一种管路连接器的制作方法

本发明涉及一种管路连接装置，具体涉及一种火箭和地面间供液或排气管路的连接器。

背景技术：

现代大型运载火箭的箭地管路连接器要求在加注时应能快速、可靠连接，以便安全输送低温介质，而在火箭点火时或火箭起飞到一定高度后应能快速、可靠解锁断开，以免管路拉力对火箭造成不良影响。现有的箭地管路连接器虽然可实现基本的管路连接功能，但其在实际应用中还存在着占用空间大、操作难度大、对接和解锁不可靠的问题，影响了低温加注以及火箭的安全性，有待进一步改进或完善。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种管路连接器，其具有结构紧凑、占用空间小、控制方便、连接可靠、解锁迅速的优点，降低了操作难度，提高了安全性。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种管路连接器，包括相对设置的箭上接头和地面接头，所述箭上接头包括插管，插管的外周壁上设有与其垂直的连接板，连接板上固定有与其垂直且朝向地面接头的球头；所述地面接头包括套管，套管在相对箭上接头的一端设有与其垂直的连接座，连接座上固定有与球头配合的球锁，套管的内周壁上设有用于阻挡插管的限位环台。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述套管的内周壁在限位环台相对箭上接头的一侧开设有密封环槽，密封环槽中设有密封圈；所述球头设有两个且使其以插管为中心呈对称分布；所述球锁设有两个且使其与球头一一对应。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述球锁包括拉板、解锁气缸、对接气缸、球头插座、滑套和两根拉杆，所述拉板、解锁气缸、对接气缸和球头插座依次连接，对接气缸固定在连接座上，所述球头插座与对接气缸连接的一端周壁上设有第一挡环，球头插座远离对接气缸的一端设有朝球头开口的球头容纳槽，球头容纳槽的周壁上设有多个沿周向分布的锥形通孔，锥形通孔中设有限位钢球；所述滑套套设在球头插座上，滑套的内周壁上设有第二挡环，第二挡环与球头插座滑动配合，第二挡环与第一挡环之间设有复位弹簧，第二挡环远离复位弹簧的侧壁为锥面且使其与滑套的端部之间留有间距，所述两根拉杆对称分布在解锁气缸、对接气缸和球头插座的两侧，拉杆的两端对应与拉板和滑套固定连接。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述解锁气缸包括解锁缸套、解锁缸盖、解锁活塞和解锁活塞杆，解锁缸盖与解锁缸套的开口端密封固定连接，解锁活塞处于解锁缸套中，解锁活塞杆的一端与解锁活塞固定连接，解锁活塞杆的另一端从解锁缸套远离解锁缸盖的一端伸出并与拉板垂直固定连接，解锁缸盖上设有与解锁缸套内腔连通的解锁供气口，解锁缸套远离解锁缸盖的一端设有与其内腔连通的解锁排气孔；所述对接气缸包括对接缸套、对接缸盖、对接活塞和对接活塞杆，对接缸盖与对接缸套的开口端密封固定连接，对接活塞处于对接缸套中，对接活塞杆与对接活塞固定连接，对接活塞杆的两端对应从对接缸套和对接缸盖伸出，对接缸套远离对接缸盖的一端设有与其内腔连通的对接供气口，对接缸盖上设有与对接缸套内腔连通的对接排气口，对接缸套与连接座固定连接，对接活塞杆从对接缸盖伸出的一端与解锁缸盖同轴固定连接，对接活塞杆从对接缸套伸出的一端与球头插座固定连接。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述对接缸套与连接座的固定连接方式为，对接缸套和连接座之间设有转接环，转接环的周壁上设有多个沿周向的条形沉头孔，转接环套在连接座上并通过螺钉穿过条形沉头孔旋装在连接座上使两者固定，转接环上还设有与球锁对应的连接耳，对接缸套与连接耳固定连接。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述对接缸套与连接耳的固定连接方式为，连接耳开设有安装孔，对接缸套在远离对接缸盖的一端外侧设有延伸套管，延伸套管开设有外螺纹，延伸套管穿过连接耳的安装孔，并通过在延伸套管的端部旋装锁紧螺母使对接缸套与连接耳固定连接。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述延伸套管在连接耳的两侧分别套设有隔热垫。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述插管朝向地面接头的端面设有定位环槽，限位环台与插管相对的侧面设有与定位环槽配合的定位环台。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述套管远离箭上接头的端部设有连接法兰，套管的外侧还包覆有发泡层。

进一步的，本发明一种管路连接器，其中，所述拉板上固定有传感器安装板，传感器安装板上设有传感器。

本发明一种管路连接器与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置相对分布的箭上接头和地面接头，让箭上接头设置插管，在插管的外周壁上设置与其垂直的连接板，并在连接板上固定与其垂直且朝向地面接头的球头；让地面接头设置套管，使套管在相对箭上接头的一端设置与其垂直的连接座，在连接座上固定与球头配合的球锁，并在套管的内周壁上设置用于阻挡插管的限位环台。由此就构成了一种结构紧凑、占用空间小、控制方便、连接可靠、解锁迅速的管路连接器。在实际应用中，让箭上接头与箭上管路连接固定，让地面接头与地面管路连接固定。需要连接时，让箭上接头的插管插入地面接头的套管中，在限位环台的阻挡作用下，通过球锁锁住球头并进行拽拉即可实现箭上接头和地面接头的可靠连接，进而实现箭上管路和地面管路的连通；需要断开时，让球锁解锁球头，在重力或外力的作用下即可实现箭上接头和地面接头的快速断开，具有操作难度小、安全可靠性高的优点。需要说明的是，为保证密封性能，本发明通常在套管的内周壁上且处于限位环台相对箭上接头的一侧开设密封环槽，并在密封环槽中设置密封圈，以便连接时通过密封圈在插管的外周壁和套管的内周壁之间形成可靠密封。为保证结构的稳定性和受力的均衡性，本发明通常设置一一对应的两个球头和两个球锁，并使两个球头以插管为中心呈对称分布。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种管路连接器作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一种管路连接器的四分之一剖视立体图；

图2为本发明一种管路连接器中箭上接头的立体图；

图3为本发明一种管路连接器中地面接头的剖视图；

图4为图3中a位置的局部放大图；

图5为本发明一种管路连接器中球锁的立体图；

图6为本发明一种管路连接器中球锁的剖视图；

图7为本发明一种管路连接器中解锁气缸的四分之一剖视立体图；

图8为本发明一种管路连接器中对接气缸的四分之一剖视立体图；

图9为图6中b位置的局部放大图；

图10为本发明一种管路连接器断开时的半剖图。

具体实施方式

首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

如图1至图10所示本发明一种管路连接器的具体实施方式，包括相对设置的箭上接头和地面接头。让箭上接头设置插管1，在插管1的外周壁上设置与其垂直的连接板11，在连接板11上固定与其垂直且朝向地面接头的球头3。让地面接头设置套管2，使套管2在相对箭上接头的一端设置与其垂直的连接座21，在连接座21上固定与球头3配合的球锁4，并在套管2的内周壁上设置用于阻挡插管1的限位环台22。通过以上结构设置就构成了一种结构紧凑、占用空间小、控制方便、连接可靠、解锁迅速的管路连接器。

在实际应用中，让箭上接头通过插管1与箭上管路连接固定，让地面接头通过套管2与地面管路连接固定。需要连接时，让箭上接头的插管1插入地面接头的套管2中，在限位环台22的阻挡作用下，通过球锁4锁住球头3并进行拽拉即可实现箭上接头和地面接头的可靠连接，进而实现箭上管路和地面管路的连通；需要断开时，让球锁4解锁球头3，在重力或外力的作用下即可实现箭上接头和地面接头的快速可靠断开，具有控制便捷、操作难度小、安全可靠性高的优点。需要说明的是，为保证密封性能，本发明通常在套管2的内周壁上且处于限位环台22相对箭上接头的一侧开设密封环槽23，并在密封环槽23中设置密封圈24，以便连接时通过密封圈24在插管1的外周壁和套管2的内周壁之间形成可靠密封。为保证结构的稳定性和受力的均衡性，本发明通常设置一一对应的两个球头3和两个球锁4，并使两个球头3以插管1为中心呈对称分布。另外，本发明通常让箭上接头和地面接头沿竖向布置，这一方式在进行断开连接时，一旦球锁4解锁球头3，地面接头就会在重力作用下快速与箭上接头脱离，增强了断开的可靠性，但并不限于此，也可以让箭上接头和地面接头采用水平布置方式，这一方式在进行断开连接时，在球锁4解锁球头3的情况下只需要很小的外力即可使箭上接头和地面接头分离，且不会对火箭造成任何影响，外力指的是管路的牵拉力。

作为具体实施方式，本发明中的球锁4设置了拉板41、解锁气缸42、对接气缸43、球头插座44、滑套45和两根拉杆46，其中，拉板41、解锁气缸42、对接气缸43和球头插座44依次固定连接，对接气缸43固定在连接座21上。在球头插座44与对接气缸43连接的一端周壁上设置第一挡环441，在球头插座44远离对接气缸43的一端设置朝球头3开口的球头容纳槽442，在球头容纳槽442的周壁上设置多个沿周向分布的锥形通孔，并在锥形通孔中设置限位钢球443。将滑套45套在球头插座44上，在滑套45的内周壁上设置第二挡环451，使第二挡环451与球头插座44滑动配合，在第二挡环451与第一挡环441之间设置复位弹簧47，让第二挡环451远离复位弹簧47的侧壁采用锥面并使其与滑套45的端部之间留有间距。将两根拉杆46对称布置在解锁气缸42、对接气缸43和球头插座44的两侧，并使拉杆46的两端对应与拉板41和滑套45固定连接。这一设置的球锁4具有结构简单、控制容易、解闭锁可靠的优点。需要箭上接头和地面接头连接时，首先向解锁气缸42供气，拉板41、拉杆46和滑套45向下移动，第二挡环451离开钢球443后，钢球443在重力作用下向外散开；然后让箭上接头向下运动，插管1和球头3对应插入套管2和球头插座44的球头容纳槽442中；接着，解锁气缸42放气，拉板41、拉杆46和滑套45在复位弹簧47的作用下向上运动，滑套45将钢球443向内挤压并卡住球头3；随后，向对接气缸43供气，通过球头插座44对球头3向下施加一定的拉力，即可实现箭上接头和地面接头的对接锁紧。需要箭上接头和地面接头断开时，首先让对接气缸43放气，使钢球443松开对球头3的挤压；然后向解锁气缸42供气，拉板41、拉杆46和滑套45向下移动，第二挡环451离开钢球443后，钢球443在重力作用下向外散开并实现解锁，在重力或外力的作用下箭上接头和地面接头脱落分离。需要说明的是，箭上接头和地面接头对接的方式不限于前述箭上接头向下运动，还可采用地面接头向上运动的方式，也可以采用箭上接头和地面接头相对运动的方式。

作为具体实施方式，本发明让解锁气缸42设置了解锁缸套421、解锁缸盖422、解锁活塞423和解锁活塞杆424，其中，解锁缸盖422与解锁缸套421的开口端密封固定连接，解锁活塞423设置在解锁缸套421中，解锁活塞杆424的一端与解锁活塞423固定连接，解锁活塞杆424的另一端从解锁缸套421远离解锁缸盖422的一端伸出且与拉板41垂直固定连接。并在解锁缸盖422上设置了与解锁缸套421内腔连通的解锁供气口425，在解锁缸套421远离解锁缸盖422的一端设置了与其内腔连通的解锁排气孔426。让对接气缸43设置了对接缸套431、对接缸盖432、对接活塞433和对接活塞杆434，其中，对接缸套431与连接座21固定连接，对接缸盖432与对接缸套431的开口端密封固定连接，对接活塞433设置在对接缸套431中，对接活塞杆434与对接活塞433固定连接，对接活塞杆434的两端对应从对接缸套431和对接缸盖432伸出，对接活塞杆434从对接缸盖432伸出的一端与解锁缸盖422同轴固定连接，对接活塞杆434从对接缸套431伸出的一端与球头插座44固定连接。并在对接缸套431远离对接缸盖432的一端设置了与其内腔连通的对接供气口435，在对接缸盖432上设置与对接缸套431内腔连通的对接排气口436。这一设置的解锁气缸42和对接气缸43具有结构简单、连接方便、控制容易的优点，通过解锁供气口425向解锁缸套421中供气，即可通过解锁活塞杆424驱动拉板41、拉杆46和滑套45向下运动并实现解锁，通过对接供气口435向对接缸套431中供气，即可通过对接活塞杆434驱动球头插座44向下施加拉力并实现锁紧。需要说明的是，解锁时应通过对接供气口435和对接排气口436控制对接活塞433两侧的气压以使其保持稳定状态。

作为优化方案，本具体实施方式让对接缸套431和连接座21之间采用了如下连接固定方式：在对接缸套431和连接座21之间设置转接环5，在转接环5的周壁上设置多个沿周向的条形沉头孔51，将转接环5套在连接座21上，采用多个螺钉对应穿过多个条形沉头孔51后旋装在连接座21上，以使转接环5套和连接座21固定连接，并在转接环5上设置与球锁4对应的连接耳52，让对接缸套431与连接耳52固定连接。这一结构设置具有拆装便捷、调节灵活的优点，通过旋松螺钉并使转接环5转动即可实现调节球锁4位置的目的。进一步的，本具体实施方式让对接缸套431和连接耳52之间采用了如下连接固定方式：在连接耳52上设置安装孔，使对接缸套431在远离对接缸盖432的一端外侧设置同轴的延伸套管437，在延伸套管437上开设外螺纹，使延伸套管437穿过连接耳52的安装孔，在延伸套管437的端部旋装锁紧螺母438使对接缸套431与连接耳52固定连接，并在连接耳52两侧的延伸套管437上分别套设隔热垫439。这一结构设置具有拆装便捷的特点，通过隔热垫439可有效避免管路中的低温介质影响球锁4的性能，保证了球锁4的性能稳定性和动作的可靠性。

另外，为增强插管1和套管2之间的结构稳定性以及密封性能，本具体实施方式在插管1朝向地面接头的端面上设置了定位环槽12，并在限位环台22与插管1相对的侧面上设置了与定位环槽12配合的定位环台221，对接时定位环台221处于定位环槽12中。为减少热交换，降低低温介质冷量损失，本具体实施方式在套管2的外侧包覆了发泡层26，并在套管2远离箭上接头的端部设置了连接法兰25，以提高与地面管路连接的便利性。

需要说明的是，在实际应用中本发明还在拉板41上固定设置了传感器安装板6，并在传感器安装板6上安装了传感器61，以便检测相对解锁缸套421的位置，并根据检测信息控制球锁4。本发明一种管路连接器不限于应用在箭上管路和地面管路的对接锁紧和解锁分离，对于其他需要管路快速连接和分离的情况同样适用。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。