CN1074107C - 喇叭型管接头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种喇叭型管接头，为了改善其密封性能的可靠性，以如下方法制造：在与喇叭部分相连接的圆锥凸缘面上施加含有热固树脂、固化剂和氟树脂粉末的密封材料合成物，然后进行热处理，使该密封材料合成物发生交联反应，从而形成一弹性密封层。而且，最好氟树脂粉末是不经过烧结过程中结晶处理的非烧结氟树脂。
Description
本发明涉及一种喇叭型管接头，特别涉及一种适用于车辆油/气管系的喇叭型管接头。
在车辆上，使用着制动管路、油管等管系。为了便于管系的组装或布置，由一对管子，其中一个具有小号形的喇叭部分，另一个具有一圆锥凸缘面，构成的喇叭型管接头用于管接头。
这种喇叭型管接头是这样构成的，它的喇叭部分与一圆锥凸缘面相接，使得彼此密封。在日本实用新型未审查公报平-6-3983和平-2-122288及日本专利未审查公报平-6-34084等中公开了提高这种连接部分密封可靠性的技术。
所述日本实用新型未审查公报平-6-63983公开的技术中，在圆锥凸缘面的一部分上形成一直径加大的部分，从而在该凸缘面上设置了一机械弹性装置。所述日本实用新型未审查公报平-2-122288公开了一种埋在圆锥凸缘的管内孔中的密封垫。所述日本专利未审查公报平-6-34084公开了一种在圆锥凸缘面中形成一个槽并在此槽中安装O形环的技术。
如果如所述技术中描述的那样，在圆锥凸缘面上形成一弹性部分，并将凸缘面与喇叭部分连接，该密封的可靠性就改善了。但日本实用新型未审查公报平-2-122288和日本专利未审查公报平-6-34084介绍的技术的缺点是，因为需要密封垫或O形环等密封材料，部件数目增加了。
所述日本实用新型未审查公报平-6-63983介绍的技术是，由于该圆锥凸缘面直接连接到喇叭部分，两个面必需经加工具有高的精度。另外，日本专利未审查公报平-6-34084介绍的技术，因为要为O形环加工一个槽，必需增加一切削工序。
鉴于上述缺点，本发明提供一喇叭型管接头，其中含有热固树脂、固化剂和氟树脂粉末的密封材料合成物加在彼此连接的圆锥凸缘面和喇叭部分中的至少一个上面，然后经热处理，使密封材料合成物起交联反应，从而在圆锥凸缘面上形成一弹性密封层。这里，在密封材料合成物的构成组分中，最好氟树脂粉末是非烧结氟树脂粉末，该氟树脂粉末没有受到在烧结过程中结晶处理。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1是根据本发明一实施例的喇叭型接头圆锥凸缘的局部剖视图；
图2是根据本发明一实施例的处于连接状态的喇叭型接头的剖视图。
图1和2说明了构成本发明一实施例的喇叭型管接头A。该喇叭型管接头A包括：一个在一端有喇叭部分2的第一管7和有一个圆锥凸缘1的第二管7。第一和第二管7和7通过分别在第二管7和一螺母4上形成的外螺纹和内螺纹紧固在一起。在圆锥凸缘1上形成由特定密封材料合成物构成的弹性密封层3。密封材料合成物施加到圆锥凸缘1上时，最好仅将密封材料加在当第一和第二管7和7紧固在一起时与喇叭部分2相连接的圆锥凸缘1的表面上。
该密封材料合成物加到圆锥凸缘1上，并使加热，形成烘干的壳层。
在形成密封层3时，将密封材料合成物加到圆锥凸缘1上，在室温下于空气中干燥，然后加热。加热温度决定于密封材料合成物中的热固树脂及其固化剂的类型，但最好在约70-130℃中。
可利用一输送系统或一喷嘴喷注系统施加密封材料合成物。而且，密封层3的厚度最好选择不小于200μm。如果此厚度值小于200μm，弹性降低，密封的可靠性下降，其结果是使得重复使用一接头变得困难。
根据本发明的具有高的密封效果的喇叭型接头可经由在圆锥凸缘面施加特定密封材料并在一预定温度下热处理这一加工过程容易地获得。这里，适合于本发明的密封材料合成物含有热固树脂及其固化剂及氟树脂粉末作为其组分。
根据本发明的密封材料合成物中的氟树脂粉末的作用是降低弹性密封层的表面摩擦系数。例如，即使在车辆行驶中当管接头部分的温度变得异常高时，该圆锥凸缘面弹性密封层既不熔化也不粘结到喇叭部分上。而且，当定期检查拆开时，可以在不损坏弹性密封层表面的情况下拆下管接头，因为弹性密封层没有熔化或粘结在喇叭部分上。即，由于圆锥凸缘面上的弹性密封层没有损坏，因此密封效果的可靠性没有降低，管子可重复使用。
对于所述的氟树脂粉末，可以使用诸如聚四氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、四氟乙烯和乙烯的共聚物、聚氯三氟乙烯等氟树脂。
对于适合本发明的氟树脂粉末，最好用聚合物分子不经烧结过程结晶的非烧结型氟树脂粉末。因为非烧结型氟树脂粉末比结晶烧结型氟树脂粉末软，弹性密封层会获得高压缩恢复率的弹性。因此，即使在长时间强力紧固喇叭型接头的情况下，由于有良好的压缩恢复率，该接头可以重复使用。在这种连接中，当对被加到圆锥凸缘面上的密封材料合成物进行加热处理以便形成交联结构时，此热处理在比氟树脂粉末被烧结的结晶温度低的温度下进行。在使用聚四氟乙烯时，它的烧结温度为200℃-400℃。
这里，氟树脂粉末不必是细颗粒，氟树脂粉末是短纤维，如500μ以下的短纤维就可以了。
热固树脂及其固化剂是根据本发明的密封材料合成物中另外必需的组分，它们是丙烯酸树脂及其固化剂的组合，或是环氧树脂及其固化剂的组合。作为丙烯酸树脂的固化剂，可以使用通过脱水缩合((dehydration condensation)与丙烯酸树脂发生交联反应的多元酸化合物，和通过夺氢反应(hydrogen-abstraction)或自由基加成(radical addition)反应进行交联的自由基种子生成(radical seed generation)化合物如过氧化物、偶氮化合物和聚硫(polythiol)化合物。作为环氧树脂的固化剂，可以使用具有一个活性氢原子团(active hydrogengroup)的胺化合物、咪唑化合物、酰胺化合物等或上述化合物的盐。
例如，诸如甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)或丙烯酸酯共聚物(acrylic ester copolymer)这样的丙烯酸烷基酯(alkyl ester acrylate)之类的树脂与一种多元酸化合物组合，该多元酸化合物是一种二羧基酸缩合剂，如苯二甲酸和顺式丁烯二酸。
另外，日本专利未审查公报昭-55-13716公开了包括氟树脂的密封材料合成物。但是如果使用此技术的密封材料合成物在圆锥凸缘面上形成密封层，因为该密封层是热塑性的，当温度高时该密封层熔化并与喇叭部分粘结，因此拆下喇叭型管接头变得困难。
根据本发明，该密封材料合成物中的热固树脂组分变性转化为热固性塑料，其中经热处理的烘烤粘结步骤聚合物分子相互交联，从而不再熔化，可确实避免熔化粘结到喇叭部分上。即，通过所述氟树脂粉末与热固树脂之间相互作用，能提供一种容易拆下来而不产生与喇叭部分熔接的不损坏弹性密封层表面并能重复使用的喇叭型接头。
并且，根据本发明，如果需要，可将下列物质添加到密封材料合成物中去：树脂诸如醇酸树脂、尿烷树脂、乙烯基醋酸(vinyl acebate)树脂、聚酯树脂、硅酮树脂等；填料诸如氧化铝、滑石、碳酸钙、石墨、碳黑、氧化钛、聚乙烯粉末、硅橡胶粉末等；防锈剂；偶合剂(coupling agent)；增粘剂(tackifier)；均化剂(leveling agent)等。在热塑树脂诸如醇酸树脂、尿烷树脂、乙烯基醋酸树脂、聚脂树脂和硅酮树脂等加到密封材料合成物中时，热塑树脂的总量限制在热固树脂总量的1-5％，以便保持本发明弹性密封层的耐热性。
在参考图1和2进行解释的实施例中，于圆锥凸缘1上形成该弹性密封层3。但本发明应不限于此。也就是说，该弹性密封层3可以形成在喇叭部分2上，而不是形成在圆锥凸缘1上，或者在圆锥凸缘1和喇叭部分2都形成该弹性密封层。
举例
密封材料的生产
以重量计，30份丙烯酸树脂(商标名称：KS-786；MITSUBISHIRAYON公司生产)溶解在40份的甲苯中，然后，5份多元酸树脂(商标名称：SL-20；OKAMURA OIL MILL公司生产)，15份非烧结聚四氟乙烯粉末和70份烧结聚四氟乙烯粉末混和到丙烯酸树脂溶液中。另外，作为体质颜料和表面活性剂的氧化钛加到混和物中，从而制备成一糊状软膏密封材料合成物。
圆锥凸缘测试片的制造
这样制备的密封材料合成物被加到直径10mm管的喇叭型管接头的圆锥凸缘面上，在室温下空气干燥得到一具有250μm厚的层。该圆锥凸缘在110℃加热30分钟，使密封材料合成物中的丙烯酸树脂和多元酸树脂彼此交联。
1．耐压试验
具有所述圆锥凸缘和喇叭部分的试验片10支与直径为10mm的管安装在一起，并用45.1N·m(460kgf·cm)力矩上紧。然后，将连接部分浸入空气泄漏检查液中，在管子中施加981KPa(10kgf/cm2)的空气压力，在此状态下保持10分钟。此时对该10支喇叭型管接头试验片进行空气泄漏检查。作为比较，对没有弹性密封层的凸缘面进行相同的试验。表1示出测定结果。
2．耐油试验
将润滑油封装在10支具有与耐压试验中使用的同样的管径、用同样上紧力矩上紧的喇叭型管接头试验管中。然后，该接头部分浸泡在空气泄漏检验液中，在管中施加981KPa(10kgf/cm2)，在此状态下保持10分钟。在这种状态中对此10支喇叭型管接头试验管进行空气泄漏检验。作为比较，对没有弹性密封层的凸缘面进行同样试验。表1示出测定结果。
3．热循环试验
10支具有与在耐压试验中同样管径、用同样力矩上紧的喇叭型管接头试验管被置于热循环试验机，设定(-30℃×4小时)+(120℃×4小时)为一循环，在经过30次热循环之后，该接头部分被浸泡到空气池漏检查液中，向管中施加98IKPa(10kgf/cm2)的空气压力，在此状态下保持10分钟。在这种状态中，对10支喇叭型管接头试验管进行空气泄漏检验。作为对比，对没有弹性密封层的凸缘面进行相同的试验。表1示出测定结果。
4．耐热和重复使用性能
确认试验
10支具有与在耐压试验中使用的同样管径、用同样力矩上紧的喇叭型管接头试验管被置于一个温度设定在120℃的烘箱中24小时，管子冷却到室温后，该接头部分浸泡在空气池漏检查液中，在管中施加981KPa(10kgf/cm2)在此状态下，保持10分钟。在这种状态中，对10支喇叭型管接头试验管检查空气泄漏。然后，将上紧的喇叭型管接头拆开使凸缘面和喇叭部分分开，对该凸缘面的弹性密封层是否损坏进行外部检验。进而，将凸缘面沿其管子外圆周旋转90°，使在所述试验中相连接的喇叭部分和凸缘面在错位90°的情况下彼此再组装在一起，并用45.1N·m(460kgf·cm)的力矩以与所述检验时同样的方式上紧。将这些连接面仅错位90°的各喇叭型管接头的试验管再一次置于120°温度下保温24小时，进行耐热试验。然后按所述试验的相同方式检验空气泄漏和除去凸缘面的弹性密封层损坏的情况。对同一喇叭型管接头试验管重复进行4次相同的试验，每次该连接面错位90°，直到转360°。表2示出测定结果。
发明的效果
在根据本发明的喇叭型管接头中，在连接面处形成具有优良恢复率的弹性密封层，因此密封效果可靠性有相当大的提高。并且，由于该弹性密封层很难熔，在进行检查之类的情况下，将接头拆开，该密封层可以容易地不被损坏地从接触面上取下。而且，被取下的喇叭型管接头的弹性密封层的损坏或变坏的情况很小，该喇叭型管接头可以多次使用。
表1
| 试验项目 | 本发明实例 | 对比实例 |
| 耐压试验 | 0 | 1 |
| 耐油试验 | 0 | 3 |
| 热循环试验 | 1 | 7 |
(数值表示在10支试验管中发生空气泄漏的管数)表2
耐热和重复使用试验
| 发生空气泄漏的试验管数 | 在拆除后弹性密封层外观 | |
| 第一次装 | 0 | 在10支试验管中均无异常 |
| 错位90° | 0 | 在10支试验管中均无异常 |
| 错位180° | 0 | 一个弹性密封层损坏 |
| 错位270° | 0 | 又一个弹性密封层损坏(一共有两个弹性密封层损坏) |
| 错位360° | 0 | 没有发现新的损坏(一共有两个弹性密封层损坏) |
Claims (9)
1．一种将第一和第二管密封连接在一起的喇叭型管接头，所述接头包括：
一喇叭部分，形成在第一管的一端；
一圆锥凸缘面，形成在第二管的一端，并适于与该喇叭部分接触；
一弹性密封层，其特征在于，该弹性密封层整体形成在所述喇叭部分和圆锥凸缘面中至少一个上，使所述圆锥凸缘面与所述喇叭部分通过所述弹性密封层接触，所述弹性密封层基本上是由彼此交联的热固树脂和固化剂以及包含在交联的热固树脂和固化剂中的氟树脂粉末组成。
2．根据权利要求1所述的喇叭型管接头，其特征在于，所述氟树脂粉末包括非烧结氟树脂粉末。
3．根据权利要求1所述的喇叭型管接头，其特征在于，所述热固树脂从一包含丙烯酸树脂和环氧树脂的组中选出。
4．根据权利要求1所述的喇叭型管接头，其特征在于，所述弹性密封层包括相对于热固树脂总重量5％以下的热塑树脂。
5．一种将第一和第二管密封连接在一起的喇叭型管接头，所述接头包括：一喇叭部分，形成在第一管的一端；一圆锥凸缘面，形成在第二管的一端，并适于与该喇叭部分接触；一弹性密封层，位于喇叭部分和圆锥凸缘面之间；
其特征在于，该管接头通过施加密封材料合成物而得到；所述密封材料合成物施加在接头中两个适合于彼此连接的圆锥凸缘面和喇叭部分中至少一个之上，所述密封材料合成物包含热固树脂、固化剂和氟树脂粉末，然后对所述被如此施加的密封材料合成物进行热处理，使所述热固树脂和固化剂呈现交联结构，从而在所述圆锥凸缘面和喇叭部分中的至少一个上面形成一弹性密封层。
6．根据权利要求5所述的喇叭型管接头，其特征在于，所述氟树脂粉末包括非烧结氟树脂粉末，所述非烧结氟树脂粉末不经过烧结过程的结晶处理。
7．一种制造喇叭型管接头的方法，包括以下步骤：
(a)向彼此适于连接的圆锥凸缘面的喇叭部分中至少一个上面施加含有热固树脂、固化剂和氟树脂粉末的一种密封材料合成物；以及
(b)将所述如此施加的密封材料合成物进行热处理，使所述热固树脂和固化剂呈现交联结构，从而在所述圆锥凸缘面和喇叭部分的至少一个上形成一弹性密封层。
8．根据权利要求7所述的制造喇叭型管接头的方法，其特征在于，在步骤(b)中所述热处理在比第二温度低的第一温度下进行，所述第二温度是氟树脂粉末被烧结并结晶的温度。
9．根据权利要求7所述的制造喇叭型管接头的方法，其特征在于，所述第一温度在70℃-130℃的范围内。
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