多芯快速連接型氣路圓形連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明應(yīng)用于深海油田、煤礦和氣路互連設(shè)備間等需要?dú)饴愤B接的各種軍工或民用領(lǐng)域，提供了一種通過采用螺紋千斤頂加軟管“V”型快速密封技術(shù)、彈性橡膠泄壓自密封技術(shù)、鍵與鍵槽鍵位角度變換技術(shù)、三頭螺紋大螺距大升程技術(shù)、棘輪防松自鎖等技術(shù)而成的氣管連接器，本發(fā)明密封性好，承壓力高，每個氣路能承受1MPa以上的氣體壓力，本系列擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多芯、氣電混裝、氣水混裝等多種混裝用途，具有很好的應(yīng)用推廣價值。
【專利說明】多芯快速連接型氣路圓形連接器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明應(yīng)用于深海油田、煤礦和氣路互連設(shè)備間等需要?dú)饴愤B接的各種軍工或民用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著深海石油和煤礦勘探、開采等與民生工程相關(guān)聯(lián)的能源技術(shù)的飛躍發(fā)展，越來越多的工業(yè)自動化設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人等需要?dú)饴愤B接來傳輸壓縮空氣，以使汽缸、氣動元件、氣動機(jī)構(gòu)等做重復(fù)性的機(jī)械動作，一方面能夠代替人類擺脫那枯燥、乏味和重復(fù)性的機(jī)械操作；另一方面能提高效能和產(chǎn)品一致性水平；另外還能完成一些人類無法完成或不便于完成的危險工作，如聞溫焊接、聞溫自動嗔漆、深海米油、深井米礦、對人體有一定福射或污染的工作等。
[0003]這些氣路連接有些是用來傳輸壓縮空氣，有些是用來分別傳輸壓縮空氣和氬氣，等等。氣路連接器就是連接汽缸、氣動元件、氣動機(jī)構(gòu)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)、部件、單元模塊間氣體通路——?dú)夤艿慕涌谠?，俗稱氣接頭，其主要功能有:
(1)傳輸氣壓或氣體能量；
(2)快速接通氣路或切斷氣路；
(3)便于大型氣動單元模塊或設(shè)備的運(yùn)輸和組裝互連。
[0004]在這些氣動單元模塊、設(shè)備以及系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用中，選用了氣路連接器，能帶來以下好處:
A、能大大提聞生廣效率；
B、在總體成本一定時，能大大節(jié)約費(fèi)用；
C、提聞總組裝的合格率；
D、能節(jié)約現(xiàn)場維修成本。
[0005]事實(shí)上，只要有氣動單元模塊、設(shè)備以及系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，就會有氣路連接器的存在。因此，隨著深海采油、深井采礦等能源工程和工業(yè)自動化設(shè)備、系統(tǒng)工藝技術(shù)的日益成熟和發(fā)展，氣路連接器在這些領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將越來越廣泛。
[0006]當(dāng)前氣路連接器市面上有的僅為三個鋼珠鎖緊與分離、快插型、承受氣壓級別較低的單芯形式，而兩芯以上的多芯高承壓級別(IMPa)、快速連接與分離型的氣路連接器還沒有。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種通過采用螺紋千斤頂加軟管“V”型快速密封技術(shù)、彈性橡膠泄壓自密封技術(shù)、鍵與鍵槽鍵位角度變換技術(shù)、三頭螺紋大螺距大升程技術(shù)、棘輪防松自鎖等技術(shù)而成的氣管連接器。
[0008]本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種氣路連接器，包括插頭和插座，所述的插頭和插座均包括后安裝板、前安裝板、氣管連接器、螺紋千斤頂、外殼和限位螺母，所述的后安裝板和前安裝板設(shè)置在所述外殼內(nèi)，在所述后安裝板和所述前安裝板的圓周孔中設(shè)置所述氣管連接件，在所述后安裝板和前安裝板的中心孔中設(shè)置所述螺紋千斤頂，所述的插座還包括異形橡膠密封件，所述的異形橡膠密封件設(shè)置在氣管連接器上，所述的插頭外殼和插座外殼分別設(shè)置有鍵和鍵槽定位結(jié)構(gòu)，所述的插頭外殼上設(shè)置為三頭梯形螺紋鎖緊結(jié)構(gòu)，所述的插頭外殼中設(shè)置有動、靜棘輪機(jī)構(gòu)，所述的動、靜棘輪機(jī)構(gòu)包括連接套、波形墊圈、動棘輪、靜棘輪，所述的外殼通過鍵與所述靜棘輪鍵槽的配合來限制所述靜棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度，所述的連接套通過鍵與所述動棘輪鍵槽的配合來限制動棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度，所述的氣管連接件上連接氣管的部位為雙向倒錐式結(jié)構(gòu)。
[0009]所述的異形橡膠密封件的截面為V型。
[0010]所述的前安裝板和所述的后安裝板的圓周孔均有六個。
[0011]所述的鍵和鍵槽為五鍵和五鍵槽，五鍵和五鍵槽寬度不一致，圓周分布角度不對稱。
[0012]本發(fā)明與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)現(xiàn)有的氣路連接器(或者叫氣路接頭)為單芯，本發(fā)明為多芯，可同時傳輸多路氣
體；
(2)外形和安裝尺寸，全部和GJB599A-93系列III圓形電連接器的外形和安裝尺寸兼容，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，通用性更強(qiáng)；
(3)傳輸氣體的氣管能快速裝入，連接牢`固性高，相應(yīng)地維修也快速，維修成本低；
(4)密封性好，承壓力高，每個氣路能承受IMPa以上的氣體壓力；
(5)在高沖擊和強(qiáng)振動條件下，能防誤插、防松脫；
(6)能快速連接與分離；
(7)能適用于深海油田、煤礦和氣路互連設(shè)備間等所有需要?dú)饴愤B接的各種軍工或民用領(lǐng)域；
(8)可系列擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多芯、氣電混裝、氣水混裝等多種混裝用途，具有很好的應(yīng)用推廣價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:氣管的裝入和密封安裝過程圖；
圖2:插頭和插座插合后的結(jié)構(gòu)圖；
圖3:泄壓和自密封原理圖；
圖4:動靜棘輪防松機(jī)構(gòu)圖；
圖5:插座內(nèi)組合件圖；
圖6:QLY-20WJ06BQN型氣路圓形連接器插座圖；
圖?:插頭內(nèi)組合件圖；
圖8:QLY-26WJ06AQN型氣路圓形連接器插頭。
【具體實(shí)施方式】
[0014]外形和安裝尺寸的適宜性，除尾部附件外，該氣路連接器的外形和安裝尺寸，全部和GJB599A-93系列III圓形電連接器的外形和安裝尺寸兼容，這樣做一方面能方便用戶進(jìn)行面板開孔和安裝，提高通用性；另一方面，有的用戶需要?dú)饴泛碗娐吠瑫r混裝傳輸，不用改變已布局好的開孔尺寸就很容易做到，增加了靈活性，而且氣電混裝既能有效節(jié)省有限的空間，也能使設(shè)備或系統(tǒng)面板布局更為有序、合理和美觀。
[0015]氣管快速裝入和連接后的牢固性、密封性問題，如圖1所示。
[0016]采用了螺紋千斤頂加軟管“V”型快速密封技術(shù)，既解決了氣管(21)快速裝入到連接器內(nèi)氣管連接件的問題，又保證了氣管連接后的牢固性和密封性。
[0017]將內(nèi)六角扳手(26)插入到螺紋千斤頂并逆時針旋轉(zhuǎn)，就會帶動前安裝板(24)、后安裝板(23)和氣管連接件(25)的組合件(以下簡稱內(nèi)組合件)前移，前移一段距離后由限位螺母(27)限位，此時，內(nèi)組合件和連接器外殼(22)間就會留下足以能夠把氣管連接到氣管連接件上的空間，而氣管連接件上連接氣管的部位為“雙向倒錐式”，一個方向的倒錐為氣管連接作導(dǎo)向，另一方向的倒錐能使氣管連接后產(chǎn)生一定的鎖緊力，并實(shí)現(xiàn)預(yù)密封功能，整個氣管連接是快速進(jìn)行的。
[0018]將內(nèi)六角扳手(26)插入到螺紋千斤頂并順時針旋轉(zhuǎn)，就會帶動裝有氣管的組合件后移，后移一段距離后由外殼上的各個內(nèi)孔限位，此時，作用在螺紋千斤頂上的力會均勻分配到內(nèi)組合件氣管連接部位，使氣管連接件(25 )的前一個方向的倒錐和外殼上的各個內(nèi)孔間形成“V”型密封區(qū)域，因?yàn)闅夤苁菐в袕椥缘能浌?，所以螺紋千斤頂分配來的力在“V”型密封區(qū)域，能使氣管連接后的牢固性和密封性都很好。經(jīng)供貨和試驗(yàn)驗(yàn)證，每個氣路承受IMPa以上的氣體壓力而不會漏氣，也沒有松動現(xiàn)象，牢固性很好。
[0019]氣路連接器插頭和插座插合后的密封問題，如圖2所示。
[0020]該氣路連接器是一個多芯的氣路接口，插頭(28 )和插座(29 )插合后的密封問題，也就是各個氣路的陽氣管連接件(30)和陰氣管連接件(31)插合后的密封問題。本產(chǎn)品采用了彈性橡膠泄壓自密封技術(shù)，成功解決了插頭(28)和插座(29)插合后的密封問題。其密封分兩部分來完成:首先由插合后的陽氣管連接件(30)和陰氣管連接件(31)的錐面配合部位完成預(yù)密封，其次由安裝于每個陰氣管連接件上的異形彈性橡膠密封件來實(shí)現(xiàn)泄壓和自密封。
[0021]如圖3所示，每個異形彈性橡膠密封件(32)的截面為“V”型，如果在預(yù)密封時有泄露過來的氣體，就會流入到“V”型截面的空隙內(nèi)，一方面V型彎曲的路徑會產(chǎn)生泄壓作用，另一方面，泄露的氣體壓力會作用于“V”型截面的空隙內(nèi)壁上(如圖中箭頭所示)，而該空隙的外壁是受到陰氣管連接件(31)、陽氣管連接件(30)等表面的限制和約束作用，泄露的氣體壓力越大，“V”字型就越“張開”,相應(yīng)的限制和約束作用力也就越大,密封性也就隨著增大。經(jīng)供貨和試驗(yàn)驗(yàn)證，每個氣路承受IMPa以上的氣體壓力，密封性良好。
[0022]氣路連接器的防誤插合問題，在實(shí)際氣路連接器插合操作中，一方面要準(zhǔn)、精、穩(wěn)，快；另一方面系統(tǒng)或設(shè)備的同一面板上可能要裝上同種芯數(shù)的氣路插座連接器很多只，要求與對應(yīng)的氣路插頭連接器在操作時不能插錯，所以要有防誤插機(jī)構(gòu)。
[0023]該多芯氣路圓形連接器采用了鍵與鍵槽的鍵位角度變換技術(shù)，解決了插頭和插座插合時防誤插和插合后的各個氣路位置的一致性問題。
[0024]該氣路圓形連接器的插頭和插座外殼分別采用五鍵、五鍵槽定位結(jié)構(gòu)，鍵、鍵槽寬度不一致，圓周分布角度不對稱，具有防斜插、防誤插功能，并且主鍵位有五種位置，定位由主鍵位確定，其余副鍵位位置不變，使得相同外殼號、相同氣路芯數(shù)、不同規(guī)格的氣路圓形連接器可以多個使用而不會插錯。
[0025]固定氣管連接件的前、后安裝板上，分別有兩個角度大小不一的圓弧鍵、鍵槽，它們能保證插合后的各個氣路位置的一致性；同時兩個角度大小不一的圓弧鍵、鍵槽又是前面所述的內(nèi)組合件向前移動或者向后移動的滑道。
[0026]氣路連接器的快速連接與分離及防松脫問題，該氣路連接器為軍民兩用，在軍事用途或作戰(zhàn)中，要求系統(tǒng)與系統(tǒng)間、單元與單元間、設(shè)備與設(shè)備間在安裝和對接時要準(zhǔn)、精、穩(wěn)，快，因此該氣路連接器在操作時也要快速連接、快速分離。
[0027]該氣路連接器的快速連接、快速分離方式采用了三頭梯形螺紋鎖緊結(jié)構(gòu)，三頭螺紋為大螺距大升程:其螺距為普通螺紋螺距的3倍(7.62mm),即旋轉(zhuǎn)一圈可產(chǎn)生軸向距離
7.62mm,該氣路連接器設(shè)計的軸向插合距離為IOmm,因此連接與分離時只需旋轉(zhuǎn)約1.3圈，實(shí)現(xiàn)了該氣路圓形連接器的快速連接和分離，具有使用方便、快捷、連接可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]該氣路圓形連接器還可用于高沖擊和強(qiáng)振動條件下，而不會出現(xiàn)連接機(jī)構(gòu)的脫開和松動現(xiàn)象。產(chǎn)品設(shè)計中采用了動、靜棘輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)防松、防脫配，如圖4所示。它主要由外殼(33)、連接套(37)、波形墊圈(36)、動棘輪(35)、靜棘輪(34)等零件組成。其中，外殼(33)通過鍵與靜棘輪鍵槽的配合來限制靜棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度，連接套也通過鍵與動棘輪鍵槽的配合來限制動棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度。這樣，在旋合與分離時，動棘輪和靜棘輪發(fā)生相對滑動，在相對滑動過程中，壓縮波形墊圈，并由波形墊圈把軸向力轉(zhuǎn)化為軸向力距。
[0029]因?yàn)榇藱C(jī)構(gòu)是通過動、靜棘輪的相對滑動來完成把波形墊圈的軸向力轉(zhuǎn)化為軸向力矩的。設(shè)計時有意將動、靜棘輪的前進(jìn)面相對于底面的夾角，小于動、靜棘輪的后退面相對于底面的夾角，這樣就能使分離力大于連接時的旋合力，也就保證了該氣路圓形連接器連接時較輕松，分離時較費(fèi)力，即使在高沖擊和強(qiáng)振動條件下，總是向連接、旋合的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了防松脫功能。
[0030]具體實(shí)施例1，以6芯法蘭安裝固定式氣路圓形連接器插座QLY-20WJ06BQN為例。
[0031]插座內(nèi)組合件，如圖5所示:將6個異形橡膠密封件(I)分別裝入到6個陰氣管連接件(2)中，然后再分別裝入到插座后安裝板(4)的6個孔中，并在插座后安裝板(4)的中心孔中裝上I個螺紋千斤頂(3)，之后再裝入插座前安裝板(5)(有序號標(biāo)記的一面朝外)，最后用4個M2.5X6十字槽盤頭螺釘(6)、4個2.5彈性墊圈(7)、4個2.5平墊圈(8)把它們擰緊，檢查無誤后轉(zhuǎn)入下道工序。
如圖6所示，把上一步裝好的插座內(nèi)組合件，推入到插座外殼(9)中，裝配時只要大鍵對準(zhǔn)大鍵槽、小鍵對準(zhǔn)小鍵槽即可，用內(nèi)六角扳手插入到螺紋千斤頂(3)并順時針旋轉(zhuǎn)，直至不能再旋轉(zhuǎn)為止，此時插座內(nèi)組合件就裝配到位了。然后在限位螺母(10)的內(nèi)螺紋上涂少許螺紋鎖固膠，再把它擰到螺紋千斤頂(3)末端的螺紋上，借助內(nèi)六角扳手把它擰緊，放置約24小時等螺紋鎖固膠硬化后，即組成QLY-20WJ06BQN型法蘭安裝固定式6芯氣路圓形連接器插座。
[0032]具體實(shí)施例2:以6芯自由端氣路圓形連接器插頭QLY-26WJ06AQN為例。
[0033]插頭內(nèi)組合件，如圖7所示:將6個陽氣管連接件(11)分別裝入到插頭后安裝板(12)的6個孔中，并在插頭后安裝板(12)的中心孔中裝上I個螺紋千斤頂(3)，之后再裝入插頭前安裝板(13)(有序號標(biāo)記的一面朝外)，最后用4個M2.5X6十字槽盤頭螺釘(6)、4個2.5彈性墊圈(7)、4個2.5平墊圈(8)把它們擰緊，檢查無誤后轉(zhuǎn)入下道工序。[0034]把上一步裝好的插頭內(nèi)組合件，推入到插頭外殼(14)中，裝配時只要大鍵對準(zhǔn)大鍵槽、小鍵對準(zhǔn)小鍵槽即可，用內(nèi)六角扳手插入到螺紋千斤頂(3)并順時針旋轉(zhuǎn)，直至不能再旋轉(zhuǎn)為止，此時插頭內(nèi)組合件就裝配到位了。然后在限位螺母(10)的內(nèi)螺紋上涂少許螺紋鎖固膠，再把它擰到螺紋千斤頂(3)末端的螺紋上，借助內(nèi)六角扳手把它擰緊，放置約24小時等螺紋鎖固膠硬化后，即可進(jìn)行下一步安裝。
[0035]如圖8所示，把連接套(15)的4個鍵槽對準(zhǔn)插頭外殼(14)的4個凸鍵，把連接套
(15)推到位，使連接套(15)的內(nèi)法蘭側(cè)面和插頭外殼(14)的外法蘭側(cè)面切平，輕輕轉(zhuǎn)動連接套(15)，應(yīng)能轉(zhuǎn)動自如。之后依次裝入波形墊圈(16)、動棘輪(17)、靜棘輪(18)，再次檢查連接套(15)，應(yīng)順時針和逆時針均能轉(zhuǎn)動，且順時針轉(zhuǎn)動比逆時針轉(zhuǎn)動更為輕松，證明裝配合格。然后把套管(19)擰到插頭外殼(14)上(不要求擰到位，在后續(xù)裝接氣管時才擰緊)，最后把緊定螺釘(20)擰到套管(19)上，即組成QLY-26WJ06AQN型6芯氣路圓形連接器插頭。
[0036]在后續(xù)連接氣管時，用內(nèi)六角扳手插入到螺紋千斤頂(3)并逆時針旋轉(zhuǎn)，直至不能再旋轉(zhuǎn)為止，此時插頭內(nèi)組合件就可以裝接氣管了，6路氣管全部裝接完后，再用內(nèi)六角扳手插入到螺紋千斤頂(3)并順時針旋轉(zhuǎn)，直至不能再旋轉(zhuǎn)為止。
【權(quán)利要求】
1.一種氣路連接器，包括插頭和插座，其特征在于，所述的插頭和插座均包括后安裝板、前安裝板、氣管連接器、螺紋千斤頂、外殼和限位螺母，所述的后安裝板和前安裝板設(shè)置在所述外殼內(nèi)，在所述后安裝板和所述前安裝板的圓周孔中設(shè)置所述氣管連接件，在所述后安裝板和前安裝板的中心孔中設(shè)置所述螺紋千斤頂，所述的插座還包括異形橡膠密封件，所述的異形橡膠密封件設(shè)置在氣管連接器上，所述的插頭外殼和插座外殼分別設(shè)置有鍵和鍵槽定位結(jié)構(gòu)，所述的插頭外殼上設(shè)置為三頭梯形螺紋鎖緊結(jié)構(gòu)，所述的插頭外殼中設(shè)置有動、靜棘輪機(jī)構(gòu)，所述的動、靜棘輪機(jī)構(gòu)包括連接套、波形墊圈、動棘輪、靜棘輪，所述的外殼通過鍵與所述靜棘輪鍵槽的配合來限制所述靜棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度，所述的連接套通過鍵與所述動棘輪鍵槽的配合來限制動棘輪的旋轉(zhuǎn)自由度，所述的氣管連接件上連接氣管的部位為雙向倒錐式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣路連接器，其特征在于，所述的異形橡膠密封件的截面為V型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣路連接器，其特征在于，所述的前安裝板和所述的后安裝板的圓周孔均有六個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣路連接器，其特征在于，所述的鍵和鍵槽為五鍵和五鍵槽，所述五鍵和五鍵槽寬度不一致，圓周分布角度不對稱。
【文檔編號】F16L41/04GK103453264SQ201310417443
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月14日
【發(fā)明者】彭戰(zhàn)良 申請人:陜西華達(dá)科技股份有限公司