钢珠锁紧快插式流体连接器的制作方法

本发明涉及一种钢珠锁紧快插式流体连接器。

背景技术：

流体连接器是一种用于连接运送高压生产流体的管道，以便承载该管道相应连接端的两个构件之间能相对运动。能实现液体通路的快速连接或断开，是液冷散热系统中非常重要的元件，可以保障液体冷却系统环路中各部件间的快速连接和断开。流体连接器广泛应用于高散热量电子设备的液冷系统中，例如雷达、超级计算机、高性能服务器、变流柜和新能源电池液冷散热系统等。流体连接器按锁紧结构可分为锁紧型和盲插型两种，其中锁紧型又分为卡槽锁紧和螺纹锁紧结构。卡槽式锁紧结构为，带有卡槽式的液体连接器，公插与母插对接相插时，需要相对应的接插方向，母插上面的凸点需对应公插上面的凹槽才能对接配合；螺纹锁紧结构为带有螺纹式的液体连接器，需要螺帽旋转拧紧。现有技术中的锁紧型流体连接器存在着较多使用缺陷：

1、两种对接方式都不能实现盲插效果，存在着安装麻烦、费时费力的问题；

2、插头和插座在带压插合和分离过程中会产生巨大的瞬时流量脉冲和压力脉冲，易损坏密封圈，导致连接器泄露；

3、插头和插座在带压分离时，流体会从插头和插座的端口流出。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢珠锁紧快插式流体连接器，具有拆装方便以及使用稳定性高的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种钢珠锁紧快插式流体连接器，其特征是：包括插头、插座和锁套；

所述插头内具有能沿插头轴向伸缩并能密封或是导通插头的第一弹性密封组件，插头的外部具有锁槽；

所述插座内具有能沿插座轴向伸缩并能密封或是导通插座的第二弹性密封组件和固定于插座内的顶杆组件；

插头与插座插接后，插头前端挤压第二弹性密封组件并使其收缩，并且导通插座，顶杆组件挤压第一弹性密封组件并使其收缩，并且导通插头；

插座靠近前端的侧壁上具有若干能沿插座径向移动的钢珠，所述锁套套装于插座上，并能沿插座轴向移动，并且向前移动后能推动钢珠的部分部位进入插接于插座的插头的锁槽内。

优选的，所述第一弹性密封组件包括插头挡板和插头阀芯组；

所述插头挡板固定于插头的后端端口内；

所述插头的内壁上具有插头内台阶，所述插头阀芯组轴向可移动设置于插头内，并位于插头挡板的前侧，插头阀芯组与插头挡板之间设置有推动插头阀芯组密封配合于插头内台阶上的第一弹簧。

优选的，所述插头阀芯组包括前插头阀芯、后插头阀芯和第三弹簧，所述第三弹簧设置于前插头阀芯和后插头阀芯之间；所述插头内台阶分为供前插头阀芯配合的前插头内台阶和供后插头阀芯配合的后插头内台阶。

优选的，所述后插头内台阶的后台阶面为倾斜设置，所述第一弹簧挤压后插头阀芯抵压于后插头内台阶的后台阶面上。

优选的，所述后插头阀芯的前后两端均具有插头弹簧限位柱，插头挡板和前插头阀芯上均具有插头弹簧限位壁。

优选的，所述第二弹性密封组件包括插座挡板和插座阀芯组；

所述插座挡板固定于插座的后端端口上；

所述插座的内壁上具有插座内台阶，插座阀芯组和插座挡板之间设置有推动插座阀芯组密封配合于插座内台阶上的第二弹簧。

优选的，所述插座阀芯组包括前插座阀芯、后插座阀芯和第四弹簧；所述第四弹簧设置于前插座阀芯和后插座阀芯之间。

优选的，所述插座内台阶的后台阶面为倾斜设置，所述第二弹簧挤压后插座阀芯抵压于插座内台阶的后台阶面上。

优选的，前插座阀芯和后插座阀芯朝向插座挡板的一侧均具有插座弹簧限位柱，后插座阀芯朝向前插座阀芯的一侧具有插座弹簧限位壁。

优选的，所述锁套和插座的外壁之间设置有第五弹簧，所述第五弹簧向前推动锁套。

本发明的优点为：

1、采用直插式钢珠锁紧结构，实现盲插效果，插拔简单、方便、快捷；

2、插头和插座内均采用弹性密封组件，使插头和插座在带压插合和分离过程中不会产生巨大的瞬时流量脉冲和压力脉冲从而保护密封圈，还可降低系统由于压力未卸除而误操作进行插拔导致的流体连接器泄漏问题；同时即使插头与插座在断开状态下，能各自实现密封；

3、优化产品锁紧结构，降低制造成本，减少加工及组装时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实施例所提供插头与插座断开状态剖视图；

图2为本实施例所提供的插头与插座插合状态剖视图。

具体实施方式

结合图1至图2对本发明钢珠锁紧快插式流体连接器作进一步的说明。

一种钢珠锁紧快插式流体连接器，其特征是：包括插头1、插座3和锁套4，插头1和插座3对应插接的一端为前端15，相背的一端为后端。

所述插头1内具有能沿插头轴向伸缩并能密封或是导通插头的第一弹性密封组件2，即当第一弹性密封组件2正常展开时，对插头起到密封作用，第一弹性密封组件2被压缩后能导通插头；插头的外部具有锁槽14。所述插座3内具有能沿插座轴向伸缩并能密封或是导通插座的第二弹性密封组件7和固定于插座内的顶杆组件8，即当第二弹性密封组件7正常展开时，对插座起到密封作用，第二弹性密封组件7被压缩后能导通插座。插头与插座插接后，插头前端挤压第二弹性密封组件7并使第二弹性密封组件7收缩，实现插座的导通，顶杆组件8挤压第一弹性密封组件2并使第一弹性密封组件2收缩，实现插座的导通。插座靠近前端的侧壁上具有若干安装口，该若干安装口沿插座的圆周成圆周均匀排列，每个安装口内均设置有钢珠6，该钢珠6能沿插座径向移动，所述锁套4套装于插座上，并能沿插座轴向移动，并且向前移动后能推动钢珠6的部分部位进入插接于插座的插头的锁槽14内，以将插头的前端锁紧在插座的前端内；锁套4向后移动后，锁套4对钢珠6的挤压力撤销，钢珠6能够径向向外移动，便于插头拔离插座。

基于上述结构，当插头与插座插接时，通过钢珠6以及锁套4实现两者的锁紧，不但结构简单，降低制造成本，还能方便插接以及拆卸操作；在插头与插座插接后，第一弹性密封组件2和第二弹性密封组件7被压缩，使插头和插座被导通，实现流体的导通；由于第一弹性密封组件2和第二弹性密封组件7本身具有弹性缓冲效果，因此插头和插座在带压插合或是分离过程中，能对瞬时流量脉冲和压力脉冲进行弹性缓冲，从而对插头和插座的内部部件起到保护作用，降低流体连接器发生泄露的问题；当插头和插座分离时，插头前端对第二弹性密封组件7的压力撤销，顶杆组件8对第一弹性密封组件2的压力撤销，使第一弹性密封组件2和第二弹性密封组件7展开，将插头以及插座密封，避免流体的流出。

具体的，所述第一弹性密封组件2包括插头挡板21和插头阀芯组22；所述插头挡板21位于插头的后端端口内，并通过对应的卡环以及内台阶固定。所述插头的内壁上具有插头内台阶11、12，所述插头阀芯组22轴向可移动设置于插头内，并位于插头挡板21的前侧，插头阀芯组22与插头挡板21之间设置有推动插头阀芯组22密封配合于插头内台阶11、12上的第一弹簧23。所述第二弹性密封组件7包括插座挡板72和插座阀芯组71。所述插座挡板72位于插座的后端端口上，并通过对应的内台阶和卡环固定；顶杆组件8为一顶杆，顶杆的后端通过螺母固定于插座挡板72上，前端穿过插座阀芯组71。所述插座的内壁上具有插座内台阶31，插座阀芯组71和插座挡板72之间设置有推动插座阀芯组71密封配合于插座内台阶31的第二弹簧73。插座挡板72和插头挡板21上具有流体开口，以供流体流通。在自然状态下即插头1和插座3分离状态下，第一弹簧23挤压插头阀芯组22抵靠配合在插头内台阶11、12上，实现插头的密封，第二弹簧73挤压插座阀芯组71抵靠配合在插座内台阶31上，实现插座的密封；当插头与插座插接时，插座阀芯组71受插头前端推动，脱离插座内台阶31，插座被导通；插头阀芯组22受顶杆组件8推动，脱离插头内台阶11、12，插头被导通。

为了进一步提升插头与插座的密封效果，所述插头阀芯组22包括前插头阀芯223、后插头阀芯221和第三弹簧222，所述第三弹簧222设置于前插头阀芯223和后插头阀芯221之间，起到弹性缓冲作用；所述插头内台阶分为供前插头阀芯223配合的前插头内台阶12和供后插头阀芯221配合的后插头内台阶11。所述插座阀芯组71包括前插座阀芯713、后插座阀芯711和第四弹簧712；所述第四弹簧712设置于前插座阀芯713和后插座阀芯711之间，提供弹性缓冲作用；顶杆的前端依次穿过后插座阀芯711和前插座阀芯713，并与前插座阀芯713和后插座阀芯711滑动密封配合。该结构下，能够在插头以及插座的内部实现二级密封结构，从而显著提升密封效果；另一方面，第三弹簧222和第四弹簧712的设置，能够进一步提升弹性缓冲效果，以抵消瞬时流量脉冲和压力脉冲。

所述后插头内台阶11的后台阶面111为倾斜设置，所述第一弹簧23挤压后插头阀芯221抵压于后插头内台阶11的后台阶面111上。所述插座内台阶31的后台阶面311为倾斜设置，所述第二弹簧挤压后插座阀芯711抵压于插座内台阶31的后台阶面311上。该结构下，当插头与插座断开时，流体会对后插头阀芯221以及后插座阀芯711产生一个向前的挤压力，而在本实施例中，由于内台阶的后台阶面111、311为倾斜设置，因此在流体挤压力的作用下，后插座阀芯711以及后插头阀芯221与倾斜台阶面的配合越紧密，以进一步提升密封效果。

为了提升弹簧被压缩以及阀芯移动的稳定性，所述后插头阀芯221的前后两端均具有插头弹簧限位柱2211、2212，插头挡板21和前插头阀芯223上均具有插头弹簧限位壁211、2231，第一弹簧23的前端套装于插头弹簧限位柱2211，后端插装于插头挡板21上的插头弹簧限位壁211内，第三弹簧222的后端套装于插头弹簧限位柱2212上，前端插装于前插头阀芯223的插头弹簧限位壁2231内。前插座阀芯713和后插座阀芯711朝向插座挡板72的一侧均具有插座弹簧限位柱7131、7111，前插座阀芯713的插座弹簧限位柱7131的侧壁上具有流体开口，后插座阀芯711朝向前插座阀芯713的一侧具有插座弹簧限位壁，同理插座弹簧限位柱7131、7111和插座弹簧限位壁用于供第二弹簧和第四弹簧712的套装以及插入，同时第二弹簧73和第四弹簧712整体套装于顶杆上。插座弹簧限位柱7131、7111与插头弹簧限位柱2211、2212既能防止弹簧压缩过程中弯曲的问题，又能实现硬顶效果。即插头与插座插接时，插头前端推动前插座阀芯713向后移动，前插头阀芯223推动第四弹簧712顶压后插座阀芯711，后插座阀芯711挤压第二弹簧73，插座挡板72支撑第二弹簧。当第四弹簧712压缩到一定的长度时，前插座阀芯713上的插座弹簧限位柱7131直接顶在后插座阀芯711上面推动后插座阀芯711。同时插头内部的前插头阀芯223顶在插座内的顶杆上，前插头阀芯223推动第三弹簧222顶压后插头阀芯221，后插头阀芯221另一端连接第一弹簧23顶压在插头挡板21上。当前插头阀芯223顶压第三弹簧222压缩到一定长度时，后插头阀芯221上的插头弹簧限位柱2212直接顶在前插头阀芯223上面。

为了使锁套4稳定挤压钢珠6进入到锁槽内，所述锁套4和插座的外壁之间设置有第五弹簧5，第五弹簧5的后端抵靠在插座的外台阶上，前端抵靠在锁套4的内台阶上，以向前推动锁套4，同时在插座的前端外部上设置有卡环，以限制锁套4脱离插座。具体操作时，锁套4向后移动并压缩第五弹簧5，使内部的钢珠6在插头的挤压下往外滚出，当插头上的锁槽到达钢珠6中心位置时松开锁套4，锁套4在第五弹簧5的作用力下向前移动，锁套4向前移动后挤压钢珠6滑到插头上面的锁槽内，起到插头和插座插接后锁紧效果。

为了进一步便于插头与插座的插接，在插头的前端外壁上具有限位外台阶13，在插座的前端内壁上具有限位内台阶32，在插接时，当限位外台阶13与限位内台阶32抵靠时，插头不能继续朝向插座移动，同时钢珠6的中心与锁槽对应。

为了便于插座和插头与外部管件的连接，在插座的后端和插头的后端均螺纹连接有接头9(插头后端的接头9在附图中未示出)，通过更换接头9，能够供不同连接类型的管件的连接。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。