專利名稱：用于流體管路的耦聯組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耦聯組件，特別涉及一種適于以可釋放方式互連流體 通道的耦聯組件。
背景技術：
在很多產業中普遍需要能夠快速地和以可釋放方式互連兩個含有 流體的通道(例如導管或軟管)。所輸送的流體范圍以及它們的性能可 寬泛地改變，包括諸如醫學上的氧氣面罩內的空氣等氣體以及諸如海下 鉆探作業內的石油等液體。流經耦聯組件的流體壓力可從氧氣面罩情況 下的壓力與組件周圍的環境壓力大致相同的情形變化到輸油管道情況 下的壓力為環境壓力很多倍的高壓液體的壓力。在本領域中眾所周知很多快速釋放的耦聯裝置，由此流體通道的端 部設置有相應的耦聯構件以便利通道的接合。這可以包括插槽的凹型耦耦聯構件可進一步設置有脫開閥(breakout valve),使得當凸型耦聯構 件和凹型耦聯構件分離時，端部密封以防止流體漏溢。但是，包括插槽和探頭的可釋放耦聯裝置可產生較大分開力，該分 開力作用將凸型耦聯構件和凹型耦聯構件排斥開。分開力的產生是由于 耦聯組件內的流體壓強在凸型耦聯構件的端部上施加壓力，因此分開力 是在探頭脫離插槽的位置處所述壓強和探頭橫截面面積的乘積。因此， 在高壓流體和大直徑情況下分開力迅速地變大。當分開力大于將耦聯部 件保持在一起的摩擦力時，必需結合額外的機械保持形式，以防止耦聯 組件分離。但是，可能需要此種機械保持設備在施加到耦聯組件的預定力下破 裂。例如，對于空對空加油操作而言，空中加油機拖曳燃料管道。在燃 料管道的遠離空中加油機的端部處是錐形管，該錐形管包括凹型耦聯構 件。待加油的飛機配備有向前延伸探頭，該向前延伸探頭的端部形成凸 型耦聯構件。為了防止耦聯組件在湍流過程中并且由于飛機相對位置的小的變化而拉開，耦聯組件必須結合某種形式的保持裝備。但是，在緊 急情形下，必需使該耦聯在預定力下松開。該力公知為脫開強度。與用于克服由耦聯組件內的流體施加在凸型構件上的分開力的機 械保持設備的強度相比較，該期望的脫開強度可相對較低。因此，由于 保持設備的設計公差，這能導致保持設備被限制于僅在比理想化期望的 力更高的施加力下斷裂或松開。用于抵消耦聯組件的分開力的機構可與用于提供脫開強度的機構 分開，以可單獨地設定脫開強度。已經知道通過設置組件使得除了流體所產生的分開力及對其抵消之 外、用以抵抗分開的力由流體產生，來減小耦聯組件內的分開力。耦聯組 件以如下方式設置，使得它包括流體對其施加壓力、具有與在凸型耦聯構此，耦聯被認為"壓力平衡"，由于內部流體壓力而有效地產生零凈分開 力。但是當前，可釋放耦聯裝置包括當在一個管道或導管與另一個之間輸送流體時產生湍流的凸部和流體通路。"PIG處理(pig)"此種耦聯 也是不可能的，而PIG處理是油輸送工業的要求，并且由在管道內部移 動設備構成用于清潔、確定尺寸或檢查目的。發明內容本發明的目的是試圖克服上述或其它缺點中的至少之一。依據本發明的一個方面， 一種用于以可釋放方式互連流體通道的耦 聯組件，其包括凸型耦聯構件和凹型耦聯構件，所述凸型耦聯構件和所件的插槽內來配合，各個所述耦聯構件均包括設置用于連接到流體通道 的第一端部和從所述第一端部延伸的通孔，其中在使用中配合時，各個 所述耦聯構件的通孔沿第一縱向軸線重合，并且所述探頭和所述插槽沿 第二縱向軸線重合，所述第二縱向軸線相對于所述第一軸線傾斜，所述通孔提供所述兩個流體通道之間的流體管道并且流體由密封裝置大致 保持于所述管道內。優選地，第一縱向軸線和第二縱向軸線之間的傾斜角介于5。至35°之間。優選地，第一縱向軸線和第二縱向軸線之間的傾斜角介于10°至 30°之間。優選地，第一縱向軸線和第二縱向軸線之間的傾斜角介于15° 至25。之間。優選地，密封裝置可包括第一環形密封環和第二環形密封環。密封 環可設置成在使用時位于通孔和插槽之間相交處的任一側。這些密封環 可都為位于探頭上的外部環形密封環，使得不產生凈分開力。替代地， 這些密封環可都為位于插槽內的內部環形密封環，使得沒有凈分開力產 生。但是，優選地，第一環形密封環可包括位于插槽內的內部環形密封 環，并且第二環形密封環可包括位于探頭上的外部環形密封環，使得流 體管道內的流體在內表面上施加壓力以提供抵抗分開所述已配合耦聯 組件的凈力。與其它耦聯裝置對比，不是產生分開力或壓力平衡系統，耦聯組件 內的流體壓力設置成供給組件能量，提供抵抗分開凸型耦聯構件和凹型 耦聯構件的凈力。通過控制組件內的尺寸，該凈力("拉開"強度)能 設定在期望的斷裂強度，或設定地相對較低，且所需脫開強度由替代機 構設定。此外，本發明提供一種位于兩個流體通道之間的單獨的同軸流體流 動，其使得耦聯件能夠被"PIG處理"。依據本發明的另一方面， 一種以可釋放方式互連流體通道的方法， 包括將凸型耦聯構件的探頭插入凹型耦聯構件的對應插槽內，所述耦聯處，各個所述耦聯構件均包括設置用于連接到流體通道的第一端部和從 所述第一端部延伸的通孔，其中當使用中配合時，各個所述耦聯構件的 所述通孔沿第一縱向軸線重合，并且所述探頭和所述插槽沿相對于所述 第一軸線傾斜的第二縱向軸線重合，所述通孔提供所述兩個流體通道之 間的流體管道，并且流體由密封裝置大致保持在所述管道內。本發明包括本文所稱特征或限制的任意組合。
圖l是本發明的第一實施方式在未配合位置時的示意性橫剖視圖。圖2是本發明的第一實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖。圖3是本發明的第二實施方式在未配合位置時的示意性橫剖視圖。圖4是本發明的第二實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖， 其中該位置尚未固定。圖5是本發明的第二實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖， 其中該位置被固定。圖6是本發明的第三實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖， 其中該位置被固定。圖7是本發明的第四實施方式在未配合位置時的視圖，以側視圖示 出凸型耦聯構件并以示意性橫剖視圖示出凹型耦聯構件。圖8是本發明的第四實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖， 其中在橫剖面中未示出凸型耦聯構件。圖9是本發明的第五實施方式在未配合位置時的示意性平面圖。圖10是沿圖9的A-A的本發明的第五實施方式的示意性橫剖視圖。圖ll是沿圖9的A-A的本發明的第五實施方式在位于初始配合位 置時的示意性橫剖視圖。圖12是沿圖9的A-A的本發明的第五實施方式在位于已配合位置 時的示意性橫剖視圖。圖13是本發明的第六實施方式在已配合位置時的側視圖。圖14是本發明的第六實施方式在中間耦聯位置時的側視圖。圖15是本發明的第六實施方式在已配合位置時的橫剖視圖。圖16是本發明的第六實施方式在中間耦聯位置時的橫剖視圖。圖17是本發明的第七實施方式在未配合位置時的橫剖視圖。圖18是本發明的第七實施方式在接近配合位置時的橫剖視圖。圖19是本發明的第七實施方式在已配合位置時的橫剖視圖。圖20是本發明的第八實施方式在未配合位置時的橫剖視圖。圖21是本發明的第八實施方式在已配合位置時的橫剖視圖。圖22是本發明的第九實施方式在未配合位置時的側視圖。圖23是本發明的第九實施方式在接近配合位置時的側視圖。圖24是本發明的第九實施方式在已配合位置時的側視圖。圖25a是本發明的第十實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖。圖25b是圖25a的端視圖。圖26a是本發明的第十實施方式在未配合位置時的示意性橫剖視圖。圖26b是圖26a的端視圖。圖27是本發明的第十一實施方式在未配合位置時的示意性橫剖視圖。圖28是本發明的第十一實施方式在接近配合位置時的示意性橫剖 視圖。圖29是本發明的第十一實施方式在已配合位置時的示意性橫剖視圖。圖30是本發明的第十二實施方式在未配合位置時的側視圖。
具體實施方式
圖1和圖2示出本發明的第一實施方式。耦聯組件101包括凸型耦 聯構件102和凹型耦聯構件103，并且在圖1和圖2中分別示出他們分 離和耦聯到一起。在這種實施方式中，存在耦聯軸線A(凸型耦聯構件 102沿其插入凹型耦聯構件103內以限定用于流體流動的管道的縱向軸線)和由該管道限定的流動軸線B。軸線A和B成大約20°的角a。凸型耦聯構件102包括近端區104和呈探頭106形式的遠端區。探 頭是大致柱形棒，其具有與耦聯軸線A重合的軸線。該凸型耦聯構件進 一步包括圓筒形通孔108，通孔108具有與流動軸線B重合并延伸于第 一孔口和第二孔口之間的平直軸線。所述通孔包括大致恒定的直徑。近 端區的末端包括通孔108的第一孔口 ，并適于與第一流體通道(未示出) 連通。通孔的第二孔口設置在探頭的圓周面上。凸型耦聯構件102進一步包括止擋構件110,止擋構件110繞凸型 耦聯構件102的近端區104延伸。止擋構件110大致在探頭和近端區之 間的接合處具有前部抵接面112。通孔108由側壁114限定，側壁114具有大致均勻厚度并足以承受 流體壓力沿通孔所施加的力。如本文將描述的，使用時，耦聯組件產生 彎曲力。側壁在前部抵接面112的區域處的厚度有助于抵抗此種彎曲力。凸型耦聯構件102進一步在接近探頭的自由端部處包括外部環形密 封環115。密封環115座置于環形槽內，該環形槽繞探頭的外部沿周向 延伸。密封環的外徑比探頭106的外徑大，以在探頭插入凹型耦聯構件 103內時密封環確保密封。在緊鄰探頭的遠端部的探頭內提供小直徑通孔117。凸型耦聯構件可由任何公知的制造方法制造，例如鑄造或機加工料 塊。替代地，優選的是對近端部和探頭的軸線重合且不包括通孔的棒進 行機加工而形成凸型構件。然后，可以在機加工通孔之前彎曲該棒，使 得近端部和探頭的軸線傾斜成角a。凹型耦聯構件103包括具有通孔121和插槽122的本體，通孔121 具有與凸型耦聯構件102的通孔108相同的內徑。通孔121和插槽122 都是大致圓筒形并且是直的。凹型耦聯構件103的敞開端部區124包括 通孔121的孔口，并且敞開端部區124適于與第二流體通道(未示出) 連通。插槽122的軸線與耦聯軸線A重合。插槽122具有密合地容納凸 型構件102的探頭的尺寸。插槽122包括延伸直到端面126的封閉孔。繞插槽的內圓周配置在 鄰近其開口處的是內部環形密封環128。環形密封環128座置在位于插槽122的內側上的環形槽內。密封環的內徑比插槽的孔的內徑小，使得 當探頭106插入插槽122內時，密封環128確保與探頭的圓柱形外表面 密封。端面126具有流體排出孔口 130，由此插槽與圍繞凹型耦聯構件103 的周圍環境連通。通孔121延伸于敞開端部區124和位于插槽122圓周壁內的孔口 132 之間。孔口 132定位于內部環形密封環128和插槽的封閉端之間。敞開端部區124包括大致圓柱形棒，該棒從凹型耦聯構件103的本 體延伸并與通孔121共軸式對準。在敞開端部區124，側壁134限定通 孔。側壁134具有大致均勻厚度，并足以承受內部流體壓力所施加的力。凹型構件103的本體是使得在使用過程中，所有的壁具有足夠厚度 以承受所施加的力特別是本文所述的用以拉直插槽和通孔到較小的互 連角度的彎曲力。在插槽的鄰近其遠端部的壁內提供一對完全對準的小通孔36。凹型耦聯構件可由任何公知的制造方法制造，例如鑄造或機加工料 塊。替代地，優選地由兩個部件制造凹型構件。第一部件由對棒進行機 加工而成并包括相對于插槽的軸線呈徑向和軸向的所有特征，并且第二 部件包括附接到第一部件的棒或管。第二部件的軸線相對于第一部件傾 斜并成角oc。第二部件可由在兩個部件之間產生密封接合的任何公知方 法接合。然后可進行機加工形成通孔。為實現耦聯，凸型耦聯構件和凹型耦聯構件移到圖l所示的位置， 然后探頭106沿其軸線(軸線A)前進至插槽122內。在插入過程中， 繞探頭的圓柱形外部表面定位的外部環形密封環115能夠通過繞插槽的 圓筒形內表面定位的內部環形密封環128，因為至少一個環一一通常兩 個環一一由具有復原力的彈性材料構成。當探頭沿耦聯軸線A完全插入插槽22內時，止擋構件110抵接凹 型構件103從而停止該運動。在該位置，凸型耦聯構件的通孔108被帶 至與凹型耦聯構件的通孔121重合，即它們沿流動軸線B對準。如上所 述，這些通孔具有相同的內徑，并且因此當它們被帶到一起時，它們限 定平滑直通的流體通道(參見圖2)。流體排出孔口 130有助于將探頭6插入插槽122內。在將探頭106 插入插槽122之前，該插槽含有周圍環境的流體，例如空氣或海水。當 探頭插入插槽時，外部密封環115與插槽的壁形成密封。因此，周圍流 體受迫相對于插槽沿探頭的運動方向流動。包含于插槽內的少量的周圍 流體可向下漏溢出凹型耦聯構件的通孔124。但是， 一旦密封環16經過 通孔的孔口 132，流體僅能通過排出孔口 130流出插槽。應該清楚，因 此排出孔口 130的尺寸決定在插入探頭106時所產生的阻力。使用時，諸如油、水或水基(water-based)液體的流體在壓力下流 動通過耦聯組件101內的管道。該管道容許流體在兩個流體通道之間流孔121。但是，在兩個孔之間的交接處，因為為了將探頭插入插槽內而 必需使探頭的外徑小于插槽的內徑，所以在探頭和插槽之間的環形空間 內也存在流體。在探頭和插槽的壁之間形成密封的外部環形密封環115 防止流體朝插槽的封閉端漏溢。在插槽和探頭的徑向表面之間形成密封 的內部環形密封環128防止流體朝插槽的敞開端漏溢。因此，流體管道 包括兩個通孔108、 121以及由兩個密封環115、 128所界定的環形空間。流體壓力在管道的所有內表面上施加相等的壓力。流體壓力在耦聯 組件內產生彎曲力，該彎曲力作用以減小軸線A和軸線B之間的互連 角。流體壓力既產生分開力也產生耦聯力。因此，如果凹型耦聯構件保 持靜止，則分開力是在內部密封環128處的流體壓力與探頭106橫截面 面積的乘積，而耦聯力是在外部密封環115處的流體壓力與探頭106橫 截面面積的乘積。在本實施方式中，這些密封件的配置使得耦聯力和分 開力產生了作用以迫動探頭進入插槽內或將探頭維持在插槽內的凈力。 因此，所述凈力是流體壓力與探頭和插槽之間的環形空間的橫截面面積的乘積。將會容易理解，通過或繞探頭或繞插槽設置兩個環形密封環， 獲得零耦聯凈力。當凸型耦聯構件和凹型耦聯構件如圖2所示地耦聯到一起時，這些 構件內的孔117、 136彼此對準。可將銷插穿過它們，以幫助將凸型構 件和凹型構件維持在耦聯關系。這有助于在不注意地施加了分開力時， 維持耦聯。另一方面，當施加非常大的力時，即如果抵抗則可能導致耦 聯組件損壞時，銷能夠失效并且凸型構件和凹型構件分開。這種情況發 生時的力就是脫開力。參見圖3，依據本發明的第二實施方式，耦聯組件201包括至少一 個凸型耦聯構件202和歧管203。各個凸型耦聯構件大致依據前述實施 方式的凸型耦聯構件，并包括近端區204，其設置用于與第一流體通 道(未示出)連通；探頭206，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔208， 其具有與流動軸線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第 一孔口和位于探頭的圓周面上的第二孔口之間；以及外部密封環215， 其設置在接近探頭的自由端部處。依據第二實施方式，各個凸型耦聯構件進一步包括徑向凸緣216、 機械夾子217、以及對準特征210。徑向凸緣繞近端區延伸，并包括與 流動軸線B垂直的上表面和下表面。周向側壁連接上表面和下表面，并 朝下表面成錐形。機械夾子217包括圓盤部218以及兩個側部219、 220。圓盤部包括 上表面和下表面，并包括中心孔，因此類似墊圏。兩個側部大致相同， 并各自為大致部分環形形狀。各側部與盤部成大約90°角。側部從盤部 下表面的任一側并且從盤的最外端區沿軸向延伸。側部和鄰接盤部實質 上包括一個由具有復原力的塑料材料所形成的部件。各個側部均包括嚙合裝置219a、 220a。嘧合裝置包括具有大致鋸齒 形、并在各側部的外側面上接近自由端部處的周向齒的齒條。在各個具 有齒的齒條中，各齒具有與流動軸線垂直的面和相對于流動軸線傾斜的 面。使用時，夾子的盤部繞近端部并垂直于流動軸線地定位，其中夾子 能夠沿流動軸線縱向地滑動，但通過盤的下表面和凸緣的上表面之間的 抵接而被限制接近探頭。各個探頭的遠端部均包括對準特征210。對準特征包括壁的位于探 頭端部區附近的平坦化部。對準特征進一步包括徑向面和軸向面。如本 文將描述的，對準特征確保了凸型耦聯構件的正確對準，且因此它是非 對稱的。歧管203包括至少一個且優選地為多個(未示出)連接部位以與各 凸型耦聯構件對應。各連接部位包括大致依據前述實施方式的凹型耦聯 構件的特征，并包括通孔221，其與流動軸線B重合，并從設置用于 與第二流體通道(未示出)連通的第一端部延伸；插槽222，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封環228，其設置于接近插槽的敞開端部處。
依據第二實施方式，各耦聯部位進一步包括開口銷230和包括內部 徑向齒236的嚙合裝置。開口銷230容置于穿過歧管延伸于插槽的封閉 端部區和周圍環境之間的圓形孔內。該圓形孔設置成垂直于耦聯軸線A 并位于插槽的邊緣處。開口銷牢固地容置于孔內。銷是裂開的，使得流 體可進入銷的中心，因此在插槽底部和周圍環境之間形成流體排出路 徑，并大致依據前述實施方式的流體排出孔口操作。
內部徑向齒236包括與通孔221的軸線重合的軸線。該齒是一般的 鋸齒形狀以與機械夾子的嚙合裝置219a、 220a對應。
在圖3中示出位于未配合位置的第二實施方式的耦聯組件。凸型構 件通過沿耦聯軸線A的相對運動被插入歧管的插槽內。插入探頭直到探 頭抵接開口銷230為止。如圖4所示，當探頭正確地定向時，對準特征 的軸向面通過開口銷，其中發生與對準特征的徑向面的所述抵接。當探 頭位于正確方位時，銷設置成在凸型耦聯構件和歧管內的通孔重合時限 定相對運動。如果凸型構件未正確地定向，則在探頭的遠端部和銷之間 發生所述抵接。當探頭的遠端部抵接銷時，凸型耦聯構件和歧管各自內 的通孔軸線并未對準。
為了將凸型構件插入到圖4所示的位置，機械夾子沿流動軸線B軸 向地遠離探頭移動。當探頭正確地插入時，機械夾子的軸線與內部徑向 齒236的軸線對準，使得機械夾子可沿流動軸線B并朝歧管軸向地滑動。 機械夾子的兩個側部由于夾子的彈性性質而向內彎曲，因此容許嚙合裝 置219a、 220a與歧管的內部徑向齒嚙合。在圖5中示出夾子完全配合， 其中夾子的齒與歧管嚙合。所述嚙合阻止夾子和歧管之間遠離彼此的相 對運動。此外，夾子和凸型耦聯構件的徑向凸緣之間的抵接提供了耦聯 組件的脫開強度。
使用時，耦聯組件大致依據前述實施方式工作。如果超過脫開力， 則機械夾子的齒設計為剪斷使得該耦聯斷開。替代地，為了以控制方式 分離組件，機械夾子的側部的自由端可受迫互相接近，使得齒移離嚙合 狀態，并且夾子從歧管滑動離開。
依據本發明第三實施方式并且如圖6所示，耦聯組件包括凸型耦聯 構件302和凹型耦聯構件303。凸型耦聯構件大致依據第二實施方式的凸型耦聯構件，并包括近端區304，其設置用于與第一流體通道(未 示出)連通；探頭306，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔308，其具 有與流動軸線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔 口和位于探頭的圓周面上的第二孔口之間；外部密封環315，其設置在 接近探頭的自由端部處；徑向凸緣316，其從近端區沿徑向延伸；對準 特征310，其形成于探頭的末端部處；以及機械夾子317，其可滑動地 安裝在凸型構件的近端區附近。
第三實施方式的機械夾子包括圓盤部318以及兩個側部319、 320。 該側部與第二實施方式中所述的側部的不同之處在于該圓盤部在側部 的中間部位而不是在它們的端部處接合兩個側部。因此，該側部具有從 圓盤部的一側延伸的第一端部和從相對側延伸的第二端部。該側部進一 步與第二實施方式中所述的側部的不同之處在于，包括具有一般鋸齒形 狀的周向齒的齒條的嚙合裝置319a、 320a位于該側部的內面上而不是 外面上。該嚙合裝置位于該側部的第一端部上。
徑向凸緣316與第二實施方式中所述的凸緣的不同之處在于，它包 括傾斜上面以及與耦聯組件的軸線垂直的下面。
凹型耦聯構件大致依據第一實施方式的凹型耦聯構件，并包括通 孔321，其與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出) 連通的第一端部延伸；插槽322，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封 環328，其設置于接近插槽的敞開端部處。凹型構件進一步包括開口 銷330，其與第二實施方式中所述的開口銷大致一致，并設置于插槽內； 以及嚙合裝置，其與第二實施方式中所述的嚙合裝置不同之處在于嚙合 裝置包括外部徑向齒336。
外部徑向齒336包括與通孔321的軸線重合的軸線。該齒為一般鋸 齒形狀以與機械夾子的嚙合裝置319a、 320a對應。
第三實施方式的耦聯組件大致按照第二實施方式的配合中所述地 進行配合。機械夾子的齒通過向外彎曲與凹型構件上的齒的齒條嚙合。 當嚙合時，該齒阻止夾子和凹型耦聯構件之間沿分離方向的相對運動。 包括夾子的圓盤部的下面與凸緣的傾斜上面之間的抵接，阻止了耦聯構 件的分離。因此，使用時，夾子提供脫開強度。
夾子的齒設計為如果超過脫開強度則剪斷，因此容許探頭不配合。由于凸緣326的傾斜上面的幾何結構，導致當凸型構件和凹型構件拉開 時該側部向內彎曲，所以脫開強度增強。可通過向內擠壓側部的第二端 部，使得第一端部被迫向外并脫離與徑向齒的嚙合，來有意地移走夾子。依據第四實施方式，并如圖7和圖8所示，耦聯組件包括凸型耦聯 構件和凹型耦聯構件。凸型耦聯構件402大致依據前述實施方式的凸型 耦聯構件，并包括近端區404，其設置用于與第一流體通道(未示出) 連通；探頭406，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔408，其具有與流 動軸線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位 于探頭的圓周面上的第二孔口之間；以及外部密封環415,其設置在接 近探頭的自由端部處。凸型耦聯構件的探頭大致上不及前述實施方式的長，并最低P艮度地 從近端區延伸，僅使得外部密封環可座置于探頭的末端部和通孔的孔口 之間即可。此外，探頭的末端部位于與流動軸線B平行的平面內，而不 是如前述實施方式中所示的耦聯軸線A的徑向上。外部環形密封環415 也設置于與流動軸線B平行的平面內，而不是前述的耦聯軸線A的徑 向上。凸型耦聯構件進一步包括板417。該板自近端區沿徑向延伸，并包 括孔418。該孔延伸穿過該板，并設置成使孔的軸線與流動軸線B垂直。凹型耦聯構件大致依據前述實施方式的凹型耦聯構件，并包括通 孔421，其與流動軸線B重合，并從設置用于與第二流體通道(未示出) 連通的第一端部延伸；插槽422，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封 環428，其設置于接近插槽的敞開端部處。凹型耦聯構件的插槽大致上不及前述實施方式中所述的長，并與探 頭的尺寸對應。凹型耦聯構件進一步包括自插槽的孔口沿軸向延伸的板 436。該板包括孔437，孔437延伸穿過該板，并具有與位于凹型構件內 的通孔的流動軸線B垂直的軸線。當使用中配合時，外部環形密封環415在插槽和探頭之間產生密封， 該密封位于與流動軸線B平行并從通孔421、 408的展度向外間隔開的 平面內。此外，當使用中配合時，板417、 436設置為它們自由端部的 部分彼此重疊，使得孔417、 436對準。可將銷(未示出)插入穿過這 些孔以為該耦聯提供脫開強度。所述銷大致依據第一實施方式中所述的銷操作。使用時，耦聯組件大致按照本文的前述實施方式所述地操作。第四 實施方式的優點是耦聯組件保持為大體筒形輪廓，使得耦聯組件可設置 于另一管或流體管道內。依據本發明的第五實施方式并參見圖9-12，耦聯組件包括凸型耦 聯構件和凹型耦聯構件。凸型耦聯構件大致依據前述實施方式的凸型耦 聯構件，并包括近端區504，其設置用于與第一流體通道(未示出) 連通；探頭506，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔508，其具有與流 動軸線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位 于探頭的圓周面上的第二孔口之間；以及外部密封環515，其設置在接 近探頭的自由端部處。凸型耦聯構件進一步包括設置在探頭相對側的第一耦聯臂540和第 二耦聯臂541。各耦聯臂自近端部的側面延伸。各臂為大致圓形，并包 括與耦聯軸線A平行對準的對應軸線。各臂的自由端部包括多個設置成 沿臂的軸線間隔開的缺口 543。該缺口或各缺口包括第一面和第二面。 第一面與自由端部間隔地最近，并且垂直于臂的軸線。第二面相對于該軸線傾斜，從而形成V形。臂的自近端部延伸的區域是截頭圓錐體形狀， 且設置成是使得它朝臂的自由端部逐漸變細。臂的延伸于截頭圓錐體區 域和自由端部之間的第二區域為大致圓筒形。凹型耦聯構件大致依據前述實施方式的凹型耦聯構件，并包括通 孔521，其與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出) 連通的第一端部延伸；插槽522，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封環 528,其設置于接近插槽的敞開端部處。凹型耦聯構件大體上比前述實施方式中所述的寬，并進一步包括 第一對準孔550和第二對準孔551。對準孔設置在插槽的任一側上，并 為大致筒形。各個對準孔551平行于耦聯軸線A延伸并與插槽在同 一平 面。自包括插槽敞開端部的面延伸的端部區是截頭圓錐體狀，使得對準 孔遠離該面逐漸變細。對準孔的另一區為大致圓筒形，并延伸于截頭圓 錐體部和包括流體排出孔口 530的孔口的面之間，流體排出孔口大致依 據第一實施方式中所述的流體排出孔口。因為對準孔與插槽平行，所以 它們不與插槽或通孔相交。凹型耦聯構件進一步包括鎖定裝置554。該鎖定裝置包括彼此間 隔并由位于它們端部處的板所接合的第一銷和第二銷。銷555在共同平 面內自該板延伸。各銷的自由端部傾斜成角以形成傾斜端面。鎖定裝置 的銷插入在凹型構件內所形成的兩個孔內。這些孔設置在通孔和插槽的 任一側上。所述孔進一步設置成使得它們分別與各個對準孔相交。所述 孔自與對準孔的相交處和凹型耦聯構件的外表面向上延伸。鎖定裝置的重量使銷555向下偏置，因此當分離時，如圖10所示， 銷抵接對準孔的內界面。對準銷確保凸型耦聯構件正確地定向，使得兩個通孔對準并形成 直通的流體流動。探頭通過沿耦聯軸線A的相對運動而插入插槽內。如 圖11所示，對準銷初始與位于凹型耦聯構件內的對準孔的截頭圓雉體 嚙合。這減小了初始旋轉式對準的公差。當探頭進一步插入插槽內時， 對準臂以與對準孔以滑動接觸的方式喻合。當對準臂到達銷555與對準孔相交之處時，對準臂抵接銷的傾斜 端面，并通過進一步的相對運動迫動銷向上并離開對準孔。當耦聯構件 在使用中配合時，凸型耦聯構件的止擋構件一一大致依據第一實施方式 中所述的止擋構件一一抵接凹型耦聯構件的面。在該點處，鎖定裝置的 銷與位于對準臂內的缺口對準。在鎖定裝置的重量下，銷因此與缺口嚙 合。鎖定裝置的各銷555為該組件提供脫開強度。通過銷和缺口的正 交端部的抵接，阻止了探頭從插槽移離。銷的尖端部設計成如果超過了 脫開力則失效，使得探頭能從插槽移離。依據第六實施方式并參見圖13-16，耦聯組件包括凸型耦聯構件 602和凹型耦聯構件603。凸型耦聯構件大致依據前述實施方式的凸型耦聯構件，并包括 近端區604,其設置用于與第一流體通道(未示出)連通；探頭606， 其設置成與耦聯軸線A重合；通孔608，其具有與流動軸線B重合的軸 線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位于探頭的圓周面上 的第二孔口之間；以及外部密封環615，其設置在接近探頭的自由端部 處。凸型耦聯構件進一步包括閥、臂660以及流體釋放裝置。該閥662 包括任一公知閥，并且特別地絕不限于在打開位置和關閉位置之間可轉 動的球閥。該閥容納于探頭的近端區內，并設置成與流動軸線B垂直。 該閥與通孔的軸線相交，使得在打開位置時，該閥產生依據前述實施方 式的直通的流體管道。密封裝置664確保流體不能經由閥漏溢出通孔。 通過將閥旋轉卯。而關閉該閥。該閥進一步包括牢固地保持在閥的頂部并位于耦聯構件的外側的 板668。該板包括第一直邊緣和圓形末端。其中在使用并位于關閉位置 時，第一邊緣設置成與耦聯軸線A平行。臂660包括第一部分和第二部分，第一部分設置成與流動軸線平 行，第二部分設置成與第一部分成90。。臂自近端區的外側延伸。流體釋放裝置包括延伸于探頭的末端部和探頭的側面上的孔口之 間的流體管道。流通管道包括自探頭側面上的孔口并垂直于探頭軸線延 伸的小直徑孔670。該小直徑孔連接到大直徑凹槽671,大直徑凹槽671 自探頭末端沿其軸線延伸以減小探頭的重量。小直徑孔設置于探頭上并 位于探頭的末端部和外部環形密封環616之間。另一環形密封環671繞 探頭設置于探頭的末端部和小直徑孔之間。當使用中配合時，外部環形 密封環616和另一環形密封環671密封具有插槽的探頭。凹型耦聯構件大致依據前述實施方式的凹型耦聯構件，并包括 通孔621，其與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示 出)連通的第一端部延伸；插槽622,其與耦聯軸線A重合；以及內部 密封環628,其設置于接近插槽的敞開端部處。凹型耦聯構件進一步包括閥690和臂680。閥6卯與凸型耦聯構 件的閥相同，并設置于第 一流體管道與通孔和插槽的相交處之間。臂680 包括第一部分和第二部分，第一部分設置成與流動軸線B平行并自插槽 的外側延伸，并且第二部分設置成與第一部分成卯。。當未耦聯時，凸型耦聯構件和凹型耦聯構件的閥位于關閉位置， 使得流體不能從耦聯構件的端部漏溢出。當探頭插入插槽內時，各臂的 自由端部沿位于相應閥的頂部上的各板的第一邊緣滑動。在插入過程 中，閥不轉動并保持在關閉位置。當使用中插入時，轉動該板，使得各 板的第一邊緣朝各相應臂的第二區域移動以打開閥。例如，位于凸型構件上的閥的板朝位于凹型構件上的臂的第二區域移動。通過板和臂的抵 接將閥的轉動限定在打開位置。當分離時，耦聯構件之間的相對運動使得各臂朝關閉位置轉動相 應板。耦聯構件的分離使該相對運動以及因此的閥的關閉轉動繼續，使 得就在凸型構件的通孔經過內部環形密封環之前、當流體釋放的孔口變 為連接到凹型構件的通孔時，閥位于關閉位置。當到達所述位置時，截 留于通孔內并位于關閉閥之間的流體可漏溢通過流體釋放管道并進入周圍環境。當閥位于關閉位置時，各板的第一邊緣又與耦聯軸線A平行 對準，使得該臂不進一步轉動閥。笫六實施方式的優點在于，在凸型構件的通孔變為與凹型構件的 通孔不密封之前，耦聯構件的端部封閉。此種設置意味著，即使在耦聯 構件被迫分開的熱分斷條件下，流體也不會從耦聯構件的端部"噴出"。 此外，在此種分離下，耦聯構件不由于從耦聯構件排出的流體壓力而被 迫分開。在第七實施方式中并參見圖17至圖19，耦聯組件701包括大致 依據第一實施方式的凸型耦聯構件702和凹型耦聯構件703。圖17示出未耦聯的耦聯組件701。依據第一實施方式，凸型構件 702包括近端區704,其設置用于與第一流體通道(未示出)連通； 探頭706,其設置成與耦聯軸線A重合；通孔708，其具有與流動軸線 B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位于探頭 的圓周面上的第二孔口之間；以及外部密封環715，其設置在接近探頭 的自由端部處。凸型耦聯構件702包括第一內部件，其包括探頭；以及管部716， 其自探頭延伸并與流動軸線B重合。該管的外徑小于探頭的外徑，使得 突出部713形成在相交處。管部的遠離探頭的端部包括與第一流體通道 (未示出)連接的近端區704。該近端區進一步包括徑向槽，在該徑向 槽內可拆卸止擋構件718能牢固地固定到管部。第二部件繞內部件的管部的外側形成套筒717。該套筒包括具有 與其軸線重合的通孔的厚壁中空棒。該通孔具有階梯部719，使得通孔 的位于近端區704內的內徑比其鄰近探頭的區域處的內徑大。在通孔的 鄰近探頭的區域內，該孔繞管部密合地配合。階梯部719形成為相對于軸線B成90°。通過移除止擋構件718并將套筒滑動到管部上，繞管設置套筒。 彈簧720也繞管設置。彈簧的一端抵接止擋構件718，并且彈簧的另一 端抵接套筒的階梯部719,使得套筒被迫動以抵接突出部713。依據第一實施方式，凹型耦聯構件703包括通孔721,其與流 動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出)連通的第一端 部延伸；插槽722，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封環728，其設 置于接近插槽的敞開端部處。凹型耦聯構件703進一步包括圓形或盤形凹槽740，凹槽740形 成于耦聯構件的面723內并形成插槽的敞開端部。凹槽740與組裝裝置 (圖19)中的流動軸線B重合，并適當地確定尺寸以密合地容置凸型 耦聯構件的套筒的前端，如圖19所示。凸型耦聯構件的探頭能插入凹型耦聯構件的插槽內，直到到達圖 18所示的接近配合位置，這時套筒抵接面723，但不位于凹槽740內。 為了完成探頭的插入，套筒克服彈簧720的作用而被迫動朝止擋構件 718滑動。如圖19所示，當探頭插入從而兩個通孔對準時，套筒能位于 凹槽740內。彈簧將套筒保持在凹槽內并與突出部抵接。當耦聯時，如圖19所示，通過將套筒前端嚙合進凹槽740內，并 借助于彈簧720，防止了探頭從插槽退出。為了非有意地斷開耦聯部件， 例如借助于流體通道內的過量流體壓力或機械移動，凹型構件的角部 742將必須與耦聯構件斷開。因此提供了斷裂強度。但是，有意的分離 容易實現。套筒717克服彈簧力從凹槽740退出。由此與角部無關；角 部不再是阻礙套筒的抵靠物。該退出運動可繼續。在第八實施方式中并參見圖20和圖21，耦聯組件801包括凸型 耦聯構件802和凹型耦聯構件803。除了外部密封環由在探頭和插槽之 間形成密封(如第一實施方式中的)的第二內部密封環815替換、以及 探頭和插槽具有變化的直徑而不是恒定的直徑，該耦聯組件大致依據第 一實施方式。凹型耦聯構件大致依據第一實施方式，并包括通孔821，其與 流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出)連通的第一端部延伸；插槽822，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封環828，其 設置于接近插槽的敞開端部處。凸型耦聯構件大致依據第一實施方式，并包括近端區804，其 設置用于與第一流體通道(未示出)連通；探頭806,其設置成與耦聯 軸線A重合；以及通孔808，其具有與流動軸線B重合的軸線，并延伸 于位于近端區的末端部上的笫一孔口和位于探頭的圓周面上的第二孔 口之間。插槽822包括位于第一內部密封環815和第二內部密封環828之 間的恒定直徑部，但是，從緊鄰第一密封環815處朝插槽的封閉端，插 槽的直徑減小；從緊鄰第二密封環828處朝插槽的敞開端，插槽的直徑 增大。探頭的輪廓匹配插槽的輪廓，使得如圖21所示，當該耦聯配合 時，探頭密合地配合進插槽內。使用時，鄰接密封環的相應插槽和探頭的錐形變化，防止了密封 環由于流體壓力而被擠壓出它們的容座。在第九實施方式中并參見圖22至圖24,耦聯組件901包括大致 依據第六實施方式的凸型耦聯構件卯2和凹型耦聯構件卯3。圖22示出未耦聯的耦聯組件。凸型耦聯組件卯2包括近端區 904,其設置用于與第一流體通道(未示出)連通；探頭卯6，其設置成 與耦聯軸線A重合；通孔908,其具有與流動軸線B重合的軸線，并延 伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位于探頭的圓周面上的第二 孔口之間；外部密封環915，其設置在接近探頭的自由端部處；以及閥 962，其可在關閉位置(圖22)和打開位置(圖24)之間轉動。該閥包括牢固地保持到閥的頂部并位于耦聯構件外側上的板 968。板的輪廓周緣包括大致平坦的第一邊緣和呈弓形的相對的第二邊 緣。當閥位于關閉位置時，該平直邊緣設置成與流動軸線B垂直，弓形 邊緣的與板的樞轉點(閥的中心線)最遠的端部設置到耦聯軸線A。閥 的中心軸線設置成與平直邊緣大致成一直線。凸型耦聯構件進一步包括自探頭的末端部并與軸線A成一直線延 伸的臂960。銷961自該臂的端部延伸。銷與閥的軸線平行。凹型耦聯構件卯3包括通孔921,其與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出)連通的第一端部延伸；插槽922， 其與耦聯軸線A重合；內部密封環928 (未示出)，其設置于接近插槽 的敞開端部處；以及閥990，例如爿〉知的球閥。閥由一系列樞接連桿操作。第一連桿992牢固地附接到閥。中間 連桿993在偏離閥的軸線的位置樞轉地附接到第一連桿。中間連桿的相 對端樞轉地附接到可操作構件994。該可操作構件繞相對于凹型構件卯3 固定并定位于自凹型構件的本體延伸的桿上的點轉動。中間連桿可樞轉 地連接到偏離其轉動軸線的可操作構件。該偏離量與中間連桿和閥的軸 線之間的偏離量相同，使得當可操作構件轉動時，閥也轉動。該可操作構件與凸型構件的板968大致相似，并具有平直邊緣和 相對的弓形邊緣。當岡990關閉時，如圖1所示，平直邊緣相對于耦聯 軸線傾斜，并且弓形邊緣的最遠離轉動軸線的端部與耦聯軸線B平行。凹型構件包括自凹型構件的主體外側延伸的臂980。銷981自該 臂的末端部并與閥的軸線平行地延伸。為了耦聯組件，探頭沿耦聯軸線插入插槽內直到如圖23所示的第 一位置為止，其中銷981、 961分別抵接板968和可操作構件994的平 直邊緣。在該位置，閥仍舊關閉。當探頭進一步插入時，閥打開直到當 位于如圖24所示的第二位置時通孔對準并且閥打開。閥的打開大致相似，且本文僅參照閥990進行描述。當探頭進一 步插入時，銷相對于閥并與耦聯軸線平行地移動。因此，銷保持與平直 邊緣抵接，但首先朝向然后遠離樞轉點移動，這是轉動板并因此打開閥 所必需的。在分離過程中，該銷相對于板并與耦聯軸線B平行地移動。 首先，該銷在抵接相對的弓形面之前順暢地移動板。在進一步分離過程 中，板首先朝向然后遠離樞轉點移動，這是轉動該板并因此關閉閥所必 需的。當閥關閉時，銷移動經過與耦聯軸線A平行的弓形邊緣的端部， 然后該探頭分離。該實施方式的顯著優點是構件的耦聯和分離分別地打開和關閉 閥，而沒有任何進一步的干涉。在第十實施方式中并參見圖25至圖26，耦聯組件1001包括凸型 耦聯構件1002和凹型耦聯構件1003與第七實施方式相似，凸型構件1002包括內部件和套筒1017。該內部件包括近端區1004,其設置用于與第一流體通道(未示 出)連通；探頭1006，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔1008，其具 有與流動軸線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔 口和位于探頭的圓周面上的第二孔口之間；以及外部密封環1015,其設 置在接近探頭的自由端部處。該套筒繞第一部件的近端區可滑動地安裝，并由彈簧1020朝探頭 迫動，并與形成在探頭和近端區的相交處的突出部1013抵接。與第七實施方式相似，凹型耦聯構件1003包括通孔1021，其 與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出)連通的第 一端部延伸；插槽1012,其與耦聯軸線A重合；內部密封環1028，其 設置于接近插槽的敞開端部處；以及盤形凹槽1040，其形成在形成插槽 的敞開端的耦聯構件的端面內。盤形凹槽1040由與凹型耦聯構件一體形成的半圓形凸部和相對 的半圓形墊圏零件1041限定。半圓形墊圏零件與凹型耦聯構件分離。 半圓形墊圏零件相對于半圓形凸部設置在凹型耦聯構件上，使得它們組 合形成圓形脊突。圓形脊突的軸線與軸線B重合。圓形脊突的中間部分 形成在中心處具有通孔1021的盤形凹槽1040。墊圏零件1041由保持構 件1042保持到耦聯構件上的半圓形凸部。保持構件1042包括由多個匝圏所組成的彈簧或帶型裝置。彈簧或 帶具有與圓形凸部的直徑大致相同的直徑。因而，彈簧或帶繞半圓形凸部和半圓形墊圏零件密合地配合，并由此將半圓形墊圉零件牢固地固定 到耦聯構件。凸型耦聯構件能大致如前文參照第七實施方式所述地插入凹型耦 聯構件的插槽內。在插入到完全耦聯位置過程中，如圖25a所示，保持 彈簧或帶和墊圏零件基本上不移動。如前文參照第七實施方式所述的，在配合位置，如圖25a所示， 通過套筒和墊團零件之間的嚙合，防止探頭從插槽退出。但是，在預定 脫開力下，保持彈簧沿徑向伸長，由此容許墊圏零件沿徑向遠離固定半 圓形凸部移動，這就容許凸型耦聯構件分離。由于保持彈簧的彈性性質，在脫離之后，保持彈簧恢復到其初始尺寸。由此，這種彈性使墊圏零件 恢復到其與半圓形凸部抵接的位置。當脫開力的起因消失時，探頭然后 可插入插槽并使該耦聯重新耦聯。由此，保持彈簧為該耦聯提供脫開強 度。如前文參照第七實施方式所述的，通過將套筒從盤形凹槽退出， 能容易地實現對凸型耦聯構件和凹型耦聯構件的有意分離。此種實施方式的優點在于，不破壞性地損壞凸型耦聯構件或凹型 耦聯構件之一或任何其部件，就可獲得脫開強度。保持構件的彈性性質 也容許在脫開事件后的容易的重新耦聯。在第十一實施方式中并參見圖27至圖29，耦聯組件1101包括凸 型耦聯構件1102和凹型耦聯構件1103。圖27示出未耦聯的耦聯組件。依據第一實施方式，凸型耦聯構件 1102包括近端區1104，其設置用于與第一流體通道(未示出)連通； 探頭1106，其設置成與耦聯軸線A重合；通孔1108，其具有與流動軸 線B重合的軸線，并延伸于位于近端區的末端部上的第一孔口和位于探 頭的圓周短面上的第二孔口之間；以及外部密封環1115，其設置在接近 探頭的自由端部處。凸型耦聯構件1102包括徑向凸緣，該徑向凸緣設置在近端區和探 頭的相交處，并包括前端抵接面和圓周面。護套構件1107牢固地附接 到凸型耦聯構件，并固定在徑向凸緣的圓周面處。護套構件1107包括 大致管形部，并平行于耦聯軸線A延伸。該護套自徑向凸緣朝探頭的自 由端部延伸。探頭的末端部和護套的末端部終止于同一平面處。內部徑 向凸緣自護套的末端部朝中心軸線延伸。半圓形孔1119穿透護套而形成，并設置在末端區域處。該孔具有 與流動軸線B重合的中心軸線。如下文將會清楚的，該孔確定尺寸以容 納凹型耦聯構件。在護套與該孔相對的側上，嚙合特征平行于耦聯軸線A并從護套 的末端部延伸。嚙合裝置1166包括具有與耦聯軸線A垂直的通孔的板。包括管形部的封閉構件1162可滑動地安裝在探頭的端部上。該封 閉構件包括外部延伸徑向凸緣1163，徑向凸緣1163設置成從封閉構件的一個端部偏離。該偏離量與護套的內部徑向凸緣的厚度對應。諸如彈簧1164的偏置裝置設置在形成于護套和探頭之間的徑向 空間內。該彈簧一端作用在前抵接面1112上，并且另一端作用在封閉 構件的外部徑向凸緣上。該彈簧將封閉構件偏置到如圖27所示的封閉 位置，其中封閉構件被朝封閉構件的外部徑向凸緣和護套的內部徑向凸 緣之間的抵接偏置。在封閉位置處，護套的端部、封閉構件以及探頭形 成平坦面。在封閉位置處，第一外部環形密封環1115定位于探頭的末端部和 通孔1108的孔口之間，并用以將探頭密封于封閉構件。容納于在封閉 構件內所形成的內部環形凹槽內并定位于通孔1108的孔口的另一側上 的內部密封環1165，也作用為密封探頭和護套。兩個密封環1115和1065 的配置將通孔1108內的流體密封。與第一實施方式相似，凹型耦聯構件1103包括通孔1121，其 與流動軸線B重合，并自設置用于與第二流體通道(未示出)連通的第 一端部延伸；插槽1122，其與耦聯軸線A重合；以及內部密封環1128, 其設置于接近插槽的敞開端部處。凹型耦聯構件1103包括內部封閉構件ll卯，其在插槽1122內 操作；以及保持構件1191，其將封閉構件保持在插槽內。該保持構件包括具有大致封閉端部的管形部。該保持構件定位在 穿透插槽的封閉端部所形成的孔內，并牢固地固定到凹型構件。保持構 件的軸線與耦聯軸線A重合。保持構件的直徑比插槽的內徑小，使得該 保持構件在插槽內從封閉端部沿插槽延伸到中途位置。因此，該保持構 件的大致封閉端部定位于插槽內。與耦聯軸線A重合的孔穿透大致封閉 端部而形成。該封閉構件包括中心桿部，該中心桿部包括從一個端部向外延伸 的徑向凸緣。另一端部附接到管的封閉端部的徑向面。該管與耦聯軸線 A以及中心桿部的軸線重合。該管從末端面朝中心桿部的相對端部延 伸。如圖27所示，位于末端桿部的端部上的徑向凸緣容納于保持構件 的管形部內，且中心桿延伸穿過大致封閉端部內的孔。諸如彈簧1192的偏置裝置在插槽的封閉端部和封閉構件ll卯的封閉端部的內表面之間操作。該彈簧將封閉構件朝插槽的敞開端部偏 置。通過保持構件的大致封閉端部和封閉構件的中心構件的徑向凸緣之 間的抵接，封閉構件停止在封閉位置。封閉構件設置成在停在封閉位置， 使得封閉構件的封閉端部的外表面與插槽的敞開端部位于同一平面內。在封閉位置，內部密封環1128在插槽的敞開端部和通孔1121的 孔口之間將插槽密封于封閉構件。外部密封環1193在通孔1121的孔口 的相對側將插槽密封于封閉構件。因而，在封閉位置，通孔1121內的 流體被密封從而不會在插槽端部處漏溢。嚙合裝置1194設置在凹型耦聯構件的外側上，并包括垂直于和平 行于耦聯軸線A延伸的板。該嚙合裝置包括通孔。平坦端部而耦聯，如圖28所示。然后，通過提供封閉力可啟動耦聯， 使得這些構件移到完全插入位置，如圖29所示。在進一步插入過程中，1164和1192的偏置而沿軸向迫動。通過凸型耦聯構件的徑向凸緣和相構件的端部之間的抵接，運動停止。可從圖29中看出并且如前所述， 在完全插入位置，各耦聯構件內的通孔對準。此外，探頭的外部密封環 和插槽的內部密封環如前所述地繞通孔設置。此外，在完全插入位置，凸型耦聯構件的嚙合裝置和凹型耦聯構 件的嘧合裝置也對準。如前文實施方式所述的，可穿過各嚙合構件內的 相應通孔插入脫開銷以由此提供脫開強度。該銷也將需要被插入以抵抗 迫動耦聯構件分開的彈簧力。穿過凸型耦聯構件的護套的孔1119設置成接收凹型耦聯構件的 管形部，內部通孔1121穿過該管形部延伸。這就使兩個耦聯構件之間 旋轉地對準，這是需要的以確保通孔之間的對準。此種實施方式提供若干個優點。該實施方式為耦聯提供平坦端部， 這能夠使耦聯件被容易地擦凈。當不耦聯時，各耦聯構件內的通孔也封 閉，由此確保在組件的耦聯和分離過程中流動通過孔的流體不漏溢。圖30示出本發明的第十二實施方式，其中大致依據本文所述實施方式的耦聯構件由諸如碳或玻璃纖維的復合結構制成。已知對于管部而言，土55。的纏繞角(wind angle)可獲得最優的 強度。因此，諸如凸型耦聯構件的彎管將制造具有沿相對于流動軸線B 的近端區1204和也沿相對于耦聯軸線A的探頭所保持的土55。的纏繞 角。圖30示出依據本發明第十二實施方式的纖維(pattern)圖案。 凸型耦聯構件沿近端區包括士55。纏繞角，但是然后沿探頭變化到0/卯。 纏繞角，這里大部分纖維沿軸向布置。對比地，凹型耦聯構件的纖維沿 敞開端部區以士55。纏繞角布置，但在插槽部處變化到0/卯。纏繞角，且 大部分纖維沿徑向布置。纏繞角的變化為耦聯構件提供更大的強度，并且抵消了該區域內 的主要圓周應力。本發明可用于液壓機械或氣動機械，但優選地用于流體輸送應用。本發明的顯著優點是流體通過耦聯組件的流動基本上是通過直通 管道。這能夠使管道以及鄰接的上游流體通道和下游流體通道能夠被 "PIG處理"，這在輸油管道部門是公知操作并且需要經由任何耦聯件 的暢通無阻的管道。本領域技術人員將會清楚，依據本發明的耦聯組件傳統上可由塑料、 金屬、或本領域內公知的任何其它任啊材料形成。此外，部件的精確配置 可與附圖中所示的那些不同。例如，不需^聯組件必須大致對稱，并且 實際上對于一些應用而言，具有偏心形狀的部件可以^1有利的。凸型構件 的橫截面和相應的凹型構件插槽不需要為筒形，雖然這是優選實施方式， 因為它容許(一個或多個)凸型構件在凹型構件內轉動。
權利要求
1.一種用于以可釋放方式互連流體通道的耦聯組件，其包括凸型耦聯構件和凹型耦聯構件，所述凸型耦聯構件和所述凹型耦聯構件在使用時通過將所述凸型構件的探頭插入所述凹型構件的插槽內來配合，各個所述耦聯構件均包括設置用于連接到流體通道的第一端部和從所述第一端部延伸的通孔，其中所述凸型耦聯構件的通孔延伸于所述第一端部和所述探頭的圓周面之間，其中在使用中配合時，各個所述耦聯構件的通孔沿第一縱向軸線重合，并且所述探頭和所述插槽沿第二縱向軸線重合，所述第二縱向軸線相對于所述第一軸線傾斜，所述通孔提供所述兩個流體通道之間的流體管道并且流體由密封裝置大致保持于所述管道內。
2. 如權利要求1所述的耦聯組件，其中，使用時，連接到所述凹 型耦聯構件的第一端部的所述流體通道與所述凹型耦聯構件的通孔重 合，并且連接到所述凸型耦聯構件的第一端部的所述流體通道與所述凸 型構件的通孔重合。
3. 如權利要求1或2所述的耦聯組件，其中，所述探頭包括所述凸 型耦聯構件的第二端部。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的耦聯組件，其中，所述插槽包 括所述凹型耦聯構件的第二端部，并且所述凹型構件的通孔從所述第一 端部延伸并與所述插槽相交。
5. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述密封裝 置包括第一環形密封環和第二環形密封環，其中在使用中配合時，所述 第一環形密封環設置在所述凹型構件的所述通孔和插槽的相交處的一 側，并且所述第二環形密封環設置在所述凹型構件的所述通孔和插槽的 所述相交處的另一側。
6. 如權利要求5所述的耦聯組件，其中，所述第一環形密封環包 括位于所述插槽內的內部環形密封環，并且所述第二環形密封環包括位 于所述探頭上的外部環形密封環。
7. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述探頭具 有大致均勻的外徑，并且所述插槽具有大致均勻的內徑。
8. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件和所述凹型耦聯構件內的所述通孔大致直通，其中在使用中當所 述耦聯構件配合時，所述通孔限定直通流體管道。
9. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件和所述凹型耦聯構件內的所述通孔具有相同的恒定直徑。
10. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述耦聯組 件進一步包括設置成抵抗所述已配合耦聯構件的分離的可釋放保持裝 置。
11. 如權利要求10所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦聯構件進一 步包括直徑通孔，并且所述凹型耦聯構件進一步包括至少一個沿直徑對 準的通孔，且當配合時所述通孔對準，并且所述保持裝置包括銷，所述 銷穿過所述孔插入。
12. 如權利要求11所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦聯構件的所 述直徑通孔設置在所述探頭上，并且所述凹型耦聯構件的所述直徑通孔 或各所述直徑通孔^L置在所述插槽內。
13. 如權利要求10所述的耦聯組件，其中，所述保持裝置包括第 一部件，所述第一部件在使用時與所述凸型耦聯構件牢固地設置在一 起；以及第二部件，所述第二部件在使用時與所述凹型耦聯構件牢固地 設置在一起，其中在使用時，所述第一部件和所述第二部件彼此嚙合， 所述嚙合包括所述保持裝置。
14. 如權利要求13或其從屬權利要求中任一項所述的耦聯組件，其 中，所述第一部件和所述第二部件各自均包括具有徑向齒的齒條。
15. 如權利要求14所述的耦聯組件，其中，所述第一部件的所述徑 向齒面向外，并且所述第二部件的所述徑向齒面向內。
16. 如權利要求14所述的耦聯組件，其中，所述第一部件的所述徑 向齒面向內，并且所述第二部件的所述徑向齒面向外。
17. 如權利要求13 - 16中任一項所述的耦聯組件，其中，所述第一 部件包括夾子。
18. 如權利要求17所述的耦聯組件，其中，所述夾子包括彈性材料。
19. 如權利要求17或18所述的耦聯組件，其中，所述夾子包括繞 所述第一縱向軸線的相對側設置并由連接部分接合的第一部分和第二 部分，并且所述連接部分在使用時抵接位于所述凸型耦聯構件上的凸 緣，其中所述抵接包括所述夾子和所述凸型構件的第一配置，并且其中 所述第一部分和所述第二部分中的至少一個包括與所述連接部分間隔 的所述徑向齒。
20. 如權利要求19所述的耦聯組件，其中，所述夾子的所述徑向齒 通過繞所述連接部分樞轉所述第一部分或所述第二部分中的至少一個 來可拆卸地嚙合。
21. 如權利要求20在從屬于權利要求16時所述的耦聯組件，其中， 所述凸緣與所述連接部分抵接的面包括傾斜面。
22. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 所述插槽和所述通孔之間的傾斜角相等并介于5 - 35°范圍內。
23. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凹型耦 聯構件的所述插槽進一步包括所述插槽的封閉端部和孔口 ，其中使用 時，所述孔口設置成與所述封閉端部和所述探頭的末端部之間的空間連 通，使得當所述探頭插入所述插槽內時，位于所述插槽內的周圍流體被 迫流出所述孔口 ，并且所述周圍流體自所述孔口的排出速度決定將所述 探頭插入所述插槽內所需的插入力。
24. 如權利要求23所述的耦聯組件，其中，所述孔口延伸穿過所述 插槽的封閉端部。
25. 如權利要求23所述的耦聯組件，其中，所述孔口包括穿過孔插 入的開口銷，所述凹型耦聯構件進一步包括所述孔，所述孔垂直于所述 插槽的軸線延伸。
26. 如權利要求25所述的耦聯組件，其中，所述探頭進一步包括非 對稱特征，所述非對稱特征設置成在使用時與所述開口銷協作，使得當 所述探頭關于所述第二縱向軸線位于不正確定向時，在所述通孔對準之 前，所述探頭抵接所述開口銷。
27. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件和所述凹型耦聯構件進一步包括協作的對準特征，其中所述協作 限制關于所述探頭插入所述插槽所沿的所述第二縱向軸線的相對定向。
28. 如權利要求27所述的耦聯組件，其中，所述協作部件包括至少 一個且優選為兩個的凸型特征，所述凸型特征固定到所述凸型耦聯構件 并平行于所述第二縱向軸線，所述協作部件進一步包括用于各凸型特征 的對應凹型特征，所述凹型特征固定到所述凹型耦聯構件，其中在所述 探頭插入所述插槽的過程中，所述凸型特征或各個所述凸型特征與所述 凹型特征或各個所述凹型特征協作。
29. 如權利要求28在從屬于權利要求10時所述的耦聯組件，其中， 所述凸型特征進一步包括缺口 ，并且所述凹型耦聯構件進一步包括與所 述凹型特征相交的孔口，其中鎖定裝置定位于所述孔口內，并且設置為 在使用時與所述缺口嚙合以提供所述可釋放的保持裝置。
30. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件包括閥，所述閥在關閉位置阻止沿所述通孔的流體流動，在打開 位置容許沿所述通孔的流體流動。
31. 如權利要求30所述的耦聯組件，其中，通過轉動可操作特征， 所述凸型耦聯構件的所述閥可在所述打開位置和所述關閉位置之間操作。
32. 如權利要求31所述的耦聯組件，其中，所述可操作特征由所述 凹型耦聯構件的一部分操作，使得當所述探頭從所述插槽分離時，所述 閥從所述打開位置轉動到所述關閉位置。
33. 如權利要求30所述的耦聯組件，其中，所述閥進一步包括偏置 裝置，所述偏置裝置作用為朝所述關閉位置偏置所述閥，其中所述可操 作特征由所述凹型耦聯構件的一部分操作，使得當所述探頭插入所述插 槽內時，所述閥朝所述打開位置移動。
34. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凹型耦 聯構件包括岡，所述閥在關閉位置阻止沿所述通孔的流體流動，在打開 位置容許沿所述通孔的流體流動。
35. 如權利要求34所述的耦聯組件，其中，通過轉動可操作特征， 所述凹型耦聯構件的所述閥可在所述打開位置和所述關閉位置之間操 作。
36. 如權利要求35所述的耦聯組件，其中，所述可操作特征由所述 凸型耦聯構件的一部分操作，使得當所述探頭從所述插槽分離時，所述 閥從所述打開位置轉動到所述關閉位置。
37. 如權利要求36所述的耦聯組件，其中，所述閥進一步包括偏置 裝置，所述偏置裝置作用為朝所述關閉位置偏置所述閥，其中所述可操 作特征由所述凸型耦聯構件的一部分操作，使得當所述探頭插入所述插 槽內時，所述閥朝所述打開位置移動。
38. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，在所述探頭 和所述插槽之間提供密封環，且其中所述探頭和所述插槽在鄰近所述密 封環處逐漸錐形化，以防止因流體壓力而損壞或移除所述密封環。
39. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，提供兩個密 封環，每個用于所述流體管道的各側，其中各個所述密封環由如權利要求38所限定的配置保護。
40. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件包括第一部件和第二部件，所述第二部件相對于所述第一部件并 沿所述第一縱向軸線可滑動地安裝，其中偏置裝置朝第一位置偏置所述 第二部件，其中所述凹型耦聯構件包括凹槽，當在使用中配合時，所述 第二部件與所述凹槽嚙合以防止所述凸型構件和所述凹型構件分離。
41. 如權利要求40所述的耦聯組件，其中，所述凹槽包括第一部 件，其與所述凹型耦聯構件一體形成或牢固地保持到所述凹型耦聯構 件；以及第二部件，其與所述凹型耦聯構件可分開，其中保持構件將所 述第二部件固定到所述第 一部件。
42. 如權利要求41所述的耦聯組件，其中，所述保持構件是彈性的， 使得當在使用中配合時，在給定脫開力下，所述第二部件移離所述第一 部件，由此增大所述凹槽，并在使用中已配合時容許所述探頭從所述插 槽退出。
43. 如權利要求41和42中任一項所述的耦聯組件，其中，所述保 持構件包括繞形成凹槽的所述第一部件和所述第二部件的外側設置的 彈簧。
44. 如權利要求31或35所述的耦聯組件，其中，所述可操作構件 包括第一相對邊緣和第二相對邊緣，并且所述另一耦聯構件包括協作特 征，其中在耦聯過程中，所述協作特征相對于所述可操作構件并沿所述 第二縱向軸線移動，在耦聯所述構件的過程中，所述協作構件抵接所述 第一相對邊緣以打開所述閥，并且在分離所述構件的過程中，所述協作 構件抵接所述第二相對邊緣以關閉所述閥。
45. —種以可釋放方式互連流體通道的耦聯組件，其大致如文中參 照任一 附圖所述和如任一附圖所示。
46. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件和所述凹型耦聯構件各自均包括相應的通孔封閉構件，
47. 如;k利要求46所述的耦聯組件，其中，所述凸型構件的所述封 閉構件在封閉位置和接通位置之間可移動，在所述封閉位置時，所述封 閉構件延伸橫過所述流體孔口 ，且其中所述第二環形密封環設置在所述 流體孔口的一側，并且另一密封環設置在所述流體孔口的相對側，在所 述接通位置時，所述封閉構件不延伸橫過所述流體孔口。
48. 如權利要求46所述的耦聯組件，其中，所述凹型構件的所述封 閉構件在封閉位置和接通位置之間可移動，在所述封閉位置時，所述封 閉構件延伸橫過所述流體孔口 ，且其中所述第一環形密封環設置在所述 流體孔口的一側，并且另一密封環設置在所述流體孔口的相對側，在所 述接通位置時，所述封閉構件不延伸橫過所述流體孔口。
49. 如權利要求46-48中任一項所述的耦聯組件，其中，所述封閉 構件分別繞所述探頭并在所述插槽內可滑動地安裝。
50. 如權利要求46-49中任一項所述的耦聯組件，其中，所述封閉 構件被朝所述封閉位置偏置。
51. 如權利要求50所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦聯構件和所 保持構件，其中在所述封閉位置時，各所述耦聯構件包括平坦端部。
52. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凸型耦 聯構件由纖維復合結構制成，其中沿所述探頭，沿所述軸向的纖維填密 比沿所述徑向的纖維填密大。
53. 如前述權利要求中任一項所述的耦聯組件，其中，所述凹型耦 聯構件由復合結構制成，其中沿所述插槽部分，沿所述徑向的纖維填密 比沿所述軸向的纖維填密大。
54. —種以可釋放方式互連流體通道的方法，包括將凸型耦聯構件 的探頭插入凹型耦聯構件的對應插槽內，所述耦聯構件連接到所述流體 通道的端部并位于所述兩個流體通道之間的接合處，各個所述耦聯構件均包括設置用于連接到流體通道的第一端部和從所述第一端部延伸的 通孔，其中當使用中配合時，各個所述耦聯構件的所述通孔沿第一縱向 軸線重合，并且所述探頭和所述插槽沿相對于所述第一軸線傾斜的第二 縱向軸線重合，所述通孔提供所述兩個流體通道之間的流體管道，并且 流體由密封裝置基本上保持在所述管道內。
55. 如權利要求54所述的以可釋放方式互連流體通道的方法，其中 所述方法進一步包括穿過所述凸型耦聯構件和所述凹型耦聯構件內的 沿直徑對準的孔插入脫開銷。
56. —種以可釋放方式互連流體通道的方法，其中所述耦聯組件是 如權利要求1 - 53中任一項所述的耦聯組件。
57. —種以可釋放方式互連流體通道的方法，其大致如文中參照任 一附圖所述和如任一附圖所示。
全文摘要
一種用于以可釋放方式互連流體通道的耦聯組件(101)，包括凸型耦聯構件(102)和凹型耦聯構件(103)，所述凸型耦聯構件和所述凹型耦聯構件通過分別插入構件的探頭(106)和插槽(122)來配合。各耦聯構件均包括設置用于連接到流體通道的第一端部。在使用中配合時，耦聯組件提供位于流體通道之間的直通流體管道，所述流體管道包括位于各耦聯構件內并沿第一縱向軸線(B)重合的通孔。在使用中配合時，探頭和插槽設置成在相對于第一軸線傾斜的第二縱向軸線(A)上重合。在使用中配合時，包括接近各插槽和探頭的環形密封環的密封裝置(115，128)設置在通孔和插槽之間的相交處的各側。密封裝置使得位于流體管道內的流體施加抵抗所述耦聯構件的分開的凈力。
文檔編號F16L21/02GK101283211SQ200680037244
公開日2008年10月8日 申請日期2006年8月7日 優先權日2005年8月8日
發明者馬修·約瑟夫·雷德曼 申請人:自激耦聯設備有限公司