專利名稱：新型管接頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的管接頭，特別是硬管連接中，在管子端頭不需要焊接和制螺紋，不需要設置臺階和溝槽，而直接用機械夾固的方式實現管道連接和密封的管接頭。
目前作為流體輸送設施中的硬管管道連接主要有三種型式的管接頭。
1、法蘭接頭其中分焊接法蘭和活套法蘭。其優(yōu)點是可以允許流體有較高壓力。缺點是現場焊接施工麻煩，尤其在不允許動火的場所更受到很大限制。此外接頭焊接應力大，焊縫和法蘭直接與流體接觸會受到腐蝕。
2、螺紋管接頭這種硬管接頭在小口徑管道系統(tǒng)，尤其是家庭供水供氣管道系統(tǒng)中使用十分普遍，其優(yōu)點是尺寸緊湊、結構簡單；缺點是需在被連接的兩管子端頭現場制作螺紋，給現場安裝增加麻煩，同時拆裝接頭也不方便。
3、沉插式管接頭這種管接頭多用于給水、排水的鑄鐵管道或塑料管道系統(tǒng)，接頭雖然簡單，但承壓能力和抗彎能力差，接頭因剛性差而發(fā)生軸線轉角時易產生泄漏。
雖然近年也出現了一些新型的管接頭，例如“城市煤氣管道”P35-P38，中國建筑工業(yè)出版社97年3月第一版，以及專利“一種管道接頭”(申請?zhí)?8101133.0)和專利“管接頭的改進”(申請?zhí)?8105586.1)。但他們均不能達到維持硬管管子端頭原狀，即不制螺紋，不焊接，不在管子端頭增設臺階或溝槽而又使接頭密封可靠，安裝拆卸方便，適合管路多種不同要求的目的。且大多數現有管接頭性能單一、適用范圍較窄。
本實用新型的目的是提供一種新型管接頭，在不改變管子端頭原狀的條件下，用最簡單而又可靠的方式達到硬管管道的機械連接和密封的目的，同時有適合多種不同要求的實施方式。
本實用新型的目的是這樣實現的在被連接管子端頭的端面之間，裝有軟質密封墊片，而在管子端頭外圓柱面上緊靠墊片處對稱安裝了兩個內圓外錐大頭相對的錐形鎖緊環(huán)，該錐形鎖緊環(huán)的結構特點是可以徑向收縮，在兩錐形鎖緊環(huán)外圓錐面上套裝了一組施力元件，通過施力元件的調節(jié)和加力，作用在鎖緊環(huán)錐面上的力被分解為使兩管子軸向相對運動壓縮墊片的密封予緊力和使鎖緊環(huán)與管子相對固定的徑向鎖緊力，從而達到兩管子端頭密封和連接的目的。
本專利的管接頭型式相對于傳統(tǒng)的管接頭有以下優(yōu)點1、利用管子端面作密封面，一是比壓大密封性好。二是流體僅與墊片接觸，不與管接頭其它另件接觸，減少了被腐蝕另件的數量。
2、管子接頭可維持原狀不需要焊接或制螺紋，不需要設置臺階和溝槽，減少了現場的安裝施工工作量和麻煩，特別是需要嚴格控制動火的場所，對施工安全有重要意義。
3、拆裝方便，不需要特殊工具，不需要考慮多個管接頭的拆裝順序，可多次拆裝。
4、上述接頭適用于多種金屬或非金屬管材。
5、可以簡化現有管件，閥門等接頭型式，節(jié)省材料，減少工時，降低成本。
6、本專利所論管接頭中部分結構型式也可以作為電纜接頭或傳遞扭距用的連軸器。
對本專利的多種實施方式結構型式縱剖面圖說明如下
圖1是帶錐形鎖緊環(huán)和環(huán)板的結構型式管接頭圖2是帶錐形鎖緊環(huán)和螺紋接頭的結構型式管接頭圖3是帶錐形鎖緊環(huán)和半夾的結構型式管接頭圖4是帶錐形鎖緊環(huán)、球面環(huán)和環(huán)板或角鐵圈的萬向結構型式管接頭圖5是帶軟質錐形鎖緊環(huán)和角鐵圈與焊接法蘭連接的結構型式管接頭圖1至圖8中的零件編號說明1、被連接管子2、錐形鎖緊環(huán)3、兩端面帶外伸定位環(huán)的墊片4、半夾5、墊圈6、螺栓7、螺母8、環(huán)板或角鐵圈9、帶臺階的內錐套10、大螺母11、帶螺紋的內錐套12、球面環(huán)13、法蘭由于管道連接需適應不同場合的多種工況條件和要求，針對不同的使用場合有多種實施方式
實施方式一如圖1所示，施力元件為一組(兩個)內孔為圓錐面的環(huán)板或角鐵圈8和一組連接環(huán)板或角鐵圈的螺栓6、螺母7，通過環(huán)板或角鐵圈的內錐孔與鎖緊環(huán)的外圓錐面相配合，將環(huán)板或角鐵圈套裝在兩被連接管子端頭的鎖緊環(huán)2上，擰緊螺母，通過螺栓拉緊兩環(huán)板或角鐵圈，對兩鎖緊環(huán)施力，使管接頭獲得必要的密封力和管道連接力。
在野外露天管道的安裝中，隨著地形地貌的起狀，管接頭必須允許兩被連接管子其軸線不為一直線而是有不大的轉角α，例如 這就需要實施方式二型式的管接頭，如圖4所示，這種接頭是在實施方式一的基礎上，在錐形鎖緊環(huán)2外面再套一個球面環(huán)13，這種球面環(huán)內圓面為錐面與錐形鎖緊環(huán)的外錐面相配合，外圓面為外球面與環(huán)板(或角鐵圈)8的內球面配合。環(huán)板(或角鐵圈)可以在球面上作任意方向的轉動，通過一組螺栓6和螺母7拉緊形成圖4所示萬向接頭型式。此種接頭的墊片3為不等厚度墊片，其密封端面及外伸定位環(huán)與圖1中的結構相同，只是兩密封面間存在一夾角，其夾角數值與兩管子軸線間形成的夾角α相等。
對于室內用小口徑(Φ50以下)輸水管，煤氣管，由于一般靠墻安裝要求接頭外形尺寸小，簡單美觀。因此采用如圖2所示的帶錐形鎖緊環(huán)和螺紋接頭的實施方式三是更合適的，與圖1的實施方式一所不同的是用帶螺紋的活接頭9、10、11代替了環(huán)板(或角鐵圈)和螺栓，用于提供管接頭的密封力和連接力。
在不少管路連接中，接頭的徑向和軸向安裝空間受到限制，要求管接頭的軸向和徑向尺寸愈小愈好，而對于接頭的抗彎曲剛性要求并不高，在這種情況下，采用實施方式四即圖3所示的帶錐形鎖緊環(huán)和半夾的結構型式更為合適，這種接頭與圖1接頭型式所不同的是提供密封預緊力和管道連接力的不是環(huán)板和螺栓，而是一對內圓帶對稱雙錐面的半夾4，兩半夾沿直徑平面分開并有一定間隙，半圓形半夾的兩端頭帶有開孔的臺階，通過一組螺栓6和螺母7將兩半夾鎖緊，達到通過錐形鎖緊環(huán)2提供管接頭所需密封力和連接力的目的。
在許多情況下，例如管道中的閥門設備已經配有法蘭的管接頭，在這種情況下如何利用本專利的結構形式與原有法蘭聯接起來，因此產生了實施方式五即如圖5所示的帶軟質錐形鎖緊環(huán)2和角鐵圈8與原有焊接法蘭16連接的結構型式，這種接頭與圖1結構所不同的是利用軟質錐形鎖緊環(huán)的內圓柱面和大頭端面及連為一體的密封墊片作密封面，利用帶內錐孔的角鐵圈8通過一組螺栓6，螺母7與原有法蘭拉緊，通過錐形鎖緊環(huán)2提供管接頭所需密封預緊力和連接力。
綜上所述，產生這些不同結構型式管接頭的原因是為了適應不同情況條件的需要，這5種接頭形式不存在誰比誰好，而是每一種接頭型式有自己的適用場合和范圍。
為了提高管接頭的密封能力和降低對管子端面的精度要求，例如降低管子端面與管子軸線的不垂度和粗糙度要求，管接頭的墊片可以是除圖1、2、3所示兩端面帶外伸定位環(huán)的實心墊片外，也可以是圖4所示內圓面開縫型式的自緊式墊片3，即介質可進入墊片開縫中，介質壓力愈大密封比壓愈大，也可是外圓帶鋼環(huán)的軟質材料容易適應管子端面不規(guī)則狀況的自適應墊片。
為了解決管接頭的施力元件在加力條件下，通過錐形鎖緊環(huán)帶動被連接的兩管子軸向相對運動同時壓縮管端墊片從而達到密封和連接的目的，必須使錐形鎖緊環(huán)與被連接管子相對軸向固定，因而利用以下方法增大錐形鎖緊環(huán)內圓柱面與被連接管子端頭的外圓柱面間的磨擦力；在錐形鎖緊環(huán)內圓柱表面滾花，開環(huán)形三角齒，制內螺紋，涂粘結劑或增大表面粗糙度的方法。
權利要求1.一種新型管接頭，由密封墊片3，錐形鎖緊環(huán)2和一組施力元件組成，其特征在于密封墊片處于兩被連接管子的端面之間，錐形鎖緊環(huán)安裝在被連接管子端頭的外圓柱面上并作成徑向可收縮結構，在錐形鎖緊環(huán)的外圓錐面上套裝了一組用螺紋加力的施力元件。
2.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于施力元件為一組內孔為圓錐面的環(huán)板或角鐵圈8和一組聯接環(huán)板或角鐵圈并提供密封予緊力和管道聯接力的螺栓6構成帶錐形鎖緊環(huán)和環(huán)板的結構型式管接頭。
3.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于施力元件為帶內錐孔的螺紋活接頭9、10、11，通過鎖緊螺母10對兩接頭提供密封予緊力和管道聯接力，構成帶錐形鎖緊環(huán)和螺紋接頭的結構型式管接頭。
4.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于施力元件由兩個內孔帶對稱雙錐面的半夾4及一組聯接半夾的螺栓6構成帶錐形鎖緊環(huán)和半夾的結構型式管接頭。
5.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于施力元件由球面環(huán)13，環(huán)板或角鐵圈8和一組螺栓6構成帶錐形鎖緊環(huán)、球面環(huán)和環(huán)板或角鐵圈的萬向結構型式管接頭。
6.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于采用軟質彈性材料做成的錐形鎖緊環(huán)2，并將墊片與錐形鎖緊環(huán)連為一體，通過環(huán)板或角鐵圈8及一組螺栓6同一根管道端頭的原有焊接法蘭16聯接，構成帶軟質錐形鎖緊環(huán)和角鐵圈與焊接法蘭連接的結構型式管接頭。
7.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于墊片3，可以是兩端面帶外伸定位環(huán)的實心墊片，也可以是內圓面帶環(huán)縫的自緊式墊片或外圓面帶鋼環(huán)的軟質自適應墊片。
8.根據權利要求1所述的管接頭，其特征在于鎖緊環(huán)2與管子接觸的內圓面用多種方法，包括開設三角形截面的環(huán)形齒，制內螺紋，滾花等方法以增大摩擦，使鎖緊環(huán)與管子易于相對固定。
專利摘要本實用新型提供的新型管接頭,其特征在于:密封墊片處于兩被連接管子的端面之間,錐形鎖緊環(huán)安裝在兩被連接管子端頭的外圓柱面上并作成徑向可收縮結構,在錐形鎖緊環(huán)的外圓錐面上套裝了一組可用螺栓加力的施力元件,提供密封預緊力和管道連接力,達到被連接管子端頭不用焊接,不用制螺紋,不設置臺階和溝槽,安裝和拆卸方便而又密封可靠的目的。
文檔編號F16L23/00GK2466474SQ99256209
公開日2001年12月19日 申請日期1999年12月10日 優(yōu)先權日1999年12月10日
發(fā)明者鄭萬江, 李榮躍 申請人:鄭萬江