流体联轴器和连接器选择
为您的液体冷却应用选择合适的流体耦合
由于有大量的流体连接器可供选择，因此很难确定哪种连接器最适合您的应用。液冷液连接器通常分为两类：配件和联轴器。本文的第 1 部分讨论了配件。本部分将回顾选择流体连接器时要考虑的两个因素，并将描述液体冷却应用中最常用的联轴器类型。
I. 评估申请
了解您的应用对于确定哪种联轴器最适合您的液体冷却系统至关重要。在考虑耦合时，您应该问一些问题包括：
什么是系统流体？
流体的粘度和腐蚀性是否与系统硬件兼容？了解冷却液粘度在工作温度范围内的变化如何影响流体接头的压降。检查以确保流体与流体连接器的接液材料（包括任何 O 形圈）化学相容。（了解有关一些最常见的 O 形圈化合物的更多信息
流速要求是什么？
这会影响您的管子或软管的选择，从而影响接头要求。流体管路组件的内径将对压降和流体速度产生很大影响。考虑连接器上的压降并检查流体速度以防止侵蚀腐蚀。（有关侵蚀腐蚀的更多信息，请参阅我们的应用说明“冷却系统中的侵蚀腐蚀”。
系统在温度和压力下将经历什么工作范围？
连接器需要在所有这些工作点保持密封。确保软管或管材壁厚、表面光洁度、硬度或硬度、同心度和椭圆度能够承受预期的压力和温度。
系统是否会出现振动、脉动或热循环？
流体接头和软管之间的密封件必须能够承受这些极端条件变化。
耦合器如何机械地集成到系统中？
常见的安装选项包括管螺纹、直插式、刚性安装、面板安装或弯头。
您是否需要遵守特定的行业标准或其他特殊要求？
国际标准组织 （ISO）、食品和药物管理局 （FDA） 以及有害物质限制 （RoHS） 是许多应用必须遵守的通用标准。灭菌、颜色编码或标签以及特定包装要求是选择接头和连接器时需要考虑的其他常见规格。
二. 确定流体连接器的类型
流体连接器可视为接头或联轴器，它们是液体冷却系统中的常见硬件组件。两者连接冷却回路部件，如阀门、泵、液体冷板、换热器、软管等。接头和联轴器主要根据在系统中的使用方式进行区分。
当设备断开不频繁时，使用配件，因为重复拆卸可能会导致泄漏。与联轴器相比，配件相对便宜，有许多不同的尺寸、类型和材料。配件需要安装和拆卸工具。
联轴器可实现快速连接和断开线路，而不会丢失液体或将空气引入系统。对于需要快速装配或日常维护的系统，联轴器是更好的流体连接器。例如，液冷机箱等模块化设备需要快速断开接头 （QDC） 才能在现场维修或维护，尤其是对于军事应用（参见图 1）。
联轴器有多种材料，包括乙醛和尼龙等塑料，它们具有成本效益，与各种流体兼容。塑料也可以模制成各种形状，或包括颜色来区分不同的流体线。金属联轴器用于更具挑战性的环境，其中冲击和振动、更高压力、重量、温度变化、人员安全和其他具有挑战性的要求要求更高的耐用性和强度。
快速断开联轴器类型
液体冷却应用中基本上有四种类型的快速断开联轴器。它们直接通过、单关断、双关闭和非溢出。
直通联轴器
最简单的耦合类型是直通耦合（参见图 2）。这些联轴器没有任何内部阀来阻碍流体流动，因此它们提供最小的压力损失。需要外部手动关闭阀，以防止断开时液体损失。直通联轴器通常具有高达 5，000 psi 的工作压力。这种类型的联轴器通常用于在冷却液冷却回路断裂时冷却液损失可以容忍的应用。
单关断联轴器
也称为单向截止接头（见图 3），它们由一个止回阀组成，通常在内螺纹的一半上，而外螺纹配合的一半上没有阀门。这些类型的接头通常用于系统下游侧流体泄漏或溢出不那么重要的应用。它们通常与带阀的一半一起安装在回路的压力侧，以便在接头断开时提供自动关闭。单截止接头通常适用于 60 至 300 psi 的工作压力。（请注意，联轴器的最大压力取决于设计和材料。
双关闭耦合器
双关闭联轴器（参见图 4），也称为双向关闭联轴器，在公两半和母半部分均具有止回阀。它们用于不希望下游泄漏或溢出的应用。这种类型的联轴器通常比单关闭联轴器具有更高的压力。双关闭联轴器可支持压力高达 10，000 psi 的应用。
非溢出联轴器
This variation of a two-way shut-off coupling, also known as flat face, dry break, or non-spill coupling (See Fig. 5), is a two-way shut-off coupling designed for applications where any leak or spillage poses a risk of contamination. The internal valve configuration prevents any loss of fluid upon disconnection and minimizes air entry when connecting. This type of fitting usually has operating pressures of up to 5,000 psi.
与本文第 1 部分中讨论的接头一样，有许多可用的耦合选项，因此了解您的应用要求对于拥有可靠且可维修的液体冷却系统非常重要。为了确保为您的应用选择合适的流体连接器，最好在设计过程的早期与您的耦合器或液体冷却组件合作伙伴密切合作。
流体接头和连接器选择
为您的液体冷却应用选择合适的流体连接器 - 第 1 部分：配件
流体管线连接器在液体冷却应用中至关重要。选择、安装和维护系统的流体连接对于防止泄漏和维护系统完整性都非常重要。有这么多流体连接器选项可用，通常很难决定哪种连接器最适合您的应用。液体冷却应用中的两种主要流体连接器类型是接头和联轴器。本文的第 1 部分将介绍在选择流体连接器时需要考虑的两个重要因素。它还将描述液体冷却应用中最常用的配件类型。
I. 评估申请
选择合适的流体连接器的关键是了解您的应用。以下是您应该问的一些问题：
什么是流体介质？必须考虑液体的粘度和腐蚀性。了解冷却液在工作温度范围内的粘度变化如何影响流体接头上的压降。确保液体与流体接头的润湿材料（包括任何 O 形环）在化学上兼容。
管或软管尺寸和流速要求是什么？流体路径部件的内径将对压降和流体速度产生巨大影响。确保考虑接头之间的压降，并检查流体速度以防止侵蚀腐蚀。
系统的最高和最低工作温度和压力是多少？连接器需要在所有这些操作点保持密封。有关适当的软管或管壁厚度、表面光洁度、硬度（软管的硬度计）、同心度和椭圆形（仅限管材），请咨询您的流体连接器供应商。
系统是否会经历振动、脉动或热循环？在工艺条件发生变化时，需要维护管或软管与流体接头之间的密封件。请咨询您的流体供应商，了解适合您的应用的流体连接器。
如何将连接配置到应用程序中？常见的安装选项包括管螺纹、内联、刚性安装、面板安装或弯头。
需要遵守哪些行业标准或其他特殊要求？需要考虑的一些标准包括 ISO（国际标准组织）、FDA（食品和药物管理局）和 RoHS（有害物质限制）。
二. 确定流体连接器的类型
接头和联轴器是液体冷却应用中常用的两种主要流体连接器类型。两者都用于连接冷却回路组件，如阀门、泵、冷板、换热器、软管等。接头和联轴器主要根据在系统中的使用方式进行区分。
接头通常用于不需要频繁断开设备或部件的应用，因为重复拆卸可能会导致泄漏。与联轴器相比，配件通常价格低廉，有许多不同的尺寸、类型和材料。配件还需要安装和拆卸工具。
联轴器提供了一种快速连接和断开线路的方法，而不会丢失液体或进入系统。如果需要快速组装设备，或者需要日常维修或维修，则联轴器是流体连接的更好选择。例如，在模块中设计的设备（如军方使用的液冷机箱）需要快速断开接头 （QDC）才能在现场维修或维护。（参见图 1）。
联轴器有多种材料，包括乙醛和尼龙等塑料，它们具有成本效益，与各种流体兼容。塑料有多种颜色来区分不同的流体线。金属联轴器通常用于更具挑战性的环境，在以下环境中，冲击和振动、更高的压力、重量、温度变化、人员安全和其他具有挑战性的要求要求更高的耐用性和强度。
拟合类型
珠子配件
此接头由一个直管组成，其外径周围有一个珠子，如图 2 所示。软管内径与管接头外径之间使用干涉配合，以密封连接。夹具提供力以维护密封件并固定软管。珠子管根据美国军用标准 MS33660 或航空航天标准 AS5131 制造。正确的珠子设计以及适当的夹紧和软管选择对于提供防漏连接至关重要。有关珠件配件的更多详细信息，请参阅我们的冷板和换热器应用说明的管接头和软管夹选择。
带刺配件
与珠子接头一样，带刺的接头与软管一起使用。带刺接头（参见图 3）是流体连接器设备，具有一个或多个连续的脊，可抓住和密封软管的内径。刺的斜度和深度、夹持边的锐度、棒数及其间距，都对管合手柄和密封件的配合起到一定的作用。有关带刺配件的更多详细信息，请参阅"不要太随意地配对管到带刺配件1"。
NPT（国家管螺纹）配件
这些接头具有锥形内螺纹或外螺纹（见图 3）。这些配件上的密封发生在两个连接金属表面的侧面、波峰和根部之间。由于在安装过程中可能会发生连接金属表面的磨损和撕裂，因此必须在外螺纹上涂抹润滑剂或密封剂以防止损坏。一种流行的螺纹密封胶是PTFE（聚四氟乙烯）胶带。NPT 接头是冷却系统（如循环冷却器）和冷却部件（如钎焊板式液对液热交换器）的常见流体连接。关于如何制作可靠的管螺纹接头，一个很好的参考是“管螺纹类型和名称”。
SAE（汽车工程师协会）螺纹配件
SAE 直螺纹接头旨在通过螺纹提供保留。它们不提供像 NPT 配件那样的金属到金属密封。密封由 O 型环提供，通常位于螺纹底部。（参见图 4）。与 NPT 连接类型比较，这种类型的螺纹接头具有优势，因为维护、可访问性和重新制作接头要容易得多。与通常拧紧在较高但较窄扭矩范围内的压缩接头不同，它还具有优势，因此更容易剥去螺纹、裂纹或扭曲接头部件并导致泄漏。当操作员拧紧接头时，橡胶到金属密封件可提供"感觉"。O 型环接头往往比全金属接头更昂贵，安装接头时必须小心，以免 O 型环损坏或脱落。选择错误的 O 形环或重复使用已变形或损坏的 O 形环可能会导致泄漏。
压缩配件
压缩接头由三个部分组成：螺纹螺母、车身和套圈或橄榄（参见图 5）。拧紧螺母时，它会压缩套圈，使其符合管的周长。要正常工作，套圈必须正确定向。此类管接头的一个优点是，装配过程中不需要专用工具。一些缺点是，它采用有限的材料（黄铜或铜），与耀斑、咬式或机械夹持型配件相比，其压力最小（见下文）。对于具有振动、热循环或其他动态力的应用，不建议使用压缩接头。
火焰配件
耀斑接头也由三个部分组成：螺母、套筒、车身和带耀斑的硬管，如图所示。6. 金属对金属的密封发生在螺母的紧固处将接头拉入管材的耀斑端时。这种类型的接头通常可以处理比压缩接头更高的压力，并且需要工具在准备安装时点燃管端。管道燃烧不当可能导致薄管或脆管上的轴向裂纹。切割管时必须小心，因为设计不当的管切割机或无效的锯片会产生不均匀的密封表面。
有几种类型的照明接头。有 45o JIC 耀斑，通常用于低压力应用，如燃油管路和 HVAC 应用。商用 37o 照明接头（更称为 37o JIC 照明接头）按照 SAE-J514/ISO 8434-2 标准制造，并使用 UNS（统一螺纹标准）2A/2B 级直螺纹。另一种类型的 37o 照明装置是 37o AN 照明接头，根据每个 AN（美国空军/海军标准）按照 MIL-F-5509 制造。
虽然这两个 37o 接头彼此兼容，但 37o AN 照明接头在螺纹上使用更紧密的 UNS，3 类公差，使疲劳强度增加 40%。这就是为什么 37o AN 照明接头的价格是同类 SAE/JIC 37o 照明接头的三倍。由于一个人无法直观地确定一个，因此 AN 37o 照明接头按 MIL-P-5509D 标记 MS 或 AN 标记，并且还可以通过书面指定的方式进行区分。例如，它们可能指定为"AN 接头：1/2-20 UNJF-3B，SAE/JIC 接头：1/2-20 UNF-2B"。
Bite 型配件
与其他压缩接头类似，咬型接头具有螺纹螺母、车身和套圈。在单个套管接头上（参见图 7），前缘咬入管材表面，以实现保持能力。密封件在套圈和内部拉子之间的长而深的表面上制造。通常，咬型配件采用单套套管设计。在双套圈设计上，第一个套圈提供密封，第二个套圈提供固定。套管在安装过程中的弹簧状作用可补偿管道材料和硬度的变化，以及壁管的厚度和温度变化。这为各种应用提供了密封的流体连接。
机械夹具式配件
机械夹持式接头由螺纹螺母、车身和两个套圈组成。与前面讨论的两个套管式接头的区别在于，机械夹持式使用后套圈通过创建管和耦合体的表面来密封前套圈，从而将前套圈加载（参见图 8）。与咬式接头设计的另一个区别是，安装后，可以更好地完成此配件的断裂和翻拍，而不会损坏管件或管材。
O 型环面密封接头
O 形环面密封接头由带 O 形环槽、O 形环、螺纹螺母和套筒或尾件的螺纹接头组成。当将永久钎焊或焊接到管上的尾件时，安装组件会密封，当螺母螺纹到接头体上的外部螺纹上时，将 O 形环压缩到螺纹接头的表面上。（参见图9）。此接头是一个"零间隙"系统，因为您不需要弹簧或拉油管来让管或清洗系统。此管接头可多次拆卸和重新组装。只需更换 O 型环并拧紧到制造商建议的扭矩即可。O 型环与密封表面不规则性良好。这些类型的配件推荐用于高振动应用，因为 O 型环比任何金属到金属密封系统更能吸收冲击。
由于有如此多的拟合选项，了解您的应用程序以及所需的连接和断开频率至关重要。系统的可靠性和可维修性取决于所选的管接头。为了确保您选择适合您的应用的配件，最好在设计过程的早期与您的安装或液体冷却组件合作伙伴密切合作。
用于冷板和换热器的安装和软管夹选择
确定防止柔性霍林泄漏的最佳方法
选择适用于冷板和换热器的正确接头和软管夹对于可靠的液体冷却系统至关重要。它可以防止不必要的停机时间和设备损坏。基于在数百种应用中使用数十个配件和夹具的 50 多年经验，我们找到了两种经证明优越的选项。下面我们将讨论珠件配件的使用以及两种首选夹具选项的优缺点。
当系统需要柔性管时，珠子管接头几乎被普遍指定，特别是在计算机、医疗、激光和汽车等关键应用中，其操作必须 100% 无泄漏。用于 0.375" OD 管的 0.035" +/-0.003" 脊的珠子（参见图 1），可防止夹钳和软管从管中滑落;但是，珠子不能防止泄漏。
夹具可防止接头处泄漏。夹具密封性能（定义为静态压力和紧度）取决于以下几个因素：
- 软管的材料和设计
- 软管孔与连接部件的兼容性
- 夹具的正确选择和安装
- 各种机械因素，如压力、温度和振动
Boyd推荐两种类型的夹具，耳/压接夹具和蜗杆或齿轮夹具。耳夹（如图2所示）是一个金属带，用特殊工具压接以形成无泄漏连接。蜗杆夹具（图 3）由一个缺口带组成，带螺钉机构用于松开或拧紧夹具。
每个夹具都有由您的应用决定的优缺点。有关功能的比较，请参阅表 1。
表 1：特征的夹钳比较
| 耳夹 | 蠕虫齿轮夹 |
| 卓越的夹紧性能 | 标准夹紧性能 |
| 圆形、均匀夹紧压力 | 有些在紧固机制下有平点 |
| 显示篡改 | 未显示篡改 |
| 不可重用 | 可 重用 |
| 安装所需的特殊工具;手动工具或气动工具（推荐） | 安装时需要标准螺丝刀 |
| 在密闭的地方可能难以安装（压接） | 可安装在密闭的地方 |
耳钳
耳箍提供卓越的密封性，因为连接不会随着时间的推移而松动。由于耳箍具有低弹簧常数，胡克定律规定耳箍在软管松弛后保持更大的力。拧紧后，它们保持圆形几何形状，证明更可靠。安装简单，耳箍滑过软管接头，需要气动或手动工具拧紧。我们强烈建议使用气动工具，因为它可确保在接头周围施加的一致压力，并在生产环境中保持更高的一致性。耳箍也可以看到任何篡改。
耳箍的缺点是只能使用一次，需要压接工具进行现场更换。压接工具可能体积庞大，难以在密闭的地方使用。这三个缺点限制了耳箍的可维修性。
蠕虫夹
蠕虫夹有其自身的一系列问题。某些设计在螺钉机构下方有一个平点，可能导致接头周围压力不均匀。然而，许多蠕虫钳供应商都有新的设计，以消除平点。此外，蠕虫夹往往很僵硬，因此轻微的软管松弛会导致力的显著损失。在过去，螺钉机构的凹槽会切入软管，并可能成为潜在的泄漏源。同样，新的设计包括光滑的内表面。
主要优势是系统灵活性和可维修性更强。在现场只需一把螺丝刀即可轻松更换蜗杆夹。由于其广泛的直径范围，相同的夹具可用于各种软管尺寸。正确选择材料和提供多种波段尺寸，使蠕虫夹成为中低压应用的理想选择。
软管夹子选择结论
让您的性能要求指导您。最后，最佳接头/夹子组合将由您的性能目标决定。如果泄漏完整性至关重要，并且涉及高冷却液体压力，则在大多数情况下，耳箍是合适的。当易于现场维护是关键因素且液体冷却液压力为中低时，蠕虫夹/珠接头组合将为您提供最佳服务。如果您仍对特定应用有疑问，请咨询夹具制造商。通过适当的安装和夹紧，您的液体冷却回路将提供多年的无泄漏操作。
选择快速断开连接耦合器
为您的应用程序选择合适的 QD 的注意事项
为了选择最佳的快速断开，请首先全面了解您的装配、应用和操作环境。
温度：
- 最低和最高工作温度是多少？根据所选耦合器材料，常见温度范围从 -40o F 到 200o F。
压力：
- 了解快速断开装置将面临的工作压力范围。确认您的应用不会超过快速断开装置的最大额定压力。
媒体：
- 系统中将使用什么液体？检查液体的粘度和腐蚀性;确认液体与快速断开系统的化学兼容性。
关闭选项：
- 有多种关闭选项。考虑哪些关闭选项可满足您的应用需求：单面、双面、无溢出、自动或整体关闭阀。
流：
- 了解应用程序所需的压力降和每分钟加仑 （GPM）。在流量计算中，考虑整个系统的影响，包括切断阀和管道连接的影响。
油管：
- 有各种管材尺寸，包括内径和外径。了解应用中指定的大小，并确认与所选液体的化学相容性。
管连接：
- 了解您的管连接类型。您是否使用软管棒、压缩接头、推通或其他不太常见的端接样式？
- 了解您的管连接大小。正确匹配软管棒管内径。对于推入式接头，应正确匹配外径。对于压缩接头，匹配管内径和外径。
安装选项：
- 您如何设计快速断开连接以适合您的自定义应用程序并正常运行？安装快速断开有多种选项：管道螺纹、面板安装、串联或弯头。
特殊要求：
- 您有额外的特殊要求吗？清洁要求或灭菌？专业材料规格，如 NSF 批准或 USP VI 类批准？您是否有自定义的精加工要求，如特殊包装、颜色编码、键控或批次可追溯性？
在指定快速断开连接时，最重要的是考虑可维修性、更换可用性和流程以及安装方便性。
