带有辊机构致动器的快接流体连接器的制造方法
【专利摘要】本发明描述了快接流体连接器，其可以用于将第一流体系统连接到第二流体系统以在第一流体系统与第二流体系统之间传送流体。连接器包括偏心安装的辊机构，偏心安装的辊机构安置于主体中的槽内并且与槽的前壁和后壁连续地接合。偏心安装的辊机构用于在偏心安装的辊机构转动时致动连接夹头。由于偏心安装的辊机构基本上连续地接触前壁和后壁，这确保了平稳地致动主体和连接夹头而不会造成任何无效运动。
【专利说明】带有辊机构致动器的快接流体连接器
【技术领域】
[0001]本发明描述了一种快接流体连接器，其用于在第一流体系统与第二流体系统之间传送流体，包括气态或液态流体，例如用于填充气瓶。
【背景技术】
[0002]已知快接流体连接器用于将流体系统连接到彼此以从一个流体系统向另一个流体系统传送流体。在一示例性应用中，在工业填充设施中，快速流体连接器用于填充工位以连接到气瓶从而处理这些气瓶。气瓶可以不同，例如从用于个人医疗用途的相对较小的便携式氧气瓶到用于焊接的较大气瓶。某些快接流体连接器需要将连接器螺旋拧紧和螺旋松开，这会使操作者感到疲劳。此外，连接器连接/断开得越快，需要处理气瓶所需的时间就越少。此外，考虑到涉及高压，需要避免在压力下时使连接器断开。
【发明内容】
[0003]本发明描述了快接流体连接器，其可以用于将第一流体系统连接到第二流体系统，以在第一流体系统与第二流体系统之间传送流体。如本文所用的术语流体可以包括气体、液体或二者的混合物。在一示例性应用中，所描述的快接流体连接器可以在填充站用于工业填充设施以填充气瓶。然而，所描述的快接流体连接器也可以用于将第一流体系统连接到第二流体系统以在两个系统之间传送流体的任何场合。
[0004]所描述的快接流体连接器无需螺旋拧紧和螺旋松开的连接，从而减小了操作者疲劳。该连接器能快速地连接并且处理更多流体，减少了处理气瓶的时间。此外，连接器被设计成可防止在压力下意外地断开。
[0005]所描述的快接流体连接器的一个特征为偏心安装的辊机构，其安置于主体中的槽内并且与槽的前壁和后壁成连续的接合。偏心安装的辊机构用于在偏心安装的辊机构转动时致动连接夹头。由于偏心安装的辊机构基本上连续地接触前壁和后壁，这确保了平稳地致动主体和连接夹头而不会造成任何无效运动。
[0006]另一特点在于独立于外套筒的内套筒，允许内套筒浮动。这允许连接器的活塞被弹簧偏压以密封气瓶，从而改善密封。
[0007]此外，在一实施例中，提供一种机构，其用于限制活塞在相反方向的行进范围，从而允许活塞移动得足以失去与气瓶的密封能力但不足以允许连接器断开。
[0008]偏心安装的辊机构特征、浮动内套筒和限制活塞行进的机构可以一起用于连接器中，彼此单独地用于连接器中或者可以以任何组合用于连接器中。
[0009]在一实施例中，一种用于传送流体的快接连接器包括限定纵向轴线的圆柱形套筒。主体至少部分地安置于套筒中，并且主体和套筒可以相对于彼此平行于纵向轴线滑动。主体包括第一主体端部区域、第二主体端部区域和连接到它的流体端口，流体端口突出超过圆柱形套筒外部。此外，主体限定流体通路，流体通路与流体端口成流体连通，并且主体包括限定于其中的致动槽。活塞至少部分地安置于主体内，并且活塞和主体可以相对于彼此平行于纵向轴线滑动。活塞包括:第一活塞端部区域，其在轴向突出超过主体的第一主体端部区域；安置于主体内的第二活塞端部区域；以及流体通路，其从第一活塞端部区域延伸并且与主体的流体通路流体连通。连接机构安装到第一主体端部区域以连接到流体处理端口，连接机构包括多个夹头，多个夹头包围第一活塞端部区域并且可以在与处理端口连接的连接位置与断开位置之间致动。提供致动机构，用于致动夹头从断开位置到连接位置，致动机构包括:一对圆柱体，其由套筒可旋转地支承以绕第一轴线转动；以及使圆柱体互连的偏心安装的辊机构，其安置于主体的致动槽内并且沿着相对于第一轴线偏移的第二轴线延伸。
[0010]在另一实施例中，一种可连接到气瓶的处理端口的快接连接器包括:圆柱形套筒，其限定纵向轴线；主体，其至少部分地安置于套筒中，并且主体和套筒可以相对于彼此平行于纵向轴线滑动。主体具有可连接到它的流体端口，流体端口突出超过圆柱形套筒的外部，主体限定流体通路，流体通路与流体端口成流体连通，并且主体包括限定于其中的致动槽，致动槽包括第一和第二面对的侧壁。活塞至少部分地安置于主体内，并且活塞和主体可以相对于彼此平行于纵向轴线滑动。活塞包括流体通路，该流体通路与主体的流体通路流体连通，并且活塞的流体通路包括被配置成与气瓶的处理端口流体连通的端部。连接机构安装到主体上，并且可连接到气瓶的处理端口。连接机构包括多个夹头，多个夹头可以在与处理端口连接的连接位置与断开位置之间致动。致动机构连接到夹头，用于在断开位置与连接位置之间致动夹头。致动机构包括偏心的辊机构和手柄，手柄连接到偏心安装的辊机构，以使偏心安装的辊机构围绕相对于手柄的旋转轴线偏移的旋转轴线转动。偏心安装的辊机构安置于主体的致动槽内并且与第一和第二面对的侧壁连续地接合。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1示出了用于连接到气瓶的阀的快接流体连接器的一个实施例的透视图。
[0012]图2为处于准备连接到气瓶的阀的打开配置的图1的连接器的截面图。
[0013]图3为示出了偏心辊机构的细节的连接器的部分的分解图。
[0014]图4为连接到阀的连接器的截面图。
[0015]图5为当连接器被加压时的连接器的截面图。
[0016]图6示出了用于连接到气瓶的阀的快接流体连接器的第二实施例的透视图。
[0017]图7为处于准备连接到气瓶的阀的打开配置的图6的连接器的截面图。
[0018]图8为连接到阀的图6连接器的截面图。
[0019]图9为图6的连接器的截面图，其中阀致动轴被致动以打开在气瓶阀内的阀。
[0020]图10为当连接器被加压时图6的连接器的截面图。
[0021]图11示出了用于连接到气瓶的阀的快接流体连接器的第三实施例的透视图。
[0022]图12为处于准备连接到气瓶的阀的打开配置的图11的连接器的沿着X-Y平面的截面图。
[0023]图13为图12的连接器的局部截面透视图，但与图12相比，阀致动销缩回。
[0024]图14为处于准备连接到气瓶的阀的打开配置的图11的连接器的沿着X-Z平面的截面图。
[0025]图15为示出用于图1的连接器中的各种球的四分之三的视图。
[0026]图16为连接到阀的图11连接器的截面图。
[0027]图17为连接到阀的连接器的沿着X-Z平面所截取的截面图。
[0028]图18为类似于图17的截面图，但压力波动在向右的相反方向上推动活塞。
[0029]图19为当连接器被加压时图11的连接器的截面图。
【具体实施方式】
[0030]最初参考图1至图5，将描述用于连接到气瓶的阀2的快接流体连接器10的第一实施例。阀2和气瓶的构造是常规的。阀2控制流体(在此情况下是气体)进出气瓶。阀2包括处理端口 4，处理端口 4被设计成与连接器10的连接机构接合并且通过处理端口 4将气体引入到气瓶内或从气瓶排放。处理端口 4的外表面6具备螺纹或能与连接器10的连接机构接合的其它常规结构。
[0031]参考图1至图2和图4至图5，连接器10包括:圆柱形外套筒12，其限定一纵向轴线:主体14 ;活塞16 ;内套筒18 ;连接机构20 ;以及致动机构22。
[0032]主体14至少部分地安置于套筒12中并且由套筒12包围。在图示实施例中，除了主体后端的一个小部分和固定到主体的接头24之外，主体14几乎完全安置于套筒内，接头24限定流体端口并且突出超过圆柱形套筒12的外部，该接头安置成相对于纵向轴线大体上成90度的角度。接头24也可以安置成使得由其限定的流动路径平行于纵向轴线直通地穿过连接器或者以并非90度的角安置。
[0033]主体和套筒可相对于彼此平行于纵向轴线滑动。主体14包括第一或前主体端部区域26、第二或后主体端部区域28。此外，主体限定与接头24的流体通路流体连通的流体通路30，使得流体能在接头与流体通路30之间流动。
[0034]另外，致动槽32邻近第二主体端部区域28并限定于主体中，如在下文中进一步描述的那样，致动槽32接纳致动机构22的一部分。在图示实施例中，致动槽32朝向下，槽的底部由套筒12封闭。然而，致动槽的其它取向也是可能的。如在图4中最佳地看出，槽32由第一或前侧壁34、面对第一壁34的第二或后侧壁36和使侧壁34、36互连的弯曲上壁38限定。
[0035]参考图2、图4和图5，活塞16为圆柱形构件，该圆柱形构件至少部分地安置于主体14内，并且活塞可平行于纵向轴线相对于主体滑动。活塞16包括:第一活塞端部区域40，其在轴向突出超过第一主体端部区域26 ;安置于主体内的第二活塞端部区域42;以及流体通路44，其从第一活塞端部区域40延伸并且与主体的流体通路30流体连通。
[0036]活塞端部区域42的内部被挖空以具有比流体通路44更大的直径并且挖空的端部区域42接纳弹簧46，例如盘簧，该盘簧在一端抵靠限定于活塞内的肩部48并且在其相反端抵靠限定于主体14中的肩部50。弹簧46在朝向图2和图4中左边的方向上偏压活塞16,即朝向阀2，或者说是在远离主体的端部区域28的方向上偏压活塞16。密封件52，例如滑动密封件和O形环密封件设置于活塞的外表面与主体内表面之间，以防止流体在活塞与主体之间泄漏。
[0037]活塞16的端部区域40包括安置于其上的密封件54，例如弹性体O形环密封件，用于与处理端口 4中的内表面56密封在一起,如在图4中所不。
[0038]在活塞16的邻近端部区域40的周围是对准套环或套筒58,对准套环或套筒58帮助将连接器10引导至处理端口 4上并且得到使连接器抵靠处理端口的稳定性。弹簧60，例如盘簧，包围对准套环58，并且在一端抵靠由套环58的放大前端所限定的肩部61，而在其相反端抵靠限定于活塞16上的肩部62。固定于形成在活塞16外部中的凹槽66内的卡环64将套环58固持到活塞上。
[0039]连接机构20安装到第一主体端部区域26，并且被设计成连接到处理端口 4。连接机构20可以是常规地用于快接流体连接器上以与处理端口连接的任何类型的连接机构。在图示示例中，连接机构20包括多个夹头70，多个夹头70安装到主体14上并且包围第一活塞端部区域40。弹簧72，例如卡紧弹簧，包围夹头70的一端并且使夹头朝向图2所示的打开位置或断开位置偏压。如图4所示，夹头70可以由外套筒12致动到与处理端口 4连接的闭合或连接位置。夹头70的内表面形成有螺纹74，螺纹74与形成于端口 4的外表面6上的相对应螺纹夹紧。夹头的这种构造和操作和由外套筒12致动夹头是常规的，并且可由本领域普通技术人员很好地理解。
[0040]内套筒18为圆柱形，包围主体14，并安置于圆柱形套筒12内且由圆柱形套筒12包围。内套筒18安装成可以独立于圆柱形套筒和主体14移动。多个球76安置于内套筒18的内表面与活塞16的外表面之间,活塞16的外表面限定了可接纳球76的周向凹部。在图2所示的连接器的打开配置下，套筒12包括与内套筒18抵接的内肩部78。为了达到打开配置，套筒12的肩部78接合内套筒18，往回拉内套筒。在往回拉内套筒时，其接合球76，球76与活塞16接合，从而往回拉活塞。
[0041]致动机构22被配置成可致动夹头70从图2的打开或断开位置到图4所示的闭合或连接位置。如上文所讨论，致动机构22与主体14中的槽32相互作用以相对于外套筒12致动主体，从而相对于套筒12缩回主体。在发生这种情况时，夹头70由套筒12被迫到其闭合或连接位置。
[0042]参考图3，致动机构22包括一对圆柱体80，这对圆柱体80可旋转地安置于穿过套筒12的相对两侧形成的相对应形状的孔82内。在图3中仅可以看到一个孔82。圆柱体80可由套筒可旋转地支承以绕第一轴线转动。偏心安装的辊机构84使圆柱体80互连。如图2、图4和图5所示，偏心安装的辊机构84包括使圆柱体80互连的轴86和套筒88，套筒88可以绕轴86可旋转地安置，使得套筒88可以相对于轴86并且相对于圆柱体80转动。
[0043]如图2、图4和图5所示，偏心辊机构84安置于主体14的致动槽32内。另外参考图3，偏心安装的辊机构沿着轴线A延伸，轴线A相对于圆柱体80的旋转轴线B偏移。因此，当圆柱体80绕轴线B转动时，偏心安装的辊机构84的轴86和套筒88以弧形移动，具有在槽32中的上/下垂向分量以及从一侧到另一侧的轴向移动分量。槽32容许上/下垂向移动。从一侧向另一侧的轴向移动分量造成主体14的轴向移动。
[0044]手柄90,例如横木手柄(bail handle),在其每一端连接到圆柱体80以使圆柱体绕轴线B转动。
[0045]参考图2、图4和图5，提供锁定机构92以在连接器处于压力下时用于锁定主体14与套筒12的相对移动。锁定机构92包括流体致动的锁定活塞94，流体致动的锁定活塞94可以在图2所示的缩回位置与图5所示的锁定位置之间移动。弹簧96，例如盘簧，与锁定活塞接合并且将活塞94朝向缩回位置偏压。弹簧96的一端与形成于活塞94上的凸缘接合并且弹簧的另一端与固定于主体14中的止挡件98接合。密封件100，例如O形环密封件，围绕活塞94安置以防止流体泄漏。
[0046]流体端口 102在流体通路30与容纳活塞94的腔室之间延伸。当工作流体通过连接器流动时，一些工作流体流过端口 102并且作用于活塞94的端部。流体作用于活塞端部的力克服弹簧96的偏压迫使活塞向下到图5所示的锁定位置。
[0047]现将参考图2至图5描述连接器10的操作。先参考图3，手柄90的转动造成主体14经由偏心辊机构84向前和向后移动。手柄90的转动造成圆柱体80转动，圆柱体80的转动使偏心辊机构84在槽32内绕弧形转动。在其以弧形移动时槽32允许偏心辊机构84进行垂向移动。辊机构84的水平移动分量作用于槽的侧壁34、36上，造成主体轴向移动。
[0048]偏心安装的辊机构84基本上与侧壁34、36连续地接合，使得辊机构84的水平移动分量导致主体基本上立即向前/向后移动，而不存在手柄与主体运动之间的(或仅有很小的)无效运动。由于公差限制，在辊机构84与侧壁之一之间可以存在间隙，因此可能存在某些游隙。
[0049]转至图2，连接器10为打开的，S卩，夹头处于其打开或断开位置，准备连接到阀2的处理端口。手柄90向上，其使主体14从套筒12向外延伸，允许夹头70打开。而且，套筒12往回拉内套筒18，内套筒18经由球76使活塞16缩回到图2的右边。另外，由于流体并不通过连接器流动，锁定活塞94由弹簧96缩回。
[0050]参考图4，连接器被示出为连接到阀的流体端口 4。为了实现这个目的，使连接器朝向流体端口并且插入到端口上，其中活塞的端部40插入于端口 4内并且夹头70包围端口。对准套环58接合处理端口 4的端部，以得到连接器10相对于端口 4的稳定性和对准。然后手柄90围绕阀向下转动到图示位置。在手柄90向下转动时，主体14相对于套筒12缩回，套筒12将夹头70锁定到端口 4上的外螺纹。内套筒18不再由套筒12阻挡并且因此可相对于套筒12浮动。这允许弹簧46将活塞14向左偏压抵靠端口中的内表面56以增强密封。锁定活塞94仍由弹簧96缩回，但主体14已经往回移动离开套筒12，一旦施加压力就允许活塞94向外移动并锁定套筒12。
[0051]参考图5，示出了连接器10在填充过程中被加压，其中流体通过接头24引入，通过流体通道30、44流入到阀2内，并且进入气瓶内以填充气瓶。在连接了连接器之后，使用者手动打开阀2以允许流体流入到气瓶内。从图中清楚可见，活塞16的密封直径大于抵靠处理端口 4的表面56的密封直径以给予活塞正压力平衡(这从大于密封件54的直径的密封件52的直径显而易见)。因此，流体作用于活塞16右端，迫使活塞向左以增加与表面56的密封。而且，流体的一部分流过通路102并且作用于锁定活塞94的端部，迫使锁定活塞向外到套筒12后方，防止套筒向后移动。这可以在处于压力下时防止连接器意外断开。此夕卜，由于手柄90围绕阀2，如果有连接器结构损毁，连接器将不会飞离阀2。
[0052]连接器的断开与连接相反。停止流体通过接头24流动并且闭合阀2。在流动停止并且压力耗散后，锁定活塞94缩回。手柄90然后向上转动到图2所示的位置，这相对于套筒12向前移动主体14，往回拉活塞并且允许夹头打开。
[0053]图6至图10示出了连接器110的另一实施例，其在许多方面类似于连接器10并且相同或相似的元件将使用相同附图标记来表示。特别地，在连接器110中，圆柱形外套筒
12、主体14、活塞16、内套筒18、连接机构20和致动机构22与连接器10中的元件相同或相似。因此，将仅详细描述在连接器110与连接器10之间的差异。
[0054]连接器110被设计成结合气瓶阀2使用，其中阀安置于处理端口 4内，处理端口 4由连接器I1启动到打开位置。参考图7至图10，为了启动处理端口阀，连接器110包括致动轴112，致动轴112可以在缩回位置(在图7和图8中示出)与致动位置(在图9和图10中示出)之间移动。致动轴112延伸穿过夹头70，活塞16的流体通路44、主体14的流体通路30，并穿过主体的第二端部区域28。
[0055]外壳114被固定到第二端部区域28并且包括入口 115，入口 115用于将加压流体引入到外壳114内。致动轴112的端部固定到活塞构件116，活塞构件116可以在外壳内移动。在活塞构件116上的密封件118与外壳114的内表面密封以防止流体经过活塞构件泄漏。弹簧12，例如盘簧，将活塞构件116和致动轴112偏压到缩回位置。弹簧120包围轴112的端部并且具有抵靠主体14的一端和抵靠轴固持件的一端，轴固持件保持轴112抵靠压力活塞116。
[0056]轴112也由密封件122与主体密封。轴112的前端形成有内部流体通路124，内部流体通路124延伸穿过轴112的路线的一部分到径向流体通路126，径向流体通路126使通路124与活塞16的流体通路44连通。参考图8，轴112还包括较大直径部分128和较小直径部分130，较大直径部分128与活塞16的内表面紧密相邻以限制流体流动，较小直径部分130与径向流体通路126相交，直至较大直径部分128的后部，从而在轴112的外径与活塞的内径之间形成流体途径。在使用中，流体通过主体14的通路30流入到接头24内，到活塞16内，到轴112的外径与活塞的内径之间的流体途径内，通过径向通路126并且通过通路124到阀2内。
[0057]在连接器110中，锁定主体14与套筒12的相对移动的锁定机构92的位置与连接器10相比偏移了。在连接器110中的锁定机构92定位于偏心辊机构84前方。锁定机构92的形式和功能基本上相似，只是套筒12的内表面具备用于与活塞94锁定接合的通道132。
[0058]现将参考图6至图10来描述连接器110的操作。在连接器110中的致动机构22的构造和操作与连接器10中的致动机构相同。
[0059]先参考图7，连接器110为打开的，S卩，夹头处于其打开或断开位置，准备连接到阀2的处理端口 4。手柄90向上，其使主体14从套筒12向外延伸，允许夹头70打开。而且，夹头12往回拉内套筒18，内套筒18经由球76使活塞16缩回到图2的左边。另外，由于流体并不通过连接器流动，锁定活塞94由弹簧96缩回。
[0060]参考图8，示出连接器110连接到阀的流体端口 4。为了实现这个目的，使连接器朝向流体端口并且插入于端口内，其中活塞16的端部插入于端口 4内并且夹头70包围端口。对准套筒58接合处理端口 4的端部，以得到连接器110相对于端口 4的稳定性和对准。然后手柄90围绕阀向下转动到图示位置。当手柄90向下转动时，主体相对于套筒12缩回，这将夹头70锁定到端口 4上的外螺纹。内套筒18不再受套筒12阻止并且因此可以相对于套筒12浮动。这允许弹簧46向左偏压活塞16抵靠端口中的内表面以增强密封。锁定活塞94仍由弹簧96缩回，但一旦施加压力就将向外移动到套筒12内以锁定套筒12的位置。致动轴112仍然是缩回的。
[0061]参考图9，通过入口 115将加压流体引入到外壳114内。在一示例中，加压流体为空气。然而，也可以使用其它类型的加压流体。空气作用于活塞构件116上，迫使活塞构件116和致动轴112向前。轴112的前端被推入到处理端口 4内并且打开在处理端口内的阀以允许流体流入到气瓶内。
[0062]参考图10，示出了连接器110在填充过程中被加压，其中流体通过接头24引入以填充气瓶。在连接了连接器之后，使用者手动打开阀2以允许流体流入到气瓶内。从图中清楚可见，活塞16的密封直径大于抵靠处理端口 4的表面的密封直径以给予活塞正压力平衡(这从大于密封件54的直径的密封件52的直径显而易见)。因此，流体作用于活塞16的右端，迫使活塞向左以增强与处理端口表面的密封。而且，流体的一部分流过通路102并且作用于锁定活塞94的端部，迫使锁定活塞向外到套筒12的通道132内，防止主体14向前移动。这可以在处于压力下时防止连接器意外断开。此外，由于手柄90围绕阀2，如果有连接器结构损毁，连接器将不会飞离阀2。
[0063]连接器110的断开与连接相反。停止流体通过接头24流动并且压力耗散，允许锁定活塞94缩回。也从外壳14释放压力，允许弹簧120将致动轴112偏压到其缩回位置。然后手柄90向上转动到图7所示位置，其使主体14相对于套筒12向前移动，往回拉活塞并且允许夹头打开。
[0064]图11至图19示出了连接器210的另一实施例，连接器210在许多方面类似于连接器10、110并且相同或相似元件将使用相同附图标记来表示。特别地，在连接器210中，圆柱形外套筒12、主体14、活塞16、内套筒18和致动机构22与连接器10中的元件相同或相似。
[0065]连接器210包括连接机构220，连接机构220不同于连接机构20。特别地，连接机构220包括多个夹头222，多个夹头222安装于主体14前端并且包围第一活塞端部区域40。夹头222安装成从初始收拢或断开位置(图12至图15)向扩展或连接位置(图16至图19)枢转。夹头222由固持件224固持在主体前端。弹簧226，例如卡紧弹簧，包围夹头并且使夹头朝向收拢或断开位置偏压。夹头通过活塞16的向前移动向外致动到其扩展或连接位置，活塞16邻近其前端形成有通道230 (参看图16)以接纳收拢的夹头，并且形成有斜坡表面232 (图12和图16)以在活塞向前移动时向外致动夹头。夹头222的外表面形成有螺纹228，螺纹228与形成于端口 4的内表面上的相对应螺纹一起夹紧。夹头222的这种构造和操作和由活塞16致动夹头是常规的，并且可由本领域技术人员很好地理解。
[0066]参考图12至图15，前套筒24包围夹头222的后端和主体14的前端，套筒240部分地安置于套筒12内，并且延伸超出套筒前部。前套筒240的功能与对准套筒58的功能类似。前套筒240由销242固持在连接器210内，销242延伸穿过套筒240、固持件224，并且进入到主体14内以防止前套筒掉出。前套筒240也由弹簧向外偏压。固持在主体14前端内的多个球244限制前套筒240的移动。
[0067]如图12至图13所示，活塞16的前端可以具备阀致动销248，以用于致动在处理端口 4内的阀。销248可以放置于延伸位置(在图12中示出)用于致动阀，或者被推入并且扭转以将其锁定在内部位置(在图13中示出)用于在端口中不存在阀的标准处理端口 4。这种类型的销248是快接气体流体连接器中已知的。
[0068]在连接器210中，在做出连接之后允许活塞16充分朝向连接器后部移动以打破与处理端口的密封。然而，要提供一机构以限制活塞的行进范围，以允许失去密封能力但使移动不足以让连接器断开。参考图14和图15，其中图14为沿着相对于图12的截面平面偏移90度的平面所截取的截面图，该机构包括锁定球250，锁定球250安置于在主体14中形成的孔252内并且在图14中也安置于在套筒12的内表面中形成的凹槽254内。活塞16包括周向凹槽256，周向凹槽256的前端由肩部258限定。在图14所示的打开或断开位置，肩部258定位于球250下方，防止球250朝向活塞16移动。
[0069]将参考图12至图19来描述连接器210的操作。在连接器210中的致动机构22的构造和操作与连接器10中的致动机构相同。
[0070]先参考图12和图13，连接器210为打开的，即夹头处于其收拢或断开位置，准备连接到阀2的处理端口 4。手柄90向上，其使主体14从套筒12向外延伸。而且，套筒12往回拉内套筒18，内套筒18经由球76使活塞16向图12中的左边缩回。由于活塞16缩回，夹头222可以收拢。前套筒240由球244锁定于向前位置以提供坚实的面来压靠在处理端口 4上用于对准。另外，由于流体并不通过连接器流动，锁定活塞94由弹簧96缩回。销248究竟是延伸还是缩回取决于处理端口 4是否包括内阀，该内阀由连接器210致动打开。
[0071]图14至图15还描绘了处于打开、准备连接配置的连接器210。在图14中的截面沿着相对于图12中的截面X-Y平面偏移90度的X-Z平面截取。如在上文中描述，在连接后，球250限制活塞16移动。然而，当连接器打开(如图14所示)时，球250并不限制活塞16移动。
[0072]参考图16至图18，连接器210被示出为连接到阀的处理端口 4。为了实现这点，使连接器向前朝向端口并且活塞16的端部和夹头222的前端插入于端口 4内。然后手柄90围绕阀向下转动到图示位置。当手柄90向下转动时，主体14相对于套筒12缩回。内套筒18不再受到套筒12阻止并且因此可相对于套筒12浮动。这允许弹簧46向左偏压活塞14抵靠端口中的内表面以增强密封。当主体14向图16至图18中的右边拉夹头222时，夹头顺着斜坡表面232向上运行并且向外扩展以与处理端口的内表面上的螺纹接合。
[0073]同时，允许前套筒240往回移动，因为保持它向前的球244掉入到活塞16中的凹槽256内。这允许夹头222更易于接合在处理端口上的内螺纹。仍由弹簧96缩回锁定活塞94，但一旦施加压力后就将向外移动并且锁定套筒12的位置。销248被示出为延伸以打开在处理端口中的内阀，但对于没有阀的处理端口，销248可以缩回。
[0074]图17还描绘了连接到处理端口 4但沿着相对于图16的截面的X_Y平面偏移90度的X-Z平面截取的连接器210。一旦连接，限制活塞16移动的球250就落入到活塞16中的凹槽256内。凹槽256足够宽以允许活塞16浮动并且针对公差进行调整。然而，如图18所示，如果存在将活塞推回到主体14内的压力波动，球250会抵靠在活塞上的肩部258而限制活塞16的行进。球250和凹槽256的尺寸选择为允许活塞可被推回到主体内充分距离以允许失去活塞与处理端口之间的密封能力(图18)，但该距离不足以让夹头收拢以允许连接器断开，因而使得夹头可以在压力波动期间保持锁定。
[0075]参考图19，示出连接器210在填充过程中被加压，其中流体通过接头24引入，通过流体通路30、44流入到阀2内，并且进入到气瓶内以填充气瓶。从图中清楚可见，活塞16的密封直径大于抵靠处理端口 4的密封直径以给予活塞正压力平衡(这从大于密封件54的直径的密封件52的直径显而易见)。因此，流体作用于活塞16的右端，迫使活塞向左以增加与处理端口的密封。而且，流体的一部分流过通路102并且作用于锁定活塞94的端部，迫使锁定活塞向外到套筒12后方，防止主体向前移动。这可以在处于压力下时防止连接器意外断开。此外，由于手柄90围绕阀2，如果有连接器结构损毁，连接器将不会飞离阀2。
[0076]连接器的断开与连接相反。停止流体通过接头24的流动并且闭合阀2。一旦停止流动并且耗散压力，锁定活塞94缩回。然后手柄90向上转动到图12所示的位置，这将使主体14相对于套筒12向前移动，往回拉活塞并且允许夹头收拢以断开。
[0077]本发明可以以其它形式实施而不偏离本发明的精神或新颖特征。在本说明书所公开的实施例被认为在所有方面是说明性的而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前文的描述指示，并且属于权利要求的等效物的意义和范围内的所有变化预期涵盖于本发明中。
【权利要求】
1.一种用于传送流体的快接连接器，包括: 圆柱形套筒，其限定纵向轴线； 主体，其至少部分地安置于所述套筒中，所述主体和所述套筒能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，所述主体包括第一主体端部区域、第二主体端部区域和连接到它的流体端口，所述流体端口突出超过所述圆柱形套筒外部，所述主体限定流体通路，所述流体通路与所述流体端口流体连通，并且所述主体包括限定于其中的致动槽； 活塞，其至少部分地安置于所述主体内，所述活塞和所述主体能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，并且所述活塞包括:第一活塞端部区域，其在轴向突出超过所述主体的第一主体端部区域；安置于所述主体内的第二活塞端部区域；以及流体通路，其从所述第一活塞端部区域延伸并且与所述主体的所述流体通路流体连通； 连接机构，其安装到所述第一主体端部区域以连接到流体处理端口，所述连接机构包括包围所述第一活塞端部区域的多个夹头，所述夹头能在与所述流体处理端口连接的连接位置和断开位置之间致动；以及 致动机构，其用于致动所述夹头从所述断开位置到所述连接位置，所述致动机构包括:一对圆柱体，其由所述套筒可旋转地支承以绕第一轴线转动；以及偏心安装的辊机构，其使所述圆柱体互连，所述偏心安装的辊机构安置于所述主体的致动槽内并且沿着相对于所述第一轴线偏移的第二轴线延伸。
2.根据权利要求1所述的快接连接器，其特征在于，所述偏心安装的辊机构包括使所述圆柱体互连的轴和绕所述轴可旋转地安置的套筒。
3.根据权利要求1所述的快接连接器，其特征在于，所述致动槽包括第一和第二面对的侧壁，并且所述偏心安装的辊机构与所述第一和第二面对的侧壁基本上连续地接合。
4.根据权利要求1所述的快接连接器，其特征在于，还包括:安置于所述圆柱形套筒内并且包围所述主体的内套筒，并且所述内套筒能独立于所述圆柱形套筒移动。
5.根据权利要求1所述的快接连接器，其特征在于，所述活塞可相对于所述主体在平行于所述纵向轴线的方向上在第一密封位置、第二非密封位置和原位置之间滑动； 所述第一活塞端部区域包括安置于其上的密封件，所述密封件被配置成在所述第一密封位置与所述流体处理端口成密封接合； 形成于所述活塞的外圆周中的、在所述第一活塞端部区域与所述第二活塞端部区域之间的凹槽，所述活塞包括限定所述凹槽一端的肩部； 形成于所述圆柱形套筒的内表面上的凹槽； 穿过所述主体形成的开口； 锁定球，其安置于所述主体中的所述开口内，所述锁定球可安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽中，并且当所述活塞处于原位置时，所述活塞的肩部安置成与所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对；当所述活塞处于所述第一密封位置时，所述球可安置于所述活塞的所述外圆周的所述凹槽中，并且在所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对于所述活塞的所述外圆周中的凹槽在轴向方向上偏移，以防止所述球被安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的所述凹槽中；以及 所述活塞的外圆周中的凹槽具有大于所述锁定球直径的轴向宽度，并且当所述夹头保持在所述连接位置时，所述轴向宽度足以允许所述活塞在轴向从所述第一密封位置移动到所述第二非密封位置。
6.一种可连接到气瓶的处理端口的快接连接器，包括: 圆柱形套筒，其限定纵向轴线； 主体，其至少部分地安置于所述套筒中，所述主体和所述套筒能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，所述主体包括可连接到它的流体端口，所述流体端口突出超过所述圆柱形套筒的外部，所述主体限定流体通路，所述流体通路与所述流体端口流体连通，并且所述主体包括限定于其中的致动槽；所述致动槽包括第一和第二面对的侧壁； 活塞，其至少部分地安置于所述主体内，所述活塞和所述主体能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，并且所述活塞包括流体通路，所述流体通路与所述主体的所述流体通路流体连通，所述活塞的流体通路包括被配置成与所述气瓶的所述处理端口流体连通的端部; 连接机构，其安装到所述主体上，可连接到所述气瓶的所述处理端口，所述连接机构包括多个夹头，所述多个夹头能在与所述处理端口连接的连接位置和断开位置之间致动；以及 致动机构，其连接到所述夹头，用于在所述断开位置与所述连接位置之间致动所述夹头，所述致动机构包括偏心安装的辊机构和手柄，所述手柄连接到所述偏心安装的辊机构，以使所述偏心安装的辊机构围绕相对于所述手柄的旋转轴线偏移的旋转轴线转动，所述偏心安装的辊机构安置于所述主体的所述致动槽内并且与所述第一和第二面对的侧壁连续地接合。
7.根据权利要求6所述的快接连接器，其特征在于，所述偏心安装的辊机构包括连接到所述手柄的轴和绕所述轴可旋转地安置的套筒。
8.根据权利要求6所述的快接连接器，其特征在于，还包括:安置于所述圆柱形套筒内并且包围所述主体的内套筒，并且所述内套筒能独立于所述圆柱形套筒移动。
9.根据权利要求1所述的快接连接器，其特征在于，所述活塞包括安置于其上的密封件，所述密封件被配置成与所述气瓶的所述处理端口成密封连接，并且所述活塞可相对于所述主体在平行于所述纵向轴线的方向上在与所述气瓶的所述处理端口成密封接合的第一位置和非密封位置之间滑动； 在所述活塞的非密封位置，所述夹头处于与所述气瓶的所述处理端口连接的连接位置；以及 当气体通过所述处理端口流动时，用于限制所述活塞从所述第一位置向所述非密封位置行进的装置，使得所述活塞不能行进超过所述非密封位置从而使所述夹头保持在其连接位置。
10.一种用于传送流体的快接连接器，包括: 圆柱形套筒，其限定纵向轴线； 主体，其至少部分地安置于所述套筒中，所述主体和所述套筒能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，所述主体包括第一主体端部区域、第二主体端部区域和连接到它的流体端口，所述流体端口突出超过所述圆柱形套筒外部，并且所述主体限定流体通路,所述流体通路与所述流体端口流体连通， 安置于所述圆柱形套筒内并且包围所述主体的内套筒，并且所述内套筒能独立于所述圆柱形套筒移动； 活塞，其至少部分地安置于所述主体内，所述活塞和所述主体能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，并且所述活塞包括:第一活塞端部区域，其在轴向突出超过所述主体的第一主体端部区域；安置于所述主体内的第二活塞端部区域；以及流体通路，其从所述第一活塞端部区域延伸并且与所述主体的所述流体通路流体连通； 连接机构，其安装到所述第一主体端部区域以连接到流体处理端口，所述连接机构包括包围所述第一活塞端部区域的多个夹头，所述夹头能在与所述流体处理端口连接的连接位置与断开位置之间致动；以及 致动机构，其用于致动所述夹头从所述断开位置到所述连接位置。
11.一种用于传送流体的快接连接器，包括: 圆柱形套筒，其限定纵向轴线； 主体，其至少部分地安置于所述套筒中，所述主体和所述套筒能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，所述主体包括第一主体端部区域、第二主体端部区域和连接到它的流体端口，所述流体端口突出超过所述圆柱形套筒外部，所述主体限定流体通路，所述流体通路与所述流体端口成流体连通，并且所述主体包括限定于其中的致动槽； 活塞，其至少部分地安置于所述主体内，并且可相对于所述主体在平行于所述纵向轴线的方向上在第一密封位置、第二非密封位置与原位置之间滑动；所述活塞包括:第一活塞端部区域，其在轴向突出超过所述主体的第一主体端部区域；安置于所述主体内的第二活塞端部区域；以及，流体通路，其从所述第一活塞端部区域延伸并且与所述主体的所述流体通路流体连通； 所述第一活塞端部区域包括安置于其上的密封件，所述密封件被配置成在所述第一密封位置与所述流体处理端口成密封接合； 形成于所述活塞的外圆周中的、在所述第一活塞端部区域与所述第二活塞端部区域之间的凹槽，所述活塞包括限定所述凹槽一端的肩部； 形成于所述圆柱形套筒的内表面上的凹槽； 穿过所述主体形成的开口； 锁定球，其安置于所述主体中的所述开口内，所述锁定球可安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽内，并且当所述活塞处于原位置时，所述活塞的肩部安置成与所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对；当所述活塞处于所述第一密封位置时，所述球可安置于所述活塞的所述外圆周的所述凹槽中，并且在所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对于所述活塞的所述外圆周中的凹槽在轴向方向上偏移，以防止所述球被安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的所述凹槽中； 连接机构，其安装到所述第一主体端部区域以连接到流体处理端口，所述连接机构包括包围所述第一活塞端部区域的多个夹头，所述夹头能在与所述流体处理端口连接的连接位置和断开位置之间致动；以及 致动机构，其用于致动所述夹头从所述断开位置到所述连接位置； 所述活塞的外圆周中的凹槽具有大于所述锁定球直径的轴向宽度，并且当所述夹头保持在所述连接位置时，所述轴向宽度足以允许所述活塞在轴向从所述第一密封位置移动到所述第二非密封位置。
12.一种用于传送流体的快接连接器，包括: 圆柱形套筒，其限定纵向轴线； 主体，其至少部分地安置于所述套筒中，所述主体和所述套筒能相对于彼此平行于所述纵向轴线滑动，所述主体包括第一主体端部区域、第二主体端部区域和连接到它的流体端口，所述流体端口突出超过所述圆柱形套筒外部，所述主体限定流体通路，所述流体通路与所述流体端口流体连通，并且所述主体包括限定于其中的致动槽； 安置于所述圆柱形套筒内并且包围所述主体的内套筒，并且所述内套筒能独立于所述圆柱形套筒移动； 活塞，其至少部分地安置于所述主体内，并且可相对于所述主体在平行于所述纵向轴线的方向上在第一密封位置、第二非密封位置与原位置之间滑动；所述活塞包括:第一活塞端部区域，其在轴向突出超过所述主体的第一主体端部区域；安置于所述主体内的第二活塞端部区域；以及流体通路，其从所述第一活塞端部区域延伸并且与所述主体的所述流体通路流体连通； 所述第一活塞端部区域包括安置于其上的密封件，所述密封件被配置成在所述第一密封位置与所述流体处理端口成密封接合； 形成于所述活塞的外圆周中的、在所述第一活塞端部区域与所述第二活塞端部区域之间的凹槽，所述活塞包括限定所述凹槽一端的肩部； 形成于所述圆柱形套筒的内表面上的凹槽； 穿过所述主体形成的开口； 锁定球，其安置于所述主体中的所述开口中，所述锁定球可安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽中，并且当所述活塞处于原位置时，所述活塞的肩部安置成与所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对；当所述活塞处于所述第一密封位置时，所述球可安置于所述活塞的外圆周的所述凹槽中，并且在所述圆柱形套筒的所述内表面上的凹槽相对于所述活塞的所述外圆周中的凹槽在轴向方向上偏移，以防止所述球被安置于所述圆柱形套筒的所述内表面上的所述凹槽中； 连接机构，其安装到所述第一主体端部区域以连接到流体处理端口，所述连接机构包括包围所述第一活塞端部区域的多个夹头，所述夹头能在与所述流体处理端口连接的连接位置和断开位置之间致动； 致动机构，其用于致动所述夹头从所述断开位置到所述连接位置，所述致动机构包括:一对圆柱体，其由所述套筒可旋转地支承以绕第一轴线转动；以及偏心安装的辊机构，其使所述圆柱体互连，所述偏心安装的辊机构安置于所述主体的致动槽内并且沿着相对于所述第一轴线偏移的第二轴线延伸；以及 所述活塞的外圆周中的凹槽具有大于所述锁定球直径的轴向宽度，并且当所述夹头保持在所述连接位置时，所述轴向宽度足以允许所述活塞在轴向从所述第一密封位置移动到所述第二非密封位置。
【文档编号】F16K35/00GK104160194SQ201380013418
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年1月9日 优先权日:2012年1月10日
【发明者】R·丹尼尔森 申请人:法斯泰斯特公司