一种大通径干式快速接头

摘要

本发明涉及流体管路连接技术领域，具体涉及一种大通径干式快速接头，包括相互配合的公接头和母接头；所述公接头包括公接头壳体组件、公接头固定阀芯组件和公接头移动阀芯组件；所述母接头包括母接头壳体组件、母接头阀芯组件和母接头锁定组件；流体管路连接装置中采取平头结构、滚轮曲槽式快速锁定的对接方式，以实现基于公/母接头各自密封性的前提下实现精准与快速对接，有效地实现流体在对接结构之间设定的流道内部流通，实现简化对接与解锁操作、杜绝流体泄漏、提高流量系数、提升耐杂质能力和现场作业效率的设计目的。本发明设计合理，密封性强，内部流体阻力较小，且内部各个密封件始终不接触流动工质。

权利要求

1.一种大通径干式快速接头，其特征在于：包括相互配合的公接头和母接头；所述公接头包括公接头壳体组件(1)、公接头固定阀芯组件(2)和公接头移动阀芯组件(3)；所述母接头包括母接头壳体组件(4)、母接头阀芯组件(5)和母接头锁定组件(6)；

所述公接头固定阀芯组件(2)包括固定阀芯(21)和固定阀芯座(22)；所述公接头移动阀芯组件(3)包括第一移动阀芯(31)、第一移动阀芯密封件(32)、第一复位弹簧(33)、第二移动阀芯(34)和第二复位弹簧(35)；所述公接头移动阀芯组件(3)设置在所述公接头壳体组件(1)和所述公接头固定阀芯组件(2)之间；所述固定阀芯座(22)设置在所述公接头通道的中心位置，所述固定阀芯(21)设置在所述固定阀芯座(22)的中心位置上，所述第一复位弹簧(33)设置在所述固定阀芯(21)的外部，所述第一复位弹簧(33)一端与所述第一移动阀芯(31)相连，另一端与所述固定阀芯座(22)相连，所述第一移动阀芯密封件(32)设置在所述第一移动阀芯(31)顶端的内表面，其中所述第一移动阀芯(31)顶端为与所述母接头连接的方向，所述第二复位弹簧(35)设置在所述第一移动阀芯(31)内部与所述第二移动阀芯(34)相连，所述第一移动阀芯(31)在所述第一复位弹簧(33)的牵引下往复运动，所述第二移动阀芯(34)在所述第二复位弹簧(35)的牵引下往复运动；所述固定阀芯(21)顶端的后方为阶梯形结构，所述阶梯形的高度差与所述第二移动阀芯(34)顶端的厚度相等；

所述母接头阀芯组件(5)包括阀芯(51)、阀芯座(52)、阀芯套筒(53)和复位弹簧(54)；

所述阀芯座(52)设置在所述母接头通道的中心位置，所述阀芯座(52)的中心内部设置有所述阀芯套筒(53)，所述阀芯套筒(53)内部设置有所述阀芯(51)的尾部，所述阀芯(51)和所述阀芯套筒(53)的外部设置有所述复位弹簧(54)，所述阀芯(51)在所述复位弹簧(54)的牵引下可在所述阀芯套筒(53)中往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述公接头壳体组件(1)包括公接头壳体(11)、公接头壳体密封件(12)和公接头对外密封件(13)；所述公接头壳体密封件(12)设置在所述公接头壳体(11)顶端的内表面上，其中所述公接头壳体(11)顶端为与所述母接头连接的方向，所述公接头对外密封件(13)设置在所述公接头壳体(11)的尾端。

3.根据权利要求2所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述公接头壳体(11)外侧设置有螺旋形公接头壳体锁定曲线槽(111)。

4.根据权利要求1所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述固定阀芯(21)和所述阀芯(51)的表面均为平头结构。

5.根据权利要求4所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述固定阀芯(21)顶端中心设置有固定阀芯定位槽(211)，所述阀芯(51)顶端中心设置有阀芯定位凸块(512)，所述固定阀芯定位槽(211)与所述阀芯定位凸块(512)的尺寸能够相互配合。

6.根据权利要求5所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述固定阀芯定位槽(211)形状为截锥形或圆柱形。

7.根据权利要求4‑6中任一项所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述阀芯(51)顶端周围设置有若干阀芯导流槽(511)。

8.根据权利要求1所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述母接头壳体组件(4)包括母接头壳体(41)、母接头壳体密封件(42)和母接头对外密封件(43)；所述母接头壳体密封件(42)设置在所述母接头壳体(41)顶端的内表面上，其中所述母接头壳体(41)顶端为与所述公接头连接的方向，所述母接头对外密封件(43)设置在所述母接头壳体(41)的尾端。

9.根据权利要求8所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述壳体(41)外部设置有所述母接头锁定组件(6)，所述母接头锁定组件(6)包括锁定外套(61)、操作手轮(62)、锁定滚轮(63)、若干钢球(64)、导向环(65)和钢球固定环(66)；所述壳体(41)外部设置有横截面为半圆形的圆环凹槽，所述钢球(64)设置在所述圆环凹槽内，所述钢球(64)的外侧设置有所述钢球固定环(66)用于固定所述钢球(64)的位置，所述锁定外套(61)与所述壳体(41)接触处设置有所述导向环(65)。

10.根据权利要求9所述的一种大通径干式快速接头，其特征在于：所述操作手轮(62)与所述锁定外套(61)通过销轴结构锁紧，所述锁定滚轮(63)设置在所述锁定外套(61)顶端的内侧壁上，其中所述锁定外套(61)顶端为与所述公接头连接的方向。

说明书

一种大通径干式快速接头

技术领域

[0001] 本发明涉及流体管路连接技术领域，具体涉及一种大通径干式快速接头。

背景技术

[0002] 在大流量流体传输系统中，为了对系统进行装配、调试和维护，经常需要对流体进行连通和断开操作。现有技术中的接头装置往往在公接头和母接头两端增加截止阀门，接
头只负责连通和密封，再通过操作阀门来控制流体的连接与断开。这种方式不仅增加了设
备数量、体积和成本，而且在连接与断开过程中存在一定的介质泄漏量，尤其对于有毒、有
害、高危和贵重流体介质，存在污染环境和物料浪费的问题，对操作人员具有较大的安全隐
患。另一方面，由于流体中存在一定量的杂质和颗粒物，容易在密封件处富含，从而影响整
体密封性，出现泄漏现象。

[0003] 现有的申请公布号为CN108397631 A的中国发明专利文件公开的一种锁止型自封干式快速接头，包括公接头和母接头；公接头包括壳体、公接头阀座、导向弹簧衬套、弹簧、
滑动阀芯和螺旋导向槽；母接头包括壳体、阀芯支撑座、固定阀芯、滑动阀座、导向衬套、弹
簧衬套、弹簧、前端盖、凸轮和操作手轮；快速接头通过母接头轴向旋入旋出公接头来实现
连接和断开，减少了流体输送时连接和断开过程中介质的泄漏量。但这种快速接头内部阀
芯为锥面结构，对接和分离密封件均暴露在流通通道内，杂质容易在密封件富集从而影响
密封性能；锥面阀芯使流通面积变小，使流阻增大。同时，母接头壳体为两零件通过密封件
密封，增加了一处可能的泄漏点。

发明内容

[0004] 为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种大通径干式快速接头。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0006] 本发明提供了一种大通径干式快速接头，包括相互配合的公接头和母接头；所述公接头包括公接头壳体组件、公接头固定阀芯组件和公接头移动阀芯组件；所述母接头包
括母接头壳体组件、母接头阀芯组件和母接头锁定组件；所述公接头固定阀芯组件包括固
定阀芯和固定阀芯座；所述公接头移动阀芯组件包括第一移动阀芯、第一移动阀芯密封件、
第一复位弹簧、第二移动阀芯和第二复位弹簧；所述公接头移动阀芯组件设置在所述公接
头壳体组件和所述公接头固定阀芯组件之间；所述固定阀芯座设置在所述公接头通道的中
心位置，所述固定阀芯设置在所述固定阀芯座的中心位置上，所述第一复位弹簧设置在所
述固定阀芯的外部，所述第一复位弹簧一端与所述第一移动阀芯相连，另一端与所述固定
阀芯座相连，所述第一移动阀芯密封件设置在所述第一移动阀芯顶端的内表面，其中所述
第一移动阀芯顶端为与所述母接头连接的方向，所述第二复位弹簧设置在所述第一移动阀
芯内部与所述第二移动阀芯相连，所述第一移动阀芯在所述第一复位弹簧的牵引下往复运
动，所述第二移动阀芯在所述第二复位弹簧的牵引下往复运动；所述固定阀芯顶端的后方
为阶梯形结构，所述阶梯形的高度差与所述第二移动阀芯顶端的厚度相等；所述母接头阀
芯组件包括阀芯、阀芯座、阀芯套筒和复位弹簧；所述阀芯座设置在所述母接头通道的中心
位置，所述阀芯座的中心内部设置有所述阀芯套筒，所述阀芯套筒内部设置有所述阀芯的
尾部，所述阀芯和所述阀芯套筒的外部设置有所述复位弹簧，所述阀芯在所述复位弹簧的
牵引下可在所述阀芯套筒中往复运动。

[0007] 进一步的，所述公接头壳体组件包括公接头壳体、公接头壳体密封件和公接头对外密封件；所述公接头壳体密封件设置在所述公接头壳体顶端的内表面上，其中所述公接
头壳体顶端为与所述母接头连接的方向，所述公接头对外密封件设置在所述公接头壳体的
尾端。

[0008] 进一步的，所述公接头壳体外侧设置有螺旋形公接头壳体锁定曲线槽。

[0009] 进一步的，所述固定阀芯和所述阀芯的表面均为平头结构。

[0010] 进一步的，所述固定阀芯顶端中心设置有固定阀芯定位槽，所述阀芯顶端中心设置有阀芯定位凸块，所述固定阀芯定位槽与所述阀芯定位凸块的尺寸能够相互配合。

[0011] 进一步的，所述固定阀芯定位槽形状为截锥形或圆柱形。

[0012] 进一步的，所述阀芯顶端周围设置有若干阀芯导流槽。

[0013] 进一步的，所述母接头壳体组件包括母接头壳体、母接头壳体密封件和母接头对外密封件；所述母接头壳体密封件设置在所述母接头壳体顶端的内表面上，其中所述母接
头壳体顶端为与所述公接头连接的方向，所述母接头对外密封件设置在所述母接头壳体的
尾端。

[0014] 进一步的，所述壳体外部设置有所述母接头锁定组件，所述母接头锁定组件包括锁定外套、操作手轮、锁定滚轮、若干钢球、导向环和钢球固定环；所述壳体外部设置有横截
面为半圆形的圆环凹槽，所述钢球设置在所述圆环凹槽内，所述钢球的外侧设置有所述钢
球固定环用于固定所述钢球的位置，所述锁定外套与所述壳体接触处设置有所述导向环。

[0015] 进一步的，所述操作手轮与所述锁定外套通过销轴结构锁紧，所述锁定滚轮设置在所述锁定外套顶端的内侧壁上，其中所述锁定外套顶端为与所述公接头连接的方向。

[0016] 本发明所达到的有益效果为：

[0017] 1、公接头和母接头表面为平头结构，且固定阀芯和阀芯前端设有防径向位移的定位槽和定位凸块，在对接前、中与后的阀芯结构形成多道密封，各个密封件始终不接触流动
工质，内部流通顺畅，能够有效提高耐杂质能力和杜绝液体泄漏。

[0018] 2、通过公接头上的多段式曲线槽和母接头上锁定滚轮实现公/母接头之间的精准与快速对接，同时结合钢球式旋转机构简化了对接与解锁过程，现场作业效率和可操作性
能均较高。

[0019] 3、母接头阀芯圆周设置有阀芯导流槽，约束阀芯径向位移的同时减小整体流阻，提高流量系数。

附图说明

[0020] 图1是本发明大通径干式快速接头的公/母接头对接并锁定后剖视结构图；

[0021] 图2是本发明大通径干式快速接头公接头剖视结构图；

[0022] 图3是本发明大通径干式快速接头母接头剖视结构图；

[0023] 图4是本发明大通径干式快速接头公接头壳体结构示意图；

[0024] 图5是本发明大通径干式快速接头公接头内部固定阀芯结构示意图；

[0025] 图6是本发明大通径干式快速接头母接头内部阀芯结构示意图。

[0026] 如图1至图6所示，公接头壳体组件1，公接头固定阀芯组件2，公接头移动阀芯组件3，母接头壳体组件4，母接头阀芯组件5，母接头锁定组件6；

[0027] 公接头壳体11，公接头壳体密封件12，公接头对外密封件13，固定阀芯21，固定阀芯座22，第一移动阀芯31，第一移动阀芯密封件32，第一复位弹簧33，第二移动阀芯34，第二
复位弹簧35；

[0028] 母接头壳体41，母接头壳体密封件42，母接头对外密封件43，阀芯51，阀芯座52，阀芯套筒53，复位弹簧54，锁定外套61，操作手轮62，锁定滚轮63，钢球64，导向环65，钢球固定
环66；

[0029] 公接头壳体锁定曲线槽111，固定阀芯定位槽211，阀芯导流槽511，阀芯定位凸块512。

具体实施方式

[0030] 为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

[0031] 实施例1

[0032] 如图1至图4所示，本发明提出一种大通径干式快速接头，其包括有公接头(如图2)和母接头(如图3)。具体地，所述公接头，具有公接头壳体组件1、固定阀芯组件2和移动阀芯
组件3；固定阀芯组件2和移动阀芯组件3之间形成贯穿整个公接头前后端之间的第一通道；

[0033] 公接头壳体组件1包括公接头壳体11、公接头壳体密封件12和公接头对外密封件13；壳体11外部有锁定曲线槽111，内腔中设置有固定阀芯组件2和移动阀芯组件3；固定阀
芯组件2包括固定阀芯21和固定阀芯座22，后部通过挡圈实现固定；移动阀芯组件3包括第
一移动阀芯31，第一移动阀芯密封件32，第一复位弹簧33，第二移动阀芯34，第二复位弹簧
35；第一复位弹簧33位于固定阀芯座22和第一移动阀芯31之间，在弹性支撑下，第一移动阀
芯31可在第一通道内进行往复直线运动；第二移动阀芯34位于第一移动阀芯31内部，在第
二复位弹簧35的作用下，第二移动阀芯34在第一通道内相对第一移动阀芯31进行小幅直线
往复运动；公接头通过公接头壳体密封件12和第一移动阀芯上的第一移动阀芯密封件32实
现自密封功能；公接头通过后部的公接头对外密封件13实现对外密封；

[0034] 所述母接头，具有母接头壳体组件4、母接头阀芯组件5和母接头锁定组件6；母接头壳体组件4和母接头阀芯组件5之间形成贯穿整个母接头前后端之间的第二通道；

[0035] 母接头壳体组件4包括母接头壳体41、母接头壳体密封件42和母接头对外密封件43；母接头壳体41外部设置有横截面为半圆形的圆环槽，用于安装一组沿周向排列的、用于
锁定组件旋转的钢球64；母接头壳体41内腔中设置母接头阀芯组件5，阀芯51在阀芯座52和
阀芯套筒53的支撑以及复位弹簧54的作用下在第二通道内进行往复直线运动；母接头壳体
41外部设置母接头锁定组件6，锁定外套61和操作手轮62通过销轴锁紧，在钢球64、导向环
65和钢球固定环66的作用下沿圆周方向自由旋转，锁定滚轮63嵌在锁定外套61上，与公接
头壳体锁定曲线槽111配合，沿曲线槽滑动；

[0036] 基于上述大通径干式快速接头的结构改进，在公接头和母接头对接时，操作者握住操作手轮62将公接头和母接头相对地沿轴线运动，使母接头的锁定滚轮63接触公接头壳
体锁定曲线槽111中，第一移动阀芯31接触母接头壳体41，固定阀芯21接触阀芯51；操作者
操作手轮62顺时针旋转，母接头的锁定滚轮63沿公接头壳体锁定曲线槽111内的滑道运动，
使公接头和母接头相对运动，公接头移动阀芯组件3和母接头阀芯组件5分别向各自的第一
通道和第二通道后端回退，从而将第一通道和第二通道连通；公接头壳体11和母接头壳体
41通过公接头壳体密封件12实现对外密封；当锁定滚轮63沿锁定曲线槽111运动至曲线槽
末端时，听到“啪”的一声，公接头和母接头完成对接和锁紧，锁紧状态稳定，第一通道和第
二通道完全连通。

[0037] 在公接头和母接头对接过程中，母接头壳体41推动第一移动阀芯31向后回退，第二移动阀芯34在第二复位弹簧35的作用下位置保持固定，当第一移动阀芯31和母接头壳体
41上的第一移动阀芯密封件32和母接头壳体密封件42完全进入第二移动阀芯34外部圆周
面时，第二移动阀芯34跟随第一移动阀芯31和母接头壳体41向后回退至第一通道和第二通
道完全打开；通道完全打开后，第一移动阀芯密封件32和母接头壳体密封件42未暴露在工
质的流通通道中，具有较好的耐压和耐杂质能力。

[0038] 当需要分离公接头和母接头时，操作者握住操作手轮62并沿逆时针方向旋转手轮，母接头的锁定滚轮63沿公接头壳体锁定曲线槽111内的滑道运动，使公接头和母接头分
离；母接头向后回退过程，在第一复位弹簧33的作用下，公接头移动阀芯组件3跟随母接头
壳体回复至初始密封位置(如图2)，公接头关闭，实现自密封；母接头阀芯51在复位弹簧54
的作用下回复至初始密封位置(如图3)，母接头关闭，实现自密封；

[0039] 在公接头和母接头分离过程中，在第一复位弹簧33和复位弹簧54的作用下，第一移动阀芯31、第二移动阀芯34和母接头壳体41同步进行复位运动；当第二移动阀芯34接触
固定阀芯21后，第二移动阀芯固定，第一移动阀芯31和母接头壳体41继续同步进行复位运
动；第一移动阀芯31上的密封件32从第二移动阀芯34上滑动至固定阀芯21上后，公接头关
闭，实现自密封；母接头壳体41上的密封件42从第二移动阀芯34上滑动至固定阀芯21上，再
滑动至阀芯51上，母接头关闭，实现自密封。

[0040] 实施例2

[0041] 如图1至图4所示，公接头和母接头依靠母接头锁定组件6上的锁定滚轮63在公接头壳体11上的曲线槽111内的滑动实现对接和锁定；母接头锁定组件6通过一组圆周方向的
钢球64、导向环65和钢球固定环66实现操作手轮62的顺畅转动；导向环65完成锁定组件圆
周方向支撑，钢球固定环66将钢球64压紧在圆环槽中，防止钢球64脱出；

[0042] 其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

[0043] 实施例3

[0044] 如图4所示，所述公接头壳体11上设置有用于公接头和母接头锁定的公接头壳体锁定曲线槽111，用于约束锁定滚轮63的运动轨迹，实现公接头和母接头对接；该公接头壳
体锁定曲线槽111为多段式曲线，曲线可展开为水平线段、多段斜向下直线段、多段斜向上
的直线段和竖直线段，亦可为同方向的其他类型曲线段；

[0045] 其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

[0046] 实施例4

[0047] 如图5和图6所示，所述的公接头固定阀芯21前端设置有固定阀芯定位槽211，与母接头阀芯51前端的阀芯定位凸块512配合，约束母接头阀芯51的径向位移；定位槽形状为截
锥形或圆柱形，凸块位于母接头阀芯51上，凹槽位于公接头固定阀芯21上，凸块和凹槽交换
位置亦可。

[0048] 其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

[0049] 实施例5

[0050] 如图6所示，所述母接头阀芯上设置有阀芯导流槽511和阀芯定位凸块512；阀芯定位凸块512在实施例4中已作介绍，此处不再赘述；

[0051] 阀芯导流槽511为圆周方向的三个凸起，前端为锥形，在阀芯51回复到位后与母接头壳体41锥面配合，实现阀芯51轴向位置约束；设置阀芯导流槽511增大了第二通道的流通
面积，减小流阻；

[0052] 其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。

[0053] 以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范
围之内。