CN1887508A - 一种高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种可以实现高强度连接和自密封效果的铝塑复合管管接头的制作方法。该方法包括对对管接头主体和配套偶件的加工工艺，具体的步骤如下：①管接头选取不锈钢材料加工制作，②主体上加工至少一个外管螺纹，在外管螺纹的始端设置锥顶角在3－7度之间的锥体形状的密封台，其端口外径大于所连接管的内径，但不大于1.5mm、高度值选在复合管的内径与外径之间。③在六角锁紧螺母的一端设置、加工出一个由内、外锥面组合而成的锁紧台，内表面与密封台的外表面具有相同锥顶角，两锥面间的距离起始值大于复合管的壁厚，但不大于0.6mm。

Description

一种高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法
技术领域
本发明涉及对铝塑复合管连接管件的制作技术，具体的说是一种可以实现高强度连接和自密封效果的铝塑复合管管接头的制作方法。
背景技术
十多年的应用开发过程和国内外应用实践证明，铝塑复合管作为小口径户内用管具有明显的性能和价格优势，具有抗锈、防蚀的显著特点。然而，目前存在的复合管连接管件的缺陷大大阻碍了它的推广应用。
第一代卡套式铜管接头通过拧动螺帽，压紧开口环而达到密封目的。1997年以后开始出现第二代钳压式铜接头，利用专用钳压工具使钢套产生永久变形，将管材与接头芯体压接成整体。优点是密封、安全，安装效率高，缺点是不能拆卸，流阻在管接头处明显加大。建设部经过调研推荐使用铝塑管等新型管材，迅速推广到了工业与民用工程中的冷热水、燃气、压缩气体、太阳能、采暖、医疗、纯净水及化工等液体输送管道系统工程领域。但是，国内铝塑复合管管接头的技术发展与铝塑管制造业的发展很不匹配。目前在市场上占主流的仍是第一代卡套式铜接头，同时也可见到第二代的钢套钳压式铜接头。国内外发明家在具体的结构上有过许多改进的尝试，但不可避免的要采用橡胶密封部件，以解决泄漏问题。各式管接头中起关键作用的O型密封圈橡胶的国外标准要求“压缩永久变形率”小于20％，所以国外已广泛使用压变性更好的三元乙丙橡胶密封圈，仍无法保证安装过程中对该类部件的损伤及长期应用状态下老化失效的发生。而国内仍在大量使用传统的丁睛橡胶密封圈，丁睛橡胶密封圈根本无法保证50年使用寿命。钢套钳压式铜接头是目前用于铝塑复合管的一种先进接头，其连接可靠性较高，耐冷热循环性能较好，基本可实现铝塑管连接的零泄漏，因而已经广泛应用于冷热给水、采暖、燃气领域。但是它仍然无法准确把握在连接作业时恰到好处的预紧力度，也就无法在连接过程中避免损坏密封部件，直接影响到密封的质量和时效。而且铜、铝混用更易发生电化学反应，出现锈蚀，不能用于有腐蚀的和对水质要求高的绿色管道中，像燃气、化工、制药等管路系统中有更大的限制；制作成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的复合管管接头设计和加工技术，使其在省略橡胶密封元件的前提下实现高强度的连接和优良的密封性能，以及长期的稳定性；并能实现自由、反复的装卸和具有流阻小的特征。
本发明的关键设计思想就是通过大量的实验数据总结产生的小角度大面积锥面配合压紧下的蠕变余量自动调节技术。
该方法包括对对管接头主体和配套偶件的加工工艺，具体的步骤如下：
①管接头主体和配套偶件选取不锈钢材料加工制作。
②在两通、或三通、或三通以上的中空管接头主体上至少选择一个通道口处加工出外管螺纹，在外管螺纹的始端设置并加工出外表面为锥体形状的密封台，控制密封台的外锥面的锥顶角在3-7度之间，密封台端口外径大于所连接管的内径，但不大于1.5mm，密封台的高度值选在所连接复合管的内径与外径之间。
③选择一个六角锁紧螺母作为与主体上外管螺纹匹配的偶件，在该螺母的一端设置、加工出一个由内、外锥面组合而成的锁紧台，使该锁紧台的内表面与密封台的外表面具有相同锥顶角，组装在一起时两锥面间的距离在锁紧台的旋进外管螺纹起始处的值大于所连接的铝塑复合管的壁厚，但不大于0.6mm。
选用3-7度的小角度锥顶角，和适当高度的圆锥面配合形成的两个大锥面配合，对铝塑复合管管壁施加压力是本发明的关键。按以上设计的锁紧台的内表面与密封台的外表面压紧所产生的作用完全可以达到铝塑管管接头抗压和密封基本要求。旋紧锁紧螺母的过程是对复合管壁压力加大的过程，又是沿着复合管的外壁向前搓动的过程。复合管壁内、外的聚乙烯塑料在不断加大的力的作用下会产生弹性变形，部分材料向压力小的地方发生蠕动。如果我们在密封台锥面上开出适当的的沟槽使其材料流入，一方面可以增强密闭性，另一方面加强了轴向防脱能力，使得连接强度和密封性能得到更大的提高
实验证明以上的锥顶角度和密封台高度的取值范围是充分考虑了无损变形、加工程序、密封性能、摩擦力分配众多因素经模拟计算得出科学参数，取得了不用橡胶密封部件下的高强度自密封的积极效果。
下面结合附图给出的实施例进一步说明本发明目的是如何实现的。
附图说明
图1是管接头主体部分的结构示意图。
图2是另一实施例的管接头主体部分的结构示意图。
图3是管接头配套偶件锁紧螺母的结构示意图。
图4本设计应用状态下的结构示意图。
图中1是中空的管接头主体部分，2是外管螺纹，3是密封台，4是环形压延密封槽，5是环形槽，6是锥螺纹槽，7是六角锁紧螺母，8是锁紧台，9代表与锁紧台内锥面邻接的一段圆柱面，10代表经压延蠕动注入环形压延密封槽4中的塑边。11代表铝塑复合管中的铝材。
具体实施方式
从附图所给出的实施例可以看出，本发明的具体的步骤如下：
①管接头主体和配套偶件选取不锈钢材料加工制作，
②在两通、或三通、或三通以上的中空管接头主体1上至少一个通道口处加工出外管螺纹，在外管螺纹2的始端设置并加工外表面为锥体形状的密封台3，控制密封台3的外锥面的锥顶角在3-7度之间，密封台2端口外径大于所连接管的内径，但不大于1.5mm，密封台3的高度值选在所连接复合管的内径与外径之间，
③选择一个六角锁紧螺母7作为与主体上外管螺纹2匹配的偶件，在该螺母的一端设置、加工出一个由内、外锥面组合而成的锁紧台8，使锁紧台8的内表面与密封台3的外表面具有相同锥顶角，两锥面间的距离在锁紧台8的旋进外管螺纹2起始处的值大于所连接的铝塑复合管的壁厚，但不大于0.6mm。
为了进一步提高连接强度和自密封性能，在上述步骤②所加工成的密封台3锥面的中部或靠近根部的位置上进一步加工出环状槽5或矩形的锥螺纹槽6，该槽宽度2-4mm、深度0.4-0.6mm。
在以上步骤③中锁紧台8的高度控制为密封台3高度的2/3-3/4之间，锁紧台8的内锥面的端口处设置2-8mm高的一段导向圆柱面9，锁紧台8内锥面与六角锁紧螺母7内管螺纹之间加工出一道环形压延密封槽4，宽度是1.5-5mm，深度是1-2.5mm。
旋紧六角锁紧螺母7的过程是对复合管壁压力加大的过程，又是沿着复合管的外壁向前搓动塑料的过程，复合管壁内、外的聚乙烯塑料在不断加大的推、压力的搓动下使得部分材料向压力小的地方发生蠕动。最终注入环行槽5、或锥螺纹槽6形成能起到密封和抗拉作用的环状或锥螺纹状的凸棱。过盈的料流向并注入环形压延密封槽4形成塑边10会被锁紧螺母7牢牢地压紧在通道口上，对高强度连接和自密封起到关键作用。
为实现锁紧台8的内表面与密封台3的外表面之间的更好的配合，上述步骤②中的中空管接头主体1上至少一个通道口处加工出外管螺纹与步骤③中六角锁紧螺母7的内管螺纹对应匹配，管螺纹的轴向长度为16-22mm之间。可以适应不同口径铝塑复合管的需要。
中空管接头的主体1所采用两通、或三通、或三通以上的结构形式中所有的通路端口均按照权利要求1所述的接头结构制成铝塑复合管之间的专用连接管件，或与普通金属管接头的结构混合配置在通路端口，形成复合管与普通金属管之间的转换连接管件。
实施连接作业时，应当根据具体的铝塑复合管的内外口径选取配套的六角锁紧螺母7套装在接口端，再按照对应的密封台3的尺寸将所连接管的端口扩成锥形喇叭状。插入密封台3，并将喇叭口端口抵住密封台3的根部，将六角锁紧螺母7拧紧即可。施加预紧力的程度以出现硬性阻力为准，易于掌握，而且不会对密封产生不良后果。锁紧过程中借助对塑料的压延自动形成的塑边10、及复合管内壁上的凸楞，使接头的密封性、连接强度、连接寿命的提高起到了重要作用。

Claims (5)

1、一种高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法，该方法包括对管接头主体和配套偶件的加工工艺，其特征在于具体的步骤如下：
①管接头主体和配套偶件选取不锈钢材料加工制作，
②在两通、或三通、或三通以上的中空管接头主体(1)上至少一个通道口处加工出外管螺纹(2)，在外管螺纹(2)的始端设置并加工外表面为锥体形状的密封台(3)，控制密封台(3)的外锥面的锥顶角在3-7度之间，密封台(2)端口外径大于所连接管的内径，但不大于1.5mm，密封台(3)的高度值选在所连接复合管的内径与外径之间，
③选择一个六角锁紧螺母(7)作为与主体上外管螺纹(2)匹配的偶件，在该螺母的一端设置、加工出一个由内、外锥面组合而成的锁紧台(8)，使锁紧台(8)的内表面与密封台(3)的外表面具有相同锥顶角，两锥面间的距离在锁紧台(8)旋进外管螺纹(2)的起始处的值大于所连接的铝塑复合管的壁厚，但不大于0.6mm。
2、根据权利要求1所说的高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法，其特征在于步骤②中所加工成的密封台(3)锥面的中部或靠近根部的位置上进一步加工出环状槽(5)或矩形的锥螺纹槽(6)，该槽宽度2-4mm、深度0.4-0.6mm。
3、根据权利要求1所说的高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法，其特征在于步骤③中锁紧台(8)的高度控制为密封台(3)高度的2/3-3/4之间，锁紧台(8)的内锥面的端口处设置2-8mm高的一段导向圆柱面(9)，锁紧台(8)内锥面与六角锁紧螺母(7)内管螺纹之间加工出一道环形压延密封槽(4)，宽度是1.5-5mm，深度是1-2.5mm。
4、根据权利要求1所说的高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法，其特征在于步骤②中所述中空管接头主体(1)上至少一个通道口处加工出外管螺纹与步骤③中六角锁紧螺母(7)的内管螺纹对应匹配，管螺纹的轴向长度为16-22mm之间。
5、根据权利要求1所说的高强度自密封铝塑复合管接头的制作方法，其特征在于中空管接头的主体(1)所采用两通、或三通、或三通以上的结构形式中所有的通路端口均按照权利要求1所述的接头结构制成铝塑复合管之间的专用连接管件，或与普通金属管接头的结构混合配置在通路端口，形成复合管与普通金属管之间的转换连接管件。
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