專利名稱：管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可拆卸類型的接頭，它用于通過壓在管子上而固定塑料管或銅管，而不需要焊接或釬焊。
背景技術(shù)：
美國專利No.4911406示出了一種管接頭，其中，金屬管或塑料管可簡單地通過將管子壓入接頭中以不泄漏地連接連至一閥或類似物上。管子用一有齒的彈性抓握環(huán)握持在接頭中，該齒咬入管子中，以防管子被接頭中的液體壓力推出來。齒要如此布置，以使管子可通過從接頭擰下而從接頭中取出，但是不能簡單地通過沿軸向拉管子、不用旋轉(zhuǎn)就取出。設置一O形圈密封，以防止流體流至接頭外面的管子四周。
專利4911406的本發(fā)明的一個優(yōu)點為，通過將管子擰出抓握環(huán)，對管子的表面的損傷為最小。于是這就使之另外有可能將密封與抓握環(huán)有利地布置在接頭中。
隨著將較軟的塑料管如聚丁烯或PEX(交聯(lián)的聚乙烯塑料)應用至管道工業(yè)中，提高了對抓握環(huán)的握持能力的要求。較軟的制管材料在管道在較高的液體靜壓力下受到多次重復的循環(huán)時使抓緊環(huán)的齒在管道中鑿刻出槽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個改進為將抓握環(huán)在接頭中的位置從在專利4911406中所示的位置倒過來。在本發(fā)明的實施例中，密封件如O形圈密封在接頭的外殼中沿軸向布置在抓握環(huán)的里面。接著是一個間距套筒，它將環(huán)保持在適當位置上，而抓握環(huán)連同它的齒則沿軸向在間距套筒的外側(cè)。
美國專利No.4911406的本發(fā)明的第二個改進為提供兩個或更多的抓握環(huán)，以在與較軟的管道一起使用時提高環(huán)在接頭的握持能力。兩個或更多的抓握環(huán)在管道上共同作用，以協(xié)同作用在其間分配載荷，從而大大提高環(huán)在較軟的管道中的握持能力。相信，管道的柔軟性允許齒在塑料中移動，直至環(huán)中的載荷沿更多的環(huán)中分配，從而提高了環(huán)的最終的握持能力。


圖1為實施本發(fā)明的接頭的軸向剖面。
圖2為圖1所示的接頭的分解圖。
圖3為抓握環(huán)的局部剖面，它示出抓握齒中的一個。
圖4為一一般的說明圖，說明什么是能實施本發(fā)明的原理的試驗蓋或閥或其它接頭裝置產(chǎn)品。
圖5示出了本發(fā)明的O形圈密封和抓握環(huán)在專利4911406中所示的這類閥中的布置。
圖6為一接頭的軸向剖面，該接頭用多個抓握環(huán)實施本發(fā)明的原理，與例如一閥門一起使用。
圖7為圖6所示的接頭的分解圖。
圖8為抓握環(huán)的局部剖面，它示出抓握齒中的一個。
圖9為用于接頭的一般使用說明圖，此獨特的接頭可用于閥門、淋浴頭、管子的水龍頭接頭、管接頭或任何其它的應用或用途。
圖10示出本發(fā)明的另一實施例，它具有三個抓握環(huán)。此圖意圖示出，抓握環(huán)的數(shù)目可以是任意的兩個或更多的數(shù)目。
圖11示出用于試驗蓋的接頭的又一實施例。這些不同的圖意圖示出，接頭有非常不同的用途和構(gòu)形，為了簡單起見，它們不能全部示出。
圖12示出接頭的另一實施例。
具體實施例方式
如同在圖中最清楚地示出的那樣，獨特的接頭按一般的接頭的一種形式示出，但是可能是試驗蓋(tesp cap)。試驗蓋例如用在管道工業(yè)中，以臨時檢查管道系統(tǒng)中的壓力，看看是否所有連接都沒有泄漏，并可保持正確的壓力。通常該試驗蓋以后就取下，并在管子上釬焊或連接永久性的閥門。接頭的許多用途進一步用雙點劃線一般地示于圖4中，其中，雙點劃線的箱子是試驗蓋接頭、閥門、像淋浴頭這樣的終端單元、用于將兩個管路連在一起的接頭等。圖5更具體地示出用于閥門的本發(fā)明。這些不同的用途的細節(jié)對于熟悉本技術(shù)的一般人都是清楚的，而美國專利No.4911406的細節(jié)將在此結(jié)合，以作為參考。
在所有圖1～5的接頭中，本發(fā)明包括一外殼10，它有一具有側(cè)壁14的內(nèi)孔12。內(nèi)孔有一密封支承面16，靠在其上配有傳統(tǒng)的O形圈密封15。密封用一間距套筒18被保持在孔中。如同在圖2表示得最清楚的那樣，間距套筒有沿周向隔開的軸向槽33。金屬抓握環(huán)27上做有沿周向隔開的并沿徑向向內(nèi)突起的齒29。間距套筒有一平臺36，它與抓握環(huán)27上的平臺30對齊。外殼的內(nèi)壁有突起的平臺31，以接納套筒與抓握環(huán)上的平臺。抓握環(huán)還做有切口39，間距套筒上做有切口41，這些切口與外殼10的內(nèi)壁14上的突起40(圖1)接合。內(nèi)套筒和抓握環(huán)上的平臺和切口的設置是為了保證抓握環(huán)與內(nèi)套筒在外殼中的正確安裝?？吭谧ノ窄h(huán)上放置一端套筒20，將O形圈、間距套筒和抓握環(huán)緊緊地夾持在一起，以使抓握環(huán)的齒伸入內(nèi)孔12中。端套筒用超聲焊接22夾持在外殼10的內(nèi)孔中。端套筒做有導向肋28，以用于將塑料管或銅管26引導入接頭中。插入接頭中的管端在圖1中用雙點劃線示出。在內(nèi)孔12中的側(cè)壁14上做有內(nèi)肋35。一般來說，抓握環(huán)用全硬化(fullhard)的不銹鋼制造，接頭部分用塑料如乙縮醛(aletal)制造，對于較大的接頭，則用金屬制造，而管子則用銅或在管道中使用的傳統(tǒng)的PVC(聚氯乙烯)制造，或(聚丁烯)、CPVC(氯化聚氯乙烯)、PEX或在管道中使用的其它金屬和塑料。
如同從圖1最清楚地示出的那樣，在裝配接頭時，將O形圈放置成靠在圈的支承面16上，使間距套筒用其平臺36對齊，靠在外殼的平臺31上，并將其滑至靠在O形圈的位置上，以后就放置抓握環(huán)，使其靠在間距套筒上，并用其平臺30將齒29對齊，進入間距套筒的槽33中。以后就將端套筒放在外殼中，并用超聲焊接22焊在適當位置上。對于金屬接頭，外殼可用任何適當?shù)挠谰眯缘母郊缇磉吇蜻^盈螺紋固定。當管子26要插在接頭中或接頭要插在管子外面時，管子與接頭要彼此沿軸向移動，使管子與齒接合。齒伸入外殼的內(nèi)孔中，超過管子26的外徑的距離，以使當管子與外殼彼此沿軸向移動時，齒被管子變形。這就造成齒的立即抓握接合，即使以前還沒有任何的流體壓力作用在接頭上。管子要插入，直至它緊密地與孔12的端壁50接合。這可以被接頭的使用者感覺到，因為管子可被推動，沿軸向移動—即使較緊—直至管的端部停止，靠在端壁50上，并且不能相對于外殼有任何的進一步的推動。
O形圈密封在管子的四周保持流體密封。管子不能僅僅用流體壓力沿軸向拔出而不損壞接頭，并能維持高的流體壓力。管子可以相對于管子擰開接頭而被取出。抓握環(huán)中的齒29可以做有輕微的扭曲，或采用全硬化的不銹鋼或相當?shù)牟牧先珏i或復合材料制造，環(huán)的厚變不大于0.012英寸左右，最好不大于0.008英寸左右，于是扭曲可在管子26同時旋轉(zhuǎn)并從外殼中被拉出時通過作用在齒上的力產(chǎn)生。通過旋轉(zhuǎn)管子并同時拉拔，抓握齒的邊緣將在槽30中移動，在齒的一個邊緣上產(chǎn)生摩擦，使齒扭曲，而管子則從抓握環(huán)中擰出來。如果管子最初不穿過抓握環(huán)插入，或未穿過O形圈插入，則在有壓力作用在管道系統(tǒng)上時，幾乎立即就有明顯的泄漏。因此，本發(fā)明的一個優(yōu)點為，能立即用肉眼檢查管子在接頭中的正確放置或試驗蓋在接頭外面的正確位置。
圖4示出接頭的假想的方案，說明接頭可以是如圖1所示的試驗蓋，美國專利No.4911406的閥，或者單純是右側(cè)接頭50的鏡面映像，該映像位于左側(cè)，簡單地把兩個管子連在一起。
圖5示出一實施例，它用專利4911406的閥或外殼50a作為接頭。本發(fā)明的另一有利的特點在圖5中示出，它說明，管子或軟管60的預先切出的長度可以如同在61處用粘接和緊縮或其它方式永久地固定在閥上，以提供一從管道系統(tǒng)至一裝置或其它管道裝置的完整的連接。這樣設備就可以較經(jīng)濟而快速地制造，并具有已經(jīng)做好的并可供使用的完整的預先切出管道連接。
如同在圖6中清楚地示出的那樣，所示的具有多個抓握環(huán)的獨特的接頭的形狀為一閥。不過，雖然在圖6的實施例中示出一閥門，但是其目的只是為了說明，該接頭可用于像在美國專利用No.4911406中所示的閥或其它任何在接頭中的應用。這一般地在圖9中用雙點劃線示出，其中，雙點劃線的箱子為一閥，一用于將兩個管子連接在一起的接頭、一淋浴頭、一管子的水龍頭接頭或任何其它用途，在該用途中，軟的管子的管道材料被連至更多的管子上或某些管道裝置上。接頭的這些不同的用途或應用對于熟悉本技術(shù)的一般人是清楚的，美國專利No.4911406的細節(jié)將在此處結(jié)合，以作為參考。
在圖6～11的接頭中，本發(fā)明包括一外殼110，它有一具有側(cè)壁114的內(nèi)孔112。內(nèi)孔有一密封支承面116，靠在面上，配有傳統(tǒng)的O形圈密封115。密封用一間距套筒118被保持在孔中。如同在圖7中表示得最清楚的那樣，間距套筒有沿周向隔開的軸向槽133。金屬抓握環(huán)127上做有沿周向隔開的并沿經(jīng)向向內(nèi)突起的齒129。第二相同的抓握環(huán)132設置成靠在O形圈密封上，從而靠在間距套筒118的相反側(cè)上。間距套筒有一平臺136，它與抓握環(huán)127、132上的平臺130對齊。外殼的內(nèi)壁有突起的平臺131，以接納套筒與抓握環(huán)上的平臺。抓握環(huán)還做有一個切口139，間距套筒上做有切口141，這些切口與外殼110的內(nèi)壁114上的突起或鍵140(圖6)接合。內(nèi)套筒和抓握環(huán)上的平臺和切口的設置是為了保證抓握環(huán)與內(nèi)套筒在殼中的正確安裝。
靠在抓握環(huán)127上放置一端套筒120，將O形圈、間距套筒和抓握環(huán)緊緊地夾持在一起，以使抓握環(huán)的齒伸入內(nèi)孔112中。端套筒用超聲焊接122(圈10)夾持在外殼110的內(nèi)孔中。端套筒做有導向肋128，以用于將塑料管或銅管126引導入接頭中。在另一方案中，這些肋可以去掉，以使現(xiàn)有的舊的經(jīng)過修理的具有現(xiàn)有的管口密套的管道可以配合在端套筒120的較大的直徑中。插入接頭中的管端在圖6中示出。在內(nèi)孔112的側(cè)壁114上做有內(nèi)肋135(圖7)。一般來說，抓握環(huán)用全硬化的不銹鋼制造，接頭部分用塑料如乙縮醛制造，對于較大的接頭，用金屬制造，而管子則用銅、傳統(tǒng)的聚氯乙烯(PVC)、聚丁烯、PEX或在管道中使用的其它金屬和塑料制造。
如同從圖6最清楚地示出的那樣，在裝配接頭時，將O形圈放置成靠在圈支承面116上，將抓握環(huán)132放置成靠在O形圈上，使間距套以其平臺136對齊，靠在外殼的平臺131上，并將其滑至靠在抓握環(huán)132的位置上，以后就將抓握環(huán)127放置成靠在間距套筒的相反側(cè)上，并以其平臺130與齒129對齊，進入間距套筒的槽133中。以后就將端套筒放在外殼中，并用超聲焊接122焊在適當位置上。對于金屬接頭，外殼可用任何合適的永久性的附件如卷邊或過盈螺紋固定。當管子126要插在接頭中或接頭要插在管子對面時，管子和接頭要彼此沿軸向移動，使管子與齒接合。兩個環(huán)的齒伸入外殼的內(nèi)孔中，超過管子126的外徑的距離，以使當管子與外殼彼此沿軸向移動時，齒被管子變形。這就造成齒的立即抓握接合，即使之前沒有任何的流體壓力作用在接頭上。管被插入，直至它緊密地與孔112的端壁(圖10)接合。這可以被接頭的使用者感覺到，因為管子可被推動，沿軸向移動—即使較緊-直至管子的端部停止，靠在端壁150上，并且不能相對于外殼有任何進一步的推動。
O形圈密封在管子的四周保持流體密封。管子不能僅僅用流體壓力沿軸向被拉出而不損壞接頭，并能維持非常高的液體壓力。管子可通過相對于管子擰開接頭而被取出，雖然在采用較軟的塑料管時，齒可以更深地挖入管子中，而管子的被鑿刻的表面在擰開接頭時可能損壞。在此情況下，可能需要一根新的管子，或者原來的管子的損壞段可以被切去，然后把管子的剩下的未損壞端再插入接頭中。抓握環(huán)中的齒129可以做成有輕微的扭曲，或采用全硬化的不銹鋼或相當?shù)牟牧先珏i或復合材料制造，環(huán)的厚度不大于0.012英寸左右，最好不大于0.008英寸左右，于是扭曲可在管子126同時旋轉(zhuǎn)并從外殼中被拉出時通過作用在齒上的力產(chǎn)生。通過旋轉(zhuǎn)管子并同時拉拔，抓握齒的邊緣將在槽130中移動，在齒的一個邊緣上產(chǎn)生摩擦，使齒扭曲，而管子則從抓握環(huán)中擰出來。
在所示的實施例中，如果管子不穿過抓握環(huán)插入，或未穿過O形密封圈插入，則在有壓力作用在管道系統(tǒng)上時，幾乎立即就有明顯的泄漏。因此，此實施例的一個優(yōu)點為，能立即用肉眼檢查管子在接頭中的正確置放或閥門在接頭外面的正確位置。
圖8示出一典型的抓握環(huán)。
圖9示出一接頭的假想的形式，它說明接頭可能為一閥、一連接兩根管子的接頭，一水龍頭接頭、一淋浴頭、一試驗蓋或任何其它采用推進式接頭的管道裝置。
圖10示出另一實施例，它具有本發(fā)明的同樣的特點，但是有更多的抓握環(huán)(3個，即所示的127、177和187)和更多的間距套筒118、178和188。
圖11示出一實施例，它將接頭用作試驗蓋。試驗蓋用在管道系統(tǒng)中，以檢查是否所有連接都不泄漏并可保持正確的壓力。以后試驗蓋通常都取下，并在管上釬焊或連接永久性的蓋。
圖12示出與圖10和11相似的實施例，但是間距套筒118a放在O形圈與抓握環(huán)之間。
雖然在圖中示出了兩個和三個抓握環(huán)，但是在接頭的凈空間中可以采用任意數(shù)目的抓握環(huán)。
雖然示出并描述了優(yōu)選的實施例，但是，對于熟悉本技術(shù)的人，顯然可以有各種改變，因此，本發(fā)明并不限于圖中所示的特殊的實施例。
權(quán)利要求
1.流體管路接頭，它用于可拆卸地將一管子夾持在其中，它包括；一外殼，它有一具有周向側(cè)壁的內(nèi)孔，一在上述孔中的密封支承面。一接合在上述支承面上的密封，至少一個將上述密封保留在上述支承面上的間距套筒，上述間距套筒有一軸向的內(nèi)側(cè)和一軸向的外側(cè)，一抓握環(huán)，它有沿徑向并沿軸向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒，該齒有向內(nèi)突出至上述內(nèi)孔中的內(nèi)緣，上述抓握環(huán)緊靠在上述間距套筒的軸向外側(cè)上，上述齒在受到一沿軸向向外并且旋轉(zhuǎn)的力，以擰開并取出插入上述接頭中的管子時，就有一扭曲，上述抓握環(huán)被夾持在上述外殼中，以防止抓握環(huán)的旋轉(zhuǎn)運動，以及上述間距套筒固定在上述內(nèi)孔中。
2.如權(quán)利要求1的接頭，上述抓握環(huán)靠在間距套筒的軸向內(nèi)側(cè)上并靠在密封上。
3.如權(quán)利要求1的接頭，上述抓握環(huán)靠在上述間距套筒的軸向外側(cè)上，上述間距套筒的上述軸向內(nèi)側(cè)與上述密封接合。
4.如權(quán)利要求1的接頭，它包括一位于上述第一抓握環(huán)的軸向的第二抓握環(huán)，上述第一和第二抓握環(huán)用間距套筒分開。
5.如權(quán)利要求4的接頭，其中，分開上述第一和第二抓握環(huán)的上述間距套筒是第二間距套筒。
6.如權(quán)利要求1的接頭，其中，上述固定措施包括一焊在上述外殼上的端套筒。
7.如權(quán)利要求1的接頭，上述抓握環(huán)在其外周上有一平臺，上述間距環(huán)在其外周上有一平臺，以及上述平臺與上述外殼的內(nèi)孔中的相耦合的平的突起接合。
8.如權(quán)利要求6的接頭，上述內(nèi)孔有沿周向相互隔開的內(nèi)肋，上述端套筒有沿周向相互隔開的管子導向肋。
9.如權(quán)利要求1的接頭，上述間距套筒有沿周向相互隔開的槽，上述抓握環(huán)的抓握齒配合在上述槽中并對齊。
10.如權(quán)利要求7的接頭，上述間距套筒有沿周向相互隔開的槽，上述抓握環(huán)的抓握齒配合在上述槽中并對齊。
11.流體導管接頭，它包括一外殼，它有一具有周向側(cè)壁的內(nèi)孔，一在上述孔中的密封支承面，一接合在上述支承面上的密封，將上述密封保留在上述支承面上的間距套筒，上述間距套筒有一軸向的內(nèi)側(cè)和一軸向的外側(cè)，一第一抓握環(huán)，它沿軸向位于密封的外側(cè)并且有沿徑向并沿軸向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒，該齒有向內(nèi)突出至上述內(nèi)孔中的內(nèi)緣，上述抓握環(huán)緊靠在上述間距套筒上，上述齒布置成用于在受到一同時向后的沿軸向并且旋轉(zhuǎn)的力時提供一扭曲，一第二抓握環(huán)，它也有沿軸向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒，該齒有向內(nèi)突出至上述內(nèi)孔中的內(nèi)緣，以及用于在上述內(nèi)孔中固定上述間距套筒的結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11的接頭，其中，上述固定措施包括一焊在上述外殼上的端套筒。
13.如權(quán)利要求11的接頭，每個上述抓握環(huán)在其外周上有一平臺，上述間距環(huán)在其外周上有一平臺，以及上述平臺與上述外殼的內(nèi)孔中的相配合的平的突起接合。
14.如權(quán)利要求11的接頭，上述間距套筒有沿周向相互隔開的槽，上述第一抓握環(huán)的抓握齒配合在上述槽中并對齊。
15.流體導管接頭，它包括一外殼，它有一具有周向側(cè)壁的內(nèi)孔，一在上述孔中的密封件。一有一軸向內(nèi)側(cè)和一軸向外側(cè)的間距套筒，一圓形的連續(xù)的第一抓握環(huán)，它有沿徑向并沿軸向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒，該齒有向內(nèi)突出至上述內(nèi)孔中的內(nèi)緣，上述齒突出至上述孔中，以夾持管子，防止軸向移動，上述抓握環(huán)安裝成不能旋轉(zhuǎn)。至少一個附加的抓握環(huán)，它也有沿徑向并沿軸向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒，該齒有向內(nèi)突出至上述內(nèi)孔中的內(nèi)緣，以及上述間距套筒和抓握環(huán)被夾持在上述內(nèi)孔中。
16.如權(quán)利要求10的接頭，其中，在上述接頭中有多于兩個的抓握環(huán)。
17.如權(quán)利要求15的接頭，上述間距套筒有沿周向相互隔開的槽，上述第一抓握環(huán)的抓握齒配合在上述槽中并對齊。
18.如權(quán)利要求15的接頭，其中，每個上述抓握環(huán)的齒布置成用于在受到一同時向后的沿軸向并旋轉(zhuǎn)的力時提供一扭曲。
19.如權(quán)利要求15的接頭，其中，抓握環(huán)在孔中的構(gòu)形為一軸向的內(nèi)密封，接著為一朝外的第一抓握環(huán)，然后為朝外的間距套筒，以后為下一個朝外的第二抓握環(huán)。
全文摘要
一流體接頭,它有一具有一內(nèi)孔(12)的外殼(10)、一配合在孔(12)中的O形圈(15)、一配合成靠在O形圈上的間距套筒(18)、一配合成靠在間距套筒(18)的軸向外側(cè)上的抓握環(huán)(27),抓握環(huán)(27)有沿軸向并沿徑向向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒(29),該齒布置成在受到同時向后的沿軸向并旋轉(zhuǎn)的力時提供一扭曲,接頭有一將抓握環(huán)(27)、間距套筒(18)和O形圈(15)夾持在外殼(10)中的端套筒(20)。流體接頭,它有一具有內(nèi)孔(12)的外殼(10)、一配合在孔(12)中的O形圈(15)、一配合成靠在密封(15)上的間距套筒(18)、一配合成靠在間距環(huán)的軸向外側(cè)上的第一抓握環(huán)(27)、一配合成靠在O形圈密封上的第二抓握環(huán)(132),抓握環(huán)(127、132)有沿軸向并沿徑向內(nèi)突起的、沿周向相互隔開的抓握齒(29),在一個實施例中,齒布置成在用于在受到一同時向后的沿軸向并旋轉(zhuǎn)的力時提供一扭曲,接頭有一將抓握環(huán)(127、132)、間距套筒(18)和O形圈(15)夾持在外殼(10)中的端套筒(18)。
文檔編號F16L47/06GK1333865SQ99815690
公開日2002年1月30日 申請日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者杰瑞·E·奧尼爾, 查里·惠特尼 申請人:愛考爾技術(shù)有限公司