CN115435166A - 一种高压自密封管路连接接头组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压自密封管路连接接头组件，涉及管路连接技术领域，包括直通接头、穿钢丝螺母、不锈钢丝和管材连接接头。管材连接接头内孔为阶梯孔结构，与管材配合段的内径具有齿槽结构，齿槽结构能够保证连接之后的连接强度和密封性，穿钢丝螺母与管材连接接头之间通过不锈钢丝装配成为一个组件，穿钢丝螺母与直通接头部件之间通过螺纹连接，在一定螺纹预紧力下钢丝发生弹性变形、能够保证装配连接的可靠性，具有良好的防松性。完成装配后，直通接头的端面与管材连接接头的端面接触形成一对密封接触对，在高压流体工作环境中管材连接接头的前端凹槽填充高压液体使密封齿产生弹性变形，在密封接触对的表面形成高接触压力，保证优异的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及航空液压系统管路连接技术领域，特别是涉及一种高压自密封管路连接接头组件。
背景技术
管路系统是飞机的生命线，液压管路是飞机诸管路中工作压力最高、可靠性要求最严的一个部分，飞机管路系统技术水平的高低就集中体现在液压管路系统中，对于目前的液压系统来说，管路连接技术尤为重要，需要保证管路连接位置的密封性。
现有管路连接件的密封方式包括24°锥面密封、74°锥面密封以及球面密封几种密封形式，虽然上述三种密封方式也都为弹性密封，但都存在一定的技术缺陷。如CN207298152U的专利公开了一种无扩口管路连接件就是使用的上述24°锥面密封方式；这种密封结构下产生的是径向弹性形变，密封线短、且多次安装过程中存在耐磨性差的问题，多次重复安装后存在密封失效的风险；又如CN203052023U的专利公开了一种锥面密封无锁丝自锁管接头结构，其采用的是74°锥面密封，虽然密封接触面大，但是导管扩口加工过程中往往会造成同轴度差、表面粗糙度低的缺陷，高压流体环境中的密封性较差；又如CN2433496的专利公开了一种球面密封管接头，采用球面密封结构进行密封，但球面密封结构的密封面加工精度要求非常高，且切线密封的结构形式密封接触区域非常小，高压环境下的密封性表现较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高压自密封管路连接接头组件，以保证优异的密封性。
为此，本发明提供了以下技术方案：
一种高压自密封管路连接接头组件，包括：直通接头和管材连接接头，所述直通接头包括外端密封斜面；所述管材连接接头包括：自密封结构；所述自密封结构的左侧端面为包括第一斜面和第二斜面的双锥度斜面，两个斜面之间存在一定的角度差；所述外端密封斜面与所述双锥度斜面端面配合形成一对密封接触对；所述自密封结构还包括：紧邻第二斜面的弹性齿以及紧邻弹性齿的环形凹槽，环形凹槽在工作状态下会充满高压流体，在高压流体作用下弹性齿发生弹性变形，进而带动第二斜面挤压直通接头的外端密封斜面，从而在密封接触对的表面产生高接触应力保证密封性。
进一步地，所述管路连接接头组件还包括：穿钢丝螺母和不锈钢丝；所述直通接头与所述穿钢丝螺母之间通过螺纹连接装配，所述穿钢丝螺母与所述管材连接接头之间通过不锈钢丝装配连接。
进一步地，所述管材连接接头为回转体，从左至右依次包括：自密封结构、与穿钢丝螺母的通孔间隙配合的第一外径、与不锈钢丝配合的第一圆角、为穿丝螺母和不锈钢丝装配完成后提供运动空间的凹槽、与不锈钢丝配合的第二圆角、与穿钢丝螺母的通孔间隙配合的第二外径和管材连接结构；第二外径与第一外径的直径相当。
进一步地，所述直通接头从左至右依次包括：第一外端面密封斜面、与穿钢丝螺母装配连接的第一外径螺纹、第一退刀槽、第一六方法兰、第二退刀槽、与穿钢丝螺母装配连接的第二外径螺纹和第二外端面密封斜面；第一外端面密封斜面、第一外径螺纹、第一退刀槽与第二退刀槽、第二外径螺纹、第二外端面密封斜面以第一六方法兰为对称中心在左右两侧对称分布。
进一步地，所述直通接头的内腔加工有通孔，管材连接接头的内孔是液体流通孔，直通接头的通孔和管材连接接头的内孔共同构成液压导管连接后的液体流通通道。
进一步地，所述穿钢丝螺母内部为通孔，通孔的前端加工有与直通接头的外径螺纹配合的内螺纹，通孔的中间段加工有为钢丝提供装配空间的半圆形环形凹槽；穿钢丝螺母外径尾端设计有第二六方法兰。
进一步地，所述管材连接结构的外径为斜坡，所述管材连接结构的内孔为阶梯孔结构，内孔与管材外径间隙配合，内孔内部加工有齿槽，阶梯孔的内径变化处作为导管端面的定位，控制导管的安装位置。
进一步地，所述齿槽由三个及三个以上的环形凹槽和密封齿组成。
进一步地，所述直通接头的外端密封斜面喷涂有耐摩擦的固体干膜润滑剂或者润滑油。
本发明的优点和积极效果：
(1)、本发明中的管路连接接头组件完成装配后，直通接头的外端密封斜面与管材连接接头的端面接触形成一对密封接触对，管材连接接头的前端凹槽填充高压液体使弹性齿产生弹性变形，进而带动管材连接接头的自密封结构的第二斜面挤压直通接头的外端密封斜面，从而在密封接触对的表面产生高接触应力保证密封性。当增大流体系统工作压力，弹性齿的弹性变形也会进一步增加，此时自密封结构的第一斜面也能与直通接头的外端密封斜面形成接触，从而能进一步增大密封接触面积，有效保证了高压流体环境中密封接触对的密封可靠性。因此，本发明中利用轴向的弹性变形形成端面密封，自密封结构中两个密封斜面都能形成密封接触面，密封接触面大，保证了优异的密封性，且压力越大密封效果越好。
(2)、本发明中的管路连接接头组件完成装配后，直通接头的外端密封斜面与管材连接接头的端面接触形成一对密封接触对，密封接触对在装配预紧力下仅发生微小的轴向弹性变形，几乎无径向变形和相对运动，多次重复装配对密封面无损伤，能够满足多次装拆的使用环境，同时，可以在直通接头的外端密封斜面喷涂耐摩擦的固体干膜润滑剂或者润滑油，能够进一步增加管路连接接头组件的使用寿命。
(3)、本发明中的管路连接接头组件包括：直通接头、穿钢丝螺母、不锈钢丝和管材连接接头，穿钢丝螺母部件与管材连接接头之间通过不锈钢丝装配成为一个组件，穿钢丝螺母部件与直通接头部件部件之间通过螺纹连接，在一定螺纹预紧力下钢丝发生弹性变形、能够保证装配连接的可靠性，具有良好的防松性，且能够实现装配连接过程中轴向的自动对正。
(4)、本发明中的管路连接接头组件，管材连接接头包括：第一外径，第一外径与穿钢丝螺母的通孔间隙配合，保证可拆卸式螺母的顺利安装，与第一外径相邻为第一圆角，第一圆角与不锈钢丝配合，保证穿钢丝螺母不锈钢丝和管材连接接头三者之间的装配的连接强度。第一圆角右侧为凹槽，凹槽为穿丝螺母和不锈钢丝装配完成后提供运动空间，保证运动的灵活性。凹槽右侧的第二圆角也是为了与不锈钢丝配合，保证穿钢丝螺母、不锈钢丝和管材连接接头三者之间的装配的连接强度。第二圆角右侧为第二外径，第二外径也与穿钢丝螺母的通孔间隙配合，保证可拆卸式螺母的顺利安装。即本发明中的管材连接接头结构，能够在保证装配连接强度的基础上，还为穿丝螺母和不锈钢丝装配完成后提供运动空间，保证运动的灵活性，方便安装。
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为本发明实施例中高压自密封管路连接接头组件的结构示意图；
图2为本发明实施例中高压自密封管路连接接头组件中直通接头的结构示意图；
图3为本发明实施例中高压自密封管路连接接头组件中穿钢丝螺母的结构示意图；
图4为本发明实施例中高压自密封管路连接接头组件中管材连接接头的结构示意图；
图5为本发明实施例中管材连接接头中自密封结构的结构示意图；
图6为本发明实施例中管材连接接头中管材连接结构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，本发明实施例提供了一种管路连接接头组件，具有高压自密封且具有自锁防松性；该管路连接接头组件100包括：直通接头110、穿钢丝螺母120、不锈钢丝130和管材连接接头140，直通接头接头110与穿钢丝螺母120之间通过螺纹连接装配，穿钢丝螺母120与管材连接接头140之间通过不锈钢丝130装配连接，管材连接接头140与管材之间通过滚压、挤压等连接工艺进行装配连接，最终实现对液压导管的装配连接。
其中：如图2所示，直通接头110具有回转体特征，且为左右对称结构。左侧结构中，外端面为带一定锥度的斜面(第一外端面密封斜面111-1)，是高压密封接触对中的一个接触面，外径为螺纹结构(第一外径螺纹结构112-1)，与穿钢丝螺母120或者外部接口进行装配连接，紧邻第一外径螺纹结构112-1为第一退刀槽113-1，与第一退刀槽113-1相邻的结构为第一六方法兰114，第一六方法兰114主要与安装扳手配合，提供直通接头110在安装过程中的支撑强度。右侧结构与左侧结构完全一致，从右向左依次为第二外端面密封斜面111-2、第二外径螺纹结构112-2以及紧邻第二外径螺纹结构112-2的第二退刀槽113-2。直通接头110的内腔加工有通孔115，通孔115为液体流通孔，用于传输流体介质。
如图3所示，穿钢丝螺母120具有回转体特征，内部为通孔121结构，内部通孔121的前端加工有内螺纹122，内螺纹122可以与直通接头110的外径螺纹112配合或者与其它外部设备的外螺纹配合实现装配连接，内部通孔121的中间段加工有半圆形的环形凹槽123，半圆形环形凹槽123为钢丝130提供装配空间。穿钢丝螺母120外径尾端设计有第二六方法兰124，第二六方法兰结构124主要与安装扳手配合，提供支撑强度。
如图4所示，管材连接接头140具有回转体特征，最左侧为自密封结构150，紧邻自密封结构150为第一外径141，第一外径141与穿钢丝螺母120的通孔121间隙配合，保证可拆卸式螺母120的顺利安装，与第一外径141相邻为第一圆角142，第一圆角142与不锈钢丝130配合，保证穿钢丝螺母120、不锈钢丝130和管材连接接头140三者之间的装配的连接强度。第一圆角142右侧为凹槽143，凹槽143为穿丝螺母120和不锈钢丝130装配完成后提供运动空间，保证运动的灵活性。凹槽143右侧的第二圆角144也是为了与不锈钢丝130配合，保证穿钢丝螺母120、不锈钢丝130和管材连接接头140三者之间的装配的连接强度。第二圆角144右侧为第二外径145，第二外径145与第一外径141的直径相当，第二外径145也与穿钢丝螺母120的通孔121间隙配合，保证可拆卸式螺母120的顺利安装。管材连接接头140的尾端为与管材连接结构160。
如图5所示，自密封结构150的左侧端面为双锥度斜面结构，第一斜面151和第二斜面152，两个斜面之间存在一定的角度差，第二斜面152先与直通接头110的外端密封斜面接触，当增加装配力矩时，第一斜面151也与直通接头110的外端密封斜面接触，共同形成密封接触对，保证装配之后的密封性，紧邻第二斜面152为弹性齿153，弹性齿153具有一定的厚度(如，0.3-0.8mm)，保证一定的刚性，紧邻弹性齿153为环形凹槽154，环形凹槽154在工作状态下会充满高压流体，在高压流体作用下弹性齿153发生弹性变形，进而带动第二斜面152挤压直通接头110的外端密封斜面，从而在密封接触对的表面产生高接触应力保证密封性。当增大流体系统工作压力，弹性齿153的弹性变形也会进一步增加，此时自密封结构150的第一斜面151也能与直通接头110的外端密封斜面形成接触，从而能进一步增大密封接触面积，有效保证了高压流体环境中密封接触对的密封可靠性。
如图6所示，管材连接结构160的外径为斜坡161，斜坡161的结构设计具有减重优势，管材连接结构160的内孔为阶梯孔结构，内孔162与管材外径间隙配合，需要保证管材能够顺利安装，内孔162内部加工有齿槽163，齿槽163可以由三个及三个以上的环形凹槽和密封齿组成，通过合适的加工工艺实现管材连接接头与管材的连接，齿槽163能够保证导管连接后的连接强度和与管材连接后的密封性，阶梯孔的内径变化处164可以作为导管端面的定位，控制导管的安装位置。管材连接接头140的内孔146是液体流通孔，与直通接头110的通孔115共同构成液压导管连接后的液体流通通道，保证液体介质的顺利传输。
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 (9)
1.一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，包括：直通接头(110)和管材连接接头(140)，所述直通接头(110)包括外端密封斜面；所述管材连接接头(140)包括：自密封结构(150)；所述自密封结构(150)的左侧端面为包括第一斜面(151)和第二斜面(152)的双锥度斜面，两个斜面之间存在一定的角度差；所述外端密封斜面与所述双锥度斜面端面配合形成一对密封接触对；所述自密封结构(150)还包括：紧邻第二斜面(152)的弹性齿(153)以及紧邻弹性齿(153)的环形凹槽(154)，环形凹槽(154)在工作状态下会充满高压流体，在高压流体作用下弹性齿(153)发生弹性变形，进而带动第二斜面(152)挤压直通接头(110)的外端密封斜面；当增大流体系统工作压力，弹性齿(153)的弹性变形进一步增加，此时自密封结构(150)的第一斜面(151)也能与直通接头(110)的外端密封斜面形成接触。
2.根据权利要求1所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述管路连接接头组件还包括：穿钢丝螺母(120)和不锈钢丝(130)；所述直通接头(110)与所述穿钢丝螺母(120)之间通过螺纹连接装配，所述穿钢丝螺母(120)与所述管材连接接头(140)之间通过不锈钢丝(130)装配连接。
3.根据权利要求2所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述管材连接接头(140)为回转体，从左至右依次包括：自密封结构(150)、与穿钢丝螺母(120)的通孔(121)间隙配合的第一外径(141)、与不锈钢丝(130)配合的第一圆角(142)、为穿丝螺母(120)和不锈钢丝(130)装配完成后提供运动空间的凹槽(143)、与不锈钢丝(130)配合的第二圆角(144)、与穿钢丝螺母(120)的通孔(121)间隙配合的第二外径(145)和管材连接结构(160)；第二外径(145)与第一外径(141)的直径相当。
4.根据权利要求1所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述直通接头(110)从左至右依次包括：第一外端面密封斜面(111-1)、与穿钢丝螺母(120)装配连接的第一外径螺纹(112-1)、第一退刀槽(113-1)、第一六方法兰(114)、第二退刀槽(113-2)、与穿钢丝螺母(120)装配连接的第二外径螺纹(112-2)和第二外端面密封斜面(111-2)；第一外端面密封斜面(111-1)、第一外径螺纹(112-1)、第一退刀槽(113-1)与第二退刀槽(113-2)、第二外径螺纹(112-2)、第二外端面密封斜面(111-2)以第一六方法兰(114)为对称中心在左右两侧对称分布。
5.根据权利要求4所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述直通接头(110)的内腔加工有通孔(115)，管材连接接头(140)的内孔(146)是液体流通孔，直通接头(110)的通孔(115)和管材连接接头(140)的内孔(146)共同构成液压导管连接后的液体流通通道。
6.根据权利要求2所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述穿钢丝螺母(120)内部为通孔(121)，通孔(121)的前端加工有与直通接头(110)的外径螺纹(112)配合的内螺纹(122)，通孔(121)的中间段加工有为钢丝(130)提供装配空间的半圆形环形凹槽(123)；穿钢丝螺母(120)外径尾端设计有第二六方法兰(124)。
7.根据权利要求3所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述管材连接结构(160)的外径为斜坡(161)，所述管材连接结构(160)的内孔(162)为阶梯孔结构，内孔(162)与管材外径间隙配合，内孔(162)内部加工有齿槽(163)，阶梯孔的内径变化处(164)作为导管端面的定位，控制导管的安装位置。
8.根据权利要求7所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述齿槽(163)由三个及三个以上的环形凹槽和密封齿组成。
9.根据权利要求1所述的一种高压自密封管路连接接头组件，其特征在于，所述直通接头的外端密封斜面喷涂有耐摩擦的固体干膜润滑剂或者润滑油。
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