專利名稱：一種高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及對鋁塑復合管連接管件的制作技術，具體的說是一種可以實現高強度連接和自密封效果的鋁塑復合管管接頭的制作方法。
背景技術：
十多年的應用開發過程和國內外應用實踐證明，鋁塑復合管作為小口徑戶內用管具有明顯的性能和價格優勢，具有抗銹、防蝕的顯著特點。然而，目前存在的復合管連接管件的缺陷大大阻礙了它的推廣應用。
第一代卡套式銅管接頭通過擰動螺帽，壓緊開口環而達到密封目的。1997年以后開始出現第二代鉗壓式銅接頭，利用專用鉗壓工具使鋼套產生永久變形，將管材與接頭芯體壓接成整體。優點是密封、安全，安裝效率高，缺點是不能拆卸，流阻在管接頭處明顯加大。建設部經過調研推薦使用鋁塑管等新型管材，迅速推廣到了工業與民用工程中的冷熱水、燃氣、壓縮氣體、太陽能、采暖、醫療、純凈水及化工等液體輸送管道系統工程領域。但是，國內鋁塑復合管管接頭的技術發展與鋁塑管制造業的發展很不匹配。目前在市場上占主流的仍是第一代卡套式銅接頭，同時也可見到第二代的鋼套鉗壓式銅接頭。國內外發明家在具體的結構上有過許多改進的嘗試，但不可避免的要采用橡膠密封部件，以解決泄漏問題。各式管接頭中起關鍵作用的O型密封圈橡膠的國外標準要求“壓縮永久變形率”小于20％，所以國外已廣泛使用壓變性更好的三元乙丙橡膠密封圈，仍無法保證安裝過程中對該類部件的損傷及長期應用狀態下老化失效的發生。而國內仍在大量使用傳統的丁睛橡膠密封圈，丁睛橡膠密封圈根本無法保證50年使用壽命。鋼套鉗壓式銅接頭是目前用于鋁塑復合管的一種先進接頭，其連接可靠性較高，耐冷熱循環性能較好，基本可實現鋁塑管連接的零泄漏，因而已經廣泛應用于冷熱給水、采暖、燃氣領域。但是它仍然無法準確把握在連接作業時恰到好處的預緊力度，也就無法在連接過程中避免損壞密封部件，直接影響到密封的質量和時效。而且銅、鋁混用更易發生電化學反應，出現銹蝕，不能用于有腐蝕的和對水質要求高的綠色管道中，像燃氣、化工、制藥等管路系統中有更大的限制；制作成本較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種新的復合管管接頭設計和加工技術，使其在省略橡膠密封元件的前提下實現高強度的連接和優良的密封性能，以及長期的穩定性；并能實現自由、反復的裝卸和具有流阻小的特征。
本發明的關鍵設計思想就是通過大量的實驗數據總結產生的小角度大面積錐面配合壓緊下的蠕變余量自動調節技術。
該方法包括對對管接頭主體和配套偶件的加工工藝，具體的步驟如下①管接頭主體和配套偶件選取不銹鋼材料加工制作。
②在兩通、或三通、或三通以上的中空管接頭主體上至少選擇一個通道口處加工出外管螺紋，在外管螺紋的始端設置并加工出外表面為錐體形狀的密封臺，控制密封臺的外錐面的錐頂角在3-7度之間，密封臺端口外徑大于所連接管的內徑，但不大于1.5mm，密封臺的高度值選在所連接復合管的內徑與外徑之間。
③選擇一個六角鎖緊螺母作為與主體上外管螺紋匹配的偶件，在該螺母的一端設置、加工出一個由內、外錐面組合而成的鎖緊臺，使該鎖緊臺的內表面與密封臺的外表面具有相同錐頂角，組裝在一起時兩錐面間的距離在鎖緊臺的旋進外管螺紋起始處的值大于所連接的鋁塑復合管的壁厚，但不大于0.6mm。
選用3-7度的小角度錐頂角，和適當高度的圓錐面配合形成的兩個大錐面配合，對鋁塑復合管管壁施加壓力是本發明的關鍵。按以上設計的鎖緊臺的內表面與密封臺的外表面壓緊所產生的作用完全可以達到鋁塑管管接頭抗壓和密封基本要求。旋緊鎖緊螺母的過程是對復合管壁壓力加大的過程，又是沿著復合管的外壁向前搓動的過程。復合管壁內、外的聚乙烯塑料在不斷加大的力的作用下會產生彈性變形，部分材料向壓力小的地方發生蠕動。如果我們在密封臺錐面上開出適當的的溝槽使其材料流入，一方面可以增強密閉性，另一方面加強了軸向防脫能力，使得連接強度和密封性能得到更大的提高實驗證明以上的錐頂角度和密封臺高度的取值范圍是充分考慮了無損變形、加工程序、密封性能、摩擦力分配眾多因素經模擬計算得出科學參數，取得了不用橡膠密封部件下的高強度自密封的積極效果。
下面結合附圖給出的實施例進一步說明本發明目的是如何實現的。
圖1是管接頭主體部分的結構示意圖。
圖2是另一實施例的管接頭主體部分的結構示意圖。
圖3是管接頭配套偶件鎖緊螺母的結構示意圖。
圖4本設計應用狀態下的結構示意圖。
圖中1是中空的管接頭主體部分，2是外管螺紋，3是密封臺，4是環形壓延密封槽，5是環形槽，6是錐螺紋槽，7是六角鎖緊螺母，8是鎖緊臺，9代表與鎖緊臺內錐面鄰接的一段圓柱面，10代表經壓延蠕動注入環形壓延密封槽4中的塑邊。11代表鋁塑復合管中的鋁材。
具體實施例方式
從附圖所給出的實施例可以看出，本發明的具體的步驟如下①管接頭主體和配套偶件選取不銹鋼材料加工制作，②在兩通、或三通、或三通以上的中空管接頭主體1上至少一個通道口處加工出外管螺紋，在外管螺紋2的始端設置并加工外表面為錐體形狀的密封臺3，控制密封臺3的外錐面的錐頂角在3-7度之間，密封臺2端口外徑大于所連接管的內徑，但不大于1.5mm，密封臺3的高度值選在所連接復合管的內徑與外徑之間，③選擇一個六角鎖緊螺母7作為與主體上外管螺紋2匹配的偶件，在該螺母的一端設置、加工出一個由內、外錐面組合而成的鎖緊臺8，使鎖緊臺8的內表面與密封臺3的外表面具有相同錐頂角，兩錐面間的距離在鎖緊臺8的旋進外管螺紋2起始處的值大于所連接的鋁塑復合管的壁厚，但不大于0.6mm。
為了進一步提高連接強度和自密封性能，在上述步驟②所加工成的密封臺3錐面的中部或靠近根部的位置上進一步加工出環狀槽5或矩形的錐螺紋槽6，該槽寬度2-4mm、深度0.4-0.6mm。
在以上步驟③中鎖緊臺8的高度控制為密封臺3高度的2/3-3/4之間，鎖緊臺8的內錐面的端口處設置2-8mm高的一段導向圓柱面9，鎖緊臺8內錐面與六角鎖緊螺母7內管螺紋之間加工出一道環形壓延密封槽4，寬度是1.5-5mm，深度是1-2.5mm。
旋緊六角鎖緊螺母7的過程是對復合管壁壓力加大的過程，又是沿著復合管的外壁向前搓動塑料的過程，復合管壁內、外的聚乙烯塑料在不斷加大的推、壓力的搓動下使得部分材料向壓力小的地方發生蠕動。最終注入環行槽5、或錐螺紋槽6形成能起到密封和抗拉作用的環狀或錐螺紋狀的凸棱。過盈的料流向并注入環形壓延密封槽4形成塑邊10會被鎖緊螺母7牢牢地壓緊在通道口上，對高強度連接和自密封起到關鍵作用。
為實現鎖緊臺8的內表面與密封臺3的外表面之間的更好的配合，上述步驟②中的中空管接頭主體1上至少一個通道口處加工出外管螺紋與步驟③中六角鎖緊螺母7的內管螺紋對應匹配，管螺紋的軸向長度為16-22mm之間。可以適應不同口徑鋁塑復合管的需要。
中空管接頭的主體1所采用兩通、或三通、或三通以上的結構形式中所有的通路端口均按照權利要求1所述的接頭結構制成鋁塑復合管之間的專用連接管件，或與普通金屬管接頭的結構混合配置在通路端口，形成復合管與普通金屬管之間的轉換連接管件。
實施連接作業時，應當根據具體的鋁塑復合管的內外口徑選取配套的六角鎖緊螺母7套裝在接口端，再按照對應的密封臺3的尺寸將所連接管的端口擴成錐形喇叭狀。插入密封臺3，并將喇叭口端口抵住密封臺3的根部，將六角鎖緊螺母7擰緊即可。施加預緊力的程度以出現硬性阻力為準，易于掌握，而且不會對密封產生不良后果。鎖緊過程中借助對塑料的壓延自動形成的塑邊10、及復合管內壁上的凸楞，使接頭的密封性、連接強度、連接壽命的提高起到了重要作用。
權利要求
1.一種高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法，該方法包括對管接頭主體和配套偶件的加工工藝，其特征在于具體的步驟如下①管接頭主體和配套偶件選取不銹鋼材料加工制作，②在兩通、或三通、或三通以上的中空管接頭主體(1)上至少一個通道口處加工出外管螺紋(2)，在外管螺紋(2)的始端設置并加工外表面為錐體形狀的密封臺(3)，控制密封臺(3)的外錐面的錐頂角在3-7度之間，密封臺(2)端口外徑大于所連接管的內徑，但不大于1.5mm，密封臺(3)的高度值選在所連接復合管的內徑與外徑之間，③選擇一個六角鎖緊螺母(7)作為與主體上外管螺紋(2)匹配的偶件，在該螺母的一端設置、加工出一個由內、外錐面組合而成的鎖緊臺(8)，使鎖緊臺(8)的內表面與密封臺(3)的外表面具有相同錐頂角，兩錐面間的距離在鎖緊臺(8)旋進外管螺紋(2)的起始處的值大于所連接的鋁塑復合管的壁厚，但不大于0.6mm。
2.根據權利要求1所說的高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法，其特征在于步驟②中所加工成的密封臺(3)錐面的中部或靠近根部的位置上進一步加工出環狀槽(5)或矩形的錐螺紋槽(6)，該槽寬度2-4mm、深度0.4-0.6mm。
3.根據權利要求1所說的高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法，其特征在于步驟③中鎖緊臺(8)的高度控制為密封臺(3)高度的2/3-3/4之間，鎖緊臺(8)的內錐面的端口處設置2-8mm高的一段導向圓柱面(9)，鎖緊臺(8)內錐面與六角鎖緊螺母(7)內管螺紋之間加工出一道環形壓延密封槽(4)，寬度是1.5-5mm，深度是1-2.5mm。
4.根據權利要求1所說的高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法，其特征在于步驟②中所述中空管接頭主體(1)上至少一個通道口處加工出外管螺紋與步驟③中六角鎖緊螺母(7)的內管螺紋對應匹配，管螺紋的軸向長度為16-22mm之間。
5.根據權利要求1所說的高強度自密封鋁塑復合管接頭的制作方法，其特征在于中空管接頭的主體(1)所采用兩通、或三通、或三通以上的結構形式中所有的通路端口均按照權利要求1所述的接頭結構制成鋁塑復合管之間的專用連接管件，或與普通金屬管接頭的結構混合配置在通路端口，形成復合管與普通金屬管之間的轉換連接管件。
全文摘要
本發明是一種可以實現高強度連接和自密封效果的鋁塑復合管管接頭的制作方法。該方法包括對對管接頭主體和配套偶件的加工工藝，具體的步驟如下①管接頭選取不銹鋼材料加工制作，②主體上加工至少一個外管螺紋，在外管螺紋的始端設置錐頂角在3－7度之間的錐體形狀的密封臺，其端口外徑大于所連接管的內徑，但不大于1.5mm、高度值選在復合管的內徑與外徑之間。③在六角鎖緊螺母的一端設置、加工出一個由內、外錐面組合而成的鎖緊臺，內表面與密封臺的外表面具有相同錐頂角，兩錐面間的距離起始值大于復合管的壁厚，但不大于0.6mm。
文檔編號F16L15/00GK1887508SQ20061001297
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月21日 優先權日2006年7月21日
發明者張天林 申請人:張天林