一种抗拉拔密封管件接口.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102853182 A (43)申请公布日 2013.01.02 C N 1 0 2 8 5 3 1 8 2 A *CN102853182A* (21)申请号 201210363468.8 (22)申请日 2012.09.26 F16L 19/03(2006.01) F16L 19/06(2006.01) (71)申请人邝月好 地址 510160 广东省广州市荔湾区东风西路 和平新村和平西六街1#302 (72)发明人邝月好 (54) 发明名称 一种抗拉拔密封管件接口 (57) 摘要 一种抗拉拔密封管件接口是利用具有内圆锥 孔的螺母旋入管件壳体后，令处于螺母内圆锥孔

2、与管子外圆之间的钢球获得轴向预紧压力并贴紧 螺母内圆锥孔与管子外圆之间形成的楔形面。当 管子向外拉出移动时，钢球以从管子移动获得的 摩擦扭矩作翻转的滚动，滚进楔形面内，阻止管子 继续向外拉出，达到防止连接管子拉脱的自锁效 果。同时，其胶圈会以轴向受压径向反弹变形的方 式密封管件壳体内孔与管子外圆之间的间隙，达 到防止介质泄漏的目的。管件接口连接不但密封 和机械强度达到管子的许用强度，而且安装比其 它连接方式(如焊接连接、螺纹连接和法兰连接) 更快捷方便。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页

3、 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：管件的螺母设置有一个内圆锥孔，螺母内 圆锥孔与管子外圆之间形成的楔形面内设置有数量多粒的钢球，钢球在轴向预紧压力下， 贴紧这楔形面，当管子向外移动时，钢球以从管子移动获得的摩擦扭矩，以翻转滚动方式， 滚进这楔形面内，对管子产生径向的压迫力，阻止管子向外移动，其径向的压迫力随管子的 拉拔力增加而增加。 2.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：钢球的轴向预紧压力 可从胶圈受压后的轴向反弹来获得。 3.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：钢球的轴向预紧压力 可从弹簧受压后的轴向反

4、弹来获得。 4.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：钢球的轴向预紧力可 从弹性胶套受压后的轴向反弹来获得。 5.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：胶圈通过设定的轴向 压缩量，以径向反弹变形密封管件壳体内孔与管子外圆之间的间隙。 6.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：螺母内圆锥孔与管子 外圆之间设有数量多粒的钢球，钢球之间具有一定的环向间隙。 7.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：钢球对管子产生的阻 止轴向移动的阻力随管子的拉拔力增加而增加，并具有自锁的功能。 8.根据权利要求1所述一种抗拉拔密封管件接口，其特征在于：

5、钢球可在管子的拉拔 力作用下压入管子管壁，阻止管子的拉出。 权 利 要 求 书CN 102853182 A 1/2页 3 一种抗拉拔密封管件接口 技术领域 0001 本发明专利涉及一种管件接口，特别适合输送高压介质的管道使用。 背景技术 0002 自来水、煤气等介质主要通过管道的输送到用户，管子要通过连接才能安装成管 道，管子连接的可靠性决定管子的安全质量。 0003 公知的金属管道的连接管件有螺纹接口连接和卡压式连接，螺纹接口连接是采用 螺纹压力密封的连接，虽然可以拆卸，但管壁厚度要增加切削螺纹沟槽深度的厚度，管壁厚 度与管子的有效厚度(即螺纹槽底的管壁厚度)的相差不但造成管材的浪费，而且在

6、管道 工作温差较大时还会造成接口被拉松而发生渗漏；卡压式连接是利用管件卡紧管子产生的 摩擦力来防止管子的拉脱，其抗拉脱力很低。目前，随着高压管道的应用，特别是消防应用 的高压细水雾灭火管道系统工作压力高达16MPa，更要求开发抗拉拔更高的密封管件。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种抗拉拔力达到管子壁厚的允许拉拔强度的密封管件接 口，以提高管道使用的安全可靠性。 0005 本发明的抗拉拔密封管件接口主要由管子1、螺母2、壳体3、数量多粒的钢球4、胶 圈5和介子6组成，螺母2内孔设有一个内圆锥孔，螺母2的刚度比管子1高，钢球4的硬 度比管子1大，螺母2的外螺纹与壳体3的内螺纹相配合，螺母

7、内圆锥孔斜面8角度在8度 左右，螺母内圆锥孔的大孔端的孔径大于管子1的外径加2个钢球4直径，介子6的内径比 管子1的外径稍大，胶圈5的内径比管子1的外径稍细，且胶质具有良好的弹性。该管件接 口的工作原理是：利用螺母2旋入壳体3并旋紧后，其胶圈5在介子6的轴向压缩下，产生 径向和轴向的反弹变形，其径向的反弹变形将壳体内孔7与管子1的外圆之间的径向间隙 完全密封，达到胶圈反弹密封的作用，其轴向的反弹通过介子6的传递，对钢球4产生一个 轴向的预紧压力，令钢球4贴紧螺母内圆锥孔斜面8与管子1之间的楔形面。当管子1承 受输送介质的压力或外力产生轴向拉拔脱移时，钢球4在管子1向左移动的摩擦力作用下， 获取

8、翻转滚动的摩擦扭矩，按顺时针的方向以翻转滚动方式滚进螺母内圆锥孔斜面8与管 子1形成的楔形面内，从而令钢球4对管子1产生一个径向压迫力，并且其径向的压迫力会 随着管子的拉拔力增加而增加，从而达到防止管子从壳体拉脱的效果。这种管件接口的防 拉脱装置只要这楔形面夹角4度左右，就可令钢球4对管子产生的阻止轴向移动的力大于 管子的拉拔力的自锁功能。因此，该种接口管件连接的管子可达到法兰连接和焊接连接的 抗拉拔效果，但却比这两种方式更方便，应用成本更低。 附图说明 0006 图1、抗拉拔密封管件接口(胶圈反弹装置)连接示意图 0007 1、管子；2、螺母；3、管件壳体；4、钢球；5、胶圈；6、介子；7、

9、壳体内孔；8、螺母内圆 说 明 书CN 102853182 A 2/2页 4 锥孔斜面 0008 图2、抗拉拔密封管件接口(弹簧反弹装置)连接示意图 0009 1、管子；2、螺母；3、管件壳体；4、钢球；5、胶圈；7、壳体内孔；8、螺母内圆锥孔 斜 面；9、胶圈定压介子；10、弹簧 具体实施方式 0010 将待连接的管子依次套入螺母2、钢球4、介子6和胶圈5后，再插进壳体3内，将 介子6推入壳体内孔7内，并将数量多粒的钢球4推贴介子6旁边(其钢球环向之间应有 一定的间隙)，再将螺母2旋入壳体3内，随着螺母2的旋入，胶圈5会逐渐被压紧。当螺母 2旋紧后，由于胶圈5获得一定的轴向压缩量，令其以径向

10、的反弹变形将壳体内孔7和管子 1外圆之间的间隙进行密封，防止介质从壳体3内泄漏。这时，胶圈5又以轴向的反弹变形 通过介子6的传递令钢球4有一个贴紧螺母内圆锥孔斜面8与管子1之间楔形面的轴向预 紧压力，完成管件接口与管子的连接安装。当管子1承受介质工作压力或外力发生向外拔 脱移动时，由于在压紧的螺母内圆锥孔斜面8与管子1之间形成的楔形面内的钢球4会在 管子1的位移获得翻转滚动的摩擦扭矩，令钢球4会在这摩擦扭矩作用下翻转滚进螺母内 圆锥孔斜面8与管子1之间形成的楔形面内，这时钢球4会在螺母内圆锥孔斜面8作用下 对管子1产生径向压迫力，阻止管子的移动。钢球4这个径向的压迫力会随管子移动的拉 拔力增加

11、而增加，当钢球4对管子1的压迫应力大于管子1的材料强度极限时，钢球4会以 压进管子1的管壁的方式来阻止管子的移动。因此，这种管件接口具有自锁的功能，其抗拉 强度达到管子的许用拉伸强度极限。 0011 这种管件接口也可采用弹簧反弹装置的结构形式(见图2)，安装时，旋紧螺母2， 令弹簧10将胶圈定压介子9推入壳体内孔7内，并令胶圈5获得设定的轴向压缩量，令其 以径向的反弹变形将壳体内孔7与管子1外圆之间的间隙进行密封，其钢球4的轴向预紧 压力系从旋紧螺母2压缩弹簧10后从弹簧10的轴向反弹力来获得，从而令钢球4得以阻 止管子1的拔出。这种结构更适合连接大口径管子的管件使用。这种结构也可采用胶质硬

12、度比胶圈5大的弹性胶套替代弹簧的形式，这时旋紧螺母2令胶套将胶圈定压介子9推入 壳体内孔7内，令胶圈5获得一定的轴向压缩量，令其以径向的反弹变形将壳体内孔7与管 子1外圆之间的间隙进行密封，其钢球4的轴向预推压力则从旋紧螺母2压缩胶套产生的 轴向反弹变形来获得，从而令钢球4得以阻止管子1的拔出。 0012 这种接口管件可以是对接、三通、弯头、管帽、转换接头和活接等管道连接管件。由 于这种管件接口通过管子的直接插入实现连接，且其密封和机械强度达到管子的许用强 度，所以应用十分安全、可靠和方便，不但解决传统管件连接强度低的问题，而且还解决了 螺纹接口管由于切削螺纹沟槽而降低管子强度的问题，与连接强度等同的法兰连接、焊接 连接相比，施工更快捷方便。因此，该管件的应用将有效提高管道连接的质量水平。 说 明 书CN 102853182 A 1/1页 5 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102853182 A