CN103335182A - 一种直接管件 - Google Patents
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Abstract
一种直接管件是由一端具有螺纹接头、另一端具有可与直身管端牢固连接(连接强度达到管子的拉伸极限)的直接接口组成，令直身管段只需与本管件连接，就可与螺纹接口管件连接，从而改革了螺纹管道安装对裁切管段必须套丝的繁琐安装工艺。本直接管件有自动卡入式和增力式两种，自动卡入式直接管件是利用钢环在管件安装时自动卡入管子，阻止管子的拉拔，该管件具有抗拉拔的自锁功能，特别适合薄壁金属管子使用。增力式直接管件是通过加设增力环来增加介子筒的方法，利用叠加每个介子筒与管子之间摩擦力来阻止管子的拉拔，令旋紧螺母的同样扭矩可获得倍增的抗拉拔力，特别适合各种管材和各种壁厚管子使用。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种管道管件，特别适合连接直身管的管件。
背景技术
管道输送是液体、气体等介质最常用的输送方式，管子需通过连接才能安装成管道，所以管道应用管件连接的方便性和可靠性是决定管道安全质量的关键。
公知的金属管道最常用的连接方式是螺纹接口连接，它是以螺纹压力来密封、以接口内的内外螺纹相互啮入抗剪切来防止接口的拉脱，因此该种连接是目前最可靠性的连接方式。但这种管道安装时对裁切管段必须进行套丝才能与螺纹接口管件连接，由于管子套丝的机具十分沉重、需熟练的技术工人操作，加上现场套丝机具无法对大口径的管子进行套丝以及工地必须有电源等因素令螺纹管道的安装变得十分麻烦，并且现场对不锈钢管道进行套丝很困难，这些都制约了螺纹管道的应用。因此，免除螺纹管道现场套丝的工序，是提高螺纹管道应用方便性的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种直接管件，令螺纹接口管道安装不需对裁切管段进行套丝也可与螺纹接口管件连接，从而令螺纹接口管道安装变得更方便快捷。
本发明的直接管件有：自动卡入式直接管件和增力式直接管件。这两种直接管件的一端都是具有可以与螺纹管件连接的螺纹接头，另一端是具有可与直身管子牢固连接(连接强度达到连接管子的拉伸极限)的直接接口。令被裁切管段只需通过与本管件连接，就可与螺纹管件连接，免除了套丝的繁琐。
自动卡入式直接管件(见图1)主要由螺母2、壳体3、钢环4、胶圈5、介子筒6、螺母内圆锥孔7、三角形密封腔8、壳体内圆锥孔9和螺纹接头10组成。该直接接口是以钢环卡入管子形成的抗剪切力来阻止管子的拉拔，以胶圈在三角形密封腔内对管子进行压力密封，从而令直接接口的连接强度达到管子拉伸强度极限。
自动卡入式直接管件直接接口的工作原理是：利用螺母2旋入管件壳体3产生轴向压力令胶圈5在介子筒6的前端面压迫下进入由介子筒6端面与壳体内圆锥孔9斜面与管子1表面形成的三角形密封腔8内，对管子1进行压力密封。这时，介子筒6的前部内圆也会在壳体内圆锥孔9的制约下，产生径向的收缩，从而抱紧管子1，并以其内圆与管子1外圆产生的摩擦力阻止管子的轴向位移，其时材质比管子1硬的钢环4在螺母内圆锥孔7和介子筒6端面的相互压迫下，产生径向收缩抱紧管子1，随着螺母2的完全旋紧(即螺母内圆锥孔7与介子筒6直接压贴)，钢环4被压进管子1的表面，令管子1形成一个内凹圆环，钢环成为阻止管子轴向移动的卡环。当管子1工作时承受水锤或更大的外力产生向外的轴向位移时，处在管子内凹圆环的钢环4在跟随管子一起位移时，会在螺母内圆锥孔7的制约下，进一步压入管子1的表面，形成更深的内凹圆环，以增加抗拉拔受力面积来承受管子的拉拔力，阻止管子的拉出。由于管子1的抗拉拔受力面积会随着管子1的拉拔力增加而增加，当螺母内圆锥孔斜面在6度左右，该管件具有抗拉拔自锁的功能，这种管件特别适合薄壁金属管道使用。
增力式直接管件(见图2)主要是由螺母2、壳体3、两端具有内圆锥孔的增力环4、介子筒5、6、螺母内圆锥孔7、三角形密封腔8、壳体内圆锥孔9、螺纹接头10和胶圈11组成。该直接接口是通过加设增力环来增加介子筒数量的方法，令旋紧螺母的同样扭矩可以获得倍增的限制管子位移的抗拉拔力，从而达到牢固连接直身管子的效果。
增力式直接管件直接接口的工作原理是：利用螺母2旋入壳体3，产生轴向压力，令胶圈11在介子筒6的端面压迫下进入由介子筒6端面与壳体内圆锥孔9斜面与管子1外圆表面的三角形密封腔8内，对管子1进行压力密封。这时，介子筒5和6分别在螺母内圆锥孔7与增力环4、增力环4与壳体内圆锥孔9的内圆锥孔的压迫下，产生径向收缩，从而抱紧管子1，并以其内圆与管子外圆产生的摩擦力阻止管子的移动。这种接口管件可根据管道的工况通过增加增力环来增加介子筒的数量，以叠加每个介子筒与管子的摩擦力来阻止管子的位移，令在相同的旋转螺母扭力作用下，获得倍增的抗拉拔力(即具有3个介子筒和4个介子筒的直接管件分别可比具有2个介子筒的直接管件增加1.5倍和2倍的抗拉拔力)。本接口适合于各种材质和各种壁厚的管子使用。
附图说明
图1、自动卡入式直接管件接口连接示意图
1、管子；2、螺母；3、壳体；4、钢环；5、胶圈；6、介子筒；7、螺母内圆锥孔；8、三角形密封腔；9、壳体内圆锥孔、10螺纹接头
图2、增力式直接管件接口连接示意图
1、管子；2、螺母；3、壳体；4、增力环；5、6、介子筒；7、螺母内圆锥孔；8、三角形密封腔；9、壳体内圆锥孔、10螺纹接头；11、胶圈；
具体实施方式
1、自动卡入式直接管件直接接口连接
将待连接的管子1依次套入螺母2、钢环4、介子筒6、胶圈5后，插入壳体3内，将待连接管子1钳紧，不让管子1跟随螺母2旋转，再并将螺母2旋入壳体3内，令胶圈5在介子筒6的压力下进入由介子筒6端面与壳体内圆锥孔9斜面与管子1表面形成的三角形密封腔内，对管子1的表面进行压力密封。当螺母2旋入壳体时，钢环4一方面跟随螺母2一起旋转，另一方面又在螺母内圆锥孔7和介子筒6的相互压迫下，产生径向的缩小，令钢环4内圆与管子1表面发生摩擦，产生的热量令管子的材质强度下降更易形成内凹圆环，当螺母2完全旋紧(即介子筒6被螺母内圆锥孔7与壳体内圆锥孔9夹紧)，钢环4成为镶在管子1内凹圆环的卡环，阻止管子1的轴向位移。
当管子1承受水锤或承受更大的外力，发生向外拉拔位移时，处在管子1内凹圆环4在跟随管子1位移时，会受到螺母内圆锥孔7的制约，进一步压入管子1，形成更深的内凹圆环，以更大的抗拉拔受力面积来承受管子1的拉拔力，阻止管子1从管件中拉出。当螺母内圆锥孔7的斜面在6度左右时，该接口具有抗拉拔的自锁功能。这种接口由于介子筒6始终都处在螺母内圆锥孔7与壳体内圆锥孔9的夹紧中，令胶圈5对管子1始终保持严密的压力密封。
2、增力式直接管件直接接口连接
将待连接管子1依次套入螺母2、介子筒5、增力环4、介子筒6、胶圈11后插入壳体3内，将螺母2旋入管体3内，并将螺母2旋紧，胶圈11在介子筒6的端面的压力下进入由介子筒6端面与壳体内圆锥孔9斜面与管子1表面形成的三角形密封腔内，对管子进行压力密封。这时，介子筒5、6分别在螺母内圆锥孔7与增力环4的内圆锥孔和增力环4的内圆锥孔与壳体内圆锥孔9的轴向压迫下产生径向收缩，将管子1抱紧，并以叠加每个介子筒与管子的的轴向摩擦力来阻止管子的拉脱，完成增力式直接接口管件与直身管子的连接。本管件可通过增加介子筒数量的方法，令同样旋转螺母的扭矩可获得倍增的抗拉拔力。同时本管件的内圆锥孔斜面角度在6度左右并根据连接强度通过加设一个、二个、三个增力环对应可设有二个、三个、四个介子筒的方法，令管件的抗拉拔力达到连接管子的拉伸强度极限。
为令管道安装更紧凑，可以将直通、三通、弯头和管帽等管件的一端制成具有这种直接接口的管件，令安装效率更高。
一种直接管件的一端具有螺纹接头，可与管螺纹管件连接，另一端具有可与直身管子连接的直接接口，其直接接口连接的强度达到连接管子的拉伸强度极限。
自动卡入式直接管件直接接口的螺母和壳体都具有内圆锥孔，在这两内圆锥孔之间设有钢环、介子筒和胶圈，管子初始形成的内凹圆环是通过螺母的旋入，令钢环在螺母内圆锥孔与介子筒相互压迫下径向缩小并压入管子外圆表面形成；在管道工作时，当管子承受更大的向外拉拔力发生轴向位移时，卡在管子内凹圆环的钢环由于跟随管子一起位移，所以在螺母内圆锥孔的制约下进一步压入管子，令管子形成更深的内凹圆环，形成更大的抗拉拔受力面积，阻止管子的拉拔；钢环的的线径尺寸大于介子筒厚度的尺寸；螺母内圆锥孔斜面的角度在6度左右；处在螺母内圆锥孔与壳体内圆锥孔之间的介子筒，始终都被这两个内圆锥孔夹紧，令胶圈在介子筒端面与壳体内圆锥孔斜面与管子表面形成的三角形密封腔内对管子外圆进行压力密封；当螺母旋入壳体，钢环跟随旋转，并逐渐缩小直径，以其内圆与管子表面发生摩擦，产生的热量令管子的材质强度下降，更易形成内凹圆环。
增力式直接管件直接接口的螺母和壳体都具有内圆锥孔，在这两个内圆锥孔之间设有1个或1个以上增力环和两个或两个以上的介子筒，两端都具有内圆锥孔的增力环处在两个介子筒之间，当旋紧螺母时，介子筒在两面的内圆锥孔的压迫下产生径向收缩抱紧管子，并以叠加每个介子筒与管子的摩擦力来阻止管子的轴向位移，处在介子筒端面与壳体内圆锥孔斜面与管子表面形成的三角形密封腔内的胶圈对管子外圆表面进行压力密封；在同样旋转螺母的扭矩下，可通过加设增力环增加介子筒数量的方法来令管件获得倍增的抗拉拔力；介子筒的数量比增力环的数量多1个，螺母和增力环的内圆锥孔斜面角度在6度左右。
Claims (9)
1.一种直接管件，其特征在于：管件的一端具有螺纹接头，可与管螺纹管件连接，另一端具有可与直身管子连接的直接接口，其直接接口连接的强度达到连接管子的拉伸强度极限。
2.根据权利要求1所述的一种直接管件有自动卡入式直接管件，其特征在于：直接接口的螺母和壳体都具有内圆锥孔，在这两内圆锥孔之间设有钢环、介子筒和胶圈，管子初始形成的内凹圆环是通过螺母的旋入，令钢环在螺母内圆锥孔与介子筒相互压迫下径向缩小并压入管子外圆表面形成；在管道工作时，当管子承受更大的向外拉拔力发生轴向位移时，卡在管子内凹圆环的钢环由于跟随管子一起位移，所以在螺母内圆锥孔的制约下进一步压入管子，令管子形成更深的内凹圆环，形成更大的抗拉拔受力面积，阻止管子的拉拔。
3.根据权利要求2所述的自动卡入式直接管件，其特征在于：钢环的的线径尺寸大于介子筒厚度的尺寸。
4.根据权利要求2所述的自动卡入式直接管件，其特征在于：螺母内圆锥孔斜面的角度在6度左右。
5.根据权利要求2所述的自动卡入式直接管件，其特征在于：处在螺母内圆锥孔与壳体内圆锥孔之间的介子筒，始终都被这两个内圆锥孔夹紧，令胶圈在介子筒端面与壳体内圆锥孔斜面与管子表面形成的三角形密封腔内对管子外圆进行压力密封。
6.根据权利要求2所述的自动卡入式直接管件，其特征在于：当螺母旋入壳体，钢环跟随旋转，并逐渐缩小直径，以其内圆与管子表面发生摩擦，产生的热量令管子的材质强度下降，形成内凹圆环。
7.根据权利要求1所述的一种直接管件有增力式直接管件，其特征在于：直接接口的螺母和壳体都具有内圆锥孔，在这两个内圆锥孔之间设有1个或1个以上增力环和两个或两个以上的介子筒，两端都具有内圆锥孔的增力环处在两个介子筒之间，当旋紧螺母时，介子筒在两面的内圆锥孔的压迫下产生径向收缩抱紧管子，并以叠加每个介子筒与管子的摩擦力来阻止管子的轴向位移，处在介子筒端面与壳体内圆锥孔斜面与管子表面形成的三角形密封腔内的胶圈对管子外圆表面进行压力密封。
8.根据权利要求7所述增力式直接管件，其特征在于：在同样旋转螺母的扭矩下，可通过加设增力环增加介子筒数量的方法来令管件获得倍增的抗拉拔力。
9.根据权利要求7所述增力式直接管件，其特征在于：介子筒的数量比增力环的数量多1个，螺母和增力环的内圆锥孔斜面角度都在6度左右。
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