CN2455407Y - 一种具有碗状密封圈的胀管机胀头 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种具有碗状密封圈的胀管机胀头。该胀头中使用了一种由碗壁(10)和碗底(9)构成的碗状密封圈(7),碗口与碗底(9)之间形成一个弧形坡度。胀管时碗状密封圈(3)的碗壁向两边扩张,因而在胀管压力增大时,密封圈会立即作出反应,增大密封压力,抑制橡胶弹性体的挤出。胀管过程中,能够实现自紧密封,密封圈的磨损小,密封圈的磨损不会影响密封性能。

Description

一种具有碗状密封圈的胀管机胀头

本实用新型涉及一种以橡胶为介质的胀管装置，尤其涉及胀管装置的胀头。

胀管机是一种常用的机械装置，这种装置能够使得管子发生变形，进一步可以实现管子与其他结构的固定和连接，在换热器、锅炉以及空调等机械设备的制造中，具有十分广泛的应用

橡胶胀接是在换热器等制造中实现管子与管板连接的经常使用的方法。通过胀接，可以固定管子与管板之间的相对位置，防止拉脱；可以将管内的物料与管外的物料分离开来，实现密封，防止混料。橡胶胀接具有胀接速度快，对管子内壁没有污染，胀接压力均匀，单孔作业成本低等优点。但是目前使用的密封圈一般为环状密封圈，如中国专利申请号：0025143.X所公开的具有变直径芯轴的胀管机胀头，其效果还不尽如人意，主要表现在磨损严重，残余变形大，承受高压时密封效果不好，弹性体端部经常起毛刺等方面。

在橡胶胀管过程中，橡胶弹性体受到轴向压力，轴向变短，径向***，迫使套在橡胶弹性体外的管子发生弹塑性变形，实现鼓胀。在管子外面套有管板时，这种压力会使得管子与管板贴合，进一步使得管板发生弹塑性变形。当管板开槽时，管子在压力的作用下，会陷入槽内，加强连接强度和提高密封性能。在胀管过程中，橡胶弹性体和密封圈同时承受着超高压，依靠密封圈的径向膨胀达到密封的目的。在压力的作用下，橡胶弹性体会沿着密封圈与管子内壁的间隙被挤出，在橡胶弹性体的移动过程中，被挤出的橡胶弹性体破坏，撕裂，压力卸除后，被挤出的橡胶弹性体不能够恢复，成为毛刺，影响胀头进出；在橡胶弹性体受损的同时，密封圈也受到损坏，表现为毛刺增多。这种情况出现的主要原因是密封圈的密封压力不够，尽管在胀管压力提高的同时，橡胶弹性体的密封压力也有所提高，但是，由于密封圈的强度和硬度远远大于橡胶弹性体，因而其密封压力的提高速度远远落后于橡胶弹性体的挤出速度；管子被胀粗后，直径变大，密封圈与管子之间的间隙增大，对密封圈的变形速度和压力传递速度提出了更高的要求，现有结构密封圈达不到这一要求，不能够迅速地发生变形提高密封压力，导致橡胶被挤出，这是由于这种密封圈的结构和制备这种密封圈所用的橡胶材料的粘弹本性决定的。

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺点，设计一种具有碗状密封圈的胀管机胀头。

本实用新型的技术构思是这样的：

胀管过程中橡胶的挤出主要是由于密封圈的结构不合理以及这种橡胶的粘弹本性引起的，因此将该密封圈设计成碗状，它的原理是这样的：在胀管时，密封圈也受到胀管压力的作用，这种压力通过橡胶弹性体的传递对碗壁相对于碗底产生一个弯矩，使得密封圈碗壁向两边扩张，因而在胀管压力增大时，密封圈会立即作出反应，增大密封压力，抑制橡胶弹性体的挤出，而且密封压力随着胀管压力的增大而增大，实现自紧密封。

本实用新型的技术方案：

本实用新型所说的胀头包括：

一个芯轴，该芯轴可以是等直径，也可以是变直径；

一个橡胶弹性体，弹性体套在芯轴外，并与芯轴紧密配合；

设置在芯轴两端，并与弹性体紧靠在一起的碗状密封圈和与密封圈紧靠在一起的挡环；

设置在芯轴端部用于将芯轴、橡胶弹性体、碗状密封圈和挡环连接紧固成一体的紧固件；

所说的碗状密封圈由碗壁和碗底构成，碗口与碗底之间形成一个弧形坡度；

芯轴的一端与动力装置相连接，橡胶弹性体在端部受到压力时，将沿芯轴收缩，变短***。这种压力通过橡胶弹性体的传递对碗状密封圈的碗壁相对于碗底产生一个弯矩，使得碗状密封圈碗壁向两边扩张，因而在胀管压力增大时，密封圈会立即作出反应，增大密封压力，抑制橡胶弹性体的挤出，而且密封压力随着胀管压力的增大而增大，实现自紧密封。

以下将通过附图对本实用新型作详细的说明。

图1为胀头结构示意图。

图2为放大的碗状密封圈结构示意图。

由图1可见，所说的胀头包括：

一个芯轴1；

一个橡胶弹性体2，该弹性体2套在芯轴1外，并与芯轴1紧密配合；

设置在芯轴1两端、并与弹性体2紧靠在一起的碗状密封圈7和与碗状密封圈7紧靠在一起的挡环6；

设置在芯轴1端部用于将芯轴1、橡胶弹性体2、密封圈7和挡环6连接紧固成一体的紧固件5，所说的紧固件5可以采用螺栓或销钉等常规的紧固件；

芯轴1的一端与动力装置8相连接。

由图2可见，所说的碗状密封圈7由碗壁10和碗底9构成，碗口与碗底9之间形成一个弧形坡度。

该实用新型是这样工作的：将被加工的管子3套在弹性体2外，管板4套在管子3外，启动动力装置8，拉动芯轴1，动力装置8同时对芯轴1一端的挡环6施加外压F，使橡胶弹性体2受到轴向压力，轴向变短，径向***，迫使套在橡胶弹性体2外的管子3发生弹塑性变形，实现鼓胀，从而管子3与外面的管板4贴合，进一步使得管板4发生弹塑性变形。卸载后，管子3和管板4都会产生一定的回弹，当管子3的回弹小于管板4的回弹时，两者就结合在一起。

在胀管之初，轴向压力很小，碗状密封圈7压力也很小，碗状密封圈7与管子3内壁之间的摩擦磨损几乎没有，而橡胶弹性体2和密封圈7的缩短主要发生在这个过程中，客观上保护了密封圈7；

在胀管之中，轴向压力增大，橡胶弹性体2挤出的趋势增大，钻缝能力增强，而此时的碗状密封圈7的碗壁10向两端扩张也同时增大，即密封压力也增大，有力地抑制橡胶弹性体2的挤出，而碗状密封圈7的碗底9由于橡胶的粘弹性，对管壁的压力小于碗壁10，客观上保护了碗状密封圈7；

在胀管之末，轴向压力进一步增大，橡胶弹性体2挤出的趋势也进一步增大，钻缝能力增强，而此时的碗状态密封圈7的碗壁10向两端扩张也同时增大，即密封压力也进一步增大，抑制橡胶弹性体2的被挤出，此时橡胶弹性体2的缩短已很小，摩擦很大，磨损很小；

卸载时，橡胶弹性体2和碗状态密封圈7同时恢复原状，顺利从管子中抽出，完成胀接。

由上述公开的技术方案可见，本实用新型所设计的胀头，由于采用了一种碗状密封圈，因此具有十分显著的优点：

(1)能够实现自紧密封；(2)密封圈的磨损主要发生在碗壁；(3)胀管过程中，密封圈的磨损小；(4)密封圈的磨损不会影响密封性能。

Claims (2)

1．一种具有碗状密封圈的胀管机胀头，包括一个芯轴(1)、一个套在芯轴(1)外的弹性体(2)、设置在芯轴(1)两端、并与弹性体(2)紧靠在一起的密封圈(7)和与密封圈(7)紧靠在一起的挡环(6)、设置在芯轴(1)端部用于将芯轴(1)、橡胶弹性体(2)、密封圈(7)和挡环(6)连接紧固成一体的紧固件(5)，其特征在于，所说的密封圈(7)为由碗壁(10)和碗底(9)构成的碗状密封圈，碗口与碗底(9)之间形成一个弧形坡度。

2．如权利要求1所述的胀管机胀头，其特征在于，所说的芯轴(1)为变直径芯轴。