專利名稱：一種不銹鋼硬密封管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬管材與接頭密封連接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種不銹鋼硬密封管接 頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的金屬管材連接方式，一般為壓縮式、卡壓式、卡套式、溝槽卡箍式等多種連 接方式。盡管這些連接方式及其專用安裝工具各有不同，但都有一個共同特點，就是都需要 利用橡膠類彈性體密封材料(如生料帶、厭氧膠、橡膠圈、四氟乙烯墊片等)來填充管材與管 件之間的空隙，達到氣密或水密的效果。隨著時間的推移，這些橡膠類密封材料會因外界環(huán) 境因素(主要是陽光、氧氣、臭氧、熱、水、電、機械應力、高能輻射、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉 菌、細菌、昆蟲)影響而老化或損壞，使得密封效果失效。老化是一種不可逆的變化，它是高 分子材料的通病。在高安全要求的管道系統(tǒng)中，不能使用橡膠類彈性體密封材料，管件與管 件的連接必須是焊接或硬密封連接，以保證管道系統(tǒng)的安全運行。因此，使用方便、穩(wěn)定性 能高的金屬硬密封管接頭，是管道系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)新趨勢。目前市面上使用比較普遍的銅質(zhì)管密封接頭，是由接頭主體、螺母和密封環(huán)組成， 其中接頭主體和螺母為黃銅材質(zhì)，密封環(huán)為紫銅材質(zhì)。所述接頭主體設有承插口，兩端設有 外螺紋，該承插口的兩端設有內(nèi)斜口。所述螺母內(nèi)設有內(nèi)斜口，腔內(nèi)設有內(nèi)螺紋。該螺母 的內(nèi)螺紋與接頭主體兩端的外螺紋相連接，在接頭主體兩端的內(nèi)斜口與螺母的內(nèi)斜口和被 接銅質(zhì)管外壁之間的空腔內(nèi)裝有密封環(huán)，該密封環(huán)外表面為平面或圓弧面，其內(nèi)表面為圓 柱面。在30千克力的負荷作用下，銅的維氏硬度值為55，不銹鋼的維氏硬度值為210，可以 看出不銹鋼的硬度值是銅的3倍以上，所以在相同的力作用下，不銹鋼的形變要比銅的形 變小很多。此設計是利用銅材質(zhì)密封環(huán)的形變來實現(xiàn)鎖緊和密封的技術(shù)要求的，但銅相對 于不銹鋼較易氧化，且制造接頭及密封環(huán)的銅合金會釋放出鉛元素等有害物質(zhì)，因此不銹 鋼是目前比較適合制造耐用管件的材料。經(jīng)多次試驗，當接頭及密封環(huán)材質(zhì)由銅改為不銹 鋼后，管件接頭會出現(xiàn)不能擰緊、握裹力不足和密封性不好的情況，導致接頭松脫、漏水(漏 氣)、抗震性能降低等問題，無法達到鎖緊并密封的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同材質(zhì)的不銹鋼硬密封管接頭，它能使管道系統(tǒng)安全 密封運行、施工操作方便、安裝成本低廉，并具有可拆裝重復使用、低碳環(huán)保、使用壽命長、 耐高溫高壓、耐腐蝕、抗震性能高、抗老化等優(yōu)點。本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的
一種不銹鋼硬密封管接頭，該不銹鋼管接頭由中空的不銹鋼接頭主體、不銹鋼螺母和 不銹鋼密封環(huán)組成，所述不銹鋼管接頭主體的兩端部的內(nèi)腔為圓錐面，該圓錐面向里延伸 部分為圓柱面，構(gòu)成接頭主體兩端部的承插口，所述圓錐面的外端直徑大于其內(nèi)端直徑，不 銹鋼接頭主體兩端部設有外螺紋，所述螺母內(nèi)腔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，該螺母設有端蓋，端蓋內(nèi)底部為平型，端蓋中部開有通孔，該不銹鋼螺母的內(nèi)螺紋與不銹鋼接頭主體兩端的外螺紋相 連接，在不銹鋼接頭主體兩端部的承插口與不銹鋼螺母的內(nèi)腔和被接不銹鋼管材外壁之間 所形成的空腔內(nèi)裝有不銹鋼密封環(huán)，所述不銹鋼接頭密封環(huán)為圓錐筒體，其外圓錐面斜度 β =0. I0^S0角度，該圓錐筒體的內(nèi)腔為圓柱面，該圓錐筒體內(nèi)端的厚度a=0. 3^0. 6mm，所述 不銹鋼接頭主體承插口圓錐面的斜度α=0. 1°、°角度。在同一個不銹鋼硬密封管接頭中，不銹鋼密封環(huán)的外圓錐面斜度β大于或等于 不銹鋼接頭主體承插口內(nèi)壁圓錐面的斜度α。所述不銹鋼密封環(huán)外端頂部可設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊。所述不銹鋼密封環(huán)外端部的外表面為圓錐面，其內(nèi)端部的外表面為圓柱面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果
(1)目前市場上使用的不銹鋼管接頭，大部分使用卡壓式，小部分分別使用壓縮式、卡 套式、溝槽卡箍式等，都是利用生料帶、密封膠、橡膠和硅膠等彈性體材料密封。受熱、力、 光、電、氣體和液體腐蝕、生物侵蝕等條件影響，此類材料會出現(xiàn)老化、變形等問題導致漏水 (漏氣)，使用壽命不長。鑒于目前市場上基本沒有不銹鋼硬密封管接頭，同材質(zhì)的不銹鋼硬 密封管接頭便成為不銹鋼管道行業(yè)研發(fā)的對象。本發(fā)明的不銹鋼硬密封管接頭具有耐熱、 力、光、電、氣體和液體腐蝕、生物侵蝕的特點，并且整個管道系統(tǒng)都是同材質(zhì)的不銹鋼材 料，使不銹鋼管道系統(tǒng)與不銹鋼材料使用壽命基本相同。(2)本發(fā)明的硬密封管接頭的所有零件均采用不銹鋼材料制造，其力學結(jié)構(gòu)合理， 密封環(huán)形變能夠產(chǎn)生足夠的應力鎖緊密封管材和管接頭主體。當擰緊螺母時，螺母產(chǎn)生的 水平方向擠壓力作用于密封環(huán)，密封環(huán)把擠壓力傳遞給接頭主體承插口的圓錐面，同時密 封環(huán)也受到接頭主體承插口的反作用力，此反作用力可分解為水平分力和軸向分力。因為 同一個管接頭其密封環(huán)圓錐面的斜度β略大于接頭主體承插口圓錐面的斜度α，這樣密 封環(huán)就不能順利進入承插口，隨著螺母的不斷擰緊，密封環(huán)受到的軸向分力的反作用力不 斷增大，使得密封環(huán)向內(nèi)收縮形變的同時向承插口內(nèi)擠進，最后密封環(huán)大部分進入到承插 口內(nèi)，密封環(huán)的外壁圓錐面斜度β形變?yōu)棣粒c接頭主體承插口內(nèi)壁圓錐面的斜度相同， 將接頭主體兩端承插口與密封環(huán)和被接不銹鋼管材之間完全密封，并把被接不銹鋼管材鎖 緊。這種不銹鋼硬密封管接頭不存在常規(guī)的密封圈老化、龜裂之憂，也不存在銅接頭因釋出 鉛等有害物質(zhì)因而不符合歐盟RoHS指令要求的缺陷，并能承受高溫、高壓、腐蝕等苛刻要 求，使不銹鋼管道更安全衛(wèi)生、可靠耐用。(3)采用本不銹鋼硬密封管接頭進行不銹鋼管道安裝或改造時，操作輕松、方便快 捷，密封可靠；管道改裝需拆卸接口時，松開螺母即可。除密封環(huán)會因形變而被破壞外，不銹 鋼螺母、不銹鋼接頭主體、被接不銹鋼管材均可重復使用。本發(fā)明的不銹鋼硬密封管接頭可廣泛應用于不銹鋼管材的連接，如不銹鋼管道中 不銹鋼管與直通、彎頭、三通、四通、變徑，以及不銹鋼水暖器材的內(nèi)、外螺紋接頭等密封連接。


圖1是本發(fā)明一個實施例的不銹鋼硬密封管接頭的結(jié)構(gòu)示意圖(螺母未擰緊的狀 態(tài))。
圖2是圖1所示不銹鋼硬密封管接頭的展開圖(被接不銹鋼管材未畫出)。圖3是第1種密封環(huán)3的剖面圖，環(huán)外表面為圓錐面，環(huán)外端頂部設有環(huán)形突起的 圓柱形裙邊，內(nèi)表面為圓柱面。圖4是第2種密封環(huán)8的剖面圖，環(huán)外表面約2/3為圓錐面，其余約1/3為圓柱面， 外端頂部設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊，該密封環(huán)的內(nèi)表面為圓柱面。圖5是第3種密封環(huán)9的剖面圖，環(huán)外表面為圓錐面，內(nèi)表面為圓柱面。圖6是第4種密封環(huán)10的剖面圖，環(huán)外表面約2/3為圓錐面，其余約1/3為圓柱 面，內(nèi)表面為圓柱面。
具體實施例方式通過下面實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。參見圖廣圖2所示，一種不銹鋼硬密封管接頭由不銹鋼接頭主體1、不銹鋼螺母2 和不銹鋼密封環(huán)3組成。接頭主體1的兩端設有外螺紋和承插口 4，承插口 4的內(nèi)壁5的 外端部為圓錐面，該圓錐面的外端直徑大于內(nèi)端直徑，其斜度α=0. 1^8°角度，該圓錐面向 里延伸部分6為圓柱面。螺母2腔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，螺紋到其底部之間設有退刀槽，腔內(nèi)底部 為平型，中間開孔，成為螺母2的端蓋，該螺母2的內(nèi)螺紋與接頭主體1兩端的外螺紋相連 接。在接頭主體1兩端的承插口 4與螺母2的內(nèi)腔和被接不銹鋼管材7外壁之間所形成的 空腔內(nèi)裝有呈圓錐筒體狀的密封環(huán)3，該密封環(huán)3的內(nèi)表面為圓柱面，其外表面為圓錐面， 斜度β =0. I0^S0角度，該圓錐筒體內(nèi)端的厚度a=0. 3^0. 6mm,對于同一個管接頭而言，要求 β ^ α，也可以在密封環(huán)外端頂部設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊3-1，以方便拆卸和加強密 封環(huán)強度。當擰緊螺母2時，螺母2產(chǎn)生的水平方向擠壓力作用于密封環(huán)3，密封環(huán)3把擠 壓力傳遞給接頭主體承插口 4的圓錐面，同時密封環(huán)3也受到接頭主體承插口 4的反作用 力，此反作用力可分解為水平分力和軸向分力。因為要求同一管接頭的密封環(huán)3的圓錐面 斜度β略大于主體承插口 4的圓錐面斜度α，故密封環(huán)3不能順利進入承插口 4，隨著螺 母2的不斷擰緊，密封環(huán)3受到的軸向的反作用力不斷增大，使得密封環(huán)3向內(nèi)收縮形變的 同時向承插口 4內(nèi)擠進，最后密封環(huán)3大部分進入承插口 4內(nèi)，密封環(huán)3的外壁圓錐面斜度 β形變?yōu)棣?，與接頭主體承插口 4內(nèi)壁圓錐面的斜度相同，將接頭主體1兩端承插口 4與 密封環(huán)3和被接不銹鋼管材7之間完全密封，并把不銹鋼管材7鎖緊。為了達到不銹鋼密封環(huán)的技術(shù)效果，也可以將其外端部的外表面設為圓錐面，將 其內(nèi)端部的外表面設為圓柱面，參見圖3 圖6所示，其中，圖3是不銹鋼密封環(huán)3，外表面為 圓錐面，內(nèi)表面為圓柱面，密封環(huán)3外端頂部設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊3-1。圖4是不銹 鋼密封環(huán)8，外表面約2/3為圓錐面，其余約1/3為圓柱面，內(nèi)表面為圓柱面，密封環(huán)8外端 頂部設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊8-1。圖5是不銹鋼密封環(huán)9，外表面為圓錐面，內(nèi)表面為 圓柱面。圖6是不銹鋼密封環(huán)10，外表面約2/3為圓錐面，其余約1/3為圓柱面，內(nèi)表面為 圓柱面。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼硬密封管接頭，其特征在于該不銹鋼管接頭由中空的不銹鋼接頭主 體、不銹鋼螺母和不銹鋼密封環(huán)組成，所述不銹鋼接頭主體的兩端部的內(nèi)腔為圓錐面，該圓 錐面向里延伸部分為圓柱面，構(gòu)成接頭主體兩端部的承插口，所述圓錐面的外端直徑大于 其內(nèi)端直徑，不銹鋼接頭主體兩端部設有外螺紋，所述螺母內(nèi)腔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，該螺母設 有端蓋，端蓋內(nèi)底部為平型，端蓋中部開有通孔，該不銹鋼螺母的內(nèi)螺紋與不銹鋼接頭主 體兩端部的外螺紋相連接，在不銹鋼接頭主體兩端部的承插口與不銹鋼螺母的內(nèi)腔和被 接不銹鋼管材外壁之間所形成的空腔內(nèi)裝有不銹鋼密封環(huán)，所述不銹鋼密封環(huán)為圓錐筒 體，其外圓錐面斜度β=0.1°、°角度，該圓錐筒體的內(nèi)腔為圓柱面，該圓錐筒體內(nèi)端的厚度 a=0. 3 0. 6mm，所述承插口圓錐面的斜度α =0.廣8°角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼硬密封管接頭，其特征在于在同一個不銹鋼硬密封 管接頭中，不銹鋼密封環(huán)的外圓錐面斜度β大于或等于不銹鋼接頭主體承插口內(nèi)壁圓錐 面的斜度α。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼硬密封管接頭，其特征在于所述不銹鋼密封環(huán)外端 頂部設有環(huán)形突起的圓柱形裙邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼硬密封管接頭，其特征在于所述不銹鋼密封環(huán)外端 部的外表面為圓錐面，其內(nèi)端部的外表面為圓柱面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不銹鋼硬密封管接頭，它由不銹鋼接頭主體、不銹鋼螺母和不銹鋼密封環(huán)組成，接頭主體的兩端部內(nèi)腔為圓錐面，該圓錐面向里延伸部分為圓柱面，構(gòu)成接頭主體兩端部的承插口，該圓錐面外端直徑大于其內(nèi)端直徑，接頭主體兩端部設有外螺紋，螺母腔內(nèi)設有內(nèi)螺紋，螺母設有中部開孔的端蓋，該螺母與接頭主體兩端螺紋連接，在接頭主體兩端部的承插口與螺母的內(nèi)腔和被接不銹鋼管材外壁之間所形成的空腔內(nèi)裝有不銹鋼密封環(huán)。
文檔編號F16L19/04GK102116397SQ20111009812
公開日2011年7月6日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者楊偉津 申請人:楊偉津