CN117267484B - 一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度的碳钢卡压式管件及其制备工艺，属于卡压式管件制备领域，包括主管和位于主管两端的冲压扩口管，冲压扩口管内部固定有螺旋加强筋，螺旋加强筋的螺旋通道内卡接有螺旋密封圈；冲压扩口管上且对应螺旋通道靠近主管的一端固定有封堵，螺旋密封圈靠近主管的一端与封堵粘接；冲压扩口段设置有螺旋通道位置处的壁厚与主管的壁厚相同。本发明采用上述高强度的碳钢卡压式管件及其制备工艺，通过在冲压扩口段内壁上设置螺旋加强筋，同时增加了抗拉强度和抗压强度，从而增加了管件的整体强度和使用寿命。

Description

一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法
技术领域
本发明涉及卡压式管件制备技术领域，尤其涉及一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法。
背景技术
碳钢卡压管件的连接原理是将不锈钢管插入卡压式管件的开口处，并在不锈钢管插入到一定深度与设置在卡压式管件内壁的密封圈抵接后，利用卡压工具卡压密封圈所在的外侧壁将不锈钢管锁紧在卡压式管件内。且卡压处截面形状为六角形，加之不锈钢管与管件之间有O型圈密封，使其具有止渗漏、抗拉拔、抗震动和耐高压等特性。因而它是直饮水系统、自来水系统、供暖系统、蒸气系统、工业油管系统和工业气管系统中的一种较为先进的连接件。
现有卡压式管件依次经切管工序和扩口工序制备而成，其中扩口需要借助水涨成型模具，且以水、乳化液或油等液体作为传力介质，在无摩擦状态下，使空心件或管状配料由内向外扩张的成形方法。可知其具有以下缺点：
1、扩口部分相较于主管厚度较小，故成为整个管件强度最低的部位，从而拉低整个管件的强度；
2、缺少防腐措施，当工作于腐蚀性环境中时，容易受到腐蚀，使用寿命较低；
3、单层密封圈结构，密封效果较差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，通过在冲压扩口段内壁上设置螺旋加强筋，同时增加了抗拉强度和抗压强度，从而增加了管件的整体强度和使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种高强度的碳钢卡压式管件，包括主管和位于主管两端的冲压扩口管，冲压扩口管内部固定有螺旋加强筋，螺旋加强筋的螺旋通道内卡接有螺旋密封圈；
冲压扩口管上且对应螺旋通道靠近主管的一端固定有封堵，螺旋密封圈靠近主管的一端与封堵粘接；
冲压扩口段设置有螺旋通道位置处的壁厚与主管的壁厚相同。
优选的，主管的内外壁上以及冲压扩口管的内外壁上均喷涂有防腐漆料。
优选的，主管、冲压扩口管、螺旋加强筋、封堵经水压冲击成形。
优选的，螺旋密封圈与螺旋通道之间还经防水胶粘接；
螺旋密封圈经防水胶与封堵粘接。
一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，包括以下步骤：
S1、浇铸成型，得到毛坯管，且毛坯管中间部分的壁厚小于毛坯管两端部分的厚度，备用；
S2、利用水涨成型机依次对毛坯管的两端进行冲压扩口，形成带有螺旋加强筋和封堵的冲压扩口管，得到半成品管一；
S3、分别利用内外漆机向半成品管一的内外壁上喷涂防腐漆料，并在常温下晾干，得到半成品管二；
S4、借助涂胶刷向位于半成品管二两端的冲压扩口管内的螺旋通道的内壁上以及封堵背离主管的一侧刷防水胶；
S5、将螺旋密封圈对准螺旋通道拧入，直至螺旋密封圈的拧入端头顶住封堵，30℃-45℃下固化；
S6、利用圆盘切割机将伸出冲压扩口管外的多余螺旋密封圈切除，使得螺旋密封圈背离主管的一端与冲压扩口管的端部平齐，得到卡压式管件；
S7、管件试验：水压试验、气密试验、耐压试验、负压实验、拉拔实验、冷热水循环实验、水压弯曲挠角实验、水压振动实验、压力冲击实验。
优选的，步骤S2所述的水涨成型机包括水增压机构和与水增压机构连通的成型模具，成型模具包括上模和下模，上模的底端和下模的顶端之间形成的模腔与卡压式管件的外壁相适配；
成型模具还包括设置于模腔靠近水增压机构一端的伸缩式水封筒，伸缩式水封筒的外部尺寸小于主管的内径，且伸缩式水封筒外壁上且对应冲压扩口管的螺旋通道的位置固定有螺旋成型凸起，螺旋成型凸起靠近主管的一端开设有成型槽，成型槽与封堵相适配；
伸缩式水封筒伸出冲压扩口管的一端的外壁上固定有密封环，密封环的外径大于冲压扩口管的外径；
模腔靠近水增压机构的一端经伸缩式水封筒与水增压机构连通，伸入冲击扩口管内的伸缩式水封筒上开设有出水孔；
模腔远离水增压机构的一端为盲端。
优选的，伸缩式水封筒经金属波纹管与水增压机构连通，伸缩式水封筒的外部连接有伸缩驱动组件。
优选的，伸缩驱动组件包括固定于金属波纹管和密封环之间的伸缩式水封筒外壁上的螺套、与螺套螺纹连接的螺杆和与螺杆连接的驱动电机；
驱动电机固定于工作台上，伸缩式水封筒还经导向套与工作台滑动连接；
密封环面向冲压扩口管的一侧开设有容置槽，容置槽内经弹簧设置有限位开关，限位开关的触头伸出容置槽且与冲压扩口管的管壁对准；
限位开关经变频器与驱动电机电性连接。
优选的，经步骤S3喷漆完毕后，将半成品管二置于晾干架上，并推至风室进行晾干，风室内部设置有多台轴流风机。
本发明具有以下有益效果：
1、通过在冲压扩口段内壁上设置螺旋加强筋，同时增加了抗拉强度和抗压强度，从而增加了管件的整体强度和使用寿命。
2、通过在管件内外壁上喷涂防腐漆料，提高了防腐效果，进一步增加了使用寿命；
3、通过在螺旋通道内设置螺旋密封圈，利用多级密封结构，提高了密封效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的一种高强度的碳钢卡压式管件的结构示意图；
图2为本发明的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法的水涨成型机原理图；
图3为图2的A处放大图。
其中：1、主管；2、冲压扩口管；21、螺旋加强筋；22、螺旋密封圈；23、封堵；3、水增压机构；4、金属波纹管；5、驱动电机；6、螺杆；7、螺套；8、伸缩式水封筒；9、密封环；10、模腔；11、螺旋成型凸起；12、出水孔；13、弹簧；14、限位开关。
具体实施方式
为了使本发明实施例公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
需要说明的是，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、产品或服务器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。
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定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种高强度的碳钢卡压式管件，包括主管1和位于主管1两端的冲压扩口管2，冲压扩口管2内部固定有螺旋加强筋21，螺旋加强筋21的螺旋通道内卡接有螺旋密封圈22；在本实施例中冲压扩口包括管朝向远离主管1的方向第一扩口段和第二扩口段，第一扩口段的长度大于第二扩口段，且第一扩口段的内径小于第二扩口段的内径，本实施例的螺旋加强筋21固定于第二扩口段的内壁上。
冲压扩口管2上且对应螺旋通道靠近主管1的一端固定有封堵23，螺旋密封圈22靠近主管1的一端与封堵23粘接；冲压扩口段设置有螺旋通道位置处的壁厚与主管1的壁厚相同。
优选的，主管1的内外壁上以及冲压扩口管2的内外壁上均喷涂有防腐漆料。
优选的，主管1、冲压扩口管2、螺旋加强筋21、封堵23经水压冲击成形。
优选的，螺旋密封圈22与螺旋通道之间还经防水胶粘接；螺旋密封圈22经防水胶与封堵23粘接。
如图2和图3所示，一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，包括以下步骤：
S1、浇铸成型，得到毛坯管，且毛坯管中间部分的壁厚小于毛坯管两端部分的厚度，本实施例中的毛坯管两端部分为对应冲压扩口管2的位置，毛坯管的中间部分为对应主管1的位置，使得水涨成型后，毛坯管两端对应的冲压扩口管2的壁厚等于主管1的壁厚，备用；
S2、利用水涨成型机依次对毛坯管的两端进行冲压扩口，形成带有螺旋加强筋21和封堵23的冲压扩口管2，得到半成品管一；
优选的，步骤S2所述的水涨成型机包括水增压机构3和与水增压机构3连通的成型模具，成型模具包括上模和下模，上模的底端和下模的顶端之间形成的模腔10与卡压式管件的外壁相适配；其中水增压机构3的结构原理均为本领域公知常识，故在此不做赘述。
成型模具还包括设置于模腔10靠近水增压机构3一端的伸缩式水封筒8，伸缩式水封筒8的外部尺寸小于主管1的内径，且伸缩式水封筒8外壁上且对应冲压扩口管2的螺旋通道的位置固定有螺旋成型凸起11，螺旋成型凸起11靠近主管1的一端开设有成型槽，成型槽与封堵23相适配；伸缩式水封筒8伸出冲压扩口管2的一端的外壁上固定有密封环9，密封环9的外径大于冲压扩口管2的外径；模腔10靠近水增压机构3的一端经伸缩式水封筒8与水增压机构3连通，伸入冲击扩口管内的伸缩式水封筒8上开设有出水孔12；模腔10远离水增压机构3的一端为盲端。
优选的，伸缩式水封筒8经金属波纹管4与水增压机构3连通，伸缩式水封筒8的外部连接有伸缩驱动组件。优选的，伸缩驱动组件包括固定于金属波纹管4和密封环9之间的伸缩式水封筒8外壁上的螺套7、与螺套7螺纹连接的螺杆6和与螺杆6连接的驱动电机5；驱动电机5固定于工作台上，伸缩式水封筒8还经导向套与工作台滑动连接；密封环9面向冲压扩口管2的一侧开设有容置槽，容置槽内经弹簧13设置有限位开关14，限位开关14的触头伸出容置槽且与冲压扩口管2的管壁对准；限位开关14经变频器与驱动电机5电性连接。本实施例中的驱动电机5为蜗轮蜗杆电机，具有自锁功能，实现了在停机后自锁，避免了反向转动。需要说明的是上述电子部件均为市场上成熟产品，本实施例仅需将其采购后按照说明书连接即可，并未对其改进，故在此不做赘述
实现了打开驱动电机5的正向转动控制按钮后，驱动电机5经螺杆6和螺套7带动伸缩式水封筒8朝向毛坯管的方向移动，直至伸缩式水封筒8伸入毛坯管内部且伸缩式水封筒8上的密封环9的端面位置与毛坯管的端面贴合（触发限位开关14，限位开关14向变频器发送到位信号，变频器控制驱动电机5停止运行），打开水增压机构3，水增加机构内的高压水经出水孔流入毛坯管内，在水压下，毛坯管的外壁与模腔10贴合，内侧与螺旋成型凸起11贴合，从而得到半成品管一，关闭水增压机构3后按下反向转动控制按钮，带动伸缩式水封筒8伸出即可。
S3、分别利用内外漆机向半成品管一的内外壁上喷涂防腐漆料，并在常温下晾干，得到半成品管二；
优选的，经步骤S3喷漆完毕后，将半成品管二置于晾干架上，并推至风室进行晾干，风室内部设置有多台轴流风机。
S4、借助涂胶刷向位于半成品管二两端的冲压扩口管2内的螺旋通道的内壁上以及封堵23背离主管1的一侧刷防水胶；
S5、将螺旋密封圈22对准螺旋通道拧入，直至螺旋密封圈22的拧入端头顶住封堵23，30℃-45℃下固化；
S6、利用圆盘切割机将伸出冲压扩口管2外的多余螺旋密封圈22切除，使得螺旋密封圈22背离主管1的一端与冲压扩口管2的端部平齐，得到卡压式管件；
S7、管件试验：水压试验、气密试验、耐压试验、负压实验、拉拔实验、冷热水循环实验、水压弯曲挠角实验、水压振动实验、压力冲击实验。
因此，本发明采用上述高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，通过在冲压扩口段内壁上设置螺旋加强筋，同时增加了抗拉强度和抗压强度，从而增加了管件的整体强度和使用寿命。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、浇铸成型，得到毛坯管，且毛坯管中间部分的壁厚小于毛坯管两端部分的厚度，备用；
S2、利用水涨成型机依次对毛坯管的两端进行冲压扩口，形成带有螺旋加强筋和封堵的冲压扩口管，得到半成品管一；
步骤S2所述的水涨成型机包括水增压机构和与水增压机构连通的成型模具，成型模具包括上模和下模，上模的底端和下模的顶端之间形成的模腔与卡压式管件的外壁相适配；
成型模具还包括设置于模腔靠近水增压机构一端的伸缩式水封筒，伸缩式水封筒的外部尺寸小于主管的内径，且伸缩式水封筒外壁上且对应冲压扩口管的螺旋通道的位置固定有螺旋成型凸起，螺旋成型凸起靠近主管的一端开设有成型槽，成型槽与封堵相适配；
伸缩式水封筒伸出冲压扩口管的一端的外壁上固定有密封环，密封环的外径大于冲压扩口管的外径；
模腔靠近水增压机构的一端经伸缩式水封筒与水增压机构连通，伸入冲击扩口管内的伸缩式水封筒上开设有出水孔；
模腔远离水增压机构的一端为盲端；
S3、分别利用内外漆机向半成品管一的内外壁上喷涂防腐漆料，并在常温下晾干，得到半成品管二；
S4、借助涂胶刷向位于半成品管二两端的冲压扩口管内的螺旋通道的内壁上以及封堵背离主管的一侧刷防水胶；
S5、将螺旋密封圈对准螺旋通道拧入，直至螺旋密封圈的拧入端头顶住封堵，30℃-45℃下固化；
S6、利用圆盘切割机将伸出冲压扩口管外的多余螺旋密封圈切除，使得螺旋密封圈背离主管的一端与冲压扩口管的端部平齐，得到卡压式管件；
卡压式管件，包括主管和位于主管两端的冲压扩口管，冲压扩口管内部固定有螺旋加强筋，螺旋加强筋的螺旋通道内卡接有螺旋密封圈；
其中，螺旋加强筋用于增加抗拉强度和抗压强度，从而增加卡压式管件的整体强度和使用寿命；
冲压扩口管上且对应螺旋通道靠近主管的一端固定有封堵，螺旋密封圈靠近主管的一端与封堵粘接；
冲压扩口段设置有螺旋通道位置处的壁厚与主管的壁厚相同；
S7、管件试验：水压试验、气密试验、耐压试验、负压实验、拉拔实验、冷热水循环实验、水压弯曲挠角实验、水压振动实验、压力冲击实验。
2.根据权利要求1所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：主管的内外壁上以及冲压扩口管的内外壁上均喷涂有防腐漆料。
3.根据权利要求2所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：主管、冲压扩口管、螺旋加强筋、封堵经水压冲击成形。
4.根据权利要求3所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：螺旋密封圈与螺旋通道之间还经防水胶粘接；
螺旋密封圈经防水胶与封堵粘接。
5.根据权利要求1所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：伸缩式水封筒经金属波纹管与水增压机构连通，伸缩式水封筒的外部连接有伸缩驱动组件。
6.根据权利要求5所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：伸缩驱动组件包括固定于金属波纹管和密封环之间的伸缩式水封筒外壁上的螺套、与螺套螺纹连接的螺杆和与螺杆连接的驱动电机；
驱动电机固定于工作台上，伸缩式水封筒还经导向套与工作台滑动连接；
密封环面向冲压扩口管的一侧开设有容置槽，容置槽内经弹簧设置有限位开关，限位开关的触头伸出容置槽且与冲压扩口管的管壁对准；
限位开关经变频器与驱动电机电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种高强度的碳钢卡压式管件的制备方法，其特征在于：经步骤S3喷漆完毕后，将半成品管二置于晾干架上，并推至风室进行晾干，风室内部设置有多台轴流风机。
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