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一种管接头，具有沿轴线方向朝外敞开的环形空心室(3)，管子(P)的端部(1)被插入室中。在该空心室(3)内有管子引导环(40)。此管子引导环(40)的内圆周面(43)上具有直线部分和引导锥体部分。

1.  一种管接头，具有环形空心室(3)，要连接的管子(P)的端部(1)被插入此室，该管接头有插入圆筒部分(10)，上有密封材料(14)与该端部(1)的内圆周面(9)配合，其特征在于，设有管子引导环(40)从外面插入空心室(3)并如被安装地保持在插入圆筒部分(10)上，此管子引导环(40)的内圆周面(43)沿轴线方向在外侧具有直线部分(44)，沿轴线方向在内侧具有引导锥部分(45)，且该管子引导环(40)在外端面(46)上具有斜面(47)，斜面的外周侧相对于垂直于轴线的面(35)沿轴线方向朝内倾斜。

2.  如权利要求1的管接头，其中定位小凸棱(31)从插入圆筒部分(10)突出，在管子引导环(40)外端上的内圆周端部边缘(42)与该小凸棱(31)相接合。

3.  如权利要求1或2的管接头，其中环形空心室(3)具有锥面部(25)，其直径沿轴线方向朝外收缩减小，此空心室(3)内有止动环(26)，其有圆周上的缝(27)和与管子圆周面咬合的爪(28)，且止动环(26)用塑料制成。

4.  如权利要求3的管接头，其中提供支撑弹性环(30)，它沿轴线方向朝外有弹性地推动止动环(26)，并使该止动环(26)与收缩的锥面部分(25)接触。

管接头
技术领域
本发明涉及管接头。
背景技术
本发明的发明人已提出一种普通管接头，利用它可通过插入管子端部自动进行连接工作，工人利用这种普通管接头在工作地点不需要搬手等工具就能有效地进行管件工作(例如，可参见日本专利临时出版物NO.2004-324858)。
但是，在上述普通管接头中，在被连接管子端部上的内圆周角部必须倒角，这将加大管件工作的劳动量并降低效率。同时，上述管接头具有要插入被连接管子的插入圆筒部分，以接触管子端部内圆周面，而且该插入圆筒部分需有特殊结构的密封材料。就是说，当采用普通结构的O形环作密封材料时，此O形环可能拧动而跑出密封槽，且当插入管子没有充分倒角时O形环可能被损坏。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种管接头，利用它即使被连接管子端部上的内圆周角部不倒角也可顺利插入，而且普通O形环等密封材料可用于插入圆筒部分而不会损坏和从密封槽脱出。本发明的另一个目的是使管接头的外直径很小(很紧凑)，而且结构部件的组装很方便。还有一个目的是改善密封性，方法是使O形环等密封材料置于插入圆筒部分上的密封槽的固定部分和压缩比(相对于管子内直径)足够大。
现在参照附图对本发明加以说明。
附图说明
图1是展示本发明一个实施例的说明性剖视图；
图2是说明其主要部分的功能性剖视图；
图3是说明其主要部分的功能性剖视图；
图4是图1主要部分的放大剖视图；
图5A是管子引导环的全剖视图；
图5B是管子引导环主要部分的放大剖视图；
图6是止动环正视图；
图7是止动环侧剖视图；
图8是主要部分放大剖视图；
图9是说明主要部分功能的放大视图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的一些优选实施例。
在示于图1至4的实施例中，图1表示将要连接的管子P的未连接状态，图2表示管子P沿箭头A方向的插入已(几乎)完成的状态，图3表示管子P正沿箭头B方向抽出(通过拉力)，图4是图1主要部分的放大图。
这种由管接头2和管子P构成的管子结构，可用来供应冷水和热水等。如图9所示，此管子P包含金属内层6和塑料内层7和外层8，塑料内面和外面可有一层交键的PE树脂和聚乙烯。如上所述，作为连接管子P的金属-塑料组合管(金属加强塑料管)可用于与本发明相关的管接头2中。在图1至3显示的管子P已经简化(略去了分层的状况)。
标号3代表(圆形下凹槽的)空心环形室，它是沿轴线朝外部方向敞开的，管子P的端部1可插入其中。管子P的尖端面4被切割成相对于图1和9中与垂直轴线的面5成小角度θ的倾斜。另外，在管子P的尖端面4和内圆周面9之间的角部(在内圆周端部边缘上)11不倒角。也就是说，管子P的尖端面4是用切削工具在垂直轴线的面上切割管子而形成的，且在内面和外面上不倒角。
标号10代表插入圆筒部分，它形成接头主体12的一部分，上面有两个密封槽13，槽中放置普通广泛使用的密封材料14，如O形环。如图2和3所示，密封材料14紧配在插入管子P端部1的内圆周面9上以便密封。
接头主体一般用金属制造。虽然图1中显示的螺纹接头型主体具有上述插入圆筒部分10，连接头部15和锥形阳螺纹部16，但可自由选用如弯管型，T型等主体结构。
标号17代表圆柱形罩，而标号18代表圆柱形帽。在接头主体12连接头部15附近，有个止动小突起19形成在插入圆筒部分10的底部，以形成配合浅槽部20，后者与圆柱形罩17的内端部17a相配(相连接)以便旋转。圆柱形罩最好用透明塑料制造。同时圆柱形罩17的内部结构形成第一孔部分和第二孔部分24，其内径沿轴线朝外逐渐增加，形成第一台阶部分21和第二台阶部分22。为使圆柱形罩17和圆柱形帽18相互配合，其中的一个(图中为罩17)开有周向凹槽，另一个(图中为帽18)有内周向凹槽，同时用超声波焊接(熔焊)等将两件连在一起。
在圆柱形帽18的内圆周面上沿轴线方向形成朝外逐渐收缩的锥面部分25，也即在环形空心室3上方有提供沿轴线方向朝外逐渐收缩的锥面部分25。如图6至8所示，在空心室3内有个止动环26，其圆周上有缝27和与管子圆周面咬合的爪28，止动环26最好用塑料制造。
同时，在环形空心室3内有支撑弹性环30，它将止动环26沿轴线方向朝外(即朝图1和2的右边)有弹性地推，使止动环26接触锥面部分25而收缩。
具体来说，橡皮O形环适合作支撑弹性环30。止动环26的内端面29处在与轴线垂直的面上，而由O形环构成的弹性环30设置(安放)在第二台阶部22和内端面29之间。
进一步说，在图1所示管子未插入状态和图2所示的刚刚插入管子的状态下，弹性环30是处在从罩17的大直径第二孔部分24至帽18锥面部分25的大直径一边的范围内。
标号40代表管子引导环40，其外径D₄₀略小于在敞开端面上圆柱形帽18的(最小)内径D₁₈。管子引导环40沿轴线方向从外面插入空心室30，并保持与插入圆筒部分10相配，如图1和4所示。管子引导环40用PE、PP等塑料制成，且形成闭合环(参看图5A和5B)。
在接头主体12的插入圆筒部分10上，沿轴线方向在外侧密封槽13的近(外)端有个定位小凸棱31。此小凸棱31的外径略大于管子引导环40的内径D₄₁。为了定位，管子引导环40的内圆周端部边缘(内角部)42卡在小凸棱31上，如图1和4所示。密封材料14(如O形环)也起定位作用。就是说，沿轴线方向处在小凸棱31附近的密封材料14，让管子引导环40的内圆周面有弹性地接触和压向小凸棱31，使管子引导环40保持在一个准确位置，以防止脱落。同时，简单切割过(未倒角)的管子P端部被引导而平缓地插入，不会损坏密封材料(下面将说明)。
管子引导环40的截面形状如下：它的内圆周面43在轴线方向外侧为直线44，而在轴线方向内侧为锥形引导部分45。同时，外端面46(沿轴线方向指向外侧)是形成在斜面47上，其外周侧沿轴线方向相对于垂直轴线的面35向内倾斜一个预定角α。此预定角α最好在8°至20°。
更进一步详细地说，直线段44和外端面46(斜面47)是用很小的R形角部(内圆周端部边缘)42连起来，并且直线段44和管子引导环40以一大的曲率半径R₁连起来。直线段44平行于轴线L，锥形引导部分45对轴线L的倾角θ为10°至30°。尤其倾向于把倾角θ设为15°至25°。当θ小于此下限时，在轴线方向的尺寸H₀(即宽度)过大，空心室3在轴线方向变得很大，因而此管接头不可能很紧凑。反之，若θ大于此上限，引导的阻力将迅速增大。
同时，建议把直线段44在轴线方向的尺寸H₄₄设定为宽度H₀的30％至45％。当H₄₄小于此下限时，很难保持图4的等待状态和在轴线方向向内运动的稳定姿态。反之，当H₄₄大于此上限时，锥形引导部分45在轴线方向不可能有足够的尺寸，而不使得宽度H₀太大。
管子引导环40的圆周面48在轴线方向外侧为直线部分49，在内侧为锥形部分50。此直线部分49平行于轴线L，即与内侧的直线部分44平行。同时，锥形部分50的直径沿向内方向减小，且当相对于轴线L的倾角β为8°至25°时满足β＜θ的关系。另外，轴线方向直线部分49的尺寸H₄₉取为宽度H₀的18％至38％。
此外，内端部32具有R形圆形状，其曲率半径R₃₂设定在下面公式的范围内：
0.20×(D₄₀-D₄₁)≤R₃₂≤0.30×(D₄₀-D₄₁)
当曲率半径R₃₂小于此下限时，宽度H₀显得不必要的大。反之，当曲率半径R₃₂大于此上限时，就很难平滑地向内运动。
如图1和4所示，直径D₄₁取成与插入圆筒部分10的外直径D₁₀相同或略大一些，而小于小凸棱31的外直径，以便在管子的非插入状态下可靠地支托管子引导环40。
当管子P沿图1箭头A所示方向插入空心室3时，管子P的尖端面4接触管子引导环40(它被(最外面的)密封材料14和小凸棱31支撑在轴线方向的确定位置，如图4所示)，并将管子引导环40沿轴线方向向内推，如图9所示。
即使管子P的端部1的(尖端面4)角部11没有倒角，管子引导环40将在尖锐的角部11刚要通过密封材料14的圆周之前把密封材料14滑动地推入密封槽13(沿径向朝内方向)，以巧妙地防止角部11接触密封材料14。
具有内导锥部45的管子引导环40，在角部11通过密封材料14的圆周而不与它接触时，将密封材料14平稳地推入密封槽13。因此，简单切割的端部1不会损伤密封材料，同时能有效地防止它从密封槽13中脱出。
即使把密封材料14(例如O形环)的固定部分和压缩比(相对于管子P的内圆周)设置得很大，而且密封材料14圆周面的较大部分在管子非插入状态下从密封槽13突出，管子P的端部仍能通过被管子引导环40均匀压缩的密封材料14，因此在管道完成(连接)状态下的密封性将显著改善。
另外，如图9所示，在管子P尖端面4和相应于管子引导环40内圆周端部边缘(角部)42的内圆周面9之间的角部(内圆周端部边缘)11，压缩内圆周端部边缘42(如箭头F所示)，使管子引导环40产生少许扭转，如图9中点划线33所示，因此当受到密封材料14的阻力时，管子引导环40很容易从密封材料14上面绕过。
同时，如图1和9所示，若管子P的切割尖端面4相对垂直于轴线的面5倾斜小的角度θ₀，管子引导环40不与整个360°圆周以均匀的力相接触，而只有整个360°圆周上内很小的中心角范围受到如箭头F所示的大压缩力。但是，如上所述，管子引导环40包括具有上述α角的斜面47，它只从管子P的角部11受到如箭头F所示的压力，并通过如双点划线所示的扭转(转动)从密封材料14上面平滑绕过，而不会在内端部32处卡住(粘住)密封材料14，从而引导管子在轴线方向向内运动。
然后，如图2所示，管子P被插入直至管子引导环40接触空心室3的里面部分。这个状态可用眼睛通过由透明塑料做的圆柱形罩17校核。建议将管子引导环40涂上红、兰或绿色，以提高可视度。
在图2所示的已连接(完工)状态下，止动环26被由O形环等弹性材料构成的弹性环30在轴线方向弹性朝外推，接触锥面部分25的大直径一侧(内侧)，同时爪28轻轻触及管子P的圆周面，起帮助尽早咬住的作用(施予压力的作用)。也就是说，当管子P被沿如图3所示的箭头B方向拉出时，爪28可以立即咬住(咬入)管子P的圆周面。如图3所示，咬合爪28在轴线方向的位置最好是两个密封材料14中的一个在轴线方向的位置，因为止动环26的直径由大变小而在径向将管子P向内压造成与密封材料14的紧配合，以确保在受到拉力时密封良好。
支撑弹性环30的直径基本和止动环26的直径相同，而且所放置的位置是与止动环26的内端面29相接触，从而避免圆柱形罩17和圆柱形帽18的外部尺寸过大，这对结构的紧缩性有利。
下面按图6至8补充说明止动环26，即使塑料爪28卡进复合管子P并接触金属内层(如铝)6，也不会引起与外面金属的接触和锈蚀。同时，爪28的一个部件将产生很强的咬合力。此外，外端边缘34在轴线方向为圆形，而且在径向可向内缩，以免影响管子引导环40的运动。另外，从外端边缘34沿轴线方向开了多个(图6中为7个)开口槽36，以防塑料外层8在爪28卡进复合管子P时变成断开的环。
本发明不限于上述各图所示及改型的实施例，为防止被拉出，也可以不用止动环26而采用另一种结构，其中固定在C形弹性环槽内的跳动件被管子P端部接触时沿径向向外或沿轴线向内跳开，且C形弹性环抓紧或卡住管子P的圆周面，以牢固地将管子P与插入圆筒部分固定。另外，可采用一种管接头，其中可通过对塑料加工(利用旋转)在管子P端部1的圆周面上形成凹形圆周联结槽。简单地说，当给管子提供带密封材料14的插入圆筒部分10时，上述管子引导环40的作用和效果非常之好。
如上所述，管子引导环40零件的组装很容易，而且只要简单地插入管子端部1就能方便迅速地完成管件和连接工作，因为在本发明的管接头中有环形空心室3(要连接的管子P的端部1被插入其中)，同时提供了具有密封材料14的插入圆筒部分10，此密封材料与端部1的内圆周面9相配合。还提供了管子引导环40，它从外面插入空心室3内并被固定在插入圆筒部分10上，管子引导环40的内圆周面43在轴线方向外侧有直线部分44，在轴线方向内侧有导引锥体部分45，而且管子引导环40在外端面46上有一个斜面47，其圆周面相对垂直于轴线的面35沿轴线方向朝内倾斜。此外，管子P的角部11不需要倒角，同时管件的工作效率可以显著提高。
另外，通过管子引导环40的导引，可防止密封材料14从密封槽13脱出和被损坏。尤其是具有直线部分44和锥形部分45的管子引导环40可保持稳定的姿态，平稳地越过密封材料14上方，使管子的插入很方便。再有，即使管子的尖端面4被切割成斜面，如图9中双点划线33所示的被强烈压缩部分产生变形，并沿轴线方向向内运动，从而平稳地越过密封材料14上方。