CN1075618C - 带有安全阀和卸压阀的快速耦合管件 - Google Patents

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Abstract

本发明的管件包括可以互相耦合的一个凹件(1)和一个凸件(2)。所述元件(1，2)由固定的部件(4，9；32)和可轴向滑动的部件(10，15；37)组成，当非工作时，处于一个使流体的通道(61，36，65)关闭的位置，当两个元件(1，2)通过将相应部分匹配而实现耦合时，位移到所述通道(61，36，65)被打开的位置。其特征在于，凸件(2)还包括一个设于所述流体馈给端(65)和卸压腔(48)之间带有一个开口栓(45)的卸压阀(46)，以便正好在安全阀(73)被打开前，将所述卸压阀(46)驱动到打开位置。

Description

带有安全阀和卸压阀的快速耦合管件
本发明涉及一种带有安全阀和卸压阀的快速耦合管件。
在流体的输送过程中，经常需要利用可以与软管或硬管快速耦合的管件，用以连接在流体馈给端和使用端之间。
已知的快速耦合管件通常包括两个元件，凸件和凹件，它们与相应的管件连接，并通过螺钉或卡勾装置互相耦合。
根据现在已知的技术，将凹件的结构做成包括一个内管体，其一端插在带内螺纹的螺帽中以便与馈给端或使用端耦合，还包括一个与所述内管体同轴的外管体。
内管体容纳有一个由轴向固定的一端扩大的内轴组成的阀门元件。其外面，同心地耦合有一个防漏套管，其间留有一个内部空间，随后可以与一个馈给端或使用端连接，在定位弹簧的弹力作用下，并通过与轴的扩大端相匹配，在没有和凸件耦合时，该防漏套管将流体通道的所述内部空间的前部紧紧封闭。
在该套管的外部，同心地设有一个由带各自定位弹簧的滑动套管组成的所述套管的清洁单元。
在内管体固定有一个带轮辐的环形元件，其设置在内管体和轴向轴的后部之间，环形元件上有一些用来让流体通过的小直径的孔。另一种方案是，为了避免由于小直径的孔而引起的湍流，这样的环形元件可以带有至少两个彼此相接的环状扇形的通道口，这些通道口沿所述环形元件的周缘排列，由窄轮辐隔开。
凸件一般包括一个其一端设有凹件耦合机构的外管体、一个内管体，该内管体与所述外管体同轴固定，且所述内管体的另一端固定有一个内部带螺纹的螺帽，以便将凸件耦合到流体馈给端或使用端。在所述内管体之内有一个轴向腔，向后可与馈给端或使用端连接，前部由一个活塞关闭，该活塞被一个定位弹簧压紧至与内管体的前端所容纳的密封圈外周相匹配的位置。
在凸件和凹件的耦合过程中，凹件的滑动套管由凸件的内管体所推动，并且，在移动过程中，克服其定位弹簧的弹力而拖动套管。同时，凹件的内部轴向轴克服各自定位弹簧的弹力驱使凸件的活塞返回至将凸件的内腔打开的位置，结果形成了一个通过管件使流体从馈给端到使用端的通道。这时，凹件的套管位于凸件的密封圈内，以保证所述开口的边缘防漏性。
如果这种类型的管件在非常高的压强下使用，当耦合时可能出现凸件受压而凹件泄漏。在管件内，可以造成如此高的压差以至影响内部密封圈停留在其座内。尤其是凸件的所述密封圈会发生如此情形。确实，因为密封圈的座通常离凸件的前端有相当的距离，在由凸件的活塞驱动的与凹件的套管相匹配的轴向移动的过程中，尤其是，如果压差造成套管向相反方向的位移，会发生密封圈不被覆盖且暴露在压力流体中的问题。由于强大的压差，密封圈会受这种压力的影响而从其座中移开。由此造成的防漏性丧失会使管件的渗漏和流体泄漏。
为了避免这种麻烦，在如欧洲专利申请EP-A-0686800所描述的方案中，凸件还包括一个沿流体馈给到所述凸件的方向置于所述凸件腔上游的安全阀，以便在管件的两个元件耦合的初始阶段将所述馈给端和所述腔之间的通道关闭，而在所述耦合结束时基本打开所述通道。
另外，凸件的密封圈在座中的位置非常靠近凸件的前端，这样，在所述耦合的开始和末尾阶段，沿所述套管的任何轴向位置，所述密封圈都被凹件的所述套管覆盖。
有安全阀和所描述的密封圈的定位可以避免密封圈暴露于由两个元件之间的可能的高压差产生的危险的压力之中，因为只有当密封圈确被套管覆盖和保护时，流体才可以通过套管，尽管因为高压差的原因套管有时会后退。因此，即使在特别的耦合情况下，当凸件受压且凹件漏气时，密封圈也保留在其座内，并可以正确完成其防漏功能，而管件不会发生任何流体渗漏和泄漏。
另外，在高压下进行这种管件的操作并不允许手动耦合模式，因为实现管件的两个元件之间的耦合实际上是超越一般人的能力的。
德国专利DE-A-4101001描述了权利要求1前序部分所述的快速耦合管件。
因此，本发明的目的是实现一种带安全阀的管件，即使在高压下也可以允许手动对管件的两个元件的耦合。
本发明的目的可以通过以下方案实现，一个管件，包括可以互相耦合的一个凹件和一个凸件，所述元件由固定的和可轴向滑动的部分组成，当非工作时，处于一个使流体的通道的关闭位置，当两个元件通过将相应部分匹配而实现耦合时，位移到通道被打开的位置。所述凹件的固定部件包括一个由一端扩大的固定轴向内部轴所组成的阀门元件，并且凹件的所述滑动部分包括一个与所述轴外部同心设置的一个轴向滑动套管，以确定一个组成所述流体通道开口一部分的内部空间，并通过弹性压力与所述轴的扩大端相匹配，以达到在没有与凸件耦合时紧紧关闭流体通道的所述内部空间的目的。凸件的所述固定部分包括一个固定管体，其带有一个在发生所述耦合时可以用凹件的所述套管覆盖的密封圈。并且凸件的所述滑动部分包括一个可以被弹性压力压至与所述密封圈相匹配位置的滑动活塞，以紧紧关闭凸件的构成所述流体通道的一个附加部分的轴向腔，并在发生管件的两个元件耦合时，在其前端与轴的所述扩大端相匹配之后，打开通道。在凸件的所述轴向腔和凸件可以与流体馈给端相连的一端之间设一个安全阀，以锁住所述馈给端和所述轴向腔之间的通道，并由所述活塞驱动，在打开凹件的内部空间和凸件的所述轴向腔之后，基本在所述耦合结束时打开所述通道，其特征在于，所述凸件还包括一个设于所述流体馈给端和卸压腔之间带有一个开口栓的卸压阀，该开口栓正好在安全阀被打开前直接由所述活塞驱动。
这样，在打开安全阀之前，发生卸压，即使在高压下，也可以手动操作来完成管件的两个元件的耦合，而没有流体的任何泄漏。
本发明的特征将结合附图，通过下面的一个实施例但不限于本实施例的详细描述而得到更清楚的说明。附图中：
图1为本发明的管件的凸件的纵向截面图；
图2为相应的凹件的纵向截面图；
图3为管件的两个元件互相耦合的纵向截面图。
附图中所示的管件由一个凹件1和一个凸件2所组成。
凹件1如图2所示，包括有互相之间刚性固定的以下部分：一个带有用于连接流体馈给端或使用端的内螺纹的螺帽3，一个其一端由所述螺帽3组成的外管体4，一个穿有多个供流体通过的开口8的固定环形底盘5，和一个与外管体4同心设置的内管体6。所述外管体4和所述螺帽3之间的完美的防漏性是由密封圈7保证的。
固定环形底盘5容纳有一个固定的内部轴向轴9。在所述轴9的外部，与其同心地设置有一个可以轴向滑动的带有突出元件11的防漏套管10，留以有一内部空间61；在非工作时，管件打开，由一个弹簧12推动套管64将所述防漏套管10沿轴向向右压；通过与轴9的扩大端13相匹配，使所述弹簧12所施加的力被平衡，并将套管10维持在一个平衡的状态。
套管10与轴9的扩大端13相匹配可以防止流体在非工作状态时的流动。
在外管体4内部，在防漏套管10外部，同心地放置有一个由套管15所组成的带有端部横向元件51的套管本身的清洁单元，它可以在内管体6的外表面轴向滑动并由定位弹簧16压紧。
其中的座17是用来与防漏套管10的突出元件11相匹配的内管体6有一个接触表面，后者带有一个附加的密封圈19和一个抗挤装置20。
外管体4在其端部与凸件2相耦合，提供带一个定位弹簧60的滑动轴套30。轴套30在靠近其后端处内部带有一个弹力圈43。
在内表面的前端，轴套30在如图1所示的非工作位置且对应于内管体4的孔42的位置顺序提供一个环形凹槽41，用于限定小球23的各自位置，以达到将凸件2和凹件1锁住的目的。
布置外管体30、轴套15、内管体4和轴9的端部表面以形成一个整体的平面，标记为28。
管件的凸件2如图1所示，包括一个固定的外管体32，外管体32上设有一个带有用于与馈给端或使用端耦合的内管65的端部螺帽35。在管体32内，通过螺帽35固定，设置有一个穿有多个孔67的元件34。内部元件34带有一个管状前部伸出端68，与外管体32共同构成了一个其前端由一个被弹簧38压紧的活塞37关闭的内部轴向腔36。外管体32和活塞37之间的防漏是由放置在管体32的环形座内的一个由一个弹力圈和一个O-形环所组成的密封圈40保证的。所述环形座靠近对着套管10的内管体32的前端。通过使密封圈40和活塞37相匹配，可以将轴向腔36的前端紧闭。活塞37带有一个后腔70，其与内部元件34的管状伸出端沿轴向滑动的方式相匹配。
在凸件2内还带有一个头部71为蘑菇形状的安全阀73，安全阀73带有一个轴72，其上面牢牢固定有一个可以供活塞的后膛70在其上滑动的环形拱壁76。安全阀73的头部71相对内管体34的位置通常通过一个弹簧75保持，以截断管65和腔36之间的通道。弹簧75插入在内管体34的环形拱壁76和径向壁77之间。施力于活塞上的弹簧38也啮合于轴72的环形拱壁76。
在轴72内可滑动地插入一个轴向栓45，其从轴72向前伸展一定的范围，后面靠在球46上，该球46由一个弹簧47压紧至一个将所述管65和活塞37内的腔48之间的通道关闭的位置。
在密封圈40的后面，外管32带有一个环形座21，用于当元件1和2在耦合位置时将凹件1的球23容纳其中。
布置外管体32和活塞37的端部表面以形成一个整体的平面，标记为50。
根据本发明，如图1和图2所示，从管件的两个凹、凸件1和2位于非工作状态开始，实现耦合是通过将元件1和2靠近，使各自的表面28和50相接触。尤其是，使得活塞37的表面和轴套15的垂直元件51的表面与凸件2的外管体32的表面相接触。
第一个耦合的步骤是，在凸件2的外管体32的驱动下使凹件1的轴套15后退，并在凹件1的轴9的驱动下使凸件2的活塞37后退，结果，使凹件的内部空间61和凸件的轴向腔36之间的通道被打开。
然后，活塞37的后退造成栓45的后退，使球46后退，将管65和腔48之间的通道打开。如果管65与一个高压流体馈给端相连，就可以确保安全阀73的卸压的流体上行以便继续管件两个元件的手动耦合，否则，会因为受到施加的轴向高压而无法实现。
相反，经过这样的卸压过程，两个元件1和2的进一步的轴向靠近使活塞37造成安全阀73的后退，从而使馈给端管65和腔36之间的通道被打开，而其已经与凹件1的内部空间61接通，从而与连接到凹件自身的使用端接通。
完成和稳固耦合是通过凹件的轴套30的滑动来实现的，这首先需要使球23发生轴向位移到一位置，使实现所述滑动并进入凸件的环形座21内。
耦合完成和锁紧后的最后位置如图3所示。
必须注意到为打开球阀46而进行的栓45的启动是由活塞37决定的，在非工作时该活塞被移开栓45，正好在后退过程的结束前才与栓45相碰。这意味着球阀46的打开并不依赖于馈给管65内的压力阀。

Claims (2)

1．一种快速耦合管件，包括可以互相耦合的一个凹件(1)和一个凸件(2)，所述元件(1,2)由固定的部件(4,9；32)和可轴向滑动的部件(10,15；37)组成，当非工作时，处于一个使流体的通道(61,36,65)关闭的位置，当两个元件(1,2)通过将相应部分匹配而实现耦合时，位移到所述通道(61,36,65)被打开的位置；所述凹件(1)的固定部件(4,9)包括一个由一端扩大(13)的固定轴向内部轴(9)所组成的阀门元件，并且凹件(1)的所述滑动部分(10,15)包括一个与所述轴外部同心设置的一个轴向滑动套管(10)，以确定一个组成所述流体通道开口(61,36,65)的一部分的内部空间(61)，并通过弹性压力与所述轴(9)的扩大端(13)相匹配，以达到在没有与凸件(2)耦合时紧紧关闭流体通道的所述内部空间(61)的目的；凸件(2)的所述固定部分(32)包括一个固定管体(32)，其带有一个在发生所述耦合时可以用凹件(1)的所述套管(10)覆盖的密封圈(40)；并且凸件(2)的所述滑动部分(37)包括一个可以被弹性压力压至与所述密封圈(40)相匹配位置的滑动活塞(37)，以紧紧关闭凸件(2)的构成所述通道(61,36,65)的一个附加部分的轴向腔(36)，并在发生管件的两个元件(1,2)耦合时，在其前端与轴(9)的所述扩大端(13)相匹配之后，打开通道；在凸件(2)的所述轴向腔(36)和凸件(1)可以与流体馈给端相连的一端之间设有一个安全阀(73)，以锁住所述馈给端(65)和所述轴向腔(36)之间的通道，并由所述活塞(37)驱动，在打开凹件(1)的内部空间(61)和凸件(2)的所述轴向腔(36)之后，基本在所述耦合结束时打开所述通道，其特征在于，所述凸件(2)还包括一个设于所述流体馈给端(65)和卸压腔(48)之间带有一个开口栓(45)的卸压阀(46)，该开口栓(45)正好在安全阀(73)被打开前直接由所述活塞(37)驱动。
2．根据权利要求1所述的管件，其特征在于，所述卸压阀(46)是一个球阀，且所述开口栓(45)是一个轴向栓，通常与所述活塞(37)相分离，且在所述活塞(37)位移以打开凸件(2)的所述轴向腔(36)之后，由所述活塞(37)在前部启动。
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