一種閥、包括這樣一種閥的聯接件和組裝該聯接件的方法
2023-06-04 16:19:56
專利名稱：一種閥、包括這樣一種閥的聯接件和組裝該聯接件的方法
技術領域：
本發明總的涉及用於分配流體的聯接結構。更具體地說，本發明涉及向或從一容器分配流體的閥組件。
背景技術：
在商業和工業場合，經常採用可拋棄型容器來運輸和分配各種流體，例如食品、清洗液、洗滌劑和其它產品。某些容器是用半剛性的塑料製造的，而另一些容器是用柔性的塑料製成並且經常被支承在一個保護盒內。
一般需要給這樣的容器配備閥結構，以便向或從容器分配流體。最好是將閥結構設計成能與外部聯接件快速地聯接。此外，因為閥通常是可拋棄型的，所以在設計閥時，成本是一個必須加以考慮的重要因素。
已知的閥通常包括外罩殼或殼體，它限定了在其內縱向延伸的流體通道。閥芯件一般是可移動地安裝在殼體內，並且可以在打開和閉合位置之間移動。傳統的閥芯件通常包括用於形成與殼體之間的密封的滑環密封件。閥芯件通常是這樣安裝到殼體內的，即將閥芯件穿過殼體的後側插入，隨後藉助單獨的保持件或擋環將閥芯件保持在殼體內。因此，傳統的閥通常至少有三個單獨的零部件，即殼體、閥芯件和擋環。
人們需要一種性能/價格比更加優良的閥。還需要一種零部件數量最少的閥。另外，需要閥可以快速地組裝。還有，需要一種可以自動進行的閥的組裝方法。
發明概要本發明涉及一種用於向或從一容器分配流體的閥。該閥包括一限定了一個縱向流動通道的殼體。一閥芯件可移動地安裝在殼體的流動通道內，並且可在一打開位置和一閉合位置之間移動。閥芯件具有一近端部分，該近端部分包括一第二保持結構，它與殼體的第一保持結構協作，提供了一個用於將閥芯件保持在殼體內的卡接配合。第一保持結構最好是與殼體一體形成為單一構件。類似地，第二保持結構最好是與閥芯件一體形成為單一構件。
卡接配合的優點在於，可以這樣來將閥芯件安裝到殼體內，即將閥芯件從殼體的前端插入，並使閥芯件卡合到位。這樣一種簡單的裝配對自動化生產而言是非常理想及適合的。因此，可將閥的生產成本減至最低。無需單獨的保持環來將閥芯保持在殼體內。相反，將閥芯件保持在殼體內所需的所有結構都是殼體或閥芯件的一部分，從而使所需零件數為最少。
本發明的另一個方面涉及一種組裝上述閥的方法。該方法包括將閥芯件的近端沿軸向插入殼體的前端。接著，將閥芯件朝殼體的後端推動，從而令閥芯近端上的第二保持結構穿過殼體的第一保持結構而卡合。一旦第二保持結構穿過第一保持結構並卡合，第一和第二保持結構之間的配合可以防止閥芯件從殼體的前端抽出。
本發明還涉及一種結合了上述閥的聯接組件。該聯接組件包括一個適於聯接閥之前端的雌聯接結構。該聯接結構限定了一個縱向延伸的流動通道，還限定了一個相對於所述聯接結構大致垂直取向的槽。一夾持元件安裝在該槽內，並且可在第一和第二位置之間移動。在第一位置上，所述夾持元件適於將閥保持在所述聯接元件內。在第二位置上，所述夾持元件適於將閥的前端接納在聯接結構內，或者將閥從聯接結構中釋放。在聯接結構的流動通道內安裝了一個使聯接結構和閥流體密封的密封件。該密封件是藉助所述夾持元件而保持在聯接結構內的。
應該理解，通常閥是與容器一起拋棄的。相反，雌聯接件通常不是可拋棄型的物件。因此，通過在雌聯接件內安裝密封件，可以使聯接組件的可拋棄部分的成本減至最低。此外，利用一夾持件將密封件保持在雌聯接件內，就無需在雌聯接件或閥內形成用於保持密封件的槽或切口。於是，可以通過一種無縫的或無分型線的模製工藝來製造閥和雌聯接結構。
本發明還涉及一種雌聯接件，它包括一具有一前端和一後端的殼體。前端是構造成能接納一雄聯接件。殼體在其前、後端之間限定了一個縱向延伸的流動通道。一閥芯件通過卡配連接而固定地安裝在流動通道內。所述套筒可在能使流動通道打開的第一位置和能使流動通道關閉的第二位置之間自如地移動。該聯接件所採用的卡配連接可將聯接件所需的單獨部件的數量減至最低，並有利於裝配工藝。
本發明的其它各種優點將通過下文來闡述，並從這些描述中變得清楚，或者可以從本發明的實際應用中更清楚地了解。特別是通過所附權利要求中所指出的各個元件和組合，可以實現並獲得本發明的各個優點。應該理解，以上的總的描述或以下的詳細描述都是示範性的，它們對本發明的保護範圍沒有任何的限制。
附圖簡要說明在以下構成說明書一部分的附圖中示出了本發明的若干個實施例，它們與說明書一起來解釋本發明的原理。對附圖的說明如下
圖1是根據本發明原理構造而成的閥的分解立體圖，其中的閥殼和閥端蓋被部分切除，以示出閥的內部構件；圖2是圖1所示之閥的組裝後的立體圖，其中的閥殼和閥端蓋被部分切除，以示出閥的內部構件；圖3是適於與圖1和圖2所示之閥連接的一個雌聯接結構的分解立體圖，該聯接組件的某些部分被切除，以更好地圖示聯接組件的內部構件；圖4是圖3所示之雌聯接結構的組裝後的立體圖，該聯接組件的某些部分被切除，以更好地圖示聯接組件的內部構件；圖5是圖1和2所示的閥與圖3和4所示的雌聯接件在相互連接之前的剖視圖；圖6是圖1和2所示的閥與圖3和4所示的雌聯接件在相互連接之後的剖視圖；圖7是根據本發明原理構造而成的一個雌聯接件的立體分解圖；圖8是圖7中的雌聯接件處於一種組裝結構的部分剖視圖；圖9是圖7所示之雌聯接件的剖視圖，該雌聯接件與一相應的雄聯接件軸向地對準；圖10是圖7所示之雌聯接件的剖視圖，在該雌聯接件內部分地插入了與其相應的雄聯接件；圖11是圖7所示之雌聯接件的剖視圖，在該雌聯接件內完全插入了與其相應的雄聯接件。
本發明的詳細描述下面將結合附圖來詳細描述本發明的幾個較佳實施例。只要可能，附圖中相同的標號都表示相同的或類似的零部件。
圖1和圖2示出了根據本發明的原理構造而成的閥20。閥20包括一殼體22，它限定了一個在其內縱向延伸的流體通道24。一閥芯件26可滑動地安裝在殼體26的流體通道24內，並且可在一打開位置(如圖6所示)和一閉合位置(如圖5所示)之間移動。
殼體22具有一前端28和一與之相對的後端30。前端28形成為一個適於連接一雌聯接件的雄聯接件部分。殼體22的後端30適於連接一傳統的流體容器。例如，圖中所示的後端30上具有一組螺紋，以便與一容器的螺紋出口螺旋配合。應該理解，後端30可以有各種其它的結構。例如，後端30可以與容器卡配，或者可以通過熱熔或粘合劑來粘結於容器。
殼體22還包括一用於將閥芯件26保持在流體通道24內的一個第一保持結構。第一保持結構最好但不是必須地與殼體22形成一體。如圖1和2所示，第一保持結構包括一安裝/保持環32，它安裝在流體通道24內，並且最好是由塑料製成。保持環32包括一大致沿殼體22的中軸線對中設置的中心孔34。保持環32包括一大致相對於殼體22的縱軸線橫向對準的後表面36和一大致形成一截頭圓錐形內腔的前表面38。
應該理解，保持環32可以利用各種安裝技術安裝到殼體22的流體通道24內。例如，圖1和2所示的保持環32是藉助一安裝架(mounting cage)安裝到流體通道24內的。安裝架設計成可允許有較大的流量流過流體通道24。安裝架包括多個腿部40，它們沿軸向通過流體通道24，並與殼體22的內徑向表面隔開。腿部40與殼體的內表面隔開是為了防止當形成殼體22時在殼體22的外側出現縮凹痕跡。
安裝架的腿部40包括與殼體的前端28形成一體的第一端42以及與保持環32形成一體的第二端44。應該理解，在一些變化型的實施例中，腿部可以從保持環32沿徑向向外伸出，並直接連接於殼體22的內表面。再有，安裝架最好有四個腿部40(在圖1和2中只示出了三個)。然而，應該理解，腿部的數量是可以變化的，而這並不偏離本發明的範圍。
如前所述，閥20的閥芯件26是可移動地安裝在殼體22的流體通道24內。閥芯件26包括一末端部分46，它與一近端部分48相對。近端部分48包括一第二保持結構，它與殼體22的第一保持結構協作，提供一個可將閥芯件26保持在殼體22內的卡接配合。該第二保持件最好但不是必須地與閥芯件26形成一體。如圖1和2所示，第二保持結構包括一對例如倒鉤50之類的凸起(圖1和2中只示出了一個)，它們從閥芯件26的近端部分48的兩側徑向地向外凸伸。倒鉤50可與保持環32協作，從而將閥芯件26保持在殼體22內。
從圖5和6清楚可見，倒鉤50的外邊緣56從閥芯件26的近端48起沿徑向向外地斜伸。倒鉤50還限定了擋止面或凸肩52，它相對於閥芯件26的縱軸線垂直延伸，並適於和保持環32的背面36接觸，藉以將閥芯件26保持在殼體內。倒鉤50的至少一部分的寬度比保持環32的中心孔34的直徑大。倒鉤50最好是由例如聚乙烯或聚丙烯之類的彈性材料製成。
閥芯件26的末端部分46包括一加大的圓盤形頭部元件58，其外側的徑向表面形成了一個圍繞頭部元件58的周向槽。在周向槽60內安裝了一個彈性的環形密封件62，例如一O形圈。當閥芯構件26處於閉合位置時，密封件62可以在大頭構件58的外徑向表面與殼體22的內徑向表面之間形成對流體的密封。
與傳統的滑環密封不同，閥芯件26的外徑向密封結構可允許將閥芯件26插入殼體22的前端28。此外，即使大頭構件58相對於密封面64略微移動，密封件62仍可保持與殼體22的內側的密封接觸，從而有助於防止洩漏。
大頭構件58還配備了一個基本平的外表面68。當閥芯件26處於閉合位置時，平的外表面68從殼體22的前端下凹以防止閥意外地打開。
閥芯件26還包括一位於閥芯件26的末端部分46和近端部分48之間的止擋件66。止擋件66大致呈截頭圓錐體形狀，它與保持環32的前表面38配合，以限制閥芯件26在殼體22內的移動。
閥20還包括一安裝在閥芯件26上的彈簧件70。彈簧件70的一端套在保持環32上，並與腿部40的第二端44接觸。彈簧件70的另一端與大頭構件58的背面接觸。在這種方式下，彈簧件被限制在殼體22的流體通道24內。
較佳的是，彈簧件能在閥芯件26上施加1/10磅(更好的是3/5磅)的彈簧力，從而將閥芯件26朝閉合位置偏壓。當閥芯件26處於閉合位置時，彈簧件70對保持環32施加一個力，這個力與倒鉤50的擋止面52施加在保持環32上的力大致上大小相等，方向相反。在這種方式下，保持環32處於力的平衡狀態。保持環32的這種大體上力的平衡狀態可以在閥芯件26處於閉合位置時儘量減小作用於安裝架的腿部40的張力。通過使腿部40的張力減至最小，就可以儘量減小或防止腿部40的潛在的變形或拉伸。
閥20還包括一外端蓋72，它通常是在閥處於不使用狀態時安裝在殼體22的前端。端蓋72最好是由一種彈性塑料製成，例如聚氨酯或聚乙烯。端蓋72包括相對的凸塊74(圖中只示出了一個)或切口部分，它們與殼體22的一環形外凸肩配合，將端蓋72保持在殼體22的前端上的凸塊74之間。通過擠壓端蓋72的相對的兩側，就可以使端蓋在一種被壓縮的狀態與一種未被壓縮的狀態之間變動。在被壓縮的狀態下，相對凸塊74之間的寬度大於殼體22的外凸肩76的外徑，從而可以將端蓋72插套到外凸肩76上。相反，當端蓋72處於未壓縮狀態時，相對凸塊74之間的寬度小於外凸肩76的外徑。因此，擠壓端蓋72，將受擠壓的端蓋72插套到外凸肩76上，釋放端蓋72，使其返回未壓縮狀態，就可以將端蓋72安裝到殼體22的前端28上。
端蓋72上配有第一密封環78或凸緣，用以提供與殼體22的前端28的第一密封。當把端蓋72安裝到殼體22的前端上時，第一密封環被壓縮並抵住殼體22的一個下凹的徑向部分80，從而提供一密封作用。
端蓋72上還配有一第二密封環82或凸緣。當把端蓋72安裝到殼體22的前端上時，第二密封環與殼體22的外邊緣或唇部84接觸，從而形成一第二密封。
閥20的設計可提供很多優點。其中一個很重要的優點是，便於閥20的組裝。閥20是這樣組裝的，即將彈簧件70套到閥芯件26的近端48上。或者，可以先將彈簧放到殼體22內，繼而將閥芯件26的近端插入其中。接著，將閥芯件26的近端從殼體22的前端28插入流體通道24。當把近端部分48插入殼體22時，倒鉤50元需任何特別的取向。隨後，將閥芯件26推向殼體的後端30，從而將倒鉤50壓縮至保持環32的中心孔內，和/或使保持環32徑向地向外膨脹而允許倒鉤50穿過保持環32。繼續將閥芯件26向殼體22的後端30推動，直到倒鉤50卡配於保持環32的後表面。一旦閥芯件26卡配到位，倒鉤50的擋止面52和保持環32的後表面36之間的配合就可以防止閥芯件26完全從殼體22抽出。
組裝時，閥芯件26可以在如圖5所示的閉合位置和如圖6所示的打開位置之間滑動。閥芯件26相對於殼體22的運動既受到倒鉤50也受到止擋件62的限制。
當把閥芯件26卡配至殼體22內之後，擠壓端蓋72並將其插套到殼體22的前端28上，一旦將端蓋72套到殼體22的前端28上，就可以將其放鬆，從而使凸塊74與殼體22的外凸肩76配合而將端蓋72保持在殼體22的前端28上。
應該理解，閥20最好是由例如聚乙烯或聚丙烯之類的塑料製成，並且最好是通過傳統的模製工藝來形成。閥20較理想的是在120 psi以下的低壓場合下使用。閥20更理想的是在60 psi以下的低壓場合下使用。閥20最理想的是在10 psi以下的低壓場合下使用。
還應該理解，殼體22的前端28的構造可以用傳統已知的鍵連接技術來加以變化，從而使閥20隻能連接於一指定的雌聯接件。一種傳統的鍵連接技術是，改變殼體22的前端28的外徑。理想的是，將閥鍵連接，以防止因疏忽而將閥連接於一不合適的聯接件。如果閥是用於分配有害的或非生物適應性流體，這樣做是特別重要的。
還應該理解，本發明並不限於如圖1和2所示的卡配連接的型式。也可以採用各種其它的結構在殼體和閥芯件之間提供卡接裝配。例如，閥芯件可以具有多個腿部，這些腿部具有可與殼體的內徑表面限定的凸肩配合的徑向延伸的凸塊。這也是一種包含在本發明範圍內的變化型的卡配連接的例子。還應該理解，本發明並不限於所述的倒鉤，例如也可以採用具有垂直於閥芯件縱軸線的構件的其它各種凸起、凸塊或凸肩等。
圖3示出了根據本發明的原理構造而成的一個雌聯接件120，它適於連接至閥20的前端28。雌聯接件120包括一聯接器殼體122，它限定了一個在其內縱向延伸的流體通道124。一密封柱塞126可滑動地安裝在聯接器殼體122的流體通道124內。該密封柱塞126可在一打開位置(如圖6所示)和一閉合位置(如圖5所示)之間移動。
聯接器殼體122包括一第一端128和一與之相對的第二端130。第一端128限定了一個與流體通道124流體連通的開口132，其尺寸適於接納閥120的前端28。聯接器殼體122的第二端由端蓋134封閉，端蓋134包括多個用於將第二端130連接至一軟管的倒鉤136。
較佳的是，聯接器殼體122還限定了一個靠近殼體122的第一端128的槽138。槽138大致在殼體122內橫向地延伸，其內適於接納一夾持件140。夾持件140在槽138範圍內可在一保持位置與一連接/脫開位置之間移動。在保持位置上，夾持件140的底部伸入流體通道124，使得夾持件140適於將閥20的前端28保持在雌聯接件120內。在連接/脫開位置上，夾持件140的底部落入槽138，從而提供足夠的間隙而允許將閥20的前端28插入或抽出雌聯接結構120。一彈簧129將夾持件朝保持位置偏壓。
夾持件140包括一與一板部144相互連接的凸塊部分142。凸塊部分142可為使用者提供一個將夾持件140向下壓的表面，從而可以使夾持件相對於聯接件120橫向地從保持位置朝連接/脫開位置移動。
夾持件140的板部144限定了一個孔146，該孔大得足以讓閥20的前端延伸穿過，並且該孔大致與聯接器殼體122的流體通道124對準。當夾持件移動至連接/脫開位置時，有足夠的間隙將閥20的前端28從開口146插入到聯接器殼體122的流體通道124內。當夾持件移動至保持位置時，在夾持件140的板部144的底部的一個唇部或凸肩147與閥20的外凸肩76配合，從而將閥20保持在雌聯接件120內(如圖6所示)。較佳的是，板部144還包括與槽138內的凸肩(未示)配合的倒鉤145(只示出了一個)，以便將夾持件保持在槽138內。美國專利申請5,052,725中更為具體地描述了一個類似的夾持件，該專利申請的內容援引在此以作參考。
在聯接器殼體122的流體通道124內安裝了一個環形密封件148，例如一橡膠的或彈性的O形圈。密封件148座落在一由聯接器殼體122限定的徑向凸肩150和一安裝在聯接器殼體122的流體通道124內的擋環152之間。擋環152藉助夾持件140的板部144而保持在聯接器殼體122內，所述板部在預定的位置上與擋環152重疊。
擋環152包括一與密封件148接觸的第一平面154和一與夾持件140的板部144重疊並接觸的第二平面156。擋環152還包括一傾斜的內側徑向表面158，它是構造成這樣，即，當將閥插入雌聯接件120內時，可與閥20的外凸肩76接觸配合。擋環152還包括一外側內徑表面，它與由聯接器殼體122限定的一第二徑向凸肩162相配。外側徑向凸肩160的一個曲面部分裝配在由聯接器殼體122限定的一個曲面部分內。
如前所述，雌聯接件120的密封柱塞126可滑動地安裝在流體通道124內。密封柱塞126包括一頭部168，該頭部限定了一個周向槽170，並包括一軸向凸起件180。一O形圈172安裝在周向槽170內。密封柱塞還包括一圍繞一彈簧件176的圓筒部174。彈簧件176座落在端蓋134和密封柱塞126之間，它可以將密封柱塞朝如圖5所示的閉合位置偏壓。當在閉合位置時，O形圈172與一密封環178接觸，該密封環是與聯接器殼體122的內側徑向表面形成一體。在這種方式下，O形圈172可提供一流體密封。
雌聯接件120是這樣組裝的，即，先將密封件插入聯接器殼體122的第一端128。接著，將擋環152插入聯接器殼體122的第一端，使其與密封件148接觸。隨後，將夾持件卡配的槽138內，使得密封件148和擋環152被夾持在聯接器殼體122內。然後，將密封柱塞126和彈簧176從聯接器殼體130的第二端130插入至流體通道124。密封柱塞126和彈簧176藉助端蓋134保持在流體通道124內，端蓋134最好是卡接、螺釘連接或螺栓連接於聯接器殼體122的第二端130。
圖5和6示出了包含閥20和雌聯接結構120的一個聯接組件。圖5示出了閥20和雌聯接件120在聯接之前的情況。雌聯接件120是通過將聯接件120的第一端128插套到閥20的前端28上而連接於閥20。當聯接件120朝閥20移動時，O形圈172在雌聯接件120的內徑表面和閥20的前端的外徑向表面之間形成流體密封。當把聯接件120繼續朝閥20壓時，聯接件120的軸向凸起180與閥芯件26的的表面68接觸，使得閥芯件26和密封柱塞126從閉合位置向打開位置移動。同時，夾持件140的底部與閥20的外凸肩76接觸，使得夾持件140從保持位置滑向連接/脫開位置。當把夾持件140推過閥20的外凸肩76之後，夾持件140重新卡合到保持位置上，從而將外凸肩76保持在夾持件的底部凸肩147和擋環152之間。當閥20與聯接件120相互聯接時，閥芯件26和密封柱塞126保持在打開位置上，從而在閥20和聯接件120之間建立流體聯繫。
若要將聯接件120與閥20脫開，使用者可以按下夾持件140的凸塊部分142，將夾持件移動至連接/脫開位置，從而使板部144的底部凸肩147不再與閥20的外凸肩76配合。隨後，可以將閥20從聯接件120的流體通道124軸向地取下。當聯接件120與閥20脫開時，彈簧件70和176分別將閥芯件26和密封柱塞126從打開位置移向閉合位置。
應該理解，說明書中所採用的術語「環形密封件」並不限於O形圈或其它類型的彈性密封。例如，「環形密封件」包括例如以壓配合形式相互配合而形成密封的半剛性部件，或者是其它傳統的密封技術。
圖7和8示出了根據本發明的原理構造而成的一個變化型的雌聯接件220。通常，雌聯接件220包括一殼體222，該殼體包括一前端224和一與之相對的後端226。一流動通道228在前端224和後端226之間縱向地延伸。後端226是構造成與一傳統的連接結構，例如一彎接頭230相連。前端224是構造成能軸向地接納一相應的雄聯接件。聯接件220還配有與圖3和4所述相同的夾持件140。應該理解，夾持件140可以有選擇地將雌聯接件220與相應的雄聯接件連接。
雌聯接件220還包括一固定的閥芯件232和一套筒件234，前者是固定地安裝在殼體222的流動通道228內，後者是可動/滑動地安裝在固定閥芯件232上。在雌聯接件組裝完畢時，套筒234可相對於固定的閥芯件232軸向地移動，並且可以打開和閉合雌聯接件220的流動通道228。例如，圖9示出了雌聯接件220的第一狀態，即套筒234沿周向與固定的閥芯件232和殼體220的內側接觸，從而將殼體222的流體通道關閉。相反，圖11示出了雌聯接件220的第二狀態，即套筒234在殼體222內被軸向地推動，從而將殼體222的流動通道228打開。
聯接件220的殼體222包括一第一保持結構，用以將固定閥芯件232固定地保持在流體通道228內。圖中示出的第一保持結構是一個環形的擋止/保持元件236，它具有一沿殼體222的縱軸線方向對準的中心孔238。環形元件236具有一內凹的前表面240，它徑向向內地朝孔238傾斜。環形保持結構236通過多個沿周向間隔的腿部242連接於殼體222，所述腿部在保持件236和殼體222的內表面之間徑向地延伸。
殼體222還包括一在流通通道228內靠近保持件236的管狀部分244。管狀部分244最好是與殼體222的縱軸線對準，並且最好徑向向內地與殼體222的內表面隔開。在殼體222的內表面和管狀部分244的外表面之間限定了一個環形槽246。管狀部分244的後部與殼體222的內表面互連，從而限定了一個環形凸肩248。
應該理解，保持結構236、腿部240、管狀部分244和殼體222最好是形成一體的單件結構。
聯接件220的固定閥芯件232包括一第二保持結構，它是構造並布置成與殼體222的第一保持結構協作，將閥芯件232固定地保持在流動通道228內。第二保持結構包括一個或多個(最好是四個)從固定閥芯件232的第一端252徑向向外凸伸的凸起250。凸起250的外邊緣之間的距離大於保持件236的孔的直徑。各凸起250均包括一斜的外表面249和一擋止/凸肩表面251，前者相對於閥芯件232的縱軸線形成一傾斜的角度，後者最好是垂直於閥芯件232的縱軸線。
閥芯件232還包括一大致呈圓盤形的、位於閥芯件232第二端256的大頭部分254，與閥芯件232的其餘部分相比，頭部254的直徑是加大的。大頭部分254沿其外周限定了一個周向槽255，以便保持例如一可變形O形圈之類的第一密封件258。有多個沿周向間隔的肋件260從固定閥芯件232徑向地向外凸伸，並且在閥芯件232的第一端252和第二端256之間縱向地延伸。相鄰的閥芯件232的第一端252和肋件260形成了多個擋止凸肩262，它們與凸起件250的凸肩成相對間隔的關係。應該理解，凸肩262和凸肩251之間的距離略微大於保持件236的前、後兩側的縱向距離。
雌聯接件220的套筒234大致呈管狀，並包括一第一端264和一與之相對的第二端266。在靠近套筒234的第一端264的位置上限定了一個沿徑向向外敞開的周向槽268。周向槽268是構造成能保持一個第二密封件，第二密封件最好具有可變形的環狀結構。在靠近套筒234的第二端266的位置上限定了一個也是沿徑向向外敞開的周向槽272。周向槽272的尺寸適於保持一第三密封件274，第三密封件最好是由可變形材料製成的環。在套筒234的第一端264和第二端266之間的中間位置上設有一從套筒234沿徑向向外凸伸的周向凸緣件276。雌聯接件還包括一用於將套筒朝閉合位置偏壓的彈簧件278。
應該理解，雌聯接件220的各個零部件是構造成便於雌聯接件220的組裝。以下的段落將描述一個示範性的組裝方法。應該理解，以下編號的步驟是可以變化的，而這並不偏離本發明的原理。
在組裝聯接件220時，將密封環258、270和274分別放到它們各自的周向槽255、268和272內。隨後將彈簧278從殼體222的前端插入並套到管狀部分244的外側。接著，將套筒234的第一端264從殼體的前端224插入，並使其通過彈簧278的開口。在這樣一種構造下，應該理解，彈簧278可以被保持在殼體222的環形凸肩248和套筒234的周向凸緣276之間。隨後，將套筒234壓入殼體222，從而使彈簧278處於壓縮狀態。由於套筒234在殼體222內受壓，夾持件140卡在殼體222的一槽內，使得套筒234由夾持件140保持在殼體222內。
接著，將固定閥芯件232的第一端252插入殼體222的前端並穿過套筒234的中心。閥芯件232的第一端252與保持件236的前表面接觸。隨後，迫使閥芯件232沿軸向朝殼體的後端226移動，使得凸起件250或保持件236彈性變形，從而令凸起件250穿過保持件236的孔238後卡入。應該理解，凸起250的斜面249與保持件236的斜面240協作，便於閥芯件232的第一端252穿過孔238。
一旦閥芯件232卡止到位，凸起件250和保持結構236的背側之間的配合以及凸肩262和保持結構236之間的配合可防止閥芯件232在殼體222內沿軸向移動。在裝配好的結構中，第三密封件270在套筒234和管狀部分244的內表面之間形成一個流體密封。可在裝配過程的任何時間將例如彎接頭230類的連接結構連接至殼體22的後端226。
圖9-11示出了一個構造成與雌聯接件220互連的雄聯接件或閥320。閥320包括大致與圖1和2所示相同的零部件。例如，閥320包括一殼體322，其內限定了一個縱向延伸的流動通道224。一閥芯件326可滑動地安裝在殼體322的流動通道324中，並且可在打開和閉合位置之間移動。閥320的鼻部限定了周向密封面325。直接靠近密封面325的是一個斜環面327。
圖9-11示出的閥320和雌聯接件220處於相互連接的過程中。在圖9中，閥320軸向地對準雌聯接件220的前開口。在圖10中，是將閥320從雌聯接件220的前開口插入的。在插入時，密封面325與第三密封件274接觸，從而在密封面325和套筒234之間形成一個流體密封。再有，斜環面327與形成在套筒234的第二端266的一個相應的斜面267接觸。
如圖10所示，雌聯接件220和閥320閉合，使兩者間沒有流體流通。具體地說，雌聯接件220是藉助套筒234和閥芯件232的協作而閉合的。更具體地說，通過在套筒234的內表面和閥芯件232的外表面之間設置的第一密封件258，可以提供一流體密封作用。類似地，閥320是由閥芯件326閉合。具體地說，一密封件329在閥本體322的內表面和閥芯件326的外表面之間形成一個流體密封。
雌聯接件220和閥320是這樣聯接起來的，即，用足夠的力迫使閥320和聯接件220克服聯接件220的彈簧278和閥320的彈簧370的阻力而沿軸向靠攏。當把閥320和聯接件220組合之後，閥320的斜面327和套筒234的斜面267接觸，使得套筒234在聯接件220內從閉合位置縮回到打開位置。同時，聯接件220的固定閥芯件232和閥320的可動閥芯件326之間的接觸將導致可動閥芯件326在閥320內從閉合位置縮回到打開位置。一旦將閥320完全插入聯接件220，夾持件140將卡入由閥320的外表面限定的槽內，從而使該兩結構互鎖。
若要使聯接件220與閥320脫開，可將夾持件140向下壓，並將聯接件220和閥320沿軸向拉開。當聯接件220和閥320分開時，聯接件220的彈簧278使套筒234從打開位置移向閉合位置。類似地，閥320藉助能使可動閥芯件326從打開位置向閉合位置移動的彈簧370而閉合。
關於以上描述，應該理解，在細節上還可以加以變化，特別是在所用的材料和零部件的形狀、尺寸和布置等方面，而這並不偏離本發明的範圍。說明書和各實施例僅僅是為了描述起見，本發明真實的保護範圍和精神應由所附權利要求來更為廣義地限定。
權利要求
1．一種用於控制流體流動的裝置，包括一具有一前端和一後端的殼體，所述殼體在其前後端之間限定了一個縱向延伸的流動通道，並且所述殼體包括一連接於該殼體並位於所述流動通道內的第一保持結構；以及一用於打開和閉合殼體的流動通道的閥機構，該閥機構包括一安裝在所述流動通道內的閥芯件，所述閥芯件包括一第一端和一與之相對的第二端，第一端包括一第二保持結構，它與所述殼體的第一保持結構協作而提供一個用於將閥芯件保持在殼體內的卡接配合。
2．如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述第一保持結構與所述殼體形成一體，而第二保持結構與所述閥芯件形成一體。
3．如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述閥芯件可滑動地安裝在殼體內，並且可在能使流動通道打開的第一位置與能使流動通道閉合的第二位置之間移動，該裝置還包括用於在閥芯件的外周面和殼體的內表面之間形成密封的結構。
4．如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述閥芯件的第二端包括一大致呈圓盤形的大頭部分，所述用於形成密封的結構包括一沿周向圍繞所述閥芯件的密封環。
5．如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述第一保持結構包括一通常面對殼體後端的保持面，第二保持結構至少包括一個從閥芯件的第一端向外徑向凸伸的保持元件，該保持元件是構造和布置成能與保持面接觸，從而防止閥芯件從殼體的前端抽出。
6．如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述第一保持結構包括一第一保持元件，它限定了一個沿殼體的縱軸線對準的孔，所述閥芯件沿縱向延伸並穿過第一保持元件的孔，第二保持結構包括一從閥芯件的第一端向外徑向凸伸的凸起，該凸起與第一保持元件的後側接觸，以防止閥芯件從殼體的前端抽出。
7．如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述閥芯件基本固定地安裝在殼體的流動通道內，閥機構包括一滑動地安裝在閥芯件上並且可在能讓流動通道打開的第一位置和能讓流動通道關閉的第二位置之間移動的套筒，所述裝置還包括用於在閥芯件的外周面和套筒的內表面之間形成密封的結構。
8．如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述閥芯件的第二端包括一大致圓盤形的大頭部分，所述用於形成密封的結構包括一沿周向圍繞所述閥芯件的密封環。
9．如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一保持結構包括一通常面對殼體後端的保持面，第二保持結構至少包括一個從閥芯件的第一端向外徑向凸伸的保持元件，該保持元件是構造和布置成能與保持面接觸，從而防止閥芯件從殼體的前端抽出。
10．如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一保持結構包括一第一保持元件，它限定了一個沿殼體的縱軸線對準的孔，所述閥芯件沿縱向延伸並穿過第一保持元件的孔，第二保持結構包括一從閥芯件的第一端向外徑向凸伸的凸起，該凸起與第一保持元件的後側接觸，以防止閥芯件從殼體的前端抽出，以及一從閥芯件向外徑向凸伸的第二凸起，該凸起與第一保持結構的後側接觸，以防止閥芯件朝殼體的後端移動。
11．一個雌流體聯接件，包括一具有一前端和一後端的殼體，該殼體在其前、後端之間限定了一個縱向延伸的流動通道，所述前端是構造成能沿軸向接納一雄聯接件；一安裝在殼體的流動通道內的保持元件，它包括一通常與殼體前端相對的前側面和一通常與殼體的後端相對的後側面，該保持元件限定了一個大致沿殼體的縱軸線對準的孔；多個徑向的腿部，它們將所述保持元件連接於所述殼體；一安裝在殼體流動通道內的閥芯件，所述閥芯件具有一第一端部和與之相對的第二端部，第一端部是從保持件的前側插入，第二端部包括一具有加大直徑的頭部；一從所述閥芯件的第一端部沿徑向向外凸伸的第一凸肩，該第一凸肩是構造成與保持元件的後側面接觸，從而防止將閥芯件從殼體的前端抽出；一從所述閥芯件向外凸伸的第二凸肩，該第二凸肩向前與第一凸肩隔開，並且是構造成能與保持元件的前側面接觸，從而防止閥芯件朝殼體後端移動；一安裝在閥芯件上的套筒件，它可在能讓流動通道打開的第一位置和能讓流動通道打開的第二位置之間移動；一第一密封結構，用於在閥芯件頭部的外周面和套筒的內表面上形成密封。
12．如權利要求11所述的流體聯接件，其特徵在於，所述第一密封結構包括一彈性的環件，它安裝在圍繞閥芯件頭部的一個周向槽內。
13．如權利要求11所述的流體聯接件，其特徵在於，它還包括一安裝在由殼體限定的一橫向槽內的夾持件，所述夾持件是構造成能有選擇地使雌聯接件和雄聯接件互鎖。
14．如權利要求11所述的流體聯接件，其特徵在於，它還包括一圍繞套筒外周的第二密封結構，以便在套筒和雄聯接件之間形成密封。
15．一種組裝一流體聯接件的方法，所述流體聯接件包括一具有一前端和一後端的殼體，該殼體在其前、後端之間限定了一個縱向延伸的流動通道；一安裝在殼體的流動通道內的保持元件，它包括一通常與殼體前端相對的前側面和一通常與殼體的後端相對的後側面，該第一保持元件限定了一個大致沿殼體的縱軸線對準的孔；一安裝在殼體流動通道內的閥芯件，所述閥芯件具有一第一端部和與之相對的第二端部，第一端部包括一具有傾斜外表面的第二保持元件以及一從閥芯件徑向向外凸伸的凸肩，第二端部包括包括一具有加大直徑的頭部；所述方法包括如下步驟將閥芯件的第一部分沿軸向插入殼體的前端；將第一端部引向由第一保持結構限定的孔；迫使閥芯件朝殼體的後端移動，從而令第二保持元件的傾斜外表面壓抵限定了所述孔的第一保持元件，使得第一和第二保持元件中至少一個發生彈性變形而允許第二保持元件穿過所述孔卡合，其中，一旦第二保持元件穿過所述孔卡合，第二保持元件的凸肩將與第一保持元件的後側面配合，以防止閥芯件從殼體的前端抽出。
全文摘要
本發明總的涉及一種用於控制流體流動的裝置。該裝置包括:一具有一前端(28)和一後端(30)的殼體(22)。該殼體在其前後端之間限定了一個縱向延伸的流動通道(24)。一第一保持結構(32)連接於該殼體並位於所述流動通道內。所述裝置還包括一用於打開和閉合殼體的流動通道的閥機構(20)。該閥機構包括一安裝在所述流動通道內的閥芯件(26)。所述閥芯件包括一第一端(48)和一與之相對的第二端(46)。第一端包括一第二保持結構(50),它與殼體的第一保持結構協作而提供一個用於將閥芯件保持在殼體內的卡接配合。
文檔編號F16L37/34GK1216029SQ97193759
公開日1999年5月5日 申請日期1997年4月11日 優先權日1996年4月12日
發明者C·P·德克萊爾, D·W·邁耶, B·C·斯特姆 申請人:考爾得產品公司