CN117329360A - 卡压式齿环连接管件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卡压式齿环连接管件，涉及卡压式管件的技术领域，该卡压式齿环连接管件包括管件体和密接组件；管件体包括中间管段、第一扩口段和第二扩口段，第一扩口段的直径大于中间管段的直径，以在两者连接处形成第一限位台；第二扩口段的直径大于第一扩口段的直径，以在两者连接处形成第二限位台；密接组件包括同轴且依次设置的密封圈、高温密封圈和齿环，三者的内圈形成用于套设钢管体的空间。通过该卡压式齿环连接管件，缓解了管件与管道的连接密封性较差，且在高温环境下无法达到防泄漏标准的技术问题，达到了管件与管道的连接密封性较好且在高温环境下也能够满足防泄漏标准的技术效果。

Description

卡压式齿环连接管件

技术领域

本发明涉及卡压式管件的技术领域，尤其是涉及一种卡压式齿环连接管件。

背景技术

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接而成的用于输送流体的装置。一般的，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。

现有技术中，针对厚壁或薄壁管件一般采用传统的流体输送管道由管件连接而成，管件之间通常采用螺纹连接，导致两者之间的连接密封性较差，安装效率不高，且在高温环境下无法达到防泄漏的标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卡压式齿环连接管件，以缓解现有技术中存在的管件与管道的连接密封性较差，且在高温环境下无法达到防泄漏标准的问题。

本发明提供一种卡压式齿环连接管件，用于连接在两个钢管体之间，所述卡压式齿环连接管件包括管件体和密接组件；

所述管件体包括中间管段以及向两端沿其轴向依次延伸设置的第一扩口段和第二扩口段，所述第一扩口段的直径大于所述中间管段的直径，以在两者连接处形成第一限位台，所述第一限位台被配置为对安装的钢管体形成轴向限位；所述第二扩口段的直径大于所述第一扩口段的直径，以在两者连接处形成第二限位台；

所述密接组件包括同轴且依次设置的密封圈、高温密封圈和齿环，三者的内圈形成用于套设所述钢管体的空间；

所述第二限位台被配置为对所述密封圈形成轴向限位。

进一步的，所述第二扩口段沿径向向内形成有第一环状凸台；

所述第二扩口段在所述第一环状凸台处的壁厚最大，且所述第一环状凸台与所述第一限位台之间形成用于容纳所述密封圈的密封圈限位槽；

所述第一环状凸台的内圈尺寸大于所述高温密封圈的外圈尺寸。

进一步的，所述第二扩口段的承口边缘处沿径向向内形成有第二环状凸台；

所述第一环状凸台与所述第二环状凸台之间形成用于容纳所述齿环的齿环限位槽。

进一步的，所述第二扩口段在各处的厚度尺寸相等。

进一步的，所述高温密封圈的至少一侧面向内凹陷形成一个或多个凹槽；

当所述凹槽设置为多个时，多个所述凹槽沿所述高温密封圈的径向间隔设置。

进一步的，所述凹槽的开口由内至外逐渐增大设置。

进一步的，所述凹槽的截面形状为梯形或者三角形。

进一步的，所述高温密封圈的两端面均为平面，且在各处的厚度相等。

进一步的，所述高温密封圈的材质为不锈钢、铜或石墨。

进一步的，所述齿环包括齿圈本体和凸出于所述齿圈本体的内圈的齿形结构；

所述齿圈本体设置为开环结构；

所述齿形结构被配置为在与所述钢管体产生相互挤压时能够插进所述钢管体。

进一步的，所述齿圈本体采用“C”字形结构，且由径向可收缩的金属材质制成。

进一步的，所述齿形结构包括沿所述齿圈本体的延伸方向间隔设置的多个齿牙，所述齿牙由所述齿圈本体的内圈朝向自身轴心方向延伸设置。

进一步的，所述齿形结构设置为两排，两排所述齿形结构的部分齿牙正对设置，和/或，部分齿牙错位设置；

或者，所述齿形结构设置为一排，一排所述齿形结构的多个齿牙等距布置。

进一步的，所述齿形结构的多个齿牙设置于所述齿圈本体的至少一侧边缘。

本发明提供的卡压式齿环连接管件至少具有以下有益效果：

在具体连接时，钢管体插入管件体中，且钢管体的插入端抵接于第一限位台处，第一限位台对钢管体形成轴向限位，防止钢管体沿轴向偏移；同时，钢管体可套设在密封圈、高温密封圈和齿环三者形成的空间内，第二限位台可对密封圈形成轴向限位，可防止密封圈沿轴向偏移；在前述安装完成后，借助于压接工具可对第二扩口段位置实施抱紧，迫使第二扩口段向内收缩，以使密封圈、高温密封圈和齿环三者的内圈紧贴在钢管体的外周壁上，通过密封圈的设置，可提升钢管体与管件体之间的连接密封性；由于密封圈在高温环境下会发生融化而失去密封作用，将高温密封圈设置在密封圈的外侧，高温密封圈可在密封圈失去密封作用后代替其起到密封作用，一般设计中，高温密封圈满足一定的泄露标准，可使管道内的高温高压缓慢释放，具有较高的耐压作用，从而避免管道发生爆炸事故；同时，通过齿环的设置，可确保钢管体与管件体两者之间具有可靠地连接稳定性，起到一定的抗拉和抗扭作用。可见，该卡压式齿环连接管件不仅具有较好的连接密封性，而且能够适用于高温环境，在高温环境下也具有较好的连接密封性，起到防泄漏的作用；另外，在具体安装时，钢管体插入管件体中，且钢管体的插入端抵接于第一限位台处，第一限位台可对钢管体形成轴向限位，同时，钢管体套设在密封圈、高温密封圈和齿环三者形成的空间内，整个安装过程相对简单且易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的卡压式齿环连接管件与两个钢管体的拆分结构示意图；

图2为本发明实施例一中的管件体的剖视图；

图3为本发明实施例一的卡压式齿环连接管件的连接结构示意图；

图4为本发明实施例一的卡压式齿环连接管件的连拆分结构示意图；

图5为图2所示的管件体的两端均安装有密封圈、高温密封圈和齿环的剖视图；

图6为在图5的基础上在其一端插入钢管体压接前的剖视图；

图7为在图5的基础上在其一端插入钢管体压接后的剖视图；

图8为图7所示A处的局部放大示意图；

图9为本发明实施例一中的管件体的加工过程示意图；

图10为高温密封圈的第一结构示意图；

图11为高温密封圈的第二结构示意图；

图12为高温密封圈的第三结构示意图；

图13为高温密封圈的第四结构示意图；

图14为高温密封圈的第五结构示意图；

图15为齿环的第一结构示意图；

图16为齿环的第二结构示意图；

图17为齿环的第三结构示意图；

图18为齿环的第四结构示意图；

图19为齿环的第五结构示意图；

图20为齿环的第六结构示意图；

图21为齿环的第七结构示意图；

图22为齿环的第八结构示意图；

图23为齿环的第九结构示意图；

图24为本发明实施例二中的管件体的结构示意图；

图25为本发明实施例二中的管件体的剖视图；

图26为图25所示的管件体的两端均安装有密封圈、高温密封圈和齿环的剖视图；

图27为本发明实施例二中的卡压式齿环连接管件的加工及安装示意图。

图标：

10-钢管体；

100-管件体；110-中间管段；120-第一扩口段；130-第二扩口段；140-第一限位台；150-第二限位台；160-密封圈限位槽；170-齿环限位槽；180-缩口段；131-第一环状凸台；132-第二环状凸台；

200-密封圈；

300-高温密封圈；

400-齿环；410-齿圈本体；420-齿牙。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的装置可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：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“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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”、“相连”、“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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

参照图1至图6，本实施例一提供一种卡压式齿环连接管件，用于连接在两个钢管体10之间，该卡压式齿环连接管件包括管件体100和密接组件；其中，管件体100包括中间管段110以及向两端沿其轴向依次延伸设置的第一扩口段120和第二扩口段130，第一扩口段120的直径大于中间管段110的直径，以在两者连接处形成第一限位台140，第一限位台140被配置为对安装的钢管体10形成轴向限位；第二扩口段130的直径大于第一扩口段120的直径，以在两者连接处形成第二限位台150；密接组件包括同轴且依次设置的密封圈200、高温密封圈300和齿环400，三者的内圈形成用于套设钢管体10的空间；第二限位台150被配置为对密封圈200形成轴向限位。

在具体连接时，钢管体10插入管件体100中，且钢管体10的插入端抵接于第一限位台140处，第一限位台140对钢管体10形成轴向限位，防止钢管体10沿轴向偏移；同时，钢管体10可套设在密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者形成的空间内，第二限位台150可对密封圈200形成轴向限位，可防止密封圈200沿轴向偏移；在前述安装完成后，借助于压接工具可对第二扩口段130位置实施抱紧，迫使第二扩口段130向内收缩，以使密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者的内圈紧贴在钢管体10的外周壁上，通过密封圈200的设置，可提升钢管体10与管件体100之间的连接密封性；由于密封圈200在高温环境下会发生融化而失去密封作用，将高温密封圈300设置在密封圈200的外侧，高温密封圈300可在密封圈200失去密封作用后代替其起到密封作用，一般设计中，高温密封圈300满足一定的泄露标准，有少量的气体可由此泄露出去，使管道内的高温高压得以释放，起到耐压的作用，从而避免管道发生爆炸事故；同时，通过齿环400的设置，可确保钢管体10与管件体100两者之间具有可靠地连接稳定性，起到一定的抗拉和抗扭作用。

可见，该卡压式齿环连接管件不仅具有较好的连接密封性，而且能够适用于高温环境，在高温环境下也具有较好的连接密封性，能够起到防泄漏的作用；另外，在具体安装时，钢管体10插入管件体100中，且钢管体10的插入端抵接于第一限位台140处，第一限位台140可对钢管体10形成轴向限位，同时，钢管体10套设在密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者形成的空间内，整个安装过程相对简单且易操作。。

在本申请的一种实施方式中，结合图2和图5，第二扩口段130沿径向向内形成有第一环状凸台131；第二扩口段130在第一环状凸台131处的壁厚最大，且第一环状凸台131与第一限位台140之间形成用于容纳密封圈200的密封圈限位槽160；第一环状凸台131的内圈尺寸略大于高温密封圈300的外圈尺寸。

在安装时，需先在密封圈限位槽160处安装密封圈200，然后在第一环状凸台131处安装高温密封圈300，最后再安装齿环400。通过设置的密封圈限位槽160，可便于密封圈200及时安装到位，同时，可防止其在安装到位后发生位置偏移；通过设置的第一环状凸台131，可便于高温密封圈300及时安装到位；前述结构适用于厚壁管件体，采用厚壁管件体设计，还具有很好的承压和抗冲击性能。

进一步的，继续结合图2和图5，第二扩口段130的承口边缘处沿径向向内形成有第二环状凸台132；第一环状凸台131与第二环状凸台132之间形成用于容纳齿环400的齿环限位槽170，如此设置，可便于齿环400及时安装到位，同时，可防止其在安装到位后发生位置偏移。

在具体安装时，按照图5所示将密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者依次进行安装到位，然后按照图6所示将钢管体10插入管件体100，并使管件体100的插入端抵接在第一限位台140处。

结合图7和图8，前述全部安装到位后，借助于压接工具将第二扩口段130向内侧挤压，使第二扩口段130溃缩，从而将密封圈200、高温密封圈300和齿环400挤压，使三者贴紧在钢管体10与第二扩口段130之间，以保证密封性和稳定性。本实施例的卡压式齿环连接管件，利用压接工具压接使管件体100变形，从而使管件体100与钢管体10连接瞬间完成，压接工具对管件的第二扩口段130进行压接，第二扩口段130内侧安装有密封圈200、高温密封圈300和齿环400，三者同时受到压缩，迫使第二扩口段130内密封圈200和高温密封圈300紧贴钢管体10，起到密封止水作用，齿环400收缩牢牢扣紧钢管体10，起到很好的连接、抗拉以及抗扭作用。

厚壁管件体采用碳钢材质为基材，相对不锈钢管件或铜管件为基材的材料成本低，表面可采用镀锌加EP防腐处理，与普通镀锌材质相比，使用寿命更长。

参照图9，管件体100的一种加工方法包括以下步骤：

S1，将管件体100的一端利用扩口设备进行扩口，形成第一扩口段120，然后在第一扩口段120的基础上利用扩口设备再次进行扩口，形成第二扩口段130；

S2，在第二扩口段130加工出第一环状凸台和第二环状凸台132。

本实施例中，高温密封圈300可以采用以下结构形式，在实际应用中，可以根据需要选择不同结构形式或尺寸的高温密封圈300。

参照图10和图11，高温密封圈300的一侧面向内凹陷形成一个凹槽。

进一步的，凹槽的开口由内至外逐渐增大设置。

示例性地，凹槽的截面形状为梯形或者三角形，当然，还可以为其他形状，在此不再一一列举。

其他实施例中，参照图12，高温密封圈300的两侧面分别向内凹陷形成凹槽，凹槽的截面形状为梯形。

参照图13，高温密封圈300的两侧面分别向内凹陷形成两个凹槽，两个凹槽沿高温密封圈300的径向间隔设置；示例性地，凹槽的截面形状为三角形。

参照图14，高温密封圈300的两端面均为平面，且在各处的厚度相等。

本实施例中，高温密封圈300的材质不限于为不锈钢、铜或石墨，还可以为耐高温的其他材质，在此不再一一列举。

在上述实施例的基础上，参照图15至图23，齿环400包括齿圈本体410和凸出于齿圈本体410的内圈的齿形结构；其中，齿圈本体410设置为开环结构；齿形结构被配置为在与钢管体10产生相互挤压时能够插进钢管体10，以使两者之间形成紧密、可靠地连接结构，可有效防止钢管体10脱离出管件体100。

需要说明的是，只要能够使齿形结构在与钢管体10产生相互挤压时能够插进钢管体10的结构形式均在本发明的保护范围之内。

在一种具体实施方式中，齿圈本体410采用“C”字形结构，且由径向可收缩的金属材质制成，以使齿圈本体410在受到压接工具对管件体100的第二扩口段130实施抱紧时，能够向内收缩抱紧钢管体10。

本实施例中，齿环400可以采用以下结构形式。

齿形结构包括沿齿环本体410的延伸方向间隔设置的多个齿牙420，齿牙420由齿环本体410的内圈朝向自身轴心方向延伸设置，当然，齿牙420由齿环本体410的内圈略偏移自身轴心方向延伸的形式也均在本发明的保护范围之内。

参照图15，齿形结构设置为两排，两排齿形结构的部分齿牙420正对设置，部分齿牙420错位设置。

参照图16和图17，齿形结构设置为两排，其中一排齿形结构的齿牙420相对另一排齿形结构的齿牙420错位设置，其中，图16中的齿牙420与图17中的齿牙420的结构和设置位置略有不同。

参照图18和图19，齿形结构设置为两排，其中一排齿形结构的齿牙420相对另一排齿形结构的齿牙420偏移一定的距离。

参照图20，齿形结构沿齿圈本体410的延伸方向设置为一排。

参照图21和图22，齿形结构设于齿圈本体410的两侧边缘处。

参照图23，齿形结构设于齿圈本体410的一侧边缘处。

在通过压接工具将第二扩口段130向内侧挤压时，可使第二扩口段130溃缩，从而将密封圈200、高温密封圈300和齿环400挤压，在挤压齿环400的同时，可使齿牙420插进钢管体10，使得两者之间形成更加紧密、可靠的连接，同时起到较好的抗拉和抗扭作用。

实施例二

参照图24和图25，本实施例二也提供一种卡压式齿环连接管件，其与实施例一的不同之处在于：未设置第一环状凸台131，第二扩口段130的承口边缘逐渐向内缩回形成光滑过渡的缩口段180，缩口段180的口径小于齿环400的外径，此结构适应于薄壁管件体，其与厚壁管件体相比，壁厚为1.5mm～3mm之间，其连接性能均与厚壁管件体一致(连接性能不限于抗拉、抗扭、抗震、抗弯曲等等)，降低了材料成本。由于壁厚为1.5mm～3mm之间，可液压一次成型，无需进行机械加工，降低了工艺成本。

参照图26，密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者依次连接在第二限位台150与缩口段180之间。

参照图27，卡压式齿环连接管件的一种加工和组装方法包括以下步骤：

将管件体100的两端分别利用扩口设备进行扩口，形成第一扩口段120，然后在第一扩口段120的基础上利用扩口设备再次进行扩口，形成第二扩口段130；

将密封圈200、高温密封圈300和齿环400三者依次连接在第二扩口段130对应的第二限位台150与缩口段180之间。

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 (14)

1.一种卡压式齿环连接管件，用于连接在两个钢管体之间，其特征在于，所述卡压式齿环连接管件包括管件体和密接组件；

所述卡压式齿环连接管件包括管件体(100)和密接组件；

所述管件体(100)包括中间管段(110)以及向两端沿其轴向依次延伸设置的第一扩口段(120)和第二扩口段(130)，所述第一扩口段(120)的直径大于所述中间管段(110)的直径，以在两者连接处形成第一限位台(140)，所述第一限位台(140)被配置为对安装的钢管体(10)形成轴向限位；所述第二扩口段(130)的直径大于所述第一扩口段(120)的直径，以在两者连接处形成第二限位台(150)；

所述密接组件包括同轴且依次设置的密封圈(200)、高温密封圈(300)和齿环(400)，三者的内圈形成用于套设所述钢管体(10)的空间；

所述第二限位台(150)被配置为对所述密封圈(200)形成轴向限位。

2.根据权利要求1所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述第二扩口段(130)沿径向向内形成有第一环状凸台(131)；

所述第二扩口段(130)在所述第一环状凸台(131)处的壁厚最大，且所述第一环状凸台(131)与所述第一限位台(140)之间形成用于容纳所述密封圈(200)的密封圈限位槽(160)；

所述第一环状凸台(131)的内圈尺寸大于所述高温密封圈(300)的外圈尺寸。

3.根据权利要求2所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述第二扩口段(130)的承口边缘处沿径向向内形成有第二环状凸台(132)；

所述第一环状凸台(131)与所述第二环状凸台(132)之间形成用于容纳所述齿环(400)的齿环限位槽(170)。

4.根据权利要求1所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述第二扩口段(130)在各处的厚度尺寸相等。

5.根据权利要求1所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述高温密封圈(300)的至少一侧面向内凹陷形成一个或多个凹槽；

当所述凹槽设置为多个时，多个所述凹槽沿所述高温密封圈(300)的径向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述凹槽的开口由内至外逐渐增大设置。

7.根据权利要求6所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述凹槽的截面形状为梯形或者三角形。

8.根据权利要求1所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述高温密封圈(300)的两端面均为平面，且在各处的厚度相等。

9.根据权利要求1所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述高温密封圈(300)的材质为不锈钢、铜或石墨。

10.根据权利要求1-9任一项所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述齿环(400)包括齿圈本体(410)和凸出于所述齿圈本体(410)的内圈的齿形结构；

所述齿圈本体(410)设置为开环结构；

所述齿形结构被配置为在与所述钢管体(10)产生相互挤压时能够插进所述钢管体(10)。

11.根据权利要求10所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述齿圈本体(410)采用“C”字形结构，且由径向可收缩的金属材质制成。

12.根据权利要求10所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述齿形结构包括沿所述齿圈本体(410)的延伸方向间隔设置的多个齿牙(420)，所述齿牙(420)由所述齿圈本体(410)的内圈朝向自身轴心方向延伸设置。

13.根据权利要求12所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述齿形结构设置为两排，两排所述齿形结构的部分齿牙(420)正对设置，和/或，部分齿牙(420)错位设置；

或者，所述齿形结构设置为一排，一排所述齿形结构的多个齿牙(420)等距布置。

14.根据权利要求12所述的卡压式齿环连接管件，其特征在于，所述齿形结构的多个齿牙(420)设置于所述齿圈本体(410)的至少一侧边缘。