阅读说明：本技术 高压薄壁孔快速连接器 (High-pressure thin-wall hole quick connector ) 是由 韦性琛 窦洪武 李立君 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高压薄壁孔快速连接器,其包括外套、芯轴、卡爪、活塞、连接杆、尾座套和手柄,芯轴与连接杆固定连接,活塞滑动套接于芯轴与外套之间；且活塞的左端活动连接卡爪的尾端并能带动卡爪移动,转动手柄能带动连接杆沿轴心向右移动的同时,且能使芯轴抵顶活塞向右移动。本发明相对已有的快速连接器,使用密封件更少,结构更为可靠、合理；使产品制造成本更低,安装维修更简单,使用操作更便捷,封堵连接效果更优异；使得高压薄壁孔快速连接器使用过程更高效,更易于维护,标准化程度进一步提高。(The invention provides high-pressure thin-wall hole quick connectors, which comprise an outer sleeve, a mandrel, a jaw, a piston, a connecting rod, a tail seat sleeve and a handle, wherein the mandrel is fixedly connected with the connecting rod, the piston is sleeved between the mandrel and the outer sleeve in a sliding manner, the left end of the piston is movably connected with the tail end of the jaw and can drive the jaw to move, the handle is rotated to drive the connecting rod to move rightwards along the axis, and meanwhile, the mandrel can be enabled to prop against the piston to move rightwards.)

高压薄壁孔快速连接器

技术领域

本发明属于气密检测用快速连接器领域，尤其适用于对被测试件上的高压薄壁孔进行快速联接与封堵的装置。

背景技术

在产品质量测试过程中，对快速连接器有很大的需求，因为快速连接器常常用来简化对加工产品进行泄漏测试的过程，使用时，连接器与测试件进行快速联接，测试件包括通过、存储流体的产品或用来在压力或真空中工作的产品，连接完成后，测试流体就可以经过连接器到达被测试件来确定测试件是否泄漏，为了提高生产效率，快速连接器的可靠性和便捷性是十分重要的。对于高压薄壁孔类进行封堵连接用的快速连接器，需解决与被测试件上的高压薄壁孔的连接与封堵的问题，以及应实现操作的高效性、增强连接的可靠性、并能降低使用维修成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高压薄壁孔快速连接器，其包括外套、芯轴、卡爪、活塞、连接杆、尾座套和手柄，芯轴与连接杆固定连接，活塞滑动套接于芯轴与外套之间；且活塞的左端活动连接卡爪的尾端并能带动卡爪移动，转动手柄能带动连接杆沿轴心向右移动的同时，且能使芯轴抵顶活塞向右移动。

进一步，外套整体呈圆柱形，其开设有一与其整体同轴心的容纳通孔，该容纳通孔连通外套的前端和尾端；在外套的前端的外周缘还设有一向前方凸出的环形挡肩；

自外套的前端至尾座套之间的容纳通孔依次被分为同轴心且直径逐级增大的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，第一部分与第二部分交界处形成第一环形止挡，第二部分与第三部分交界处形成第二环形止挡；第三部分与第四部分交界处形成第三环形止挡；

外套还设有一开有介质孔的介质连接部，所述介质孔与外套的容纳通孔第三部分相连贯通；

外套的尾端处的容纳通孔与尾座套的前段螺接密封固定；

尾座套包括具有前端开口的套内空腔，且在其尾部形成环形台阶，环形台阶所确定的尾部通孔与套内空腔同轴心贯通。

进一步，活塞可滑动的安装于容纳通孔的第三部分内，活塞开设有一与其整体同轴心的活塞通孔，活塞通孔自前端至尾端依次分为同轴心的四个部分：第一部、第二部、第三部、第四部；在第一部与第二部交界处形成第一活塞环形止挡；第二部与第三部的交界处形成第二活塞环形止挡；在第三部与第四部交界处形成第三活塞环形止挡；

且活塞中部外周与容纳通孔第三部分孔壁之间密封滑动连接。

进一步，第三部的直径最小，而第一部的直径大于第二部的直径，第二部的直径大于第三部的直径，第三部的直径小于第四部的直径。

进一步，芯轴整体呈圆柱形且分为共轴的第一段、第二段、第三段和第四段；第一段整体呈由前端至与第二段交界处外径逐渐缩减的锥形体；芯轴的第三段的直径大于第四段的直径，第三段与第四段的交界处形成环形的芯轴台阶；

芯轴的第四段穿过活塞的活塞通孔的第三部，且芯轴的第四段外壁与活塞通孔的第三部内壁滑动接触；

芯轴的第四段位于活塞的活塞通孔的第四部的尾端向后延伸有具有外螺纹的连接部，其与连接杆前端开具的内螺纹孔相螺接；且芯轴第四段与活塞通孔第四部之间还夹设有密封O型圈和挡圈，使两者之间滑动密封。

进一步，第一段由前至后分为前部、中部和尾部，中部为外径相同的圆柱体，前部和尾部均为外径由前至后递减的锥形体，锥形体的倾斜角度与卡爪前端内壁的倾斜角度相匹配。

进一步，连接杆外周设有径向向外凸出的环形挡肩，环形挡肩左端面能与活塞的右端面、外套容纳通孔的第三环形止挡相抵接止动；连接杆还套设连接杆弹簧，连接杆弹簧两端分别抵顶环形挡肩右端面和尾座套的环形台阶；连接杆尾部滑动穿套尾座套尾部通孔，且外露端通过铰链销铰接手柄的头部；

手柄头部具有一与手柄长度轴心垂直的工作端面和两侧的倾斜端面，工作端面与倾斜端面之间具有平滑弧形过渡面，工作端面与倾斜端面之间的夹角小于90°，平滑弧形过渡面与铰链销轴心的最远距离大于倾斜端面与铰链销轴心的垂直距离。

进一步，卡爪的尾端外周形成有由左侧径向锥面和右侧径向锥面相交而成的环形凸起；

卡爪的尾端端面则开设有由径向台阶面和周向台阶面相交而成的环形凹陷；

还包括外卡爪环套、内卡爪环套和环套弹簧：

内卡爪环套的内孔等径，且内孔的内壁滑动套接芯轴的第三段外壁，外周设有一环形凸台，环套弹簧套于内卡爪环套上，且环套弹簧左端抵顶环形凸台的右侧面，环套弹簧右端抵顶第二活塞环形止挡；

外卡爪环套的孔内壁滑动套接内卡爪环套环形凸台的外周面，外卡爪环套的外周面设有外螺纹，与活塞通孔的第一部设有的内螺纹螺纹连接固定，且外卡爪环套的左端面能与第二环形止挡相接抵；

外卡爪环套左端的孔内壁还设有向孔心凸出的环形挡肩，外卡爪环套的环形挡肩的内壁面与芯轴的第三段外壁之间留有间隙供卡爪的尾部穿过，外卡爪环套的环形挡肩与内卡爪环套的环形凸台之间存有间隙用于夹装容纳卡爪的尾端的环形凸起，且内卡爪环套位于环形凸台左侧的左端伸入卡爪尾端的环形凹陷内，且内卡爪环套的左端能抵顶卡爪环形凹陷的径向台阶面。

进一步，环形挡肩的右侧面是与卡爪环形凸起的左侧径向锥面相匹配的径向锥面。

进一步，卡爪由至少四个独立的卡爪组件组成，每个卡爪组件具有楔形横截面，卡爪组件合并时使卡爪整体呈具有一轴心通孔的圆柱形；

卡爪临近前端的外周形成有环形的卡爪沟槽，卡爪沟槽内安装有一由弹性材料制成的O型圈，且卡爪沟槽的宽度大于O型圈的直径，O型圈置于紧邻卡爪沟槽右侧壁时，O型圈与卡爪沟槽左侧壁之间的距离大于待测样件的待测圆孔的孔壁的厚度；卡爪沟槽左侧壁是为径向锥面，且径向锥面的半径自左至右逐渐减小；卡爪的前端的内表面形成一个环形径向锥面，该径向锥面的半径沿自卡爪前端至尾端的方向上逐渐缩小。

本发明相对已有的快速连接器，使用密封件更少，结构更为可靠、合理；使产品制造成本更低，安装维修更简单，使用操作更便捷，封堵连接效果更优异；使得高压薄壁孔快速连接器使用过程更高效，更易于维护，标准化程度进一步提高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的连接器***封堵高压薄壁孔的状态1的剖视示意图；

图2为本连接器***封堵高压薄壁孔时的状态2的剖视示意图；

图3为卡爪的前端视图；

图4为图3的AA剖视图；

图5为手柄的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图所示，本高压薄壁孔快速连接器包括外套5、芯轴1、卡爪4、卡爪外环套3、卡爪内环套6、活塞7、卡爪内环套弹簧8、连接杆13、连接杆弹簧14、尾座套16和手柄17；

芯轴1尾端(即图中的右端)与连接杆13固定连接，活塞7滑动套接于芯轴1与外套5之间；且活塞7的左端活动连接卡爪4的尾端，活塞7的右端能与连接杆13相抵顶，连接杆13右端铰接手柄17，转动手柄17能带动连接杆13沿轴心移动；

外套5整体呈圆柱形，其开设有一与其整体同轴心的容纳通孔25，该容纳通孔25连通外套5的前端50和尾端51；在外套5的前端50的外周缘还设有一向前方凸出的环形挡肩52，环形挡肩52用于遮挡O型圈2；

自外套的前端50至尾座套16之间的容纳通孔25依次被分为同轴心的四个部分：第一部分251、第二部分252、第三部分253和第四部分254，第一部分251的直径小于第二部分252的直径，故而在第一部分251与第二部分252交界处形成第一环形止挡36，第二部分252的直径小于第三部分253的直径，故而在第二部分252与第三部分253交界处形成第二环形止挡35；第三部分253的直径小于第四部分254的直径，故而在第三部分253与第四部分254交界处形成第三环形止挡20；第四部分254的尾端则由尾座套16的前端形成第四环形止挡37；

外套5还设有一开有介质孔31的介质连接部，用于连接流体接头，所述介质孔31与外套5的容纳通孔25第三部分253相连贯通；

外套5的尾端51处的容纳通孔25通过内螺纹与尾座套16的前段外周的外螺纹螺接固定，各具体的，是由外套5的容纳通孔25的第四部分254的尾部具有内螺纹的螺纹部与尾座套16的前段外周的外螺纹螺接固定；且为确保两者连接之间的密封性，两者之间还设有密封用的O型圈15；

尾座套16包括具有前端开口的套内空腔1601，且在其尾部形成环形台阶1602，环形台阶1602所确定的尾部通孔1603与套内空腔1601同轴心贯通；

活塞7可滑动的安装于容纳通孔25的第三部分253内，活塞7开设有一与其整体同轴心的活塞通孔，活塞通孔自前端至尾端依次分为同轴心的四个部分：第一部71、第二部72、第三部73、第四部74；其中，第三部73的直径是最小的，而第一部71的直径大于第二部72的直径，在第一部71与第二部72交界处形成第一活塞环形止挡712；第二部72的直径大于第三部73的直径，第二部72与第三部73的交界处形成第二活塞环形止挡723；第三部73的直径小于第四部74的直径，在第三部73与第四部74交界处形成第三活塞环形止挡734；

且活塞7中部外周开设有环形槽，环形槽与容纳通孔第三部分253孔壁之间还夹设有O型圈9和挡圈10确保活塞7外周与容纳通孔25孔壁之间的密封性；

芯轴1整体呈圆柱形且分为共轴的第一段101、第二段102、第三段103和第四段104；第一段101整体呈由前端至与第二段102交界处外径逐渐缩减的锥形体；优选的，第一段101由前至后分为前部1011、中部1012和尾部1013，中部1012为外径相同的圆柱体，前部1011和尾部1013均为外径由前至后递减的锥形体，锥形体的倾斜角度与卡爪4前端内壁的倾斜角度相匹配；

芯轴1的第三段103的直径大于第四段104的直径，第三段103与第四段104的交界处形成环形的芯轴台阶28；

芯轴1的第四段14穿过活塞7的活塞通孔的第三部73，且芯轴1的第四段14外壁与活塞通孔的第三部73内壁滑动接触；

芯轴1的第四段14位于活塞7的活塞通孔的第四部73的尾端向后延伸有具有外螺纹的连接部104，其与连接杆13前端开具的内螺纹孔相螺接；且芯轴1第四段14与活塞通孔第四部73之间还夹设有密封O型圈11和挡圈12，使两者之间保持滑动密封；

连接杆13外周设有径向向外凸出的环形挡肩1301，环形挡肩1301左端面能与活塞7的右端面、外套容纳通孔的第三环形止挡20相抵接止动，连接杆13还套设连接杆弹簧14，连接杆弹簧14两端分别抵顶环形挡肩1301右端面和尾座套16的环形台阶1602；连接杆13尾部滑动穿套尾座套16尾部通孔1603，且外露端通过铰链销18铰接手柄17的头部；

如图5所示，本发明的手柄头部具有一与手柄长度轴心垂直的工作端面38和两侧的倾斜端面39，工作端面38与倾斜端面39之间具有平滑弧形过渡面389，工作端面38与倾斜端面39之间的夹角α角小于90°，平滑弧形过渡面389与铰链销18轴心的最远距离L2大于倾斜端面39与铰链销18轴心的垂直距离L1；如图所示R1＝L1，R2＝L2，因为R2＞R1，所以L2＞L1，所以L2的力矩大于L1，因此当所述连接器在状态二时为锁死状态，所以该结构有效防止手柄回旋造成的连接失败，大大提高连接器工作时的安全性和稳定性。

卡爪4由四个独立的卡爪组件400组成，当然，这个数量可以改变。由图3的前端视图所示，每个卡爪组件400具有楔形横截面，如图3和图4所示，四个卡爪组件400合并时使卡爪整体呈具有一轴心通孔的圆柱形；

卡爪4临近前端的外周形成有环形的卡爪沟槽41，卡爪沟槽41内安装有一由弹性材料制成的O型圈2，且卡爪沟槽41的宽度大于O型圈2的直径，即O型圈2置于紧邻卡爪沟槽41右侧壁412时，O型圈2与卡爪沟槽41左侧壁411之间的距离应大于待测样件22的待测圆孔23的孔壁的厚度；优选的，卡爪沟槽41左侧壁411是为径向锥面，且径向锥面的半径自左至右逐渐减小，以便使其对待测圆孔23的孔径能有较宽的适用范围；

进一步，O型圈2的弹性材料可为氯丁橡胶、氨基甲酸酯、丁纳橡胶-N、氟塑料或二元乙丙橡胶等。

如图4所示，在卡爪4的前端的内表面形成一个环形径向锥面42，该径向锥面42的半径沿自卡爪前端至尾端的方向上逐渐缩小，当芯轴1与卡爪4在轴心方向上相对移动时，在弹性O型圈2的弹力作用下，以及在芯轴1的第一段101周缘与径向锥面42相抵作用下，卡爪组件400的头部能沿径向向中心聚拢(如图1的状态)，即为缩回状态；或沿径向向外张开(如图2的状态)，即为扩张状态；

卡爪4的尾端外周形成有由左侧径向锥面431和右侧径向锥面432相交而成的环形凸起43；

卡爪的尾端端面则开设有由径向台阶面441和周向台阶面442相交而成的环形凹陷44；

还包括外卡爪环套3、内卡爪环套6和环套弹簧8：

内卡爪环套6的内孔等径，且内孔的内壁滑动套接芯轴1的第三段103外壁，外周设有一环形凸台601，环套弹簧8套于内卡爪环套6上，且环套弹簧8左端抵顶环形凸台601的右侧面，环套弹簧8右端抵顶第二活塞环形止挡723；

外卡爪环套3的孔内壁滑动套接内卡爪环套6环形凸台601的外周面，外卡爪环套3的外周面设有外螺纹，与活塞通孔的第一部71设有的内螺纹螺纹连接固定，且外卡爪环套3的左端面能与第二环形止挡35相接抵；

外卡爪环套3左端的孔内壁还设有向孔心凸出的环形挡肩301，外卡爪环套3的环形挡肩301的内壁面与芯轴1的第三段103外壁之间留有间隙供卡爪4的尾部穿过，外卡爪环套3的环形挡肩301与内卡爪环套6的环形凸台601之间存有间隙用于夹装容纳卡爪4的尾端的环形凸起43，且内卡爪环套6位于环形凸台601左侧的左端伸入卡爪4尾端的环形凹陷44内，且内卡爪环套6的左端能抵顶卡爪4环形凹陷44的径向台阶面441；

优选的，环形挡肩301的右侧面是与卡爪环形凸起43的左侧径向锥面431相匹配的径向锥面；

由图1和图2可见，卡爪4的各个卡爪组件400的尾端可以以卡爪环形凸起43、环形凹陷44、环形挡肩301、内卡爪环套6的左端等对应的抵顶配合，作为卡爪组件400进行角度偏转的支撑转点；并且，在环套弹簧8的弹力作用下，内卡爪环套6可弹性滑动调节，使得各个卡爪组件400的合拢缩回或张开扩张更为平顺、同步，以确保更好的联接封堵效果。

本发明的高压薄壁孔用快速连接器结构原理及操作步骤如下：

1、如图1所示，将所述连接器左侧芯轴1与卡爪4***待测样件22上的孔23中，直至与O型圈2左侧靠拢，然后将手柄17以铰链销18为轴心旋转至状态二(附图2)所示位置，此时，连接杆13带动芯轴1向连接器右侧位移，芯轴1左端的第一段101支撑卡爪4左侧内壁即径向锥面42，致使卡爪4左侧撑开，然后卡爪沟槽41左侧壁411扣住待测样件22上孔23左侧壁；当芯轴1向右位移至芯轴台阶28与活塞的第二活塞环形止挡723贴抵时，芯轴1在连接杆13的带动下继续向右位移，同时带动活塞7也向右位移，从而进一步带动卡爪4向右移动，进一步通过外套5上台阶30与待测样件22挤压O型圈2实现密封；

2、外套5上介质入口的内螺纹可以与其它螺纹连接，当带压力介质通过螺纹口31进入空腔32，进一步通过卡爪4上分瓣缝隙33进入待测腔体内部34，此时：

a：充入的高压介质会对外套5上的第二环形止挡35、第一环形止挡36形成向左的作用，所述外套5通过台阶30挤压O型圈2向左位移的压力；

b：上述高压介质会对外卡爪环套3形成向右的作用力，进一步，通过外卡爪环套3带动卡爪4向右移动，进一步通过卡爪4带动待测样件22向左移动，进一步通过待测样件22右侧壁挤压O型圈2向右位移；

结合a、b两点，当充入介质压力越大，对O型圈挤压力越大，密封越可靠；

当测试结束时，将把手17沿铰链销18旋转至状态一所示位置，此时连接杆13在连接杆弹簧14的作用下向左位移，进一步带动芯轴1向左位移，当连接杆13移动至外套5第三环形止挡20处时，卡爪4左侧卡爪沟槽41处的O圈2束缚卡爪4，卡爪4左侧在O圈2的束缚下向芯轴1中心方向收缩并拢，此时将连接器从待测样件22的待测圆孔23中拔出即可，所有测试步骤完成。

活塞7左侧与外套5形成密封腔体32，腔体32与介质孔31连通，当介质压力升高的时候，会对活塞7有向右的推力，卡爪4在活塞7的作用下在外套5腔内向右回缩，外套5与待测样件22进一步挤压O型圈2，进一步提高密封性能，腔体32压力越大，密封效果越好；腔体内介质压力越大，密封性越好，连接性能也随之提升。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。