内螺纹夹持的流体连接器的制作方法

本公开涉及一种流体连接器，该流体连接器可用于例如将第一流体系统与第二流体系统连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移流体，或使用该流体连接器来密封流体系统，流体包括气态流体或液态流体。

背景技术：

在美国专利4688830中描述了现有流体连接器的示例。如本专利中所描述的，该连接器设计成手动地拧入螺纹端口中，以允许流体转移通过该连接器。在美国专利4688830中，连接器上的螺纹设计成匹配螺纹端口上的螺纹。

在美国专利5950679中描述了现有流体连接器的另一示例。在美国专利5950679中，夹头上的螺纹设计成匹配其所连接的螺纹端口上的螺纹。流体连接器的其他示例包括在美国专利5788290和4716938中所公开的那些。

技术实现要素：

描述了流体连接器，该流体连接器将第一流体系统与第二流体系统的流体端口连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移流体，或使用该流体连接器来密封流体系统，流体包括气态流体或液态流体。所描述的流体连接器设有多个独特的特征，这些特征可单独地或以其任何组合使用，这些特征允许单个所描述的流体连接器用于不同构造的流体端口。

本文中描述的流体连接器可包括套管和连接器主体，套管和连接器主体可相对于彼此以相对于流体连接器的纵向轴线的角度倾斜。倾斜允许流体连接器与该流体连接器所连接的流体端口错开，而流体连接器仍保持其与第二流体系统的密封。

此外，本文中描述的流体连接器设计成夹持抵靠流体端口的内螺纹。例如，流体连接器可具有外螺纹。流体连接器不像典型流体连接器那样具有与流体端口的内螺纹匹配的螺纹。而是，流体连接器夹持抵靠内螺纹的一个或多个顶部。由于所描述的流体连接器的外螺纹不实际与流体端口的内螺纹匹配，故而单个所描述的流体连接器可用于具有不同螺纹构造的不同流体端口。

此外，本文中描述的流体连接器可包括夹头组件，该夹头组件包括多个夹头，这些夹头可在扩张位置与塌缩位置之间运动，且夹头组件是单件整体式构造。

此外，本文中描述的流体连接器可包括第一手柄和第二手柄，第一手柄和第二手柄在直径上相对位置连接至流体连接器的活塞，使得第一手柄和第二手柄彼此相对，且第一手柄和第二手柄可被手动地致动，以将活塞从默认位置致动至连接位置。

套管的倾斜、各螺纹之间的不匹配、夹头组件的单件整体式构造、用于致动活塞的相对的第一手柄和第二手柄或流体连接器中的活塞的流体致动可如本文中所示且描述的那样彼此组合使用、各自单独地或分离地用于流体连接器中或以其任何组合使用。

如本文中更详细地描述的，将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接的流体连接器可包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。密封件设置在套管与夹头组件之间，且密封件定位成密封第二流体系统，以当流体连接器连接至流体端口时防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。主体、夹头组件和活塞可相对于套管以大于1度的角度倾斜，且密封件保持与第二流体系统的密封接合，以防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。

如本文中同样更详细地描述的，将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接的流体连接器可包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。多个夹头中的每个夹头包括外螺纹，流体端口包括内螺纹，且外螺纹与内螺纹不匹配。例如，外螺纹的每英寸螺纹数大于、例如2倍于内螺纹的每英寸螺纹数。

如本文中同样更详细地描述的，将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接的流体连接器可包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。夹头组件是单件整体式构造且多个夹头可在扩张位置与塌缩位置之间运动。

如本文中同样更详细地描述的，将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接的流体连接器可包括大致圆筒形构造，其包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。第一手柄和第二手柄在直径上相对位置连接至活塞，使得第一手柄和第二手柄彼此相对，且第一手柄和第二手柄可被手动地致动，以将活塞从默认位置致动至连接位置。

如本文中同样更详细地描述的，将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接的流体连接器可包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。夹头组件围绕活塞，且夹头可在扩张位置与塌缩位置之间运动。主体围绕活塞和夹头组件。套管围绕主体、夹头组件和活塞，且套管在平行于纵向轴线的第一方向上被套管弹簧偏置。活塞可滑动地设置在主体和夹头组件内，以相对于主体和夹头组件沿平行于纵向轴线的方向在默认位置与连接位置之间滑动，连接位置允许与第二流体系统的流体端口连接。活塞被活塞弹簧在平行于纵向轴线且与第一方向相反的第二方向上偏置，使得活塞被活塞弹簧朝向默认位置偏置至默认连接位置。此外，活塞包括夹头致动部分，夹头致动部分控制多个夹头在扩张位置与塌缩位置之间的运动。夹头致动部分与多个夹头接合，以当活塞处于默认位置处时迫使夹头至扩张位置，且当活塞处于连接位置处时夹头致动部分允许多个夹头运动至塌缩位置。密封件设置在套管与夹头组件之间，且密封件定位成密封第二流体系统，以防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。此外，主体、夹头组件和活塞可相对于套管以大于1度的角度倾斜，且密封件保持与第二流体系统的密封接合，以防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。

在一个流体连接器中，流体连接器将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接，且可包括大致圆筒形构造，其包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。密封件设置在套管与夹头组件之间，且定位成密封第二流体系统，以防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。此外，主体、夹头组件和活塞可相对于套管以大于1度的角度倾斜，且密封件保持与第二流体系统的密封接合，以防止流体连接器与第二流体系统之间的流体泄漏。

在另一流体连接器中，流体连接器将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接，且可包括大致圆筒形构造，其包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。多个夹头中的每个夹头包括外螺纹，流体端口包括内螺纹，且外螺纹与内螺纹不匹配。

在另一流体连接器中，流体连接器将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接，且包括大致圆筒形构造，其包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。在该流体连接器中，夹头组件是单件整体式构造。

在另一流体连接器中，流体连接器将第一流体系统与第二流体系统的流体端口流体连接，且包括大致圆筒形构造，其包括主体、具有多个夹头的夹头组件、套管、活塞和纵向轴线。第一手柄和第二手柄在直径上相对位置连接至活塞，使得第一手柄和第二手柄彼此相对，且第一手柄和第二手柄可被手动地致动，以将活塞从默认位置致动至连接位置。

附图说明

图1是本文中描述的流体连接器的立体图。

图2是图1中的流体连接器的纵向剖视图，其中，流体连接器处于默认位置或初始位置。

图3是图2中的流体连接器的纵向剖视图，其中，流体连接器处于连接位置。

图4a和4b示出了在连接至第二流体系统的流体端口之前处于连接位置的流体连接器，其中，图4a是沿图4b中的线a－a剖得的局部剖视图。

图5a和5b示出了在连接至第二流体系统的流体端口之后处于默认位置或初始位置的流体连接器。

图6是流体连接器与第二流体系统的流体端口之间交界处的放大详细视图。

图7是类似于图3的流体连接器的纵向剖视图，其中，所施加的侧向载荷引起连接器的套管倾斜。

图8是可用于流体连接器上的夹头组件的单件整体式构造的流体图。

图9是流体连接器的另一实施例的一部分的纵向剖视图，其中，流体连接器的夹头使用单头外部螺纹。

图10是通过诸如空气之类的流体被致动的流体连接器的另一实施例的纵向剖视图。

具体实施方式

首先参考图1－3，示出了流体连接器10的一种实施例。在该示例中，流体连接器10是大致圆筒形构造，其包括主体12、具有多个夹头16的夹头组件14、套管18、活塞20和纵向轴线a－a。流体连接器10可用于例如将第一流体系统(未示出)与第二流体系统的流体端口22(参见图4b、5b、6和7)流体连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移流体，流体包括气态流体或液态流体，或流体连接器10可连接至第二流体系统的流体端口22，从而使用流体连接器10来密封第二流体系统。

流体连接器10可接纳施加至流体连接器10的侧向载荷，同时保持其与第二流体系统的密封，以防止流体连接器10与第二流体系统之间的流体泄漏。

参考图1－3，主体12是大致细长的大致圆筒形结构，其围绕活塞20和夹头组件14的一部分。主体12具有第一端或前端24和第二端或后端26。在第一端24处或附近，主体12包括径向地面向外的通道30，套管密封件32设置在该通道30中。套管密封件32与套管18的内表面密封。

活塞20是大致细长的大致圆筒形结构，其具有第一端或前端34和第二端或后端36。活塞20可滑动地设置在主体12和夹头组件14内，以相对于主体12和夹头组件14沿平行于纵向轴线a－a的方向在默认位置(图2)与连接位置(图3)之间滑动，连接位置允许与第二流体系统的流体端口22连接。活塞弹簧38接合在活塞20与主体12之间，以将活塞20沿朝向图2和3中右侧的方向平行于纵向轴线a－a偏置，使得活塞20被偏置到默认位置。中心流体流动通道40至少部分地从第二端36朝向第一端34穿过活塞20形成。在该实施例中，流体流动通道40在不到第一端34处停止。而是，一个或多个径向通道42穿过活塞20形成，这些径向通道42使流动通道40与活塞20的外部流体连通，以允许流体流动通过活塞20。

活塞20的第一端34包括夹头致动部分44，当活塞20在默认位置(图2)与连接位置(图3)之间被致动时，夹头致动部分44控制多个夹头16在扩张位置(图2)与塌缩位置(图3)之间的运动。夹头致动部分44可具有适用于致动夹头16的任何构造。在所示示例中，夹头致动部分44是设置在活塞20的第一端34处的截头锥形构件。截头锥形构件包括渐缩的外表面46，该渐缩的外表面46从第一端34朝向第二端36在直径上减小或渐缩。夹头致动部分44的渐缩的外表面46与多个夹头16接合，以当活塞20处于默认位置处时迫使夹头16至扩张位置，且当活塞20处于连接位置处时渐缩的外表面46允许多个夹头16运动至塌缩位置。截头锥形构件的小直径端连接至活塞20的实心部分48，该部分将流动通道40与夹头致动部分40分离。

参考图2和3，活塞20包括径向面向外的通道50，活塞密封件52设置在通道50中。活塞密封件52与主体12的内表面密封，以防止流体在活塞20与主体12之间泄漏。在活塞密封件52的后部，保持环54布置在沟槽中，以将手柄56a、56b(以下进一步描述)保持在位，使得手柄56a、56b相对于主体12保持活塞20。

为了将活塞20从默认位置(图2)致动至连接位置(图3)，第一手柄56a和第二手柄56b在活塞20的直径上相对位置处连接至活塞20，使得第一手柄56a和第二手柄56b彼此相对。第一手柄56a和第二手柄56b可被手动地致动，以抵抗活塞弹簧38的偏置力将活塞20从默认位置致动至连接位置，且当手柄56a、56b被释放时，活塞弹簧38使活塞20返回到默认位置。手柄56a、56b可具有适用于致动活塞20的任何构造。例如，在所示示例中，每个手柄56a、56b包括l形构造，其具有腿部部分58和杆部分62，腿部部分58延伸通过主体12并进入形成在活塞20的外表面中的狭槽60中，杆部分62从腿部部分58起相对于纵向轴线a－a成角度地延伸。每个腿部部分58的端部被枢转地支承在相应狭槽60中，以允许通过在手柄56a、56b上手动地按压而手动地使手柄56a、56b朝向彼此枢转或致动。如图3中所示，手柄56a、56b的杆部分62可被致动到一位置，在该位置处，其杆部分62基本上平行于纵向轴线a－a，或杆部分62可被进一步致动朝向主体12。当手柄56a、56b枢转时，手柄56a、56b迫使活塞到连接位置(或至图2和3中左侧)。在释放手柄56a、56b时，活塞弹簧38使活塞20返回到默认位置并使手柄56a、56b返回到其在图2中所示的成角度位置。

具有多个夹头16的夹头组件14将流体连接器10与流体端口22机械地连接。夹头组件14是大致细长的大致圆筒形结构，其围绕活塞20的一部分，且其被主体12的一部分且被套管18围绕。夹头组件14被固定至主体12，使得夹头组件14相比于活塞20说来是固定的，且不随活塞20一起沿纵向轴线a－a的方向运动。

夹头组件14可具有适用于实现夹头组件14的功能的任何构造。例如，参考图2－3和8，夹头组件14可为单件整体式结构，其具有环形的第一端或后端70，且夹头16与第二端或前端72一体地形成并从后端70向前延伸至第二端或前端72。如图8中最佳地所见的，后端70包括狭槽74，狭槽74允许夹头组件14的后端70挠曲或塌缩并卡合入形成在主体12的内表面上的沟槽76中(图2和3中所见)。后端70的厚度被稍微扩大，以允许与沟槽76的卡配接合，从而将夹头组件14锁定至主体12。

回到图8，夹头组件14被示出具有六个一体形成的夹头16，然而，可使用更多或更少数量的夹头16。夹头16具有形成于其间的狭槽78，狭槽78允许流体在各夹头16之间至径向通道42或从径向通道42的流动。狭槽78还允许夹头16在来自夹头致动部分44的力的作用下从塌缩位置径向地挠曲至扩张位置。夹头组件14的构造使得夹头16被自然地偏置至塌缩位置，以便当夹头致动部分44被致动至图3中所示的连接位置时夹头16自动地返回至塌缩位置。这允许夹头16的端部被插入端口22中用以连接。

夹头16的端部72构造成用于与端口22连接。端部72可具有适用于获得本文中描述的连接的任何构造。例如，在图2－3和8中所示示例中，每个夹头16的端部72设有多个外螺纹80。在图9中所示的替代实施例中，每个夹头16的端部设有较少数量的螺纹，例如是单头螺纹82。螺纹80、82构造成夹持端口22的内螺纹84。在图5a、6－7和9中可见到内螺纹84。

与美国专利4688830中描述的流体连接器中的螺纹不同，螺纹80、82不设计成匹配螺纹端口22上的螺纹84。而是，螺纹80、82构造成夹持在内螺纹84的顶部上且在各螺纹84之间，从而提供与螺纹端口22的有效夹持。由于螺纹80、82不实际上与螺纹84匹配，故而连接器10可被制作成与多个螺纹端口22作业。

在一个实施例中，外螺纹80的每英寸螺纹数大于螺纹端口22的内螺纹84的每英寸螺纹数。例如，螺纹80的每英寸螺纹数可为螺纹84的每英寸螺纹数的约2倍。然而，也可使用其他比例。

回到图2和3，套管18是大致细长的大致圆筒形结构，其围绕主体12的一部分、夹头组件14的一部分和活塞20的一部分。套管18具有第一端或前端90和第二端或后端92。在靠近端部90的套管18的内部上形成径向向内延伸的凸缘94。主密封件96设置在端部90处的套管18内。当连接器10连接至端口22时，主密封件96定位成密封抵靠端口22的端面98(例如参见图6)，以防止流体泄漏。

回到图2－3，套管弹簧100设置在凸缘94与主体12的端部24之间。套管弹簧100将套管18沿平行于纵向轴线a－a的第一方向朝向图2－3中的左侧偏置。此外，保持环102与套管18接合，以将套管18保持在主体12上。

在套管18与主体12之间存在单个接触点。单个接触点由套管密封件32形成。由于该单个接触点，套管18和连接器10的剩余部分可相对于彼此倾斜。特别地，连接器10的剩余部分相对于套管18倾斜。倾斜可通过从软管施加至连接器10的侧向加载所引起，该软管附连至连接器10的终端端口104。套管18设计成允许在一定运动范围上的相对倾斜，其中，主密封件96保持与端口22的端面98的密封接合，以防止流体连接器10与端口22之间的流体泄漏。

参考图7，套管18设计成能够在保持密封件的同时相对于纵向轴线a－a倾斜角度α。在一个实施例中，角度α等于或大于1度。在另一实施例中，角度α在1度至10度之间。在又一实施例中，角度α在1度至8度之间。在又一实施例中，角度α在1度至5度之间。在角度α的这些所公开的范围中，词语“之间”意于包括两个端点之间的数值，并且还包括端点。例如，短语“1至10度之间”意于涵盖1至10度之间的所有数值，并且还涵盖1度和10度。

连接器10操作如下。活塞弹簧38将活塞20相对于主体12和夹头16向后拉动，从而迫使夹头致动部分44的渐缩表面46楔入夹头16使夹头16向外并夹持端口22的内螺纹84。参见图5a和6。为了开始连接，手柄56a、56b被压下(即挤压)。这迫使活塞20和夹头致动部分44向前(或至图2和3中的左侧)，这允许夹头16自动地缩回到其默认或塌缩位置。这使得连接器10准备好连接至端口22。

为了连接至端口22，在手柄56a、56b被压下的同时，连接器10借助端口22内部内的夹头16的端部被牢固地压靠于端口22。这将压缩套管弹簧100，且主密封件96被压靠于端面98。当手柄56a、56b被释放时，活塞弹簧38拉回活塞20和夹头致动部分44，且夹头致动部分44的渐缩表面46迫使夹头16打开至扩张位置，以接合端口22的内螺纹。活塞弹簧38将提供足够的力来实现对螺纹80、84的初步夹持。随着致动部分44拉回，夹头16将楔入抵靠于端口22的螺纹并限制活塞20的运动。该运动限制将使力从手柄56a、56b卸下。

参考图6，通过使夹头16的螺纹80的每英寸螺纹数大于端口22的螺纹84的每英寸螺纹数，螺纹80将不仅在螺纹84的顶部上有效地夹持，还在各螺纹84之间稍微夹持。以此方式，不需要螺纹的精确匹配，这允许一组夹头16夹持许多尺寸的螺纹，使得连接器10可用于具有不同内螺纹的端口22。

一旦流体压力被引入连接器10中，活塞20将成比例地进一步向后拉回，从而迫使夹头16打开并增强夹持能力。套管18还将被加压，以压靠于端口22的面98，从而进一步增强主密封件96的性能。

图10是流体连接器200的另一实施例的纵向剖视图。在该实施例中，在结构上类似于或相同于流体连接器10中的元件的流体连接器200中的元件用相同的附图标记来指代。在流体连接器200中，不是用手柄56a、56b来致动活塞20，而是流体连接器200包括由流体致动的活塞220。活塞220可使用任何合适流体被致动。例如，活塞220可被空气致动，在该情形中，活塞220可被称作被气动致动。替代地，活塞220可被液压流体致动，在该情形中，活塞220可被称作被液压致动。

流体连接器200是大致圆筒形构造，其包括主体202、具有多个夹头16的夹头组件14、套管18、活塞220和纵向轴线a－a。流体连接器200可用于例如将第一流体系统(未示出)与第二流体系统的流体端口22(参见图4b、5b、6和7)流体连接，用于在第一流体系统与第二流体系统之间转移流体，流体包括气态流体或液态流体，或流体连接器200可连接至第二流体系统的流体端口22，从而使用流体连接器200来密封第二流体系统。

如流体连接器10那样，流体连接器200可接纳施加至流体连接器200的侧向载荷，同时保持其与第二流体系统的密封，以防止流体连接器10与第二流体系统之间的流体泄漏。

主体202是大致细长的大致圆筒形结构，其围绕活塞220和夹头组件14的一部分。在该实施例中，主体202是具有前主体部分202s和后主体部分202b的两件式构造。前主体部分202a限定了第一端或前端24，且具有径向面向外的通道30，在通道30中设置有套管密封件32，而后主体部分202b限定第二端或后端26。

后主体部分202b的前端限定了圆筒形腔室204，且前主体部分202a的后端被可滑动地接纳在腔室204内。保持环206将前主体部分202a的后端保持在腔室204内。

活塞220在结构上稍稍相似于活塞20、尤其是前端34。然而，活塞220包括径向向外延伸的周向凸缘222，该周向凸缘222形成致动活塞。凸缘222在前主体部分202a的后端与腔室204的端壁之间可滑动地设置在腔室204内。凸缘222的径向外周边缘具有周向通道224，密封件226被接纳在该周向通道224中，密封件226提供凸缘222与后主体部分202b的一部分的内表面之间的流体紧密密封，从而限定腔室204。与活塞弹簧38在功能上类似的活塞弹簧228接合在凸缘222与前主体部分202a之间，以将凸缘222和活塞220沿朝向图10中右侧的方向平行于纵向轴线a－a偏置，使得活塞220被偏置到默认位置。在凸缘222的右侧与腔室204的端壁之间限定流体腔室230，以接纳诸如空气之类的致动流体，从而抵抗活塞弹簧228的偏置力将活塞220致动至图10中的左侧。此外，密封件234密封在后主体部分202b的内表面与活塞220的外表面之间。

使用中，致动流体通过入口端口232被导入流体腔室230中，入口端口232形成在后主体部分202b中。通过将受压致动流体导入流体腔室230或从流体腔室230引导受压致动流体，可控制活塞220的运动，用于连接和断开。流体连接器200的功能和操作则与流体连接器10的功能和操作相同。

通过连接器10、200夹持抵靠螺纹84而不是如在美国专利4688830中描述的流体连接器的情形中那样夹持到螺纹中，连接器10、200可倾转并失去与端口22的密封。倾转例如可由侧向载荷引起，侧向载荷从附加至连接器10、200的终端端口104的软管被施加至连接器10、200。为了适应该可能的倾转状况，主体12、202被设计成相对于套管18倾转，套管18相对于端口22保持齐平且密封于端面98。

套管18的倾斜、螺纹80、84之间的不匹配、夹头组件14的单件整体式构造、用于致动活塞20的相对的第一手柄56a和第二手柄56b或流体连接器200中的活塞220的流体致动可如本文中所示且描述的那样彼此组合使用、各自单独地或分离地用于流体连接器中或以其任何组合使用。

本申请中所公开的示例要被认为在所有方面均为示意性而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非由前述说明书指示；且本文中意于包含权利要求的含义和等同范围。