CN1101910C - 管接头 - Google Patents

Abstract

一种管接头，用于将单独的管段以流体密封的形式连接到一起。一套管固定连接到一个管段上，同时固定螺母可拆卸地安装到另一管段上。固定螺母通过螺纹连接到短管部分上，同时该短管部分通过螺纹连接于套管上。在固定螺母与管段之间设置有一卡环。该卡环包括多个咬合部件。卡环或者构成开口环，或者包括一大小适中并固定在合适位置上的环形底环，有多个可偏斜的装置固定于其上。当短管部分被紧固时，固定螺母与套管相互靠近地移动，同时楔形环的倾斜结构迫使卡环向管段移动，该管段通过咬合部件嵌入管段的壁面而使其被固定，从而相对固定螺母使管段的位置被纵向固定并保持流体密封。

Description

管接头

本发明涉及一种管件，尤其涉及一种不需要焊接、钎焊或其它常用的永久固定技术而将管件不同部分以流体密封的形式连接到一起的管接头。

塑料管和金属管已长期被用于输送流体，如液体和气体。这些管子包括管接头，这些管接头用于将不同部分的管件对中连接到一起。这些管接头必须能够在一定的温度、压力范围内及各种外部环境条件下形成流体密封。就塑料管而言，由于应力将会使塑料管产生疲劳、拉伸或断裂，而塑料管的疲劳、拉伸或断裂又会因密封不好而导致管接头的泄漏，因此很难得到可靠的管接头。用于塑料管的管接头必须能够承受导致长度变化的轴向应力，例如由温度变化而产生的轴向应力，同时又不能降低其密封性能。此外，应该易于普通工人安装，并且不要求工人具有任何特殊技术。

目前，管接头具有许多不同的结构。一般的管接头包括一主体或接头部分，管段的开口端***该接头部分内并固定连接到该接头上。一固定螺母活动固定于另一管段的开口端上，并定位于接头部分内。接着，固定螺母通过螺纹拧在接头上。包括在接头内并环绕管子的为一个或多个弹性密封圈，一个或多个垫圈及卡环，其用于将已***接头的管段纵向固定在合适的位置上。固定螺母在接头上的固定迫使卡环径向向里挤压，以卡住管壁表面并对密封圈施加一个纵向的压力，从而在管子的外壁表面与接头的内部之间形成流体密封。过去，一般的接头设计都包括卡环，卡环在***管子的过程中必须初始膨胀或径向膨胀，以套装在管子上并将管子卡紧。这种初始膨胀使管子的***更加困难，而且还形成一闭锁位置，在该位置上，除非将管子拆开，否则即使固定螺母没有被紧固，也不能将管子抽出。

本发明人参考了在先的美国专利5,466,019，该专利涉及一种类似的管接头。这种现有管接头的一个缺陷在于它包括很多部件。因此，最好能够省去某些部件。另外，这种现有的管接头还包括一可压缩的橡胶垫圈，该垫圈起到对咬合件施加一个偏压力的作用以卡住管子，其目的是在管子的各个部分之间保持所需的流体密封。但已经发现，在一段时间之后，这种橡胶垫圈将会硬化并失去偏压力，这将形成不良的连接。另外，上述专利的管接头还存在另一缺陷：它要求固定螺母固定于管接头的接头部分上。固定螺母还支承着管接头之咬合部件将要嵌入的管段。固定螺母的转动使咬合部件的沟槽嵌入管段内而不是仅仅卡在管段内。因此，最好能够找到一种无需旋转固定螺母就能够固定管接头的方法。

本发明涉及一种利用套管的管接头，其中套管固定连接到第一管段上。该套管包括一内孔，该内孔被一内螺纹部分所环绕。通过螺纹固定于该内螺纹部分内的是短管部分的一端，同时短管的另一端通过螺纹连接在一固定螺母内。在固定螺母与管段之间设置一个支承环、一楔形圈和一卡环。卡环包括咬合部件，这些咬合部件被迫与管子部分咬合。迫使咬合部件处于咬合状态是由楔形圈的环形倾斜部分来实现的，所说的环形倾斜部分在介于固定螺母与套管之间的线性移动过程中被迫介于挡圈与卡环之间。卡环可包括一开口环或一作为开口环使用的固定环，该固定环设置有一系列槽以形成一对可偏斜的卡爪。

本发明的主要目的是构造一种可用于将塑料管和金属管的对中部分以流体密封的形式连接到一起的管接头。

本发明的另一目的是构造一种可由不需要任何特别技术的安装人员仅用简单的工具就可容易地安装的管接头。

本发明的又一目的是构造一种使用楔形圈的管接头，这种楔形圈设置有一环形、倾斜的主体部分，该主体部分被用作咬合部件的偏压装置，从而省去了橡胶型偏压装置，其中咬合部件卡在管段内。

图1为本发明管接头的纵向局部剖视图，该图示出了用处于未紧固位置上的管接头将两根对中且分离的管段安装到一起的状态，在该未紧固位置上，管段之一可相对管接头纵向移动；

图2为一与图1相似的视图，但该图示出了处于紧固位置上的管接头，从而使活动管段相对管接头固定到位；

图3为一部件分解立体图，该图示出本发明管接头的不同部件，其中的管接头采用了第一实施例的卡环；

图4为第二实施例卡环的立体视图，这种卡环可替代图3所示的卡环被使用；

图5为一与图2类似的视图，但该图中设置有第二实施例的卡环。

参照附图，图中示出了本发明的管接头10，管接头一般包括套管12和固定螺母14。套管12基本为中空的，并且其两端开口。固定连接于套管12下端内的是第一管段16。管段16可由塑料或金属制成。管段16的直径可为一英寸或更小，也可以为一英尺或更大。第一管段16可由粘接剂固定连接于套管12上。套管12还包括形成于其上端内的内螺纹部分18。

一短管部分20终止于外螺纹部分22和24。该短管部分20基本为一种具有内部通孔26的管结构。外螺纹部分22通过螺纹与内螺纹部分18相连接。应该注意到：外螺纹部分22和24为旋向相反的螺纹，例如外螺纹22包括连续的左旋螺纹，而外螺纹24包括连续的右旋螺纹。形成于内部通孔26内的为一环形凸缘28，其作用将在说明书中作进一步解释。短管部分20在其外部设置有多个***30。***的作用也将在说明书中作进一步的说明。内部通孔26还包括第二环形凸缘32。在凸缘28与凸缘32之间形成一环形腔34。该环形腔34内将设置有一环形的密封件36。该密封件将抵靠在凸缘32上。固定于密封件36上的还有一垫圈38。垫圈38具有一抵靠在凸缘28上的环形凸缘40。内部通孔26从凸缘28到短管部分20之外端的部分形成一加大的环形腔42。密封件36一般由略带弹性的材料制成，例如塑料，甚至可能由橡胶塑料制成。垫圈38可以是塑料或金属的。

固定于加大环形腔42内的为一支承环44，该支承环部分定位于加大的环形腔42内，并具有一加大的环形凸缘，该凸缘装配于固定螺母14的内腔46内。支承环44直接抵靠在加大环形腔42的壁面上。设置于支承环44与第二管段48之间的为一卡环50。卡环50的底部凸缘抵靠在垫圈38上。卡环50具有一纵向的开口52。开口52的作用将在说明书中作进一步说明。卡环50的内表面包括多个咬合部件54。这些咬合部件54基本为环状，在本实施例中其数目为三个。使卡环不连续的原因仅在于开口52。支承环44的下端抵靠在卡环50的环形底部凸缘56上。环形的底部凸缘56直接抵靠在垫圈38的环形凸缘40上。

形成于固定螺母14内的是一个与内腔46相连接的环形隔腔58。该环形隔腔58内安装着楔形环62的上部60。楔形环62还包括一主体部分64。该主体部分64相对纵向的中心轴66倾斜。主体64的下边缘或外边缘形成于锐缘68上。

如图1-3所示的本发明之管接头的安装操作如下：将第一管段16固定连接到套管12上，接着，将短管部分20的外螺纹部分22通过螺纹拧入内螺纹部分18。固定螺母14具有一楔形环62，该楔形环固定在环形隔腔58内并延伸到内腔46内。在短管部分20的腔室34内安装密封件36和垫圈38。将卡环50和支承环44安装在加大的环形腔42内。接着，将第二管段48***短管部分20内，直到管段48的端部抵靠在内部通孔26的下部环形凸缘70上。在该位置上，楔形环62之削尖的自由边68开始插在支承环44与卡环50之间。楔形环62之主体部分64的倾角恰好足以使削尖的自由边68定位于支承环44和卡环50之间的接合处。现在，本发明的管接头处于图1所示的位置上。

固定螺母14和套管12分别被一可防止旋转的合适工具所固定。另一工具作用于短管部分20的外表面上，此时，***30被用作所述工具的夹紧装置。接着，短管部分20沿紧固方向转动，在紧固方向上，固定螺母14将朝套管12移动。外螺纹部分22将被整个拧入套管12内，同时固定螺母14的内螺纹部分72拧在外螺纹部分24上。随着紧固工作的继续进行，楔形环62的主体部分64被进一步压在支承环44和卡环50之间。主体部分64的倾角对卡环50施加一个连续的偏压力，从而使咬合部件54嵌入第二管段48的壁面内。卡环50通常由能够偏斜的硬质塑性材料制成，从而产生咬合部件54的嵌入。当咬合部件54卡在第二管段48的壁面内时，卡环50的直径将减小。开口52允许其直径减小。

参照图4和5，代替使用卡环50的开口形式，使用卡环的修改形式74。卡环74并非是一个全部贯通的开口，而是包括一环形的底部76和环形的卡爪部分78。在卡环74上设置有多个(四个)槽80，这些槽在环形固定底部76的下端开口，并向上延伸至环形卡爪部分78。这些槽80被等角度地隔开。另外还设置有一对径向相对的槽82，槽82在环形卡爪部分78的上边缘开口并沿深度方向延伸至固定底部76。当楔形环62之主体部分64对卡环74施加一个挤压力时，槽80与槽82的组合使卡环74的环形卡爪部分78立即向里偏斜，从而使咬合部件88卡在管段48内。环形的卡爪部分被槽82大体上划分为一对独立的部分。楔形环62的压力使这些独立的部分相对偏斜。在各个独立的部分内设置有三排咬合部件88。当楔形环62的压力被释放时，环形卡爪部分78弹性地弹回，而咬合部件88将从管段48的嵌入位置上移开。

当套管12上固定一个防止套管12旋转的工具(未示出)时，***部分84有利于与工具的摩擦连接。同样地，可用固定螺母14的***部分86防止固定螺母14的旋转。

如图2所示，当管接头处于装配后的位置上时，流体可容易地在第一管段与第二管段48之间无泄漏地导通。

Claims (4)

1、一种用于连接第一管段的管接头，其中第一管段与第二管段略微隔开，每个管段都具有一纵向的中心轴，所说管段的各个纵向中心轴基本对中，所说的管接头包括：

一套管，第一管段插在所说套管内并固定安装在套管上，所说的套管具有一外部开口端，该开口端形成一内孔，该孔被第一内螺纹部分所围绕；

一短管部分，该短管部分通过螺纹与所说的第一内螺纹部分连接；

一固定螺母，装配在第二管段上，所说的固定螺母设置有一第二内螺纹部分，所述的第二内螺纹部分与所说的第二外螺纹部分啮合；

一卡环，该卡环设置有多个接合部件，所说的卡环套装在第二管段上，所说的固定螺母套装在所说的卡环上；

一支承环，固定于所说的固定螺母与所说的卡环之间；

一楔形环，该环连接到所说的固定螺母上，所说的楔形环具有一环形的主体部分，该主体部分相对所说的纵向中心轴位于倾斜位置上，所说的套管主体部分终止于一削尖的自由边，该自由边用于通过将所说的削尖自由边楔入所说的支承环与所说的卡环之间而开始所说楔形环在其安装位置上的装配，所说的短管部分可相对所说的固定螺母和所说的套管转动，从而使所说的套管与所说的固定螺母更接近地移动，以使所说楔形环的主体部分线性移动并在所说的卡环与所说的支承环之间将其进一步压入***位置，从而将所说的咬合部件压入第二管段，从而使第一管段与第二管段以流体密封的形式紧固在一起。

2、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于：所述的卡环包括多个独立的部分，每一部分都包括所述的咬合部件，所述的独立部分固定于环形底部上，所述的独立部分可相对所述的环形底部偏斜。

3、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于：所述的短管部分包括一第一外螺纹部分和一第二外螺纹部分，所述的第一外螺纹部分与所述的第二外螺纹部分旋向相反，所述的第一外螺纹部分与所述的第一内螺纹部分螺纹连接，从而当所述的短管部分转动时，所述的短管部分与所述的套管及固定螺母一起线性移入进一步的啮合位置。

4、根据权利要求3所述的管接头，其特征在于：所述的短管部分具有一外表面，该外表面上设置有易于与转动所述短管部分的工具连接的卡紧装置。

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