连接装置以及包含该装置的连接器的制造方法

连接装置以及包含该装置的连接器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及连接装置以及包含该装置的连接器，该连接器适于输送承压流体，包括限定流体内部流动通道的管道端部、包括与内部流动通道隔绝的内腔的端部主体和在解锁状态和锁止状态之间移动在主体中的管道的位移装置。位移装置包括枢轴、偏心控制杆、连杆和形成在主体中的后部腔体，并且限定了枢轴和偏心元件之间围绕第一轴线的第一接合直径、偏心元件和连杆元件之间围绕第二轴线的第二接合直径、连杆和后部腔体之间围绕第三轴线的第三接合直径。三条轴线隔开且与横切装置的横向平行。第一轴线和第二轴线之间的距离小于第一直径和第二直径和的一半。第二轴线和第三轴线之间的距离小于第二直径和第三直径和的一半。可转动的枢轴能沿前向向后推动管道。
【专利说明】连接装置以及包含该装置的连接器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连接装置。本发明还涉及一种包含该装置的连接器。
[0002] 本发明的领域是涉及一种适合于在高压以及高温或者极低温度下的流体流通的 连接器，其需要最大安全性以及要求所采用的金属部件的密封性。有利地，这种密封通过金 属对金属的接触来实现，而不需要使用由聚合材料构成的密封件。本发明也适合于在低温

【技术领域】的特殊应用。

【背景技术】
[0003] GB - A - 163,053描述了在两个导管之间的连接装置。第一导管旋入至具有第 一截头圆锥面的主联接元件。第二导管螺旋入一个联接环中，该联接环设置有第二截头圆 锥表面并且滑入安装至主元件中。该装置还包括安装在联接元件上的凸轮杆，第二导管插 入该环中。驱动此凸轮杆会导致两个截头圆锥表面紧密结合，于是施加接触压力，从而在该 装置内部产生圆锥体（trunk - on - cone)密封。实际上，此密封需要对接触面上的凸轮 杆施加较大的力。由杆支撑的凸轮和待移动的环之间的接触是线性接触，当材料(特别是出 于与某些流体的兼容性的原因)不具有能经受住压紧的足够的硬度时，这将导致紧密性和/ 或强度的问题。
[0004] US - A - 5350200描述了在两个导管之间的另一个连接装置，该装置具有互补的 截头圆锥面。该连接装置包含两个环形的套筒，每个套筒包括用于容纳一个导管的内腔。该 环形套筒还分别包括互补的内螺纹和外螺纹。套筒的螺纹连接会导致两个截头圆锥表面紧 密结合，于是施加接触压力，从而在该装置内部产生圆锥体（trunk - on - cone)密封。
[0005] 作为一个非限制的例子，极低温度下的应用可使用奥氏体不锈钢，例如316L，其具 有在低温温度下的高刚性，但是硬度低。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于提供一种改进的连接装置，特别适用于高温或者极低温度的应 用。
[0007] 为此，本发明涉及一种适用于输送承压流体的连接装置。该连接装置构造为与互 补的连接元件联接，所述装置以及所述连接器元件之中的第一部件被构造为适于连接至第 一管路的凸形元件，并且所述装置以及所述连接装置之中的第二部件被构造为适于连接至 第二管路的凹形元件，所述连接装置包括 ：
[0008] -管道端部，所述管道端部限定用于连接装置中流体流动的内部流动通道并且包 括用于所述连接器元件的支承表面；
[0009] -端部主体，所述端部主体包括用于与所述连接器元件的主体接合的螺纹表面和 内腔，该内腔沿着连接装置的纵轴整体延伸并且在联接状态下与内部流动通道隔绝；
[0010] 一位移装置，所述位移装置用于在解锁状态和锁止状态之间于所述端部主体的内 腔中顺着纵轴沿前向移动所述管道端部。
[0011] 所述位移装置的特征在于包括至少一个枢轴元件、一个偏心元件、一个连杆元件 和形成在所述端部主体中的一个后部腔体，并定义如下：
[0012] 一所述枢轴元件和所述偏心元件之间围绕第一轴线的第一接合直径，
[0013] 一所述偏心元件和所述连杆元件之间围绕第二轴线的第二接合直径，以及
[0014] 一所述连杆元件和所述后部腔体之间围绕第三轴线的第三接合直径；
[0015] 其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线是间隔开的，并且平行于与纵 轴横切的方向；
[0016] 其中，在第一轴线和第二轴线之间的距离小于第二直径和第三直径之和的一半；
[0017] 其中，在第二轴线和第三轴线之间的距离小于第二直径和第三直径之和的一半； 以及
[0018] 其中所述枢轴元件相对于所述端部主体仅可沿着纵轴产生平移，并且能够沿方向 向后推动所述端部王体。
[0019] 因此，根据本发明的连接装置具有许多优势，这将从下面描述中显露出来。特别 是，通过运用位移装置获得的降低的接触压力和显著的紧密性，该连接装置使得能够在两 个连接器元件之间获得可靠和人机工程学的连接。
[0020] 根据本发明的连接装置的其它有利的特征，考虑下面单独的特征的或特征的组 合：
[0021] 一所述偏心元件包括第一圆柱面和第二圆柱面，所述第一圆柱面与所述枢轴元件 配合以形成具有所述第一直径的接合，所述第二圆柱面与所述连杆元件配合以形成与具有 所述第二直径的接合，其中所述第一圆柱面围绕所述偏心元件的所述第二圆柱面或者被所 述偏心元件的所述第二圆柱面围绕。
[0022] -所述连杆元件包括第一圆柱面和包含第二圆柱面的外表面，所述第一圆柱面与 所述偏心元件配合以形成具有所述第二直径的接合，所述第二圆柱面与所述后部腔体配合 以形成具有第三直径的接合，其中所述连杆元件的所述外表面围绕所述连杆元件的所述第 一圆柱面。
[0023] -所述后部腔体、所述连杆的第一圆柱面和第二圆柱面、所述偏心元件的第一圆 柱面和第二圆柱面沿与所述第一轴线、第二轴线和第三轴线平行的方向位于同一水平面 上。
[0024] -所述第一轴线和所述第三轴线位于与所述连接装置的纵轴大体平行的平面中， 其中，在所述位移装置的解锁状态下，所述第二轴线位于所述平面的一侧；在所述位移装置 的锁止状态下，所述第二轴线位于所述平面的另一侧。
[0025] -所述第一轴线和所述第二轴线之间的距离小于所述第二轴线和所述第三轴线 之间的距离。
[0026] -所述枢轴元件包括至少一个以所述第一轴线为中心的圆柱形部件；所述偏心元 件包括孔和外表面，所述孔容纳所述枢轴元件的圆柱形部件以形成具有所述第一直径的接 合，所述外表面围绕所述孔并且以所述第二轴线为中心；所述连杆元件包括孔和围绕所述 孔的外表面，所述孔容纳所述偏心元件的外表面以形成具有所述第二直径的接合；并且所 述后部腔体由以所述第三轴线为中心的孔形成，并且能够与所述连杆元件的所述外表面的 所述圆柱面配合以形成具有第三直径的接合。
[0027] -所述偏心元件形成用于使所述位移装置在解锁状态和锁止状态之间切换的操 作控制杆，并且所述偏心元件包括位于所述端部主体两侧的两个控制杆臂，每个所述控制 杆臂与所述枢轴元件配合，并且所述位移装置包括：两个所述连杆元件，每个所述连杆元件 各自与所述偏心元件的两个所述控制杆臂中的一个配合；以及两个所述后部腔体，所述后 部腔体在所述端部主体的外侧冒出，并且每个所述后部腔体各自与两个所述连杆元件中的 一个配合。
[0028] -两个所述控制杆臂通过轴连接以形成操纵手柄，所述操纵手柄在所述位移装置 的锁止状态下抵靠所述端部主体。
[0029] -所述偏心元件包括至少一个止档件，所述止档件在所述位移装置的解锁状态下 压靠所述连杆元件的表面。
[0030] 一该连接装置包括用于将位移装置返回到解锁状态下的弹性返回装置。
[0031] 本发明还涉及一种适用于输送承压流体的连接器。根据本发明，该连接器包括如 上所述的连接装置以及互补的连接器元件，所述互补连接器元件能够联接到所述连接装置 上并且包括管道，所述管道限定了与所述连接装置的支承表面互补的支承表面。所述互补 连接器元件的支承表面和所述连接装置的支撑表面处于圆锥体对圆锥体式的接触或者处 于球面部分对圆锥体式的接触，从而在所述管道端部和所述管道之间形成连接。
[0032] 根据如上所述的连接器的一个有益的替代性示例，互补连接器元件包括锁止机 构，所述锁止机构在可在下述两个位置之间移动，
[0033] 在所述两个位置中的一个位置处：所述互补连接器元件的插入到所述互补连接器 元件的主体之中的所述管道，相对于所述互补连接器元件的所述主体至少沿与所述互补连 接器元件的纵轴平行并且与所述连接装置反向的方向被锁止，并且，
[0034] 在所述两个位置中的另一个位置处：所述锁止机构允许所述连接器元件的所述管 道移出到所述互补连接器元件的主体的外部。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 通过阅读以下描述、所提供的仅为非限制性的示例并且参考附图，本发明将得到 更好的理解，其中：
[0036] 图1是根据本发明的连接器的侧视图，该连接器包括以分离状态示出的凹形连接 装置以及凸形连接器以及根据本发明的装置，还示出属于该装置的处于解锁位置的控制 杆；
[0037] 图2是在图1中示出的连接器的轴向截面视图；
[0038] 图3是在与图2的平面垂直的平面中的连接器的放大的局部轴向截面图，示出了 在连接期间控制杆处于解锁位置的连接器；
[0039] 图4是在类似于图1的平面中的放大的局部侧视图，示出了处于联接状态的连接 器，其中控制杆处于锁止位置；
[0040] 图5是在类似于图3的平面中，沿着图4的线V - V的较小比例的局部轴向截面 图；
[0041] 图6是另一个比例的图1和5的连接装置的局部分解透视图；
[0042] 图7是图1中的局部VII的放大视图，部分示出了处于分离状态的连接装置；
[0043] 图8是在类似于图7的平面中，图4中的局部VIII的放大视图，示出了处于联接 状态中的连接装置；
[0044] 图9是处于解锁状态的现有技术的曲柄连杆机构的放大示意图；以及
[0045] 图10是处于解锁状态的现有技术的曲柄连杆的放大示意图。

【具体实施方式】
[0046] 图1到图8示出了根据本发明的连接器1。
[0047] 该连接器1包括连接器元件2和同样根据本发明的连接装置10。该元件2被构造 为凸形连接器端，而装置10构造为适合于容纳元件2的凹形连接器端。该装置10用于连 接到第一管路，而该元件2用于连接到连接装置10并且连接到第二管路上，为了简化目的， 这些管路并未在图1 一 8中示出。图1，2和7中示出的是处于分离状态的连接器1，在图3 中是处于联接期间，在图4,5和8是处于联接状态。
[0048] 元件2和装置10是连接器1的两个构件，当连接器1处于联接状态下时，该连接 器1适于在高压和高温(达到450°C)或者极低温度(例如达到一 250°C)下传送气态和/或 液态的流体。在这种情况下，该装置10连接到第一管路，而元件2连接到连接装置10上并 且连接到第二管路，从而使得流体能够通过连接器1从一个管路到另一个管路。连接器1 的构件2和10由金属制成，以便能够承受高压以及高温或者极低温。
[0049] 作为一个非限制性示例，极低或者极高的温度应用中可使用奥氏体不锈钢，例如 316L。
[0050] 如图1至5所示，连接器元件2包括主体3和管道4,它们都整体以纵轴线X2为中 心。主体3限定了元件2的前侧，而管道4朝向元件2的后部延伸。
[0051] 主体3包括内腔3a，环形表面3b和内孔3c。环形表面3b向着轴线X2在内腔3a 和内孔3c之间径向延伸，该环形表面3b以轴线X2为中心。表面3b朝向元件2的前侧。主 体3还包括外周螺纹5,其与在装置10上形成的接合轮廓25形成一个互补的接合轮廓(如 下面所述)。
[0052] 该管道4包括位于主体3的内腔3a中的头部6,以及从头部6穿过内孔3c朝向后 部延伸的导管7。贯穿管道4的内部通道8沿着轴线X2在前开口 8a和后开口 8b之间延 伸。通道8的前开口形成在头部6处，并且用于连接到装置10。通道8的后开口 8b形成在 与头部6相对的导管7中，并且连接到通道上(未示出）。该头部6包括以轴线X2为中心的 外圆柱面6a，以及朝向轴线X2径向延伸的后环形表面6b。表面6a被容纳在内腔3a中，而 表面6b被设置为紧靠主体3的表面3a。在导管7的外表面上形成有狭槽7a，所述狭槽7a 容纳具有整体上为环形的开口挡圈7b。该开口挡圈7b未形成完整的环，以便于其插入狭 槽7a中。当管道4相对于主体3可沿着轴线X2移动时，导管7在内孔3c中是可移动的， 而表面6a在内腔3a中是可移动的。管道4向前的移动由于开口挡圈7b的存在而受到限 制，而管道4向后的移动由于与相邻表面6b接合的表面3b的存在而得到限制，安装状态下 的主体3可相对于管道4围绕轴线X2旋转。
[0053] 头部6还包括表面9,表面9以球面部分的形式并且以轴线X2为中心，并且定向为 朝向元件2的前部和外侧。该球面9沿远离导管7的方向逐渐变窄。如图3和5所示，球 面9构成属于装置10的互补截头圆锥面39的支承部分。这种通过金属对金属的接触的球 形/截头圆锥密封非常适合于高压以及高温或者极低温度的流体。而且，球形对圆锥体的 体密封并不需要其他密封件，这会使得维护更轻微。
[0054] 连接装置10整体上沿着纵向中心轴线X10延伸，当连接器1处于联接状态时，该 轴线X10与连接器元件2的轴线X2对齐。连接装置10包括端部主体20 ;相对于主体20可 移动的管道端30 ;以及位移机构40,该机构40用于沿轴线X10限定的纵向相对于主体20 移动管道30。主通道38沿着轴线X10贯穿管道30,以便流体在装置10中流动。在图5所 示的连接器1的联接状态中，通道8和通道38配合地连接，这允许连接器1中流体的流动。
[0055] 具有螺纹孔的端部主体20整体具有管状的形状。主体20沿着轴线X10在前端 20a和后端20b之间延伸，其中前端20a用于联接到元件2上，后端20b用于管道30沿着 轴线X10的滑动。主体20包括位于前端20a -侧的第一孔21，第二中间孔22以及位于后 端20b-侧的第三孔23。孔21，22, 23以轴线X10为中心。孔21的直径大于孔22的直径， 孔22的直径大于孔23的直径，这些直径均围绕轴线X10测得。在孔22和23之间形成有 腔体80,腔体80在主体20的两侧冒出（如下文所述)。孔21、22、23和腔体80界定了一个 干燥的内腔24,这是因为腔体24与装置20中循环流体的流动通道38隔绝。该腔体24始 终沿着纵轴线X10在前端20a和后端20b之间穿过主体20。管道30可相对于端部主体20 沿着轴线X10平移，同时被孔22和23导向。
[0056] 主体20包括接合轮廓25,更确切地说是在前端20a -侧的第一孔21的表面上围 绕轴线X10形成的内螺纹，即螺纹孔。形成在主体20上的接合轮廓25与形成在元件2的 主体3上的接合轮廓5互补，以便形成连接器1的元件2和装置10之间的联接。
[0057] 形成在主体20中的腔体80用于容纳机构40的不同构件。腔体80包括以轴线 X10为中心的第一孔81 ;在孔81和孔22之间向着轴线X10径向延伸的轴肩82 ;具有以轴 线X10为中心的截头圆锥内表面的两个部分83,形成在轴线X10和孔81以及部分83的径 向上并且在主体的两侧上形成的第二孔84,以及在轴线X10的径向上并且由具有部分圆柱 轮廓的孔形成的双侧后部腔体85。一方面，每个孔85形成在主体20的外侧，另一方面，在 孔84处形成在主体20中。孔85都以轴线A3为中心，该轴线A3垂直于轴线X10并且沿着 轴线X10从孔84的轴线偏移。
[0058] 对于端部主体20,定义了前向D1，所述前向平行于轴线X10并且从后端20b朝向 前端20a，并且定义了与D1方向相反的后向D2。
[0059] 管道端部30包括用于连接到元件2的管道4上的头部31，以及连接到通道(未示 出）的后部导管32。头部31和导管32都具有以轴线X10为中心的管状形状。头部31包括 以轴线X10为中心的外圆柱面，以及整体上具有环形形状的后部轴肩34,后部轴肩34在表 面33和导管32之间朝向轴线X10径向延伸。导管32在孔23处伸出主体20的后端20b。 换句话说，管道30是部分容纳在主体20中，并未被在通道38中循环的流体围绕。导管32 包括以轴线X10为中心的外圆柱面35,所述外圆柱面35的直径小于头部31的表面33的直 径。在导管32中形成有在表面35上的狭槽36,所述狭槽36容纳环形的开口挡圈37。该 开口挡圈37未形成完整的环，以便于其插入狭槽36中。当管道30相对于主体20沿着轴 线X10、沿着方向D1或者D2移动时，表面33在孔22中是可移动的，同时表面35在孔23中 是可移动的。管道30沿D1方向的移动由于开口挡圈37的存在而受到限制，而管道30沿 D2方向的移动由于机构40的存在受到限制。
[0060] 内部通道38穿过管道端部30,该内部通道38沿着轴线X10在前开口 38a和后开 口 38b之间延伸。通道38界定了连接装置10中的流体流动通道。通道38的前开口 38a 形成在头部31处，并且用于连接到元件2。通道38的后开口 38b形成在与头部31相对的 导管32中，并且被连接到管路(未示出）上。在头部31的前侧内部，通道38的前开口 38a 处布置有截头圆锥面39。截头圆锥面39在与导管32相对的D1方向上是扩口的，从而形成 与元件2的表面9互补的支承部分。
[0061] 实际上，在主体20的干燥的内腔24中以及在管道30的外表面33,34和35上没 有流体流动。当装置20与互补元件2处于联接状态下时，通道38与干燥的内腔24是隔绝 的。换句话说，管道30与阀门不同。
[0062] 如图3到图8所示，用于在主体20中移动管道30的机构40包括枢轴元件50、偏 心控制杆60、两个连杆环70、形成在主体20中的腔体80,垫片90和弹簧100。
[0063] 枢轴元件50位于主体20内并且围绕管道30。更具体地说，该枢轴元件50被部分 地容纳在腔体80中并且在孔85处在腔体80的两侧冒出。该枢轴元件50包含由两个圆柱 形侧面部分52构造的中心部分51。该中心部分51包括形成圆柱形部分的外表面53 ;以及 前平面54,该前平面54垂直于轴线X10并且被孔55穿过。管道30的导管32以减小的余 隙沿着轴线X10穿过孔55。每个侧面部分52包括与表面53同轴的圆柱形外表面56。侧 面部分52安装在控制杆60中（如下文所述)。侧面部分52和它们的圆柱面56以轴线A1 为中心。前平面54与垫片90接触，垫片90进而压靠在管道30的表面34上，处于一种从 管道30退出的状态。前平面54能够沿前向D1向后推动管道30。在元件50、90和30之间 的接触是表面接触。
[0064] 围绕轴线A1可旋转地安装的偏心控制杆60通过操作者的驱动而沿锁止方向L1 朝向锁止位置，或沿与方向L1相反的解锁方向L2朝向解锁位置。控制杆60包含由手柄62 连接的两个控制杆臂61。该手柄62由圆柱形轴形成，该圆柱形轴沿横切中心轴线X10的方 向在两个臂61之间延伸。为了简化目的，在图1和4中，臂61的其中一个未示出，同时手 柄62以横截面示出。
[0065] 每个控制杆臂61包括相互固定的细长部分63和偏心圆柱形部件64。该细长部 分63位于装置10的外侧上，同时偏心部件64相对于中心轴线X10位于细长部分63的内 侧上。该细长部分63位于腔体80的外侧，同时偏心部件64穿过腔体80的孔85。轴线A1 为中心的孔65以穿过细长部分63以及偏心部件64的方式穿过臂61。孔65用于容纳枢轴 元件50的一个侧面部分，从而使得表面56和孔65中的一者围绕轴线A1相对另一者枢转。 该偏心部件64包括以轴线A2为中心的外圆柱面66,该轴线A2与轴线A1平行但是相对于 轴线A1存在偏移量。换句话说，孔65和圆柱面66是偏心的。圆柱面66完全地围绕孔65， 并且具体来说，在平行于轴线Al、A2和A3的横向上与孔65处于同一水平面上，S卩，沿着横 向在相同的区域中。换句话说，垂直于横向方向的平面贯穿孔65和圆柱面66。控制杆60 的每个偏心部件64安装在连杆环70中（如下文所述)。该细长部分63包括孔口 67,所述孔 口 67沿着细长部分63形成在偏心部件64和的孔65的对面。该手柄62的每个端部由穿 过孔口 67的螺钉68紧固到臂61。螺钉68的紧固使得能够保持偏心控制杆60和连杆环 70围绕枢轴元件50安装。
[0066] 每个控制杆臂61还包括筒形销69,其位于控制杆60的内侧并且靠近偏心部件 64。每个销69用于一个连杆环70配合(如下所述)。在图1、4、7和8示出的销69属于的 臂61出于简化的原因而未不出。
[0067] 连杆环70安装在控制杆60的偏心部件64上。每个连杆环70带有余隙地容纳在 孔84以及形成于主体20的腔体80的一个孔85中。每个连杆环70包括内孔72以及外表 面73,该外表面73包括通过两个平面76连接的前外表面74和后外表面75。孔72和表面 74以轴线A2为中心。该表面74和75形成圆筒部分，其中表面75的直径小于表面74的 直径。孔72设置成围绕偏心部件64的表面66枢转。表面75相对于轴线A2是偏心的，并 且设置成围绕轴线A3在腔体80的孔85中滑动。每个连杆环70 -方面可相对于偏心部件 64围绕圆柱面66和轴线A2旋转，另一方面，当滑动表面75于孔85接触时，其相对于端部 主体20,相对于腔体80是围绕轴线A3静止的。连杆环70的由表面74、75和76形成的外 表面73围绕孔72布置。具体来说，后部外表面75沿平行于轴线Al、A2和A3的横向方向 与孔65处于同一水平面，即，沿着该横向方向的相同区域中。换句话说，垂直于横向方向的 平面贯穿孔72和后表面75。后表面75在的其围绕轴线A3的延伸部分中与孔72形成的圆 柱面相切，在一个未示出的替代性示例中，其完全围绕由孔72形成的圆柱面。
[0068] 垫片90位于腔体80中，并且包括整体为管状的主体部件91，以轴线X10为中心的 圆柱形孔92穿过该部件91。部件91沿着轴线X10在两个整体为环形的端面93和94之间 延伸，这些端面朝向轴线X10径向延伸。管道30的导管32穿过孔92。表面93被定向为朝 向装置10的后部，并且被设置成压靠枢轴元件50的表面54。表面94朝向装置10的前部， 并且被设置成压靠管道30的表面34。垫片90还包括凸缘95,所述凸缘95从部件91的外 表面向轴线X10径向地延伸，并且大体位于表面93和94的中间。凸缘95在轴线X10的径 向上位于腔体80的孔81另一边。在相对于轴线X10直径上对置的垫片90的两侧上，部件 91、表面93和94以及凸缘95由两个平面96截断。表面96相互平行并且平行于轴线X10。
[0069] 弹簧100位于腔体80之中并且在垫片90上。弹簧100整体上具有以轴线X10为 中心的环形形状。该弹簧100包括内孔口 101，后侧102和前侧103。该孔口 101用于容纳 垫片的主体部件91。弹簧100位于垫片90上，在凸缘95的(相对于表面93)更接近于表 面94的一侧上。后侧102被布置为与凸缘95接触。前侧103被布置为与端部主体20中 形成的腔体80的表面82接触。
[0070] 枢轴元件50和偏心控制杆60之间的旋转轴线A1，偏心控制杆60和连杆环70之 间的旋转轴线A2,以及连杆环70和主体20之间的旋转轴线是间隔开的，S卩，未对齐。轴线 A1、A2和A3大体上彼此平行，并且与横切装置10的方向平行，S卩，垂直于包括中心轴线X10 的平面P1。在这种情况下，轴线A1、A2和A3在与包括轴线X10的平面P1垂直的方向上延 伸。此平面P1构成装置10的一个对称平面（除了螺纹孔25处之外)。该轴线A1和A3大 体上位于同一平面P2中，该平面P2与对称面P1垂直。在附图的例子中，平面P2包括中心 轴线X10。替代地，平面P2可平行于轴线X10。该平面P1对应于图2的平面，而平面P2对 应于图3和5的平面。
[0071] 实际上，在机构40的解锁状态和锁止状态之间，轴线A1可在平面P2中沿着轴线 X10移动，而轴线A3是静止的。通过偏心控制杆60在解锁状态和锁止状态之间围绕移动 轴线A1和围绕固定轴线A3的枢转，轴线A2可在平面P2的每侧上移动。沿轴线X10限定 的纵向，轴线A2整体位于轴线A1和A3之间。轴线A1和A2之间的距离是固定的并且与表 面65和66的偏心程度（off - centeredness)相对应。同样地，轴线A2和A3之间的距离 是固定的并且与表面72和表面75的偏心程度（off - centeredness)相对应。轴线A1和 A2之间的距离较短，大约为轴线A2和轴线A3之间的距离的十分之一，优选最多为五分之 一。与机构40的锁止状态相比，轴线A1和A3之间沿由轴线X10限定的装置10纵向的距 离在解锁状态下更短。当操作者沿方向L1从解锁位置向锁止位置枢转控制杆60时，轴线 A2穿过平面P2并且机构40处于其锁止状态，上述动作是不可逆的。这种不可逆性可防止 轴线A2意外地返回到它的初始位置。在解锁状态下，轴线A2位于平面P2的一侧。在锁止 状态，轴线A2位于平面P2的另一侧并且比解锁状态更接近平面P2。
[0072] 替代性地，机构40可构造为使得：通过围绕移动轴线A1和固定轴线A3两者枢转 偏心控制杆60,轴线A2仅仅可在平面P2的一侧移动。在这种情况下，机构40是可逆的。 为了机构40在控制杆60处于锁止位置时能够被保持在其锁止位置，装置10需要安装有锁 止该控制杆60的装置和/或使得机构40处于锁止位置的另一个移动元件。
[0073] 根据本发明，机件40的构件限定了枢轴元件50和偏心控制杆60之间围绕第一轴 线A1的第一接合直径01,偏心控制杆60和连杆环70之间围绕第二轴线A2的第二接合直 径02,以及连杆元件70和后部腔体85之间围绕第三轴线A3的第三接合直径03。在图3 到图5以及图7中示出了直径01、02和03。
[0074] 在图1和图8的机构40中，直径01等于5毫米，直径02等于7. 5毫米并且直径 03等于8.5毫米。因此，直径01和02之和的一半等于6. 25毫米。因此，直径01和03 之和的一半等于8毫米。轴线A1和轴线A2之间的距离等于0. 15毫米，并且轴线A2和轴 线A3之间的距离等于1. 5毫米。
[0075] 连接器1和装置10的完整操作将在下面描述。
[0076] 如图1、图2和图7所示，连接器1最初处于分离状态，S卩，连接器元件2和连接装 置10是分离的。偏心控制杆60处于解锁位置，其中臂61沿整体上垂直于轴线XI和平面 P2的方向在主体20的两侧上延伸。
[0077] 如图6和7所示，当装置10已经组装并且控制杆60处于解锁位置时，由控制杆60 支撑的销69各自压在连杆环70的平面76中的一个上。销69和连杆环70之间的这种配 合限制了控制杆60围绕轴线A1的角度位置，换言之，防止控制杆60围绕轴线A1沿解锁方 向L2旋转。控制杆60通过弹簧100返回位置，该弹簧100沿后向D2推动垫片90、枢轴元 件50、偏心控制杆60和连杆环70直到向后紧靠在主体20上。具体来说，每个后表面75在 相应孔85中沿着轴线X10处于向后压靠状态。
[0078] 如图3所示，在元件2和装置10间的第一联接阶段，控制杆60仍然处于解锁位置。 每个销69与一个连杆环70的平面76配合。装置10的互补元件2螺纹旋入主体20中；更 具体地说，螺纹5螺纹旋入螺纹孔25之中，直到表面9和39接触并且推动管道30的表面 34压靠垫片90的表面94,同时管道4的表面6b被向后推动到压靠元件2的主体3的表面 3b。元件2的主体3穿过主体20的内腔24的内部，并且导管30的头部31穿入主体3的 内腔3a，并且管道4的开口 8a穿入管道30的开口 38a。于是，主体3和20沿着轴线X10 在平移方向被固定。
[0079] 如图4、5和8所示，接下来驱动偏心控制杆60以使连接器1进入联接状态。通过 沿锁止方向L1枢转，该控制杆60可从其解锁位置移动到其锁止位置，其中手柄62逐渐靠 近主体20的前部20a。换句话说，控制杆60从位移机构40的解锁状态移动到锁止状态。 控制杆60围绕轴线A1沿方向L1枢转近似50度，这种枢转会被主体20上的手柄62的抵靠 限制。通过外表面56和孔65的配合，围绕轴线A1产生控制杆60相对于枢轴元件50的旋 转，于是表面限定了接合直径01。通过孔72与外表面66的配合，控制杆60的旋转还导致 偏心部件66相对于连杆环70围绕轴线A2的旋转，这些表面限定了接合直径02。然后，通 过后外表面75与孔85的配合，连杆环70相对于端部主体20发生围绕轴线A3的旋转，这 些表面限定了接合直径03。然后，轴线A2穿过包含轴线A1和A3的平面P2以及轴线X10， 并且在轴线A1和轴线A3之间，从而穿过锁止的不可逆区域，这确保了将机构40维持在锁 止状态下。轴线A2在解锁状态和锁止状态之间的移动导致轴线A1的移动，进而使得管道 30端部相对于主体20沿着轴线X10在前向D1上移动。举例来说，对于具有标准尺寸的装 置10,在轴线A1和A3之间的距离已经增大了大约0. 05毫米，那就是说，垫片90上的枢轴 50的支撑表面54以及管道30上的垫片90的支撑表面94在控制杆60旋转期间，已经朝向 主体20的前侧20a移动了 0. 05毫米。这种移动使得管道30和互补元件2更紧密靠近，使 得在表面39上的表面9上产生压力Fp，从而在互补表面9和39处形成通道8和38之间的 密封连接。在图5中以箭头示意地示出了压力Fp。作为对压力Fp的反作用，表面39同样 施加压力到表面9上(为了简化目的没有示出）。处于联接状态的连接器1在元件2和装置 10之间的接合处被密封，使得流体可以在连接器1中流动。
[0080] 当断开时，即，从连接器1的联接形态到分离形态，控制杆60沿解锁方向L2围绕 轴线A1旋转，其中手柄62移动远离主体20的前部20a。轴线A2还沿反向移动，朝向它的 初始位置，再次穿过平面P2以离开不可逆区域。每个销69通过与相应的连杆环70的平面 76配合来限制控制杆60的旋转。轴线A1沿后向D2移动，并且由表面9施加在表面39上 的压力Fp被免除，此时，连接器1内部不再提供密封。通过将头部3从主体20中旋下，元 件2和装置10分离。
[0081] 在未示出的替代性示例中，表面56、65、66、72、75和85可沿平行于轴线A1、A2、A3 的横向偏移。在垂直于轴线A1、A2和A3的平面P1上的投影中，表面66和72围绕表面65 和56,而连杆环70的外表面73围绕表面66和72。
[0082] 根据另一个未示出的替代性示例，平面P1上的投影中，偏心部件64的表面66和 65没有彼此围绕，而是交叉的，S卩，表面66或者65中的一者部分地包含在另一者中。
[0083] 有利地，在本发明的上下文中，机构40在纵向上具有减小的体积，这是因为与接 合并列的传统曲柄连杆不同的是：机构40沿着轴线A1、A2和A3的接合是连锁的。表面56 或65和66是交叉的，或者表面56或表面65围绕表面66或者被表面66所围绕。表面75 和72是交叉的，或者表面75围绕表面72。换句话说，轴线A1和A2之间的距离严格小于 (即小于且不等于，strictly smaller)第一接合直径01和第二直径接合02之和的一半， 轴线A2和A3之间的距离严格小于第二接合直径02和第三接合直径03之和的一半。优 选的，轴线A1、A2和A3均位于机构40的所有圆柱形接合表面55、65、66、72、75和85内部， 偏心控制杆60和连杆环之间的接合表面66和72围绕枢轴元件50和偏心控制杆60之间 的接合表面55和65,这确保了沿着轴线X10的最大纵向紧密性。由于连锁，处于相对旋转 元件50、60、70和80之间的圆柱形或者圆筒部分接触界面相对显著，并且可实现轴线A1在 解锁状态和锁止状态之间较小的移动量。而且，移动部件50、90和30之间平面的接触界面 相对较大。装置10的部分之间的增大的接触界面，使得对于固定的驱动力而言可以减少接 触压力，这就允许使用较低硬度的材料，因此更经济或者更适合于某些应用，尤其适合于低 温技术。解锁状态下轴线A2位于平面P2的一侧并且锁止状态下位于平面P2的另一侧的 这种结构能够允许机构40自维持在锁止状态下，并且当超过空转位置(轴线A1、A2和A3均 包含在平面P2之中）时采用更少作用力进行锁止。包含轴线A1和A3的平面P2与装置10 的中心纵轴线X10的并行性，对于给定的锁紧力而言允许最佳的移动。轴线A2和轴线A3 之间的中心偏移大于在轴线A1和轴线A2之间的中心偏移，这种情况允许机构40通过偏心 控制杆来操纵，并且还使得能够通过在解锁状态和锁止状态之间限制连杆环70的旋转来 利用腔体限制主体20的开口。因为相对于端部主体20的外表面，部件50、60、70全部都至 少部分地位于内部，即，在轴线X10的一侧，所以机构40端部主体20外侧的体积减小。而 且，表面56、66、75和孔65、72和85沿平行于轴线Al、A2和A3的横向均(至少部分的）位 于同一水平面上，这使得能够制造更简单的部件60、70,并且实现了在径向上减少体积。控 制杆60的手柄62远离轴线A1的操纵允许操作员施加显著的锁紧力。通过两个端部移动 止动器62和69对控制杆60的行程的控制确保了管道30的可控以及可再现的移动量。在 机构40的所有状态下，每个后部孔85沿着纵轴线X10位于轴线Al、A2和A3的后面。
[0084] 图9和10在运动学上用图解法示出了装置10的构件，其布置对应于现有技术的 曲柄连杆而不是根据本发明。
[0085] 而且，连接器1、连接器元件2和连接装置10可构造为不同于图1到8而不超出本 发明的范围。
[0086] 在未示出的替代性示例中，在元件2和管道端部30之间的支承部件9和39可构 造成不同于图1到8中的示例。优选的，部件9和39包括至少一个截头圆锥面以形成直接 的密封接触。例如，部件9和39均包括截头圆锥面。根据另一个示例，部件9和39可与凹 形的元件2安装并且容纳凸形的管道端部30。优选的，当表面9和39的密封接触为圆锥/ 球面型时，外部的凹形部分具有截头圆锥体端，并且内部凸形部分具有部分球形端。
[0087] 根据另一个未示出的替代性示例，在连接器1内部的密封由金属密封实现。更具 体地说，利用金属密封确保了在元件2和管道端部30之间的密封接触，偏心控制杆60的驱 动导致的部件的接近会在元件2和管道端部30的表面9和39之间形成挤压，以密封该联 接。在这种情况下，支撑表面9和39不必定是截头圆锥体或者球形表面。
[0088] 根据另一个未示出的替代性示例，连接器元件2包括凹形接合轮廓，例如螺纹孔， 而端部主体20包括凸形接合外形，例如螺纹。
[0089] 根据另一个未示出的替代性示例，管道端部30不构造为整体管状体，而是由彼此 密封地装配的几个部件构成。
[0090] 根据另一个未示出的替代性示例，阀门系统可位于元件2的通道8的内部和/或 位于由管道端部30限定的主流动通道38内。在任何情况下，主体20包含干燥的内腔24， 内腔24是一个与流通通路隔离的贯通的内腔，S卩，在其中没有流体直接流动。当流体流过 连接器1时，在主体20的干燥的内腔24和管道30的外表面上没有流体流动。换句话说， 管道30与阀门不同。
[0091] 根据一个未示出的具体的替代性示例，偏心控制杆60包括至少一个圆柱形部件， 其容置在枢轴元件50的孔中。此圆柱形部件和此孔均以轴线A1为中心。
[0092] 根据一个未示出的替代性示例，偏心控制杆60包括至少一个孔，所述孔容纳属于 连杆环70的圆柱形部件。此孔和此圆柱形部件均以轴线A2为中心，并且相对于轴线A1是 偏心的。
[0093] 根据另一个未示出的替代性示例，偏心控制杆60包括用于在对应的控制杆臂61 上调整每个销69的位置的装置，以便于调整控制杆60的行程以及接触面9和39处的压力 Fp。例如，销69能够沿着在臂61中形成的狭槽旋入不同的位置。
[0094] 根据另一个未示出的替代性示例，如专利申请FR1159652中所述，连接器元件2包 括管道4,主体以及布在元件2的螺纹体中的锁止机构(例如焊珠或者按钮)，该主体沿着纵 轴延伸并且设置有包括与端部主体20的螺纹25互补的螺纹的径向表面。在这种情况下， 螺纹主体可与端部主体20接合。由于迅速的锁止机构，该管道4相对于元件2的螺纹体锁 止在适当的位置。锁止机构至少在连接器的分离形态下可在插入到连接器元件2的主体中 的管道4 (相对于连接器元件2的主体沿与装置10和与主体的纵轴平行的至少一个方向） 的锁止位置和锁止机构允许管道4被移出到连接器元件2的主体外部的位置之间移动。
[0095] 根据另一个未示出的替代性示例，适应于此应用的机构40可构造为与此不同。例 如，控制杆60包括单个控制杆臂61、单个偏心部件64和单个销69。在这种情况下，枢轴元 件50包括容纳在臂61中的单个侧部52,并且机构40包括布置在臂61的偏心部件64附近 的单个连杆环70。然而，优选的是，机构40相对于平面P1对称以便最优化作用力的分布 (特别是在控制杆60的驱动期间)。具有两个控制杆臂61的机构40的结构中，两个连杆环 70和两个枢轴圆筒52平衡主体20的腔体80中枢轴元件50的纵向运动，以避免塞住。 [0096] 根据另一个未示出的替代性示例，枢轴元件50和管道端部30是整体式。
[0097] 无论何种实施例，位移装置40包括至少一个枢轴元件50、一个偏心控制杆60、一 个连杆元件70和一个形成在端部主体20中的后部腔体85,并且限定了枢轴元件50和偏心 元件60之间围绕第一轴线A1的第一接合直径01、偏心元件60和连杆元件70之间围绕第 二轴线A2的第二接合直径01、和连杆元件70和后部腔体85之间围绕第三轴线A3的第 三接合直径03。三个轴线A1、A2和A3间隔开并且彼此平行。轴线A1和A2之间的距离小 于接合直径01和接合直径02之和的一半，轴线A2和A3之间的距离小于接合直径02和 接合直径03之和的一半。枢轴元件50仅可相对于端部主体20沿纵轴线X10移动，并且能 够沿前向D1向后推动端部主体30。在位移装置40的解锁状态和锁止状态之间，偏心元件 60相对于枢轴元件50沿着第一接合直径01滑动。
[0098] 此外，上述不同实施例和替代性示例的技术特征可整体或者部分地结合。因而，根 据本发明的连接器5和连接装置可适用于专门的应用，特别是在考虑成本和使用限制的应 用。
【权利要求】
1. 一种适用于输送承压流体的连接装置（10)，该连接装置（10)被构造为与互补的连 接器元件（2)联接，所述装置以及所述连接器元件之中的第一部件（2)被构造为适于连接 至第一管路的凸形元件，并且所述装置以及所述连接装置之中的第二部件（10)被构造为适 于连接至第二管路的凹形元件，所述连接装置（10)包括： 一管道端部（30)，所述管道端部（30)限定用于连接装置（10)中流体流动的内部流动 通道（38 )并且包括用于所述连接器元件（2 )的支承表面（39 ); 一端部主体（20)，所述端部主体（20)包括用于与所述连接器元件（2)的主体（3)接合 的螺纹表面（25)和内腔（24)，该内腔（24)沿着所述连接装置（10)的纵轴（X10)整体延伸 并且在联接状态下与所述内部流动通道（38)隔绝；以及 一位移装置（40)，所述位移装置（40)用于在解锁状态和锁止状态之间于所述端部主 体（20)的内腔（24)中顺着纵轴（X10)沿前向（D1)移动所述管道端部（30); 其中所述位移装置（40 )包括至少一个枢轴元件（50 )、一个偏心元件（60 )、一个连杆元 件（70)和形成在所述端部主体（20)中的一个后部腔体（85)，并定义如下： 一所述枢轴元件（50)和所述偏心元件（60)之间围绕第一轴线（A1)的第一接合直径 (01), 一所述偏心元件（60)和所述连杆元件（70)之间围绕第二轴线（A2)的第二接合直径 (02 λ以及 一所述连杆元件（70)和所述后部腔体（85)之间围绕第三轴线（A3)的第三接合直径 (03); 其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线（Al、Α2、A3)是间隔开的，并且平行 于横切纵轴（Χ10)的方向； 其中所述第一轴线（Α1)和所述第二轴线（Α2)之间的距离小于所述第一直径（01 )和 所述第二直径（02 )之和的一半； 其中所述第二轴线（Α2)和所述第三轴线（A3)之间的距离小于所述第二直径（02 )和 所述第三直径（03 )之和的一半；并且 其中所述枢轴元件（50)相对于所述端部主体（20)仅可沿着纵轴（Χ10)产生平移，并且 能够沿方向（D1)向后推动所述端部王体（30)。
2. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中，所述偏心元件（60)包括第一圆柱面 (65)和第二圆柱面（66)，所述第一圆柱面（65)与所述枢轴元件（50)配合以形成具有所述 第一直径（01)的接合，所述第二圆柱面（66)与所述连杆元件（70)配合以形成与具有所 述第二直径（02 )的接合，其中所述第一圆柱面（65)围绕所述偏心元件（60)的所述第二 圆柱面（66)或者被所述偏心兀件（60)的所述第二圆柱面（66)围绕。
3. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中，所述连杆元件（70)包括第一圆柱面 (72)和包含第二圆柱面（75)的外表面（73)，所述第一圆柱面（72)与所述偏心元件（60)配 合以形成具有所述第二直径（02 )的接合，所述第二圆柱面（75)与所述后部腔体（85)配 合以形成具有第三直径（03 )的接合，其中所述连杆元件（70)的所述外表面（73)围绕所 述连杆元件（70)的所述第一圆柱面（72)。
4. 根据权利要求3所述的连接装置（10)，其中，所述偏心元件（60)包括第一圆柱面 (65)和第二圆柱面（66)，所述第一圆柱面（65)与所述枢轴元件（50)配合以形成具有所述 第一直径（01 )的接合，所述第二圆柱面（66)与所述连杆元件（70)配合以形成具有所述 第二直径（02 )的接合，其中所述第一圆柱面（65)围绕所述偏心元件（60)的所述第二圆 柱面（66)或者被所述偏心元件（60)的所述第二圆柱面（66)围绕，并且其中，所述后部腔 体（85)、所述连杆（70)的所述第一圆柱面（72)和所述第二圆柱面（75)、所述偏心元件（60) 的所述第一圆柱面（65)和所述第二圆柱面（66)沿与所述第一轴线、第二轴线和第三轴线 (A1、A2、A3)平行的方向位于同一水平面上。
5. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中，所述第一轴线（A1)和所述第三轴线 (A3)位于与所述连接装置（10)的纵轴（X10)大体平行的平面（P2)中，其中，在所述位移装 置（40)的解锁状态下，所述第二轴线（A2)位于所述平面（P2)的一侧；在所述位移装置（40) 的锁止状态下，所述第二轴线（A2)位于所述平面（P2)的另一侧。
6. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中所述第一轴线（A1)和所述第二轴线 (A2)之间的距离小于所述第二轴线（A2)和所述第三轴线（A3)之间的距离。
7. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中 一所述枢轴元件（50)包括至少一个以所述第一轴线（A1)为中心的圆柱形部件（52); 一所述偏心元件（60)包括孔（65)和外表面（66)，所述孔（65)容纳所述枢轴元件（50) 的圆柱形部件（52)以形成具有第一直径（01 )的接合，所述外表面（66)围绕所述孔（65) 并且以所述第二轴线（A2)为中心； 一所述连杆元件（70 )包括孔（72 )和围绕所述孔（72 )的外表面（73 )，所述孔（72 )容纳 所述偏心元件（60)的外表面（66)以形成具有所述第二直径（02 )的接合；并且 一所述后部腔体由以所述第三轴线（A3)为中心的孔（85)形成，并且能够与所述连杆 元件（70)的所述外表面（73)的所述圆柱面（75)配合以形成具有第三直径（03 )的接合。
8. 根据权利要求7所述的连接装置（10)，其中，所述偏心元件（60)形成用于使所述位 移装置（40)在解锁状态和锁止状态之间切换的操作控制杆，并且所述偏心元件（60)包括 位于所述端部主体（20)两侧的两个控制杆臂（61)，每个所述控制杆臂（61)与所述枢轴元 件（50)配合，并且其中，所述位移装置（40)包括： 一两个连杆元件（70 )，每个所述连杆元件（70 )各自与所述偏心元件（60 )的两个所述 控制杆臂（61)中的一个配合，以及 一两个后部腔体（85 )，所述后部腔体（85 )在所述端部主体（20 )的外侧冒出，并且每个 所述后部腔体（85)各自与两个所述连杆元件（70)中的一个配合。
9. 根据权利要求8所述的连接装置（10)，其中，所述两个控制杆臂（61)通过轴（62)连 接以形成操纵手柄，所述操纵手柄在所述位移装置（40)的锁止状态下抵靠所述端部主体。
10. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中，所述偏心元件（60)包括至少一个止档 件（69)，所述止档件（69)在所述位移装置（40)的解锁状态下压靠所述连杆元件（70)的表 面（76)。
11. 根据权利要求1所述的连接装置（10)，其中，所述连接装置（10)包括弹性返回装置 (100)，所述弹性返回装置（100)用于将所述位移装置（40)返回到其解锁状态。
12. -种适于输送承压流体的连接器（1 )，其中，所述连接器（1)包括 一根据权利要求1的连接装置（10)，以及 一互补连接器元件（2)，所述互补连接器元件（2)能够联接到所述连接装置（10)上并 且包括管道（4 )，所述管道（4 )限定了与所述连接装置（10 )的支承表面（39 )互补的支承表 面（9)， 并且其中，所述互补连接器元件（2)的支承表面（9)和所述连接装置（10)的支撑表面 (39)处于圆锥体对圆锥体式的接触或者处于球面部分对圆锥体式的接触，从而在所述管道 端部（20)和所述管道（4)之间形成连接。
13. 根据权利要求12所述的连接器（12)，其中所述互补连接器元件（2)包括锁止机构， 所述锁止机构在可在下述两个位置之间移动， 在所述两个位置中的一个位置处：所述互补连接器元件（2)的插入到所述互补连接器 元件（2)的主体之中的所述管道（4)，相对于所述互补连接器元件（2)的所述主体至少沿与 所述互补连接器元件（2)的纵轴平行并且与所述连接装置（10)反向的方向被锁止，并且， 在所述两个位置中的另一个位置处：所述锁止机构允许所述连接器元件（2)的所述管 道（4 )移出到所述互补连接器元件（2 )的主体的外部。
【文档编号】F16L37/18GK104061392SQ201410112844
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】A-C·蒂贝尔吉安, C·迪里厄, I·班诺 申请人:史陶比尔法万举