CN106813027B - 滚珠锁紧式管道连接件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚珠锁紧式管道连接件，包括具有压套和由滚珠托架和滚珠构成的锁紧件，托架朝向管件套的一端被顶止，压套螺旋于管件套上向滚珠托架被顶止的一端推移，滚珠通过压套内的锥度结构挤压管道外壁进而将管道锁紧于压套；连接件还包括一调节密封圈压缩比的压件螺旋于管件套内轴向施压于密封圈；本发明采用压套配合管件套的结构，无需外拔管道而施压于滚珠，既实现了管道轴向移动的锁定，又确保管道安装尺寸的精准，且无需借助专用拆卸工具即可拆卸；此外，在管件套中巧妙的利用空间设置了可旋拧压件，用于调节密封圈的压缩比，进而确保管道密封性；整个方案降低了对管道等组件的精度和材质要求，提升连接强度，进一步扩大了滚珠锁紧在管道连接技术中的优势，实用性极强，市场前景十分广阔。

Description

滚珠锁紧式管道连接件

技术领域

本发明属于管道快速接头技术领域，主要涉及插入方式的钢球锁紧式管道快速接头,可适用于不锈钢管等管道的快速连接。

背景技术

管道的快速密封连接，诸如不锈钢水管的连接等，在现实运用中都有许多种解决方案。如何确保管道连接具备良好的密封性和足够的拉拔力，同时还要有很好的连接便捷性，是管道连接所要解决的关键技术问题。

现有技术中有许多采用滚珠和锥度结构进行管道锁紧的方案，如：中国专利公开号为CN 203533049 U的发明公开的一种管道的快速连接接头；中国专利公开号为CN103438312 A的一种插入式管件；中国专利公开号为CN 203628108 U的一种钢球锁紧式管道快速接头；中国专利公开号为CN103775774A的直推连接管接头，等等；这些现有技术方案都披露了采用滚珠(钢珠)配合锥度结构实现管道拉拔时自锁的技术。

但这些现有技术在实际运用过程中，都存在一些不容忽视的问题，主要是：

(1)滚珠受力的问题。滚珠配合锥度面挤压管道来实现管道不能被轴向拔出的原理，最核心的问题是滚珠在管道被外拔的时候需要滚向锥度结构的小径部位，使得滚珠压迫管道外壁而出现凹槽最后卡死，但在实际运用中，由于制造精度以及材料摩擦力及安装精度问题(尤其是在大口径管道使用中)，滚珠很难做到全部受力和均匀受力，这就导致了管道连接的抗拔力不足，达不到国标要求。

(2)管道安装尺寸精准定位问题。管道安装对管道上的阀门或各种设备，以及管道弯曲和分支的位置要求精准的尺寸控制；现有技术的这种管道连接结构在管道内压增大的过程中会造成相邻管道连接之间的位置增大，最后导致管道上的各种设备位置偏移，这也是存在的问题。

(3)管道拆装的问题。当管道连接错误或维修需要拆除时，有的结构需要特制的工具将滚珠或滚珠托架向内顶回才能拔出管道，有的根本就不可拆，需要破坏性拆除。

此外，在现有技术中，管道连接的密封方式都是采用弹性密封圈的方式，而密封圈的压缩比决定了密封性能，压缩比太大又特别容易造成管道插入密封圈的难度；此外，钢管和管件套及密封圈三者制造尺寸并非很精准，这就难免造成某些部位可能会因为尺寸偏差而降低密封度，特别是在大口径的管道连接中，这种现象特别严重；此外，密封圈的压缩比也没有适当的结构来调节，不利于管道密封性能的便利维护，这也是本创新所要重点解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种有利于全部滚珠受力提高连接强度，且便于管道拆卸的，还能精准确定管件安装位置的管道连接件；本发明还提供了一种方便的调节密封圈压缩比的管道连接件，改变了管道使用过程中出现的密封性问题的修复方式。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种滚珠锁紧式管道连接件，用于管道间的连接，包括管件套、密封圈和管道锁紧机构，管件套有供管道插入的开口端，密封圈内置于管件套内，其特征在于：所述管件套的开口端外壁设有第一联接螺纹，管件套内部设有顶止管道继续插入的顶止结构；所述管道锁紧机构包括一压套和一锁紧件；所述压套的一端为开口，另一端具有供管道穿过的通孔，压套位于开口段的内壁设有第二联接螺纹，压套位于通孔段设有喇叭状的锥度结构，该锥度结构的大径朝向开口侧，小径朝向通孔侧；第二联接螺纹螺旋旋入第一联接螺纹使压套螺接于管件套上；所述锁紧件可套设于管道上封装于压套内，该锁紧件由滚珠托架和一组滚珠构成，滚珠托架为一具有壁厚的圆环柱体，在圆环柱体四周均布有一组滚珠安装通槽，每一通槽的中心线都和托架轴线处于同一平面，滚珠可自由滚动的安装在通槽内，滚珠的直径大于通槽部位的厚度；所述滚珠托架朝向管件套的一端被顶止，当管道套上压套，插入滚珠托架和管件套后，压套螺旋于管件套上向滚珠托架被顶止的一端推移，滚珠通过压套内的锥度结构挤压管道外壁进而将管道锁紧于压套。

作为进一步的改进，所述连接件还包括一调节密封圈压缩比的压件，该压件为一外表面设有第三联接螺纹的可套设在管道上的刚性套筒,该压件的顶部设有旋转施力结构；所述管件套位于开口端的内壁设有第四联接螺纹，所述压件通过第三联接螺纹与第四联接螺纹螺旋于管件套内轴向移动至密封圈，最终施压于密封圈；所述滚珠托架朝向管件套的一端被该压件的顶部顶止。

作为进一步的改进，所述密封圈与压件之间还内置有第一垫片。

作为进一步的改进，所述滚珠托架与压件之间还内置有第二垫片。

作为进一步的改进，所述第四联接螺纹和第一联接螺纹是通过碾压成型方式一次成型于管件套开口端壁上。

作为进一步的改进，所述滚珠托架由可拆装的上架和下架拼接而成，上架设有拼接凸起，下架设有拼接凹槽，所述上架和下架都设有U型开口槽，上架和下架拼接时对应的开口槽形成封装滚珠的通槽，所述U型开口槽位于上架和下架内外壁的开口宽度小于滚珠直径。

本发明的有益效果是，通过采用压套配合管件套的结构，在无需外拔管道的情况下施压于封装在托架上的滚珠，既实现了管道轴向移动的锁定，又确保了管道安装尺寸的精准，而且旋开压套即可拆卸管道而无需借助其他的专用拆卸工具；此外，在管件套中巧妙的利用空间设置了可旋拧压件，用于调节密封圈的被挤压程度，进而确保管道密封性，在管道漏水时可以拆卸开管件套后进一步拧紧压件增加密封圈的压缩比，修复管道漏水。整个方案巧妙的结构设计，降低了滚珠式管道连接对管道等组件的精度和材质要求，提升连接强度，尤其打破了传统锁紧方式在大口径管道连接上的瓶颈，进一步扩大了滚珠锁紧在管道连接技术中的优势，实用性极强，市场前景十分广阔。

附图说明

图1为具体实施例中管道和各组件的爆炸示意图；

图2为具体实施例中管道已经插入管件套后的立体示意图；

图3为具体实施例中管道已经插入管件套后的纵向剖视图；

图4为具体实施例中的滚珠托架的立体图；

图5为具体实施例中的滚珠托架的结构爆炸图；

图6为具体实施例中压套的纵向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

本发明所涉及的一种滚珠锁紧式管道连接件，用于管道间的连接，所述管道可以是不锈钢水管，也可以是具有相同功能的其他管材。如图1、2、3所示的，本发明的连接件包括管件套1、密封圈3和管道锁紧机构，管件套1有供管道插入的开口端，具有弹性的密封圈用于管道5与管件套1之间的密封，确保不漏水。在实际运用中，管件套可以是直通也可以是弯头，一般是包括两个开口端的二通接管，当然，也可以是具有多个开口端的多通接管，这都属于本发明的保护范围，具体的开口端数量可根据实际需求由本领域的技术人员设计出来。

如图1和2所示，本发明的管件套有别于现有技术，所述管件套1的开口端外壁设有第一联接螺纹，管件套1的内部设有顶止管道继续插入的顶止结构，该结构可以是设在管件套内壁的凸起，其目的是不让管道继续轴向移动。

本发明中的管道锁紧机构包括一压套6和一锁紧件；如图6所示的，所述压套6的一端为开口，另一端具有供管道穿过的通孔，这就便于管道穿过该压套。压套6位于开口段的内壁设有第二联接螺纹，压套位于通孔段设有喇叭状的锥度结构61，该锥度结构61的大径(即最大口径)朝向开口侧，小径(即最小口径)朝向通孔侧，具体锥度结构的角度可以根据具体的结构进行设计和调整；第二联接螺纹螺旋旋入第一联接螺纹使压套6螺接于管件套1上；

本发明中的锁紧件可套设于管道上封装于压套内，该锁紧件由滚珠托架5和一组滚珠7构成，滚珠托架5为一具有壁厚的圆环柱体，在圆环柱体四周均布有一组滚珠安装通槽，每一通槽的中心线都和托架轴线处于同一平面，这种几何结构设计是确保滚珠的滚动路径要平行于管道和锥度结构的轴心线，使得所有滚珠能够全面而均匀受力，不至于只是某几颗滚珠卡死而受力减弱；滚珠7可自由滚动的安装在通槽内，滚珠7的直径大于通槽部位的厚度，以确保滚珠能够同时接触到管道外壁和锥度结构的锥面；所述滚珠托架5朝向管件套的一端被顶止，当管道2套上压套6，插入滚珠托架5和管件套1后，压套6螺旋于管件套1上向滚珠托架5被顶止的一端推移，滚珠7通过压套6内的锥度结构挤压管道外壁进而将管道锁紧于压套6。至于滚珠托架5是如何被顶止的，有许多方案，可以是管道上涨出顶止凸点，也可以是直接接触密封圈顶止，还可以是接下来优选方案中的压件顶止，因为滚珠托架和管道两者都不顶止的话，滚珠托架和管道均会随着压套的推移而移动，滚珠将无法锁紧管道。

本发明还提供了一种更适合装配的滚珠托架，如图5所示的，该滚珠托架为开拆卸式托架，由可拆装的上架51和下架52拼接而成，上架51设有拼接凸起511，下架设有拼接凹槽521，所述上架511和下架521都设有U型开口槽53，上架和下架拼接时对应的开口槽形成封装滚珠的通槽，所述U型开口槽位于上架和下架内外壁的开口宽度小于滚珠直径，这个尺寸要求能够使得滚珠不会掉出通槽，便于管道连接时组件的安装，快速便捷，该设计结构精巧，省时省力，易于制造。

本发明还根据前述的管件套和压套结构，创新性的设计了一种调节密封圈压缩比的压件，如图1和4所示的，该压件4为一外表面设有第三联接螺纹的可套设在管道上的刚性套筒,该压件4的顶部设有旋转施力结构，这种结构可以是内六角之类的结构，只要是能实现使用诸如扳手之类的工具来旋拧该压件即可；对应的，在管件套6位于开口端的内壁设有第四联接螺纹，所述压件4通过第三联接螺纹与第四联接螺纹螺旋于管件套内轴向移动至密封圈3处，最终施压于密封圈3，这样就可以通过旋转压件调节挤压力的大小，进而调节密封圈挤压管道外壁和管件套内壁的压缩比。

在具有压件4的具体实施例中，优选的采用压件的顶部来顶止滚珠托架朝向密封圈一侧的移动，充分利用了空间和原件的相互作用。

为了防止压件在旋转过程中对密封圈的损害，在最佳实施方式中，密封圈3与压件4之间还内置有第一垫片8，垫片采用光滑材质即可。

在最佳实施方式中，滚珠托架5与压件4之间内置有第二垫片9。

基于制作成本的考虑，以及结构的紧凑性，所述的第四联接螺纹和第一联接螺纹是通过碾压成型方式一次成型于管件套开口端壁上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种滚珠锁紧式管道连接件，用于管道间的连接，包括管件套、密封圈和管道锁紧机构，管件套有供管道插入的开口端，密封圈内置于管件套内，其特征在于：

所述管件套的开口端外壁设有第一联接螺纹，管件套内部设有顶止管道继续插入的顶止结构；

所述管道锁紧机构包括一压套和一锁紧件；

所述压套的一端为开口，另一端具有供管道穿过的通孔，压套位于开口段的内壁设有第二联接螺纹，压套位于通孔段设有喇叭状的锥度结构，该锥度结构的大径朝向开口侧，小径朝向通孔侧；第二联接螺纹螺旋旋入第一联接螺纹使压套螺接于管件套上；

所述锁紧件可套设于管道上封装于压套内，该锁紧件由滚珠托架和一组滚珠构成，滚珠托架为一具有壁厚的圆环柱体，在圆环柱体四周均布有一组滚珠安装通槽，每一通槽的中心线都和托架轴线处于同一平面，滚珠可自由滚动的安装在通槽内，滚珠的直径大于通槽部位的厚度；

所述滚珠托架朝向管件套的一端被顶止，当管道套上压套，插入滚珠托架和管件套后，压套螺旋于管件套上向滚珠托架被顶止的一端推移，滚珠通过压套内的锥度结构挤压管道外壁进而将管道锁紧于压套；

所述连接件还包括一调节密封圈压缩比的压件，该压件为一外表面设有第三联接螺纹的可套设在管道上的刚性套筒,该压件的顶部设有旋转施力结构；所述管件套位于开口端的内壁设有第四联接螺纹，所述压件通过第三联接螺纹与第四联接螺纹螺旋于管件套内轴向移动至密封圈，最终施压于密封圈；所述滚珠托架朝向管件套的一端被该压件的顶部顶止。

2.根据权利要求1所述的滚珠锁紧式管道连接件，其特征在于：所述密封圈与压件之间还内置有第一垫片。

3.根据权利要求1所述的滚珠锁紧式管道连接件，其特征在于：所述滚珠托架与压件之间还内置有第二垫片。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滚珠锁紧式管道连接件，其特征在于，所述第四联接螺纹和第一联接螺纹是通过碾压成型方式一次成型于管件套开口端壁上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的滚珠锁紧式管道连接件，其特征在于：所述滚珠托架由可拆装的上架和下架拼接而成，上架设有拼接凸起，下架设有拼接凹槽，所述上架和下架都设有U型开口槽，上架和下架拼接时对应的开口槽形成封装滚珠的通槽，所述U型开口槽位于上架和下架内外壁的开口宽度小于滚珠直径。