CN102032401B - 金属对金属尖角密封焊接式管接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属对金属尖角密封焊接式管接头。目前还没有一种安装简单，密封性能可靠的管接头。本发明包括接头体、设有接管本体的焊接接管和螺母，接管本体外壁面设有一圈凸台，其特征是：接头体一端设有密封平面；接管本体一端设有带有尖角的尖角密封圈，尖角横截面上有两条边，向接管本体外壁面延伸的边与接管本体端面的夹角在8°-60°，向接管本体内壁面延伸的边与接管本体端面的夹角在15°-60°；凸台的另一侧设有一圈受力平面和一圈底部为圆弧形结构的变形槽；焊接接管装在螺母中，螺母与接头体相连，尖角密封圈顶在密封平面上，受力平面顶在螺母上。本发明设计合理，安装简单，密封性能可靠，工作压力高，适用面广。

Description

金属对金属尖角密封焊接式管接头

技术领域

本发明涉及一种管接头，尤其是涉及一种金属对金属尖角密封焊接式管接头，能有效代替24°卡套式管接头、37°扩口式管接头、平面O形圈密封焊接式管接头来连接管路工程系统。

背景技术

现代工业液压、气动系统中通常使用24°卡套式管接头、37°扩口式管接头、平面O形圈密封焊接式管接头来连接管路工程系统，这三种类型的管接头分别具有以下特性。

1、24°卡套式管接头是接头体的24°内锥金属对金属密封，由卡套刃口切入钢管外壁面，卡套外圆挤压接头体的内锥面，从而形成金属对金属密封。24°卡套式管接头通常用于连接外径在4-42毫米的钢管，它的工作压力通常在10-63Mpa，由于24°卡套式管接头的安装工艺要求高，卡套作为其中的关键核心部件却极易损坏和失效，从而导致整体的使用寿命较短。

2、37°扩口式管接头是接头体的37°外锥金属对金属密封，由钢管扩口后的内锥和接头体的外锥接触而形成金属对金属密封。37°扩口式管接头通常用于连接外径为6-34毫米的钢管，它的工作压力通常在5-16Mpa，由于37°扩口式管接头的管子扩口工艺繁琐，使得生产效率低，而且安装工艺要求低，工作压力低，导致适用面较窄。

3、平面O形圈密封焊接式管接头是将O形橡胶圈放入接头体的螺纹端面的槽中，由焊接接管的端平面压紧O形橡胶圈，从而形成平面密封。平面O形圈密封焊接式管接头通常用于连接外径为6-50毫米的钢管，它的工作压力通常在32Mpa左右。该平面O形圈密封焊接式管接头的安装工艺要求低，工作压力高，但由于装入O形橡胶圈后受输送介质、环境及工作温度等的影响，大大缩小了使用范围。

目前在使用的还有一些其他类型的管接头，如公开日为1994年05月25日，公开号为CN2166293的中国专利中，公开了一种胀套管接头，该胀套管接头由左胀套、右胀套、密封环、外环等件组成，安装在管道接缝处，通过转动外环，使左、右胀套与管道之间产生较大的压紧力，使左、右胀套的前端尖角夹入管道内，并起到联接和密封的作用。由于该胀套管接头中的左、右胀套前端尖角会夹入管道内，会对管路造成破坏，而且该种管接头的抗振性能较差，管接头在机械震动时连接会出现松动的现象，密封可靠性较差。又如公开日为2001年02月07日，公开号为CN1282847的中国专利中，公开了一种管接头，该管接头在贯通接头本体内部的流体流路一端侧设置扩径凹部，该扩径凹部以内侧作为密封构件的收容部，以口部侧作为保持机构的收容部，具有管保持机构的接合槽，将该接头本体构成为金属材料的冷锻件，在上述密封构件的收容部收容弹性密封构件，在上述管保持机构的收容部的接合槽，以止脱状态弹性地接合接合部，该接合部具有尖角，该尖角通过朝设于管保持机构外周侧的弹性金属材料制导向构件的内端侧凸出部朝外侧折叠而形成。该种管接头的结构复杂，使用不便，生产成本高，难以达到良好的密封效果。

综上所述，目前还没有一种安装简单，密封性能可靠，工作压力高，适用面广的管接头。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，安装简单，密封性能可靠，工作压力高，适用面广的金属对金属尖角密封焊接式管接头。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该金属对金属尖角密封焊接式管接头包括接头体、焊接接管和螺母，所述焊接接管包括接管本体，该接管本体的外壁面设置有一圈凸台，所述凸台的一侧与接管本体的一端相齐平，其特点在于：所述接头体的一端设置有一个密封平面；所述接管本体的一端设置有一圈尖角密封圈，该尖角密封圈中的尖角横截面上存在两条边，其中向接管本体外壁面延伸的一条边与接管本体一端的端面之间的夹角在8°-60°之间，向接管本体内壁面延伸的一条边与接管本体一端的端面之间的夹角在15°-60°之间；所述凸台的另一侧由外而内依次设置有一圈受力平面和一圈变形槽，所述受力平面与焊接接管的轴线相垂直，所述变形槽的底部为圆弧形结构；所述焊接接管套装在螺母中，该螺母与接头体相连接，所述焊接接管中的尖角密封圈顶在接头体的密封平面上，该焊接接管中的受力平面顶在螺母上。

本发明所述变形槽的横截面由一条斜线、一段圆弧和一条水平线组成，所述斜线与受力平面之间的夹角在10°-35°之间，所述水平线位于接管本体的外壁面上。

本发明所述变形槽底部的圆弧形结构的圆弧半径为0.5mm。

本发明所述受力平面为圆环形结构，该受力平面的宽度在0.5-3mm之间。

本发明所述接管本体的另一端由外而内依次设置有一圈倒角结构和一圈末端平面，所述倒角结构中的倒角度数在20°-55°之间。

本发明所述接管本体另一端的内壁面设置有扩口结构。

本发明所述尖角密封圈中的尖角与接管本体一端的端面之间的距离在0.8-1.5mm之间。

本发明所述接管本体的长度在30-100mm之间，所述凸台的长度在2.5-10mm之间。

本发明所述末端平面为圆环形结构，该末端平面的宽度在0.2-2mm之间。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本发明采用金属对金属平面切入式密封，密封形式简单，属于无污染的密封方式，加工使用简单可靠，工作压力高适用范围广，能扩大管接头的使用范围，有效防止密封失效发生泄漏事故。2、在焊接接管与螺母接触部位设计成金属弹性变形区域，能有效防止管接头在机械震动时连接松动，提高密封可靠性。

本发明焊接接管中的尖角密封圈顶在接头体的密封平面上，使得尖角密封圈与密封平面之间形成一个密封区域，由于无需采用O形橡胶圈来进行密封，属于对管路无污染的密封方式，扩大了管接头的适用面。

本发明中凸台的另一侧由外而内依次设置有一圈受力平面和一圈变形槽，焊接接管中的受力平面顶在螺母上，当螺母挤压接管上的凸台时，变形槽发生弹性形变，从而使接管本体一端的一圈尖角密封圈更好的与切入接头体的密封平面进行密封，使得密封效果更好。变形槽的底部为圆弧形结构，使得变形槽具有更好的弹性形变能力，防止发生塑性变形，提高了使用寿命，同时由于变形槽发生弹性形变，使得焊接接管能够更加稳定的定位在接头体和螺母之间，能有效防止管接头在机械震动时出现连接松动的现象，提高密封可靠性，提升了管接头的整体性能。

本发明中的管接头通常用于外径在6-50mm之间的管子中，该管接头的工作压力通常在25-63Mpa，密封可靠，安装简单，使用方便，工作效率高。由于不用O形橡胶圈，减少了对输送介质、环境及工作温度等的影响，增加了管接头使用范围。

本发明的连接螺纹除米制螺纹外（M），可以新增55°英制管螺纹（G）和60°美国标准英制螺纹（UN），扩大了管接头使用范围。本发明能有效代替24°卡套式管接头、37°扩口式管接头、平面O形圈密封焊接式管接头来连接管路工程系统。

本发明的结构简单，设计合理，加工容易，使用方便，性能可靠，生产成本低，工作压力高，适用范围广，能扩大管接头的使用范围，有效防止密封失效发生泄漏事故。

附图说明

图1是本发明实施例1中金属对金属尖角密封焊接式管接头的结构示意图。

图2是图1中G处放大后的结构示意图。

图3是图1中H处放大后的结构示意图。

图4是本发明实施例1中金属对金属尖角密封焊接式管接头分体后的结构示意图。

图5是本发明实施例1中接头体的结构示意图。

图6是本发明实施例1中焊接接管的主视结构示意图。

图7是图6中A-A面的剖视结构示意图。

图8是图7中A处放大的结构示意图。

图9是图7中B处放大的结构示意图。

图10是图7中C处放大的结构示意图。

图11是金属对金属尖角密封焊接式管接头与金属管相连接时的结构示意图，该金属对金属尖角密封焊接式管接头中安装有本发明实施例1中的焊接接管。

图12是本发明实施例2中金属对金属尖角密封焊接式管接头的结构示意图。

图13是图12中J处放大后的结构示意图。

图14是图12中K处放大后的结构示意图。

图15是本发明实施例2中金属对金属尖角密封焊接式管接头分体后的结构示意图。

图16是本发明实施例2中接头体的结构示意图。

图17是本发明实施例2中焊接接管的主视结构示意图。

图18是图17中B-B面的剖视结构示意图。

图19是图18中D处放大的结构示意图。

图20是图18中E处放大的结构示意图。

图21是图18中F处放大的结构示意图。

图22是金属对金属尖角密封焊接式管接头与金属管相连接时的结构示意图，该金属对金属尖角密封焊接式管接头中安装有本发明实施例2中的焊接接管。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

参见图1至图11，本实施例中的金属对金属尖角密封焊接式管接头包括接头体11、焊接接管12和螺母13，其中，接头体11的一端设置有一个密封平面21，该密封平面21为圆环形结构。

本实施例中的焊接接管12包括接管本体1，在接管本体1的外壁面设置有一圈凸台2，该凸台2的一侧与接管本体1的一端相齐平。在接管本体1的一端设置有一圈尖角密封圈3，该尖角密封圈3中的尖角31横截面上存在两条边，这两条边分别为边w和边y，其中向接管本体1外壁面延伸的一条边w与接管本体1一端的端面之间形成一夹角β，该夹角β的度数通常在8°-60°之间，而向接管本体1内壁面延伸的一条边y与接管本体1一端的端面之间形成一夹角γ，该夹角γ的度数通常在15°-60°之间。

本实施例中凸台2的另一侧由外而内依次设置有一圈受力平面4和一圈变形槽5，受力平面4与焊接接管的轴线x相垂直，也就是说受力平面4与接管本体1一端的端面相平行，该受力平面4为圆环形结构，受力平面4的宽度h通常在0.5-3mm之间。本实施例中变形槽5的横截面由一条斜线a、一段圆弧b和一条水平线c组成，其中斜线a与受力平面4之间形成一夹角λ，该夹角λ的度数通常在10°-35°之间，水平线c位于接管本体1的外壁面上。也就是说本实施例中变形槽5的底部为圆弧形结构6，该圆弧形结构6的圆弧半径为0.5mm，变形槽5的底部为圆弧形结构6使得变形槽5的弹性更好，提升了性能。

本实施例中接管本体1的另一端由外而内依次设置有一圈倒角结构7和一圈末端平面8，其中，倒角结构7中的倒角μ的度数通常在20°-55°之间，末端平面8为圆环形结构，该末端平面8的宽度k在0.2-2mm之间。

本实施例中接管本体1的长度通常在30-100mm之间，凸台2的长度g通常在2.5-10mm之间。尖角密封圈3中的尖角31与接管本体1一端的端面之间的距离f通常在0.8-1.5mm之间。

本实施例中的焊接接管12套装在螺母13中，该螺母13与接头体11相连接，焊接接管12中的尖角密封圈3顶在接头体11的密封平面21上，在外力作用下拧动螺母13，再由螺母13挤压焊接接管12，使得焊接接管12上的尖角密封圈3顶在接头体11的密封平面21中，形成一圈密封区域，如图2所示。由于采用的是金属对金属平面切入式密封，无需使用O形橡胶圈进行密封，属于无污染的密封方式，使用寿命长，耐腐蚀性好，使得加工容易，使用简单，性能可靠；同时，由于采用的是金属对金属的密封形式，使得本发明的工作压力高，适用范围广，能扩大管接头的使用范围，能够有效防止管接头出现密封失效而发生泄漏事故的现象，有利于提高整个管路系统的安全性能。

本实施例中的焊接接管12中的受力平面4顶在螺母13上，在外力作用下拧动螺母13时，通过螺母13挤压焊接接管12上的凸台2，使得位于凸台2另一侧的变形槽5发生弹性形变，即在焊接接管12和螺母13之间形成一个作用力和反作用力，在焊接接管12与螺母13接触部位设计成金属弹性变形区域，如图3所示，由此使得焊接接管12更加稳定的定位在接头体11和螺母13之间，能够有效防止管接头在机械震动时出现连接松动的现象，提高了密封的可靠性。本实施例中的螺母13在外力作用下将力传递到焊接接管12的受力平面4上，受力平面4受力后，迫使变形槽5发生弹性形变，从而提升了整个管接头的稳定性，提高了安全性能。

本实施例中的金属对金属尖角密封焊接式管接头用于连接金属管14，使用时，将焊接接管12套装在螺母13中，将螺母13连接到接头体11上，使得焊接接管12中的尖角密封圈3顶到接头体11的平面上，随着螺母13在接头体11上的不断拧入，焊接接管12中的尖角密封圈3与接头体11上的平面进行密封。焊接接管12中的凸台2顶在螺母13上，随着螺母13在接头体11上的不断拧入，变形槽5发生弹性形变，使得焊接接管12更好的定位在接头体11和螺母13之间，能有效防止金属对金属尖角密封焊接式管接头在机械震动时的连接松动，提高密封可靠性。金属管14与焊接接管12的另一端相焊接。

需要说明的是，本发明焊接接管12中的尖角密封圈3顶在接头体11的密封平面21上，在外力作用下，尖角密封圈3切入接头体11的密封平面21中，形成一圈密封区域，而焊接接管12和接头体11均为金属材质，即为金属对金属平面切入式密封，所以在本发明的名称中使用“金属对金属”这五个字。又由于本发明焊接接管12中的尖角密封圈3为尖角结构，本发明中的管接头通过尖角结构的尖角密封圈3来实现密封的功能，所以在本发明的名称中使用“尖角密封”这四个字。

实施例2：

参见图12至图22，本实施例中的金属对金属尖角密封焊接式管接头包括接头体11、焊接接管12和螺母13，其中，接头体11的一端设置有一个密封平面21，该密封平面21为圆环形结构。

本实施例中的焊接接管12包括接管本体1，在接管本体1的外壁面设置有一圈凸台2，该凸台2的一侧与接管本体1的一端相齐平。在接管本体1的一端设置有一圈尖角密封圈3，该尖角密封圈3中的尖角31横截面上存在两条边，这两条边分别为边w和边y，其中向接管本体1外壁面延伸的一条边w与接管本体1一端的端面之间形成一夹角β，该夹角β的度数通常在8°-60°之间，而向接管本体1内壁面延伸的一条边y与接管本体1一端的端面之间形成一夹角γ，该夹角γ的度数通常在15°-60°之间。

本实施例中凸台2的另一侧由外而内依次设置有一圈受力平面4和一圈变形槽5，受力平面4与焊接接管的轴线x相垂直，也就是说受力平面4与接管本体1一端的端面相平行，该受力平面4为圆环形结构，受力平面4的宽度h通常在0.5-3mm之间。本实施例中变形槽5的横截面由一条斜线a、一段圆弧b和一条水平线c组成，其中斜线a与受力平面4之间形成一夹角λ，该夹角λ的度数通常在10°-35°之间，水平线c位于接管本体1的外壁面上。也就是说本实施例中变形槽5的底部为圆弧形结构6，该圆弧形结构6的圆弧半径为0.5mm，变形槽5的底部为圆弧形结构6使得变形槽5的弹性更好，提升了性能。

接管本体1另一端的内壁面设置有扩口结构9，该扩口结构9的厚度t通常在0.5-3mm之间，在接管本体1的另一端端面上设置有一圈倒角结构7，该倒角结构7中的倒角μ的度数通常在20°-55°之间。

本实施例中接管本体1的长度通常在30-100mm之间，凸台2的长度g通常在2.5-10mm之间。尖角密封圈3中的尖角31与接管本体1一端的端面之间的距离f通常在0.8-1.5mm之间。

本实施例中的焊接接管12套装在螺母13中，该螺母13与接头体11相连接，焊接接管12中的尖角密封圈3顶在接头体11的密封平面21上，在外力作用下拧动螺母13，再由螺母13挤压焊接接管12，使得焊接接管12上的尖角密封圈3顶在接头体11的密封平面21中，形成一圈密封区域，如图13所示。由于采用的是金属对金属平面切入式密封，无需使用O形橡胶圈进行密封，属于无污染的密封方式，使用寿命长，耐腐蚀性好，使得加工容易，使用简单，性能可靠，工作压力高适用范围广，能扩大管接头的适用范围，有效防止密封失效发生泄漏事故。

本实施例中的焊接接管12中的受力平面4顶在螺母13上，在外力作用下拧动螺母13时，通过螺母13挤压焊接接管12上的凸台2，使得位于凸台2另一侧的变形槽5发生弹性形变，即在焊接接管12和螺母13之间形成一个作用力和反作用力，在焊接接管12与螺母13接触部位设计成金属弹性变形区域，如图14所示，由此使得焊接接管12更加稳定的定位在接头体11和螺母13之间，能够有效防止管接头在机械震动时出现连接松动的现象，提高了密封的可靠性。

本实施例中的金属对金属尖角密封焊接式管接头用于连接金属管14，使用时，将焊接接管12套装在螺母13中，将螺母13连接到接头体11上，使得焊接接管12中的尖角密封圈3顶到接头体11的平面上，随着螺母13在接头体11上的不断拧入，焊接接管12中的尖角密封圈3与接头体11上的平面进行密封。焊接接管12中的凸台2顶在螺母13上，随着螺母13在接头体11上的不断拧入，变形槽5发生弹性形变，使得焊接接管12更好的定位在接头体11和螺母13之间，能有效防止金属对金属尖角密封焊接式管接头在机械震动时的连接松动，提高密封可靠性。金属管14的一端插入焊接接管12的扩口结构9中，然后再与焊接接管12的另一端相焊接。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属对金属尖角密封焊接式管接头，包括接头体、焊接接管和螺母，所述焊接接管包括接管本体，该接管本体的外壁面设置有一圈凸台，所述凸台的一侧与接管本体的一端相齐平，其特征在于：所述接头体的一端设置有一个密封平面；所述接管本体的一端设置有一圈尖角密封圈，该尖角密封圈中的尖角横截面上存在两条边，其中向接管本体外壁面延伸的一条边与接管本体一端的端面之间的夹角在8°-60°之间，向接管本体内壁面延伸的一条边与接管本体一端的端面之间的夹角在15°-60°之间；所述凸台的另一侧由外而内依次设置有一圈受力平面和一圈变形槽，所述受力平面与焊接接管的轴线相垂直，所述变形槽的底部为圆弧形结构；所述焊接接管套装在螺母中，该螺母与接头体相连接，所述焊接接管中的尖角密封圈顶在接头体的密封平面上，该焊接接管中的受力平面顶在螺母上。

2.根据权利要求1所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述变形槽的横截面由一条斜线、一段圆弧和一条水平线组成，所述斜线与受力平面之间的夹角在10°-35°之间，所述水平线位于接管本体的外壁面上。

3.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述变形槽底部的圆弧形结构的圆弧半径为0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述受力平面为圆环形结构，该受力平面的宽度在0.5-3mm之间。

5.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述接管本体的另一端由外而内依次设置有一圈倒角结构和一圈末端平面，所述倒角结构中的倒角度数在20°-55°之间。

6.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述接管本体另一端的内壁面设置有扩口结构。

7.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述尖角密封圈中的尖角与接管本体一端的端面之间的距离在0.8-1.5mm之间。

8.根据权利要求1或2所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述接管本体的长度在30-100mm之间，所述凸台的长度在2.5-10mm之间。

9.根据权利要求5所述的金属对金属尖角密封焊接式管接头，其特征在于：所述末端平面为圆环形结构，该末端平面的宽度在0.2-2mm之间。

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