一種防污染的水下單路液壓快速接頭及其應用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水下單路液壓快速接頭，具體涉及一種防污染的水下單路液壓快速接頭及其應用方法。本發(fā)明包括公接頭和母接頭，所述公接頭包括第一尾部接頭、第一密封圈、公頭外殼、公頭彈簧、公頭閥芯、公頭鎖緊螺母和第二密封圈，所述母接頭包括第三密封圈、母頭外殼、母頭鎖緊螺母、閥套、第四密封圈、母頭彈簧、母頭閥芯、擋圈、閥套擋板、第二尾部接頭和第五密封圈，所述第一尾部接頭通過螺紋連接到公頭外殼一端內側。本發(fā)明提出了使用可移動閥套的單向閥結構，使用隱藏在閥套中的單向閥芯作為打開液壓通路的頂桿，可以將相互對接的端面改進為平面，從而可以排走海水或其他環(huán)境流體，實現(xiàn)無污染對接。
【專利說明】一種防污染的水下單路液壓快速接頭及其應用方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水下單路液壓快速接頭，具體涉及一種防污染的水下單路液壓快速接頭及其應用方法。

【背景技術】
[0002]水下單路液壓快速接頭是一種裝備于水下生產系統(tǒng)，廣泛應用與深水油氣田開發(fā)的一種設備。多個水下單路液壓快速接頭組合成多功能快速接頭(Multi QuickConnector,以下簡稱MQC)，加上對接和鎖緊機構，可以實現(xiàn)多條管路的快速連接和分離。
[0003]目前國內外使用的水下單路液壓接頭主要是Nat1nal Coupling和Walther系列，而幾乎所有的水下液壓快速接頭所采用的方案都是一個公頭和一個母頭搭配，公頭和母頭內各含有一個帶頂桿的單向閥，對接的時候通過頂桿將兩邊的單向閥閥芯打開，實現(xiàn)液壓通路。因為需要在單向閥打開之前將公頭和母頭之間密封起來，且為了形成液壓通路，單向閥頂桿和接頭外殼之間必須留有一定空間，因此這類接頭都存在一個共同的問題，即公頭和母頭密封后，接頭內部會留有一部分海水，這部分海水在兩邊的單向閥打開后會隨著液壓油進入到液壓系統(tǒng)中，根據工程經驗，每次插拔進入液壓系統(tǒng)的海水量大約在2-4ml。長期使用，進入到液壓系統(tǒng)中的海水可能會殘留在液壓管路、閥或者液壓執(zhí)行器內，造成不必要的腐蝕，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種防污染的水下單路液壓快速接頭及其應用方法。
[0005]為解決技術問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]提供一種防污染的水下單路液壓快速接頭，包括公接頭和母接頭，所述公接頭包括第一尾部接頭、第一密封圈、公頭外殼、公頭彈簧、公頭閥芯、公頭鎖緊螺母和第二密封圈，所述母接頭包括第三密封圈、母頭外殼、母頭鎖緊螺母、閥套、第四密封圈、母頭彈簧、母頭閥芯、擋圈、閥套擋板、第二尾部接頭和第五密封圈，所述第一尾部接頭通過螺紋連接到公頭外殼一端內側，且在第一尾部接頭與公頭外殼之間的連接處設有第一密封圈進行密封，可以接外部油管；所述公頭閥芯安裝在公頭外殼另一端內側，其中，所述公頭閥芯的前端面和公頭外殼的前端面相錐面嵌合，公頭閥芯與公頭外殼之間的錐面嵌合處設置第二密封圈實現(xiàn)密封；通過公頭彈簧為公頭閥芯提供預緊力；所述公頭彈簧一端頂在第一尾部接頭的端面，一端伸入公頭閥芯內部并頂住公頭閥芯，為其提供預緊力，使公頭閥芯在不受到外力的情況下可以和公頭外殼形成密封；
[0007]所述第二尾部接頭通過螺紋連接在母頭外殼一端內側，且在第二尾部接頭與母頭外殼之間的連接處設有第五密封圈；第二尾部接頭和母頭外殼之間固定連接有閥套擋板；所述閥套嵌套在母頭外殼另一端內側，且在閥套與母頭外殼之間設有第三密封圈，并且閥套可以在母頭外殼內移動一定距離；所述母頭彈簧安裝在閥套和閥套擋板之間，為閥套提供預緊力；母頭閥芯依次貫穿通過閥套以及閥套擋板內設的中心孔，且在母頭閥芯上設有兩個擋圈，作為左右限位，使母頭閥芯可以沿軸向移動一定距離，所述閥套擋板上設有呈圓周狀均勻分布的孔，用于液壓油通過；母頭閥芯的前端面和閥套的前端面相錐面嵌合，母頭閥芯和閥套之間的錐面嵌合處設有第四密封圈。
[0008]本發(fā)明中，所述密封圈為O形橡膠密封圈。
[0009]本發(fā)明中，所述擋圈為軸用彈性擋圈。
[0010]本發(fā)明中，所述母接頭中的閥套的移動行程大于母頭閥芯的移動行程。
[0011]本發(fā)明中，所述母頭外殼與閥套之間嵌套配合面上裝有兩道密封圈，一道密封圈與閥套形成動密封，另一道密封圈安裝在閥套的前端面處，用于在公接頭對接時與公頭外殼前端形成動密封。
[0012]本發(fā)明中，所述公頭外殼外側通過螺紋連接有公頭鎖緊螺母，用于將該公接頭固定到外接設備上，所述外接設備如多功能快速接頭(MQC)的移動端。
[0013]本發(fā)明中，所述母頭外殼外側通過螺紋連接有母頭鎖緊螺母，用于將母接頭固定到外接設備上，所述外接設備如多功能快速接頭(MQC)的固定端。
[0014]本發(fā)明還提供一種防污染的水下單路液壓快速接頭的應用方法，公接頭和母接頭對接過程中，隨著公接頭前端面與母接頭前端面相互靠近，存在于公接頭和母接頭之間的流體被擠走，直到公接頭前端面與母接頭前端面相接觸；隨著對接過程的繼續(xù)，公接頭越過母接頭內的第三密封圈，和母接頭實現(xiàn)密封，然后由于公頭閥芯行程和母頭閥芯行程相同，且均為閥套行程的1/2，在對接到位后閥套被公頭外殼頂?shù)介y套擋板上，而母頭閥芯也將公頭閥芯頂開，實現(xiàn)液壓通路。由于在公接頭和母接頭密封前，連接處的海水已經被兩個接頭的前端面排走，故整個連接過程只有極少量海水或其他環(huán)境流體會進入液壓系統(tǒng)中。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明提出了使用可移動閥套的單向閥結構，使用隱藏在閥套中的單向閥芯作為打開液壓通路的頂桿，可以將相互對接的端面改進為平面，從而可以排走海水或其他環(huán)境流體，實現(xiàn)無污染對接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的公接頭結構示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的母接頭結構示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的防污染原理圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的工作原理圖。
[0021]圖中的附圖標記為:1第一尾部接頭；2第一密封圈；3公頭外殼；4公頭彈簧；5公頭閥芯；6公頭鎖緊螺母；7第二密封圈；8第三密封圈；9母頭外殼；10母頭鎖緊螺母；11閥套；12第四密封圈；13母頭彈簧；14母頭閥芯；15擋圈；16閥套擋板；17第二尾部接頭；18第五密封圈。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0023]圖1中的一種防污染的水下單路液壓快速接頭的公接頭，用于實現(xiàn)水下液壓管路的無污染快速連接和分離，包括第一尾部接頭1、第一密封圈2、公頭外殼3、公頭彈簧4、公頭閥芯5、公頭鎖緊螺母6、第二密封圈7，這里的第一密封圈2和第二密封圈7采用的是O形橡膠密封圈。所述第一尾部接頭I通過螺紋連接在公頭外殼3上，并用第一密封圈2密封，可以接外部油管；公頭閥芯5安裝在公頭外殼3內側，通過錐面加第二密封圈7實現(xiàn)密封，并且公頭閥芯5的前端面和公頭外殼3的前端面錐面嵌合，通過公頭彈簧4為公頭閥芯5提供預緊力；所述公頭彈簧4 一端頂在第一尾部接頭I的端面，其另一端伸入公頭閥芯5內部并頂住公頭閥芯5，為其提供預緊力，使公頭閥芯5在不受到外力的情況下與公頭外殼3形成密封；所述公頭外殼3外側通過螺紋連接有公頭鎖緊螺母，用于將公接頭固定到其他設備上。
[0024]圖2中的一種防污染的水下單路液壓快速接頭的母接頭，包括第三密封圈8、母頭外殼9、母頭鎖緊螺母10、閥套11、第四密封圈12、母頭彈簧13、母頭閥芯14、擋圈15、閥套擋板16、第二尾部接頭17、第五密封圈18，這里的第三密封圈8和第四密封圈12采用的是O形橡膠密封圈，擋圈15采用的是軸用彈性擋圈。
[0025]所述第二尾部接頭17通過螺紋連接在母頭外殼9上，并用第五密封圈18密封，同時第二尾部接頭17和母頭外殼9將閥套擋板16固定；閥套11和母頭外殼9配合，通過第三密封圈8密封，并且閥套11可以在母頭外殼9內移動一定距離；第三密封圈8共有兩道，一道密封圈用于閥套11和母頭外殼9之間進行密封，另一道安裝位于閥套11最外極限位置時的前端面對齊，用于和公接頭對接時與公頭外殼前端形成動密封；母頭彈簧13裝在閥套11和閥套擋板16之間，為閥套11提供預緊力；母頭閥芯14穿過閥套11和閥套擋板16中間的孔，并用兩個擋圈15固定作為左右限位，使母頭閥芯14可以沿軸向移動一定距離，閥套擋板16上開有圓周分布的孔用于液壓油通過；母頭閥芯14和閥套11之間通過錐面加第四密封圈12密封，且母頭閥芯14的前端面和閥套11的前端面重合；母頭鎖緊螺母10和母頭外殼9是螺紋連接，用于將母接頭固定到其他設備上。
[0026]本發(fā)明實施例中還提供一種防污染的水下單路液壓快速接頭的應用方法，在公接頭和母接頭對接過程中，隨著公頭外殼3前端面和閥套11的靠近，存在于公接頭和母接頭之間的海水或其他環(huán)境流體被擠走，直到公頭外殼3前端面和閥套11接觸；隨著對接過程的繼續(xù)，公頭外殼3前端面越過母接頭內閥套11前端面處的第三密封圈8，和母接頭實現(xiàn)動密封，然后由于公頭閥芯5和母頭閥芯14的行程相同，且均為閥套9行程的1/2，在對接到位后閥套11被公頭外殼3頂?shù)介y套擋板16上，而母頭閥芯14先于閥套11到達極限位置，會將公頭閥芯5頂開，打開液壓通路。由于在公接頭和母接頭密封前，連接處的海水已經被公頭外殼3前端面和閥套11排走，故整個連接過程只有極少量海水或其他環(huán)境流體會進入液壓系統(tǒng)中，可以在接頭插拔過程中實現(xiàn)防污染。
[0027]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有很多變形。例如密封圈可以是其他類型的密封圈，鎖緊螺母可以使用擋圈或其他方式替換，公頭閥芯與公頭外殼以及母頭閥芯與閥套的密封可以使其他方式，母頭閥芯可以用臺階或其他方式限位，母頭外殼和閥套配合面上的密封圈可以為其他數(shù)量或者安裝在其他位置等等。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容中直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種防污染的水下單路液壓快速接頭，包括公接頭和母接頭，其特征在于，公接頭和母接頭相互對接，所述公接頭包括第一尾部接頭、第一密封圈、公頭外殼、公頭彈簧、公頭閥芯和第二密封圈，所述母接頭包括第三密封圈、母頭外殼、閥套、第四密封圈、母頭彈簧、母頭閥芯、擋圈、閥套擋板、第二尾部接頭和第五密封圈，所述第一尾部接頭通過螺紋連接到公頭外殼一端內側，且在第一尾部接頭與公頭外殼之間的連接處設有第一密封圈；所述公頭閥芯安裝在公頭外殼另一端內側，其中，所述公頭閥芯的前端面和公頭外殼的前端面呈錐面嵌合，公頭閥芯與公頭外殼之間的錐面嵌合處設置第二密封圈實現(xiàn)密封；所述公頭彈簧一端頂在第一尾部接頭的端面，其另一端伸入公頭閥芯內部并頂住公頭閥芯，為公頭閥芯提供預緊力，使公頭閥芯在不受到外力的情況下與公頭外殼形成密封； 所述第二尾部接頭通過螺紋連接在母頭外殼一端內側，且在第二尾部接頭與母頭外殼之間的連接處設有第五密封圈；第二尾部接頭和母頭外殼之間固定連接有閥套擋板；所述閥套嵌套在母頭外殼另一端內側，且在閥套與母頭外殼之間設有第三密封圈，所述母頭彈簧安裝在閥套和閥套擋板之間，母頭閥芯依次貫穿通過閥套以及閥套擋板內設的中心孔，且在母頭閥芯上設有兩個擋圈，所述閥套擋板上設有呈圓周狀均勻分布的孔，母頭閥芯的前端面和閥套的前端面呈錐面嵌合，母頭閥芯和閥套之間的錐面嵌合處設有第四密封圈。
2.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述密封圈為O形橡膠密封圈。
3.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述擋圈為軸用彈性擋圈。
4.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述母接頭中閥套的移動行程大于母頭閥芯的移動行程。
5.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述母頭外殼與閥套之間嵌套配合面上裝有兩道密封圈，其中一道密封圈與閥套形成動密封，另一道密封圈安裝在閥套的前端面處，用于在公接頭對接時與公頭外殼前端形成動密封。
6.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述公頭外殼外側通過螺紋連接有公頭鎖緊螺母。
7.根據權利要求1所述的防污染的水下單路液壓快速接頭，其特征在于，所述母頭外殼外側通過螺紋連接有母頭鎖緊螺母。
8.一種基于權利要求1中所述的防污染的水下單路液壓快速接頭的應用方法，其特征在于，公接頭和母接頭對接過程中，隨著公接頭前端面與母接頭前端面相互靠近，存在于公接頭和母接頭之間的流體被擠走，直到公接頭前端面與母接頭前端面相接觸；隨著對接過程的繼續(xù)，公接頭越過母接頭內的第三密封圈，和母接頭實現(xiàn)密封，然后由于公頭閥芯行程和母頭閥芯行程相同，且均為閥套行程的1/2，在對接到位后閥套被公頭外殼頂?shù)介y套擋板上，而母頭閥芯也將公頭閥芯頂開，實現(xiàn)液壓通路。
【文檔編號】F16L37/28GK104295839SQ201410502316
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】吳新然, 胡小東, 羅高生, 宋文友 申請人:杭州宇控機電工程有限公司