CN101576189B - 一种万能连接管件 - Google Patents
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Abstract
一种万能连接管件当用于管道的固定连接时，其接口的抗拉拔力大于管子的许用拉伸力：当用于活性连接时，可通过管子可在管件内的轴向位移来消除管道的工作温差应力；当用于管道的埋口连接时，其埋口管子的碰口尺寸公差可以较大；当用于一般连接时，其接口可以承受管道在工作温差35℃时产生的拉伸力，同时由于可以拆卸，所以使用很方便。由于采用普通扳手即可完成管道的一般、固定和埋口的连接，所以应用和安装操作十分方便。该种管件连接任何规格管径、任何管壁厚度和任何恶劣的工况环境的管道的密封效果都非常好，有效解决了目前传统管道存在安装麻烦和连接效果差的问题，特别适合薄壁金属管和重要的管道使用。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种管材，特别是室内的输水、输气的管材。
背景技术
自来水、煤气要通过管道的输送才能供应到用户，管子要通过连接才能安装成管道，管子连接的可靠程度决定管道的安全运行。
目前公知的管道连接有螺纹接口连接(见图3)、卡压式接口连接(见图4)和焊接式连接(见图5)。螺纹接口连接虽然可以拆卸，但管子端口的螺纹接口由于是机械切削加工成型，所以不但令安装时加工螺纹很麻烦，而且其管子14会因加工外螺纹13而被破坏表面的防腐层和减薄管子的有效厚度，同时加工螺纹沟槽又会成为应力集中点，所以其管道的使用寿命较短，因此不是理想的连接方式。卡压式接口连接主要是应用在薄壁金属管道，它利用管件15卡紧管子16，依靠它们之间的摩擦力来防止管子的拉脱，所以其防拉脱力很低，而且其密封胶圈17是通过整个圆周都承受过度压迫来密封接口，其胶圈会因过度压迫而加速老化，失去弹性，容易出现渗漏，同时该种连接由于必须使用专用的压口工具才能安装以及不能拆卸，所以不但施工繁琐，而且不适合中大口径管道和重要管道的连接。焊接连接虽然连接牢固，但焊接技术和施工环境要求高，施工难度很大，尤其是焊接不锈钢管时，由于管道内难以进行气体保护，所以焊接质量更差，其焊缝会生锈，缩短管道的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装方便、连接牢固、密封可靠、适合各种管径、各种管壁厚度的管道和各种恶劣工况环境的管道安装的新颖管道连接管件。
本发明的万能连接管件的连接原理是利用以滚转形式进入密封腔的O型密封胶圈，依靠胶圈的实胶径向受压的自由反弹来对管子进行密封，解决了卡压式接口连接的密封胶圈由于过度受压会加速胶圈老化，失去弹性，容易出现渗漏的问题。通过利用扳手的旋紧管件，令径向缩紧环的径向缩小夹紧管子，消除管件与管子之间的径向松动间隙，从而保证密封腔圆间隙的均匀，令密封效果更可靠。当用于固定管道连接时，利用封闭胶圈令胶粘剂充满管件与管子之间的间隙，待其固化后，令连接接口不但达到焊接连接接口的管道拉伸强度，而且还解决焊接工艺存在的质量问题。当活性(温度补偿)管道连接时，利用管子可以在管件内作适量的轴向位移来消除温差应力，解决了传统管道必须加装温度补偿管件才能消除温差应力的繁琐。当用于管道的埋口连接时，利用管件可全部套进管子后，再推回连接另一根管子构造，令两根埋口管子碰口距离可有较大的公差范围，解决了传统的活接埋口管件要求接口的管子长度公差很少，才能保证连接质量的问题。当用于一般连接时，利用螺纹和斜面的双重放大作用力原理，令其接口的抗拉拔力大于管道在35℃工作温差时产生的轴向拉伸力，同时由于这种连接管子不需加工就能连接及可以拆卸，所以安装十分简便。
因此，本发明有效解决了传统管道各种连接方式的弊端，令管道的质量水平得到一个飞跃的提高。
附图说明
图1、万能连接管件用于固定管道连接
1、管子；2、管件壳体；3、O型密封胶圈；4、封闭胶圈；5、螺塞；6、径向缩紧环；7、螺纹接口；8、工作斜面；9、密封腔；10、粘接层；11、内套
图2、万能连接管件用于活性(温度补偿)管道连接
1、管子；2、管件壳体；3、O型密封胶圈；4、封闭胶圈；5、螺塞；6、径向缩紧环；7、螺纹接口；8、工作斜面；9、密封腔；12、外凸圆环
图3、螺纹接口连接
13、外螺纹；14螺纹接口管子
图4、卡压式连接
15、卡压式管件；16、管子；17、密封圈；
图5、焊接式连接
18、焊缝
具体实施方式
1、万能连接管件用于固定管道连接
将螺塞5、径向缩紧环6、O型密封胶圈3依次套入待连接管子1上，并将O型密封胶圈3置于管子1的端部，把粘结剂涂在管子1和管件待连接部位，将管子1和螺塞5都先插入和旋入管件壳体2少许后，再将管子1推进管件壳体2内。这时O型密封胶圈3会以滚转的形式进入密封腔9内，其胶圈的实胶的径向尺寸通过管件工作斜面8的压缩，令O型密封胶圈3的实胶径向截面的压缩比大于25％，从而令接口具有良好的密封性能，再采用扳手令螺塞5旋紧螺纹接口7，这时具有纵向开口的径向缩紧环6会在螺塞5和管件的工作斜面8的作用下，产生径向的缩径变形，从而将管子1夹紧，消除管件与管子之间的径向松动间隙，令密封腔9的圆周保持均匀的间隙。这时，由于螺塞5旋入管件，其预先已安装在螺塞5内圆的封闭胶圈4会令涂在管子1上的胶粘剂充满在螺塞5与管子之间的间隙，并固化为粘接层10，从而把管件和管子完全粘接在一起，令管子不能从管件中拉脱，这样完成管道的固定连接。
2、万能连接管件用于管道埋口连接
将螺塞5、径向缩紧环6、O型密封胶圈3依次套入已装管子上，并将O型密封胶圈3置于管子1的端部，再将管件壳体2完全套入管子。这时O型密封胶圈3会以滚转的形式进入密封腔9内，将螺塞5完全旋入管件的螺纹接口7内(不要旋得很紧)。待需要埋口的管子安装到已装管子的碰口时，将管件的另一端配件：螺塞5、径向缩紧环6、O型密封胶圈3依次套入待连接管子上，并将O型密封胶圈3置于管子的端口，再将已套进已装管子的管件的一半长度推回套入待连接管子上，并用扳手将管件两边的螺塞3旋紧，这时径向缩紧环6会在螺塞5和管件工作斜面8的作用下产生径向缩径变形，从而将两根管子都夹紧，完成管道的埋口连接。
3、万能连接管件用于活性(温度补偿)管道连接
将螺塞5、径向缩紧环6、O型密封胶圈3依次套入待连接管子1上，再使用专用滚压工具将待装管子的端部滚压形成具有凸圆环12，并将O型密封胶圈3置于凸圆环12旁边，将已除去内套11的管件壳体2套进这待连接的管子，待O型密封圈3进入密封腔9后再将螺塞5适当旋紧(以用力能拔动管子为准)。这时即使连接的管子工作温差很大，也能通过管子可以在管件内作适量的轴向位移，从而消除管道工作温差产生的温差应力，这种连接十分适合输送高温介质的管道。这样完成管道的活性连接。
4、万能连接管件用于一般管道连接
将螺塞5、径向缩紧环6、O型密封胶圈3依次套入待连接管子1上，并将O型密封胶圈3置于管子1的端部，将管子1和螺塞5都先插入和旋入管件壳体2少许后，再将管子1推进管件壳体2内。这时O型密封胶圈3会以滚转的形式进入密封腔9内，其胶圈的实胶的径向尺寸通过管件工作斜面8的压缩，令O型密封胶圈3的实胶径向截面的压缩比大于25％，从而令接口具有良好的密封性能，再采用扳手令螺塞5旋紧螺纹接口7，这时具有纵向开口的径向缩紧环6会在螺塞5和管件的工作斜面8的作用下，产生径向的缩径变形，从而将管子1夹紧，消除管件与管子之间的径向松动间隙，令密封腔9的圆周保持均匀的间隙。这种连接由于径向缩紧环6是利用螺纹和斜面的双重放大作用力原理，对管子产生很大的径向抱紧力，其产生的摩擦力可以承受管道在35℃工作温差产生的拉伸力。这样完成管道的一般连接。
以上的万能连接管件可以是对接头、三通、弯头和堵头等管件，同时这管件的管体可以是厚壁或薄壁管件，管件的螺纹接口的螺纹可以是机械切削成型或滚压成型。由于这种连接的O型密封胶圈是以滚转的形式进入密封腔，所以可避免传统的密封圈是以推压进入，从而容易造成胶圈的剪边而发生渗漏的问题，以及该种密封胶圈在密封腔内只承受径向的压缩，而没有承受轴向的压缩，所以避免了卡压式连接的胶圈受整体过度的压迫，会加速老化，失去弹性而发生渗漏的问题。同时由于这种连接的粘接剂不与管子的介质接触，所以可有效保证管子输送介质的质量。在连接一些轴向拉伸力不是很大的一般管道时，由于旋紧螺塞后，其径向紧缩环能产生很大的径向缩紧力，令管子不容易拉脱，所以可以取消粘接层，这时不但密封和连接的效果很好，而且还可方便管道的拆卸，令其应用更方便。如连接的管道是薄壁的金属管，其径向紧缩环还会令管子形成一个凹圆环，令接口能承受更大的拉拔力。
Claims (3)
1.一种万能连接管件，其特征在于：包括管子、管件壳体、O型密封胶圈、螺塞、工作斜面、螺纹接口、径向缩紧环、密封腔；工作斜面位于管件壳体上，管件的密封是通过在密封腔内的O型密封胶圈的自由反弹来密封；O型密封胶圈是以滚转的方式进入密封腔，其径向尺寸压缩比是在滚进工作斜面的过程中形成；管件壳体与管子之间的径向松动间隙是通过旋紧螺塞令置于螺塞与工作斜面之间的径向缩紧环产生径向的收缩夹紧管子来消除；当管件在连接后，管子和管件壳体之间形成一个圆周间隙均匀的密封腔；当管件用于固定管道连接时，管件壳体内套有内套，置于螺塞内圆的封闭胶圈令涂在管子上的胶粘剂充满在螺塞与管子之间的间隙，成为粘结层，令管子与管件壳体相互不能作轴向的位移；当管件用于温差补偿活性管道连接时，管件壳体内已除去内套，管子端部有一个外凸圆环，管子通过在管件壳体内的轴向位移来消除管道的工作温差产生的温差应力；当管件用于一般管道连接时，以具有纵向开口的径向缩紧环与管子之间产生的摩擦力来制止管子与管件壳体之间的轴向位移；管件也可用于管道的埋口连接。
2.根据权利要求1所述的一种万能连接管件，其特征在于：O型密封胶圈的实胶在密封腔内的径向尺寸压缩比大于25％。
3.根据权利要求1所述的一种万能连接管件，其特征在于：当用于温差补偿活性管道连接、管道埋口连接和管道一般连接时，被连接的管子和已安装在管子上的管件壳体、螺塞、径向缩紧环、O型密封胶圈都可以拆卸。
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