CN111473173A - 一种卡套式接头的软密封机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卡套式接头的软密封机构，包括接头体、卡套、螺母、卡套管、弹性档圈和密封圈。所述接头体与螺母上设置有相互配合的螺纹，内腔有配合卡套管的圆柱形孔和容纳密封圈与弹性档圈的锥形口；所述的卡套前端为弹性档圈提供支撑，并通过止动台阶与接头体端面相接触，后端有用于螺母驱动的锥面并有多个轴向槽，后端内孔起始处设置安装限位台阶孔，紧接着台阶孔后设置一个或多个凸起刃口；所述螺母推动卡套前端支撑弹性档圈和密封圈进行软密封，通过拧紧螺母挤压卡套，使卡套孔内刃口切入卡套管直至卡套安装限位台阶孔抱紧卡套管。所述螺母孔径大于卡套管外径，方便目测检查安装到位情况。本发明解决了现有技术存在的多个不足。

Description

一种卡套式接头的软密封机构

技术领域

本发明涉及卡套式接头技术领域，具体为一种卡套式接头的软密封机构。

背景技术

ISO8434和SAE J514等标准中的卡套式接头，被广泛应用于各种液压和气动管路***，在飞机、火车、航运、工程机械、电力、气体等多行业都得到了普遍的使用。

上述标准所涉及到的卡套式管接头，均为硬密封形式，包括接头体、螺母和卡套。卡套与接头体之间利用锥面进行配合，螺母与接头体上螺纹不断拧紧，螺母推动卡套，卡套的前端沿接头体的内锥面向下切入卡套管外壁，以同时在卡套与卡套管之间、卡套与接头体内锥面之间形成密封。这种硬密封技术主要有4点不足：首先是由于安装过程中，卡套管前端的直径收缩导致卡套前端的塑性变形抗力和卡套切入卡套管的变形抗力同时发生，因此卡套的安装要求很大的扭矩。第二点由于卡套需要具有切入作用，因此要求卡套必须具有较高的表面硬度，同时卡套前端必须能够径向塑性变形产生缩口，需要表面淬硬层很薄以保持内部的柔软性，所以卡套的技术性能要求非常严苛，导致很多重要场合，卡套仍大量依赖进口。第三点安装需要依靠安装人员的经验，难以进行检测，往往不是“过拧”就是“欠拧”，存在安全隐患。第四点硬密封相比软密封，密封的可靠性有所降低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种卡套式接头的软密封机构，采用软密封替代硬密封。取消了对卡套的塑性变形要求，卡套的技术性能要求得到了降低，方便了卡套的加工生产，同时也解决了安装扭矩过大的问题。本发明同时也解决了安装是否到位的目测检查问题。

（二）技术方案：

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种卡套式接头的软密封机构，如图1所示，包括卡套1、螺母2、接头体3、卡套管4、弹性档圈5和密封圈5；所述接头体与螺母上设置有相互配合的螺纹。

所述的接头体3具有与所述卡套管4外径相配合的圆柱形孔，并在接头体3端面到此圆柱形孔之间有一个内锥面，该内锥面与卡套管4外壁构成一个锥形口，此锥形口内为一个容纳密封圈和弹性档圈的空腔。

所述卡套1，如图3和图4所示，前端面11支撑弹性密封圈5，前端面11后为一段前小后大的外锥面12，外锥面后为一个止动台阶，止动台阶后为第一段圆柱面13，第一段圆柱面13后为外径比第一圆柱面小的圆柱形槽14，圆柱形槽14后为比圆柱形槽直径大的第三圆柱面15，第三圆柱面15到后端面17之间为一个前大后小的驱动外锥面16，从后端面17开始向前端面方向开有多个径向贯通轴向不贯通的轴向槽113，从后端面起始的第一段圆柱形内孔18为安装限位台阶孔，从此台阶孔向前为直径更大的第一段圆柱形内槽19，第一段圆柱形内槽19后为一个环形刃口110，环形刃口后为第二段圆柱形内槽，依此类推，在轴向槽长度范围内可设置一个或多个环形刃口110，最后一段比安装限位台阶孔直径更大的圆柱形内槽111到前端面11之间为一段与卡套管外径相配合的圆柱形内孔112；卡套前端外锥面12的作用在于进入接头体的锥形口支撑弹性档圈5，外锥面12后的止动台阶与接头体3端面相接触，保证前端位置的固定。轴向槽113的设计，在于避免卡套内孔刃口110切入卡套管时产生塑性变形，同时卡套外周上的圆柱形槽14使卡套弹性变形更加容易，因而总体上降低了安装扭矩，对卡套1的技术性能要求相比现有技术也得到了降低，更加容易生产加工。安装限位台阶孔18的设计则用于避免螺母拧紧时的“过拧”或“欠拧”的情况。

所述螺母2通孔内径与卡套管4外径有较大间隙，螺母2内螺纹后部有一个驱动内锥面与上述卡套1的驱动外锥面16相配合；可以通过此间隙观察到卡套后端安装限位台阶孔18与卡套管4外壁的抱紧情况。

所述螺母2通过驱动内锥面压紧卡套。

作为一种改进，如图5所示，所述弹性档圈外圈51为与所述接头体3锥形口角度一致的锥面，锥面大端直径小于接头体3锥形口大端直径，内孔小于等于卡套管4外径，档圈的截面为直角梯形。弹性档圈上有一个与上下表面夹角小于等于30度的贯通切口。这样设计的弹性档圈5可以依据卡套管4外径大小的不同，自动调节内孔大小，与卡套管4外壁紧密贴合，同时外锥面51更能有效地与接头体3内锥面相贴合，大端也更易于在压力下与卡套前端面11贴合，使得密封更加可靠。

作为一种优选，所述卡套1前端的前小后大的外锥面12角度与所述接头体3内锥面角度一致，此外锥面12小端外径等于弹性档圈5大端外径，此外锥面大端外径等于接头体3内锥面大端外径。外锥面后止动台阶外径大于接头体3内锥面大端外径。这种设计给弹性档圈5最大的支撑面积，前端外锥面13设计便于卡套1前端进入接头体3内，后端的止动台阶防止卡套1前端进入接头体3太深，导致弹性档圈5和密封圈6损坏。

作为一种优选，卡套1后端的轴向槽113均匀分布，在螺母2挤紧卡套1后端时，均匀分布的轴向槽113有利于卡套1孔内的刃口110均匀切入卡套管4外壁。

作为一种优选，卡套1后端的安装限位台阶孔18，在安装完成后，抱紧卡套管4外径，抱紧的程度可以作为目测检验判断是否安装到位的标准。

作为一种优选，卡套1内孔的环形刃口110，截面为等腰三角形或直角三角形，等腰三角形的刃口强度较高，而直角三角形刃口，在直角边为卡套前侧时，有利于提高整个机构在压力下的抗拨脱能力。

作为一种改进，卡套1至少在环形刃口110处进行淬硬处理或进行整体淬硬处理，使刃口更易于切入卡套管外壁，降低安装力矩要求。

作为一种优选，螺母2通孔与卡套管4外径之间的间隙大到借助照明，可以肉眼看出卡套1后端安装限位台阶孔18是否已经抱紧卡套管4，解决卡套是否安装到位的判断和检测问题。

作为一种优选，所述密封圈6内径小于卡套管4外径，线径大于弹性档圈5的径向平均厚度，这样的密封圈6在安装后，内径进行了拉伸，而外径进行了压缩，有助于提高密封的可靠性。

（三）有益效果

本发明的有益效果是：

第一点：与现有技术相比，通过采用包括密封圈和弹性档圈在内的软密封方式，保证了密封机构的密封效果。

第二点，本发明的卡套1轴向槽110的设计，因为消除了缩口塑性变形要求，这一点大大降低了卡套的技术性能林求和制造难度。

第三点，如上述有益效果第二点，因为消除了缩口塑性变形要求，所需安装力矩相比现有技术也得到了降低。

第四点，通过螺母2内孔和卡套管4之间较大的间隙，可以观察到卡套1后端安装限位台阶孔18是否已经抱紧卡套管4，便于安装人员和检验人员判断机构是否已经安装到位。

附图说明

图1本发明机构安装前示意图；

图2本发明机构安装后示意图；

图3卡套沿轴向槽剖开剖面示意图；

图4卡套剖面图3的C-C剖面示意图

图5 弹性档圈剖面示意图

附图标记说明如下：

1卡套、2螺母、3接头体、4卡套管、5弹性档圈、6密封圈

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参见图1所示，本发明包括用于和卡套管4连接的接头体3，用于密封的密封圈6、弹性档圈5，用于支撑弹性档圈5并卡紧卡套管4防止拨脱的卡套1、用于驱动并压紧卡套1的螺母2。

卡套管4伸入接头体3后，在卡套管4外壁，接头体3的左端面及内锥面之间，形成一个锥形口，此锥形口内可容纳密封圈6和弹性档圈5。螺母2与接头体3上设置有相互配合的螺纹。向右推动螺母2，则卡套1向右推动弹性档圈5和密封圈6进入上述锥形口。开始拧紧螺母2，卡套1的右端锥面12开始进入锥形口，右端面11继续推动弹性档圈5和密封圈6进入锥形口的更深处直至卡套1上止动台阶与接头体3左端面相接触。弹性档圈5开有坡度切口，内径可以抱紧卡套管4外径，外锥面51可以与接头体3的内锥面相贴合，同时卡套1的右端面11为弹性档圈5的左端面52提供了支撑，从而在上述锥形口内形成了一个有效的软密封机构。进一步拧紧螺母2，在螺母2内锥面和卡套1左端外锥面16的相互作用下，卡套2左侧开始向卡套管4外径方向收缩，卡套1孔内的刃口110开始切入卡套管4。通过螺母2与卡套管4之间的间隙，可以观察到卡套1左侧安装限位台阶孔18与卡套管4之间间隙开始变小，到卡套1安装限位台阶孔18贴合卡套管4时，安装完成如图2所示。

本发明采用软密封提高了密封的可靠性，密封效果好，性能稳定。本发明采用的卡套技术要求简单，易于生产控制质量。同时本发明也降低了安装扭矩，并易于检测是否安装到位。

以上仅是本发明的优先实施例，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进或修改，这些改进和修改也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种卡套式接头的软密封机构，包括卡套、螺母、接头体、卡套管、弹性档圈和密封圈；所述接头体与螺母上设置有相互配合的螺纹，其特征在于：

所述的接头体具有与所述卡套管外径相配合的圆柱形孔，并在接头体端面到此圆柱形孔之间有一个内锥面，该内锥面与卡套管外壁构成一个锥形口，此锥形口内为一个容纳密封圈和弹性档圈的空腔；

所述卡套前端面支撑弹性密封圈，前端面后为一段前小后大的外锥面，外锥面后为一个止动台阶，止动台阶后为第一段圆柱面，第一段圆柱面后为外径比第一圆柱面小的圆柱形槽，圆柱形槽后为比圆柱形槽直径大的第三圆柱面，第三圆柱面到后端面之间为一个前大后小的驱动外锥面，从后端面开始向前端面方向开有多个径向贯通轴向不贯通的轴向槽，从后端面起始的第一段圆柱形内孔为安装限位台阶孔，从此台阶孔向前为直径更大的第二段圆柱形内槽，第二段圆柱形内槽后为一个环形刃口，环形刃口后为第三段圆柱形内槽，依此类推，在轴向槽长度范围内可设置一个或多个环形刃口，最后一段比安装限位台阶孔直径更大的圆柱形内槽孔到前端面之间为一段与卡套管外径相配合的圆柱形内孔；

所述螺母通孔内径与卡套管外径有较大间隙，螺母内螺纹后部有一个驱动内锥面与上述卡套的驱动外锥面相配合；

所述螺母通过驱动内锥面压紧卡套。

2.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述弹性档圈外圈为与所述接头体锥形口角度一致的锥面，锥面大端直径小于接头体锥形口大端直径，内孔小于等于卡套管外径，档圈的截面为直角梯形。

3.弹性档圈上有一个与上下表面夹角小于等于30度的贯通切口。

4.根据权利要求2所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述卡套前端的前小后大的外锥面角度与所述接头体内锥面角度一致，外锥面小端外径等于弹性档圈大端外径，此外锥面大端外径等于接头体内锥面大端外径。

5.外锥面后止动台阶外径大于接头体内锥面大端外径。

6.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述卡套后端的轴向槽均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述卡套后端的安装限位台阶孔，在安装完成后，此台阶孔抱紧卡套管外径。

8.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述卡套内孔的环形刃口，截面为等腰三角形或直角三角形。

9.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述卡套至少在环形刃口处进行了淬硬处理。

10.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述螺母通孔与卡套管外径之间的间隙大到借助照明，可以肉眼看出卡套后端安装限位台阶孔是否已经抱紧卡套管。

11.根据权利要求1所述的一种卡套式接头的软密封机构，其特征在于：所述密封圈内径小于卡套管直径，线径大于弹性档圈的径向平均厚度。

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