專利名稱：球形雙掛寬鉤管道快速接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬管道聯(lián)接部件，主要涉及有關(guān)接頭工作性能改進(jìn)的結(jié)構(gòu)方案。
背景技術(shù)：
如公眾所知，帶有球形聯(lián)接副的管道快速接頭，可以滿足管路非直線聯(lián)接的需要，是長(zhǎng)距離或非固定管路聯(lián)接中不可或缺的聯(lián)接部件。但其聯(lián)接的穩(wěn)定性不足，操作尚不夠方便，往往影響迅速可靠地建立聯(lián)接；不能滿足工作狀態(tài)密封、解除工作狀態(tài)后又可及時(shí)泄漏的特定要求。如噴灌類管路在使用中或使用后出于移動(dòng)或管理的需要，必需解除管路管件之間的聯(lián)接。這時(shí)管路內(nèi)的積水往往會(huì)在最初始分解的接頭處集中泄漏，造成附近地面不應(yīng)有的涇流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出操作安全、聯(lián)接可靠、工作狀態(tài)密封、非工作狀態(tài)可及時(shí)泄漏的球形雙掛寬鉤管道快速接頭技術(shù)方案。
本發(fā)明技術(shù)方案的具體內(nèi)容是，球形雙掛寬鉤管道快速接頭包括，可分別與被聯(lián)接管路相聯(lián)、并可形成管路球形聯(lián)接副的碗管、球管；與球形聯(lián)接副相聯(lián)的密封槽，和可裝于密封槽內(nèi)的彈性環(huán)狀圈體，與圈體相聯(lián)、可與密封槽壁形成密封配合副的彈性密封環(huán)帶；碗管沿碗緣外側(cè)，設(shè)開(kāi)口朝向碗底端的掛鉤槽；球管直管段外表面，經(jīng)軸線與管道中心垂直相交的環(huán)鉸接副，與套于管外的掛環(huán)相聯(lián)；在垂直環(huán)鉸接軸的掛環(huán)直徑兩端處，分別經(jīng)軸線平行環(huán)鉸接副軸線的鉤鉸接副和柄鉸接副，與短鉤和鎖柄的一端相聯(lián)；由鎖柄在桿長(zhǎng)方向鄰近該端的部位，再經(jīng)與柄鉸接副平行的長(zhǎng)鉤鉸接副與長(zhǎng)鉤的一端相聯(lián)，長(zhǎng)、短鉤的另端皆可經(jīng)其鉤頭，與設(shè)在碗管碗緣外的掛鉤槽分別相聯(lián)；以及聯(lián)接固定上述部件的部件。其中，在所述鎖柄或長(zhǎng)鉤與掛環(huán)相互彼鄰的部位間，設(shè)有限定鎖柄或長(zhǎng)鉤掛接后另一掛接極限位置的限位副；含密封環(huán)帶和圈體的密封圈為中空薄壁環(huán)，環(huán)壁形狀與密封槽一致，沿環(huán)壁周長(zhǎng)方向，制有尺寸較環(huán)段截面周長(zhǎng)明顯為小的環(huán)狀開(kāi)口，環(huán)段截面呈半封閉殼腔形；其開(kāi)口設(shè)在密封圈工作時(shí)，與被密封工作液體相鄰接的位置；圈體與密封槽間為有隙配合，配合間隙應(yīng)小于，在密封圈中空殼腔內(nèi)充滿被密封液體時(shí)，因受被密封液體工作壓力作用，圈體可能產(chǎn)生向腔外擴(kuò)張的彈性變形的相應(yīng)尺寸。這樣，限位副可以限定鎖柄鎖定的一個(gè)極限位置，并可避免鎖柄在實(shí)際聯(lián)接操作中，因無(wú)操作終止位置的限定而傷及操作手；彈性圈體主要用來(lái)保持形狀，并與密封槽形成配合；當(dāng)被密封液體處于無(wú)壓或非工作壓力狀態(tài)時(shí)，密封圈與槽為有間隙的配合，間隙可作為泄漏液體的通道；工作時(shí)，在液體壓力作用下，圈體的彈性變形將裝配間隙消除，可阻止工作液體自配合處的泄漏；同時(shí)圈體還為密封環(huán)帶提供正確定位的支撐；半封閉殼腔形狀便于腔內(nèi)容納被密封的液體，較小開(kāi)口既可允許被密封的液體出入，又便于圈體在其腔殼內(nèi)液體壓力作用下產(chǎn)生向腔外的變形，使圈體形狀及其裝配的配合狀態(tài)與被密封液體壓力建立聯(lián)系。方案中較小開(kāi)口半封閉殼腔的截面、彈性圈體和對(duì)裝配間隙的限定，提供了特定密封的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；使密封圈有可能滿足在被密封液體工作壓力下保持密封，在被密封液體非工作壓力下，保留泄漏通道的使用要求；因此，基本解決了本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明所述長(zhǎng)、短鉤皆在鉤對(duì)稱面兩側(cè)對(duì)稱位置，設(shè)可與所述掛溝槽配合的凸出鉤頭，使掛接力在掛接環(huán)面的分布更為合理，接頭聯(lián)接穩(wěn)定性得以提高。
本發(fā)明所述半封閉殼腔開(kāi)口緣部環(huán)帶，制成其橫截面為楔形的密封舌，其厚度自各密封環(huán)帶與圈體相聯(lián)的部分，向殼腔開(kāi)口緣部方向逐漸減少。這是本實(shí)用新型的改進(jìn)型式，由于密封舌環(huán)帶僅一側(cè)與圈體相聯(lián)，其緣側(cè)較為自由，在腔內(nèi)液壓作用下，會(huì)先于圈體發(fā)生彈性變形，且變形的幅度也較圈體為大。因此在被密封液體工作壓力作用下，密封舌會(huì)首先向外變形，消除該處的裝配間隙，封堵無(wú)壓時(shí)泄漏通道的始端；隨后被斷絕腔外壓力來(lái)源的泄漏通道，使圈體外部的液體壓力消失；在殼腔內(nèi)液體工作壓力作用下，圈體向外變形，直至消除全部裝配間隙，迅速建立密封配合關(guān)系，強(qiáng)化了初始形成的密封狀態(tài)，保證有壓時(shí)的可靠密封。
本發(fā)明經(jīng)引入鎖柄或長(zhǎng)鉤與掛架之間的限位副，掛鉤在自身對(duì)稱面的兩側(cè)設(shè)置鉤頭；改變了密封圈環(huán)橫截面的形狀，以被密封壓力與密封圈自身彈性的組合，建立密封變形與被密封介質(zhì)壓力間的聯(lián)系；以有隙配合保留了非工作狀態(tài)的泄流通道；以密封舌提高了建立密封狀態(tài)動(dòng)作的靈敏性與可靠程度。使密封與泄漏一對(duì)相互矛盾的功能，和諧地融入同一密封圈的結(jié)構(gòu)之中，從而簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)了有壓密封、無(wú)壓自泄的對(duì)密封部件特殊的密封要求。方案構(gòu)思巧妙合理，結(jié)構(gòu)精確簡(jiǎn)單緊湊，制作與使用都很方便。


附圖給出了本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意。
圖1是球形雙掛寬鉤管道快速接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是圖1的B-B局部剖展開(kāi)圖；圖4是圖1的C-C局部剖視圖；圖5是限位副設(shè)在鎖柄與掛環(huán)支架之間球形雙掛寬鉤管道快速接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖6是凸舌密封圈的結(jié)構(gòu)圖；圖7是平舌密封圈的結(jié)構(gòu)圖；圈8是凹舌密封圈的結(jié)構(gòu)圖；圖9圖6的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖中引出編號(hào)所代表的含意1長(zhǎng)鉤 2碗管 3密封舌 4環(huán)狀開(kāi)口 5鉤頭 6半封閉殼腔 7圈體 8密封槽 9球管 10短鉤 11支架 12鉤鉸接軸 13掛環(huán) 14環(huán)鉸接軸 15限位副 16長(zhǎng)鉤鉸接軸 17鎖柄 18柄鉸接軸 s-鎖距第一實(shí)施例如圖1-4、6和9，是用于直徑為76毫米噴灌管路聯(lián)接的球形雙掛寬鉤管道快速接頭，其外形尺寸為305×220×142mm，重約2kg，可在2-3秒之內(nèi)完滿完成一個(gè)接頭聯(lián)接所需的全套裝或拆的操作。
本例接頭結(jié)構(gòu)與現(xiàn)行球形雙掛鉤管道快速接頭基本一致，即接頭的兩部分分別是，可組成球面聯(lián)接副的碗管2與球管9。在碗管碗緣的內(nèi)表面有一凹入的矩形密封槽8，槽內(nèi)有以0.25mm配合間隙裝入相同形狀、帶有環(huán)狀中空承壓腔的密封圈。該圈環(huán)段的徑向截面是一半封閉的腔體，其壁厚為2.75mm?？蓽贤ㄇ槐趦?nèi)外、距離為2.9mm的環(huán)形開(kāi)口4，開(kāi)口兩側(cè)的環(huán)帶作為密封圈的密封舌3，密封圈的其余部分為彈性圈體7。密封舌橫截面為楔形，其厚度自各密封環(huán)帶與圈體相聯(lián)的部分，向殼腔開(kāi)口緣部方向逐漸減少，緣部為0.6mm。在球管的直管段外表、管徑兩端位置，制有與該直徑同軸的環(huán)鉸接軸14，軸上裝有與之鉸接配合的掛環(huán)13，垂直環(huán)鉸接軸的掛環(huán)直徑兩端，制有沿該直徑方向伸出的支架11，兩支架分別裝與環(huán)鉸接軸平行的鉤鉸接軸12和柄鉸接軸18，該兩軸分別與鎖柄17和短鉤10的一端活動(dòng)相聯(lián)。在鎖柄桿長(zhǎng)方向、近長(zhǎng)鉤鉸接軸處，再經(jīng)與諸鉸接軸平行的長(zhǎng)鉤鉸接軸16與長(zhǎng)鉤的一端相聯(lián)。長(zhǎng)、短鉤的另端皆制有在鉤體對(duì)稱面兩側(cè)對(duì)稱布置、保持34mm距離、可與碗管外緣鉤槽配合的兩個(gè)鉤頭5的凸起；并使各自鉤長(zhǎng)相應(yīng)為裝配狀態(tài)下，由鉤鉸接中心至掛鉤槽與掛鉤鉤頭凸起配合處間距離的長(zhǎng)度，和短鉤所聯(lián)鉸接中心至掛鉤槽與掛鉤鉤頭凸起配合處間距離的長(zhǎng)度，以保證球管與碗管能正確形成球面副。在長(zhǎng)鉤鉸接端裝配狀態(tài)內(nèi)側(cè)鉤桿緣與掛環(huán)相鄰處，設(shè)有使柄鉸接軸軸心位于結(jié)構(gòu)鉤長(zhǎng)連線外側(cè)S＝3mm位置、并使長(zhǎng)鉤與環(huán)架相互接觸限位的凸臺(tái)，組成本例的限位副15。以上是本例主要結(jié)構(gòu)的描述。
使用前，先按上述結(jié)構(gòu)聯(lián)接裝配各有關(guān)部件，組成待使用狀態(tài)的碗管和球管，其中密封圈的環(huán)形開(kāi)口應(yīng)背向碗管的碗緣端。需要聯(lián)接兩段管路時(shí)，應(yīng)先將碗管與球管的直管部分與待聯(lián)管路分別相聯(lián)，然后使兩管的碗、球部呈符合聯(lián)接角度要求的接觸狀態(tài)，將長(zhǎng)短鉤鉤頭分別掛接于碗管鉤槽對(duì)稱的相應(yīng)位置，向內(nèi)按下鎖柄，使鎖柄柄鉸接軸軸心越過(guò)長(zhǎng)鉤結(jié)構(gòu)鉤長(zhǎng)度的連線，位于連線的外側(cè)；而長(zhǎng)鉤內(nèi)側(cè)的位置則為限位凸臺(tái)限位。管路的聯(lián)接即告結(jié)束，成為待使用狀態(tài)的聯(lián)通管路。因兩鉤頭皆具有一定寬度、對(duì)稱布置，在掛環(huán)上的掛接位置亦基本相互對(duì)稱，可以保證結(jié)合力位于聯(lián)接狀態(tài)接頭對(duì)稱面兩側(cè)的對(duì)稱位置，使接頭兩部分的聯(lián)接可靠穩(wěn)定。因限位副所限，鎖柄鎖定的終止操作位置被固定，可以防止操作力傷及操作手，并使長(zhǎng)鉤的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度連線位于長(zhǎng)鉤架鉸接軸心與限位副之間，以保持球形聯(lián)接副的正常裝配關(guān)系。
工作中，在管內(nèi)來(lái)水通過(guò)本例接頭初始，密封副處會(huì)有流水泄出；但隨著流水壓力，和間隙處泄流的吸附作用，處于密封舌與密封槽壁之間的裝配間隙會(huì)首先迅速消失。在由密封圈環(huán)形開(kāi)口進(jìn)入承壓腔的被密封流水壓力作用下，呈近乎封閉腔狀截面的整個(gè)密封圈會(huì)向腔外方向擴(kuò)張，擠出其與密封槽間的泄流水，消除密封圈與密封槽間的配合間隙，使密封作用進(jìn)一步加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了工作狀態(tài)下壓力水在接頭處被密封的要求。
當(dāng)管路的工作結(jié)束時(shí)，隨著管內(nèi)水壓力的消失，密封圈承壓腔內(nèi)的壓力亦隨之消失，密封圈在其彈性作用下恢復(fù)有隙配合的初始狀態(tài)，工作時(shí)被密封的水流即可自間隙處泄出管外。若管路裝有若干個(gè)本例接頭，則可保證全管中的流水自就近的接頭分別泄出管外，從而避免了集中泄出所造成該處地面的涇流。若需要分解被接頭聯(lián)接的管路，只需向外搬動(dòng)鎖柄，使桿上鉤鉸接副至掛鉤槽的距離小于長(zhǎng)鉤的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，長(zhǎng)、短鉤即可依次脫離掛鉤槽，球面副的結(jié)合因無(wú)維持約束力而隨之分解，僅經(jīng)三個(gè)動(dòng)作即迅速完成了本接頭的拆卸過(guò)程。
第二實(shí)施例如圖7，結(jié)構(gòu)與上例一致，只是裝配的限位副設(shè)在鎖柄與掛環(huán)支架之間，密封圈為平舌密封圈。其他結(jié)構(gòu)、裝配及使用均與上例相同。
第三實(shí)施例如圖8，結(jié)構(gòu)仍與上例一致，只是密封圈采用凹舌密封圈，其初始泄漏壓力稍高，約為0.07Mpa，其他結(jié)構(gòu)、裝配及使用皆與上例相同。
權(quán)利要求
1.球形雙掛寬鉤管道快速接頭包括，可分別與被聯(lián)接管路相聯(lián)、并可形成管路球形聯(lián)接副的碗管、球管；與球形聯(lián)接副相聯(lián)的密封槽，和可裝于密封槽內(nèi)的彈性環(huán)狀圈體，與圈體相聯(lián)、可與密封槽壁形成密封配合副的彈性密封環(huán)帶；碗管沿碗緣外側(cè)，設(shè)開(kāi)口朝向碗底側(cè)的掛鉤槽；球管直管段外表面，經(jīng)軸線與管道中心垂直相交的環(huán)鉸接副，與套于管外的掛環(huán)相聯(lián)；在垂直環(huán)鉸接軸的掛環(huán)直徑兩端處，分別經(jīng)軸線平行環(huán)鉸接副軸線的鉤鉸接副和柄鉸接副，與短鉤和鎖柄的一端相聯(lián)；由鎖柄在桿長(zhǎng)方向鄰近該端的部位，再經(jīng)與柄鉸接副平行的長(zhǎng)鉤鉸接副與長(zhǎng)鉤的一端相聯(lián)，長(zhǎng)、短鉤的另端皆可經(jīng)其鉤頭與設(shè)在碗管碗緣外的掛鉤槽分別相聯(lián)；以及聯(lián)接固定上述部件的部件；其特征在于在所述鎖柄或長(zhǎng)鉤與掛環(huán)相互彼鄰的部位間，設(shè)有限定鎖柄或長(zhǎng)鉤掛接后另一掛接極限位置的限位副(15)；含密封環(huán)帶和圈體的密封圈為中空薄壁環(huán)，環(huán)壁形狀與密封槽(8)一致，沿環(huán)壁周長(zhǎng)方向，制有尺寸較環(huán)段截面周長(zhǎng)明顯為小的環(huán)狀開(kāi)口(4)，環(huán)段截面呈半封閉殼腔(6)形；其開(kāi)口設(shè)在密封圈工作時(shí)，與被密封工作液體相鄰接的位置；圈體與密封槽間為有隙配合，配合間隙應(yīng)小于，在密封圈中空殼腔內(nèi)充滿被密封液體時(shí)，因受被密封液體工作壓力作用，圈體可能產(chǎn)生向腔外擴(kuò)張的彈性變形的相應(yīng)尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述快速接頭，其特征在于所述長(zhǎng)、短鉤皆在鉤對(duì)稱面兩側(cè)對(duì)稱位置，設(shè)可與所述掛溝槽配合的凸出鉤頭(5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述快速接頭，其特征在于所述半封閉殼腔開(kāi)口緣部環(huán)帶制成其橫截面為楔形的密封舌(3)，其厚度自各密封環(huán)帶與圈體相聯(lián)的部分，向殼腔開(kāi)口緣部方向逐漸減少。
全文摘要
球形雙掛寬鉤管道快速接頭屬于管路聯(lián)接部件，經(jīng)引入鎖柄或長(zhǎng)鉤與掛架之間的限位副(15)，掛鉤在自身對(duì)稱面的兩側(cè)設(shè)置鉤頭(5)，密封圈徑向橫截面為有相對(duì)較小開(kāi)口(4)、呈不完全封閉的腔體和彈性密封舌(3)等結(jié)構(gòu)，改善了快速接頭的操作，增加了聯(lián)接的穩(wěn)定性；以被密封壓力與密封圈自身彈性的組合，建立密封變形與被密封介質(zhì)壓力間的聯(lián)系；以有隙配合保留了非工作狀態(tài)的泄流通道；以密封舌提高了建立密封狀態(tài)動(dòng)作的靈敏性與可靠程度。使密封與泄漏一對(duì)相互矛盾的功能，和諧地融入同一密封圈的結(jié)構(gòu)之中，從而簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)了有壓密封、無(wú)壓自泄、對(duì)密封部件的特殊密封要求。方案構(gòu)思巧妙合理，結(jié)構(gòu)精確簡(jiǎn)單緊湊，制作與使用都很方便。
文檔編號(hào)F16L27/06GK1570445SQ20031011441
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月29日
發(fā)明者鄭庚石, 張海, 路桂蓮, 鄭麗君 申請(qǐng)人:山西征宇噴灌有限公司