CN105443890A - 卡套式管接头及其环形卡套 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卡套式管接头及其环形卡套，所述卡套式管接头包括接头体以及顺序套接在管件上的环形卡套和压紧螺母，其中：所述环形卡套包括卡套刃口、卡套基体和卡套尾部；所述卡套刃口外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体的过渡凹槽；所述接头体连接端设置有与所述卡套刃口配合的锥形渐缩口。本发明卡套刃口内壁设置的过渡凹槽能够使卡套刃口在接头体内锥面的挤压下径向收缩变形后嵌入并锁紧管件，可以大大增加接头体与管件的密封性和连接性能，使管接头能够承受更高的压力和抗冲击能力。

Description

卡套式管接头及其环形卡套

技术领域

本发明涉及机械管件连接技术领域，特别地，涉及一种卡套式管接头及其环形卡套。

背景技术

卡套式管接头是一种结构简单、易于安装拆卸的中高压管路的联接方式，广泛应用于化工、机械、电子、电力、航天、军工、医药、轻工和科研等行业，工作压力可高达63MPa。

卡套式管接头虽然型式种类繁多,但其基本结构由三个主要零件组成：接头体1、环形卡套3和压紧螺母2,如图1-1所示。当环形卡套3和螺母2套在管件4上***接头体1后，旋紧螺母时，卡套前端的外锥面与接头体1的内锥面贴合，内刃均匀地与管件4结合，形成有效密封。其不足之处在于：(1)无温差补偿功能，在温度变化大的环境中密封性能大大下降；（2）由于其连接性能依靠锥面卡套的挤压实现，因此连接强度较低，抗冲击、震动性能较差。

为了克服上述单卡套式管接头的缺陷，本领域技术人员又研制出了双卡套式管接头，如图1-2所示。双卡套式管接头除上述单卡套式接头所包括的接头体1、前卡套3和压紧螺母2外，还在前卡套3与螺母2之间设置有后卡套3′，其中，前卡套3采用能够适应温差变化的材料制成，后卡套3′采用强度较大的材料制成，从而在一定程度上解决了单卡套式管接头因温度变化导致的密封性能下降问题。其不足之处在于：（1）与单卡套管接头相比，需要采用二种材料分别制成前卡套3和后卡套3′，不仅成本较高，而且安装、拆卸相对复杂；（2）连接性能仍然要靠前卡套的锥面挤压实现，仍然存在连接强度较低，抗冲击、震动性能较差的问题，且随着载荷和环境温度的变化其密封性能也会变差。

发明内容

本发明提供一种卡套式管接头及其环形卡套，用于解决现有卡套式管接头因环境变化导致其连接性能及密封性能变差的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种卡套式管接头，包括接头体以及顺序套接在管件上的环形卡套和压紧螺母，所述环形卡套包括卡套刃口、卡套基体和卡套尾部；所述卡套刃口外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体的过渡凹槽；所述接头体连接端设置有与所述卡套刃口配合的锥形渐缩口。

优选的，所述卡套刃口前端面向中部倾斜，与环形卡套径向的夹角为2°。

优选的，所述卡套刃口外表面与环形卡套轴向的夹角为20°。

优选的，所述过渡凹槽的截面为近似三角形，所述近似三角形的过渡顶角为圆弧形。

优选的，所述圆弧的半径为0.2~0.3mm。

优选的，所述接头体锥形内表面与轴向的夹角为20°。

优选的，所述卡套尾部外表面为近似圆锥台形，所述卡套尾部外表面与轴向的夹角为43°；所述压紧螺母设置有与所述卡套尾部配合的锥形渐缩口。

依据本发明的另一优选实施例，还公开了一种环形卡套，包括卡套刃口、卡套基体和卡套尾部，其中：所述卡套刃口外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体的过渡凹槽。

优选的，所述过渡凹槽的截面为近似三角形，所述近似三角形的顶角为圆弧形。

优选的，所述卡套刃口前端面向中部倾斜，与环形卡套径向的夹角为2°。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明优选实施例中卡套刃口内壁设置的过渡凹槽能够使卡套刃口在接头体内锥面的挤压下径向收缩变形后嵌入并锁紧管件，一方面可以大大增加接头体与管件的密封性和连接性能，使管接头可承受更高的压力和抗冲击能力；另一方面，无需增加后卡套即可避免现有单卡套管接头因温度变化导致密封性能下降的问题，产品结构简单，易于安装、拆卸；另外，对环形卡套材料的强度要求及温差适应要求较低，可大大降低产品的成本。

在本发明进一步的优选实施例中，卡套刃口内壁的前端与中部过渡角（即过渡凹槽的顶角）以R0.2~0.3mm的圆弧过渡，使环形卡套在变形后能够大大减少刃口与基体过渡区域的三向应力，可较大幅度的增加卡套的抗疲劳能力、变形能力和使用寿命。

在本发明另一优选实施例中，向中部倾斜的卡套刃口前端面结构，使卡套刃口在受到接头体内锥面的挤压时能够更容易嵌入管件，从而获得更好的密封性能。

附图说明

图1-1和图1-2分别为现有单卡套式管接头和双卡套式管接头的结构示意图；

图2为本发明环形卡套第一实施例的结构示意图；

图3为本发明环形卡套第二实施例的结构示意图；

图例说明如下：

1-接头体，2-压紧螺母，3-环形卡套（前卡套），4-管件，3′-后卡套，31-卡套刃口，311-刃口内壁凹槽，312-刃口与基体过渡圆弧角，313-刃口前端面，32-卡套基体，33-卡套尾部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图2，示出了本发明环形卡套第一实施例的结构示意图，包括一体成型的卡套刃口31、卡套基体32和卡套尾部33；其中：

卡套刃口31的外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体32的过渡凹槽311；

在本优选实施例中，过渡凹槽311的截面为三角形，该三角形的过渡顶角为锐角或近似直角。考虑到管件连接过程中卡套刃口31将受到压紧螺母的推力、接头体锥形口的挤压力、管件反变形力等三向应力情况，为保证其变形强度要求，优选过渡顶角的角度为85°左右。

参照图3，示出了本发明环形卡套第二实施例的结构示意图，与上述第一环形卡套实施例的区别在于：过渡凹槽311的截面为近似三角形，该近似三角形的过渡顶角312为圆弧。该圆弧的半径R优选为0.2~0.3mm。

在进一步的优选实施例中，卡套刃口31前端面313向中部倾斜，与环形卡套的径向（即图中Y轴方向）夹角为2°左右；相应的，卡套刃口21外表面（侧面）与轴向（即图中X轴方向）的夹角为20°左右；从外表面看，卡套刃口31由一个与径向夹角为2°左右的圆锥台和一个与轴向夹角20°左右的圆锥台组成。

正如本领域人员所了解的，单卡套由于材料问题不能同时保证变形量与强度的要求，很难找到平衡点，上述优选实施例中的刃口角度结构以及卡套刃口31与中部卡套基体32过渡部位的倒圆角结构在一定程度上解决了这个问题，不仅使环形卡套能够更容易变形及嵌入管道，同时还可以大大减少卡套刃口31与卡套基体32过度区域的三向应力，从而增加了单卡套的强度，使管接头具有更好的密封性和强度，可承受更高的压力。另外，为了进一步提高环形卡套的变形量和强度，使得包括该环形卡套的管接头能够承受更大的压力，还可以对环形卡套的制作材料进行特定工艺的热处理。

本发明还提供了一种卡套式管接头，包括接头体1、压紧螺母2和上述的环形卡套，其中：

接头体1的连接端设置有与卡套刃口31配合的锥形渐缩口；

环形卡套3和压紧螺母2顺序套接在管件4上，管件4的连接端***接头体1的锥形渐缩口，直至接头体1的凸肩部位。

在进一步的优选实施例中，为了使卡套刃口31在受到接头体内锥面的挤压时能够更容易嵌入管件，从而获得更好的密封性能，卡套刃口31前端面313向中部倾斜，与环形卡套的径向（即图中Y轴方向）夹角为2°左右。

在另一优选实施例中，为了使得接头体1与环形卡套3得到更好的配合，提高接头体与管件的连接性能和密封性能，卡套刃口31外表面与环形卡套3的轴向方向（即X轴方向）的夹角为20°左右；接头体1锥形内表面与轴向（即X轴方向）的夹角为20°左右。

另外，卡套尾部33外表面为近似圆锥台形，所述卡套尾部外表面与轴向的夹角为43°左右；所述压紧螺母设置有与所述卡套尾部配合的锥形渐缩口。

需要说明的是，上述装置或***实施例属于优选实施例，所涉及的单元和模块并不一定是本发明所必须的。

本发明卡套式管接头的密封原理如下：

当旋紧压紧螺母2时,环形卡套3在压力作用下被推进接头体1约20°的锥形口,卡套刃口端31在反作用力下产生径向收缩,使环形卡套3的内刃口嵌入管件4外壁约0.5mm深,在管件4外壁形成一个环形闭口缘边,形成可靠的内密封带；同时卡套刃口端31的20°倒角与接头体1的20°锥孔完全紧密贴合在一起,形成了可靠的外密封带；进而实现本发明卡套式管接头的接头体1与管件4的可靠密封连接。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种卡套式管接头及其环形卡套，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种卡套式管接头，包括接头体以及顺序套接在管件上的环形卡套和压紧螺母，其特征在于：

所述环形卡套包括卡套刃口、卡套基体和卡套尾部；

所述卡套刃口外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体的过渡凹槽；

所述接头体连接端设置有与所述卡套刃口配合的锥形渐缩口。

2.如权利要求1所述的卡套式管接头，其特征在于，所述卡套刃口前端面向中部倾斜，与环形卡套径向的夹角为2°。

3.如权利要求2所述的卡套式管接头，其特征在于，所述卡套刃口外表面与环形卡套轴向的夹角为20°。

4.如权利要求1所述的卡套式管接头，其特征在于，所述过渡凹槽的截面为近似三角形，所述近似三角形的过渡顶角为圆弧形。

5.如权利要求4所述的卡套式管接头，其特征在于，所述圆弧的半径为0.2~0.3mm。

6.如权利要求3所述的卡套式管接头，其特征在于，所述接头体锥形内表面与轴向的夹角为20°。

7.如权利要求1所述的卡套式管接头，其特征在于，所述卡套尾部外表面为近似圆锥台形，所述卡套尾部外表面与轴向的夹角为43°；所述压紧螺母设置有与所述卡套尾部配合的锥形渐缩口。

8.一种环形卡套，其特征在于，包括卡套刃口、卡套基体和卡套尾部，其中：所述卡套刃口外表面为近似圆锥台形，内壁设置有延伸到卡套基体的过渡凹槽。

9.如权利要求8所述的环形卡套，其特征在于，所述过渡凹槽的截面为近似三角形，所述近似三角形的顶角为圆弧形。

10.如权利要求8所述的环形卡套，其特征在于，所述卡套刃口前端面向中部倾斜，与环形卡套径向的夹角为2°；所述卡套刃口外表面与环形卡套轴向的夹角为20°。