀装置固定在通道中。由于阀装置固定在通道22中，因此当本体件12在其第一与第二位置之间移动时，阀装置24将随着本体件移动。

如前所述，活塞件14以可滑动的方式咬合着本体件12。准确地讲，活塞件14部分地安置在本体件中并被本体件环绕着，活塞件包含一个以可滑动的方式安置在通道22中的第一圆筒部分28和一个以可滑动的方式安置在大径部分23中的第二圆筒部分30。一个O形密封圈29装于第一圆筒部分28的外表面与通道22的内表面之间，以防止泄漏。

一个中央流体通道32在活塞件14中从一端至另一端成形出来，并且基本上与通道22对准，从而构成一个穿过接头的流体通道。一个阀致动件34以可滑动的方式安置在流体通道32中，该阀致动件为大致矩形形状或具有相同的平直侧面，以使流体能够流过致动件34和流体通道32。阀致动件34包含一个与阀装置24相咬合的大本体部分36和一个带有扩大头40的颈部38。流体通道32优选带有台阶以确定出一个台肩42，其用于限制大本体部分36在流体通道32中的向前运动。流体通道32的一端被放大，以构成一个圆锥孔部分44和一个大圆柱孔部分46。

夹爪组件18包含一组，优选四个沿圆周布置的夹爪段48(在各图中只显示出两个段)。每个夹爪段48分别包含一个第一部分50，其安置在成形在活塞件14的第二圆筒部分30的外表面上的周缘槽52中。每个夹爪段48上的相反端分别带有一个成形出螺纹54的内表面。夹爪段48可以相对于活塞件14而从图1所示的非抓持位置略微旋转到图2所示的抓持位置。夹爪段的非抓持位置便于将流体管线16的端部***接头10，而抓持部分用于将流体管线牢固连接在活塞件和接头上。

流体管线16基本上具有普通结构并包含一个阀装置56，例如Schrader阀，其位于流体管线端部以控制液体流体管线16中的流动。螺纹58成形在流体管线16端部的外表面上，以配合接触夹爪段内表面上的螺纹54，从而将夹爪段与流体管线牢固地锁紧在夹爪段48的抓持位置。流体管线的端部带有斜角以配合接触圆锥孔部分44，从而确定出流体管线的完全***位置。一个O形密封圈59安置在一个成形于大圆柱孔部分46中的凹槽中，以便在流体管线***后密封住流体管线的外表面，从而防止流体从流体通道32中泄漏。虽然在图1-3中只显示了一个O形密封圈59，但是当然也可以采用多个O形密封圈或其它类型的密封圈，以在流体管线与活塞件之间提供适宜的密封。

如图1所示，当流体管线16完全***后，流体管线的斜角端咬合着圆锥孔部分44，以防止流体管线的进一步***，而O形密封圈59用于将流体管线相对于活塞件密封起来。当夹爪段48被带到抓持位置，夹爪段上的螺纹54将咬合位于流体管线16外表面上的螺纹58，以确保活塞件与流体管线之间的牢固连接。此外，在流体管线的完全***位置，其阀装置56将邻近于致动件34的头40安置。这样，随着本体件12从图1所示的第一位置移向图3所示的位置，阀装置24将带动阀致动件34在流体通道32中移动，直至头40咬合上阀装置56。一旦阀致动件34与阀装置24、56均咬合上，则本体件12向着第二位置的继续移动将导致阀致动件打开所用两个阀装置，以使流体能够从流体管线16通过流体通道32而流过阀致动件34，再通过阀装置24而流过流体通道22。应当认识到，例如在流体管线被充填时，流体也可以沿着与上述相反的方向流动，即通过阀装置24而流过流体通道22，再经过阀致动件34，并通过阀装置56而流入流体管线16中。

将夹爪组件18驱动到抓持位置以及将本体件12驱动到第二位置是由定位和保持装置20完成的。定位和保持装置20包含一个大致圆筒形的套筒60，其以可滑动的方式安置在本体件12的外表面上，用以一个脱开位置(图1中所示)与一个咬合位置(图3中所示)之间纵向滑动。套筒60的前端以可滑动的方式安置在夹爪段48的外表面上，并且在脱开位置上，套筒60的端部安置在每个夹爪段48上的一个略微减径段62上。从图2中可以清楚地看到，这样可以使夹爪段48相对于活塞件14略微旋转到非抓持位置，以便于***流体管线。

随着套筒60从脱开位置向前滑动，套筒60的端部从减径段62上跳出，以迫使各夹爪段向内移向抓持位置，如图2所示。这样，从图2中可以清楚地看到，在抓持位置，各夹爪段48环绕着夹紧在流体管线端部上，从而牢固地将流体管线16连接在活塞件14上。然而，在这个位置上，本体件12尚未被向前带到足以打开阀装置24、56的位置处，因而流体管线可以在阀装置被打开之前牢固地连接到活塞件上。

一组沿圆周方向相隔的致动球64以可移动的方式安置在成形于本体件12上的相应孔66中，而一个周缘致动槽68成形在活塞件14的圆筒部分30的外周缘上，所述球64的底部咬合着槽68。套筒60的内表面咬合着球64，从而在套筒从脱开位置向咬合位置移动时迫使球落入槽68中。

请参考图4，套筒60的内表面上包含一个第一段70、一个第二段72和一个位于段70、72之间的倾斜坡面段74。当套筒60处于脱开位置时，第一段70可以咬合球64，如图1所示，而当套筒60处于咬合位置时，第二段72可以咬合球64，如图3和4所示。倾斜坡面段74具有斜度，用以在套筒在本体件上向前滑向咬合位置时迫使球落入槽68中。槽68由一个用以咬合球64的相对陡峭的倾斜壁部76、一个平底壁部78和一个径向或竖直壁部80构成。然而，如需要壁部78和80也可以具有其它形状。

如图1所示，当套筒60处于脱开位置时，套筒70的第一段70安置在致动球64上，而球则安置在倾斜壁部76的顶部。而当套筒60向前滑向咬合位置时，倾斜坡面段74将迫使球下降。通常，连接着活塞件14的流体管线16是固定或静止的，因而活塞件14不能移动。由于活塞件14是固定的，因而在迫使球64下降时将在本体件12的孔66上产生一个力，从而迫使本体件12在活塞件14上向着第二位置前进。随着本体件12的前进，致动球64在槽68中的位置发生变化，即球沿着倾斜壁部76向下移动并在孔66中径向向内移动。本体件12的前端包含一个倾斜台肩81，其为倾斜的，用以在本体件处于第二位置而套筒60处于咬合位置时配合接触倾斜坡面段74，从而为套筒60确定出一个前进挡块，如图4所示。

优选的是，在用于高压状态时，倾斜坡面段74包含一个邻近于第一段70的短的第一倾斜过渡部分82和一个从第一部分82开始伸向第二段72的长的第二倾斜致动部分84。第一部分82的倾角相对较小而第二部分84的倾角相对较大，从而在套筒60向前滑动时使球64从第一段70平稳地过渡到倾斜部分84，从而防止套筒卡住或锁住，而这种情况在球从第一段70直接过渡到倾角相对较大的第二部分84时可能发生。然而，槽68的倾斜壁部76同第二部分84的倾角相比相对陡峭或较大，从而在套筒滑向咬合位置时提供机械效益。该机械效益使得能够连接在高压状态下。因此，倾斜壁部76的倾角与第二部分84的倾角之比至少大于1，该比值可以最大化以提供所需的机械效益。从图2中可以清楚地看到，当套筒60向前滑动而将夹爪段48带入咬合位置时，第一部分82将安置在球64上，以使球只被轻微地向下压，并使本体件12稍微向前移动。而在用于低压状态时，部分82可以制成水平而非倾斜的，从而使倾斜坡面段74只由致动部分84构成，如图6-11所示。

第一段70由一个周缘锁槽86确定出来，该锁槽用于在套筒60处于脱开位置时接收球64。锁槽86保持套筒60不能向前移动并将夹爪段48永久性锁紧在流体管线16上。锁槽86通过阻止球64的运动而克服因夹爪段48在流体管线16端部分齿58上滑动而产生的摩擦力，直至流体管线端部接触到圆锥孔部分44并且有足够的压力施加到活塞件14上。然而，槽86可以被选择，以使第一段70是水平平直的，如图6-11所示。

为了能够在受压状态下拆下接头10，套筒60内表面上的第二段72被成形出一个微小角度，如图4中最佳显示。第二段72的该微小角度使得套筒60容易开始移向脱开位置。为了进一步有助于在受压状态下拆下接头10，孔66是倾斜的。通过使孔66以这样的方式倾斜，在接头10在受压状态下，作用在球64上的径向负载部分地被本体件12吸收，从而降低了球64在套筒60内表面上产生的摩擦力。然而，应当认识到，球在第二段72上的摩擦力足以防止套筒偶然或无意中向脱开位置的移动，因而套筒将保持在咬合位置直至希望拆开时。

或者，如图5所示，当接头10不需要受压状态下拆开时，第二段72可以不是倾斜的，而是包含一个周缘锁槽88，以便在套筒60处于咬合位置时接收球64。当接头10受压时，球64会被径向加载，从而被迫进入锁槽88中。径向加载球与锁槽88之间的咬合可以防止套筒向后移向脱开位置，直至压力从接头10中撤除。此外，由于接头10不会在受压状态下拆开，因而球的径向负载不需要被本体件12吸收，这样，孔66可以被制成沿径向的，从而取消倾角。

在图1-4和5中所示的各实施例中，一个螺旋弹簧90安置在夹爪段48与本体件12的前端之间，以将本体件从夹爪段推离并推向第一位置。因此，当通过迫使本体件12移向第一位置而拆开接头10时，弹簧将迫使本体件12移到第一位置，如图1所示，以将流体管线16拆开。

接头10的操作如下所述。当需要将接头10连接到流体管线16上时，将套筒60滑向脱开位置并移动接头以使夹爪段48滑动到固定流体管线的端部上。一旦流体管线端部接触到圆锥孔部分44，球64在锁槽88中的力将被克服，而套筒60可以开始移向咬合位置。如图2所示，套筒60的初始向前运动将导致套筒从收集道48的减径段62上跳出，以迫使各夹爪段夹紧咬合在流体管线端部上，从而将流体管线连接在活塞件14上。在套筒的这个初始运动中，由于球64咬合着套筒内表面上的第一小倾角部分82，因而本体件12会向着第二位置略微移动。由于阀装置24固定在本体件12上，因此阀装置将随着本体件移动并将阀致动件34推动至与流体管线中的阀装置56咬合。然而，阀装置24、阀致动件34和阀装置56的形状和布置使得所述阀装置在本体件12的这个初始运动中不会打开。因此，流体管线16将在所述阀装置并允许流体流过接头之前而连接到接头上，以使流体溢出的可能性最小化。套筒向着咬合位置的继续运动将迫使球64向下移动，从而迫使本体件移向第二位置，如前所述，并导致所述阀装置打开。一旦套筒处于咬合位置，则连接状态将保持下去，直至通过克服球在套筒的倾斜第二段72上的摩擦力(在受压状态下拆开)或通过克服球在锁槽88中的力(在接头中没有压力时拆开)而将套筒移动到脱开位置时。

现在请参考图6-8，图中显示了另外一种接头10A。接头10A类似于接头10，因此利用相同的参考代号表示相应的元件。接头10A与接头10的不同之处是用于将流体管线16连接到活塞件14上的连接装置。流体管线不是通过一个夹爪组件18而是通过一组沿圆周方向相隔的连接球92连接到活塞件14上的，这些连接球的布置使得它们能够在成形于活塞件的一个向后延伸段中的相应连接孔中径向移动。流体管线16在外表面上成形出一个周缘槽96，球92可以伸入该周缘槽中，从而将流体管线锁紧在活塞件上。图中流体管线上的位于槽96与流体管线端部之间的部分是光滑的，然而，如需要，流体管线上也可以带有螺纹，如螺纹58那样。

一个圆筒形套筒98以可滑动的方式安置在套筒60与活塞件14之间，并能够在一个未连接位置(如图6所示)与一个连接位置(如图7所示)之间移动，在未连接位置，球92可以径向移动，而在连接位置，球92在孔94中被套筒98向下推入槽96中，从而将流体管线锁紧就位。套筒98的前端内表面包含一个具有第一直径的第一部分102和具有比第一部分102的第一直径小的第二直径的第二部分104，而一个坡面部分106将第一部分102与第二部分104隔开。一个螺旋弹簧108安置在套筒98后端与本体件12前端之间，以将套筒98与本体件彼此推开。套筒98的后端还包含一个向内伸展的凸缘110，当套筒98移至连接位置时，该凸缘将顶靠着一个成形在活塞件14上的凸缘112，从而防止套筒进一步向前运动。

为了连接到流体管线上，套筒60将移动到脱开位置，之后，套筒98将抵抗着弹簧98的推离而移动到未连接位置，如图6所示。在这个位置，第一部分安置在球92上，以使球能够在孔94中径向向外移动。之后，活塞件14被装配在流体管线端部上，而套筒98保持处于未连接位置。一旦流体管线被完全***(即当套筒96与孔94对齐时)，套筒98被释放，而弹簧108将推动套筒向连接位置移动。套筒98向着连接位置的继续移动将导致流体管线被锁紧就位。随着套筒98移向连接位置，坡面部分106将迫使球在孔94中向下移动并进入槽96中，而套筒98的减径部分104会将球92保就位于槽96中。一旦套筒处于这个连接位置，如图7所示，流体管线即被连接在活塞件14上而所述阀装置尚未被打开。之后，套筒60移向咬合位置，如图8所示，从而以前面根据接头10所描述的方式而将本体件12带动到第二位置，从而导致所述阀装置打开，以允许开始流动。

当然，应当认识到，接头10A也可以具有这样的形状，以便能够在受压状态下拆开，即套筒60的内表面可以包含一个倾斜段72而致动孔66可以是倾斜的而非径向的。

图9中显示了一个接头10B，其采用了套筒98与夹爪组件18的组合结构。夹爪组件18基本上类似于接头10中所采用的，即包含一组夹爪段48(图9中只显示了一个)。夹爪组件还包含一个***部分114和一个减径段115，该减径段的操作方式类似于接头10中的减径段62。套筒98以可滑动的方式安置在夹爪组件与套筒60之间。在图9所示的套筒98的未连接位置，套筒98的前端安置在***部分114后面并位于减径段115上，以使夹爪段48能够在活塞件上旋转并能够***流体管线16。而当套筒98向着连接位置滑动时，套筒前端将跳跃到***部分114上，以迫使各夹爪段夹紧咬合在流体管线上。套筒98将继续向前移动，直至凸缘110接触夹爪段后端。之后，套筒60将如前所述地滑动到咬合位置，以完成连接并打开阀装置。

图10中显示了一个接头10C，其与图6-8中所示接头10A类似。在这个接头10C中，套筒98’类似于套筒98，只是套筒98’通过螺纹118固定在套筒60上，以使套筒98’构成套筒60的一个整体式部分并与套筒60一起移动。这样，套筒60的移动将导致连接球92被迫向内移动而与槽96咬合。套筒98’与套筒60之间的螺纹118使得套筒98’能够连接在套筒60上并能够拆下，这对于接头10C的组装和拆卸是必需的。

图11中显示了另一个接头10D，其类似于接头10，但阀致动件34被去除，而阀装置24、56的布置使得它们能够直接接触，从而当所述阀装置彼此咬合时能够被打开。本体件12被成形为两件，即包括一个细长圆筒形中央部分120，其确定出中央流体通道22，以及一个套筒部分122，其可以通过诸如螺纹(未示出)等方式以可拆卸的方式连接着中央部分120的外侧表面。活塞件14以可滑动的方式安置在形成于套筒部分122与中央部分120之间的空腔中。通过提供吸出中央部分120并将活塞件环绕着中央部分安置，当流体管线16***时，阀装置24可以被安装在中央部分的前端中并邻近于流体管线的阀装置56。套筒60向着咬合位置的运动将导致夹爪组件夹紧在流体管线上以使流体管线与活塞件连接，并导致本体件12移向第二位置，如前面实施例中所述。由于阀装置24、56彼此邻近安置，因而本体件12的运动将导致阀装置24与阀装置56咬合上，而且随着本体件继续移向其第二位置，两个阀装置将因为相互咬合而最终被打开。

在图12所示的接头10E中，本体件12是一个两件式结构，即包含一个主体部分126和一个通过咬合螺纹130而与主体部分相连的向前圆筒形延伸段128。活塞件14安置在向前延伸段128的外侧周缘上，以使活塞件中的孔与中央流体通道22同轴。此外，向前延伸段128和活塞件14的形状使得流体管线16能够被密封在向前延伸段的前端上。

一个圆筒形密封套筒132环绕着向前延伸段的前端安置并被夹爪组件18包围着。为了使得密封套筒能够环绕着向前延伸段128安置，密封套筒的端部包含一个面向内侧的螺纹134，而向前延伸段128的前端包含一个面向外侧的螺纹136。螺纹134、136使得套筒132能够环绕着向前延伸段128旋转到图12所示位置，此时所述螺纹不再咬合，以使套筒能够相对于向前延伸段滑动。然而，一旦处于这个位置，由于螺纹134、136之间的咬合能够防止套筒套筒沿轴向向前继续移动，因而套筒不能从向前延伸段上轴向拉出。因此，所述螺纹被用作止动装置以将套筒阻止并保持在向前延伸段的端部上，但螺纹允许套筒从向前延伸段的端部通过旋转而卸下。

一个O形密封圈140和一个截止密封圈142分别在套筒132的前端和后端处安置在该套筒的内周缘上。当流体管线16完全***并被夹爪组件18夹紧时，O形密封圈140与流体管线16的前端咬合。优选具有矩形横截面的截止密封圈142以可滑动的方式安置在套筒中并咬合着处于脱开位置的延伸段128的前端。当套筒60滑向咬合位置并因此而带动本体件12向前移动时，截止密封圈被本体件推动而与密封圈140和流体管线端部咬合，以提高密封性能。如希望，截止密封圈142可以替换为一个O形密封圈，或者O形密封圈140也可以替换为一个截止密封圈。此外，在密封圈140、142之间可以安置附加的O形密封圈和截止密封圈，以进一步加强密封效果，只要能满足本体件12移向第二位置即可。

接头10E中包含有安置在通道22中的阀装置24，但流体管线16中没有阀。阀装置24可以通过任何适宜的方式操纵，例如利用阀致动件34，其被设计得能够在本体件移向第二位置时接触到流体管线端部，并因此导致阀装置24打开。接头10E也可以不带阀装置24，这样流体能够在流体管线与通道22之间自由流动。此外，接头10E可以被这样设计，即利用球和槽连接装置取代夹爪组件18，以将流体管线连接到本体件上。

如上所述，在每个实施例中阀装置24、56均优选采用Schrader式阀，这种阀在本技术领域是很普通的。然而，如希望，也可以采用其它与Schrader式阀操作方式相似的阀装置。流体管线16中不是必需包含阀装置56；流体管线16中可以是不带阀的。在这种情况下，阀致动件34可以被这样设计，即能够在本体件移向第二位置时接触到流体管线16的端部，并因此而打开阀装置24。此外，当流体管线不带阀装置而且没有阀致动件34被使用时，例如图11中所示的实施例，阀装置24可以接触流体管线端部以确保打开阀装置24。每个接头中也可以不带阀装置24。在这种情况下，流体管线可以带阀或不带阀，并且在带阀时装于一个适宜的装置以打开阀。

此外，虽然前面所述的连接装置是带螺纹的夹爪组件或连接球和槽装置，但各种其它连接装置可以用于将流体管线连接到活塞件上。例如，流体管线上可以成形出一个周缘卷边而夹爪组件上可以成形出一个用于接收卷边的槽，反之亦然。还可以通过流体管线与夹爪组件之间的简单摩擦连接而将流体管线与活塞件连接起来。

现在转到图13-18，图中显示了接头的其它实施例，其中接头是直角接头，即流体入口与流体出口彼此之间以大致90度布置，以减小每个接头的轴向长度。

具体地讲，如图13A-C所示，一个接头150具有一个用于使流体进入/排出接头的直角口，其与流体流过接头150的方向呈直角。同接头10一样，接头150用于连接在端部装有一个阀装置56的流体管线16。此外，接头150与接头10相似之处在于，接头150包含一个本体件154、一个活塞件156以及定位和保持装置158，它们的功能分别与接头10中的相应元件类似。

为了将活塞156连接到流体管线16上，活塞156的前端包含一组沿圆周方向相隔的连接孔160，每个孔分别接收一对连接球162a、162b。在连接时，连接球162a被接收于流体管线16中的槽96中，而定位和保持装置158上的一个套筒164咬合着连接球162b并迫使该球向下移入相应的孔160中，从而迫使连接球162a进入槽96中而实现连接。优选的是，活塞156包含一个邻近于其前端的倾斜部分165，以引导流体管线16在连接过程中进入接头150，从而防止使用者在连接过程中将活塞156推向右侧而导致流体偶然流过接头150。

接头150与接头10的不同之处还在于接头150包含一个尾座166，其以一端固定在本体件154上并对中穿过活塞156以控制流体流过接头150。尾座166包含一个扩径部分168，其尺寸使其能够咬合一个密封圈170，例如一个O形密封圈或类似物，该密封圈安置在活塞156的流动通道中并被一个垫片172保持就位。尾座166和密封圈170因此可以构成一个阀装置以控制流体流过接头150。此外，一个O形密封圈174紧固在一个位于活塞156内部的周缘沟槽中，以密封咬合流体管线16的外侧表面。

在使用时，随着接头150被套在流体管线16上，流体管线会被倾斜部分165引导着而进入活塞156。一旦流体管线16接触到用于提供摩擦力以试图将活塞156向右推动的密封圈174，连接球162a将位于流体管线的外表面上，如图13A所示。这样可以防止连接球径向移动，因此套筒164不能移动。

一旦流体管线16完全***接头150，槽96会与连接球162a对齐，而且在套筒164向左移动了一个微小距离后，连接球162b将被套筒向下推而压动连接球162a，以使后者被迫进入槽96中，如图13B所示。应当指出，套筒164的内表面被这样设计，即此时致动球64不会被迫沿径向向内移动，因而本体件154尚未移动，而且本体件154将保持不动直至套筒164将连接球162a锁紧就位。

套筒164向左继续移动将导致致动球64以接头10中的相同方式被迫向内移动，从而迫使本体件154向左移动。由于尾座166固定在本体件154上，因而将与本体件一起移动，而扩径部分168将从密封圈170中移出，如图13C所示。同时，尾座166的自由端将接触到阀装置56并导致阀装置56打开。因此，流体的流动会被阻止直至活塞156连接到流体管线上而且两个阀装置打开。

优选的是，致动球64、本体件154中的用于安置球64的孔、活塞156中的致动槽以及套筒164上的与球64相咬合的内表面被构造得与接头10中的相同，只是活塞中的致动槽带有倾斜壁部80’而非图4中所示的竖直壁部80。

接头150还被这样设计，即如果其因下落或因某种方式的操作而导致活塞156被迫向后移动，以使扩径部分168从密封圈170中移出，则接头不会锁紧在打开状态。这是因为活塞156和套筒164的设计使得活塞156不能移过套筒164的前端面，而且致动球64在致动槽中所处的位置不能将接头锁紧在打开状态。由于接头150不能被锁紧在打开状态，则位于本体件154与活塞156之间的弹簧90以及接头内压将导致接头的各部件移动，以使扩径部分168安置在密封圈170中。

图14中显示了图13A-C中所示接头150的一个变型结构的局部横截面图。在本实施例中，活塞被分开成两件156A、156B，以使尾座166能够与密封圈170锁紧在关闭密封位置。打开阀装置166、170的唯一途径是***流体管线16。活塞件156A为大致圆筒形的并环绕着活塞件156B的前端，而活塞件156A是通过一个开口环180而保持在活塞件156B上的。活塞件156B上的致动槽具有一个平直区域182，致动球64即在此接触活塞件156B。这样，套筒164被锁紧而不能向前移动，直至活塞件156B因流体管线16的***而被推向右侧。如果活塞件156A被推向右侧，则其不会打开阀装置，但会压缩弹簧90并使弹簧相对于活塞件156B向内移动。

图15中显示了接头150的一个实施例，其采用了一个弹簧184，该弹簧被紧固在活塞156的前端以防止连接球162a、162b向内移动，直至随着流体管线16的***而被流体管线压缩。随着流体管线***，弹簧184钩在一个成形在流体管线上的台肩186上，从而压缩弹簧184并确保连接球162a向内移入槽96中，从而将接头150锁紧在流体管线16上。然而，直至弹簧184被压缩，球162a、162b不能向内移动而套筒164被锁紧就位。这样，在没有流体管线***时，阀装置不能被打开。

图16中显示的接头150采用了一个夹爪组件190，其连接着活塞156的前端并用于连接到一个流体管线16上。夹爪组件190类似于图1-5中的夹爪组件18，即包含一组沿圆周布置的夹爪段192，它们以可旋转的方式安装在活塞156上。每个夹爪段的内表面94上分别成形出螺纹或齿，以咬合成形在流体管线16外表面上的螺纹段196。夹爪段192可以滑过流体管线上的螺纹196，直至流体管线端部咬合上活塞156。之后，套筒164可以略微向左移动，以带动夹爪段192与螺纹段196咬合。套筒164向左侧的继续移动将如前所述地打开阀装置。

图17中显示的实施例中采用了具有图15中所示构造的连接球162a、162b和弹簧184，以将接头150连接到图16所示的流体管线16上。在这种情况下，流体管线16上带有槽96，其用于接收连接球162a，以将流体管线16锁紧在活塞156上。

图18A-B中显示了一个接头200，其采用了带内螺纹的夹爪段202a-c，它们与带有致动球64的无螺纹段204a-c相交杂。所述段204a-c伸展超出夹爪段202a-c，以防止活塞被无意中驱动并因此而启动阀装置。应当指出，致动球64可以咬合活塞156前端上的一个倾斜部分206而不是咬合成形在活塞上的致动槽。

应当理解，虽然前面对本发明的一些实施例进行了图示和描述，但本发明并不局限于前面所述和所示部分中的特定形式或结构。

Claims (33)

1．一种流体管线接头，其包含：

一个本体件；

一个活塞件，其以可滑动的方式咬合着本体件，上述本体件和上述活塞件确定出一个通过接头的流体通道，而且上述本体件可以相对于上述活塞在一个第一位置与一个第二位置之间滑动；

阀装置，其用于控制流体流过上述流体通道，上述阀装置的安置使之能够在本体件的第一位置处阻止流体流过上述流体通道，并在本体件的第二位置处允许流体流过上述流体通道；

用于将一个流体管线连接到上述活塞件上的装置；以及

定位和保持装置，其用于选择性地控制上述本体件相对于上述活塞在第一位置与第二位置之间移动并用于将上述本体件保持在第二位置，上述定位和保持装置咬合着上述本体件和上述活塞件。

2．根据权利要求1所述的流体管线接头，其中，上述定位和保持装置包含一个以可滑动的方式安置在上述本体件的一个外表面上并且能够在一个脱开位置与一个咬合位置之间移动的第一套筒以及一组致动球；上述第一套筒包含一个咬合着所述致动球的内表面，而且上述致动球以这样的方式通过运转而与上述本体件和上述活塞件咬合，即随着上述第一套筒从脱开位置滑向咬合位置，能使上述本体件从第一位置移向第二位置。

3．根据权利要求2所述的流体管线接头，其中，上述本体件包含穿通其中的致动孔，上述致动球安置在上述致动孔中；而且上述活塞件包含一个可以被上述致动球咬合的倾斜壁部。

4．根据权利要求3所述的流体管线接头，其中，每个上述致动孔的一个中央轴线相对于一个垂直于上述流体通道的轴线倾斜。

5．根据权利要求3所述的流体管线接头，其中，上述第一套筒的内表面上包含一个第一段，其在上述脱开位置与上述致动球咬合，一个第二段，其在上述咬合位置与上述致动球咬合，以及一个倾斜坡面段，其过渡于上述第一和第二段之间并能够在上述第一套筒从脱开位置移向咬合位置时咬合上述致动球。

6．根据权利要求5所述的流体管线接头，其中，上述第一段包含一个周缘锁槽，其用于接收上述致动球，以阻止上述第一套筒向着咬合位置的移动。

7．根据权利要求5所述的流体管线接头，其中，上述第二段相对于上述流体通道的一个中央轴线倾斜。

8．根据权利要求5所述的流体管线接头，其中，上述第二段包含一个周缘锁槽，在上述第一套筒的咬合位置，上述致动球被接收于上述锁槽中，以阻止上述第一套筒向着脱开位置的移动。

9．根据权利要求5所述的流体管线接头，其中，上述倾斜坡面段包含一个第一倾斜坡面部分和一个第二倾斜坡面部分，上述第一倾斜坡面部分的倾角大于上述第二倾斜坡面部分的倾角。

10．根据权利要求9所述的流体管线接头，其中，上述倾斜壁部的倾角大于上述第一倾斜坡面部分的倾角。

11．根据权利要求2所述的流体管线接头，其中，上述用于连接的装置包含一个夹爪组件，其连接着上述活塞件并可以被上述第一套筒咬合，上述夹爪组件可以被上述第一套筒带动着而从一个位于上述第一套筒的脱开位置处的非抓持形态移向一个位于上述第一套筒的咬合位置处的抓持形态。

12．根据权利要求11所述的流体管线接头，其中，上述夹爪组件包含一组沿圆周方向布置的夹爪段。

13．根据权利要求11所述的流体管线接头，其中，上述定位和保持装置还包含一个偏压弹簧，其与上述夹爪组件和上述本体件咬合，上述偏压弹簧将上述本体件向其第一位置推动。

14．根据权利要求2所述的流体管线接头，其中，上述用于连接的装置包含一个连接在上述活塞件上的夹爪组件，而且一个第二套筒与上述夹爪组件和上述第一套筒咬合着并安置在它们之间；上述第二套筒可以相对于上述夹爪组件和上述第一套筒在一个非抓持位置与一个抓持位置之间滑动；而且上述夹爪组件可以被上述第二套筒带动着从一个位于上述第二套筒的上述非抓持位置处的非抓持形态移向一个位于上述第二套筒的上述抓持位置处的抓持形态。

15．根据权利要求14所述的流体管线接头，还包含一个偏压弹簧，其与上述第二套筒和上述本体件咬合，上述偏压弹簧将上述第二套筒与上述本体件彼此推离。

16．根据权利要求11所述的流体管线接头，其中，上述夹爪组件包含一个内表面，上述内表面的形态用于与流体管线的一个外表面配合接触。

17．根据权利要求16所述的流体管线接头，其中，上述内表面上带有螺纹。

18．根据权利要求2所述的流体管线接头，其中，上述用于连接的装置包含一组连接球，它们分别安置在位于活塞件中的一组相应的连接孔中。

19．根据权利要求18所述的流体管线接头，还包含一个第二套筒，其与上述活塞件和上述第一套筒咬合着并安置在它们之间，上述第二套筒可以与上述连接球咬合，而且上述第二套筒可以相对于上述活塞件和上述第一套筒在一个未连接位置与一个连接位置之间滑动。

20．根据权利要求19所述的流体管线接头，还包含一个偏压弹簧，其与上述第二套筒和上述本体件咬合着。

21．根据权利要求19所述的流体管线接头，其中，上述第二套筒包含一个内表面，其包含一个具有第一直径的第一部分和一个具有第二直径的第二部分，上述第一直径大于上述第二直径，而且上述第一部分在未连接位置处安置在上述连接球上，而上述第二部分在连接位置处安置在上述连接球上。

22．根据权利要求18所述的流体管线接头，其中，上述第一套筒的一个内表面可以与上述连接球咬合，上述内表面包含一个具有第一直径的第一部分和一个具有第二直径的第二部分，上述第一直径大于上述第二直径，而且上述第一部分在上述第一套筒的脱开位置处安置在上述连接球上，而上述第二部分在上述第一套筒的咬合位置处安置在上述连接球上。

23．根据权利要求2所述的流体管线接头，还包含一个安置在上述流体通道中的致动件，上述致动件可以在上述本体件的第二位置处与上述阀装置咬合，从而打开上述阀装置并允许流体流过上述流体通道。

24．根据权利要求23所述的流体管线接头，其中，流体管线中装有一个用于控制流体流过流体管线的第二阀装置，当流体管线连接到活塞件上后，该第二阀装置与流体通道对准，而且上述阀致动件可以在上述本体件的第二位置处与上述第二阀装置咬合，从而打开上述第二阀装置。

25．根据权利要求11所述的流体管线接头，其中，流体管线中装有一个用于控制流体流过流体管线的第二阀装置，当流体管线连接到活塞件上后，该第二阀装置与上述阀装置对准并相邻安置，当上述本体件从第一位置移向第二位置时，上述阀装置可以与上述第二阀装置咬合。

26．根据权利要求1所述的流体管线接头，还包含一个圆筒形密封套筒，其环绕着上述本体件的一个端部安置并被上述用于连接的装置包围，上述密封套筒的形态使之能够至少接收流体管线的一个端部的一部分。

27．根据权利要求26所述的流体管线接头，还包含至少一个安置在上述密封套筒内的密封圈，上述密封圈的安置用于与上述本体件的一端和流体管线的一端密封咬合。

28．根据权利要求26所述的流体管线接头，其中，密封套筒的一端还包含一个位于其内表面上的螺纹，而本体件的端部包含一个位于其外表面上的螺纹，上述螺纹能够彼此咬合，从而使上述密封套筒以可拆卸的方式连接在上述本体件上。

29．根据权利要求1 8所述的流体管线接头，还包含一组上述连接球，它们分别安置在每个上述连接孔中。

30．根据权利要求1所述的流体管线接头，其中，上述阀装置包含：一个阀尾座，其紧固在上述本体件上并在上述流体通道中沿纵向伸展，上述阀尾座包含一个扩大部分；以及一个密封圈，其紧固在上述活塞件上，上述阀尾座的上述扩大部分可以与上述密封圈咬合。

31．根据权利要求18所述的流体管线接头，其中，活塞件包含一对活塞部件，上述活塞部件可以彼此相对移动，上述连接孔成形于一个上述活塞部件中，其上述致动球可以与另一个上述活塞部件咬合。

32．根据权利要求12所述的流体管线接头，还包含一组附加段，它们与上述一组夹爪段相交杂，而且上述致动球安置在上述附加段上。

33．一种流体管线接头，其包含：

一个本体件，其具有一个中央流体通道；

一个活塞件，其以可滑动的方式咬合着本体件，上述本体件可以相对于上述活塞在一个第一位置与一个第二位置之间滑动；

用于将一个流体管线连接到上述活塞件上的装置；以及

定位和保持装置，其用于选择性地控制本体件相对于上述活塞在第一位置与第二位置之间移动并用于将上述本体件保持在第二位置，而且上述用于连接的装置可以被上述定位和保持装置操纵。

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