一种真空绝热低温连接器

文档序号:131067 发布日期:2021-10-22 浏览:71次 >En<

阅读说明:本技术 一种真空绝热低温连接器 (Vacuum heat insulation low-temperature connector ) 是由 黄福友 李文翰 孙宪栋 刘海飞 刘照智 刘忠明 张振华 王建秋 甄恩发 杨俊恒 于 2021-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种真空绝热低温连接器,包括连接座和对接头,连接座和对接头之间设有球锁,连接座包括第一内管和第一外管,第一内管和第一外管的右端通过第一锥管密封连接,第一外管的左端通过第一封堵件与第一内管密封连接,第一外管上设有第一抽真空管接头,第一内管上包覆有第一绝热层;对接头包括第二内管和第二外管,第二内管和第二外管的左端通过与第一锥管配合的第二锥管密封连接,第二锥管与第一锥管之间设有第一密封圈,第二外管的右端通过第二封堵件与第二内管密封连接,第二外管上设有第二抽真空管接头,第二内管上包覆有第二绝热层。其具有结构简单、连接方便、密封可靠、绝热效果好的优点,可有效避免结霜、结冰现象。(The invention relates to a vacuum heat insulation low-temperature connector which comprises a connecting seat and a butt joint, wherein a ball lock is arranged between the connecting seat and the butt joint, the connecting seat comprises a first inner tube and a first outer tube, the right ends of the first inner tube and the first outer tube are connected in a sealing mode through a first taper tube, the left end of the first outer tube is connected with the first inner tube in a sealing mode through a first plugging piece, a first vacuumizing tube joint is arranged on the first outer tube, and a first heat insulation layer is coated on the first inner tube; the butt joint comprises a second inner pipe and a second outer pipe, the left ends of the second inner pipe and the second outer pipe are connected with a second taper pipe in a sealing mode through a first taper pipe matched with the first taper pipe, a first sealing ring is arranged between the second taper pipe and the first taper pipe, the right end of the second outer pipe is connected with the second inner pipe in a sealing mode through a second plugging piece, a second vacuumizing pipe joint is arranged on the second outer pipe, and a second heat insulation layer is coated on the second inner pipe. The novel heat-insulation pipe has the advantages of simple structure, convenience in connection, reliability in sealing and good heat-insulation effect, and can effectively avoid frosting and icing.)

一种真空绝热低温连接器

技术领域

本发明涉及一种连接器,具体涉及一种用于低温介质加注的真空绝热连接器。

背景技术

在航空航天领域,低温连接器作为火箭低温介质加注和泄回的功能部件,需满足连接稳定、脱落可靠的要求。但现有的低温连接器在实际应用中存在着结构复杂、连接不便的问题,尤其是其经过长时间的低温介质加注,很容易在连接处产生结霜、结冰的现象,致使解锁、脱落动作无法顺利完成,影响了火箭发射的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空绝热低温连接器,其具有结构简单、连接方便、密封可靠、绝热效果好的优点,可有效避免结霜、结冰现象,保证了锁紧、脱落的可靠性。

为解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供的一种真空绝热低温连接器,包括相对设置的连接座和对接头,连接座和对接头之间设有球锁,所述连接座包括第一内管和第一外管,第一内管和第一外管的右端通过第一锥管密封连接,第一外管的左端通过第一封堵件与第一内管密封连接,第一外管上设有第一抽真空管接头,第一锥管和第一封堵件之间的第一内管上包覆有第一绝热层;所述对接头包括第二内管和第二外管,第二内管和第二外管的左端通过与第一锥管配合的第二锥管密封连接,第二锥管与第一锥管之间设有第一密封圈,第二外管的右端通过第二封堵件与第二内管密封连接,第二外管上设有第二抽真空管接头,第二锥管和第二封堵件之间的第二内管上包覆有第二绝热层。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述连接座还包括第一套管,第一套管套在第一外管外侧,第一套管的左端与第一外管固定连接,第一套管和第一外管之间卡装有第一绝热套,第一绝热套的右端内腔为锥形腔;所述对接头还包括第二套管,第二套管套在第二外管外侧,第二套管的右端与第二外管固定连接,第二套管和第二外管之间卡装有第二绝热套,第二绝热套的左端设有与第一绝热套的锥形腔配合的锥形头。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述球锁包括球座、活塞、滑套和支撑环,所述球座固定在第一套管右端,球座的外壁上设有多个球窝,所述活塞套在球座上,活塞的周壁上设有与球窝对应的锥形孔,锥形孔中设有钢球,所述滑套套在活塞上,滑套的内腔设有锥形壁,锥形壁左侧的滑套内径大于右侧的滑套内径,所述支撑环固定在第二套管右端,支撑环与活塞之间设有多个压紧组件,支撑环的两侧分别铰接有偏心杆,偏心杆通过连杆与滑套铰接,偏心杆之间设有驱动手柄。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述压紧组件包括支撑杆、凸轮手柄、复位弹簧、压紧碟簧和弧垫,所述支撑杆的左端与活塞固定连接,支撑杆的右端穿过支撑环并与凸轮手柄铰接,所述复位弹簧、压紧碟簧和弧垫套在支撑杆上,复位弹簧的两端对应顶压在活塞和支撑环上,压紧碟簧的两端对应顶压在支撑环和弧垫上。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第二套管的左端设有向外延伸的第一挡环,第一挡环与活塞的内壁之间设有第二密封圈,所述活塞的左端设有向内延伸的第二挡环,第二挡环与第二套管的外壁之间设有第三密封圈;第二套管上设有气动压紧管接头,气动压紧管接头与第一挡环和第二挡环之间的空隙连通。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第一套管的左端与第一外管密封连接,所述第二套管的右端与第二外管密封连接,第二绝热套与第二套管和第一套管的内壁之间对应设有第四密封圈和第五密封圈,第二绝热套与第一绝热套之间设有第六密封圈。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第一绝热套的右端与第一外管之间设有第一间隙,所述第二绝热套的左端与第二外管之间设有第二间隙,第二绝热套的内壁上还设有与第二间隙连通的两个沟槽,所述第二套管上固定有两个置换管接头,两个置换管接头对应与两个沟槽连通。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第一封堵件和第二封堵件均为波纹管,第一封堵件的两端对应与第一外管和第一内管焊接,第二封堵件的两端对应与第二外管和第二内管焊接;所述第一绝热层与第一外管之间留有间隙,所述第二绝热层与第二外管之间留有间隙。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第一内管、第一外管和第一锥管一体制作,所述第二内管、第二外管和第一锥管一体制作;第一内管的左端设有第一法兰,第二内管的右端设有第二法兰。

进一步的,本发明一种真空绝热低温连接器,其中,所述第一绝热层和第二绝热层分别由复合膜缠绕多层构成,所述复合膜由反射膜和隔离膜叠加构成,所述反射膜为铝箔或镀铝聚酯薄膜,所述隔离膜为玻璃纤维纸或合成纤维布;所述第一绝热套和第二绝热套采用聚酰亚胺、PEEK或环氧玻璃钢制作。

本发明一种真空绝热低温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连接座和对接头,并在连接座和对接头之间设置球锁,让连接座设置第一内管和第一外管,使第一内管和第一外管的右端通过第一锥管密封连接,使第一外管的左端通过第一封堵件与第一内管密封连接,并在第一外管上设置第一抽真空管接头,在第一锥管和第一封堵件之间的第一内管上包覆第一绝热层;同时,让对接头设置第二内管和第二外管,使第二内管和第二外管的左端通过与第一锥管配合的第二锥管密封连接,且在第二锥管与第一锥管之间设置第一密封圈,使第二外管的右端通过第二封堵件与第二内管密封连接,并在第二外管上设置第二抽真空管接头,在第二锥管和第二封堵件之间的第二内管上包覆第二绝热层。由此就构成了一种结构简单、连接方便、密封可靠、绝热效果好的真空绝热低温连接器。在实际应用中,将连接座通过第一内管密封固定在火箭上,将对接头通过第二内管与加注管路密封固定连接,加注时,首先使对接头与连接座对接,并通过球锁进行锁紧固定,然后利用抽真空装置分别与第一抽真空管接头和第二抽真空管接头连接,并进行抽真空后即可为火箭加注低温介质;泄回过程与加注过程相同,只是将低温介质从火箭上泄回至加注管路中;火箭发射时,首先应使球锁解锁,火箭的起飞会使对接头自动与连接座分离(脱落)。本发明通过使连接座和对接头对应设置第一锥管和第二锥管,在对接过程中利用第一锥管和第二锥管之间的导向作用,可实现自动找正目的,提高了对接操作的便利性,且增大了两者之间的对接面,提高了连接的稳定性;通过使连接座设置第一内管和第一外管,使对接头设置第二内管和第二外管,并在第一外管和第二外管上对应设置第一抽真空管接头和第二抽真空管接头,利用抽真空可有效提高连接座和对接头的绝热性能,同时,通过在第一内管和第二内管上对应包覆第一绝热层和第二绝热层,增强了连接座和对接头的绝热性能,可避免在两者的连接处产生结霜、结冰现象,提高了连接器解锁、脱落的可靠性。

下面结合附图所示

具体实施方式

对本发明一种真空绝热低温连接器作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一种真空绝热低温连接器的锁紧状态正视图;

图2为本发明一种真空绝热低温连接器的锁紧状态俯视图;

图3为本发明一种真空绝热低温连接器的锁紧状态立体图;

图4为图1中的A-A向视图;

图5为图2中的B-B向视图;

图6为本发明一种真空绝热低温连接器的解锁状态正视图;

图7为本发明一种真空绝热低温连接器的解锁状态立体图;

图8为图6中的C-C向视图。

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及请求保护范围进行的限制。

如图1至图8所示本发明一种真空绝热低温连接器的具体实施方式,包括相对设置的连接座1和对接头2,并在连接座1和对接头2之间设置球锁3。使连接座1设置第一内管11和第一外管12,让第一内管11和第一外管12的右端通过第一锥管13密封连接,让第一外管12的左端通过第一封堵件14与第一内管11密封连接,并在第一外管12上设置第一抽真空管接头15,在第一锥管13和第一封堵件14之间的第一内管11上包覆第一绝热层16。同时,使对接头2设置第二内管21和第二外管22,让第二内管21和第二外管22的左端通过与第一锥管13配合的第二锥管23密封连接,且在第二锥管23与第一锥管13之间设置第一密封圈,让第二外管22的右端通过第二封堵件24与第二内管21密封连接,并在第二外管22上设置第二抽真空管接头25,在第二锥管23和第二封堵件24之间的第二内管21上包覆第二绝热层26。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、连接方便、密封可靠、绝热效果好的真空绝热低温连接器。在实际应用中,将连接座1通过第一内管11密封固定在火箭上,将对接头2通过第二内管21与加注管路密封固定连接。加注时,首先使对接头2与连接座1对接,并通过球锁3进行锁紧固定,然后利用抽真空装置分别与第一抽真空管接头15和第二抽真空管接头25连接,并进行抽真空后即可为火箭加注低温介质。泄回过程与加注过程相同,只是将低温介质从火箭上泄回至加注管路中。火箭发射时,首先应使球锁3解锁,火箭的起飞会使对接头2自动与连接座1分离(脱落)。本发明通过使连接座1和对接头2对应设置第一锥管13和第二锥管23,在对接过程中利用第一锥管13和第二锥管23之间的导向作用,可实现自动找正目的,提高了对接操作的便利性,且增大了两者之间的对接面,提高了连接的稳定性;通过使连接座1设置第一内管11和第一外管12,使对接头2设置第二内管21和第二外管22,并在第一外管12和第二外管22上对应设置第一抽真空管接头15和第二抽真空管接头25,利用抽真空可有效提高连接座1和对接头2的绝热性能,同时,通过在第一内管11和第二内管21上对应包覆第一绝热层16和第二绝热层26,增强了连接座1和对接头2的绝热性能,可避免在两者的连接处产生结霜、结冰现象,提高了连接器解锁、脱落的可靠性。在实际应用中,本发明通常使第一绝热层16和第二绝热层26分别采用复合膜缠绕多层构成,其中,复合膜由反射膜和隔离膜叠加构成,反射膜可采用铝箔或镀铝聚酯薄膜等,隔离膜可采用玻璃纤维纸或合成纤维布等。这一结构设置通过反射膜和隔离膜的双重作用,提高了第一绝热层16和第二绝热层26的绝热效果。但需要指出的是,第一绝热层16和第二绝热层26的结构不限于以上列举形式,还可以采用其他结构,只要能实现绝热目的即可。为保证第二锥管23和第一锥管13之间的密封性能,本发明通常将第一密封圈设置两个以上,并将第一密封圈卡装在第二锥管23上设置的密封槽中。

作为优化方案,本具体实施方式还使连接座1和对接头2对应设置了第一套管17和第二套管27。将第一套管17套在第一外管12外侧,使第一套管17的左端与第一外管12固定连接,并在第一套管17和第一外管12之间卡装第一绝热套18,且使第一绝热套18的右端内腔采用了锥形腔。将第二套管27套在第二外管22外侧,使第二套管27的右端与第二外管22固定连接,并在第二套管27和第二外管22之间卡装第二绝热套28,且在第二绝热套28的左端设置了与第一绝热套18的锥形腔配合的锥形头。这一结构通过第一绝热套18和第二绝热套28以及两者锥面的配合,提高了连接座1和对接头2的绝热性能,降低了在两者连接处产生结霜、结冰的风险,增强了连接器解锁、脱落的可靠性。在实际应用中,本发明通常使第一绝热套18和第二绝热套28采用采用聚酰亚胺、PEEK(聚醚醚酮)或环氧玻璃钢等非金属材料制作,以保证其绝热性能。但需要指出的是,第一绝热套18和第二绝热套28不限于采用以上材料,还可以采用其他非金属材料制作,只要能实现绝热目的即可。

作为具体实施方式,本发明使球锁3采用了以下结构:包括球座31、活塞32、滑套33和支撑环34,其中,球座31为环状结构,活塞32和滑套33为套管结构。将球座31固定在第一套管17右端,并在球座31的外壁上设置沿周向分布的多个球窝。将活塞32套在球座31上,并在活塞32的周壁上设置与球窝对应的锥形孔,在锥形孔中设置钢球321。将滑套33套在活塞32上,并在滑套33的内腔设置锥形壁331,使锥形壁331左侧的滑套33内径大于右侧的滑套33内径。将支撑环34固定在第二套管27右端,在支撑环34与活塞32之间设置多个压紧组件35,在支撑环34的两侧分别铰接偏心杆36,使偏心杆36通过连杆37与滑套33铰接,并在偏心杆36之间设置驱动手柄38。这一设置的球锁3具有结构简单、操作便捷、锁紧可靠的优点。在实际应用中,首先通过驱动手柄38、偏心杆36和连杆37后拉滑套33,使球锁3处于解锁状态;然后将对接头2与连接座1对接,并使活塞32套在球座31,使钢球321与球窝一一对应;接着通过驱动手柄38、偏心杆36和连杆37前推滑套33,并通过滑套33将钢球321挤压到球窝中即可实现锁紧固定目的。在实际应用中,本发明通常使球座31通过螺纹安装固定在第一套管17右端,以便于拆装,但不限于螺纹连接,还可以采用焊接固定方式。同理,为便于拆装,本发明使支撑环34采用了由两半对接的分体式结构,并通过多个螺钉固定在第二套管27右端。需要说明的是,滑套33的锥形壁331是为了挤压钢球321,为保证解锁状态下钢球321不会脱落,锥形壁331左侧的滑套33内径不应设置的过大,应使此处的滑套33内壁与活塞32外壁之间的距离小于钢球321的直径;偏心杆36的偏心是指偏心杆36与连杆37的铰接点偏离偏心杆36与支撑环34的铰接点,以便通过转动偏心杆36实现推拉滑套33的目的。

作为具体实施方式,本发明使压紧组件35采用了以下结构:包括支撑杆351、凸轮手柄352、复位弹簧353、压紧碟簧354和弧垫355,其中,支撑杆351的左端与活塞32固定连接,支撑杆351的右端穿过支撑环34并与凸轮手柄352铰接,复位弹簧353、压紧碟簧354和弧垫355套在支撑杆351上,复位弹簧353的两端对应顶压在活塞32和支撑环34上,压紧碟簧354的两端对应顶压在支撑环34和弧垫355上,弧垫355处于压紧碟簧354和凸轮手柄352之间。这一设置的压紧组件35具有结构简单、操作简便、压紧可靠的优点,通过操作压紧组件35可增强对接头2和连接座1之间的密封性能,并提高对低温形变的适应能力。具体过程如下:对接头2与连接座1对接并通过球锁3锁紧固定后,转动凸轮手柄352使其凸起的一侧朝向弧垫355,因支撑环34与第二套管27固定连接、支撑杆351与活塞32固定连接、且活塞32已通过钢球321与球座31锁紧固定,在压紧碟簧354的顶压作用下就会使对接头2产生向连接座1移动的趋势并使两者紧密封挤压在一起,且通过压紧碟簧354的弹性可有效补偿对接头2和连接座1的低温形变,确保对接头2和连接座1之间的密封比压始终满足密封要求,增强了对接头2和连接座1之间的密封可靠性。在实际应用中,本发明通常使支撑杆351和活塞32采用螺纹连接,以便于拆装和调节,但不限螺纹连接,还可以采用焊接或其他固定方式。为提高结构的稳定性,本发明通常在滑套33的右端设置向内延伸的环台,此时,应使支撑杆351和复位弹簧353是穿过滑套33的环台。

作为优化方案,本具体实施方式在第二套管27的左端设置了向外延伸的第一挡环271,并在第一挡环271与活塞32的内壁之间设置了第二密封圈;在活塞32的左端设置了向内延伸的第二挡环322,并在第二挡环322与第二套管27的外壁之间设置了第三密封圈;同时,在第二套管27上设置了气动压紧管接头29,并使气动压紧管接头29与第一挡环271和第二挡环322之间的空隙连通。这一结构设置通过气动压紧管接头29向第一挡环271和第二挡环322之间充入气体,实现了气动压紧目的,增强了对接头2和连接座1之间的密封可靠性。具体过程如下,对接头2与连接座1对接并通过球锁3锁紧固定后,通过气动压紧管接头29向第一挡环271和第二挡环322之间充入气体,因活塞32已通过钢球321与球座31锁紧固定,在气压的作用下就会使就会使对接头2产生向连接座1移动的趋势并使两者紧密封挤压在一起,增强了对接头2和连接座1之间的密封可靠性。在实际应用中,为保证结构的稳定性,本发明通常将第二密封圈和第三密封圈分别设置两个,并将两个第二密封圈卡装在第一挡环271上设置的密封槽中,将两个第三密封圈卡装在第二挡环322上设置的密封槽中。

作为优化方案,本具体实施方式使第一套管17的左端与第一外管12密封连接,使第二套管27的右端与第二外管22密封连接,并在第二绝热套28与第二套管27和第一套管17的内壁之间对应设置了第四密封圈和第五密封圈,在第二绝热套28与第一绝热套18之间设置了第六密封圈。通过设置第四密封圈、第五密封圈和第六密封圈进一步增强了对接头2和连接座1之间的密封性能。在实际应用中,本发明通常使第一套管17和第二套管27采用焊接密封固定方式;并将第四密封圈、第五密封圈和第六密封圈卡装在第二绝热套28上设置的密封槽中,以保证结构的稳定性。同时,本具体实施方式还在第一绝热套18的右端与第一外管12之间设置了第一间隙181,在第二绝热套28的左端与第二外管22之间设置了第二间隙281,在第二绝热套28的内壁上设置了与第二间隙281连通的两个沟槽282,并在第二套管27上密封固定了两个置换管接头272,且使两个置换管接头272对应与两个沟槽282连通。这一结构设置通过第一间隙18、第二间隙281、两个沟槽282和两个置换管接头272的相互连通,就在第一外管12和第二外管22的连接处外围形成了吹除流道,在实际应用中,既可以在加注前对吹除流道中的空气进行置换,以免因空气冷凝造成结霜、结冰,又可以在加注过程中通过向吹除流道中持续通入常温氮气以带走冷量,可有效避免第一外管12和第二外管22外侧的密封因温度过低失效,增强了密封的可靠性和实用性。

作为具体实施方式,本发明使第一封堵件14和第二封堵件24均采用了波纹管结构,其中,第一封堵件14的两端对应与第一外管12和第一内管11焊接,第二封堵件24的两端对应与第二外管22和第二内管21焊接。这一设置通过波纹管的伸缩可补偿连接座1和对接头2的低温形变,增强了连接器的结构稳定性以及对低温的适应性。为提高真空绝热效果,本具体实施方式在第一绝热层16与第一外管12之间设置了间隙,在第二绝热层26与第二外管22之间也设置了间隙。为提高结构的整体性,本具体实施方式使第一内管11、第一外管12和第一锥管13采用了一体制作,并使第二内管21、第二外管22和第一锥管13也采用了一体制作。另外,为提高安装、连接的便利性,本具体实施方式还在第一内管11的左端和第二内管21的右端对应设置了第一法兰111和第二法兰211。

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。

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