一种多通道压力快速连接器的制作方法

本发明涉及气路连接器技术领域，具体涉及一种多通道压力快速连接器。

背景技术：

气路连接器具有加工制造方便、高可靠性、经济性等特点，应用于发动机试车平台测试管路快速连接。目前，在气路连接器中工业、医疗、航空等领域运用较多单通道气路连接器，它具有制造方便、可靠性高、结构简单、单只体积小等特点。

当气回路中需要多处连接时，所有连接器的总体积所占空间较大，布置气路所需空间大且耗费时间长，在布置气路时没有做好充分的标记或标记脱落时，检测故障所需时间较长后期维修不便。

技术实现要素：

为了解决气回路中需要多处连接时，所有连接器的总体积所占空间较大，布置气路所需空间大且耗费时间长的问题，本发明提供一种多通道压力快速连接器。其具有多通道气路快速连接器实现了多气路的快速连接和分离，同时改进了插拔机构，解决了多芯数插拔力过大的问题，使工人操作轻便。一次插拔就能连接所有气路，节约了单只依次插合的时间

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多通道压力快速连接器，包括插座组件和与插座组件配合的插头组件，所述插座组件包括插座插针、插座壳体以及与插座壳体连接的插座尾部附件，所述插座尾部附件内设有插座空腔，所述插座壳体内依次设有前安装板以及与前安装板连接的后安装板，所述前安装板和后安装板上分别设有若干相对应的插座通道，所述插座插针的一端依次贯穿前安装板和后安装板上的相对应的插座通道设置在插座尾部附件的插座空腔内，插座插针的另一端延伸出前安装板设置在插座壳体内；

所述插头组件包括插头插针、插头壳体以及与插头壳体连接的插头尾部附件，所述插头尾部附件内设有插头空腔，在插头壳体内从插头壳体的端部沿着插头尾部附件的方向设有顺次连接的第一插头安装板、第二插头安装板、第三插头安装板和第四插头安装板，第一插头安装板、第二插头安装板、第三插头安装板和第四插头安装板上分别设有若干与所述插座通道相对应的插头通道，插头插针的一端依次贯穿第一插头安装板、第二插头安装板、第三插头安装板和第四插头安装板上相对应的插头通道设置在插头空腔内，插头插针的另一端设置在第二插头安装板的插头通道内；插头壳体的端部外缘套设有通道连接环，所述连接环与插头壳体之间形成用于固定插座壳体的卡槽，插座插针设置在插座壳体内的一端贯穿第一插头安装板的插头通道插接在第二插头安装板的插头通道内。

本多通道气路快速连接器实现了多气路的快速连接和分离，同时改进了插拔机构，解决了多芯数插拔力过大的问题，使工人操作轻便。一次插拔就能连接所有气路，节约了单只依次插合的时间，所需时间约为原有时间的1/66；是单通道气路连接器无法比拟的。

进一步地，所述插头壳体的外缘设有台阶，所述连接环包括侧壁以及与侧壁连接且套设在插头壳体外缘的密封端，在密封端和所述台阶之间的插头壳体设有滚道槽，滚道槽内填充相对应的球形滚动体，在密封端远离滚道槽一侧的插头壳体上设有用于卡紧连接环用的卡圈。连接环和头壳体台阶处通过在滚道槽内填充相对应的球形滚动体，连接环和头壳体台阶处采用点接触代替了面接触，因为滚动摩擦所受摩擦力小于滑动摩擦，在插合时的扭矩将会大大减少。再在连接环后面增加卡圈以保证三者之间的配合状态。

进一步地，所述连接环的外缘上等间距的铣削有四个平面。在连接环上铣削四个平面，在后期安装中可以借助外部工具增大旋转力矩，使插合更顺利。

进一步地，所述插座插针的数量为66根，所述插座插针插接在插头通道内的一端设有锥面倒角，所述锥面倒角为30度。

进一步地，所述插座插针包括插接在插座通道的中心处的第一组插座插针和插接在插座通道的边缘处的第二组插座插针，所述第一组插座插针的高度比第二组插座插针的高度低1.5mm。为了减弱插拔时的插合力，将插座插针分为两组，中心处的第一组插座插针设计成低于边缘处的第二组插座插针高度1.5mm。这样的设计，在插合时插座中的插座插针插入插头是分阶段进行的，相比一起插接间接地减小了插合力。此外，先行插入的第一组插座插针还可以起到定位作用，以便使后续插入的第二组插座插针对插位置更加准确。

进一步地，所述第一组插座插针的数量为32根，第二组插座插针的数量为34根。

进一步地，所述后安装板通过插座锁紧环固定在插座尾部附件上，所述前安装板在和后安装板相对一端的插座通道内设有插座齿套。

进一步地，所述第四插头安装板通过插头锁紧环固定在插头尾部附件上，所述第三插头安装板在和第四插头安装板相对一端的插头通道内设有插头齿套。

进一步地，所述第二插头安装板在和第三插头安装板相对一端的插头通道的端部设有安装槽，所述安装槽内设有o型密封圈。安装槽和o型密封圈采用楔面和过盈配合，在正常使用状态下，o型圈受到介质压力作用，密封效果更好，减少了气体在插合处的气体泄漏。

进一步地，所述插座壳体的内侧壁上设有凸键，所述插头壳体的内侧壁上设有与所述凸键相配合的键槽。插头壳体、插座壳体需要对插定位一致才能使对应的插座通道和插头通道正确接通。在插座壳体上加工凸键、在插头壳体上加工键槽，依靠凸键和键槽的配合，以使在插合的时候定位准确。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、本多通道气路快速连接器实现了多气路的快速连接和分离，同时改进了插拔机构，解决了多芯数插拔力过大的问题，使工人操作轻便。一次插拔就能连接所有气路，节约了单只依次插合的时间，所需时间约为原有时间的1/66；是单通道气路连接器无法比拟的。相比之下，出现故障时也能在较短时间内查明故障气路。当连接器需要更换时，只需要用专用工具插入插座齿套，便可卸下插针，取下连接器的插头组件或插座组件更换受损零件，所需时间较短，后期维护方便。

2、连接环和头壳体台阶处通过在滚道槽内填充相对应的球形滚动体，连接环和头壳体台阶处采用点接触代替了面接触，因为滚动摩擦所受摩擦力小于滑动摩擦，在插合时的扭矩将会大大减少。再在连接环后面增加卡圈以保证三者之间的配合状态。

3、本发明的连接环的外缘上等间距的铣削有四个平面。在连接环上铣削四个平面，在后期安装中可以借助外部工具增大旋转力矩，使插合更顺利。

4、为了减弱插拔时的插合力，将插座插针分为两组，中心处的第一组插座插针设计成低于边缘处的第二组插座插针高度1.5mm。这样的设计，在插合时插座中的插座插针插入插头是分阶段进行的，相比一起插接间接地减小了插合力。此外，先行插入的第一组插座插针还可以起到定位作用，以便使后续插入的第二组插座插针对插位置更加准确。

附图说明

图1是本发明的插头组件结构示意图；

图2为本发明的插座组件结构示意图；

图3为插有插座插针的前安装板的侧视图；

图4为图3中a-a的剖视图；

图5为插针插入受力分析图。

图中标记：1-第一插头安装板，2-插头壳体，3-第二插头安装板，4-连接环，5-o型密密封圈，6-第三插头安装板，7-螺钉，8-卡圈，9-球形滚动体，10-插头齿套，11-第四插头安装板，12-插头锁紧环，13-插头插针，14-插头尾部附件，15-插座壳体，16-插座插针，17-前安装板，18-插座齿套，19-插座锁紧环，20-后安装板，21-插座尾部附件，22-第一组插座插针，23-第二组插座插针。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例:

如图1-4所示，一种多通道压力快速连接器，包括插座组件和与插座组件配合的插头组件，所述插座组件包括插座插针16、插座壳体15以及与插座壳体15连接的插座尾部附件21，所述插座尾部附件21内设有插座空腔，所述插座壳体15内依次设有前安装板17以及与前安装板17连接的后安装板20，所述前安装板17和后安装板20上分别设有若干相对应的插座通道，所述插座插针16的一端依次贯穿前安装板17和后安装板20上的相对应的插座通道设置在插座尾部附件21的插座空腔内，插座插针16的另一端延伸出前安装板17设置在插座壳体15内；

所述插头组件包括插头插针13、插头壳体2以及与插头壳体2连接的插头尾部附件14，所述插头尾部附件14内设有插头空腔，在插头壳体2内从插头壳体2的端部沿着插头尾部附件14的方向设有顺次连接的第一插头安装板1、第二插头安装板3、第三插头安装板6和第四插头安装板11，第一插头安装板1、第二插头安装板3、第三插头安装板6和第四插头安装板11上分别设有若干与所述插座通道相对应的插头通道，第一插头安装板1、第二插头安装板3、第三插头安装板6通过螺钉7固定连接。插头插针13的一端依次贯穿第一插头安装板1、第二插头安装板3、第三插头安装板6和第四插头安装板11上相对应的插头通道设置在插头空腔内，插头插针13的另一端设置在第二插头安装板3的插头通道内；插头壳体2的端部外缘套设有通道连接环4，所述连接环4与插头壳体2之间形成用于固定插座壳体15的卡槽，插座插针16设置在插座壳体15内的一端贯穿第一插头安装板1的插头通道插接在第二插头安装板3的插头通道内。

插座插针16、插头插针13、第一插头安装板1均采用304不锈钢制作。该材料特性：304是不锈钢中较为常见的一种，价格经济且耐高温800℃，耐腐蚀，具有良好的机械加工性能和可焊性，韧性高。优异的可焊性便于后期将插针尾部焊接到压力测试管线上。

除了插座插针16、插头插针13、第一插头安装板1外，其余零件采用符合国家标准gb/t3191-1998的铝合金(2a12-t4)制作而成。该材料特性：强度高、质量轻且具有一定的耐热性，综合机械性能显著，机械加工性能优异，经济性高。广泛用于飞机结构、螺旋桨元件等。

本多通道气路快速连接器实现了多气路的快速连接和分离，同时改进了插拔机构，解决了多芯数插拔力过大的问题，使工人操作轻便。一次插拔就能连接所有气路，节约了单只依次插合的时间，所需时间约为原有时间的1/66；是单通道气路连接器无法比拟的。

在本实施例中，插头壳体2的外缘设有台阶，所述连接环4包括侧壁以及与侧壁连接且套设在插头壳体2外缘的密封端，在密封端和所述台阶之间的插头壳体2设有滚道槽，滚道槽内填充相对应的球形滚动体9，在密封端远离滚道槽一侧的插头壳体2上设有用于卡紧连接环4用的卡圈8。

由于此连接器具有密闭、抗泄露性要求，在安装槽内设有o型密封圈和插座插针16配合要求十分紧密，因此导致在单支插座插针16在插入第二插头安装板3时插拔力较大，从而导致连接器整体插拔力加大。

根据物理学，摩擦力受材料表面粗糙度和单位面积正压力影响，而常规连接器中连接环4和插头壳体2台阶处是处于面接触，在插合过程中属于滑动摩擦。在材料表面粗糙程度一定的情况下，即插头和插座旋合时的扭矩较大。

而本专利中连接环4和头壳体台阶处通过在滚道槽内填充相对应的球形滚动体9，连接环4和头壳体台阶处采用点接触代替了面接触，因为滚动摩擦所受摩擦力小于滑动摩擦，在插合时的扭矩将会大大减少。再在连接环4后面增加卡圈8以保证三者之间的配合状态。

在本实施例中，连接环4的外缘上等间距的铣削有四个平面。在连接环4上铣削四个平面，在后期安装中可以借助外部工具增大旋转力矩，使插合更顺利。

在本实施例中，插座插针16的数量为66根，所述插座插针16插接在插头通道内的一端设有锥面倒角，所述锥面倒角为30度。插针尖端设计成锥面状，锥面最小外圆小于o型密封圈压缩处，使插入时的轴向合力得以分解，如图5所示，使得f2＝fncos(90-α/2)0，当角度α越大时，那么分力f2就越大，分力越大受到的插入阻力也越大，因此必须减小分力f2。经过测试，故此插针角度α＝300时,分力大小合适，插入时阻力较小，也易于大批量制造。

在本实施例中，如图3-4所示，插座插针16包括插接在插座通道的中心处的第一组插座插针22和插接在插座通道的边缘处的第二组插座插针23，所述第一组插座插针22的高度比第二组插座插针23的高度低1.5mm。

目前在连接器设计上，对于插头通道数较少的安装板，插座插针16在安装到位后，插座插针16插合端面在同一平面上。这种设计在单位时间内，增加了插座插针16插合的接触面积，使得插合力得以增大。同理，对于本实施例的66插头通道产品而言，若是使66颗插座插针16插合面在同一平面上，插座组件和插头组件插合时将会使得插合力很大，约为150n，不利于插座组件和插头组件的快速连接。

为了减弱插拔时的插合力，将插座插针16分为两组，中心处的第一组插座插针22设计成低于边缘处的第二组插座插针23高度1.5mm。这样的设计，在插合时插座中的插座插针16插入插头是分阶段进行的，相比一起插接间接地减小了插合力。此外，先行插入的第一组插座插针22还可以起到定位作用，以便使后续插入的第二组插座插针23对插位置更加准确。

优选的，所述第一组插座插针22的数量为32根，第二组插座插针23的数量为34根。最先插入的是边缘处的34颗插针，插合力约为77n；然后中心处的32颗插针逐渐插入。

优选的，所述后安装板20通过插座锁紧环19固定在插座尾部附件21上，所述前安装板17在和后安装板20相对一端的插座通道内设有插座齿套18。当连接器需要更换时，只需要用专用工具插入插座齿套18，便可卸下插针，取下连接器的插头组件或插座组件更换受损零件，所需时间较短，后期维护方便。

优选的，所述第四插头安装板11通过插头锁紧环12固定在插头尾部附件14上，所述第三插头安装板6在和第四插头安装板11相对一端的插头通道内设有插头齿套10。

优选的，所述第二插头安装板3在和第三插头安装板6相对一端的插头通道的端部设有安装槽，所述安装槽内设有o型密封圈。安装槽和o型密封圈采用楔面和过盈配合，在正常使用状态下，o型圈受到介质压力作用，密封效果更好，减少了气体在插合处的气体泄漏。

优选的，所述插座壳体15的内侧壁上设有凸键，所述插头壳体2的内侧壁上设有与所述凸键相配合的键槽。插头壳体2、插座壳体15需要对插定位一致才能使对应的插座通道和插头通道正确接通。在插座壳体15上加工凸键、在插头壳体2上加工键槽，依靠凸键和键槽的配合，以使在插合的时候定位准确。

采用本多通道压力快速连接器完全达到设计所需要求：

(1)工作压力范围：绝压2kpa～9000kpa

(2)工作温度范围：-20℃～200℃；

(3)环境压力范围：绝压2kpa～200kpa；

(4)泄露量：振动，温度环境下全压力范围内每通道<1×10-6ml/s；

(5)插拔次数：>700次；

(6)振动指标：每轴功率密度谱1.6g2/hz；x、y、z三轴方向各持续振动1小时；

(7)冲击振动：x、y、z三轴方向，三次20g；

(8)工作介质：空气等；

质量要求：22通道<330g，38通道<420g，53通道<500g，66通道<600g。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。