專利名稱：管道耦合件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于連接用于傳遞流體的管道的管道耦合件(tube coupling)。
背景技術：
管道(tube)、管子(pipe)、軟管(hose)等用于傳遞例如水、油、空氣等各種流體。 提供管道耦合件以在流體流的開始點和結束點連接管道，以便能夠將流體從一個位置傳遞到另一位置。另外，提供管道耦合件以在流體在第三位置中分叉的接合點處連接管道。可在例如第4，588，214 號、第 4，606，783 號、第 4，645，246 號、第 5，930，969 號等美國專利等許多專利文獻中容易地找到用于傳遞流體的管道耦合件。所述專利文獻中揭示的管道耦合件包含耦合件主體(coupling body)、夾頭(collet)和0形環密封件(0-ring seal) 0夾頭經由耦合件主體的開放端插入在通路中且連接到所述通路。管道經由夾頭插入在耦合件主體的通路中。0形環密封件配合到耦合件主體的通路，以便維持耦合件主體與管道之間的氣密密封(hermetic seal)。圖1和圖2中說明具有以上配置的管道耦合件。如圖1中說明，歸因于沿著耦合件主體10的通路12傳遞的液體的液壓而將0形環密封件30移動到夾頭20，且經移動的0 形環密封件30與彈性臂(resilient arm) 22的尖端M接觸，使得發生0形環密封件30的部分變形和損壞且發生液體泄漏。另外，如圖2中說明，當夾頭20的頭部沈與錐形孔(tapered bore)14內部的點P 接觸且通過與0形環密封件30接觸而產生的力按壓彈性臂22的尖端M時，力矩基于點P 作用于彈性臂22上。彈性臂22歸因于基于點P作用于彈性臂22上的力矩而彼此過度分離。 當彈性臂22之間的分隔經維持或重復持續較長時間時，彈性臂22發生塑料變形(plastic deformed) 0當彈性臂22彼此過度分離或以此方式發生塑料變形時，齒(teethUS不與管道2的外表面適當嚙合，使得管道2容易從夾頭20脫離且液體從管道2泄漏，從而導致災難性故障。同時，已提出用于解決歸因于夾頭與0形環密封件之間的接觸而發生的問題的許多專利。第7，032，932號美國專利中揭示的管道耦合件包含耦合件主體、夾頭、0形環密封件和間隔件墊片(spacer washer)。0形環密封件配合到耦合件主體的通路，以便維持耦合件主體與管道之間的氣密密封，且緊密粘合到通路的臺階(step)。管道的外表面與夾頭的頭部嚙合，且不容易從夾頭脫離。間隔件墊片配合到孔，使得0形環密封件相對于臺階的位置被界定。第7，3M，079號美國專利中揭示的管道耦合件包含連接器主體、夾頭、項圈 (collar)、0形環和導引件(guide)。0形環配合到連接器主體的通路，以便維持連接器主體與管道之間的氣密密封。管道的外表面與夾頭的弓形齒嚙合，且不容易從夾頭脫離。導引件將經由夾頭的內部插入在連接器主體的通路中的管道導引到0形環的內部。第7，425，022號美國專利中揭示的管道耦合件包含耦合件、夾頭、0形環密封件和間隔件墊片。0形環密封件配合到耦合件的通路，以便維持耦合件與管道之間的氣密密封，且緊密粘合到通路的臺階。管道的外表面與夾頭的頭部嚙合，且不容易從夾頭脫離。間隔件墊片安置在夾頭與0形環密封件之間。夾頭的頭部保持在間隔件墊片的斜面上，以便釋放夾頭臂(即，彈性臂)，所述夾頭臂在管道通過夾頭時固持管道。然而，在第7，032，932號、第7，354，079號和第7，425，022號美國專利中揭示的管
道耦合件中，尚未解決當間隔件墊片歸因于液壓而與夾頭的尖端接觸時發生的彈性臂的分隔和塑料變形的問題。特定來說，在第7，425，022號美國專利中揭示的管道耦合件中，由于夾頭的頭部保持在間隔件墊片的斜面上，所以彈性臂的分隔和塑料變形增加，使得管道耦合件的可靠性大大降低。
發明內容
技術問題本發明提供一種可限制夾頭的分隔的管道耦合件。本發明還提供一種管道耦合件，其可防止夾頭的塑料變形，使得管道耦合件的可靠性得以改進，且保證了管道耦合件的使用壽命。本發明還提供一種管道耦合件，其可中斷夾頭與0形環密封件之間的直接接觸， 以防止歸因于0形環密封件的損壞而發生流體泄漏，且將管道導引到0形環密封件的中心并插入在0形環密封件中。技術解決方案根據本發明的一方面，一種管道耦合件包含耦合件主體，其包含通路，所述通路具有開放端以便連接用于傳遞流體的管道，且包含朝向開放端形成在通路中以便擴展通路的直徑的臺階；以及端帽(end cap)，其經由開放端連接到通路，且包含管道所通過的錐形孔，其中錐形孔的直徑朝耦合件主體的臺階擴展；0形環密封件，其配合到通路以便維持耦合件主體與管道之間的氣密密封，其中0形環密封件的位置由耦合件主體的臺階界定；夾頭，其包含管道所通過的套管，和從套管延伸以便能夠插入在通路中的多個彈性臂，其中形成多個頭部以便能夠在鄰近于彈性臂的每一者的尖端的外表面上與錐形孔接觸，且多個齒提供在管道的鄰近于每一彈性臂的尖端的內表面上，使得管道的外表面與管道的鄰近于每一彈性臂的尖端的內表面嚙合；以及保持環(retainer ring)，其經配合以便能夠沿著通路在0形環密封件與夾頭之間移動，保持環具有管道被插入到的小直徑孔和容納頭部以確保彈性臂之間不存在分隔的大直徑孔，且具有形成在小直徑孔與大直徑孔之間的臺階，使得彈性臂的尖端與臺階接觸。有利效果根據本發明的管道耦合件限制夾頭的分隔且防止夾頭的塑料變形，且因此在無泄漏的情況下傳遞流體，使得管道耦合件的可靠性可得以改進，且可保證管道耦合件的使用
壽命ο
圖1是一般管道耦合件的結構的橫截面圖。圖2是用于闡釋圖1中說明的一般管道耦合件中的彈性臂的分隔的橫截面圖。圖3是根據本發明的實施例的管道耦合件的結構的橫截面圖。
圖4是圖3中說明的管道耦合件的結構的分解橫截面圖。圖5是圖3中說明的管道耦合件的結構的分解透視圖。圖6是圖3中說明的管道耦合件的0形環密封件、夾頭和保持環的結構的橫截面圖。圖7是用于闡釋圖3中說明的管道耦合件的組裝狀態的橫截面圖。圖8是圖3中說明的管道耦合件的結構的橫截面圖，管道耦合件的組裝已完成。圖9是用于闡釋通過圖3中說明的管道耦合件的保持環限制彈性臂的分隔的狀態的橫截面圖。圖10和圖11是根據本發明的實施例的圖3中說明的管道耦合件的保持環的橫截面圖。
具體實施例方式本發明的模式從與附圖相關聯的以下詳細描述和示范性實施例中將更加了解本發明的其它目的、特定優點和新穎特征。現將參看附圖更充分描述本發明，附圖中繪示本發明的示范性實施例。首先，參看圖3到圖5，根據本發明的管道耦合件包含用于連接用于傳遞例如水、 油、空氣等各種流體的管道2的耦合件主體100。耦合件主體100包含通路104，其具有開放端102，以便容納每一管道2。通路104具有第一孔106a、第二孔106b、第三孔106c和第四孔106d，其直徑沿著流體流動方向逐臺階擴展。第四孔106d連接到開放端102。第一孔 106a通過第一臺階108a連接到第二孔106b，以便第一次擴展通路104的直徑。第二孔106b 通過第二臺階108b連接到第三孔106c，以便第二次擴展通路104的直徑。第三孔106c通過第三臺階108c連接到第四孔106d，以便第三次擴展通路104的直徑。管道2的尖端4經由開放端102容納在第一孔106a中，且保持在第一臺階108a上。端帽110經由耦合件主體100的開放端102連接到第四孔106d。端帽110具有管道2所通過的孔112。錐形孔114以一方式形成在孔112的一側中，使得錐形孔114的直徑朝耦合件主體100的中心逐漸擴展。端帽110具有與耦合件主體100的開放端102的周邊嚙合的凸緣116。耦合件主體100和端帽110可由熱塑性樹脂形成。端帽110可結合到耦合件主體100，以便能夠通過使用熱焊接(hot welding)、超聲波焊接(ultrasonic welding) 等與耦合件主體100集成。另外，耦合件主體100和端帽110可通過使用粘合劑彼此結合或可螺旋耦合。0形環密封件120配合到通路104，以便維持管道2與耦合件主體100之間的氣密密封。0形環密封件120的位置由第二臺階108b界定。管道2經由0形環密封件120的孔 122容納在第一孔106a中。0形環密封件120經形成以具有外徑，在具有所述外徑的情況下，0形環密封件120不通過端帽110的孔112且與錐形孔114嚙合。夾頭130經由耦合件主體100的開放端102連接到通路104。夾頭130的套管132 經由開放端102插入在通路104中。套管132具有供管道2通過的孔134、第一尖端136和第二尖端138。凸緣140以一方式形成在套管132的鄰近于第一尖端136的外表面處，使得凸緣140與端帽110的凸緣116嚙合且不通過孔112。多個彈性臂142從套管132的第
5二尖端138延伸且經由開放端102插入在通路104中。多個頭部146形成在鄰近于每一彈性臂142的尖端144的外表面上。圓形物148形成在頭部146的外表面的前方，且圓形物 148的橫截面面積隨著圓形物148接近尖端144而減小。頭部146可借助圓形物148平滑地插入在端帽110的孔112中。以一方式提供多個齒150，使得管道2的外表面借助所述多個齒150與管道2的鄰近于每一彈性臂142的尖端144的內表面嚙合。夾頭130可由熱塑性樹脂形成，如耦合件主體100和端帽110中一樣。齒150可由例如不銹鋼、合金鋼或鋁等金屬形成。由金屬形成的齒150以彈性臂142進行插入模制。根據本發明的管道耦合件包含保持環160，其配合到耦合件主體100的通路104以便防止夾頭130的彈性臂142朝外部彼此分離。保持環160經配合以便能夠沿著通路104 在0形環密封件120與夾頭130之間移動。保持環160具有其中插入管道2的小直徑孔 162a,以及從小直徑孔16 延伸且通過圍繞頭部146而容納頭部146以確保彈性臂142之間不存在分隔的大直徑孔162b。臺階164朝開放端102形成在小直徑孔16 與大直徑孔 162b之間，以便能夠擴展通路104的直徑。每一彈性臂142的尖端144與臺階164接觸使得保持環160的位置被界定。臺階164形成為垂直于保持環160的中心軸的平面。如圖6中說明，間隙G形成在頭部146與大直徑孔162b的內側之間，使得在彈性臂142的初始狀態中(即，在彈性臂142未變形的狀態中)頭部146不與大直徑孔162b的內側接觸。保持環160具有面朝大直徑孔162b且0形環密封件120所接觸的側表面166。 側部166形成為垂直于保持環160的中心軸的平面。現將描述根據本發明的具有以上結構的管道耦合件的操作。參看圖4到圖7，工人循序地將0形環密封件120和保持環160安裝在耦合件主體 100的第二孔10 上。0形環密封件120的位置保持在第二臺階10 上，且因此界定所述位置。保持環160配合到第二孔106b，使得保持環160的臺階164導向耦合件主體100的開放端102。0形環密封件120保持在側表面166上。工人在將0形環密封件120和保持環160安裝在耦合件主體100的第二孔106b 上之后，經由耦合件主體100的開放端102將端帽110連接到第四孔106d。端帽110的凸緣116保持在耦合件主體100的開放端102的周邊上。工人經由端帽110的孔112將夾頭 130的彈性臂142插入在耦合件主體100的通路104中，且經由夾頭130的孔134將管道2 插入在耦合件主體100的通路104中。經由保持環160的孔162和0形環密封件120的孔 122將管道2的尖端4插入在第二孔106b中，且所述尖端4保持在第一臺階108a上。耦合件主體100和端帽110彼此結合，以便能夠通過使用熱焊接、超聲波焊接等彼此集成。參看圖8，工人在將耦合件主體100與端帽110彼此結合之后，拉出夾頭130的凸緣140，借此使夾頭130的凸緣140與開放端102分離。工人拉出凸緣140使得頭部146與錐形孔114的內側接觸，且夾頭130停止。彈性臂142折疊，處于頭部146與錐形孔114的內側接觸的狀態中。當彈性臂142折疊時，齒150與管道2的外表面牢固地嚙合，使得夾頭 130不被下壓到通路104中。參看圖9，待供應到耦合件主體100的通路104的流體(例如，水、油等液體)經由管道2傳遞到開放端102，如箭頭“A”所指示。0形環密封件120被歸因于液體流動而產生的液壓按壓。0形環密封件120歸因于液壓而被從第二臺階108b推出且推動保持環160， 且保持環160沿著第三孔106c移動到第四孔106d。每一彈性臂142的尖端144與沿著第三孔106c移動的保持環160的臺階164接觸。因此，夾頭130與保持環160 —起移動。當歸因于保持環160的移動而將過多壓力施加到每一彈性臂142的尖端144且彈性臂142彼此分離時，頭部146與大直徑孔162b的內側接觸，且限制彈性臂142的分隔。因此，防止彈性臂142的變形，且牢固地維持借助齒150的管道2的嚙合。當夾頭130的凸緣140與端帽110的凸緣116接觸時(如圖3中說明)，頭部146 從錐形孔114的內側脫離，且彈性臂142處于其初始狀態，且釋放借助齒150的管道2的嚙合。因此，工人可容易地通過拉出管道2而從夾頭130的孔134中取出管道2。以此方式， 根據本發明的管道耦合件可便利且快速地執行管道2的連接和分離。圖10和圖11說明根據本發明的實施例的圖3中說明的管道耦合件的保持環。參看圖10和11，保持環170和180中的每一者具有小直徑孔17 和18 以及大直徑孔172b 和182b，其沿著流體流動方向循序地形成。傾斜表面152形成在頭部146的外表面的前方， 且傾斜表面152的橫截面面積隨著傾斜表面152接近尖端144而減小。頭部146可借助傾斜表面152平滑地插入在端帽110的孔112中。間隙G形成在頭部146與大直徑孔172b 和182b中的每一者的內側之間，使得在彈性臂142的初始狀態中(即，在彈性臂142未變形的狀態中)頭部146不與大直徑孔172b和182b中的每一者的內側接觸。管道2經由保持環170和180的大直徑孔172b和182b以及小直徑孔17 和18 插入在耦合件主體100的通路104中。小直徑孔17 和18 中的每一者形成為第一錐形孔，其直徑朝開放端102擴展，使得管道2的入口可被精確地導引到0形環密封件102的孔 122。大直徑孔172b和182b中的每一者形成為第二錐形孔，其直徑朝開放端102擴展。在彈性臂142的初始狀態中，第二錐形孔不與頭部146的外表面接觸。以一方式形成第三錐形孔172c和182c，使得第三錐形孔172c和182c的直徑在與大直徑孔172b和182b的方向相反的方向上從小直徑孔17 和18 擴展。第三錐形孔172c和182c將通過小直徑孔 172a和18 的管道2的尖端4導引到0形環密封件120的固持122。用于擴展通路104的直徑的臺階174和178形成在小直徑孔17 和18 與大直徑孔172b和182b之間。每一彈性臂142的尖端144與臺階174和184接觸，且因此界定保持環170和180的每一者的位置。臺階174和184的每一者形成為垂直于保持環170和 180的每一者的中心軸的平面。保持環170和180的每一者具有面朝大直徑孔172b和182b 中的每一者且0形環密封件120所接觸的側表面176和186的每一者。側表面176和186 的每一者形成為垂直于保持環170和180的每一者的中心軸的平面。如圖11中說明，密封件底座188形成在保持環180的側表面186處，使得0形環密封件120可安置在密封件底座188上。密封件底座188形成為半圓形凹槽，0形環密封件120的外表面與之部分嚙合。0形環密封件120穩定且緊密地安置在密封件底座188上， 使得管道耦合件的氣密密封特性可得以改進。雖然已參考本發明的示范性實施例特定繪示和描述了本發明，但所屬領域的一般技術人員將理解，可在不脫離如所附權利要求書定義的本發明的精神和范圍的情況下在其中作出形式和細節上的各種改變。工業適用性如上文描述，在根據本發明的管道耦合件中，通過保持環的限制使夾頭的彈性臂不彼此過度分離，且防止彈性臂的塑料變形，且在無泄漏的情況下安全地傳遞流體，使得管道耦合件的可靠性可得以改進，且可保證管道耦合件的使用壽命。因此，所述管道耦合件可非常有用地用于提供飲料的水供應裝置的流體管線(例如，水凈化器)、用于供應油的油管線、用于供應空氣的空氣管線等。
權利要求
1.一種管道耦合件，包括耦合件主體，包含通路，所述通路具有開放端以便連接用于傳遞流體的管道，且包含朝向所述開放端形成在所述通路中以便擴展所述通路的直徑的臺階；端帽，經由所述開放端連接到所述通路，且包括所述管道所通過的錐形孔，其中所述錐形孔的直徑朝所述耦合件主體的所述臺階擴展；0形環密封件，配合到所述通路以便維持所述耦合件主體與所述管道之間的氣密密封， 其中所述0形環密封件的位置由所述耦合件主體的所述臺階界定；夾頭，包含所述管道所通過的套管和從所述套管延伸以便能夠插入在所述通路中的多個彈性臂，其中形成多個頭部以便能夠在鄰近于所述彈性臂的每一者的尖端的外表面上與所述錐形孔接觸，且多個齒提供在所述管道的鄰近于每一彈性臂的所述尖端的內表面上， 使得所述管道的外表面與所述管道的鄰近于每一彈性臂的所述尖端的內表面嚙合；以及保持環，經配合以便能夠沿著所述通路在所述0形環密封件與所述夾頭之間移動，所述保持環具有所述管道被插入到的小直徑孔和容納所述頭部以確保所述彈性臂之間不存在分隔的大直徑孔，且具有形成在所述小直徑孔與所述大直徑孔之間的臺階，使得所述彈性臂的尖端與所述臺階接觸。
2.根據權利要求1所述的管道耦合件，其中間隙形成在所述頭部與所述大直徑孔的內側之間，使得在所述彈性臂的初始狀態中所述頭部不與所述大直徑孔的內側接觸。
3.根據權利要求2所述的管道耦合件，其中所述保持環的所述臺階形成為垂直于所述保持環的中心軸的平面。
4.根據權利要求1所述的管道耦合件，其中所述保持環具有所述0形環密封件所接觸的側表面，且所述保持環的側表面形成為垂直于所述保持環的中心軸的平面。
5.根據權利要求1所述的管道耦合件，其中所述保持環具有所述0形環密封件所接觸的側表面，且密封件底座形成在所述保持環的側表面處，使得所述0形環密封件安置在所述密封件底座上。
6.根據權利要求1所述的管道耦合件，其中所述小直徑孔形成為第一錐形孔，所述第一錐形孔的直徑朝所述開放端擴展，以便經由所述0形環密封件的孔導引所述管道的入
7.根據權利要求6所述的管道耦合件，其中所述大直徑孔形成為第二錐形孔，所述第二錐形孔的直徑朝所述開放端擴展，以便容納所述頭部。
8.根據權利要求6所述的管道耦合件，其中形成第三錐形孔，所述第三錐形孔的直徑在與所述大直徑孔相反的方向上從所述小直徑孔擴展。
全文摘要
本發明揭示一種用于連接用于傳遞流體的管道的管道耦合件。本發明包含耦合件主體、端帽、O形環密封件、夾頭和保持環。耦合件主體具有通路和用于擴展通路的直徑的末端。端帽連接到通路且具有錐形孔。O形環密封件配合到通路，以便維持耦合件主體與管道之間的氣密密封。夾頭具有套管和從套管延伸的多個彈性臂。形成多個頭部以便能夠在鄰近于每一彈性臂的尖端的外表面上接觸錐形孔。保持環經配合以便能夠沿著通路在O形環密封件與夾頭之間移動。保持環具有經形成使得其接觸彈性臂的尖端的末端，和具有容納頭部以確保彈性臂之間不存在分隔的大直徑孔以及管道被插入到的小直徑孔。
文檔編號F16L21/06GK102472420SQ200980160303
公開日2012年5月23日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年7月8日
發明者姜起煥 申請人:斯特恩科技股份有限公司