CN102667294B - 管道接头 - Google Patents
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Abstract
一种管道接头(10)，该管道接头(10)具有本体(12)和安装到本体的开口(20)的环形垫圈(26)，流体管(18)被***开口(20)。垫圈(26)设置有：具有大致矩形横截面形状的主体部分(34)；以及沿着径向方向从主体部分(34)的内周表面凸出的密封部分(38)。密封部分(38)形成在主体部分(34)在其宽度方向上的大致中心位置，并且形成为朝向内周侧变细的三角形横截面。当流体管(18)被***开口(20)时，垫圈(26)的密封部分(38)与流体管(18)的外周表面滑动接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道接头，例如用作用于流体的入口和出口的管被连接到该管道接头。
背景技术
迄今为止，管道接头被用于将流体管连接到诸如气缸的流体压力装置。例如，如日本平开专利公报No.03-140697所揭示，这种管道接头具有圆柱形联接主体部分。在联接主体部分的内部，安装有环形密封构件，锁定爪被设置在密封构件的附近，用于与***到联接主体部分的内部的流通道管接合。另外，当流通道管道被从联接主体部分的一个端侧***时，具有矩形横截面的密封构件抵靠流通通道管道的外周表面，从而可以防止流体经由流通通道管道的外周表面而泄漏。与此同时，锁定爪咬合到流通通道管道的外周表面，从而防止流通通道管道被拔出。
但是，采用日本平开专利公报No.03-140697的管道接头，当流体被从联接主体部分的另一端侧供应并且流到与另一端侧连接的流通道管内时，由于流体密封构件被按向锁定爪，通过锁定爪的按压，使得爪咬合流体通道管的深度更深。因此，当流体的供应停止并且流通道管被从联接主体部分取出时，会发生以下情况，即，由于锁定爪过深地咬合在流通道管内，所以难以分离流通道管。
另外，当流通通道管道被安装到联接主体部分时，密封构件受到流通道管的按压，从而使得密封构件发生变形和位移。但是，在这种情况下，由于没有与流通道管接触的接触部分能够移动的空间，所以会阻碍接触部分发生变形，结果，当流通道管***时会产生阻力。
另外，在流通通道管道被安装到联接主体部分的情况下，由于流体在流经联接主体的内部时密封构件被按压和位移，所以减小了密封构件相对于流通道管的外周表面的接触面积，产生密封构件的密封特性将会降低的担忧。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道接头，当管被安装到本体部分和与本体部分分离时，该管道接头增大可操作性，并且管道接头的密封特性得以提高。
一种管道接头，该管道接头包括：本体，管能够被***所述本体中；卡盘(chuck)，所述卡盘设置在所述本体的内部，并且通过与所述管的外周表面接合而将所述管保持在所述本体中；引导构件，所述引导构件沿着轴线方向引导所述卡盘；垫圈，所述垫圈设置在所述本体的内部，用于维持所述本体和所述管之间的流体密封状态；和释放构件，当所述管从所述本体取出时，所述释放构件用于从所述管释放所述卡盘；所述垫圈进一步包括：环形主体部分；和密封构件，所述密封构件在径向向内的方向上相对于所述主体部分突出，所述密封构件抵靠所述管的所述外周表面；其中，所述密封构件沿着所述本体的所述轴线方向的宽度尺寸被设定为小于所述主体部分的宽度尺寸。
通过下面的说明，并结合以示意性实例的方式显示的本发明的优选实施例的附图时，本发明的上述和其他的目的、特点和优点变得更加地清楚。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的管道接头的整体截面图；
图2是图1所示的管道接头的分解立体图；
图3是展示图1的管道接头中的垫圈附近的放大截面图；
图4是展示当流体管被***并且锁定到图1的管道接头内时的放大截面图；
图5是展示当流体管被从本体的另一端侧***时垫圈的附近的放大截面图；
图6是展示当流体管通过释放套筒(release bushing)的操作而从锁定状态释放时垫圈附近的放大截面图；
图7是根据本发明的第二实施例的管道接头的整体截面图；
图8是图7所示的管道接头的分解立体图；和
图9是展示流体管被***并且锁定到图7的管道接头内的情况的放大截面图。
具体实施方式
在图1中，参考数字10表示根据本发明的第一实施例的管道接头。
如图1-4所示，管道接头10具有管状本体12，其由树脂材料形成并且大致弯曲呈L形。流体沿着本体12流动所经过的流体通道14被形成在本体12的内部。另外，流体通道14在本体的一个端部12a和另一个端部12b上开口，并且流体通道14与外部连通。
适配器16被适配到本体12的一个端部12a上，便于管道接头10附接到另一设备S。相反地，开口20被形成在本体12的另一端部12b上，流体管(管)18被***到该开口20内，连接开口20与流体通道14的连接通道22也被形成在另一端部12b上。上述本体12不限于由树脂材料形成的壳体，而可以由金属材料，例如不锈钢形成。
开口的直径基本恒定，并且被连接到连接通道22并且与连接通道22连通，该连接通道22的直径相对于开口20在径向向内的方向上减小。另外，连接通道22与流体通道14连通，该流体通道14的直径相对于连接通道22减小。阶梯部被形成在开口20和连接通道22之间的边界部分24a上，类似地，另一阶梯部被形成在连接通道22与流体通道14之间的边界部分24b上。此外，流体管18被从本体12的另一端部12b***经过开口20，并且被***到连接通道22内，从而流体管18抵靠并且结合连接通道22和流体通道14之间的边界部分24b。
在本体12的一个端部12a和另一端部12b之间的中间位置上，流体通道14延伸并且弯曲呈大致L形，以对应于本体12的形状。
另一方面，在开口20中，分别设置有环形垫圈26、***到本体12内且用于与流体管18锁定接合的卡盘28、与开口20的内周表面接合的引导件30、和被设置成能够沿着引导件30位移的释放套筒(释放构件)32。
在本体12的一个端部12a一侧的外周表面上，形成有用于安装适配器16的区域，该区域径向向内凹陷。另外，当适配器16被***在其上时，从适配器16的内周侧径向向内突出的突起16a咬合一个端部12a的外周表面，从而将适配器固定到一个端部12a。另外，环形密封构件33被安装在适配器16的下表面上。通过密封构件33抵靠设备S的上表面，可以防止适配器16和设备S之间的流体外泄。
另外，O形环35经由环形槽被安装在适配器16的内周表面上。通过O形环35抵靠本体12的端部12a的外周表面，能够可靠地防止流体从适配器16和本体12之间泄漏。
如图3所示，具有T形横截面的垫圈26由诸如橡胶等的弹性材料形成。在开口20的内部，垫圈26被设置用于与流体通道14抵接在边界部分24a上。垫圈26包括具有大致细长横截面的主体部分34、抵靠开口20的内周表面的凸出部分36，和从主体部分34的内周表面径向向内突出且与流体管18的外周表面滑动接触的密封构件38。
主体部分34的一个端表面抵靠边界部分24a，而其的另一端表面被设置成面向本体12的另一端部12b侧(在箭头A的方向上)。主体部分34的内周表面和外周表面被设置成基本平行于开口20的内周表面。
凸出部分36形成有大致半圆形横截面，并且相对于主体部分34的外周表面在径向向外的方向上突出预定高度，并且形成沿着外周表面的环形形状。另外，凸出部分36被形成在沿着主体部分34的宽度方向(箭头A和B的方向)的大致中心。同样，由于凸出部分36抵靠开口20的内周表面，所以主体部分34的外周表面相对于开口20的内周表面维持预定距离。
如图3所示，密封构件38形成三角形的横截面，相对于主体部分34的内周表面在径向向内的方向上突出预定高度。密封构件38的顶端形成圆形横截面，并且沿着主体部分34的内周表面形成环形形状，该主体部分34自身形成环形形状。密封构件38被形成在沿着主体部分34的宽度方向(箭头A和B的方向)的大致中心上。更具体地，密封构件38的宽度尺寸W1被设定为小于主体部分34的宽度尺寸W2(W1＜W2)。换句话说，密封构件38被形成在垫圈26上，密封构件38比主体部分34窄。正由于此，在垫圈26的附近(见图4)，空间E被限定成面向主体部分34的内周侧和密封构件38的两侧。
另外，密封构件38被设置在垫圈26上、在径向向内方向上大致沿着与凸出部分36呈直线的位置上。
在密封构件38上，假想线分别从密封构件38的两个倾斜表面38a、38b向着内圆周侧延伸，倾斜角θ绕着假想线交叉的点P形成，θ的范围从80°至100°。倾斜角θ最好被设定为90°(θ＝90°)。
上述垫圈26不限制为由上述的弹性材料形成，例如可以由树脂材料形成。更具体地，垫圈26可以由任何材料形成，只要当垫圈26抵靠开口20的内周表面和流体管18的外周表面时，该材料能够有效地防止流体从本体12和流体管18之间泄漏的。
例如，卡盘28通过对薄板材料按压形成而形成，并且呈大致圆柱形形状，该卡盘28包括在其一个端部上的倾斜爪40和在其另一端部上的锁定构件42，该倾斜爪40在径向向内的方向上倾斜，该锁定爪42在径向向外的方向上弯曲。另外，第一狭缝44被形成在卡盘28的一个端侧上，该第一狭缝44向着另一端侧(在箭头A的方向上)被切掉预定长度。第一狭缝44还被设置成为多个(例如，四个狭缝)，该多个第一狭缝44沿着卡圈28的圆周方向相距相等的间隔。
另一方面，第二狭缝46被形成在卡盘28的另一端侧上，该第二狭缝被朝着另一端侧(在箭头B的方向上)被切掉预定长度。第二狭缝46还被设置成为多个(例如，四个狭缝)，该多个第二狭缝46沿着卡盘28的圆周方向相距相等的间隔。
换句话说，第一狭缝44和第二狭缝46被设置在沿着卡盘28的圆周方向在互相不同的方向上。
另外，卡盘28的一个端部的直径能够在径向向内的方向上减小且经过第一狭缝44，而卡盘28的另一端部的直径能够在径向向内的方向上减小且经过第二狭缝46。正由于此，组成卡盘28的爪40和锁定构件42被形成为弹性的，从而其直径能够扩大和缩小。
爪40的端部形成刀片形状，并且能够刺进流体管18的外周表面。
类似于上述卡盘28，引导件30通过对薄板材料按压形成而形成，具有大致圆柱形的形状，并且与开口20的内周表面抵接。引导件30的一个端部沿着垫圈被设置在(在箭头B的方向上)开口20中，并且其直径在径向向内的方向上稍微减小。另外，在引导件30的顶端上形成前端部分48，该前端部分48向着引导件30的另一端侧(在箭头A的方向上)向后弯曲。另外，引导件30的另一端侧形成有后端部分50，该后端部分50在径向向内的方向上弯曲呈圆形横截面。
前端部分48的端部径向向外弯曲，并且被***到形成在本体12的内周表面中的凹槽52内(见图5)。因而，当引导件30被***到本体12的开口20内时，引导件30保持与开口20的内周表面紧密接触，同时，通过前端部分48的端部被接合在凹槽52，在引导件30沿着轴线方向的位移(箭头A和B的方向)被调节的情况下，引导件30被固定在适当位置。
另外，卡盘28被设置在前端部分48的内周侧上，从而通过卡盘28的锁定构件42抵靠前端部分48的端部，同样可以调节卡盘28朝着垫圈26一侧的位移。
另一方面，后端部分50被设置在与本体12的另一端部12b大致相同的位置上，后端部分50的内周侧保持与释放套筒32的外周表面滑动接触。更具体地，引导件30的后端部分50功能为引导部件，其能够引导释放套筒32沿着其轴线方向的移动。
以这种方式，引导件30调节卡盘28沿着轴线方向(在箭头A和B的方向上)的位移，引导件30用于引导释放套筒32在轴线方向上的移动。
释放套筒32例如由树脂材料形成管状形状。释放套筒32的一个端侧被***到开口20中引导件30的内周侧和卡盘28的内周侧。一个端侧在径向向外的方向上凸出，并且形成有锥形部分54，该锥形部分54的直径朝着其的顶端侧逐渐减小。锥形部分54被设置成面对卡盘28的爪40。
另外，释放套筒32的另一端侧形成有凸缘56，该凸缘56的直径在径向向外的方向上扩大。凸缘56的外周直径被形成为大于开口20。
另外，流体管18***经过的穿透孔58沿着轴线方向穿透并且被形成在释放套筒32的内部。穿透孔58的内周直径形成有基本恒定的直径，该恒定的直径稍微大于流体管18的外周直径。
根据本发明的第一实施例的管道接头10如上构造。其次，将说明管道接头10的操作和效果。在这种情况下，在管道接头10与设备S螺纹接合之前，管道接头10先经过适配器16，结果管道接头10的一个端部处于被附接到设备S的状态(见图1)。
如图1所示，在流体管18没有被安装在管道接头10中的未安装状态中，连接到未显示的流体压力设备等的流体管18被从开口20沿着释放套管32的穿透孔58***(见图4)，从而流体管18的端表面抵靠本体12的边界部分24b。
此时，如图5所示，因为由于流体管18的***，垫圈26被向着本体12的一个端部12a一侧按压，所以绕着凸出部分36的支点与流体管18滑动接触的垫圈26的密封构件被有力地按压，从而靠近边界部分24a的一侧(在箭头B的方向上)。
与用于常规管道接头的垫圈相比，在垫圈26中，因为材料被从密封构件38一侧和主体部分34的内周侧之间移走，所以可以减小垫圈26的硬度，同时，能够引起变形的密封构件38从密封构件38和边界部分24a之间的空间E内适当地移动。
结果，当流体管18被***本体12时，与流体管18接触而发生变形的密封构件38能够被移走，从而不妨碍流体管18的***，所以能够通畅地***流体管18。
另外，通过将流体管18***垫圈26的内部，垫圈26在径向向外的方向上被按压，凸出部分36相对于开口20的内周表面被按压和发生变形。正由于此，能够可靠地维持本体12和垫圈26之间的流体密封状态。同时，在垫圈26上，具有三角形横截面的密封构件38保持与流体管18的外周表面滑动接触，另外，因为密封构件38通过流体管18的按压力而发生变形和压坏，所以能够可靠地维持垫圈26和流体管18之间的流体密封状态。
另外，考虑到垫片26的密封部件38，垫圈26的密封构件38相对于流体管18的外周表面的接触面积更小，所以当流体管18在被***且与密封构件38滑动接触时，阻力减小，并随着接触面积的缩小，因为接触部分相对于外周表面的按压力增大，所以密封构件38的密封性能得以提高。
另一方面，卡盘28的一个端部受到流体管18的按压并且在径向向外的方向上被扩大，从而爪40抵靠流体管18的外周表面。之后，当流体管18在远离本体12的一个端部12a的方向上被稍微地拉动，由于流体管18被拉动，抵靠外周表面的爪40刺进(咬合)外周表面。因此，由于咬合到流体管18的外周表面的卡盘28的爪40，流体管18实现与管道接头10的本体12的可靠的接合状态。
另外，通过将流体通过连接到本体12的一个端部12a的另外的设备S供应到本体12，流体沿着流体通道14流到本体12的另一端部12b，从而流经连接通道22的流体经过流体管18的内部并且流到本体12的外部。此时，由于垫圈26通过凸出部分36抵靠本体12的开口20，同时密封构件38还抵靠流体管18的外周表面，所以可以可靠地防止本体12和流体管18之间的流体泄漏。
另一方面，在上述的流体管18被从管道接头10拆卸的情况下，释放套筒32的凸缘56被压向本体12一侧(在箭头B的方向上)，从而通过释放套筒32的位移，锥形部分54按压卡盘28的爪40，从而爪40在脱离并且远离流体管18的外周表面的方向上移动。具体地，爪40在远离流体管18的外周表面的径向向外的方向上被按压。
此时，因为靠近爪40的垫圈26的形状为：仪密封构件38相对于主体部分34向着内周侧突出，所以当爪40径向向外移动时，可以避免与垫圈26的接触(见图6)。更具体地，由于垫圈形成有从主体部分34的内周侧和密封构件38侧之间被移走的其的部分，爪40能够被移动并且被定位在空间E内，从而可以抑制爪40对垫圈26的按压，并且能够可靠地缓减爪40从流体管18脱离时的阻力。
换句话说，当被释放套筒32按压的卡盘28的爪40在径向向外的方向上移动时，提供了脱离部分，这样能够使得垫圈26避免与爪40接触。
正由于此，卡盘28的另一端部被释放套筒32在径向向外的方向上有力地按压，从而刺入流体管18的外周侧内的爪40与流体管18的外周表面分离，因而，可以通过卡盘28释放流体管18的锁定状态。
另外，由于在远离本体12的一个端部12a的方向(箭头A的方向)上拉动流体管18，所以流体管18被从管道接头10拿走。更具体地，当卡盘28的爪40被释放套筒32按压并且与流体管18分离时，由于靠近爪40的垫圈26与爪40无接触，所以爪40能够被可靠地和容易地从流体管18脱离。
结果，与常规的管道接头相比，能够减小从本体12拉出流体管18所需的操作力并且能够容易地拿走流体管，而在常规的管道接头中，由于卡盘28与垫圈26的接触爪40不能完全地分离。
其次，图7至9展示根据本发明的第二实施例的管道接头100。与根据第一实施例的管道接头10相同的结构零件利用相同的参考数字表示，并且省略对这些零件的具体说明。
如图7至9所示，根据第二实施例的管道接头100不同于根据第一实施例的管道接头10，在该管道接头100中，本体102例如由金属材料形成，并且沿着轴线方向以直线方式形成。
在管道接头100中，在本体102的一个端部102的外周表面上，设置有螺纹部分104，该螺纹部分104被连接到未显示的管配件等，而在其另一端部上形成有薄壁卷曲部分106。在引导件108被***到本体12的开口20内之后，由于卷曲部分106在径向向内的方向上发生变形，所以借助于未显示的卷曲工具等引导件108被整体地卷曲到开口20。
另外，在沿着轴线方向的大致中心上，形成有紧固螺母110，该紧固螺母具有六角形的横截面，并且当管道接头100被利用未显示的工具连接到管道接头时，使用该紧固螺母110。
例如，引导件108是由金属材料形成的管状。本体102的一侧的一个端部经由倾斜部分径向向外扩展，并且利用卷曲被附接到本体102的另一端部102b。引导件108的另一端部被设置成从本体102的开口20向外突出，同时被弯曲以向着内周侧向内转动。
另外，在引导件108的内周侧上，设置有管状环形体112，该环形体112的一端在径向向外的方向上弯曲。另外，环形体112的外边缘通过被夹在本体12的卷曲部分106和引导件108的一个端部之间而被附接。同样，环形体112的直径从其一端至另一端逐渐减小，该环形体112被设置成基本平行于本体12的轴线。
卡盘28被***穿过环形体112的内部。卡盘28的爪40被设置在本体12的一个端部102侧上(在箭头A的方向上)。另外，通过径向向外弯曲的锁定构件42与环形体112的另一端部地抵靠，可以调节卡盘28朝着本体的一个端部102a侧(在肩头B的方向上)的移动。垫圈26被设置成比卡盘28更靠近本体102的一个端部102a。
另一方面，释放套筒114被形成为大致圆柱形状3，例如，通过对薄板材料按压形成而形成。释放套筒114的一个端部被***本体102的内部，而其的另一个端部上形成有凸缘¨6，该凸缘116径向向外弯曲并且其直径扩展。凸缘116被设置成在本体12的外侧上露出。
采用如上构造的第二实施例，在管道接头100中，垫圈26包括主体部分34、相对于主体部分34以三角形突出的密封构件38，和从主体部分34向外凸出的凸出部分36，通过使用该垫圈26，当流体管18被***本体102内时，与常规管道接头中使用的垫圈相比，密封构件38与流体管18之间的接触面积减小，在***流体管18且流体管18滑动接触密封构件38时的阻力减小，其中，该本体102包括在该管道接头100中，该本体102由金属材料形成并且以直线的方式沿着轴线方向(箭头A和B的方向)延伸，同时，由于随着接触面积的减小，密封构件38相对于流体管18的外周表面的按压力将会增大，所以密封构件38的密封特性将会增大。
另外，当通过卡盘28与本体102锁定接合的流体管18被释放，则会按压释放套筒114，虽然卡盘28的爪40在径向向外的方向上移动，但是由于垫圈26形成T形横截面，所以爪40以及爪旁边的垫圈26的接触面积将会缩小，同时，当爪40与流体管18分离时，能够可靠地减小阻力，从而爪40能够可靠地和容易地从流体管18释放。结果，与常规的管道接头相比，将流体管26从本体12拉出所需的操作力减小，并且流体管能够被容易地取出，其中，在常规的管道接头中，由于卡盘28与垫圈26的接触，不能完全分离爪40。
根据本发明的管道接头不限于上述实施例，当然在不背离本发明的主旨和精髓的范围内可以采取各种构造。
Claims (9)
1.一种管道接头(10、100)，其特征在于，所述管道接头(10、100)包括：
本体(12、102)，管(18)能够被***所述本体(12、102)中；
卡盘(28)，所述卡盘(28)设置在所述本体(12、102)的内部，并且通过与所述管(18)的外周表面接合而将所述管(18)保持在所述本体(12、102)中；
引导构件(30)，所述引导构件(30)沿着轴线方向引导所述卡盘(28)，所述引导构件(30)通过对薄板构件材料按压成形而形成；
垫圈(26)，所述垫圈(26)设置在所述本体(12、102)的内部，用于维持所述本体(12、102)和所述管(18)之间的流体密封状态；和
释放构件，当所述管(18)从所述本体(12、102)取出时，所述释放构件用于从所述管(18)释放所述卡盘(28)；
所述垫圈(26)进一步包括：
环形主体部分(34)；和
密封构件(38)，所述密封构件(38)在径向向内的方向上相对于所述主体部分(34)突出，所述密封构件(38)抵靠所述管(18)的所述外周表面；
其中，所述密封构件(38)沿着所述本体(12、102)的所述轴线方向的宽度尺寸被设定为小于所述主体部分(34)的宽度尺寸；
所述卡盘(28)具有在径向向外的方向上弯曲的锁定构件(42)；
所述引导构件(30)的顶端上形成前端部分(48)，所述前端部分(48)朝着所述引导构件(30)的后端部分(50)向后弯曲形成，所述前端部分(48)的一个端部径向向外弯曲，并且被***到形成在所述本体(12)的内周表面中的凹槽(52)内；
所述卡盘(28)进一步位于所述引导构件(30)的所述前端部分(48)的内周侧上，所述锁定构件(42)能够抵靠所述前端部分(48)的另一端部；并且
当所述锁定构件(42)抵靠所述前端部分(48)的所述另一端部时，所述卡盘(28)不与所述垫圈(26)接触。
2.如权利要求1所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述密封构件(38)形成锥形的横截面，所述密封构件(38)的锥形的横截面从所述主体部分(34)朝向内周侧变细。
3.如权利要求2所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述密封构件(38)形成三角形的横截面。
4.如权利要求3所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述密封构件(38)在构成所述横截面的形状的一个倾斜表面(38a)和另一个倾斜表面(38b)的交点(P)上形成的倾斜角度的范围为80°至100°。
5.如权利要求3所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述密封构件(38)在构成所述横截面的形状的一个倾斜表面(38a)和另一个倾斜表面(38b)的交点(P)上形成的倾斜角度为90°。
6.如权利要求1所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述垫圈(26)被设置成靠近所述卡盘(28)的爪(40)，所述爪(40)咬合所述管(18)的所述外周表面。
7.如权利要求1所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述主体部分(34)在其外周侧上包括凸出部分(36)，所述凸出部分(36)抵靠所述本体(12、102)的内周表面。
8.如权利要求4所述的管道接头(10、100)，其特征在于，空间(E)被设置在所述倾斜表面(38a、38b)和所述主体部分(34)之间。
9.如权利要求1所述的管道接头(10、100)，其特征在于，所述主体部分(34)的侧表面抵靠所述本体(12、102)的所述内部的边界，所述边界被形成在第一开口(20)和第二开口(22)之间，所述垫圈(26)被安装在所述第一开口(20)中，所述第二开口(22)的直径小于所述第一开口(20)的直径。
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