CN110953424B - 一种快速连接管接头及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速连接管接头，包括可拆卸的安装头和安装座；安装头和安装座配合压紧卡环并使之发生不可逆的形变，使卡环压紧在被接管段上，被接管段受到压迫也发生不可逆的形变，压紧在内部的接头管上，从而实现接头管与被接管段的连接与密封。本发明减小了快速连接管接头的尺寸，有利于降低制造成本，尤其有利于在空间紧凑的设备中安装使用；另一方面，本发明的安装方法简单，安装工具少或者不需要安装工具，能够进一步降低制造和维护成本。

Description

一种快速连接管接头及其使用方法

技术领域

本发明涉及管接头技术领域，尤其涉及一种快速连接管接头及其使用方法。

背景技术

快速连接管接头简称快速接头，用于两段或多段流体管道的连接。现有的快速接头一般使用包含弹簧等弹性元件的自锁结构，将插入接头的管段锁定，防止脱出，从而实现管段的连接。由于快速接头安装时只需要使用少量工具甚至不需要工具就能完成，使用方便，便于维护，因此在管道安装领域得到了广泛的应用。快速接头也大量使用于仪器设备中，这些仪器设备的安装空间常常比较紧张，更青睐于使用小尺寸的接头。但受限于自锁机构的存在，快速接头不易实现较小的尺寸。

另一方面，半导体、生物医药以及高纯化工等领域需要使用具有超高洁净度的超纯流体，例如超纯水和超洁净空气等。对于超洁净流体而言，输送管道是一个污染来源，管道中与流体接触的部分会由于摩擦产生颗粒物，由于流体的浸渍而析出离子等污染物。在现有的技术方案中，通常使用超洁净不锈钢、含氟塑料等材料作为与流体接触的材料，尤其是产生污染物少的聚四氟乙烯(PTFE)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)或聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，广泛应用于高洁净度要求的管道系统中。但超洁净材料的制造成本高昂，可达普通管道材料的数倍。管接头是管道系统的重要组成部分，使用量大，对于高纯流体管道系统而言，减小管接头尺寸，或者降低其超洁净材料的比例，对于降低成本有益。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种节省空间、适用于高纯管道系统的快速连接管接头及其使用方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明包括接头管、安装座、安装头以及卡环；所述接头管的端部具有径向向外凸出的凸台，凸台的外径略小于被接管段的内径；

所述的安装座包括第一安装座和第二安装座，第一安装座和第二安装座可拆卸扣合于接头管外部，内部具有适应接头管形状的接头管腔；安装座的端部具有螺纹管腔，螺纹管腔的内径大于接头管腔，螺纹管腔的侧壁具有螺纹；

所述的安装头包括第一安装头和第二安装头，第一安装头和第二安装头可拆卸的扣合；安装头的内径略大于被接管段的外径，安装头的外壁具有与安装座适应的螺纹；安装头内壁位于前进侧具有内径扩大的内斜面；

所述的卡环设置在被接管段与接头管连接端外壁，位于螺纹管腔内，卡环的内径略大于被接管段的外径；卡环具有卡环外表面、卡环内表面和卡环端面，卡环外表面朝向所述安装头的内斜面，卡环内表面倾斜地朝向被接管段外壁，卡环端面朝向所述安装座的所述螺纹管腔的端面；

所述安装头配合安装座以螺纹旋进的方式挤压卡环，使卡环发生不可逆形变后压紧在被接管段的外壁，并且使被接管段发生形变，内径减小，被接管段的内壁压紧接头管的凸台并阻止其脱出，拆卸安装座和安装头，完成接头管与被接管段的连接。

作为优选，所述接头管的材料是含氟塑料。

进一步的，所述接头管的材料是聚四氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯。

进一步的，卡环和螺纹管腔的端面之间还设置有辅助卡环。

作为优选，所述辅助卡环的材料是塑料。

基于上述连接管接头的一种快速连接管接头的使用方法，包括如下步骤：

扣合第一安装头和第二安装头组成安装头，并将安装头套于被接管段的外壁上；将卡环和/或辅助卡环套于被接管段的外壁端部上；将接头管内嵌于安装座的接头管腔中，扣合第一安装座和第二安装座组成安装座；将带有卡环和/或辅助卡环的被接管段插入安装座的螺纹管腔中，并使接头管位于被接管段的内部；使安装头的螺纹与安装座的螺纹配合，旋紧安装头，使卡环和/或辅助卡环受挤压后发生不可逆形变，将被接管段的内壁压紧于接头管的外壁上；拆除安装头和安装座。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：减小了快速连接管接头的尺寸，有利于降低制造成本，尤其有利于在空间紧凑的设备中安装使用；另一方面，本发明的安装方法简单，安装工具少或者不需要安装工具，能够进一步降低制造和维护成本。

附图说明

图1为应用于弯头连接的本发明实施例的爆炸图；

图2为应用于弯头连接的本发明实施例的剖视图；

图3为图3中的局部放大图；

图4为快速连接管接头安装完成后的示意图；

图5为不包含辅助卡环的快速连接管接头安装完成后的示意图；

图6为应用于直头连接的本发明实施例的接头示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1示出了本发明涉及的一种应用于弯头连接场合的实施例的结构示意图。快速连接管接头包括接头管1、安装座2、安装头3、卡环4以及辅助卡环5；接头管1的端部具有径向向外凸出的凸台11，凸台11的外径略小于被接管段6的内径。

安装座2包括第一安装座21和第二安装座22，第一安装座21和第二安装座22以可拆卸的方式扣合于接头管1外部，并且内部具有适应接头管形状的接头管腔23；安装座2的端部具有螺纹管腔24，螺纹管腔24的内径大于接头管腔23，螺纹管腔24的侧壁具有螺纹。

安装头3包括第一安装头31和第二安装头32，第一安装头31和第二安装头32可拆卸扣合；安装头3的内径略大于被接管段6的外径，安装头3的外壁具有与安装座2适应的螺纹；安装头3内壁位于前进侧具有内径扩大的内斜面33。

卡环4和辅助卡环5位于所述安装座2的所述螺纹管腔24中，并且位于所述安装头3和所述安装座2之间，还位于接头管1的凸台11与安装座2的螺纹管腔24的端面之间；卡环4和辅助卡环5的内径略大于被接管段6的外径。

如图2和图3所示，卡环4具有卡环外表面41、卡环内表面42和卡环端面43，卡环外表面41朝向所述安装头3的内斜面33，卡环内表面42倾斜地朝向被接管段6外壁，卡环端面43朝向所述安装座2的所述螺纹管腔24的端面。类似地，辅助卡环5具有辅助卡环外表面51、辅助卡环内表面52和辅助卡环端面53，辅助卡环外表面51朝向卡环内表面42，辅助卡环内表面52倾斜地朝向被接管段6外壁，辅助卡环端面53朝向螺纹管腔24的端面。

在使用该快速连接管接头时，先扣合第一安装头31和第二安装头32组成安装头3，并将安装头3套于被接管段6的外壁上；将卡环4和辅助卡环5套于被接管段6的外壁上；扣合第一安装座21和第二安装座22组成安装座2，并将接头管1内嵌于安装座22的接头管腔23中；将带有安装头3、卡环4和辅助卡环5的被接管段6插入安装座2的螺纹管腔23中，并使接头管1位于被接管段6的内部；此时，被接管段6内部有接头管1的凸台11支撑、外部有卡环4和辅助卡环5套接。旋动安装头3，使其内斜面33向螺纹管腔24的内部推进，推进过程中将接触卡环4的卡环外表面41并对其施加作用力；卡环4受力后也将向向螺纹管腔24的内部推进，推进过程中卡环内表面42将接触辅助卡环5的辅助卡环外表面51,，并对其施加作用力；辅助卡环5受力后也将向向螺纹管腔24的内部推进，直至辅助卡环端面53接触到螺纹管腔端面241。在安装头3、卡环4、辅助卡环5和安装座2相互接触后，继续旋进安装头3，卡环4和辅助卡环5将发生形变，由于卡环内表面42和辅助卡环内表面52倾斜与被接管段6的外壁，在受到挤压力后，卡环4和辅助卡环5将发生趋向于被接管段6的形变，也即内径缩小；由于卡环4和辅助卡环5位于凸台11和螺纹管腔端面241之间，卡环4和辅助卡环5的内径缩小后将挤压被接管段6使其端部发生形变，使其内径缩小；被接管段6的内径缩小后将压紧在凸台11上，甚至使凸台11的外侧面部分侵入被接管段6中，从而避免接头管1在被接管段6中滑移甚至从被接管段6中脱出。

如图4所示，在快速连接管接头的安装过程中，如果卡环4、辅助卡环5以及被接管段6受到压迫产生的形变不可逆，例如可熔性聚四氟乙烯(PFA)材料受压迫到一定程度后产生不可逆的颈缩现象，那么在压紧卡环4、辅助卡环5之后，可以将安装座2和安装头3拆走。卡环4和辅助卡环5仍将压紧被接管段6，被接管段6也将压紧接头管1形成管道连接。本发明的安装方法简单，可以手动完成安装，也可结合钳子和扳手等工具实现更大的压紧力和管道密封效果；相对于传统的快速连接接头，安装完成后没有占用空间大的弹簧自锁机构，仅附加小尺寸的卡环完成管道的连接，显著减少了管接头占用的空间。

在高纯流体管道系统中，要求与流体接触的材料均为高洁净度的材料；优选地，含氟塑料是产生污染物少的高洁净度材料；更优的，可熔性聚四氟乙烯(PFA)具有较好的防污染、耐腐蚀以及热稳定性，可以应用于超高洁净度要求的管道系统中。在本发明中，可以在管接头1的内壁上涂覆PFA，但作为技术难度更低而且成本更低的方法，可以直接使用PFA材料制造接头管1；由于安装头3和安装座2在完成管道连接后可拆卸，在管道系统的使用中仅有接头管1与流体接触，而接头管1可以尽量小的尺寸制造，本发明可以在保持使用便利程度的前提下尽可能地减少PFA材料的使用，所以可以实现较低成本的制造。

图5是本发明的另一个实施例，该实施例类似于图1至图4所示的实施例，区别在于图5中的实施例没有辅助卡环，仅有卡环4。仅采用一个卡环4的方案可以实现流体管道的连接，但同时使用卡环4和辅助卡环5能够各自在被接管道6的外壁上产生一个压迫区域，增强了管道连接的密封效果和抗压能力；另一方面，如图3所示，辅助卡环5的辅助卡环外表面51相对于被接管段6的外壁倾斜，配合安装头3的压紧作用，能够促使卡环4发生扭转，加快卡环4发生形变压紧被接管段6的过程；而且，辅助卡环5以一个楔形结构插入到卡环4和被接管段6之间，能够减小卡环4向外松脱的可能性。因此，相对于单个卡环的结构，加入辅助卡环的方案能够增强管接头的密封性能和可靠性，使其能够应用于压力更高的流体管道系统中。

图6示出的是本发明应用于直头连接场合的实施例，与前述应用于弯头连接场合实施例的区别主要是安装座2的形状要根据接头管1的形状进行相应的改变。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种快速连接管接头，包括接头管、安装座、安装头以及卡环；其特征在于：所述接头管的端部具有径向向外凸出的凸台，凸台的外径略小于被接管段的内径；

所述的安装座包括第一安装座和第二安装座，第一安装座和第二安装座可拆卸扣合于接头管外部，内部具有适应接头管形状的接头管腔；安装座的端部具有螺纹管腔，螺纹管腔的内径大于接头管腔，螺纹管腔的侧壁具有螺纹；

所述的安装头包括第一安装头和第二安装头，第一安装头和第二安装头可拆卸的扣合；安装头的内径略大于被接管段的外径，安装头的外壁具有与安装座适应的螺纹；安装头内壁位于前进侧具有内径扩大的内斜面；

所述的卡环设置在被接管段与接头管连接端外壁，位于螺纹管腔内，卡环的内径略大于被接管段的外径；卡环具有卡环外表面、卡环内表面和卡环端面，卡环外表面朝向所述安装头的内斜面，卡环内表面倾斜地朝向被接管段外壁，卡环端面朝向所述安装座的所述螺纹管腔的端面；

所述安装头配合安装座以螺纹旋进的方式挤压卡环，使卡环发生不可逆形变后压紧在被接管段的外壁，并且使被接管段发生形变，内径减小，被接管段的内壁压紧接头管的凸台并阻止其脱出，拆卸安装座和安装头，完成接头管与被接管段的连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速连接管接头，其特征在于：所述接头管的材料是含氟塑料。

3.根据权利要求2所述的一种快速连接管接头，其特征在于：所述接头管的材料是聚四氟乙烯、可熔性聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的一种快速连接管接头，其特征在于：还包括辅助卡环，辅助卡环位于卡环和螺纹管腔的端面之间；连接所述接头管和被接管段时，辅助卡环受到安装头和卡环的挤压发生不可逆形变，压紧于被接管段的外壁，被卡环压紧。

5.根据权利要求4所述的一种快速连接管接头，其特征在于：所述辅助卡环的材料是塑料。

6.一种快速连接管接头的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

扣合第一安装头和第二安装头组成安装头，并将安装头套于被接管段的外壁上；将卡环和/或辅助卡环套于被接管段的外壁端部上；将接头管内嵌于安装座的接头管腔中，扣合第一安装座和第二安装座组成安装座；将带有卡环和/或辅助卡环的被接管段插入安装座的螺纹管腔中，并使接头管位于被接管段的内部；使安装头的螺纹与安装座的螺纹配合，旋紧安装头，使卡环和/或辅助卡环受挤压后发生不可逆形变，将被接管段的内壁压紧于接头管的外壁上；拆除安装头和安装座。

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