CN114017551B - 一种适用于狭小空间下操作的管路连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于狭小空间下操作的管路连接方法，基于一种免拧紧管接头实现，管路连接方法包括以下步骤：将弹性卡套卡入接头组件的环形卡口；将管插入弹性卡套，使弹性卡套内外两端包裹在管上；对接头组件加热到凝固膨胀材料的熔点以上并向腔室内注入液态的凝固膨胀材料；封闭浇铸通道使腔室密封；凝固膨胀材料冷却凝固膨胀，使形变段向内形变，刃口卡入管表面切口或破坏管表面，以防止管脱落，完成管路连接。本发明利用凝固膨胀材料的物理特性作为驱动应力，该应力满足卡套刃口切入力的需求；安装过程和拆卸的过程都无需拧紧工装，无需设置扳手空间；利用卡套的刃口切入金属管来进行密封和防脱，可靠性高。

Description

一种适用于狭小空间下操作的管路连接方法

技术领域

本发明涉及管路连接的密封技术，特别涉及适用于狭小空间下操作的管路连接方法。

背景技术

现有的管接件一般为螺纹式、压紧式、卡套式等，这些形式的管接件在安装过程中，不可避免的需要使用扳手或其他工装拧紧，故而在进行管路设计时，必须预留扳手空间，在一些空间狭小、紧凑精密装配结构中，现有管接件的这一特性有着较大的影响。设计一种无须拧紧过程、连接牢固可靠的管接头，对于上述紧凑结构的装配十分有利。

发明内容

本发明的目的主要是针对上述现有技术的缺陷，提供适用于狭小空间下操作的管路连接方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供的适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于基于一种免拧紧管接头实现，所述免拧紧管接头包括：接头组件和用于套在管上的弹性卡套,所述接头组件具有容纳管插入的插口，所述接头组件内部设有沿该插口周壁布置的环形卡口，所述卡套卡入该卡口使得在接头组件内形成用于注入凝固膨胀材料的腔室，所述卡套具有位于外端的固定段、位于内端的滑动段和两者之间的受凝固膨胀材料挤压可向内形变的形变段，所述形变段的内壁设置有在形变段向内形变后卡入管表面切口或破坏管表面以防止管脱落的刃口；所述管路连接包括以下步骤：

步骤1、将弹性卡套卡入接头组件的环形卡口；

步骤2、将管插入弹性卡套，使弹性卡套内外两端包裹在管上；

步骤3、对接头组件加热到凝固膨胀材料的熔点以上并向腔室内注入液态的凝固膨胀材料；

步骤4、封闭浇铸通道使腔室密封；

步骤5、凝固膨胀材料冷却凝固膨胀，使形变段向内形变，刃口卡入管表面切口或破坏管表面，以防止管脱落，完成管路连接。

进一步的，接头组件包括接头体和与接头体螺纹配合的螺母，螺母具有容管穿过的中部通孔，螺母、接头体和卡套合围形成所述的腔室。

更进一步的，步骤1的实现方法是，将弹性卡套放入接头体中，然后拧紧螺母，使弹性卡套卡在接头体与螺母之间，弹性卡套的内止挡环与接头体的弧面止挡相抵，弹性卡套外止挡环被螺母的限位止挡限位，接头体、螺母和弹性卡套三者之间形成用于注入凝固膨胀材料的腔室。

步骤1中，拧紧螺母的过程中给弹性卡套施加一个向接头体内侧的预压力，使弹性卡套的形变段向外形变。

本发明的优点在于：

（1）安装利用凝固膨胀材料的物理特性作为驱动应力，该应力满足卡套刃口切入力的需求；

（2）安装过程和拆卸的过程都无需拧紧工装，无需设置扳手空间；

（3）利用卡套的刃口切入金属管来进行密封和防脱，可靠性高；

（4）卡套与金属管采用三段式密封、与管接头和螺母采用两段式密封，提高了密封可靠性；

（5）接头体浇铸通道可同时给两个内腔浇铸，一次成形。

如图说明

图1是免拧紧管接头爆炸图。

图2a是弹性卡套立体图。

图2b是弹性卡套剖视图。

图3a是接头组件的接头体立体图。

图3b是接头组件的接头体剖视图。

图4是免拧紧管接头（装配后）剖视图。

图5是免拧紧管接头使用状态剖视图。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式做解释说明。

如图1至图5所示，为本实施例

本实施例基于凝固膨胀材料的免拧紧管接头，包括接头组件和用于套在管6上的弹性卡套1。本例中接头组件由接头体2和与该接头体2螺纹配合的螺母3构成，除此之外，接头组件也可以采用一体式的铸造件，密封性更佳，但加工难度相应也更大。本实施例考虑到加工和装配的难易程度，接头组件选择了分体式结构。接头组件（接头体2和螺母3的组合）具有两个容纳管6插入的插口（从两个方向插入），如果需要三通则可设计三个插口，如果只需要一个插口也是可以的，同样在本发明的保护范围内。接头组件内部设有沿该插口周壁布置的环形卡口，从图中可见，该环形卡口由接头体2和螺母3对合而形成由螺母的内表面提供环形卡口的外侧面，由接头体2内表面提供环形卡口的内侧面，卡套1适合卡入该卡口内。当卡套1卡入该卡口，使得在接头组件内形成用于注入凝固膨胀材料4的腔室m和n，就本实施例而言，螺母3、接头体2和卡套1合围形成所述的用于注入凝固膨胀材料的腔室。

卡套1具有位于外端的固定段d、位于内端的滑动段e和两者之间的受凝固膨胀材料挤压可向内形变的形变段a，形变段a的内壁设置有在形变段a向内形变后卡入管6表面切口或破坏管6表面以防止管6脱落的刃口f。刃口f靠近内侧固定段d进行设置，在形变段a向内形变后，刃口f的角度向内倾斜。本例中，刃口f为双刃结构，提高了夹持力和密封性。使用时，卡套1内端的滑动段e被接头体2与管6夹持固定，卡套1外端的固定段d被螺母3与管6夹持固定。此外，卡套1还具有与卡口内边缘相抵的内止挡环b，和与卡口外边缘相抵的外止挡环c，所述内止挡环b位于形变段a背部的内侧，外止挡环c位于形变段a背部的外侧。

接头组件的卡口外边缘（螺母3的内侧）具有用于抵住卡套1外止挡环c对其固定的限位止挡g，接头组件的卡口内边缘（接头体2的内侧）具有用于与卡套1内止挡环b相抵的弧面止挡j，接头组件的接头体2内部还设置有用于抵住管6端部的平面止挡k，弧面止挡j位于平面止挡k外侧并且与平面止挡k相接。内止挡环b为外凸的弧面止挡环，在形变段a向内形变过程中，内止挡环b沿弧面止挡j的接触面向内滑动，与此同时，卡套1内端的滑动段e向内继续插入接头体2与管6外壁之间的间隙中。在形变段a向内形变后，刃口f的角度向内倾斜。

如图所示，接头组件的接头体2设置有用于注入凝固膨胀材料4的浇铸通道h，浇铸通道h与腔室m和n连通，一颗密封螺钉5（密封件）用于封闭浇铸通道h。

关于凝固膨胀材料的选用

凝固膨胀材料，有着较低的熔点，具有凝固后体积大于熔融状态的特性。如镓、铋基、镓基的低熔点合金。本例中选用的凝固膨胀材料为镓，熔点29.76℃，凝固膨胀率约为3.2%。

本例中，接头组件对应管径尺寸为30mm，腔室宽度（环形卡口）为13.5mm，单个腔室的容积约为9ml，注入的镓材料凝固后，膨胀后的体积大约为9.3ml，使得形变段a最高处的向内形变距离约为0.38mm，刃口f向内移动的距离大约为0.34mm，而现有卡套式管接头拧紧安装后，刃口切入管壁深度大致为0.3-0.5mm，可见本发明基于凝固膨胀材料的免拧紧管接头能够满足管路连接的要求。对于不同粗细的管路，接头组件的尺寸参数需要结合凝固膨胀材料的物理特性进行调节，对腔室断面进行高度上放大也可以增加径向形变量，使其满足设计要求。

本实施例适用于狭小空间下操作的管路连接方法，包括以下步骤：

步骤1、将弹性卡套1卡入接头组件的环形卡口；

步骤2、将管6插入弹性卡套1，使弹性卡套1内外两端包裹在管6上；

步骤3、对接头组件加热到凝固膨胀材料4的熔点以上并向腔室内注入液态的凝固膨胀材料4；

步骤4、封闭浇铸通道h使腔室密封；

步骤5、凝固膨胀材料4冷却凝固膨胀，使形变段a向内形变，刃口f卡入管6表面切口或破坏管6表面，以防止管6脱落，完成管路连接。

其中，步骤1的实现方法是，将弹性卡套1放入接头体2中，然后拧紧螺母3，使弹性卡套1卡在接头体2与螺母3之间，弹性卡套1的内止挡环b与接头体2的弧面止挡j相抵，弹性卡套1外止挡环c被螺母3的限位止挡g限位，接头体2、螺母3和弹性卡套1三者之间形成用于注入凝固膨胀材料4的腔室m、n。步骤1中，拧紧螺母3的过程中给弹性卡套1施加一个向接头体2内侧的预压力，使弹性卡套1的形变段a向外形变。

与此对应的，管路连接方法拆卸方法，步骤如下：

步骤1、打开与腔室连通的浇铸通道h；

步骤2、对免拧紧管接头加热到凝固膨胀材料4的熔点以上；

步骤3、抽出凝固膨胀材料4；

步骤4、拔出管6。

步骤1和步骤2的顺序可进行对调。步骤1中打开与腔室连通的浇铸通道h的方法是拆卸封堵浇铸通道h入口的密封螺钉5。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于基于一种免拧紧管接头实现，所述免拧紧管接头包括：接头组件和用于套在管（6）上的弹性卡套（1）,所述接头组件具有容纳管（6）插入的插口，所述接头组件内部设有沿该插口周壁布置的环形卡口，所述卡套（1）卡入该卡口使得在接头组件内形成用于注入凝固膨胀材料（4）的腔室（m、n），所述卡套（1）具有位于外端的固定段（d）、位于内端的滑动段（e）和两者之间的受凝固膨胀材料挤压可向内形变的形变段（a），所述形变段（a）的内壁设置有在形变段（a）向内形变后卡入管（6）表面切口或破坏管（6）表面以防止管（6）脱落的刃口（f）；所述管路连接包括以下步骤：

步骤1、将弹性卡套（1）卡入接头组件的环形卡口；

步骤2、将管（6）插入弹性卡套（1），使弹性卡套（1）内外两端包裹在管（6）上；

步骤3、对接头组件加热到凝固膨胀材料（4）的熔点以上并向腔室（m、n）内注入液态的凝固膨胀材料（4）；

步骤4、封闭浇铸通道（h）使腔室（m、n）密封；

步骤5、凝固膨胀材料（4）冷却凝固膨胀，使形变段（a）向内形变，刃口（f）卡入管（6）表面切口或破坏管（6）表面，以防止管（6）脱落，完成管路连接。

2.根据权利要求1所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：所述卡套（1）具有与所述卡口内边缘相抵的内止挡环（b），和与所述卡口外边缘相抵的外止挡环（c），所述内止挡环（b）位于形变段（a）背部的内侧，外止挡环（c）位于形变段（a）背部的外侧。

3.根据权利要求2所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：所述接头组件的卡口外边缘具有用于抵住外止挡环（c）对其固定的限位止挡（g），接头组件的卡口内边缘具有用于与卡套（1）内止挡环（b）相抵的弧面止挡（j），所述内止挡环（b）为外凸的弧面止挡环，在形变段（a）向内形变过程中，内止挡环（b）沿弧面止挡（j）的接触面向内滑动。

4.根据权利要求3所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：所述接头组件内部还设置有用于抵住管（6）端部的平面止挡（k），所述弧面止挡（j）位于平面止挡（k）外侧并且与平面止挡（k）相接；接头组件设置有用于注入凝固膨胀材料（4）的浇铸通道（h）和用于封闭浇铸通道（h）的密封件（5），所述浇铸通道（h）与腔室（m、n）连通。

5.根据权利要求1所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：所述接头组件包括接头体（2）和与接头体（2）螺纹配合的螺母（3），所述螺母（3）具有容管（6）穿过的中部通孔，所述螺母（3）、接头体（2）和卡套（1）合围形成所述的腔室（m、n）。

6.根据权利要求5所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：步骤1的实现方法是，将弹性卡套（1）放入接头体（2）中，然后拧紧螺母（3），使弹性卡套（1）卡在接头体（2）与螺母（3）之间，弹性卡套（1）的内止挡环（b）与接头体（2）的弧面止挡（j）相抵，弹性卡套（1）外止挡环（c）被螺母（3）的限位止挡（g）限位，接头体（2）、螺母（3）和弹性卡套（1）三者之间形成用于注入凝固膨胀材料（4）的腔室（m、n）。

7.根据权利要求6所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：步骤1中，拧紧螺母（3）的过程中给弹性卡套（1）施加一个向接头体（2）内侧的预压力，使弹性卡套（1）的形变段（a）向外形变。

8.根据权利要求7所述适用于狭小空间下操作的管路连接方法，其特征在于：所述刃口（f）靠近内侧固定段（d）进行设置且具有双刃结构，在形变段（a）向内形变后，所述刃口（f）的角度向内倾斜；刃口（f）卡入管（6）表面切口或破坏管（6）表面的同时使刃口与管（6）之间形成密封。

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