阴式流体连接器元件和包括这种元件的流体连接器的制作方法

1.本发明涉及一种阴式流体连接器元件，其允许与互补的接头一起构成连接器用以确保两条流体流动管道的连接，流体可以是气体或液体。


背景技术：

2.已知借助两个元件制成流体连接器，两个元件之一是“卡箍”式接头，其可以借助锁定构件如球珠或等效件在连接器的另一元件中被保持在位。
3.在这种情况下，文献ep-a-3 220 034公开了一种流体连接器元件，其旨在与卡箍式接头配合，包括锁定球珠、以及密封件，密封件在连接构型中抵靠接头的外缘或前凹槽。这种流体连接元件总体上是令人满意的。然而，由于卡箍和锁定元件的几何形状，存在卡箍在流体连接器元件的主体中围绕横向于连接器的纵向轴线的轴线倾斜的可能性，即使在连接构型中也如此。利用密封件获得的密封性然后不能得到保证。当连接器外部压力大于通过连接器的流体的压力时，密封件两侧之间的压力差可能使密封件变形到破坏连接器与容纳它的腔之间的密封性的程度，从而有在连接器内发生泄漏的风险。
4.文献gb-a-1408537公开了一种快速连接器，其阴式元件承载唇部向后的唇式密封件，当连接器的阳式元件和阴式元件连接在一起时，唇部会径向变形。文献us-a-2708124和kr-a-101782903公开了快速连接器，其阴式元件承载带有具有三角形截面的环形突起的密封件。在这些连接器中，阳式元件不能是卡箍式接头。
5.在连接期间和/或当连接器内部压力大于连接器外部压力时，用已知材料也会出现类似的问题。


技术实现要素：

6.更特别的是，本发明通过提出一种能够与卡箍式接头配合的新型阴式连接器元件正是旨在解决这些问题，在包括这种阴式连接器元件的流体连接器的连接期间和连接构型中，无论连接器外部压力与通过连接器的流体的压力之间的压力差如何，连接器元件的密封能力都得到提高。
7.为此，本发明涉及一种阴式连接器元件，其能够与互补的接头连接以接合两根流体输送管道，阴式连接器元件包括用于接收接头的主体，主体以纵向轴线为中心并在主体内界定内部流体流动通道，内部流体流动通道在阴式连接器元件的在压装阴式连接器元件和接头期间朝接头取向的前表面和阴式连接器元件的朝阴式连接器元件所连接的管道取向的后表面之间延伸。阴式连接器元件还包括锁定机构，锁定机构本身包括：多个锁定构件，能相对于主体在关于纵向轴线的径向上、在将接头锁紧在主体中的内位置和从主体释放接头的外位置之间移动；以及锁紧环，围绕主体安装，能在将锁定构件锁紧在其内位置的第一位置和锁紧环不阻止锁定构件向其外位置移动的第二位置之间移动。阴式连接器元件还包括密封件，密封件构造成与接头配合，密封件围绕内部通道被容纳在主体中并包括基座和唇部，基座向后面对主体的近侧表面和向前面对主体的远侧表面设置。
8.根据本发明，
[0009]-唇部平行于纵向轴线延伸，向前从基座突出并具有自由前缘；
[0010]-密封件具有周边凹口，周边凹口在关于纵向轴线的径向上设置在基座和唇部之间，周边凹口通到密封件的前面，周边凹口的底部在后面由密封件的连接基座和唇部的连接部分界定；以及
[0011]-密封件构造成将按照平行于纵向轴线的方向与唇部的自由前缘对齐地向后压靠在近侧表面上。
[0012]
借助本发明，密封件可以压靠阴式连接器元件的主体的近侧表面并借助唇部压靠互补的接头，这两个支撑面按纵向轴线彼此对齐，从而保证了当连接器元件连接在一起时密封件和主体之间、以及密封件和接头之间的有效密封安排，这种密封安排适用于连接器的外部压力大于内部压力的情况以及同样适用于连接器的外部压力小于内部压力的情况。密封件的基座允许唇部相对阴式连接器元件的主体以及相对互补的接头、特别是在该接头的前表面上设置的圆周凹槽精确定位。具有基座、唇部和周边凹口的密封件的结构允许唇部在连接器元件的连接期间以及在连接构型中相对容易变形。因此，连接连接器元件所需的力减小。由于密封件两侧上的压力，换句话说，由于连接器的外部和内部之间的压力差，唇部在连接构型发生变形仍然是可能的。具有基座、唇部和凹口的密封件的结构还允许唇部具有相对较长的长度，从而有利于唇部的变形，而不会过多地增加密封件的纵向体积尺寸。
[0013]
根据本发明的有利但非强制性的一些方面，这样的阴式连接器元件可以包括以下一个或多个以任何技术上允许的组合采用的特征：
[0014]-在阴式连接器元件的未连接构型中，一方面周边凹口的长度与另一方面唇部的自由长度之间的比率为0.4至0.6之间，优选等于约0.5，其中，周边凹口的长度平行于纵向轴线测量而唇部的自由长度平行于纵向轴线并在周边凹口的底部与唇部的自由前缘之间测量。
[0015]-在阴式连接器元件的未连接构型中，一方面唇部的自由长度与另一方面密封件的最大长度之间的比率大于或等于0.7，其中，唇部的自由长度平行于纵向轴线并在周边凹口的底部和唇部的自由前缘之间测量，密封件的最大长度平行于纵向轴线测量。
[0016]-在阴式连接器元件的未连接构型中，唇部的自由前缘具有凸形形状。
[0017]-在阴式连接器元件的未连接构型中，在相同的径向水平处，密封件从自由前缘连续延伸至密封件的后表面，密封件的后表面构造成向后压靠在近侧表面上。
[0018]-在阴式连接器元件的未连接构型中，唇部在自由前缘后具有恒定的径向厚度。
[0019]-在阴式连接器元件的未连接构型中，在沿纵向轴线的相同水平处一方面周边凹口的径向厚度与另一方面唇部的径向厚度之间的比率小于或等于0.4。
[0020]-在阴式连接器元件的未连接构型中，基座在周边凹口处具有的径向厚度严格大于唇部的径向厚度。
[0021]-在阴式连接器元件的非连接结构中，
[0022]
主体的朝前的轴向前表面沿平行于纵向轴线的方向面对处于锁紧内位置时的锁定构件，
[0023]
唇部在关于纵向轴线的径向上位于轴向前表面内侧的空间中延伸；并且
[0024]
唇部相对于轴向前表面向前突出一段非零长度。
[0025]-主体包括径向内壁，径向内壁在关于纵向轴线的径向上设置在近侧表面内侧而沿纵向轴线在轴向上设置在近侧表面前侧，在阴式连接器元件的未连接构型中，唇部的径向内表面以非零厚度的径向间隙在关于纵向轴线的径向上面对径向内壁，唇部从径向内壁向前突出。
[0026]-径向内壁按照平行于纵向轴线的方向相对于近侧表面向前延伸到向后压靠近侧表面的密封件的周边凹口的前端处，或相对该前端退后。
[0027]-密封件的基座以小于在轴向近侧表面和远侧表面之间测量的最大纵向尺寸的5％的纵向间隙、按照平行于纵向轴线的方向安装在近侧表面和远侧表面之间。
[0028]-在阴式连接器元件的未连接构型中，密封件的最小内径由唇部的内尺寸限定。
[0029]-基座径向向外接触主体。
[0030]
根据第二方面，本发明涉及一种连接器，连接器包括阴式连接器元件和互补的接头，该接头设有：供流体通过的内部通道；外腔，用于在连接器的连接构型中接收阴式连接器元件的锁定构件；环绕内部通道的前表面；以及设置在接头的前表面上的圆周凹槽。根据本发明，阴式连接器元件是如上所述的阴式连接器元件，在连接器的连接结构中，阴式连接器元件的密封件的唇部接合在圆周凹槽中并接触圆周凹槽。
[0031]
有利的是，阴式连接器元件是如前所述的阴式连接器元件。根据本发明，当密封件按照平行于纵向轴线的方向与唇部的自由前缘对齐地向后压靠在近侧表面上时，一方面，唇部从阴式连接器元件的主体的轴向前表面向前突出的长度与另一方面圆周凹槽相对于前表面的最大深度之间的比率大于或等于1，优选大于或等于1.5。
附图说明
[0032]
根据对符合本发明原理的阴式连接器元件和连接器的两个实施方式的以下仅以举例方式给出并参照附图进行的描述，本发明将得到更好理解，其进一步的优点也将变得更清楚，附图中：
[0033]
图1是在未连接构型中的根据本发明的流体连接器的阳式元件和阴式元件的原理纵向剖面图；
[0034]
图2是图1中的细节ii的更大比例视图；
[0035]
图3是在连接流体连接器的阳式元件和阴式元件的过程中的类似于图1的剖面图；
[0036]
图4是在流体连接器的阳式元件和阴式元件的连接构型中的类似于图1的剖面图；
[0037]
图5是图4的细节v的更大比例视图；
[0038]
图6是类似于图4处在连接构型中、但在流体连接器的一元件相对于另一元件倾斜的情况下的剖面图；
[0039]
图7是类似于图5的、当流体连接器的外部和内部之间施加有第一压力差时的视图；
[0040]
图8是类似于图5的、当流体连接器的外部和内部之间施加有第二压力差时的视图；
[0041]
图9是根据本发明第二实施方式的流体连接器的类似于图1的剖面图；
[0042]
图10是图9中细节x的更大比例视图；以及
[0043]
图11是类似于图4的纵向剖面图，显示了图9和图10的但处于连接构型中的流体连接器。
具体实施方式
[0044]
图1至图8中所示的流体连接器r包括阳式接头100和旨在与阳式接头100连接的阴式元件200。接头100和阴式元件200是互补的。
[0045]
在该例子中，连接器r被构造成连接两条气体流动管道。
[0046]
接头100是卡箍式接头，如由标准din-32676或asme bpe-2007对法兰直径等于25毫米的接头所定义的。对于法兰外径等于34、50或64毫米的接头，其由标准iso 2852、din 32676、bs 4825-3和asme bpe-2007定义。
[0047]
该接头包括一体式的主体102，主体优选是由金属制成，限定中心流体流动内部通道104，该内部通道公知地在主体102后面与流体流动管道c1连接，在该例子中流体是气体。为附图清楚起见，该管道仅在图1中以点划线示出。接头100没有用于关闭其内部通道104的阀。
[0048]
接头100以纵向轴线x1为中心，该纵向轴线构成主体102的对称轴线。特别是，内部通道104是圆柱形的，具有以轴线x1为中心的圆形截面。
[0049]
在其围绕纵向轴线x1径向延伸并背离该轴线取向的径向外表面上，主体102设有周边凹槽106，该凹槽构成用于接收一个或多个锁定构件的外腔。这些锁定构件可以是阴式元件200的球珠，如将在下面的解释中清楚展现的。凹槽106沿轴线x1在轴向上朝前由凸缘108、朝后由环圈110界定，该环圈是可选的，只要主体102能随着朝阳式接头100后部移动保持凹槽106底部的减小直径。
[0050]
为此，流体连接器r的元件100或200的前表面被定义为该元件的朝压装或连接方向取向的表面，换句话说，在压装期间朝互补的连接器元件取向的表面。反之，流体连接器r元件的后表面被定义为朝该连接器元件所连接的管道取向、在与互补元件相反方向上的表面。因此，在图1至图8的例子中，阳式接头100的前面位于该接头的右侧，而阴式元件200的前面位于该元件的左侧。对于流体连接器r的元件100或200来说，术语“在前面”和“在后面”是指分别朝向流体连接器r的元件100或200的前表面和后表面的方向。
[0051]
在图1至图8的构型中，阳式接头100设有朝阴式元件200取向的轴向前表面112，该前表面环绕内部通道104。该前表面112配有圆周凹槽114，该凹槽完全围绕轴线x1延伸，其平均直径记为d114，相对于前表面112的最大深度记为p114。深度p114平行于纵向轴线x1测量。
[0052]
凹槽114的底部的曲率半径记为r114。
[0053]
阴式元件200以纵向轴线x2为中心，包括主体202，主体202旨在在流体连接器r的连接构型中接收阳式接头100的前部。
[0054]
在下文中，除非另有说明，形容词“纵向”和“径向”、“外(侧)”和“内(侧)”以及副词“纵向上”、“轴向上”和“径向上”是参照纵向轴线x2使用的。此外，当一个表面围绕纵向轴线x2径向上延伸时，该表面被称为“径向”表面；当表面朝该轴线取向时，表面被称为“内”表面；而当表面背离该轴线取向时，表面被称为“外”表面。当表面垂直于纵向轴线x2时，表面被称为“轴向”表面。
[0055]
优选地，主体202由一体式前部2022和旋紧到前部2022的一体式后部2024组成，并且前部和后部之间间置有o型密封件式密封件2026。前部2022和后部2024是由金属优选由钢制成的。
[0056]
主体202限定中心流体流动通道204，该通道在主体202后面与流体流动管道c2相连，在例子中流体是气体，为图示清晰，该管道仅在图1中以点划线表示。
[0057]
阴式连接器元件200没有用于密封其内部通道204的阀。
[0058]
阴式连接器元件200配有锁定机构206，该锁定机构包括一排二十四个球珠2062，这些球珠设置在靠近主体前缘2021设置在主体202中的同样多数量的贯通的径向座槽2064中。座槽2064是贯通的，意即这些座槽既通到主体202尤其是其前部2022的径向外表面2023上，又通到其径向内表面2025上。径向内表面2025在径向上界定用于在图3至7的构型中接收接头100的主体102的接收空间。
[0059]
表面2025的直径，是主体202的内径，被记为d1。
[0060]
每个座槽2064在表面2025附近缩窄，以具有严格小于球珠2062直径的直径，从而限制球珠在其座槽中朝纵向轴线x2方向的向心运动。
[0061]
球珠2062可在主体202中在关于纵向轴线x2的径向上在锁紧内位置和释放外位置之间移动，在锁紧内位置，这些球珠从径向内表面2025突出到接收阳式接头100的接收空间中，而没有从径向外表面2023突出，在释放外位置，这些球珠从径向外表面2023突出，而没有从径向内表面2025突出到接收主体102的接收空间中。处在内位置的球珠2062比起处在外位置的球珠更靠近轴线x2。
[0062]
锁紧环2066平行于纵向轴线x2围绕主体202可移动地安装，通过插置在主体202和锁紧环2066之间的弹簧2068被向前缘2021弹性加载。锁紧环2066和弹簧2068是锁定机构206的组成部分。特别是，锁紧环2066围绕前部2022可移动地安装。
[0063]
弹簧2068对锁紧环2066施加弹性力e2，该弹性力平行于纵向轴线x2，围绕该轴线分布并指向前缘2021。锁紧环2066是可相对于主体202平行于纵向轴线x2在将球珠2062锁紧在其内位置的第一位置和锁紧环不阻止球珠向其外位置移动的第二后退位置之间移动。图1、2和4至8中可以看到锁紧环2066的第一位置，该第一位置对应于未连接构型和连接构型，而图3中可以看到其第二位置。在第一位置，锁紧环2066径向环绕锁定球珠2062，并将锁定球珠保持在锁紧内位置。
[0064]
主体102的前部2022的径向内表面呈阶梯状，意即它具有不同直径的多个径向内圆形表面。
[0065]
径向内表面2025通过圆角2026与限定前缘2021的轴向前环形表面相连，该环形表面环绕阴式元件200的开口208。
[0066]
座槽2064在其整个周边上通到径向内表面2025，该径向内表面构成从开口208开始的主体202的第一内圆柱形表面。
[0067]
第二径向内表面2027设置在第一表面2025之后，在前面由第一轴向表面2028界定，该第一轴向表面是前表面，因为它朝向阴式连接器元件200的前面取向。当球珠2062处于内位置时，特别是在连接器r的未连接构型中，球珠2062部分地延伸到主体102的接收空间中，按照与纵向轴线x2平行的方向，面对轴向前表面2028。
[0068]
严格小于直径d1的表面2027的直径被记为d2，这与轴向前表面2028具有非零径向
宽度的事实相对应。
[0069]
第三径向内表面2029布置在第二径向内表面2027之后，其直径d3严格大于直径d2，优选小于或等于直径d1。
[0070]
截头圆锥形倒角2030连接第二径向内表面2027和第三径向内表面2029。该倒角2030向主体202的后部发散并朝向阴式连接器元件200的后部。
[0071]
第二轴向表面2031是前表面，终止于第三径向内表面2029处，并将第三径向内表面与主体202的径向内壁2033的径向外表面2032连接。径向内壁2033在关于纵向轴线x2的径向上设置在轴向表面2031内侧，并沿纵向轴线轴向上设置在该轴向前表面的前侧。该径向内壁2033的轴向前表面被标记为2034。该径向内壁2033的径向内表面被标记为2035。表面2035有助于在径向上界定阴式连接器元件200的内部通道204。径向内壁2033的长度被记为l203，换句话说，该长度是表面2031和2034之间的轴向距离。径向外表面2032的直径被记为d4，该直径严格小于直径d2。
[0072]
倒角2030、径向内表面2029、轴向表面2031和径向外表面2032共同限定主体202的腔室c202，旨在与接头100配合、特别是旨在通过与接头100的主体102通过接触来配合的密封件210部分地容置在该腔室中。密封件210围绕内部通道204安装在主体202上。表面2030和2031分别形成腔室c202的远侧表面和近侧表面。表面2030、2029、2031和2032与主体202成一体，不能相对于主体202移动。实际上，这些表面2030、2029、2031和2032全都形成在主体202的前部2022上，而主体的前部2022是一体式的。
[0073]
密封件210是成型密封件，优选通过模制epdm(乙烯丙烯二烯单体)型弹性体而获得。可替换地，密封件210可以由mbr(丁腈橡胶)、fpm(氟化橡胶)或ffkm(全氟弹性体)制成。优选地，密封件210具有70肖氏a的硬度。
[0074]
密封件210是一体式的，围绕其中心轴线x10旋转对称，在密封件210安装在主体202上的安装构型中和在阴式元件200的未连接构型中，该中心轴线与纵向轴线x2重合。
[0075]
密封件210包括基座2102和单一唇部2104。基座2102在密封件210安装在主体202上的安装构型中、相对于轴线x10和轴线x2从唇部2104径向向外延伸。在将密封件210安装在主体202上之前，基座2102在图2平面内的截面中具有大体上矩形的形状，其径向厚度e2径向于轴线x10测量。
[0076]
周边凹口2106径向于轴线x10、因此在密封件210安装在主体202上的安装构型中径向于纵向轴线x2设置在基座2102和唇部2104之间。凹口2106通到密封件210的前面。特别是，周边凹口2106完全围绕轴线x10通到密封件210的前面。凹口在后部是盲的，在后部，凹口的底部2107由基座2102和唇部2104之间的连接部分2108界定。连接部分2108与密封件210的部分2102和2104成一体。平行于纵向轴线x2测量的连接部分的长度被记为l2108。
[0077]
唇部2104的自由前端设置在唇部2104的前缘2110处，该前缘是环形的并以轴线x10为中心，因此在密封件210安装在主体202上的安装构型中和在连接器r的未连接构型中，该前缘定中在纵向轴线x2上。自由前缘2110朝前朝开口208和朝前缘2021取向。
[0078]
唇部2104的径向内表面被标记为2112。密封件210的最小内径被记为d5。该最小内径d5由唇部2104的径向内表面2112限定。换句话说，密封件210的最小内径由唇部2104的内尺寸限定。
[0079]
径向内表面2112按径向方向部分地面对径向内壁2033，尤其是面对其径向外表面
2032。
[0080]
唇部2104的径向外表面被标记为2116。凹口2106在径向上在唇部2104一侧上由表面2116界定。此外，表面2116从凹口2106向前突出并延伸到自由前缘2110。
[0081]
当腔室c202未装纳任何密封件210时，腔室c202的远侧表面2030和近侧表面2031平行于纵向轴线x2相互面对。在密封件210安装在主体202上的安装构型中，基座2102部分地向前轴向面对由倒角2030形成的腔室c202的远侧表面并且向后面对由表面2031形成的腔室近侧表面设置。“近侧”和“远侧”的概念是基于主体202的后表面定义的，换句话说如从管道c2来看的。在由直径d2和d3之差限定的相同径向区域内，密封件210轴向容置在腔室c202的近侧表面和远侧表面之间。这是通过密封件210和腔室c202之间的减小的纵向间隙来实现的，该纵向间隙小于或等于按照纵向轴线x2在远侧表面2030和近侧表面2031之间测量的最大纵向尺寸的5％。纵向间隙可以选择为小于0.1毫米。在图1至8的例子中，该纵向间隙为零。
[0082]
在未安装在主体202中的息止状态，密封件210的基座2102具有的外径向尺寸大于或等于主体202的径向上向外限定腔室c202的表面2029和2030的内径向尺寸。因此，在轴线x2和x10重合的密封件210的安装构型中，基座2102通过其径向外表面2103与倒角2030和第三径向内表面2029进行径向外接触。这种接触在第三径向内表面2029处仅是径向的。由于呈截头圆锥形并且向后发散的倒角2030的取向，这种接触是径向的，从而限制密封件210相对于主体202的径向向外运动。此外，同样由于倒角2030的取向，这种接触是纵向的，从而限制密封件210相对于主体202在向前方向上的运动。
[0083]
作为未示出的替代方式，密封件210仅与倒角2030或仅与第三径向内表面2029进行外径向接触。
[0084]
当密封件210处于安装在主体202中的息止状态时，换句话说在阴式元件200的未连接构型中，唇部2104平行于纵向轴线x2从连接部分2108向阴式连接器元件200的前方延伸到超出基座2102。径向内表面2112和径向外表面2116是具有圆形截面的圆柱形表面。
[0085]
基座2102的向前的轴向前表面被标记为2114。轴向表面2114界定周边凹口2106的前端。唇部2104从基座2102向前突出一段长度l'210，该长度在唇部2104的前缘2110和轴向表面2114之间平行于纵向轴线x2测量。长度l'210是唇部2104从凹口2106突出的最大长度。长度l'210是非零的。
[0086]
唇部2104相对于限定径向内表面2027的主体202一部分向前突出一段长度l”210，该长度在前缘2110和在前面界定径向内表面2027的轴向前表面2028之间平行于纵向轴线x2测量。长度l”210是唇部2104从轴向前表面2028突出的最大长度。长度l”210是非零的。
[0087]
长度l”210选择成严格大于深度p114，优选大于或等于该深度的1.5倍。
[0088]
唇部2104的自由长度l2104被定义为在连接器元件200的未连接构型中在前缘2110与凹口2106的由连接部分2108限定的底部2107之间、平行于纵向轴线x2或轴线x10测量的距离。因此，自由长度l2104是从凹口2106的底部2107向前延伸的唇部2104的最大长度。平行于纵向轴线x2或轴x10测量的自由长度l2104与密封件210的最大长度l210之间的比率l2104/l210大于或等于0.7。在本实施方式中，该比率等于约0.8。
[0089]
径向于轴线x10测量的唇部2104的径向厚度被记为e4。唇部2104的径向厚度e4远小于唇部2104的自由长度l2104，例如至少小于自由长度l2104的2倍，优选至少小于自由长
度l2104的2.5倍，从而唇部2104在附图的截平面中基本平行于纵向轴线x2延伸。
[0090]
径向厚度e4在唇部2104的自由长度l2104的至少70％上基本恒定，意即径向厚度e4在自由长度l2104的至少70％上变化小于15％，优选小于10％。特别是，在自由前缘2110后、也就是在凹口2106的底部2107和自由前缘2110的后端之间的唇部2104的径向厚度e4基本上是恒定的。此外，径向厚度e2严格大于凹口2106处的径向厚度e4。
[0091]
唇部2104在其前缘2110处，在图2的平面内的截面中具有凸面朝前的凸形形状，更特别的是呈曲率半径为r2110的凸状半环面形，其连接径向内表面2112和径向外表面2116。曲率半径r2110严格地比曲率半径r114小，优选比其小至少1.5倍。
[0092]
因此，在自由前缘2110的纵向水平处的唇部2104的径向厚度小于在自由前缘2110后的唇部2104的径向厚度。在自由前缘2110后的径向厚度e4等于自由前缘2110的曲率半径r2110的两倍。
[0093]
密封件210构造成以其后表面2118向后压靠在腔室c202的近侧表面2031上。在阴式连接器元件200的未连接构型中，后表面2118的标记为2118a的表面部分与唇部2104纵向对齐，换句话说，按照与轴线x2平行的方向与唇部2014对齐。表面部分2118a特别是与前缘2110纵向对齐。在其向后压靠近侧表面2031的位置，密封件210特别是通过该表面部分2118a压靠近侧表面。密封件210的最大长度l210是在未连接构型中平行于纵向轴线x2或轴线x10并在后表面2118和前缘2110之间测量的。在该位置，唇部2104从轴向前表面2028向前突出长度l”210，唇部相对于轴向前表面2034向前突出一段非零长度，该非零长度等于长度l210和l203之差，唇部相对于基座2102的轴向前表面2114向前突出长度l'210。
[0094]
如特别是在密封件210向后压靠在近侧表面2031上的图2中看到的，向前的轴向前表面2114相对于轴向前表面2028略微退后。这就是为什么长度l'210严格大于长度l”210的原因所在。所谓略微退后，是指向前的轴向前表面2114相对于轴向前表面2028退后小于0.5毫米。
[0095]
根据未示出的替换方式，表面2028和2114可以是平齐的。在这种情况下，长度l'210和l”210是相等的。
[0096]
在连接器元件200的未连接构型中平行于重合的轴线x2和x10测量的凹口2106的长度被记为l2106。长度l2106是凹口2106的最大长度，在凹口2106的底部2107与基座2102的轴向前表面2114之间平行于纵向轴线x2测量。比率l2106/l2104在0.4至0.6之间，优选等于约0.5。因此，基座2102相对于连接部分2108向前延伸直到表面2114，延伸长度等于自由长度l2104的一半
±
10％。
[0097]
具有以下关系：l2104＝l2106+l'210。
[0098]
凹口2106构成用于在连接期间和在连接构型中唇部变形的自由空间。
[0099]
凹口2106的径向厚度，在阴式元件的未连接构型中沿其长度l2106基本恒定，记为e6。在这种构型中，在沿纵向轴线x2的相同水平处，比率e6/e4在0.25至0.4之间，优选等于约0.33。实际上，厚度e6选择成小于或等于1毫米，优选小于或等于0.5毫米。
[0100]
在息止状态，换句话说，在阴式连接器元件200的未连接构型中，在唇部2104的径向内表面2112与径向内壁2033的径向外表面2032之间存在非零厚度的径向间隙j。这是由直径d5严格大于直径d4的事实造成的。该径向间隙的厚度，即直径d5与d4之差的一半，被选择为小于或等于0.5毫米。该径向间隙构成用于在连接期间和在连接构型中唇部2104变形
的自由空间。
[0101]
在阴式连接器元件200的未连接构型中，唇部2104在距径向内表面2025一段距离处延伸，该距离大于最大尺寸，在该最大尺寸上，锁定球珠2062在处于锁紧接头100的内位置时径向向内突出到主体102的接收空间中。特别是，唇部2104在径向于纵向轴线x2位于轴向前表面2028内侧的空间中延伸。
[0102]
唇部2104的平均直径，也就是在径向内表面2112和径向外表面2116之间的一半距离处所取的直径，记为d6。密封件210可以构造成具有如下关系：2.4毫米≤d1-d6≤3.9毫米。特别是，平均直径d6等于接头100的圆周凹槽114的平均直径d114
±
10％。
[0103]
唇部2104的径向内表面2112通过圆角与后表面2118连接。因此，在未连接构型中，在径向于纵向轴线x2位于唇部2104的径向内表面2112和径向外表面2116之间的径向水平处，密封件210从表面部分2118a连续延伸到自由前缘2110。特别是，在平均直径d6的径向水平处，密封件210从表面部分2118a连续延伸到自由前缘2110。
[0104]
比率l203/l210在0.1至0.3之间，优选在0.15至0.25之间。
[0105]
长度l203小于或等于长度l2106和l2108之和。因此，径向内壁2033相对于近侧壁2031向前延伸到凹口2106的前端处，或相对凹口2106的前端退后。特别是，径向内壁2033相对于近侧壁2031向前延伸到凹口2106的底部2107处，或者相对凹口2106的底部退后。
[0106]
一旦连接，操作者抵抗由弹簧2068施加的弹性力e2操纵锁紧环2066以使锁紧环移动到其第二后退位置。对齐轴线x1和x2，面对面设置主体102和202。接头100的主体102通过开口208被引入阴式连接器元件200的接收空间中，并在径向上将球珠2062推到其外位置，如图3所示。主体102在构成密封件210前缘的自由前缘2110处与唇部2104接触。
[0107]
这种运动一直持续到凹槽106沿纵向轴线x2与球珠2062对齐。然后，操作者可以释放环2066，该环在弹簧2068施加的弹性力e2的作用下被推到如下构型中：在该构型，环将球珠2062锁紧在接合于凹槽106内的构型中，换句话说，将球珠锁紧在其内位置中。
[0108]
在这种构型中，连接器元件100和200已被连接，如图4和5所示。
[0109]
在连接期间，密封件210的按照平行于纵向轴线x2的方向与圆周凹槽114对齐的唇部2104进入圆周凹槽并与该圆周凹槽的底部接触。这特别是源于距离l”210和深度p114之间的比率值。因此，唇部2104接合在圆周凹槽内并与圆周凹槽114接触，自由前缘2110与主体102的限定圆周凹槽114的表面接触，更确切的说与圆周凹槽114的底部接触。密封件210至少在表面部分2118a处与近侧表面2031进行后侧接触。因此，将接头100的主体102引入阴式连接器元件200的主体202中具有如下的效果：在主体102与腔室c202的近侧表面2031之间、在唇部2104处纵向压缩密封件210，从而确保主体102和202之间的密封性，同时内部通道104和204连通以允许流体流动经过流体连接器r。
[0110]
图4和图5中的唇部2104的构型例如对应于在密封件210的两侧施加有相等压力的构型。
[0111]
由于曲率半径r2110严格小于曲率半径r114，因此在自由前缘2110和圆周凹槽114的底部之间产生明显接触。
[0112]
在阳式元件和阴式元件的连接期间以及在连接构型中，唇部2104在主体102和202对密封件210施加的单轴压缩力的作用下发生弹性变形，根据图4和图5中未显示的本发明一方面唇部可能屈曲变形，倾向于将主体102推出主体202，而在连接构型中，锁定球珠2062
阻止主体102相对于主体202的退出运动。换句话说，在连接构型中，锁定球珠抵抗弹性变形的唇部2104在此构型中施加的力而将接头100锁紧在主体202内。
[0113]
在图4和图5所示的连接构型中，主体102的前表面112在其整个周边上没有与轴向前表面2028接触。更特别的说，前表面112的径向上环绕凹槽114的环形部分在纵向上面对轴向前表面2028并与该轴向前表面间隔开，前表面112与轴向前表面2028之间没有接触。在该位置，主体102也不接触径向内壁2033，该径向内壁相对前缘2110显著退后。
[0114]
如果从图4和图5的连接构型来看，接头100的主体102受到如图6中的箭头e1所示的围绕垂直于轴线x1和x2的轴线y2的枢转力，由于球珠2062和凹槽106之间存在的间隙，主体102和202可能发生相对倾斜。倾斜角α受到主体102的前表面112与轴向前表面2028的局部接触所限制，如图6的下部所示。即使在该位置，主体102也不接触径向内壁2033。
[0115]
在这种倾斜连接构型中，图6下部中所示的唇部2104的部分比该图上部中所示的唇部的部分受更大压缩。
[0116]
密封件210构造成适应唇部2104所受的力的这种变化，同时保持完全围绕轴线x2与主体202和主体102的接触。
[0117]
倾斜通过前表面112会局部接触到轴向前表面2028的事实受到限制，从而限制了倾斜角α的最大值并减小倾斜期间密封件210上的应力。
[0118]
另一方面，如图7所示，相对于压力在密封件210两侧、也就是在连接器的外部和内部之间相等的构型，当在连接构型中压力大于连接器r外部存在的压力的流体通过内部通道104和204时，最大压力被施加到唇部2104的径向内表面2112，这倾向于将唇部、特别是前缘2110压靠向凹槽114的径向外缘并使唇部2104径向向外变形。这使唇部2104的径向内表面2112具有凹面朝向纵向轴线x2的穹形。相对于阴式元件200的未连接构型，凹口2106的厚度e6局部减小，径向外表面2116局部靠近基座2102。
[0119]
相反，如图8所示，相对于压力在密封件210两侧、也就是在连接器的外部和内部之间相等的构型，当在连接构型中通过内部通道104和204的流体的压力小于外部存在的压力时，最大压力被施加到唇部2104的径向外表面2116，这趋向于将唇部、特别是前缘2110压靠向凹槽114的径向内缘并使唇部2104径向向内变形。然后，唇部2104的径向内表面2112呈凹面背离纵向轴线x2取向的穹形构型。相对于阴式元件200的非连接构型，凹口2106的厚度e6局部增加，径向外表面2116局部远离基座2102移动。
[0120]
自由前缘2110的凸形修圆形状允许密封件210以最佳方式适应圆周凹槽114的几何形状的变化、连接构型中主体102在主体202中的倾斜以及连接构型中密封件210两侧上的压力差。
[0121]
为断开连接器的阳式和阴式元件的连接，操作者沿主体202滑动环2066，直到环到达第二位置，从而释放球珠2062，然后球珠就可以向其外位置移动，以释放接头100的主体102从阴式连接器元件200的主体202中脱出的通道。
[0122]
在图9至11所示的第二实施方式中，与第一实施方式中的元件相似的元件具有相同的标号。如果在下文中提到一标号但其在图9至11中不可见，或者如果在图9至11中任一图中使用了一标号但其在描述中没有提到，则该标号对应于第一实施方式中带相同标号的对象。在下文中，主要描述本实施方式的不同于前面实施方式的区别之处。
[0123]
这里，腔室c202轴向上被限定在远侧表面2030和近侧表面2031之间，这两个表面
都是轴向的。
[0124]
在本实施方式中，没有与第一实施方式的轴向前表面2028相类似的轴向前表面。
[0125]
此外，腔室c202径向向内由径向内壁2033界定，该径向内壁的轴向前表面2034旨在在按与对于第一实施方式由图8中箭头e1所表示的运动相类似的运动进行倾斜的情况下，支撑接收阳式接头的前表面112，更确切地支撑接收前表面112的被圆周凹槽114径向环绕的环形部分。
[0126]
这里，径向内壁2033设有多个通道2036，供通过阴式连接器元件200的内部通道204的流体用。
[0127]
与第一实施方式中一样，密封件210包括由凹口2106分隔开的基座2102和唇部2104，凹口的底部2107由连接基座2102和唇部2104的连接部分2108界定。基座2102没有以减小的纵向间隙安装在远侧表面2030和近侧表面2031之间，当阴式连接器元件200处于未连接构型时，基座可以处于相对远侧表面2030和近侧表面2031两者轴向偏移的构型，如图9和10所示。在该位置，密封件210的后表面2118相对于近侧表面2031朝前轴向偏移，而基座2102的向前的轴向前表面2114相对于远侧表面2030朝后轴向偏移。在连接运动开始时，密封件210被向后推，直到以其表面2118向后压靠到腔室c202的近侧表面2031上，更特别的是以接触表面2118的与唇部2104、特别是与唇部2104前缘2110纵向对齐的表面部分2118a进行接触。密封件210在腔室c202中的该位置，在流体连接器r的连接构型中也是有效的，在图11中可以看到。
[0128]
在可适用于图中所示的两个实施方式的一替换方式中，主体202可以没有径向内壁，在这种情况下，腔室c202的近侧表面2031延伸到内部通道204。
[0129]
根据也未示出的另一实施方式，可以使用球珠以外的锁定构件特别是如文献ep-a-1531297中描述的指杆或段块。这样的锁定构件相对于主体202在关于轴线x2的径向上可移动，因为锁定构件在外位置而非在内位置离轴线x2更远。
[0130]
锁定构件的数量可以不同于24，但同时保持大于或等于2。
[0131]
根据本发明的未示出的另一实施方式，阳式接头100的前表面112可以是阶梯状的，具有环绕圆周凹槽114的环形部分，该环形部分比位于圆周凹槽和内部通道104的开口之间的环形部分位于主体102更靠前。这样的几何形状是例如从文献ep-a-3220034已知的。在这种情况下，圆周凹槽114不是对称的，要考虑的凹槽的纵向深度是前表面112的径向环绕圆周凹槽114的环形部分一侧的深度。
[0132]
根据本发明的未示出的一实施方式，唇部2104可以在基座2102的径向外侧设置。
[0133]
根据本发明的未示出的一替代方式，密封件的最小内径可以不由唇部的内尺寸来限定，而是由与基座2102一体的密封件的附加基座的内尺寸来限定，该附加基座径向上设置在基座2102、唇部2104和连接部分2108的内侧。优选地，该附加基座的长度小于连接部分2108的长度l2108。
[0134]
在未示出的一替代方式中，本发明的流体连接器被构造成连接两条液体管道。
[0135]
无论哪种实施方式，密封件210均以其后表面2118压靠在阴式连接器元件200的主体202的近侧表面2031上。特别是，密封件210和主体202之间的接触发生在后表面2118的表面部分2118a处，因此是在后部上并且与前缘2110对齐，而密封件210和主体102之间的接触特别是发生在圆周凹槽114处，因此是在前部并与前缘2110对齐，从而压缩纵向上设置在表
面部分2188a和自由前缘2110之间的唇部2104。这确保在连接流体连接器元件100和200时所述密封件和主体之间的有效密封安排，这种密封安排适用于连接器外部压力大于连接器内部压力的情况，同样也适用于连接器外部压力小于连接器内部压力的情况。由于径向厚度e2大于径向厚度e4，因而密封件的基座2102比唇部2104质量更大，该基座允许唇部2104相对阴式连接器元件200的主体202、以及相对互补的接头100特别是其圆周凹槽114进行精确定位。在流体连接器元件的连接期间和在连接构型中，通过周边凹口2106的扩大或缩小和/或通过唇部在与径向间隙j相对应的空间中的变形，具有基座2102、唇部2104和周边凹口2106的密封件210的结构允许唇部相对容易变形。因此，相对于唇部2104会被设置在紧狭座槽中的情况，连接流体连接器r的元件所需的力减小。在施加于密封件的两侧上、也就是在连接器的外部和内部之间的压力的作用下，或者在流体连接器r的元件100和200的主体102和202的相对倾斜作用下，在连接构型中唇部2104的变形仍然是可能的。具有基座、唇部和凹口的密封件210的结构也允许唇部2104具有相对较大的自由长度l2104，从而有利于其变形，而不会过度增加密封件的纵向体积尺寸，特别是其最大长度l210。由于基座2102相对于连接部分2108向前延伸等于唇部2104的自由长度l2104大约一半的一段长度l2106，因此在流体连接器的连接期间或在流体连接器r的连接构型中，基座形成对密封件210过大向外径向变形的障碍，特别是形成对会大于周边凹口2106的径向厚度e6的径向变形的障碍。此外，在流体连接器的连接期间或在流体连接器r的连接构型中，径向内壁2033形成对密封件210过大向内径向变形的障碍。
[0136]
上面考虑的实施方式和替代方式可以进行组合以产生本发明的新的实施方式。

技术特征：
1.一种用于连接器(r)的阴式连接器元件(200)，能够与互补的接头(100)连接以接合两条管道(c1，c2)，阴式连接器元件包括：-用于接收接头(100)的主体(202)，主体以纵向轴线(x2)为中心并在主体内界定内部流体流动通道(204)，内部流体流动通道在阴式连接器元件(200)的在压装阴式连接器元件和接头期间朝接头(100)取向的前表面和阴式连接器元件的朝阴式连接器元件所连接的管道(c2))取向的后表面之间延伸，-锁定机构(206)，包括：多个锁定构件(2062)，能相对于主体在关于纵向轴线的径向上、在将接头锁紧在主体中的内位置和释放接头在主体中的通道的外位置之间移动，锁紧环(2066)，围绕主体安装，能在将锁定构件锁紧在其内位置的第一位置和锁紧环不阻止锁定构件向其外位置移动的第二位置之间移动；以及-密封件(210)，构造成与接头(100)配合，密封件围绕内部流体流动通道(204)被容纳在主体(202)中并包括：基座(2102)，向后面对主体(202)的近侧表面(2031)和向前面对主体(202)的远侧表面(2030)设置，以及唇部(2104)，阴式连接器元件的特征在于，-唇部(2104)平行于纵向轴线(x2)延伸，向前从基座突出并具有自由前缘(2110)，-密封件(210)具有周边凹口(2106)，周边凹口在关于纵向轴线(x2)的径向上设置在基座(2102)和唇部(2104)之间，周边凹口通到密封件(210)的前面，周边凹口的底部(2107)在后面由密封件(210)的连接基座和唇部的连接部分(2108)界定；并且-密封件(210)构造成按照平行于纵向轴线(x2)的方向对齐唇部的自由前缘(2110)地向后压靠在近侧表面(2031)上。2.根据权利要求1所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，周边凹口(2106)的长度(l2106)与唇部(2104)的自由长度(l2104)之间的比率(l2106/l2104)为0.4至0.6之间，其中，-周边凹口(2106)的长度(l2106)平行于纵向轴线(x2)测量，并且-唇部(2104)的自由长度(l2104)平行于纵向轴线并在周边凹口的底部(2107)与唇部的自由前缘(2110)之间测量。3.根据权利要求2所述的阴式连接器元件，其特征在于，比率(l2106/l2104)等于约0.5。4.根据权利要求1所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，唇部(2104)的自由长度(l2104)与密封件(210)的最大长度(l210)之间的比率(l2104/l210)大于或等于0.7，其中，-唇部(2104)的自由长度(l2104)平行于纵向轴线(x2)并在周边凹口的底部(2107)和唇部的自由前缘(2110)之间测量，和-密封件(210)的最大长度(l210)平行于纵向轴线测量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，唇部(2104)的自由前缘(2110)具有凸形形状。6.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，在相同的径向水平(d6)处，密封件(210)从自由前缘(2110)连续延伸至密封件(210)的后表面(2118)，密封件的后表面构造成向后压靠在近侧表面(2031)上。7.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，唇部(2104)在自由前缘(2110)后具有恒定的径向厚度(e4)。8.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，在沿纵向轴线(x2)的相同水平处，-周边凹口(2106)的径向厚度(e6)与-唇部(2104)的径向厚度(e4)之间的比率小于或等于0.4。9.根据权利要求1至4中任一项的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，基座(2102)在周边凹口(2106)处具有的径向厚度(e2)严格大于唇部的径向厚度(e4)。10.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，-主体(202)的朝前的轴向前表面(2028)沿平行于纵向轴线(x2)的方向面对处于内位置时的锁定构件(2062)；-唇部(2104)在关于纵向轴线的径向上位于轴向前表面(2028)内侧的空间中延伸；并且-唇部(2104)相对于轴向前表面(2028)向前突出一段非零长度(l”210)。11.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于-主体(202)包括径向内壁(2033)，径向内壁在关于纵向轴线(x2)的径向上设置在近侧表面(2031)内侧而沿纵向轴线在轴向上设置在近侧表面前侧；-在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，唇部(2104)的径向内表面(2112)以非零厚度的径向间隙(j)在关于纵向轴线(x2)的径向上面对径向内壁(2033)，唇部从径向内壁(2033)向前突出。12.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，密封件(210)的基座(2102)以小于在远侧表面(2030)和轴向的近侧表面(2031)之间测量的最大纵向尺寸的5％的纵向间隙、按照平行于纵向轴线(x2)的方向安装在近侧表面(2031)和远侧表面(2030)之间。13.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，在阴式连接器元件(200)的未连接构型中，密封件(210)的最小内径(d5)由唇部(2104)的内尺寸限定。14.根据权利要求1至4中任一项所述的阴式连接器元件，其特征在于，基座(2102)径向向外接触主体(202)。15.一种连接器(r)，包括阴式连接器元件(200)和互补的接头(100)，接头设有：-供流体通过的内部通道(104)，
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外腔(106)，用于在连接器(r)的连接构型中接收阴式连接器元件(200)的锁定构件(2062)，-环绕内部通道(104)的前表面(112)，以及-设置在接头的前表面(112)上的圆周凹槽(114)，其特征在于，阴式连接器元件(200)是根据前述权利要求中任一项所述的阴式连接器元件；并且，在连接器的连接构型中，阴式连接器元件的密封件(210)的唇部(2104)接合在圆周凹槽中并接触圆周凹槽(114)。16.根据权利要求15所述的连接器，其特征在于，-阴式连接器元件的主体(202)的朝前的轴向前表面(2028)沿平行于纵向轴线(x2)的方向面对处于内位置时的锁定构件(2062)，-唇部(2104)在关于纵向轴线的径向上位于轴向前表面(2028)内侧的空间中延伸；以及-唇部(2104)相对于轴向前表面(2028)向前突出一段非零长度(l”210)；-当密封件(210)按照平行于纵向轴线(x2)的方向对齐唇部的自由前缘(2110)地向后压靠在近侧表面(2031)上时，唇部(2104)从阴式连接器元件(200)的主体(202)的轴向前表面(2028)向前突出的非零长度(l”210)与圆周凹槽(114)相对于接头的前表面(112)的最大深度(p114)之间的比率(l”210/p114)大于或等于1。17.根据权利要求16所述的连接器，其特征在于，非零长度与最大深度之间的比率(l”210/p114)大于或等于1.5。

技术总结
阴式流体连接器元件和包括这种元件的流体连接器。连接器元件(200)包括主体(2022)、锁定机构和密封件(210)。密封件包括基座(2102)及唇部(2104)，基座向后面朝近侧表面(2031)而向前面朝主体(2022)的远侧表面设置。唇部(2104)平行于主体(2022)的纵向轴线(X2)延伸，向前从基座突出并限定自由前缘(2110)。密封件具有周边凹口(2106)，凹口在关于纵向轴线的径向上设置在基座(2102)和唇部(2104)之间，凹口通向密封件的前面，凹口底部在后面由密封件的连接基座和唇部的连接部分(2108)界定。密封件构造成将按照平行于纵向轴线的方向、与唇部自由前缘对齐地向后压靠在近侧表面上。由前缘对齐地向后压靠在近侧表面上。由前缘对齐地向后压靠在近侧表面上。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：史陶比尔法万举公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/8/14