一种可实现小型化的纽扣式流体连接器
阅读说明：本技术 一种可实现小型化的纽扣式流体连接器 (Button type fluid connector capable of realizing miniaturization ) 是由 马乐 蔡艳召 赵颍杰 段晋伟 于 2021-02-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可实现小型化的纽扣式流体连接器,包括插头和插座,插头壳体内设置有阀杆Ⅰ和固定块Ⅰ,阀杆Ⅰ和固定块Ⅰ之间设置有弹簧Ⅰ；插座壳体内设置有阀杆Ⅱ、固定块Ⅱ、阀芯以及与阀芯固定连接的密封块,阀芯和固定块Ⅱ之间设置有弹簧Ⅱ；头座对插时,在插合力作用下,阀杆Ⅰ沿固定块Ⅰ中心孔轴向滑动使插头连接器内的第五流道打开,密封块在插合力作用下沿插座壳体内壁轴向滑动并使阀芯沿阀杆Ⅱ轴向滑动使插座连接器内的第六流道打开,最终实现流体连接器内流体通道处于开通状态。本发明结构简单,插合行程小,尤其是可以大幅减少连接器轴向连接尺寸,能够满足当前微小液冷系统的需求。(The invention relates to a button type fluid connector capable of realizing miniaturization, which comprises a plug and a socket, wherein a valve rod I and a fixing block I are arranged in a plug shell, and a spring I is arranged between the valve rod I and the fixing block I; a valve rod II, a fixed block II, a valve core and a sealing block fixedly connected with the valve core are arranged in the socket shell, and a spring II is arranged between the valve core and the fixed block II; when the head bases are oppositely inserted, the valve rod I axially slides along the central hole of the fixing block I under the action of inserting force to open a fifth flow channel in the plug connector, the sealing block axially slides along the inner wall of the socket shell under the action of inserting force to open a sixth flow channel in the socket connector by enabling the valve core to axially slide along the valve rod II, and finally the fluid channel in the fluid connector is in an open state. The invention has simple structure and small insertion stroke, particularly can greatly reduce the axial connection size of the connector and can meet the requirement of the current tiny liquid cooling system.)
技术领域
本发明涉及连接器技术领域，具体是一种可实现小型化的纽扣式流体连接器。
背景技术
随着液冷散热技术的发展，越来越多的电子设备采用了间接液体冷却方式对发热元器件进行散热，相对于传统风冷散热方式，间接液体冷却方式具有占用体积小、散热效率高等优点，可取消散热孔和风扇，保持电子设备内部无尘环境且运行无噪声，大大提高了电子设备的可靠性，减少了对环境的噪声污染。而随着航空航天等领域电子设备的发展，微系统、高性能、高集成、小型化成为未来重要的发展方向之一，对于液冷系统中的核心元器件-流体连接器也提出了新的需求，以满足在微小液冷系统中使用。
微小液冷系统要求流体连接器外形尺寸更小，特别是其轴向高度尺寸相对现有产品需要大幅压缩，而现有流体连接器产品由于其结构特点，远远满足不了轴向高度尺寸的要求，存在问题。
现有流体连接器结构示意图如图1所示。其采用径向O形圈密封结构，轴向插合行程长，轴向高度尺寸无法大幅压缩，无法满足目前微小液冷系统的需求。
发明内容
为克服以上缺陷，本发明提供一种可实现小型化的纽扣式流体连接器，其结构简单，插合行程小，体积可以做小，能够满足当前微小液冷系统的需求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种可实现小型化的纽扣式流体连接器，包括插头连接器和插座连接器，插头连接器包括插头壳体，插头壳体内设置有阀杆Ⅰ和固定块Ⅰ，阀杆Ⅰ和固定块Ⅰ之间设置有弹簧Ⅰ用于为阀杆Ⅰ提供预紧力和回复力；插座连接器包括插座壳体，插座壳体内设置有阀杆Ⅱ、固定块Ⅱ、阀芯以及与阀芯固定连接的密封块，阀芯和固定块Ⅱ之间设置有弹簧Ⅱ用于为阀芯提供预紧力和回复力；头座对插时，在插合力作用下，阀杆Ⅰ沿固定块Ⅰ的中心孔轴向滑动使阀杆Ⅰ与插头壳体分开，从而打开插头连接器内的第五流道，密封块在插合力作用下沿插座壳体内壁轴向滑动并使阀芯沿阀杆Ⅱ轴向滑动使阀芯与插座壳体分开，从而打开插座连接器内的第六流道，最终实现流体连接器内流体通道处于开通状态。
进一步地，插头连接器和插座连接器分开后，在弹簧Ⅰ作用下，阀杆Ⅰ的位置回复且与插头壳体之间通过O型密封圈Ⅱ形成内部密封；在弹簧Ⅱ作用下，阀芯和密封块的位置回复且阀芯与插座壳体之间通过O型密封圈Ⅴ形成内部密封。
进一步地，插头壳体前端还安装有O型密封圈Ⅲ用于在头座对插时与插座连接器上的密封块之间形成密封，密封块和插座壳体之间还通过O型密封圈Ⅵ形成活动密封结构。
进一步地，插头壳体尾部内壁还安装有用于支撑固定块Ⅰ的卡簧Ⅰ，插座壳体尾部内壁还安装有用于支撑固定块Ⅱ的卡簧Ⅱ。
进一步地，阀芯和阀杆Ⅱ之间还通过O型密封圈Ⅶ密封。
进一步地，插头壳体前端还设置有凹槽用于在头座对插时和插座壳体前端的连接部进行间隙配合连接，即使插头和插座中心轴存在偏差，也能实现对插连接。
进一步地，插头壳体内还有用于流体流通的第一流道、第二流道以及第一腔体，插座壳体内还有用于流体流通的第三流道、第四流道以及第二腔体。
进一步地，密封块与阀芯为一体结构或者是通过螺纹涂胶连接在一起，阀杆Ⅱ和固定块Ⅱ为一体结构或者是两个独立的零件且固定在一起。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的结构简单，极大地简化了流体连接器的结构布局，减小了连接器的安装空间，实现了流体连接器小型化的目的；通过插头内的阀杆Ⅰ轴向滑动使插头内的第五流道打开，通过插座内的阀芯轴向滑动使插座内的第六流道打开，从而打开流体连接器内的流体通路，插头和插座插合行程小，体积可以做小，尤其是可以大幅减少连接器轴向连接尺寸，能够满足当前微小液冷系统的需求。
附图说明
图1是现有技术流体连接器的结构示意图；
图2是本发明流体连接器的插头结构示意图；
图3是本发明流体连接器的插座结构示意图；
图4是本发明流体连接器插头和插座对插刚接触时的状态示意图；
图5是本发明流体连接器插头和插座对插到位的状态示意图。
【元件及符号说明】：1-插头壳体，2-阀杆Ⅰ，3-固定块Ⅰ，4-弹簧Ⅰ，5-卡簧Ⅰ，6-O型密封圈Ⅰ，7-O型密封圈Ⅱ，8-O型密封圈Ⅲ，9-第一流道，10-第二流道，11-第一腔体，12-凹槽，13-插座壳体，14-阀杆Ⅱ，15-固定块Ⅱ，16-阀芯，17-密封块，18-弹簧Ⅱ，19-卡簧Ⅱ，20-O型密封圈Ⅳ，21-O型密封圈Ⅴ，22-O型密封圈Ⅵ，23-O型密封圈Ⅶ，24-第三流道，25-第四流道，26-第二腔体，27-连接部，28-第五流道，29-固定部，30-第六流道。
具体实施方式
为进一步阐述本发明采取的技术手段和技术效果，以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明可实现小型化的纽扣式流体连接器包括插头连接器和插座连接器，如图2所示，插头连接器包括插头壳体1、设置于插头壳体内的阀杆Ⅰ2和固定块Ⅰ3，设置于阀杆Ⅰ和固定块Ⅰ之间的弹簧Ⅰ4、设置于插头壳体尾部内壁用于支撑固定块Ⅰ的卡簧Ⅰ5等。插头壳体为插头提供支撑、防护作用，其外壁通过O型密封圈Ⅰ6与安装孔的配合面实现密封。插头壳体的表面质量对产品的密封性和外观质量影响较大。阀杆Ⅰ与插头壳体之间通过O型密封圈Ⅱ7形成内部密封，其用于安装O型密封圈Ⅱ的沟槽尺寸和表面加工性能直接影响产品的密封功能；插头壳体前端还安装有O型密封圈Ⅲ8用于和插座连接器上的密封块17之间实现密封。阀杆Ⅰ的尾部设置于固定块Ⅰ的中心孔内且可以沿固定块Ⅰ的中心孔轴向滑动，阀杆Ⅰ的前端延伸出插头壳体前端水平面便于在头座对插时与插座内的阀杆Ⅱ形成顶推作用力从而使阀杆Ⅰ受力压缩弹簧Ⅰ并沿固定块Ⅰ的中心孔轴向滑动使阀杆Ⅰ与插头壳体分开。所述的弹簧Ⅰ用于为阀杆Ⅰ提供回复力和预紧力，以实现阀杆Ⅰ和插头壳体之间紧密密封；固定块Ⅰ起支撑弹簧Ⅰ和限制阀杆Ⅰ位置的作用。插头壳体的结构使插头壳体内形成如图2所示的第一流道9、第二流道10以及第一腔体11。插头壳体前端还设置有凹槽12用于和插头壳体前端的连接部27通过间隙配合进行连接。
如图3所示，本发明的插座连接器包括插座壳体13、设置于插座壳体内的阀杆Ⅱ14和固定块Ⅱ15、设置于阀杆Ⅱ外周可以沿阀杆Ⅱ轴向滑动的阀芯16、与阀芯前端固定连接的密封块17、设置于阀芯和固定块Ⅱ之间为阀芯提供回复力和预紧力的弹簧Ⅱ18、设置于插座壳体尾部内壁用于支撑固定块Ⅱ的卡簧Ⅱ19等。插座壳体为插座提供支撑、防护作用，并通过O型密封圈Ⅳ20与安装孔的配合面实现密封。插座壳体的表面质量对产品的密封性和外观质量影响较大。阀芯与插座壳体之间通过O型密封圈Ⅴ21形成内部密封，阀芯上用于安装O型密封圈Ⅴ的沟槽尺寸和表面加工性能直接影响产品的密封功能；密封块17和插座前端的连接部27之间通过O型密封圈Ⅵ22实现密封，该密封块与插座壳体的连接部27配合，通过O型密封圈Ⅵ形成活动密封结构，密封块斜面及曲面的加工好坏，直接影响产品的流动性能。阀芯与阀杆Ⅱ之间还通过O型密封圈Ⅶ23密封。在外力作用下，密封块可以沿插座壳体前端内壁轴向滑动。密封块与阀芯可以是一体结构也可以是通过螺纹涂胶连接，所述的螺纹涂胶连接是指在密封块和阀芯的螺纹处涂胶后再将两者螺纹连接在一起。阀杆Ⅱ和固定块Ⅱ可以是一体结构，也可以是两个独立的零件且固定在一起。所述的弹簧Ⅱ用于为阀芯提供回复力和预紧力，以实现阀芯和插座壳体之间的密封；固定块Ⅱ起支撑弹簧Ⅱ和限制阀芯位置的作用。插座壳体的结构使插座壳体内形成如图3所示的第三流道24、第四流道25以及第二腔体26。
进一步地，也可以采用橡胶硫化方式替代前述的O型密封圈Ⅱ7、O型密封圈Ⅴ21、O型密封圈Ⅵ22、O型密封圈Ⅶ23的密封方式。具体可以采用如下方案：将零件放在模具中，在O型密封圈的沟槽处涂抹特殊胶液，然后放入橡胶材料，在硫化机器中，使橡胶材料硫化在零件上，形成密封圈状。该工艺方式的优点是密封件不易脱落(因为有胶液)，缺点是工艺复杂，成本高。
如图4所示，头座对插时，当插头和插座连接器的壳体刚接触时，阀杆Ⅰ和阀杆Ⅱ应恰好接触或即将接触，继续插合，由于阀杆Ⅱ位置不动，在插合力作用下，阀杆Ⅰ受力挤压弹簧Ⅰ，阀杆Ⅰ尾部沿固定块Ⅰ的中心孔向图4所示左边轴向滑动，最终阀杆Ⅰ与插头壳体分开，使插头连接器内的第五流道28打开。同时，由于插头壳体内的固定部29固定不动，在插合力作用下，固定部29挤压插座连接器内的密封块使密封块沿插座壳体前端的连接部27的内壁向图4所示右边轴向滑动，由于阀芯与密封块一体或者两者通过螺纹涂胶固定连接，从而使阀芯受力压缩弹簧Ⅱ并沿阀杆Ⅱ向图4所示右边轴向滑动，最终阀芯与插座壳体通过O型密封圈Ⅴ21密封的部位分开，使插座连接器内的第六流道30打开，同时，插座前端的连接部27插入插头前端的凹槽12内间隙配合连接。头座插合到位的状态图如图5所示，插座壳体前端的连接部插入插头壳体前端的凹槽内，阀杆Ⅰ和阀杆Ⅱ紧密接触，弹簧Ⅰ为阀杆Ⅰ提供预紧力，阀杆Ⅰ通过固定块Ⅰ限位。弹簧Ⅱ为阀芯提供预紧力。插头内的固定部29和插座内的密封块17紧密接触且两者之间通过O型密封圈Ⅲ实现密封。以流体从插头流向插座为例，流体依次经过插头连接器内的第一流道、第一腔体、第五流道、第二流道进入插座连接器，在插座连接器内依次经过第三流道、第六流道、第二腔体，最后从第四流道流出。
头座分开后，在弹簧Ⅰ作用下，阀杆Ⅰ位置回复且与插头壳体之间通过O型密封圈Ⅱ密封，在弹簧Ⅱ作用下，阀芯和密封块的位置回复且阀芯与插座壳体之间通过O型密封圈Ⅴ密封。
采用本发明设计的流体连接器插合行程小，可以实现连接器的小型化，从而满足微小液冷系统的需求。
以上所述仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。