CN114607851B - 一种管道免螺纹快速对接装置及对接方法 - Google Patents

Abstract

一种管道免螺纹快速对接装置，包括准备对接的2根管道以及分别安装在2根管道上的第一对接装置和第二对接装置，所述的管道包括管体及固定设于管体端部的外法兰；所述的第一对接装置和第二对接装置均包括：底座、螺旋块、驱动套环及弹簧套筒。一种管道快速对接的方法，包括对接步骤和拆除步骤。本发明涉及管道连接技术领域，使用时，仅通过旋转2个把手就可使2根管道快速密封对接，既保障了对接效率，也保障了密封效果，不但适用于可旋转的柔性管道，还可适用于固定硬管道的快速对接。

Description

一种管道免螺纹快速对接装置及对接方法

技术领域

本发明涉及管道连接技术领域，具体涉及一种管道免螺纹快速对接装置及对接方法。

背景技术

管道的连接问题在早先就得到了较高的重视，为了达到密封效果，石油，输水管道的管道接头往往采用法兰连接，此种连接方式需要四至八个螺栓安装在法兰端面，而法兰之间需要一层橡胶圈以保证其密封性。

家用水管的连接常采用圆柱管螺纹连接。管螺纹的连接有圆柱形内螺纹套入圆柱形外螺纹、圆柱形内螺纹套入圆锥形外螺纹及圆锥形内螺纹套入圆锥形外螺纹三种方式。其中，后两种联接方式的连接较紧密，是常用的连接方式。此种连接方式需要密封件或者加装填料以达到密封效果。

以上两种连接方式连接密封性好，连接牢固，但装配麻烦，拆卸不便，多用于拆装频率不高的场合，而如消防水管，水带联接时需要装配速度快，装拆方式简单的联接器，现有的消防水带连接器有多种标准；其中，典型的结构是扭转卡扣的连接方式，此方式连接方便，操作简单，可做到在紧急情况下的快速连接和切断，但其缺点是漏水严重，在消防领域，水管微量的漏液是可接受的，但在化工，石油，输气等产业，泄露会导致更加严重的后果，此外，消防水管的材质多为织物和内衬，这在很大程度上允许了水管接头旋转，而面对一端固定的不可旋转硬质管道，此种接头就不再适用。

在如此的技术背景下，有必要对管道的连接方式做进一步的技术改进。

发明内容

本发明提供了一种管道免螺纹快速对接装置及对接方法，通过该装置可使2根硬质管道快速密封对接，可有效提高管道对接的效率，并保障对接后的密封效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种管道免螺纹快速对接装置，包括准备对接的2根管道以及分别安装在2根管道上的第一对接装置和第二对接装置，所述的管道包括管体及固定设于管体端部的外法兰；所述的第一对接装置和第二对接装置均包括：底座、螺旋块、驱动套环；

所述的底座设有贯通上下端面的阶梯孔，所述的阶梯孔下部的环形台阶构成内法兰，所述的内法兰套设于管体外，且内法兰的上表面与相对的外法兰的端面相抵；所述的底座的上端面绕阶梯孔的轴线均匀分布有螺旋槽，在螺旋槽内还设有螺旋块，所述的螺旋块的分布方式为：

当第一对接装置的所有螺旋槽内均设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内无螺旋块；当第一对接装置的螺旋槽间隔设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内也间隔设有螺旋块，且第一对接装置与第二对接装置的螺旋块交错设置；

所述的底座外还套设有驱动套环，并通过驱动套环驱动第一对接装置或第二对接装置上的螺旋块与对侧的螺旋槽锁紧；

2根管道的外法兰的外表面之间设有密封圈，当第一对接装置和第二对接装置锁紧时，2根管道实现密封对接。

优选的，所述的螺旋槽包括在底座的上端面绕阶梯孔的轴线间隔均匀分布的第一螺旋槽和第二螺旋槽，所述的第一螺旋槽的螺旋角的角度大于第二螺旋槽的螺旋角的角度；

所述的第一螺旋槽内设有形状大小适配的螺旋块，在第一螺旋槽的外侧壁上设有贯通底座外表面的螺旋贯通槽，所述的螺旋块的外侧表面尾端的下部还固定设有圆柱销，所述的圆柱销插入螺旋贯通槽内，所述的螺旋贯通槽的螺旋角的角度与第一螺旋槽的螺旋角的角度相同；

所述的底座整体为圆柱形，在底座外周套设有驱动套环，所述的驱动套环的内表面与底座的外表面间隙配合，在驱动套环的侧壁上关于轴线对称开设有2个沿纵向设置的限位槽，所述的圆柱销的端部穿过螺旋贯通槽并伸入限位槽内；所述的驱动套环的外表面上部还对称固定设有把手。

优选的，所述的第一螺旋槽和第二螺旋槽分别有2个，2个第一螺旋槽和2个第二螺旋槽呈十字交叉设置，所述的第一螺旋槽的螺旋角为70度，第二螺旋槽的螺旋角为60度。

优选的，还包括弹簧套筒，所述的弹簧套筒包括套筒本体以及一体成型于套筒本体底端的环形托板，所述的环形托板与套筒本体同轴，且环形托板套设于管体外，环形托板的上表面与底座的下表面焊接，所述的套筒本体套设于把手下方的驱动套环外周，与驱动套环下端相对的环形托板上表面开设有环形槽，所述的环形槽内嵌设有压缩弹簧，所述的压缩弹簧上端且位于环形槽内还设有金属垫圈，所述的驱动套环的下端通过金属垫圈与压缩弹簧的顶端滑动连接，所述的驱动套环的外侧表面与套筒本体的内表面间隙配合。

优选的，所述的驱动套环顶端还设有定位件，所述的第一对接装置和第二对接装置锁紧并将2根管道密封对接后，通过定位件将2个驱动套环定位。

优选的，所述的定位件为卡扣装置，2个驱动套环的相对端通过卡扣件卡扣连接。

优选的，所述的定位件为设于驱动套环顶端的棘齿，2个驱动套环的相对端通过棘齿之间的啮合实现定位。

一种管道快速对接的方法，包括对接步骤和拆除步骤，所述的对接步骤包括：

(1)、将分别设有第一对接装置和第二对接装置的2根管道的端部相对，在2根管道的外法兰之间放置密封圈；

(2)、将第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块和对应的螺旋槽对齐，通过旋转2个把手，使第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块分别旋入对侧的螺旋槽内，并锁紧；

(3)、锁紧后，停止旋转把手，在压缩弹簧的推力下，2个驱动套环的相对端相抵，并通过卡扣件卡扣连接或棘齿啮合的方式将2个驱动套环定位；

所述的拆除步骤包括：

打开卡扣件或解除2个驱动套环的棘齿之间的啮合，以与步骤(2)相反的方向旋转把手，将螺旋块从对应的螺旋槽内旋出，直至第一对接装置和第二对接装置相互脱离。

本发明一种管道免螺纹快速对接装置及对接方法的有益效果为：

本发明克服了常规螺纹连接的管道装配麻烦、拆卸不便、不能适用于快拆快装的管道连接的缺陷，使用时，仅通过旋转2个把手就可使2根管道快速密封对接，既保障了对接效率，也保障了密封效果，同时，在管道拆卸时，仅需要解除定位件，并反向旋转把手，即可轻松将2根管道拆分，且本发明的螺旋块可更换，便于维护。通过以上设置，本发明尤其适用于需要快拆快装的管道连接场合，不但适用于可旋转的柔性管道，还可适用于固定硬管道的快速对接。

附图说明

图1：本发明底座的结构示意图；

图2：本发明螺旋块的结构示意图；

图3、本发明驱动套环的结构示意图；

图4、本发明弹簧套筒的结构示意图；

图5、本发明对接装置与管道连接时的剖视结构示意图；

图6、本发明对接装置与管道连接时的局部透视结构示意图；

图7、本发明对接装置与管道连接时的整体透视结构示意图；

1、管道；11、管体；12、外法兰；13、密封圈；2、底座；21、第二螺旋槽；22、第一螺旋槽；23、内法兰；24、螺旋贯通槽；25、螺旋块；26、圆柱销；3、驱动套环；31、把手；32、限位槽；33、棘齿；4、弹簧套筒；41、中心孔；42、环形托板；43、环形槽；44、压缩弹簧；45、金属垫圈。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1、

一种管道免螺纹快速对接装置，如图1-7所示，包括准备对接的2根管道1以及分别安装在2根管道1上的第一对接装置和第二对接装置(图中仅画出了一根管道和装在此管道上的对接装置，另一根管道和对接装置与此类同)，所述的管道包括管体11及固定设于管体端部的外法兰12；所述的第一对接装置和第二对接装置均包括：底座2、螺旋块25、驱动套环3；

所述的底座2设有贯通上下端面的阶梯孔，所述的阶梯孔下部的环形台阶构成内法兰23，所述的内法兰23套设于管体11外，且内法兰23的上表面与相对的外法兰12的端面相抵；所述的底座2的上端面绕阶梯孔的轴线均匀分布有螺旋槽，在螺旋槽内还设有螺旋块，所述的螺旋块的分布方式为：

当第一对接装置的所有螺旋槽内均设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内无螺旋块；当第一对接装置的螺旋槽间隔设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内也间隔设有螺旋块，且第一对接装置与第二对接装置的螺旋块交错设置，即各个螺旋块分别与对侧的螺旋槽相对；

所述的底座外还套设有驱动套环，并通过驱动套环驱动第一对接装置或第二对接装置上的螺旋块与对侧的螺旋槽锁紧；

2根管道的外法兰12的外表面之间设有密封圈13，当第一对接装置和第二对接装置锁紧时，2根管道实现密封对接。

实施例2、

在实施例1的基础上，本实施例改进为：

如图1-7所示，所述的螺旋槽包括在底座2的上端面绕阶梯孔的轴线间隔均匀分布的第一螺旋槽22和第二螺旋槽21，所述的第一螺旋槽22的螺旋角的角度大于第二螺旋槽21的螺旋角的角度，目的是增加锁紧效果；

所述的第一螺旋槽22内设有形状大小适配的螺旋块25，在第一螺旋槽的外侧壁上设有贯通底座外表面的螺旋贯通槽24，所述的螺旋块24的外侧表面尾端的下部还固定设有圆柱销26，所述的圆柱销26插入螺旋贯通槽24内，所述的螺旋贯通槽24的螺旋角的角度与第一螺旋槽22的螺旋角的角度相同；

所述的底座2整体为圆柱形，在底座2外周套设有驱动套环3，所述的驱动套环3的内表面与底座2的外表面间隙配合，在驱动套环3的侧壁上关于轴线对称开设有2个沿纵向设置的限位槽32，所述的圆柱销26的端部穿过螺旋贯通槽24并伸入限位槽32内；所述的驱动套环3的外表面上部还对称固定设有把手31。

实施例3、

在实施例2的基础上，本实施例改进为：

如图1-7所示，所述的第一螺旋槽22和第二螺旋槽21分别有2个，2个第一螺旋槽和2个第二螺旋槽呈十字交叉设置，所述的第一螺旋槽22的螺旋角为70度，第二螺旋槽21的螺旋角为60度。

本实施例提供了能够起到更好的锁紧效果的方式。

实施例4、

在实施例3的基础上，本实施例改进为：

如图1-7所示，还包括弹簧套筒4，所述的弹簧套筒4包括套筒本体以及一体成型于套筒本体底端的环形托板42，所述的环形托板42与套筒本体同轴，且环形托板套设于管体11外，环形托板42的上表面与底座2的下表面焊接，所述的套筒本体套设于把手下方的驱动套环外周，与驱动套环下端相对的环形托板上表面开设有环形槽43，所述的环形槽内嵌设有压缩弹簧44，所述的压缩弹簧44上端且位于环形槽内还设有金属垫圈45，所述的驱动套环的下端通过金属垫圈45与压缩弹簧的顶端滑动连接，所述的驱动套环的外侧表面与套筒本体的内表面间隙配合。

实施例5、

在实施例4的基础上，本实施例改进为：

如图1-7所示，所述的驱动套环顶端还设有定位件，所述的第一对接装置和第二对接装置锁紧并将2根管道密封对接后，通过定位件将2个驱动套环定位。

实施例6、

在实施例5的基础上，本实施例改进为：

所述的定位件为卡扣装置，2个驱动套环的相对端通过卡扣件卡扣连接(卡扣件为常用连接方式，其实现方式的现有技术有多种，故图中未画出)。

实施例7、

在实施例5的基础上，本实施例改进为：

如图1-7所示，所述的定位件为设于驱动套环顶端的棘齿33，2个驱动套环的相对端通过棘齿33之间的啮合实现定位。

实施例8、

在实施例6、7的基础上，本实施公开了：

一种管道快速对接的方法，包括对接步骤和拆除步骤，所述的对接步骤包括：

(1)、将分别设有第一对接装置和第二对接装置的2根管道的端部相对，在2根管道的外法兰之间放置密封圈；

(2)、将第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块和对应的螺旋槽对齐，通过旋转2个把手，使第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块分别旋入对侧的螺旋槽内，并锁紧；

(3)、锁紧后，停止旋转把手，在压缩弹簧的推力下，2个驱动套环的相对端相抵，并通过卡扣件卡扣连接或棘齿啮合的方式将2个驱动套环定位；

所述的拆除步骤包括：

打开卡扣件或解除2个驱动套环的棘齿之间的啮合，以与步骤(2)相反的方向旋转把手，将螺旋块从对应的螺旋槽内旋出，直至第一对接装置和第二对接装置相互脱离。

本发明的使用原理：旋转把手时，限位槽32驱动圆柱销26沿着螺旋贯通槽24向外滑动，滑动过程中，第一螺旋槽22对螺旋块25起到的导向作用，在圆柱销的带动下将螺旋块导入对侧的螺旋槽内，通过旋转把手，可将螺旋块与对侧的螺旋槽锁紧，在锁紧的过程中螺旋块也拉动对侧的螺旋槽(即相当于拉动对侧的对接装置、对接装置通过内法兰与外法兰的挤压拉动管道)，从而实现了2个对接管道对接面的拉紧，从而快速实现密封固定；实现密封固定后，为了避免驱动套环转动导致的对接面松动，通过卡扣件或者棘齿啮合的方式将2个驱动套环定位，从而确保了管道使用过程中的密封效果。

Claims (8)

1.一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：包括准备对接的2根管道以及分别安装在2根管道上的第一对接装置和第二对接装置，所述的管道包括管体及固定设于管体端部的外法兰；所述的第一对接装置和第二对接装置均包括：底座、螺旋块、驱动套环；

所述的底座设有贯通上下端面的阶梯孔，所述的阶梯孔下部的环形台阶构成内法兰，所述的内法兰套设于管体外，且内法兰的上表面与相对的外法兰的端面相抵；所述的底座的上端面绕阶梯孔的轴线均匀分布有螺旋槽，在螺旋槽内还设有螺旋块，所述的螺旋块的分布方式为：

当第一对接装置的所有螺旋槽内均设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内无螺旋块；当第一对接装置的螺旋槽间隔设有螺旋块时，第二对接装置的螺旋槽内也间隔设有螺旋块，且第一对接装置与第二对接装置的螺旋块交错设置；

所述的底座外还套设有驱动套环，并通过驱动套环驱动第一对接装置或第二对接装置上的螺旋块与对侧的螺旋槽锁紧；

2根管道的外法兰的外表面之间设有密封圈，当第一对接装置和第二对接装置锁紧时，2根管道实现密封对接。

2.如权利要求1所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：所述的螺旋槽包括在底座的上端面绕阶梯孔的轴线间隔均匀分布的第一螺旋槽和第二螺旋槽，所述的第一螺旋槽的螺旋角的角度大于第二螺旋槽的螺旋角的角度；

所述的第一螺旋槽内设有形状大小适配的螺旋块，在第一螺旋槽的外侧壁上设有贯通底座外表面的螺旋贯通槽，所述的螺旋块的外侧表面尾端的下部还固定设有圆柱销，所述的圆柱销插入螺旋贯通槽内，所述的螺旋贯通槽的螺旋角的角度与第一螺旋槽的螺旋角的角度相同；

所述的底座整体为圆柱形，在底座外周套设有驱动套环，所述的驱动套环的内表面与底座的外表面间隙配合，在驱动套环的侧壁上关于轴线对称开设有2个沿纵向设置的限位槽，所述的圆柱销的端部穿过螺旋贯通槽并伸入限位槽内；所述的驱动套环的外表面上部还对称固定设有把手。

3.如权利要求2所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：所述的第一螺旋槽和第二螺旋槽分别有2个，2个第一螺旋槽和2个第二螺旋槽呈十字交叉设置，所述的第一螺旋槽的螺旋角为70度，第二螺旋槽的螺旋角为60度。

4.如权利要求3所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：还包括弹簧套筒，所述的弹簧套筒包括套筒本体以及一体成型于套筒本体底端的环形托板，所述的环形托板与套筒本体同轴，且环形托板套设于管体外，环形托板的上表面与底座的下表面焊接，所述的套筒本体套设于把手下方的驱动套环外周，与驱动套环下端相对的环形托板上表面开设有环形槽，所述的环形槽内嵌设有压缩弹簧，所述的压缩弹簧上端且位于环形槽内还设有金属垫圈，所述的驱动套环的下端通过金属垫圈与压缩弹簧的顶端滑动连接，所述的驱动套环的外侧表面与套筒本体的内表面间隙配合。

5.如权利要求4所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：所述的驱动套环顶端还设有定位件，所述的第一对接装置和第二对接装置锁紧并将2根管道密封对接后，通过定位件将2个驱动套环定位。

6.如权利要求5所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：所述的定位件为卡扣装置，2个驱动套环的相对端通过卡扣件卡扣连接。

7.如权利要求5所述的一种管道免螺纹快速对接装置，其特征为：所述的定位件为设于驱动套环顶端的棘齿，2个驱动套环的相对端通过棘齿之间的啮合实现定位。

8.一种管道快速对接的方法，其特征为：采用如权利要求6或7所述的一种管道免螺纹快速对接装置，包括对接步骤和拆除步骤，所述的对接步骤包括：

(1)、将分别设有第一对接装置和第二对接装置的2根管道的端部相对，在2根管道的外法兰之间放置密封圈；

(2)、将第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块和对应的螺旋槽对齐，通过旋转2个把手，使第一对接装置和第二对接装置上的螺旋块分别旋入对侧的螺旋槽内，并锁紧；

(3)、锁紧后，停止旋转把手，在压缩弹簧的推力下，2个驱动套环的相对端相抵，并通过卡扣件卡扣连接或棘齿啮合的方式将2个驱动套环定位；

所述的拆除步骤包括：

打开卡扣件或解除2个驱动套环的棘齿之间的啮合，以与步骤(2)相反的方向旋转把手，将螺旋块从对应的螺旋槽内旋出，直至第一对接装置和第二对接装置相互脱离。

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