CN107255194B - 不锈钢管全薄壁非铸件连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，包括管材、密封圈、薄壁不锈钢管材经塑型成形的非铸件薄壁管件套、螺纹锁套和加强压套，管材近端口处管壁外凸成型有阶梯凸环，螺纹锁套的一端为螺纹端口，另一端为内弯折的一圈顶止环；加强压套为一内径大于管材外径的薄壁管桶，一端为顶止端，另一端为与管材上阶梯凸环一侧接触的压件端，压件端具有一圈向外弯折的压件环。本方案通过采用独创的加强压套配合螺纹锁套之结构设计，使不锈钢管全部连接件均可统一采用薄壁不锈钢管来加工制造，可在确保不锈钢管连接的使用安全及寿命的前提下，降低加工制造成本，且，管材及连接件的材质统一为制造薄壁不锈钢管的薄壁不锈钢板材，增强了安装后整体美感；这种连接结构的实施将给不锈钢管道连接领域带来深远影响。
Description
技术领域
本发明属于管道快速接头技术领域，主要运用于不锈钢管的连接技术，尤其是针对连接件采用薄壁不锈钢管制成的连接结构，适用于不锈钢管等管道利用低成本的非铸件进行便捷、安全的连接。
背景技术
不锈钢管道的快速密封连接，需要同时解决密封和连接强度的问题，现有技术亦披露了诸多关于不锈钢管的连接方案。有些方案是采用直插自锁方式的，诸如采用卡环和滚珠等配合管件套内设的锥度结构来实现管材的直插自锁，这类方案较适用于小口径和低连接强度的不锈钢管连接。有些方案采用的是螺纹锁套方式，通过螺纹锁套旋紧连接于管件套，将不锈钢管锁定，如中国专利号为200620157022.X的实用新型专利，就公开一种薄壁金属管管接件，其包括管体、密封圈、连接管体的连接件，以及在管体上与连接件旋紧连接的螺套，管体连接处的端部***形成有圆锥台，连接件轴向套插于管体的圆锥台上，连接件的内壁开有阶梯孔，阶梯孔内装有密封圈，管体圆锥台的锥面与密封圈及阶梯孔内壁形成压紧密封，阶梯孔的变径处为内圆锥面，与管体圆锥台形成硬接触密封。这个公开的方案存在以下主要问题：
其一，以本领域技术人员的常识来看，该公开方案的连接件和螺套一定是厚壁的铸造件，若用薄壁不锈钢管来依照其披露的方案制造其连接件和螺套，连接强度将得不到保障，因为若以薄壁钢管成型螺套，则螺套以薄壁的顶端部分顶止圆锥台的顶部，由于接触面小不能有效顶止管材的滑出，连接强度无法保障；因而必定是采用具有一定厚度的螺套，才能满足连接强度之要求；
其二，该公开方案的是通过对密封环挤压来实现管材的顶止，这将无法确保密封环保持一定的压缩比，极易造成密封圈过度被挤压失去弹性而影响其密封性能及使用寿命；
其三，采用未挤压时面接触的密封片圈，不利于管材的***安装，且容易引起密封片圈的皱褶而使得密封性能出现瑕疵；
其四、密封环挤压实现管材的顶止，使得管材轴向位置不易确定，难以满足精准安装的要求。
本创新是基于连接结构件的管件套和螺纹锁套全采用薄壁不锈钢管的情况下，且本着解决上述技术问题之目的，而进行的具有针对性的全新结构创新。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种连接件完全由薄壁非铸件构成的，可满足足够连接强度的不锈钢管连接结构。同时，本发明还提供了能有效保障密封圈压缩比和管材精准安装的不锈钢管连接结构。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，包括薄壁不锈钢管材、密封圈和管件套，所述管件套为薄壁不锈钢管材经塑型成形的非铸件薄壁管件套，该管件套包括依次顺序的三段结构，第一段结构位于管件套的开口端，具有滚压成型的第一联接螺纹；第二段结构为连接第一段结构和第三段结构的阶梯孔，阶梯孔和第一段螺纹结构之间有锥度结构；第三段结构的管壁内径与管材的外径匹配；
所述管材近端口处管壁外凸成型有阶梯凸环，阶梯凸环由高低两级凸台构成，低级凸台靠近管材端口，高级凸台外径小于管件套第一段结构的最小内径；在管材***管件套时，阶梯凸环的低级凸台外径和阶梯孔内径吻合；
所述密封圈套设在管材上靠近管材端口的阶梯凸环侧，管材***管件套时密封圈被压封于阶梯孔、管材、阶梯凸环形成的空间中；
连接结构还包括螺纹锁套和可套设在该锁套内的加强压套；所述螺纹锁套为可套设在管材外的并具有滚压成型的第二联接螺纹的非铸件薄壁锁套，第二联接螺纹可旋入第一联接螺纹内使得螺纹锁套与管件套固定连接；该螺纹锁套的一端为螺纹端口，另一端为内弯折的一圈顶止环；所述加强压套为一内径大于管材外径的薄壁管桶，可套设在管材外，其一端为与螺纹锁套顶止环接触的顶止端，另一端为与管材上阶梯凸环一侧接触的压件端，该压件端具有一圈向外弯折的压件环，压件环的侧面和与其接触的管材阶梯凸环侧面相吻合。
作为优选的实施例，所述加强压套通过点焊接方式固定套设于螺纹锁套中，螺纹锁套的顶止环点焊接于加强压套的顶止端口外边沿，加强压套的压件环点焊接于螺纹锁套的螺纹端口外边沿。
作为更进一步的优选，所述管材上阶梯凸环的高低级凸台之间设有一锥度连接；所述管件套的阶梯孔和管件套的第一段螺纹结构之间的锥度结构和管材阶梯凸环的高低级凸台之间的锥度连接相匹配；所述管材***管件套后，管材阶梯凸环的高低级凸台之间的锥度连接部分在管件套的第一段螺纹结构和阶梯孔之间的锥度结构处被顶止。
本发明的有益效果是，通过采用独创的加强压套配合螺纹锁套之结构设计，使得不锈钢管全部连接件均可统一采用薄壁不锈钢管来加工制造，可在确保不锈钢管连接强度和使用安全及寿命的前提下，降低加工制造成本，同时，管材及连接件的材质统一为制造薄壁不锈钢管的薄壁不锈钢板材，增强了安装后整体美感。这种连接结构的实施，必将给不锈钢管道的连接领域带来深远的影响。
附图说明
图1为本发明实施例中管材***管件套安装时的剖视示意图；
图2为本发明实施例中管材和密封圈配合的剖视示意图；
图3为本发明实施例中管件套的剖视示意图；
图4为本发明实施例中螺纹锁套的剖视示意图；
图5为本发明实施例中加强压套的剖视示意图；
图6为本发明实施例的各部件连接关系示意图。
其中：1为管件套、2为密封圈、3为管材、4为加强压套、5为螺纹锁套、11为第一联接螺纹、12为锥度结构、31为阶梯凸环、311为低级凸台、312为高级凸台、313为锥度连接、41为压件环、51为顶止环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
本发明所涉及的一种不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，是用于管道间的连接，当然，也可以是具有相同功能的其他非不锈钢管材。如图1和6所示的，本发明的结构包括薄壁不锈钢管材3、管件套1、密封圈2、加强压套4和螺纹锁套5，管件套1有供管材3***的开口端，具有弹性的密封圈2被封装在管件套1内部，用于管材3与管件套1之间的密封，确保不漏水。在实际运用中，管件套1可以是直通也可以是弯头，一般是包括两个开口端的二通接管，当然，也可以是具有多个开口端的多通接管，这都属于本发明的保护范围，具体的开口端数量可根据实际需求由本领域的技术人员设计出来。
具体的，本发明的一种不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，所针对的是采用薄壁不锈钢管材经冲压、冲扩、滚压等方式，塑型成形的非铸件薄壁管件套1，以及采用薄壁不锈钢管材塑型而成的非铸件薄壁螺纹锁套5，这完全有别于采用厚壁管件套的螺纹锁套结构，在现有技术中没有针对这类的技术方案。因为采用现有技术的方案，利用薄壁连接件是无法保证顶止强度，进而难以保证管材的连接强度(主要是抗拉拔强度)，这在背景技术中有详细阐述。
如图3所示的，本发明具体实施例中的采用薄壁不锈钢管材经塑型成形而成的非铸件薄壁管件套1，主要包括依次顺序的三段结构：第一段结构位于管件套的开口端，具有滚压成型的第一联接螺纹11，该段结构的最小内径应保证套设有密封圈2的管材3能轻松***；第二段结构为连接第一段结构和第三段结构的阶梯孔，阶梯孔和第一段螺纹结构之间有一定的锥度结构12，锥度结构12有利于对***的套设于管材之上的密封圈逐步压缩，可根据设计需要的密封圈压缩比，确定密封圈线径和第一段螺纹结构11内径、阶梯孔的内径和管材3外径三者之间的差异；第三阶段结构的管壁内径与管材的外径匹配，这有利于管材与管件套的连接稳定性。
如图2所示的，本发明具体实施例中的薄壁不锈钢管材3，所述管材3近端口处管壁外凸成型有阶梯凸环31，阶梯凸环31有高低两级凸台构成，低级凸台311靠近管材端口，阶梯凸环31的高级凸台312外径小于管件套第一段螺纹结构的最小内径；这样设计的目的是要确保管材的阶梯凸环部分能够顺利地***管件套1内；在管材***管件套时，阶梯凸环的低级凸台311外径和阶梯孔内径吻合；这种吻合是一种相互匹配的关系，有利于增强管材3与管件套1的连接稳定性，不易晃动，且避免让密封圈2被挤压进入细缝而影响密封效果；所述密封圈2套设在管材3上靠近管材端口的阶梯凸环31侧，管材3***管件套1时密封圈2被压封于阶梯孔、管材3和阶梯凸环31形成的空间中。
如图4和5所示的，本发明的连接结构还包括螺纹锁套5和可套设在该锁套内的加强压套4。所述螺纹锁套5为可套设在管材外的并具有滚压成型的第二联接螺纹的非铸件薄壁螺纹锁套，如图4所示，第二联接螺纹可旋入第一联接螺纹内使得螺纹锁套5与管件套1固定连接，通过加强压套4将管材锁定在管件套中实现管材连接；螺纹锁套5的一端为螺纹端口，另一端为内弯折的一圈顶止环51；所述加强压套4为如图5所示的，其结构为一内径大于管材外径的薄壁管桶，可套设在管材外，安装时位于螺纹锁套和管材之间，用于加强薄壁的螺纹锁套顶止管材，辅助螺纹锁套及管件套作用力于管材的阶梯凸环上以实现管材的锁定。加强压套4的一端为与螺纹锁套顶止环51接触的顶止端，加强压套4的另一端为与管材上阶梯凸环一侧接触的压件端，该压件端具有一圈向外弯折的压件环41，压件环的侧面和与其接触的管材阶梯凸环侧面相吻合。螺纹锁套5和加强压套4的巧妙设计，可使得螺纹锁套5的螺纹端口顶止加强压套4的压件环41，使得加强压套4的压件环41作用力于管材阶梯凸环的一侧，同时加强压套4的顶止端也被螺纹锁套的顶止环51顶止，使得顶止管材的力由螺纹锁套5的薄壁端口和顶止环51通过加强压套4整体承受，而不只是由螺纹管件套的薄壁端口来作用力于管材的阶梯凸环，解决了管材与螺纹锁套之间容易滑脱而无法保障连接强度的问题；这样的设计让薄壁管件套和薄壁螺纹锁套实现足够强度的管材连接成为可能。
在最佳的实施例中，为了进一步的加强薄壁螺纹锁套的强度，所述加强压套4通过焊接方式固定套设于螺纹锁套5中，螺纹锁套5的顶止环51点焊接于加强压套4的顶止端口外边沿，加强压套4的压件环41点焊接于螺纹锁套5的螺纹端口外边沿，焊接方式可以采用于各连接边沿的点焊，当然也可以采用其他的焊接方式。这样的结构还能实现管材现场施工安装的便利性，因为可以在工厂就将加强压套4和螺纹锁套5固定在一起成为一个整件，安装时省时省力，同时有利于提高螺纹锁套5和加强压套4的整体强度，克服螺纹锁套5和管件套1在螺旋锁紧时的变形.
在最佳的实施例中，为了让管材和管件套有更好的径向稳定性，也为了让密封圈更顺畅的压封入管件套内，管材3近端口处管壁外凸而成的高低凸环之间有一锥度连接313；所述管件套的阶梯孔和管件套的第一段螺纹结构之间的锥度结构12和管材凸环的高低凸台之间的锥度连接313相匹配，如图3所示的；管材在***管件套后于管件套的锥度结构12处被顶止。锥度结构12的设计相当于有一喇叭滑口，便于密封圈的滑入，有利于安装的顺畅和对密封圈的保护，同时锥度结构12与锥度连接313的配合也可实现管材的轴向定位，确保了密封圈的一定压缩比，保护密封圈不被过度挤压，而且还能让管材和管件套更加紧密的配合，尽可能降低二者的相互晃动。
本发明的有益效果是，通过采用独创的加强压套配合螺纹锁套之结构设计，使得不锈钢管全部连接件均可统一采用薄壁不锈钢管来加工制造，这在现有技术中是不存在的。因为加强压套相当于增加了薄壁螺纹锁套的壁厚，使得带有凸环的管材在凸环位充分受力，管材难以滑脱出螺纹锁套，这就确保了不锈钢管的连接强度，这也纠正了行业内认为薄壁不锈钢管不适于制造本发明所涉连接方式的管材连接件之行业偏见。此外，现在的加工工艺将不锈钢管通过冲压、冲扩及滚压塑型成形的成本非常低，相对于铸造件或其他厚壁材料的机床加工而言，螺纹锁套、加强压套和管件套全部采用薄壁不锈钢管塑型成形的方案大大降低加工制造成本以及材料成本，同时确保不锈钢管连接强度和使用安全及寿命。管材及连接件的材质也统一为制造薄壁不锈钢管的薄壁不锈钢板材，增强了安装后整体美感。本发明连接结构的实施，必将给不锈钢管道的连接领域带来深远的影响。
Claims (3)
1.一种不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，包括薄壁不锈钢管材、密封圈和管件套，其特征在于：
所述管件套为薄壁不锈钢管材经塑型成形的非铸件薄壁管件套，该管件套包括依次顺序的三段结构，第一段结构位于管件套的开口端，具有滚压成型的第一联接螺纹；第二段结构为连接第一段结构和第三段结构的阶梯孔，阶梯孔和第一段螺纹结构之间有锥度结构；第三段结构的管壁内径与管材的外径匹配；
所述管材近端口处管壁外凸成型有阶梯凸环，阶梯凸环由高低两级凸台构成，低级凸台靠近管材端口，高级凸台外径小于管件套第一段结构的最小内径；在管材***管件套时，阶梯凸环的低级凸台外径和阶梯孔内径吻合；
所述密封圈套设在管材上靠近管材端口的阶梯凸环侧，管材***管件套时密封圈被压封于阶梯孔、管材、阶梯凸环形成的空间中；
连接结构还包括螺纹锁套和可套设在该锁套内的加强压套；
所述螺纹锁套为可套设在管材外的并具有滚压成型的第二联接螺纹的非铸件薄壁锁套，第二联接螺纹可旋入第一联接螺纹内使得螺纹锁套与管件套固定连接；该螺纹锁套的一端为螺纹端口，另一端为内弯折的一圈顶止环；
所述加强压套为一内径大于管材外径的薄壁管桶，可套设在管材外，其一端为与螺纹锁套顶止环接触的顶止端，另一端为与管材上阶梯凸环一侧接触的压件端，该压件端具有一圈向外弯折的压件环，压件环的侧面和与其接触的管材阶梯凸环侧面相吻合。
2.根据权利要求1所述的不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，其特征在于：所述加强压套通过点焊接方式固定套设于螺纹锁套中，螺纹锁套的顶止环点焊接于加强压套的顶止端口外边沿，加强压套的压件环点焊接于螺纹锁套的螺纹端口外边沿。
3.根据权利要求1或2所述的不锈钢管全薄壁非铸件连接结构，其特征在于：所述管材上阶梯凸环的高低级凸台之间有一锥度连接；所述管件套的阶梯孔和管件套的第一段螺纹结构之间的锥度结构和管材阶梯凸环的高低级凸台之间的锥度连接相匹配；所述管材***管件套后，管材阶梯凸环的高低级凸台之间的锥度连接部分在管件套的第一段螺纹结构和阶梯孔之间的锥度结构处被顶止。
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