本發(fā)明涉及管路連接部件技術(shù)領域，具體地說，涉及一種同軸式自封接頭。

背景技術(shù)：

自封接頭一般用于管路快速連接，在使用時把兩接頭對接即可，并且在連接和拆卸過程中，能達到最小流體溢出量。自封接頭通常由接頭殼體、閥芯、彈簧等部件組成。在現(xiàn)有技術(shù)中，對應兩接頭的密封，通常的做法是在閥芯的端口設置橡膠圈，殼體內(nèi)設置斜面結(jié)構(gòu)，通過彈簧壓緊閥芯，使其端面的橡膠圈與殼體內(nèi)部的斜面緊壓在一起，從而起到密封效果。當兩接頭連接時，閥芯被向后頂開，閥芯的橡膠圈與殼體內(nèi)部的斜面脫離，從而使流體導通。但這種結(jié)構(gòu)，有一個缺點：當流體壓力很大時，作用在接頭閥芯上的力會很大，導致閥芯無法打開，接通非常困難，操作極為不便。

中國專利201110410760.6公開了一種快速對接接頭，包括公、母接頭、閥芯、彈性元件、悶頭、滑套、閥座等部件，該現(xiàn)有技術(shù)能承受較大的管路內(nèi)壓力，并且密封效果也較好，但在對接時，依然會存在著兩接頭難以接通的問題。

中國專利201120269034.2公開了一種定芯接頭，包括閥體、閥座、滑套、復位彈簧等部件，該現(xiàn)有技術(shù)大大改善了定芯接頭閥的密封性能，解決了現(xiàn)有自封接頭密封性能差的問題，但該現(xiàn)有技術(shù)的接頭結(jié)構(gòu)，也沒有解決壓力過大時兩接頭難接通的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的流體壓力過大接頭難以連通的問題，本發(fā)明提供了一種同軸式自封接頭，采用本發(fā)明的自封接頭，無論流體壓力多大，閥芯都很容易被頂開，實現(xiàn)管路方便、快速接通。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種同軸式自封接頭，其特征在于：包括兩個相互插接的直通型公、母接頭，所述公、母接頭分別與管路連接；所述公接頭具有一段凸出的接管，所述母接頭具有與接管對應的套管，其內(nèi)徑略大于接管的外徑，能和接管實現(xiàn)套接；所述公接頭內(nèi)部具有可伸縮活動的閥芯，所述閥芯與公接頭殼體之間沿軸向方向有流體通道；所述公接頭殼體內(nèi)壁具有背向接口方向的臺階，所述閥芯的直徑大于殼體臺階處的內(nèi)徑，所述閥芯的外緣端處與所述臺階之間通過彈性材料密封；所述套管和所述接管之間通過彈性材料密封；所述公、母接頭外部還具有鎖緊裝置。

在此基礎上，所述公接頭內(nèi)還有具有密封套，其外壁和公接頭殼體內(nèi)壁之間有流體通道，所述密封套具有凹陷的腔體，腔體的開口朝向接管，所述密封套與公接頭的殼體呈固定連接。

在此基礎上，所述閥芯具有凹陷的腔體，腔體的開口朝向密封套；閥芯腔體外徑略小于密封套腔體內(nèi)徑，所述閥芯腔體外壁和密封套腔體內(nèi)壁之間的間隙設置有密封圈；所述閥芯腔體和密封套腔體之間安裝有彈簧；所述閥芯腔體的底部還設置有通孔，在所述閥芯底部背對腔體的一側(cè)設置有芯柄。

在此基礎上，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，所述公、母接頭接通時，流體從公接頭流向母接頭，在公接頭密封套壁外和閥芯腔體壁外的通道沿軸向流動，在閥芯腔體底部的外緣端處改變流動方向沿徑向流動，達到閥芯腔體的芯柄后沿軸向流動，進入母接頭。

在此基礎上，所述彈性密封材料為橡膠，所述密封方式為至少在臺階面或閥芯的外緣端具有橡膠材料；所述橡膠材料采用澆注方式。

在此基礎上，所述臺階面上設置有環(huán)狀密封溝槽，所述密封溝槽內(nèi)嵌套有密封墊。

在此基礎上，至少在所述閥芯腔體的外壁或密封套腔體內(nèi)壁設置有環(huán)狀密封溝槽，所述密封溝槽內(nèi)嵌套有密封圈：即可以在閥芯腔體的外壁上設置環(huán)狀密封溝槽，在環(huán)狀密封溝槽內(nèi)嵌套密封圈；也可以在密封套腔體內(nèi)壁設置環(huán)狀密封溝槽，在環(huán)狀密封溝槽內(nèi)嵌套密封圈；或者同時在閥芯腔體的外壁或密封套腔體內(nèi)壁設置環(huán)狀密封溝槽，在環(huán)狀密封溝槽內(nèi)嵌套密封圈。進一步，所述狀密封溝槽和嵌套密封圈至少1道，為了達到更好密封效果，也可設置多道密封，如2道、3道。

在此基礎上，作為發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式，所述閥芯的外緣端處的底面具有凹陷區(qū)，并在底部端棱處呈刀口結(jié)構(gòu)，形成密封刀，所述密封刀與所述的密封圈緊密接觸。

在此基礎上，

作為發(fā)明一種可選的實施方式，所述母接頭套管長度大于公接頭接管的長度，至少在母接頭套管的內(nèi)壁上或公接頭接管的外壁上設置有環(huán)狀密封溝槽，所述密封溝槽內(nèi)嵌套有密封圈：所述密封溝槽和密封圈可設置在套管內(nèi)壁或接管外壁，每一處密封圈溝槽1道密封，為了增強密封效果，可設置多道密封。

作為發(fā)明另一種可選的實施方式，所述母接頭套管內(nèi)壁具有朝向接口方向的臺階，從所述臺階到套管端口的長度小于公接頭接管的長度，所述臺階出的內(nèi)徑小于公接頭接管的內(nèi)徑，所述臺階面與接管端面緊密接觸；至少在臺階面及接管的接觸面或套管內(nèi)壁與接管外壁間設置有彈性密封材料：即可以在臺階面及接管的接觸面設置密封材料，如設置橡膠墊圈；也可以在套管內(nèi)壁與接管外壁間設置密封溝槽內(nèi)和密封圈，可以設置多道密封圈。

在此基礎上，所述密封套腔體底外側(cè)具有連接柱，所述連接柱與通過壓套與接頭的殼體呈固定連接，所述壓套為十字型結(jié)構(gòu)，十字型的四條端與接頭殼體相連，十字型的中心處有一圓形的通孔，所述通孔用來固定密封套。

在此基礎上，密封套靠近腔體端口的側(cè)壁上具有若干通孔，所述密封套腔體端口與公接頭腔體的臺階通過彈性材料密封。

在此基礎上，所述公接頭與接管連接處的外部具有臺階，所述臺階面朝向管口的方向，且與母接頭套管的端口面相接觸；至少在公接頭外部臺階面或母接頭套管端口面形成凸起的球面環(huán)結(jié)構(gòu)，而與球面環(huán)結(jié)構(gòu)相接觸的另一端面形成與之配套的環(huán)溝槽結(jié)構(gòu)：可以在公接頭外部臺階面形成凸起的球面環(huán)結(jié)構(gòu)，而在母接頭套管端口面形成與之配套的環(huán)溝槽結(jié)構(gòu)；也可以在母接頭套管端口面形成凸起的球面環(huán)結(jié)構(gòu)，而在公接頭外部臺階面形成與之配套的環(huán)溝槽結(jié)構(gòu)。

在此基礎上，所述鎖緊裝置可以為螺紋，即通過在公接頭和母接頭的外壁設置鎖緊套環(huán)，鎖緊套環(huán)內(nèi)壁設置螺紋，通過螺紋來鎖緊公母接頭；也可以通過在鎖緊套環(huán)的內(nèi)壁的環(huán)槽和接頭上的彈性鋼珠圈來實現(xiàn)快插式鎖緊；還可以在公母接頭上分別設置鎖鉤和扣環(huán)，通過鎖鉤方式來鎖緊公母接頭。

在此基礎上，作為發(fā)明另一種優(yōu)選的實施方式，所述母接頭內(nèi)部具有呈反向排布的，且與公接頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能相同的閥芯、密封套、彈簧、壓套部件。

在此基礎上，所述自封接頭應用于自封閥領域，尤其應用充氣領域，特別應用于sf6氣體密封領域。

在此基礎上，所述芯柄具有三個互呈120角度分布的板葉，所述通孔設置每兩個板葉之間的閥芯腔體底部。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明提供的同軸式自封接頭，公、母兩接頭之間采用軟硬雙重密封：在內(nèi)部采用彈性材料進行軟密封，外端面采用金屬材料構(gòu)成的硬密封。密封效果好，工作溫度為-20℃～100℃，最高工作壓力可達到0～25mpa。在25mpa的工作壓力下，泄漏率小于10^-7mbar·l/s。

2)本發(fā)明提供的同軸式自封接頭，采用閥芯和密封套的組合設計，改變了流體對閥芯的壓力方向，將流體對閥芯的軸向的截面壓力改為側(cè)面圓周的徑向壓力，閥體軸向受力平衡，無須考慮分流壓力和壓差因素，因而能承受更高壓力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的同軸式自封接頭的公、母接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的同軸式自封接頭的公、母接頭導通后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中的閥芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中的密封套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中的壓套結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中附圖標記：母接頭1、母接頭套管11、球面環(huán)結(jié)構(gòu)114、公接頭2、鎖緊裝置3；接管21、閥芯22、密封墊23、密封圈24、彈簧25、密封套26、壓套27、壓環(huán)28、閥芯通孔29、芯柄210、閥芯刀口211、密封套通孔212、環(huán)狀溝槽215、閥芯外壁環(huán)狀密封溝槽216。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，一種同軸式自封接頭，包括兩個相互插接的直通型公接頭2、母接頭1，公接頭2、母接頭1分別與管路連接；公接頭2具有一段凸出的接管21，母接頭具有與接管對應配套的套管11，套管11的內(nèi)徑略大于接管21的外徑，兩者能實現(xiàn)套接，間隙為1-3mm。公接頭2內(nèi)部具有可伸縮活動的閥芯22，閥芯22與公接頭殼體2之間沿軸向方向有流體通道，該流體通道是由閥芯22的外壁和公接頭2的殼體內(nèi)壁組成的環(huán)形通道。公接頭殼體內(nèi)壁具有背向接口方向的臺階，該臺階的形成可以為殼體厚度的一部分，也可以通過殼體的往外彎折形成。公接頭在臺階處出的外徑大于接管21的內(nèi)徑。

為了實現(xiàn)閥芯22能和臺階面接觸密封，閥芯22的外徑徑大于公接頭殼體臺階處的內(nèi)徑，并且在閥芯22外緣端處與臺階之間通過彈性材料密封，該彈性材料為橡膠，將橡膠作用在閥芯和臺階結(jié)合面的方式有兩種：一種是采用澆注的方式，即在臺階面上或閥芯的外緣端處澆注橡膠材料，至少保證有一面澆注有橡膠材料；另一種方式是，在臺階面上設置溝槽，這樣在公接頭內(nèi)部的臺階面上就形成了環(huán)形溝槽，然后將環(huán)形密封墊23嵌套在溝槽內(nèi)。

此外，公接頭內(nèi)還有具有密封套26，其外壁和公接頭殼體內(nèi)壁之間形成環(huán)形流體通道，密封套26具有凹陷的腔體，腔體的開口朝向接管21，密封套26與公接頭2的殼體呈固定連接。

閥芯22也具有凹陷的腔體，腔體的開口朝向密封套26，即閥芯22腔體的開口和密封套26的開口方向的相對的，但閥芯腔體外徑略小于密封套腔體內(nèi)徑，以保證閥芯22可以在密封套26的腔體內(nèi)沿軸向伸縮移動，閥芯22實現(xiàn)伸縮移動靠的是連接在兩腔體之間的彈簧25。為了實現(xiàn)兩腔體之間的密封，防止管道內(nèi)的流體進入閥芯內(nèi)部，在閥芯22腔體外壁和密封套26腔體內(nèi)壁之間的間隙通過彈性密封圈24來實現(xiàn)密封。密封的方式為：在閥芯22腔體的外壁上設置環(huán)狀密封溝槽216，在環(huán)狀密封溝槽內(nèi)嵌套密封圈24；或者在密封套26腔體內(nèi)壁設置環(huán)狀密封溝槽，在環(huán)狀密封溝槽內(nèi)嵌套密封圈。當然，也可以同時在閥芯腔體的外壁或密封套腔體內(nèi)壁設置環(huán)狀密封溝槽和密封圈，但至少有一組密封溝槽和密封圈，每一組密封圈組成一道密封線。為了達到更好密封效果，可以設置多道密封線，比如如2道、3道等。

為保證閥芯22和密封套26兩腔體內(nèi)部和軸向外部的壓力平衡，在閥芯22腔體的底部還設置有通孔29，這樣，當閥芯22在和密封套26相對運動時，兩封閉在兩腔體內(nèi)部的流體可以經(jīng)通孔29流出，保證了閥芯22腔體內(nèi)外壓力平衡，使之在軸向僅需克服彈簧25的彈力，無需須考慮分流壓力和壓差因素。在兩接頭對接時，即便是流體壓力再大，不需要很大的力就可將閥芯推開，從而實現(xiàn)公、母接頭的流體導通。

為了方便在兩接頭對接時，閥芯22被容易推開，在閥芯22底部背對腔體的一側(cè)設置有芯柄210，芯柄210中心為一根軸，一端焊接在閥芯22腔體底部的外側(cè)中心處，另一端焊接有頂帽，頂帽上有若干通孔。在在芯柄210的中心軸上具有三個互呈120角度分布的板葉217，板葉217一端焊接在閥芯22腔體底部的外側(cè)，另一端焊接到頂帽上，頂帽的外徑小于接管21的內(nèi)徑，在頂帽上也可以設置若干柵格或通孔，便于流體流通。三個互呈120角度分布的板葉一方面起加強芯柄作用，另一方面每相鄰兩板葉之間組成流體通道，所以芯柄210周圍公分布有三個流體通道。閥芯22腔體底部的通孔29的分布正好對應三個流體通道。

本發(fā)明提供的軸式自封接頭采用軟密封和硬密封相結(jié)合的方式，有效保證密封性能。

對于軟密封，軟密封存在于母接頭套管11和公接頭接管21之間。密封材料采用彈性材料，比如橡膠材料。軟密封材料的填充部位可以有兩個部位：一種情況是在接管21的外壁和套管11的內(nèi)壁之間，這種情況下，母接頭套管11的長度大于公接頭接管21的長度，在套管11的內(nèi)壁設置環(huán)狀密封溝槽，并內(nèi)嵌套有密封圈113，或者是在公接頭接管的外壁設置環(huán)狀密封溝槽，并內(nèi)嵌套有密封圈，每一處密封圈構(gòu)成1道密封，為了增強密封效果，可以設置多道密封。另一種情況是，母接頭套管11內(nèi)壁具有朝向接口方向的臺階，從臺階到套管端口的長度小于公接頭接管的長度，臺階處的內(nèi)徑小于公接頭接管21的內(nèi)徑，這樣，臺階面就可與接管21端面緊密接觸，然后在臺階面與接管21的接觸面設置彈性密封材料，可以單面密封，比如在臺階面上設置環(huán)狀溝槽，溝槽內(nèi)設置墊圈，或者在接管21端口澆注橡膠材料，也可以雙面密封，即在臺階面和接管21端口同時設置彈性材料；除此之外，同時也可在套管11內(nèi)壁與接管21外壁間設置密封溝槽內(nèi)和密封圈，這樣構(gòu)成雙層軟密封，密封效果更好。

對于硬密封，硬密封存在于母接頭套管11的端口界面與公接頭之間。這種設計結(jié)構(gòu)，在公接頭2與接管21結(jié)合處具有臺階，臺階位于公接頭的外部，臺階面朝向管口方向，在公、母接頭接通時，該臺階面與母接頭接管11的端口界面相接觸。硬密封就設置在這個接觸面上，硬密封的材質(zhì)為金屬，與接管為一體機構(gòu)，依靠金屬材料的形狀切合形成密封。應密封結(jié)構(gòu)的設計有兩種方式：在公接頭外部臺階面形成凸起的球面環(huán)結(jié)構(gòu)，而在母接頭套管端口面形成與之配套的環(huán)溝槽結(jié)構(gòu)；或者如圖1所示，在母接頭套管端口面形成凸起的球面環(huán)結(jié)構(gòu)114，而在公接頭外部臺階面形成與之配套的環(huán)溝槽結(jié)構(gòu)215。

在本實施例中，除了上述結(jié)構(gòu)外，所述公、母接頭外部還具有鎖緊裝置3。鎖緊裝置可以為螺紋，即通過在公接頭和母接頭的外壁設置鎖緊套環(huán)，鎖緊套環(huán)內(nèi)壁設置螺紋，通過螺紋來鎖緊公母接頭；也可以通過在鎖緊套環(huán)的內(nèi)壁的環(huán)槽和接頭上的彈性鋼珠圈來實現(xiàn)快插式鎖緊；還可以在公母接頭上分別設置鎖鉤和扣環(huán)，通過鎖鉤方式來鎖緊公母接頭。

在本實施例中，流體從公接頭2流向母接頭1，在公接頭密封套26壁外和閥芯22腔體壁外的通道沿軸向流動，在閥芯腔體底部的外緣端處改變流動方向呈徑向流動，然后沿閥芯腔體的芯柄呈軸向流動，進入母接頭。

實施例2

參考圖1及圖2所示，一種同軸式自封接頭，包括兩個相互插接的直通型公接頭2、母接頭1，以及套管11、接管21、閥芯22、密封墊23、密封圈24、彈簧25、密封套26、柄210等部件，部件結(jié)構(gòu)和功能與實施例1相同。

不同之處在于，本實施例中，母接頭內(nèi)部具有呈反向排布的、且與公接頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能相同的閥芯、密封套、彈簧、壓套部件。這種公母接頭都帶有閥芯裝置的結(jié)構(gòu)更加適合應用于泄漏對環(huán)境影響較大的流體傳輸。

在本實施例中，為了達到更好的密封效果，在公接頭閥芯22腔體外底部設計成凹陷區(qū)，凹陷區(qū)的凸出邊緣分布在腔體外底部的邊緣處，形成閥芯刀口211，整個閥芯刀口211正好在腔體的外底部形成一個環(huán)中的密封刀，該密封刀正好與共接頭內(nèi)部臺階上的環(huán)形溝槽構(gòu)成接觸密封。母接頭也可以采用同樣的結(jié)構(gòu)。

在本實施例中，密封套26一個比較優(yōu)選的實施方式為，在密封套26靠近腔體端口的側(cè)壁上設計若干通孔218，用以通過流體，而密封套26的腔體端口直接與公接頭腔體的臺階上的彈性密封圈23構(gòu)成彈性接觸密封。密封套26套腔體外底部具有連接柱，連接柱與壓套27的中心連接，壓套27為十字型結(jié)構(gòu)，十字型的中心處有一圓形的通孔，正好與密封套26外底部的連接柱套接。在十字型的四條端截面有螺紋，與公接頭殼體內(nèi)壁螺紋配合。通過旋動壓套27，可以推動密封套26緩慢移動，從而使密封套26和彈性密封圈23呈壓緊狀態(tài)，達到密封效果。密封套26左端面壓在密封墊23上起密封作用，并且隔離流體壓力產(chǎn)生的作用力作用在閥芯端面。壓套27固定密封套作用，在壓套27外側(cè)還具有壓環(huán)28。

在本實施例中，作為密封關(guān)鍵部分的閥芯22，經(jīng)改為同軸平衡壓力的設計，使閥芯受力平衡，其不再受流體壓力大小的影響。

本發(fā)明提供的自封接頭應用于自封閥領域，尤其應用充氣領域，特別應用于sf6氣體密封領域。

采用本發(fā)明提供的同軸式自封接頭，公、母兩接頭之間采用軟硬雙重密封：在內(nèi)部采用彈性材料進行軟密封，外端面采用金屬材料構(gòu)成的硬密封。這種密封方式，工作溫度為-20℃～100℃，最高工作壓力可達到0～25mpa。密封效果好：在25mpa的工作壓力下，泄漏率小于10^-7mbar·l/s。

本發(fā)明提供的同軸式自封接頭，采用閥芯和密封套的組合設計，改變了流體對閥芯的壓力方向，將流體對閥芯的軸向的截面壓力改為側(cè)面圓周的徑向壓力，閥體軸向受力平衡，無須考慮分流壓力和壓差因素。因而能承受更高壓力。

上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如前所述，應當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領域的技術(shù)或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。