一種快速接頭及其工作方法與流程

2023-04-27 23:42:16

本發明涉及管路輔助設備技術領域，特別是一種快速接頭及其工作方法。

背景技術：

快速接頭包括液壓快速接頭和各種流體快速接頭，它是一種快速連接或斷開管路，實現快速拆裝的連接裝置。快速接頭由公插頭和母插頭兩部分組成，公插頭和母插頭各相當於一個單向閥，內有一個閥芯，未插合時，單向閥在彈簧力的作用下關閉，公插頭和母插頭均為獨立密封狀態；公插頭插入母插頭後，彈簧被壓縮，公插頭和母插頭的閥芯同時被推開，兩個管路連通，流體便可以流通。

由於快速接頭具有雙向止回功能管路斷開無洩漏，因此在石油、冶金、水電、工程機械、船舶，機電設備等領域中得到廣泛的應用。流體通道的設計是十分重要的，多數採用簡單的接插形成流通，流道設計簡單，但密封性能效果不理想，尤其是在插合過程中公插頭插入母插頭的瞬間，由於需要帶壓操作，因此極易出現洩漏。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、避免插入瞬間洩露的快速接頭及其工作方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的快速接頭，包括：插接配合的公插頭和母插頭；

所述公插頭包括公插頭第一套筒，所述公插頭第一套筒內還設有可沿其軸向滑動的第一閥芯，所述第一閥芯的前端設置第一密封盤，該第一密封盤的環狀側壁與所述公插頭第一套筒的環狀內壁密封配合；

所述母插頭包括母插頭第一套筒，所述母插頭第一套筒內固定設置第二密封盤，該第二密封盤的環狀側壁與所述母插頭第一套筒的環狀內壁之間設置可沿軸向滑動的筒狀第二閥芯，該第二閥芯的內壁與所述第二密封盤的環狀側壁密封配合，所述母插頭第一套筒的尾端內壁凸出設置第二環形密封部，該第二環形密封部的內壁平行設置第二環形凹槽和第三環形凹槽，所述第二環形凹槽、第三環形凹槽內分別設置第二O形密封圈、第三O形密封圈，用於和對置於第二環形密封部內的第二閥芯的外壁形成密封配合；

所述第二密封盤的直徑與所述第一密封盤的直徑相同，所述筒狀第二閥芯尾端的外徑與所述公插頭第一套筒前端的外徑相同，且筒狀第二閥芯尾端的環寬與所述公插頭第一套筒前端的環寬相同，所述公插頭第一套筒前端的外徑小於所述母插頭第一套筒尾端的內徑；所述公插頭與母插頭插合時，公插頭第一套筒的前端插入所述母插頭第一套筒內，公插頭第一套筒的前端推動所述第二閥芯在所述母插頭第一套筒內向所述母插頭第一套筒的前端移動，以使所述母插頭連通；同時第二密封盤推動所述第一閥芯在所述公插頭第一套筒內向公插頭第一套筒的後端移動，以使所述公插頭連通，實現公插頭和母插頭內流體的流通。

進一步，所述公插頭第一套筒的前端內壁凸出設置第一環形密封部，該第一環形密封部的內壁設置第一環形凹槽；所述第一密封盤的外徑與第一環形密封部的內徑相適配，所述第一環形凹槽內設置第一O形密封圈，以使所述述第一閥芯的第一密封盤置於所述第一環形密封部內時，由第一O形密封圈與所述第一閥芯相配合形成密封。

進一步，所述公插頭第一套筒內還設有第一彈簧，所述公插頭第一套筒尾端的內壁中設置環形安裝槽，該環形安裝槽內設置第一擋圈，所述第一彈簧置於所述第一擋圈和所述第一閥芯之間，用於推動所述第一閥芯復位。

進一步，所述第一密封盤的內側端面固定設置人字形導向支架，該人字形導向支架的邊緣凸出設置在所述第一密封盤邊緣的外側，所述第一閥芯置於所述公插頭第一套筒內時，該人字形導向支架的外側邊緣與所述公插頭第一套筒的內壁相接觸，以使第一閥芯在所述公插頭第一套筒內沿軸向移動時形成支撐，並由所述第一環形密封部對所述人字形導向支架進行限位。

進一步，所述公插頭第一套筒內還設有與所述公插頭第一套筒滑動配合的筒狀閥芯套和筒狀彈簧底座，該筒狀閥芯套的外壁沿其周向上凸出設置第一環形凸臺，所述人字形導向支架的邊緣設置臺階部，該筒狀彈簧底座的尾端外壁沿其周向上凸出設置第四環形凸臺；裝配時所述筒狀閥芯套的尾端套接在所述第一彈簧的前端內，人字形導向支架經臺階部卡接配合在所述筒狀閥芯套的前端，所述筒狀彈簧底座的前端套接在所述第一彈簧的尾端內，所述第一擋圈對所述筒狀彈簧底座的尾端進行限位，以使所述第一彈簧可推動所述第一閥芯復位。

進一步，所述母插頭第一套筒的軸心處還設有閥杆，該閥杆的前端經底託與所述母插頭第一套筒的內壁固定相連；所述第二密封盤與所述閥杆的尾端固定相連，以使所述第二密封盤設置在所述母插頭第一套筒內的軸心。

進一步，所述第二閥芯的尾端內壁凸出設置第三環形密封部，該第三環形密封部的內壁設置第四環形凹槽，所述第四環形凹槽內設置第四O形密封圈，用於和所述第二密封盤的環狀側壁密封配合；所述第二閥芯的外壁中部設置第二環形凸臺，所述第二環形凸臺的外側端面與所述第二環形密封部的側壁相配合對所述第二閥芯進行限位；所述閥杆上套接第二彈簧，該第二彈簧置於所述第二環形凸臺的內側端面與所述底託之間，用於推動所述第二閥芯復位。

進一步，所述閥杆上還套設有可沿軸向滑動的彈簧套筒，該彈簧套筒中部外壁上凸出設置第三環形凸臺，該第三環形凸臺小於所述第二閥芯的內徑以使所述彈簧套筒可在所述第二閥芯內滑動；所述第二閥芯的前端內壁設置第二擋圈，所述彈簧套筒尾端的端面與所述第二密封盤的相對內側端面相接觸，所述彈簧套筒上還套設有被壓縮的第三彈簧，該第三彈簧置於所述第三環形凸臺與所述第二擋圈之間，用於對所述彈簧套筒進行限位；所述彈簧套筒尾端的外徑與所述第二密封盤的外徑相同，以使所述第二閥芯向所述母接頭第一套筒的前端移動過程中，所述第二閥芯脫離所述第二密封盤後與所述彈簧套筒的外壁密封配合；所述第三環形密封部的相對內側端面與所述第三環形凸臺之間留有間距，以使所述第二閥芯在向所述母插頭第一套筒的前端移動的過程中，所述第三環形密封部未接觸所述第三環形凸臺時，所述彈簧套筒保持靜止，所述第三環形密封部與所述第三環形凸臺相接觸後，帶動所述彈簧套筒向所述母插頭第一套筒的前端移動，使得公插頭與母插頭之間連通。

上述快速接頭的工作方法，包括如下步驟：

A、公插頭處於初始狀態時，第一彈簧支撐第一閥芯到達公插頭第一套筒的前端，第一密封盤的環狀側壁與所述公插頭第一套筒的第一環形密封部經第一O形密封圈進行密封配合，使得公插頭處於封閉狀態；母插頭初始狀態時，第二彈簧支撐第二閥芯到達母插頭第一套筒的尾端，第二閥芯的外壁經第二O形密封圈、第三O形密封圈與母插頭第一套筒的第二環形密封部密封配合，第二閥芯的第三環形密封部經第四O形密封圈和所述第二密封盤的環狀側壁密封配合，第三彈簧處於被壓縮狀態使得所述彈簧套筒的尾端與所述第二密封盤的內側端面相接觸，以使母插頭處於封閉狀態。

B、插合時，將所述公插頭第一套筒的前端沿軸向推入所述母插頭第一套筒內，使得第二密封盤推動所述第一閥芯在所述公插頭第一套筒內向公插頭第一套筒的尾端移動，第一彈簧被壓縮，所述公插頭連通；同時公插頭第一套筒的前端推動所述第二閥芯在所述母插頭第一套筒內向所述母插頭第一套筒的前端移動，第二彈簧被壓縮，第二閥芯的第三環形密封部未接觸所述第三環形凸臺時，第三彈簧回彈使得所述彈簧套筒的尾端依然與所述第二密封盤的內側端面相接觸，第二閥芯脫離所述第二環形密封部，公插頭第一套筒的前端進入所述第二密封盤與所述第二環形密封部之間，且第二閥芯的內壁經第四O形密封圈與所述彈簧套筒保持密封，使得公插頭與母插頭之間依然保持隔離狀態；第二閥芯在所述母插頭第一套筒內繼續向所述母插頭第一套筒的前端移動，第二閥芯的第三環形密封部接觸所述第三環形凸臺後帶動所述彈簧套筒向所述母插頭第一套筒的前端移動，第三彈簧再次被壓縮，所述彈簧套筒的尾端脫離所述第二密封盤的內側端面，使得公插頭和母插頭之間完全連通；此時所述公插頭第一套筒的前端置於所述母插頭第一套筒內，公插頭第一套筒的外壁與所述母插頭第一套筒的第二環形密封部經第二O形密封圈、第三O形密封圈密封配合。

C、拔出時，在第一彈簧、第二彈簧的回彈作用下公插頭第一套筒退出所述母插頭第一套筒，在此過程中，彈簧套筒與第二閥芯、第一閥芯同步移動復位，彈簧套筒的尾端再次與第二密封盤的內側端相接觸，第二閥芯的第三環形密封部與所述第二密封盤的環狀側壁經第四O形密封圈密封配合，該第二閥芯的外壁與所述母插頭第一套筒的第二環形密封部經所述第二O形密封圈、第三O形密封圈密封配合，第一密封盤的環狀側壁與所述公插頭第一套筒的第一環形密封部經第一O形密封圈進行密封配合，確保在插拔過程中無洩漏。

發明的技術效果：（1）本發明的快速接頭，相對於現有技術，使用可移動的第一閥芯、第二閥芯分別與套筒的環形密封部進行密封配合，結構簡單，插合後由第二環形密封部經兩個O形密封圈與公插頭第一套筒進行密封配合，有效避免洩露；（2）人字形導向支架確保第一閥芯在公插頭第一套筒內滑動時不會傾斜，導向穩定，同時人字形導向支架的外緣凸出第一密封盤的邊緣設置，使得第一密封盤向公插頭第一套筒尾端滑動後，易於形成適於帶壓液體流通的通道，確保帶壓液體的快速流通；（3）彈簧套筒的設置，在公插頭插入的過程中，第二閥芯脫離第二密封盤後，母插頭第一套筒並不會與公插頭第一套筒立即導通，使得公插頭第一套筒可以在進入母插頭第一套筒後、公插頭第一套筒的外壁與第二環形密封部形成密封后方導通，有效減少了公插頭第一套筒在插合初始狀態下需要承受的壓力，避免洩露；（4）第二環形密封部內在兩個環形凹槽內分別設置O形密封圈，避免雙密封圈在同一凹槽內相互擠壓，造成密封圈損壞，卡死第二閥芯。

附圖說明

下面結合說明書附圖對本發明作進一步詳細說明：

圖1是本發明的公插頭的剖面結構示意圖；

圖2是本發明的母插頭的剖面結構示意圖；

圖3是本發明的第一閥芯的立體結構示意圖；

圖4是本發明的公插頭與母插頭插合後的剖面結構示意圖。

圖中：公插頭第一套筒11，公插頭第二套筒12，彈簧底座13，第一彈簧14，筒狀閥芯套15，第一擋圈16，第一環形凸臺17，第一環形密封部18，第一環形臺階部19，母插頭第一套筒21，母插頭第二套筒22，彈簧安裝座23，第二彈簧24，第三彈簧25，第一空腔26，第二環形密封部27，底託28，第二擋圈29，第一O形密封圈31，第二O形密封圈32，第三O形密封圈33，第四O形密封圈34，第五O形密封圈35，第六O形密封圈36，第七O形密封圈37，第八O形密封圈38，第三擋圈39，第一閥芯4，第一密封盤41，人字形導向支架42，臺階部43，斜坡部44，第二閥芯5，第二環形凸臺51，彈簧套筒52，第三環形凸臺53，第二空腔54，第三環形密封部55，閥杆61，第二密封盤62，第二環形臺階部63。

具體實施方式

實施例1 本實施例的快速接頭包括插接配合的公插頭和母插頭（為方便論述，公插頭內的部件涉及到前端時是指靠近公插頭與母插頭連接處的一端，其相對另一端為尾端；母插頭內的部件涉及到尾端時是指靠近公插頭與母插頭連接處的一端，其相對另一端為前端）；如圖1所示，公插頭包括公插頭第一套筒11、公插頭第二套筒12，公插頭第一套筒11穿過公插頭第二套筒12設置，以使公插頭第二套筒12在公插頭第一套筒11的外壁上形成第一環形臺階部19；且公插頭第二套筒12的內壁上設置第五環形凹槽，該第五環形凹槽內設置第五O形密封圈35，用於進行密封；公插頭第一套筒11的尾端套接在外接管路內，且公插頭第一套筒11的尾端外壁上設置第六環形凹槽，該第六環形凹槽內設置第六O形密封圈36，用於進行密封；公插頭第一套筒11內還設有可沿其軸向位移的第一閥芯4，第一閥芯4的前端設置第一密封盤41，第一密封盤41的內側端面固定設置人字形導向支架42，如圖3所示，該人字形導向支架42的邊緣凸出設置在第一密封盤41邊緣的外側，第一閥芯4置於公插頭第一套筒11內時，該人字形導向支架42的外側邊緣與公插頭第一套筒11的內壁相接觸，以使第一閥芯4在公插頭第一套筒11內沿軸向移動時形成支撐。

公插頭第一套筒11的前端內壁凸出設置第一環形密封部18，該第一環形密封部18的內壁設置第一環形凹槽；第一密封盤41的直徑與第一環形密封部18的內徑相適配，第一環形凹槽內設置第一O形密封圈31，以使述第一閥芯4的第一密封盤41置於第一環形密封部18內時，由第一O形密封圈31與第一閥芯4相配合形成密封。

公插頭第二套筒12內還設有第一彈簧14、筒狀閥芯套15和筒狀彈簧底座13，筒狀閥芯套15與公插頭第一套筒11的內壁間隙配合，以使筒狀閥芯套15可沿公插頭第一套筒11的內壁滑動；該筒狀閥芯套15的外壁沿其周向上凸出設置第一環形凸臺17，如圖4所示，人字形導向支架42的邊緣設置臺階部43，該筒狀彈簧底座13的尾端外壁沿其周向上凸出設置第四環形凸臺；裝配時筒狀閥芯套15的尾端套接在第一彈簧14內，人字形導向支架42經臺階部43卡接配合在筒狀閥芯套15的前端內；筒狀彈簧底座13的前端套接在第一彈簧14的尾端內，第一擋圈16對筒狀彈簧底座13的尾端進行限位，第一環形密封部18的相對內側壁設置錐形過渡部，人字形導向支架42邊緣臺階部43的前端面設置與錐形過渡部相適配的斜坡部44，以使第一閥芯4移動至公插頭第一套筒11的前端時，由錐形過渡部和斜坡部44相配合對第一閥芯4進行限位。

如圖2所示，母插頭包括母插頭第一套筒21、母插頭第二套筒22，母插頭第一套筒21穿過母插頭第二套筒22設置，以使母插頭第二套筒22在母插頭第一套筒21的外壁上形成第二環形臺階部63，公插頭與母插頭插合時，第二環形臺階部63與第一環形臺階部19相配合形成限位；且母插頭第二套筒22的內壁上設置第七環形凹槽，該第七環形凹槽內設置第七O形密封圈37，用於進行密封；母插頭第一套筒21的前端套接在外接管路內，且母插頭第一套筒21的前端外壁上設置第八環形凹槽，該第八環形凹槽內設置第八O形密封圈38，用於進行密封。

該母插頭第一套筒21的軸心處還設有閥杆61，該閥杆61的前端經底託28與母插頭第一套筒21的內壁固定相連，閥杆61的尾端同軸固定設置第二密封盤62。第二密封盤62的環狀側壁與母插頭第一套筒21的環狀內壁之間設置可沿軸向位移的筒狀第二閥芯5，第二閥芯5的內壁設置第四環形凹槽，第四環形凹槽內設置第四O形密封圈34，用於和第二密封盤62的環狀側壁密封配合。母插頭第一套筒21的尾端內壁凸出設置第二環形密封部27，該第二環形密封部27的內壁平行設置第二環形凹槽和第三環形凹槽，第二環形凹槽、第三環形凹槽內分別設置第二O形密封圈32、第三O形密封圈33，用於和對置於第二環形密封部27內的第二閥芯5的環狀外壁形成密封配合。

第二閥芯5的外壁中部設置第二環形凸臺51，第二環形凸臺51的外側端面與第二環形密封部27的側壁相配合對第二閥芯5進行限位；閥杆61上套接第二彈簧24，該第二彈簧24置於第二環形凸臺51的內側端面與底託28之間，用於推動第二閥芯復位。閥杆61上還套設有可沿軸向滑動的彈簧套筒52、彈簧安裝座23、第三彈簧25，該彈簧套筒52置於第二閥芯5內，彈簧套筒52的中部外壁上凸出設置第三環形凸臺53，該第三環形凸臺53的外徑小於第二閥芯5的內徑以使彈簧套筒52可在第二閥芯5內滑動；彈簧套筒52的前端套接在第三彈簧25的尾端內，彈簧安裝座23的尾端套接在第三彈簧25的前端內，彈簧安裝座23的前端設置環形凸臺，第二閥芯5的前端內壁設置環形槽，彈簧安裝座23的尾端插入第三彈簧25的前端內後，在第二閥芯5的環形槽內置入第二擋圈29，對第三彈簧25的前端進行限位，使得第三彈簧25處於壓縮狀態，彈簧套筒52尾端的端面在第三彈簧25的推動下與第二密封盤62的相對內側端面相接觸；彈簧套筒52尾端的外徑與第二密封盤62的外徑相同，以使第二閥芯5向母接頭第一套筒21的前端移動過程中，第二閥芯5脫離第二密封盤62後可與彈簧套筒52的外壁密封配合；第三環形密封部55的相對內側端面與第三環形凸臺53之間留有間距，以使第二閥芯5在向母插頭第一套筒21的前端移動的過程中，第三環形密封部55未接觸第三環形凸臺53時，彈簧套筒52保持靜止，第三環形密封部55與第三環形凸臺53相接觸後，帶動彈簧套筒52向母插頭第一套筒21的前端移動，使得公插頭與母插頭之間連通。

如圖4所示，第二密封盤62的直徑與第一密封盤41的直徑相同，筒狀第二閥芯5尾端的外徑與公插頭第一套筒11前端的外徑相同，且筒狀第二閥芯5尾端的環寬與公插頭第一套筒11前端的環寬相同，公插頭第一套筒11前端的外徑小於母插頭第一套筒21尾端的內徑；公插頭與母插頭插合時，公插頭第一套筒11的前端插入母插頭第一套筒21內，並由第一環形臺階部19和第二環形臺階部63進行限位，公插頭第一套筒11的前端推動第二閥芯5在母插頭第一套筒21內向母插頭第一套筒21的前端移動，同時第二密封盤62推動第一閥芯4在公插頭第一套筒11內向公插頭第一套筒11的後端移動，實現公插頭和母插頭內流體的流通。

實施例2

如實施例1所述的快速接頭的工作方法，包括如下步驟：

A、公插頭處於初始狀態時，第一彈簧14支撐第一閥芯4到達公插頭第一套筒11的前端，第一密封盤41的環狀側壁與公插頭第一套筒11的第一環形密封部18經第一O形密封圈31進行密封配合，使得公插頭處於封閉狀態；母插頭初始狀態時，第二彈簧24支撐第二閥芯5到達母插頭第一套筒21的前端，第二閥芯5的外壁經第二O形密封圈32、第三O形密封圈33與母插頭第一套筒21的第二環形密封部27密封配合，第二閥芯5的第三環形密封部55經第四O形密封圈34和第二密封盤62的環狀側壁密封配合，第三彈簧25處於被壓縮狀態使得彈簧套筒52的尾端與第二密封盤62的內側端面相接觸，以使母插頭處於封閉狀態。

B、插合時，將公插頭第一套筒11的前端沿軸向推入母插頭第一套筒21內，使得第二密封盤62推動第一閥芯4在公插頭第一套筒11內向公插頭第二套筒12的後端移動，第一彈簧14被壓縮，公插頭連通；同時公插頭第一套筒11的前端推動第二閥芯5在母插頭第一套筒21內向母插頭第一套筒21的前端移動，第二彈簧24被壓縮，第二閥芯5的第三環形密封部55未接觸第三環形凸臺53時，第三彈簧25逐漸回彈使得彈簧套筒52的尾端依然與第二密封盤62的內側端面相接觸，第二閥芯5脫離第二環形密封部27，公插頭第一套筒11的前端進入第二密封盤62與第二環形密封部27之間，且第二閥芯5的內壁經第四O形密封圈34與彈簧套筒52的外壁保持密封，使得公插頭與母插頭之間依然保持隔離狀態，減少了母插頭內帶壓液體對母插頭與公插頭插合處的壓力；第二閥芯5在母插頭第一套筒21內繼續向母插頭第一套筒21的前端移動，第二閥芯5的第三環形密封部55接觸第三環形凸臺53後帶動彈簧套筒52向母插頭第一套筒21的前端移動，第三彈簧25再次被壓縮，彈簧套筒52的尾端脫離第二密封盤62的內側端面，使得公插頭和母插頭之間完全連通；此時公插頭第一套筒11的前端置於母插頭第一套筒21內，公插頭第一套筒11的外壁與母插頭第一套筒21的第二環形密封部27經第二O形密封圈32、第三O形密封圈33密封配合。

C、拔出時，在第一彈簧14、第二彈簧24的回彈作用下公插頭第一套筒11退出母插頭第一套筒21，在此過程中，彈簧套筒52與第二閥芯5、第一閥芯4同步移動復位，彈簧套筒52的尾端再次與第二密封盤62的內側端相接觸，第二閥芯5的第三環形密封部55與第二密封盤62的環狀側壁經第四O形密封圈34密封配合，該第二閥芯5的外壁與母插頭第一套筒21的第二環形密封部27經第二O形密封圈32、第三O形密封圈33密封配合，第一密封盤42的環狀側壁與公插頭第一套筒11的第一環形密封部18經第一O形密封圈31進行密封配合，確保在插拔過程中無洩漏。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。