带止回阀的流体管路快速连接器

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2020年7月20日的美国临时专利申请第63/053，861号的优先权，其内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本公开一般涉及用于将流体管路连接在一起的快速连接器，以及与快速连接器和流体管路一起使用的止回阀。

背景技术

连接器(尤其是具有快速连接功能的连接器)通常用于将在车辆应用中的流体管路连接在一起。一个示例是在电动汽车中用于管理附随的电池温度的冷却液管路。此外，在汽车应用和非汽车应用中也有其他示例。止回阀有时与快速连接器和流体管路一起使用，以确保流体仅在预期行进进入的方向上行进，并防止流体在相反和非预期的方向上行进。使用时，止回阀可以安装在连续的流体管路之间，或者也可以安装在快速连接器本身附近。

发明内容

在一个实施例中，流体管路快速连接器可包括壳体、分隔壁和隔膜。壳体具有通道。分隔壁延伸横穿通道。一个或多个通孔位于分隔壁中。隔膜位于分隔壁的下游侧。(一个或多个)通孔通过穿过(一个或多个)通孔的流体流行进是能打开的(即，能够被打开)，并通过流体流行进推动隔膜向分隔壁下游的移动。

在一个实施例中，流体管路快速连接器可包括壳体、分隔壁、隔膜、延伸部和开口。壳体具有通道。分隔壁位于通道中。分隔壁具有一个或多个位于其中的通孔。隔膜位于分隔壁的下游侧。延伸部从分隔壁跨越出或从隔膜跨越出。开口位于分隔壁或位于隔膜中，取自哪一个是延伸部所跨越的相对部件。将延伸部容纳在开口中用于将隔膜可移动地(即，能够移动)锚固到分隔壁。分隔壁和隔膜之间的面对面对接封闭(一个或多个)通孔。并且分隔壁和隔膜之间通过延伸部的轴向分离使(一个或多个)通孔打开。

在一个实施例中，流体管路快速连接器可包括壳体、分隔壁、隔膜、延伸部和开口。壳体具有通道。分隔壁延伸穿过通道。分隔壁具有一个或多个位于其中的通孔。分隔壁是刚性结构。隔膜位于分隔壁的下游侧。隔膜是柔性结构。延伸部从分隔壁跨越或从隔膜跨越。开口位于分隔壁或位于隔膜中，取自哪一个是延伸部所跨越的相对部件。将延伸部容纳在开口中用于将隔膜可移动地(即，能够移动地)锚固到分隔壁。延伸部具有柄部分和带凸缘的端部分。当(一个或多个)通孔被封闭时，在带凸缘的端部分和分隔壁或隔膜的相对表面之间形成第一间隙。当(一个或多个)通孔被打开时，在分隔壁和隔膜的相对表面之间形成第二间隙。并且当(一个或多个)通孔被打开时，在隔膜和通道的内表面之间形成第三间隙。

附图说明

参考附图描述本公开的实施例，其中：

图1是流体管路快速连接器和止回阀的实施例的剖视图；

图2是独立的止回阀的侧视图，止回阀处于封闭状态；

图3是处于封闭状态的止回阀的前视图；

图4是止回阀的侧视图，止回阀处于打开状态；

图5是处于打开状态的止回阀的前视图；

图6是止回阀的分隔壁的前视图；

图7是止回阀的隔膜的侧视图；

图8是隔膜的前视图；以及

图9是隔膜的后视图。

具体实施方式

参考附图，图中示出了止回阀10的实施例，该止回阀10结合并内置于流体管路快速连接器(以下简称为快速连接器)12的设计和结构中。止回阀10允许沿预期方向的流体流行进，并防止沿非预期方向流动的流体流行进，从而防止不必要的回流。不同于先前已知的连接器和止回阀的组合，止回阀10和快速连接器12具有简洁的集成，这使得止回阀10可与各种类型的快速连接器一起使用，对快速连接器本身的原始设计进行最小的修改，并且在一些情况下，不对快速连接器本身的原始设计进行修改以适应集成。不同的快速连接器可以容易地用止回阀10进行改装。对快速连接器壳体外部进行形状改变、尺寸调整和/或其他改变被最小化，并且在一些情况下，完全没有必要。因此，对于更大应用的组装需求(在汽车应用中经常是不可改变的)得以免去并且不会随着止回阀10的使用而加剧。本说明书在汽车流体管路(例如电动车辆中的冷却液管路)的背景下呈现了止回阀10和快速连接器12，但是止回阀10和快速连接器12具有更广泛的应用，并且适用于飞机流体管路、船用流体管路、农业流体管路以及其他流体管路。此外，除非另有说明，术语“径向”、“轴向”和“周向”以及它们的文法上的变体是指与如图所示的止回阀10及其部件的大致圆形的形状相关的方向。术语“下游”和“上游”指的是与穿过快速连接器12的预期流体流行进的方向相关的方向。

快速连接器12具有快速连接功能，可以与套管(spigot，套筒)快速连接和断开，并且可以与例如橡胶软管或塑料管连接。在不同的实施例中，除其他潜在影响外，快速连接器12根据其所安装在其中的更大应用、附带的套管、软管和/或管的设计和构造以及所形成的连接件和接头的预期属性等，可以具有各种设计和构造以及部件。例如，图1中呈现的快速连接器12具有倾斜的和肘形的整体构造，但是在其他实施例中可以具有直列构造。参照图1，在该实施例中，快速连接器12包括主体或壳体14。壳体14可以由塑料材料构成。主通道16在第一开口端18和第二开口端20之间贯穿壳体14。流体流沿流动方向F从第一开口端18行进穿过主通道16并到达第二开口端20。壳体14的主壁22具有限定出主通道16的内表面24。壳体14具有主要段或主要部分26和杆段或杆部分28。相关联的套管在第一开口端18处被插入快速连接器12中，而杆部分28接收相关联的软管/管。台阶部30位于主要部分26和杆部分28之间的过渡处。此外，快速连接器12可以包括附加部件(例如保持弹簧)，以确保套管经由主壁22中形成的开口31插入，并且可以包括一个或多个O形环，以在套管插入后与套管形成密封。

在电动车辆中冷却液管路的示例应用中，诸如乙二醇的冷却液被循环到附随的电池中以管理其温度。一些冷却液系统中的电池温度管理可以包括将温度维持在目标范围内以使电池性能最优化。冷却液可以以不同的流速和时间循环到电池中。已经发现，在这种循环中，在冷却液管路中会出现背压情况，如果不解决会反转冷却液流动的方向并妨碍所需的冷却效果。因此，止回阀有时安装在冷却液管路中的特定位置，以防止冷却液回流。止回阀还与和冷却液管路组装在一起的连接器相结合。但是已经观察到以往的连接器和止回阀的组合表现出不希望的复杂性，并且包括不受欢迎的数量的分立部件。此外，以往的组合通常具有为特定连接器独特设计的止回阀，使得止回阀在没有过度改造的情况下在很大程度上与其他连接器不兼容。并且以往的组合通常需要专门设计的连接器壳体来容纳止回阀。

在一些实施例中，止回阀10解决了上述缺点中的一些缺点或全部缺点。止回阀10安装在快速连接器12的内部，并且位于壳体14的主通道16内。在图1的实施例中，止回阀10位于杆部分28中在台阶部30处，但是在其他实施例中可以具有其他位置。经由止回阀10在流动方向F上的流体流行进被允许，并在相反方向上被阻止和阻断。因此，止回阀10是单向止回阀。在不同的实施例中，止回阀10根据允许和阻止流体流的预期属性以及其他可能的因素，可以具有不同的设计和结构。在附图所示的实施例中，止回阀10包括总共两个部件：分隔壁32和隔膜34。此外，在其他实施例中，止回阀10可以包括更多和/或不同的部件。

在止回阀10的使用期间，分隔壁32保持并承载隔膜34。分隔壁32是刚性的整体结构，当止回阀10用于允许和阻止流体流行进时，该结构保持静止。分隔壁32具有圆盘形状，以与主通道16的形状互补。其被固定就位在主通道16中的适当位置，并且可以是壳体14的单一且整体结构，或者可以是被插入并固定在主通道16中的适当位置的单独且不同的部件。分隔壁32可以由塑料材料构成。参考图1，分隔壁32延伸横穿主通道16，并且径向地且完全地横跨主通道16。此时参考图3、图5和图6，开口36位于分隔壁32中，用于接收隔膜34的部件。开口36从第一轴向面对表面37到第二轴向面对表面39完全穿过分隔壁32，并且相对于分隔壁32的圆盘形状位于中心区域，如图6中最佳所示。

一个或多个通孔38位于分隔壁32中，以便当止回阀10处于打开状态时允许流体流经过分隔壁32。在不同的实施例中，(一个或多个)通孔38根据在特定应用中使流速最大化并且使穿过分隔壁32上的压降最小化的需要以及其他可能的因素，可以具有不同的数量、位置、图案和形状。在附图的实施例中，有多个(总共八个)通孔38。八个通孔38围绕分隔壁32周向间隔开，并且位于分隔壁32的径向外侧区域，并且相对于开口36位于径向外侧。此外，通孔38相对于分隔壁32的外周40位于径向内侧。每个通孔38完全贯穿第一和第二轴向面对表面37、39之间的分隔壁32。并且该实施例中的每个通孔38是圆形的。此外，在其它实施例中，可以有多于或少于八个通孔38，通孔38可以比所示的更径向向内或更径向向外定位，并且/或者通孔38可以成形为椭圆形、三角形、正方形、菱形或其它形状。

隔膜34相对于分隔壁32移动，以便在止回阀10的使用期间使止回阀10处于其打开和封闭状态。相对于流动方向F，隔膜34通常位于分隔壁32的下游侧。此时参考图7-图9，隔膜34是柔性的单件结构，当响应于穿过通孔38的流体流行进而被推动时，隔膜34滑动和弯曲。隔膜34可以由橡胶材料构成。隔膜34具有主体42，主体42的尺寸和形状类似于所示实施例中的分隔壁32，但是在其他实施例中，主体42的尺寸和形状可以是其他方式，以在止回阀10处于其封闭状态时覆盖和封闭通孔38。与分隔壁32不同，主体42在其相对于分隔壁32和相对于主通道16的位置具有一定程度的移动。在这里的实施例中，主体42在其结构中没有开口或其他空隙。其具有第一轴向面对表面44和第二轴向面对表面46。如图9所示，肋48的腹板位于第一轴向面对表面44上，以便在主体42中提供一定程度的结构完整性。

延伸部50从主体42轴向悬置，用于将隔膜34和分隔壁32锚固在一起。锚固通过延伸部50和开口36之间的接合和可移动的插入和接收来实现。延伸部50从第二轴向面对表面46跨越出，并且相对于主体42的圆盘形状位于主体42的中心区域。延伸部50可以是主体42的单一且整体的结构，或者可以是附接到主体42的独立且不同的部件。在不同的实施例中，延伸部50可以具有不同的设计和构造，以便实现其到开口36的锚固。具体参照图7，在该实施例中，延伸部50具有柄部分52和带凸缘的端部分54。柄部分52直接从第二轴向面对表面46沿轴向延伸。柄部分52在其轴向范围上具有均匀的直径。其直径的值可以稍微小于开口36的直径，使得柄部分52可以随着在止回阀10的使用期间被推动而在开口36中轴向来回滑动。带凸缘的端部分54构成延伸部50的自由端。带凸缘的端部分54的形状适于最初通过开口36插入并适于随后保持抵靠在分隔壁32上。在这里的实施例中，带凸缘的端部分54具有锥形形状。其逐渐变细至尖端56，并具有与尖端56相反的平面保持表面58。尖端56和从其散发的加宽区域有助于带凸缘的端部分54穿过开口36插入，以将隔膜34和分隔壁32彼此组装和锚固。平面保持表面58构成带凸缘的端部分54的最宽范围，并且比柄部分52的最宽的范围更宽。

在使用中，分隔壁32和隔膜34一起工作，以使止回阀10处于其打开状态并允许流体流行进经过止回阀10，以及使止回阀10处于其封闭状态并在止回阀10阻止流体流行进。图4和图5示出了打开状态，图2和图3示出了封闭状态。打开和封闭状态是由主通道16内部和止回阀10处的流体流的存在和方向促使的。当流体流沿流动方向F行进时，止回阀10可以处于并保持在打开状态。流体流行进在其上游侧遇到分隔壁32，并穿过通孔38。隔膜34上的压力促使隔膜34相对于分隔壁32移动。在附图的实施例中，当止回阀10处于打开期间时，隔膜34经历至少两种移动。隔膜34向下游移动并远离分隔壁32，分隔壁32本身不移动。相对于部件的形状，这里的移动是轴向的。柄部分52在开口36中滑动，将主体42与分隔壁32分开，并在分隔壁32的第二轴向面对表面39和主体42的第二轴向面对表面46的相对和相反表面之间形成第一间隙60(图4)。第一间隙60是第二轴向面对表面39、46之间的轴向间隔。保持表面58和第一轴向面对表面37之间的面对面对接阻止该移动，并防止分隔壁32和隔膜34之间的完全脱离和进一步分离。

此外，隔膜34在打开期间经历的第二种移动是弯曲移动。主体42的径向外侧区域在下游方向弯曲。结果，主体42是弧形的和弯曲的，如图4所示。主体42的柔性有助于该移动。然后在主体42和主通道16的内表面24之间形成第二间隙62。第二间隙62周向绕主体42跨越。第二间隙62是径向间隔，并且可以是环形间隔。当止回阀10处于打开状态时，流体流行进穿过第二间隙62。此外，在一些实施例中，根据主体42的特定设计和构造，隔膜34的两种移动不一定在打开期间都发生，而是仅发生一种移动(即，下游分离或弯曲)就能打开止回阀10。

相反，当快速连接器12处出现背压情况时，止回阀10可以处于并保持在封闭状态。背压流体流在与流动方向F相反的方向上行进，并且在图1中由附图标记BP表示。此时总体参照图2和图3，流体流行进遇到主体42的第一轴向面对表面44。经由第一轴向面对表面44作用在隔膜42上的压力促使隔膜34相对于分隔壁32移动。如果止回阀10在被促使为封闭之前处于打开状态，则封闭止回阀10的移动与打开止回阀的移动相反。隔膜34在相反的轴向方向上朝着分隔壁32移动。柄部分52在开口36中滑动，将主体42和分隔壁32带到一起并封闭第一间隙60。保持表面58和第一轴向面对表面37彼此分离，在其相对和相反的表面之间形成第三间隙64(图2)。此外，先前弧形的和弯曲的主体42被推至如图2和3所示的平面构型。分隔壁32的第二轴向面对表面39和主体42的第二轴向面对表面46之间的面对面对接用于封闭通孔38，并阻止流体流从与流动方向F相反的方向行进。主体42完全覆盖通孔38。

此外，由于本实施例中的止回阀10包括两个设计和构造相对简单的部件(分隔壁32和隔膜34)，止回阀10可适于与各种类型的快速连接器一起使用，只需对快速连接器本身的原始设计进行最少的修改，并且在许多情况下无需修改。例如，分隔壁32和隔膜34的总直径可以增大或减小，以便安装在不同尺寸的快速连接器的内部和通道处。

此外，在其他实施例中，止回阀10可以具有改进的设计和构造。例如，延伸部50可以从分隔壁32延伸，而不是从隔膜34延伸，并且隔膜34可以具有用于接收延伸部50的开口36。与图1中所示的延伸部50不同，在该替代实施例中，从分隔壁32延伸的延伸部50将指向与所示的轴向方向相反的轴向方向。此外，在该替代实施例中，延伸部50和开口36的功能将基本上与所描述的相同，即，当止回阀10处于和离开其打开和封闭状态时，隔膜34将相对于分隔壁32并围绕延伸部50移动。

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