CN110805761A - 航空高压梁式管接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种航空高压梁式管接头，包括：阳接头、阴接头、外套螺母和导管；阳接头的左端与导管固定连接，阳接头的右端与阴接头的左端配合连接，阴接头的右端与导管固定连接；阴接头与阳接头的配合连接处的外部共同连接有外套螺母，阳接头的右侧外部设有外螺纹，外螺纹与外套螺母的内螺纹配合连接，阴接头与阳接头通过外套螺母压紧；阴接头与导管间、阳接头与导管间均采用永久连接方式连接；阳接头的右端端部设有锥面Ⅰ，阴接头的左端端部设有锥面Ⅱ，锥面Ⅰ与锥面Ⅱ配合连接；锥面Ⅱ上设有凹槽，凹槽与锥面Ⅰ接触连接产生两道密封，第一道密封位于锥面Ⅱ的内径处，第二道密封位于锥面Ⅱ的外径处；阴接头具有轴向U形截面梁结构。

Description

航空高压梁式管接头

技术领域

本发明涉及液压管路密封系统技术领域，具体而言，尤其涉及一种航空高压梁式管接头。

背景技术

可分离式管接头是一类可以拆装维护的管接头，具有结构简单、便于拆装维护和可多次重复使用等优点。因此广泛应用于飞行器液压系统中，尤其是在需要拆装和频繁更换维护元件的管路系统中更具有明显的优越性。

目前，可分离式管接头主要有两种形式，一种是扩口式管接头(图1)，另一种是无扩口式管接头(图2)，其原理均是依靠外套螺母施加预紧力，使导管端部锥面与接头体接触并压紧，形成金属面面密封或线面密封。上述两种管接头具有便于装拆，对中性好的特点，得到了广泛应用。然而实践表明，扩口式与无扩口式管接头在管内流体压力高于22MPa的情况下多次出现泄漏问题，危害液压系统的安全。另外，这两种结构形式的管接头对管内流体的压力脉动和管路振动较敏感，尤其在设备的启停阶段容易发生介质泄漏。

中国专利：复合密封扩口式管接头，申请号：201720723970.3。该专利将液压密封胶圈填充于管接头锥面与导管锥面密封配合面的中心位置，虽能够降低因形状误差与加工误差导致的泄漏，但由于结构形式没有变化，其在密封性能上并没有显著提高，同时密封胶圈在使用过程中受到管内压力脉冲或管路振动，密封性能无法保证，并且应用密封胶圈增加了管接头结构的复杂度，减低了装拆过程的简便度。

发明内容

根据上述提出扩口式与无扩口式管接头在管内流体压力高于22MPa的情况下多次出现泄漏问题，危害液压系统的安全；对管内流体的压力脉动和管路振动较敏感，尤其在设备的启停阶段容易发生介质泄漏；复合密封扩口式管接头的密封胶圈在使用过程中受到管内压力脉冲或管路振动，密封性能无法保证，且应用密封胶圈增加了管接头结构的复杂度，减低了装拆过程的简便度的技术问题，而提供一种航空高压梁式管接头。本发明主要利用阳接头的端部锥面Ⅰ与阴接头上带有凹槽的锥面Ⅱ接触，该密封配合面上形成两道有效密封并具有自紧性与自封性，从而在继承现有可分离式管接头优点的基础上，提高管接头的密封性能、耐压能力、承受压力脉动与管路振动的能力。

本发明采用的技术手段如下：

一种航空高压梁式管接头，包括：阳接头、阴接头、外套螺母和导管；所述阳接头的左端与所述导管固定连接，所述阳接头的右端与所述阴接头的左端配合连接，所述阴接头的右端与所述导管固定连接；所述阴接头与所述阳接头的配合连接处的外部共同连接有外套螺母，所述阳接头的右侧外部设有外螺纹，所述外螺纹与所述外套螺母的内螺纹配合连接，所述外套螺母的内部设有渐缩式阶梯状的通孔，所述阴接头设有阶梯轴段，所述阴接头右侧的小直径轴段从所述通孔右侧的小直径孔中穿出，所述阴接头与所述阳接头通过所述外套螺母压紧；

所述阴接头与所述导管间采用永久连接方式连接；

所述阳接头与所述导管间采用永久连接方式连接；

所述阳接头的右端端部设有锥面Ⅰ，所述阴接头的左端端部设有锥面Ⅱ，所述锥面Ⅰ与所述锥面Ⅱ配合连接；

所述锥面Ⅱ上设有凹槽，所述凹槽与所述锥面Ⅰ接触连接产生两道密封，第一道密封位于所述锥面Ⅱ的内径处，第二道密封位于所述锥面Ⅱ的外径处；

所述阴接头上靠近所述锥面Ⅱ的方向具有轴向U形截面梁结构。

进一步地，所述阳接头与所述导管间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

进一步地，所述阴接头与所述导管间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

进一步地，所述凹槽的形状为椭圆弧形、圆形、矩形或不规则四边形。

进一步地，所述锥面Ⅰ与锥面Ⅱ间的接触连接为无锥度差配合连接，所述锥面Ⅰ和所述锥面Ⅱ的锥面角均为0°-10°。

进一步地，所述锥面Ⅰ和所述锥面Ⅱ的锥面角均为8.5°。

进一步地，所述第二道密封为球面与锥面接触或锥面与锥面接触。

进一步地，所述阴接头和所述阳接头的材质为钛合金或不锈钢。

本发明的密封原理：

本发明提出一种阴接头具有轴向U形截面梁和配合面有凹槽的可分离式管接头，称为梁式管接头。其可在密封配合面上形成两道有效密封并具有自紧性与自封性，极大提高了管接头的密封性能与耐压能力。具体描述为：在安装梁式管接头时，随着所述外套螺母扭矩增大，阴、阳接头的配合锥面形成接触密封，在密封配合面内径侧第一道密封产生弹性接触，外径侧的第二道密封产生塑性接触。由于阴接头配合锥面具有凹槽，两道密封环之间部分相当于弹性密封梁，航空管路连接处会受到强振动和弯曲，弹性密封梁能很好的防止振动和弯曲传递到第一道密封，当管内流体存在压力脉动时密封梁会吸收管内的压力脉动，防止压力脉冲传递到第二道密封，保证密封的稳定可靠。第二道密封能防止因为螺母扭矩过大而造成第一道密封失效，在重复拆装使用的场合效果明显。同时，轴向U形截面梁结构又使流体压力成为施加在第一道密封上的额外压紧力，提高了第一道密封的接触压力与接触带宽，使其具有自封特性，提高了梁式管接头的耐高压能力。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的航空高压梁式管接头，具有极高的耐压能力，耐压能力可达到35MPa。

2、本发明提供的航空高压梁式管接头，具有极高的密封可靠性，可承受剧烈振动和压力脉冲。

3、本发明提供的航空高压梁式管接头，可有效防止螺母扭矩过大造成的密封失效，在重复拆装使用的场合效果明显。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的扩口式与无扩口式管接头在管内流体压力高于22MPa的情况下多次出现泄漏问题，危害液压系统的安全；对管内流体的压力脉动和管路振动较敏感，尤其在设备的启停阶段容易发生介质泄漏；复合密封扩口式管接头的密封胶圈在使用过程中受到管内压力脉冲或管路振动，密封性能无法保证，且应用密封胶圈增加了管接头结构的复杂度，减低了装拆过程的简便度的问题。

基于上述理由本发明可在液压管路密封系统等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为扩口式管接头结构示意图。

图2为无扩口式管接头结构示意图。

图3为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为椭圆弧形，第二道密封为锥面与锥面接触的示意图。

图4为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为椭圆弧形，第二道密封为球面与锥面接触的示意图。

图5为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为不规则四边形，第二道密封为锥面与锥面接触的示意图。

图6为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为不规则四边形，第二道密封为球面与锥面接触的示意图。

图7为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为矩形，第二道密封为锥面与锥面接触的示意图。

图8为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为矩形，第二道密封为球面与锥面接触的示意图。

图9为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为圆弧形，第二道密封为锥面与锥面接触的示意图。

图10为本发明中阴接头锥面Ⅱ的凹槽形状为圆弧形，第二道密封为球面与锥面接触的示意图。

图中：1、阳接头；2、阴接头；3、外套螺母；4、导管；5、轴向U形截面梁结构；6、锥面Ⅰ；7、锥面Ⅱ。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图3-10所示，本发明提供了一种航空高压梁式管接头，为应用于航空高液压管路系统中的可分离式管接头，包括：阳接头1、阴接头2、外套螺母3和导管4；所述阳接头1的左端与所述导管4固定连接，所述阳接头1的右端与所述阴接头2的左端配合连接，所述阴接头2的右端与所述导管4固定连接；所述阴接头2与所述阳接头1的配合连接处的外部共同连接有外套螺母3，所述阳接头1的右侧外部设有外螺纹，所述外螺纹与所述外套螺母3的内螺纹配合连接，所述外套螺母3的内部设有渐缩式阶梯状的通孔，所述阴接头2设有阶梯轴段，所述阴接头2右侧的小直径轴段从所述通孔右侧的小直径孔中穿出，所述阴接头2与所述阳接头1通过所述外套螺母3压紧。

所述阴接头2与所述导管4间采用永久连接方式连接。

所述阳接头1与所述导管4间采用永久连接方式连接。

所述阳接头1的右端端部设有锥面Ⅰ6，所述阴接头2的左端端部设有锥面Ⅱ7，所述锥面Ⅰ6与所述锥面Ⅱ7配合连接。

所述锥面Ⅱ7上设有凹槽，所述凹槽与所述锥面Ⅰ6接触连接产生两道密封，第一道密封位于所述锥面Ⅱ7的内径处，第二道密封位于所述锥面Ⅱ7的外径处。

所述阴接头2上靠近所述锥面Ⅱ7的方向具有轴向U形截面梁结构5。

优选的，所述阳接头1与所述导管4间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

优选的，所述阴接头2与所述导管4间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

优选的，所述凹槽的形状为椭圆弧形、圆形、矩形或不规则四边形。

优选的，所述锥面Ⅰ6与锥面Ⅱ7间的接触连接为无锥度差配合连接，所述锥面Ⅰ6和所述锥面Ⅱ7的锥面角均为0°-10°。

优选的，所述锥面Ⅰ6和所述锥面Ⅱ7的锥面角均为8.5°。

优选的，所述第二道密封为球面与锥面接触或锥面与锥面接触。

优选的，所述阴接头2和所述阳接头1的材质为钛合金或不锈钢。

实施例1

如图3所示，一种航空高压梁式管接头，主要由阳接头1、阴接头2、外套螺母3和导管4组成，阴接头2为主要密封元件，与阳接头1通过外套螺母3压紧。阳接头1的右端设有外螺纹，该外螺纹与外套螺母3锁紧配合。阴接头2的右端与导管4固定连接，且采用永久连接方式连接，该永久连接方式为焊接。阳接头1的左端与导管4固定连接，采用永久连接方式连接，该永久连接方式为滚压连接方式。

阳接头1的右端端部设有锥面Ⅰ6，阴接头2的左端端部设有锥面Ⅱ7，阴接头2的锥面Ⅱ7和阳接头1的锥面Ⅰ6接触形成密封带。锥面Ⅰ6与锥面Ⅱ7间的接触连接为无锥度差配合连接，本实施例中，锥面Ⅰ6和锥面Ⅱ7的锥面角均为8.5°。

阴接头2主要包括轴向U形截面梁结构5和配合端面的凹槽，凹槽位于锥面Ⅱ7上，轴向U形截面梁结构5是指靠近锥面Ⅱ7的方向，在阴接头2的内孔中开设的直径大于该内孔的圆周槽道，且该圆周槽道在轴向的截面形状为U形。阳接头1的端部锥面Ⅰ6与阴接头2上带有凹槽的锥面Ⅱ7接触，产生两道密封，第一道密封位于锥面Ⅱ7的内径处，第二道密封位于锥面Ⅱ7的外径处。本实施例中凹槽的形状为椭圆弧形，第二道密封为锥面与锥面接触。

本实施例中，阴接头2和阳接头1的材质均为钛合金。

如图3所示，梁式管接头的密封方法如下：

(1)将外套螺母3与阴接头2配合，阴接头2与导管4采用固定方式连接；

(2)将阳接头1与导管4采用固定方式连接；

(3)阴阳接头1对中配合，同时将外套螺母3与阳接头1的螺纹配合拧紧，完成装配。

实施例2

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例中，第二道密封为球面与锥面接触。

实施例3

如图5所示，与实施例1不同的是，本实施例中，阴接头2的右端与导管4间采用的永久连接方式连接为过盈配合连接。阳接头1的左端与导管4间采用的永久连接方式连接为焊接。

本实施例中，凹槽的形状为不规则四边形。

本实施例中，阴接头2和阳接头1的材质均为不锈钢。

实施例4

如图6所示，与实施例3不同的是，本实施例中，第二道密封为球面与锥面接触。

实施例5

如图7所示，与实施例1不同的是，本实施例中，阴接头2的右端与导管4间采用的永久连接方式连接为滚压连接方式。阳接头1的左端与导管4间采用的永久连接方式连接为过盈配合连接。

本实施例中，凹槽的形状为矩形。

本实施例中，阴接头2和阳接头1的材质均为不锈钢。

实施例6

如图8所示，与实施例5不同的是，本实施例中，第二道密封为球面与锥面接触。

实施例7

如图9所示，与实施例1不同的是，本实施例中，阴接头2的右端与导管4间采用的永久连接方式连接为过盈配合连接。阳接头1的左端与导管4间采用的永久连接方式连接为过盈配合连接。

本实施例中，凹槽的形状为圆弧形。

本实施例中，阴接头2和阳接头1的材质均为不锈钢。

实施例8

如图10所示，与实施例7不同的是，本实施例中，第二道密封为球面与锥面接触。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种航空高压梁式管接头，其特征在于，包括：阳接头(1)、阴接头(2)、外套螺母(3)和导管(4)；所述阳接头(1)的左端与所述导管(4)固定连接，所述阳接头(1)的右端与所述阴接头(2)的左端配合连接，所述阴接头(2)的右端与所述导管(4)固定连接；所述阴接头(2)与所述阳接头(1)的配合连接处的外部共同连接有外套螺母(3)，所述阳接头(1)的右侧外部设有外螺纹，所述外螺纹与所述外套螺母(3)的内螺纹配合连接，所述外套螺母(3)的内部设有渐缩式阶梯状的通孔，所述阴接头(2)设有阶梯轴段，所述阴接头(2)右侧的小直径轴段从所述通孔右侧的小直径孔中穿出，所述阴接头(2)与所述阳接头(1)通过所述外套螺母(3)压紧；

所述阴接头(2)与所述导管(4)间采用永久连接方式连接；

所述阳接头(1)与所述导管(4)间采用永久连接方式连接；

所述阳接头(1)的右端端部设有锥面Ⅰ(6)，所述阴接头(2)的左端端部设有锥面Ⅱ(7)，所述锥面Ⅰ(6)与所述锥面Ⅱ(7)配合连接；

所述锥面Ⅱ(7)上设有凹槽，所述凹槽与所述锥面Ⅰ(6)接触连接产生两道密封，第一道密封位于所述锥面Ⅱ(7)的内径处，第二道密封位于所述锥面Ⅱ(7)的外径处；

所述阴接头(2)上靠近所述锥面Ⅱ(7)的方向具有轴向U形截面梁结构(5)。

2.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述阳接头(1)与所述导管(4)间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

3.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述阴接头(2)与所述导管(4)间采用焊接、过盈配合连接或滚压连接方式进行永久式连接。

4.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述凹槽的形状为椭圆弧形、圆形、矩形或不规则四边形。

5.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述锥面Ⅰ(6)与锥面Ⅱ(7)间的接触连接为无锥度差配合连接，所述锥面Ⅰ(6)和所述锥面Ⅱ(7)的锥面角均为0°-10°。

6.根据权利要求1或5所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述锥面Ⅰ(6)和所述锥面Ⅱ(7)的锥面角均为8.5°。

7.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述第二道密封为球面与锥面接触或锥面与锥面接触。

8.根据权利要求1所述的航空高压梁式管接头，其特征在于，所述阴接头(2)和所述阳接头(1)的材质为钛合金或不锈钢。

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