專利名稱：薄壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
簿壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件，屬工程元件管件類(F16L)。適用范圍為簿壁不銹鋼管通徑為15～200mm，銅管通徑為15～50mm管路的管件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有公開的用於簿壁不銹鋼管的卡壓式管件，其結(jié)構(gòu)見圖10，管件內(nèi)設(shè)連接體1，各端口旁有一段擴孔段1.1，被連兩簿管3和4分別插入兩擴孔段，端口處設(shè)環(huán)狀半圓形凹槽1.2e和O形密封圈2，表面形成環(huán)狀凸部1.3b。安裝時在現(xiàn)場凸部內(nèi)側(cè)連接體表面用卡壓模具和液壓工具卡壓，成為六棱柱型1.6，將連接體、簿管和密封圈卡壓變形為一體，由此形成壓縮式密封。此種卡壓式管件存在如下問題①液壓鉗卡壓后常出現(xiàn)偏心，使該處管材折皺和破裂，使O型圈壓縮不均；且因是壓縮密封，而O型圈不能同步收縮，為此均影響密封可靠性。②用液壓鉗卡壓后的簿管壁，當安裝時卡壓失敗后，接頭處無法修復(fù)。③對產(chǎn)品的安裝質(zhì)量、密封效果是否成功；受到如下因素的制約卡壓模具和液壓工具的磨損，因使用頻繁，工具磨損則卡壓后難以達到密封要求；此外當天現(xiàn)場安裝工人情緒的好壞，是否能按要求進行卡壓，也是保證安裝質(zhì)量和密封性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此此種管件雖經(jīng)多年的修改，漏水狀況也頻繁發(fā)生。因此，這種卡壓式管件一些國家已多年不允許使用了，有的也限制管通徑在25mm以下才能使用。
中國專利公開了‘簿壁不銹鋼插接式管件’(ZL200420033074.7)，該專利提出的特征僅僅適合薄管管徑D在25mm以下，例如①該專利提出了連接體端口與簿管表面間采用‘點焊1.4固定’(見權(quán)利要求3)，且在實施例中提到‘采用在1.4處周向點焊(2～3)處’(見公告說明書第2頁第22行)。此設(shè)計，若用在D為25mm以上簿管則無法滿足抗撥脫力要求，不能實現(xiàn)固定定位，為此影響密封性能。②該專利提出了連接體凸部與端口的距離X為2～8mm，這個范圍也僅適合D在25mm以下。③簿管插口端未開坡口，插入時往往將突出的橡膠密封圈劃傷，影響密封性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的簿壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件，其目的就是解決現(xiàn)有卡壓式管件和中國專利‘簿壁不銹鋼插接式管件’(ZL200420033074.7)存在的上述影響簿管管件密封性的問題。其技術(shù)方案如下簿壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件，具有連接體1，它的各端口1.5內(nèi)側(cè)有一段擴孔段1.1，被連簿管分別從各端口插入擴孔段，在簿管與擴孔段的重疊段L內(nèi)，連接體內(nèi)孔開環(huán)狀凹槽1.2a，并設(shè)相配合的密封圈2，由此在連接體管表面形成環(huán)狀凸部1.3a，其特征是
A.連接體端口與簿管表面間由沿端口整周均布多點點焊焊接點1.4固定?？刹捎妹}沖焊接進行整周點焊，以下簡述為‘閃焊鎖口’。
B.被連接的簿管插入端口開坡口。
C.連接體凸部1.3a與端口1.5的距離X的取值如下表1(毫米)表1
上述點焊可采用每1～3厘米長度配一個焊點，每個焊點面積為1～4平方毫米。
上述放置密封圈的凹槽截面形狀可采用如下四種槽底角為圓角的直角三角形、或半心形、或半橢圓形、或兩槽底角為圓角的半矩形。對槽底角為圓角的直角三角形，其水平角β選為30°～40°為佳。上述密封圈2截面形狀選O形為最佳，也可選三角形或矩形。
上述密封圈截面S0和凹槽截面S的比值η可選為0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0與密封圈總高H的比值K可選為0.15～0.3。對此配合參數(shù)，上述簿管插入端開坡口角度α可選為30°-60°為佳。
上述在簿管與連接體內(nèi)擴孔段間的重疊段L內(nèi)，兩者間采用按國家標準誤差范圍內(nèi)的緊配合。上述連接體材料采用不銹鋼或銅材料制作。上述密封圈采用橡膠材料制作，如三元L丙橡膠、氯化丁基橡膠等本發(fā)明有益效果①本發(fā)明從管件的結(jié)構(gòu)和密封的設(shè)計來保證簿管插入連接體后的緊固和密封性。由此管件密封可靠性不再受安裝狀況的制約。且避免了現(xiàn)有卡壓式的缺陷。經(jīng)試驗證明，本專利設(shè)計的插接式密封是可行。試驗在水溫20-100℃，橡膠邵氏硬度在65-75內(nèi)，測壓縮量與密封水壓關(guān)系的動力曲線，得出本專利采用的插接式密封，測試最高密封水壓不銹鋼管件達10Mpa，銅管件達5Mpa。
②焊點大小和數(shù)量的優(yōu)化配置，既保證管件所能承受的撥脫力，又防止過多焊點帶來的不利作用。本專利管件承插端口1.5采用‘脈沖閃焊’，閃焊既不影響奧氏體金屬結(jié)構(gòu)，又可快速完成焊接鎖口。對本專利承插端口任意閃焊點1.4處材料進行晶向分析，從未出現(xiàn)過晶向腐蝕。且由於采用了‘點焊鎖口’，在改裝管道時，可以割掉焊點，抽出簿管，可方便的進行修復(fù)。
③簿管插入端口開坡口，有助於插管時，突出的密封圈不被劃傷和在坡口斜面推力作用下密封圈有效的壓縮進凹槽內(nèi)。經(jīng)對三元乙丙橡膠制作的O型密封圈和簿管插入端口坡口α為30°～60°的狀況下的斜面推力試驗，得出橡膠表面不損傷，且把突出凹槽面25％高度的O形密封圈推進凹槽內(nèi)。
④凸部從端口內(nèi)移，即X增大，并按簿管通徑設(shè)計確定，用以保證插管時密封圈不被推出和點焊時不損傷密封圈。
⑤凹槽設(shè)計選擇的四種截面形狀均有助於插管時密封圈不被推出。且四種截面均能一次加工而成。截面采用槽底角為圓角的直角三角形有如下優(yōu)點a.它的徑向垂直邊形成對密封圈壁阻，使密封圈不會被插管推出槽外。b、從拓補幾何學(xué)原理，在總周邊長相同的多種幾何形狀中，有垂直邊所圍成的面積最小的是直角三角形，因此它有最大的密封面(凹槽截面最小，平面密封面最大)，由此密封性好。C.密封圈在三角形凹槽內(nèi)最穩(wěn)定。
⑥密封圈和凹槽配合參數(shù)的選擇，既保證插管時密封圈不被推出槽外，又保證插入后橡膠有15％～30％的壓縮量，用以保證密封性能。
⑦在重疊段L中，接頭體和簿管間采用適當?shù)木o配合，防止兩者間隙大，插管偏心，可滿足突出的密封圈橡膠非偏心壓縮，有助於密封的可靠性。


圖1實施例1結(jié)構(gòu)圖被連兩簿管為等徑的直接頭圖2實施例2圖示被連兩簿管為異徑的直接頭圖3實施例3圖示被連兩簿管為等徑的45°彎頭圖4實施例4圖示被連兩簿管為等徑的90°彎頭圖5實施例5圖示被連兩簿管為等徑的三通圖6凹槽截面形狀之一(圖1局部放大圖I)圖7凹槽截面形狀之二圖8凹槽截面形狀之三圖9凹槽截面形狀之四圖10背景技術(shù)“卡壓式管件”結(jié)構(gòu)圖具體實施例方式實施例1見圖1，本管件為用於被連兩簿管為等徑的直接頭。
管件設(shè)有用不銹鋼材料制作的直連接體1，它的兩個端口1.5內(nèi)側(cè)均為一段擴孔段1.1，被連兩簿管為不銹鋼管3和4分別從直連接體兩端口向內(nèi)插入連接體內(nèi)孔，并伸至擴孔段1.1末端處，簿管和連接體的重疊段為L。在L段內(nèi)，連接體內(nèi)孔兩端各開一個環(huán)狀凹槽1.2a，其內(nèi)放O型橡膠密封圈2，由此在連接體表面兩端對應(yīng)凹槽處各形成一個環(huán)狀凸部1.3a。
連接體兩端口1.5分別與被連簿管3和4用‘閃焊鎖口’連接固定。以簿管外徑為159mm為例每隔2～3公分配置一個閃焊點1.4，共配16個，每個閃焊點的面積為4平方毫米。這可以滿足鎖口所需的約3200kg的拉撥力。見圖1，被連兩簿管3和4插入端口分別開坡口3.1和4.1，α角度均為45°。見圖1，當簿管通徑D為159mm，見表1，連接體上的環(huán)狀凸部1.3a距端口1.5的距離X可取為20～40mm，此時重疊段L可選為80～120mm。
見圖1、圖6，凹槽截面形狀為槽底角為圓角的直角三角形1.2a，其水平角β選為30°～40°。見圖7，凹槽截面形狀也可選為半心形1.2b。見圖8，凹槽截面形狀可選為半橢圓形1.2c。見圖9，凹槽截面形狀還可選為兩槽底角為圓角的半矩形1.2d。圖6～圖9中，K向為簿管插入方向。
上述密封圈截面S0和凹槽截面S的比值η取為為0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0與密封圈高H的比值K取為0.15～0.3。優(yōu)化值取為0.15～0.2。
簿管和連接體的重疊段為L內(nèi)，兩者間采用緊配合。
安裝過程以管外徑Φ為159mm的大管為例說明。a.插管前將O形密封圈安放在連接體凹槽內(nèi)，密封橡膠圈在凹槽外高度H0為總高的25％以下。b.檢查和調(diào)整待插薄管的圓度。c.對插管開坡口。d.將插管噴水(用以減小摩擦)后插入連接體內(nèi)。e.用8噸牽引用液壓鉗，便不費力氣的將簿管3或4插入連接體1中。f.完成‘閃焊鎖口’。
實施例2見圖2，本管件為用於被連兩簿管為異徑的直接頭。
被連簿管3外徑Φ為219mm，而簿管4外徑Φ為159mm，異徑直連接體1a的兩端口為大、小內(nèi)孔，分別與簿管3和4相配合。被連兩根簿管3和4分別從異徑直連接體1a的兩個端口1.5處緊配合插入兩個擴孔段1.1內(nèi)。按實施例1所述安裝過程插入后，完成‘閃焊鎖口’采用16個閃焊點，每個4平方毫米，以滿足插管不被撥出。其余結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)與實施例1相同。
實施例3見圖3，本管件為用於被連兩簿管為等徑的45°彎頭。
被連兩根簿管3和4分別從45°彎頭連接體1b的兩個端口1.5處緊配合插入兩個擴孔段1.1內(nèi)。例如簿管3和4管外徑Φ為219mm，其閃焊點為16個，每個4平方毫米。其余結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)與實施例1相同。
實施例4見圖4，本管件為用於被連兩簿管為等徑的90°彎頭。
連接體為90°彎頭連接體1c，其余與圖3所示實施例3完全相同。
實施例5見圖5，本管件為用於被連3根簿管為等徑的三通。
被連叁根簿管3和4和5分別從三通連接體1d的三個端口1.5處緊配合插入三個擴孔段1.1內(nèi)。其余結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)與實施例1相同。
實施例6見圖1，本管件直連接體1采用銅材料制作，被連簿管3和4為銅管。其余結(jié)構(gòu)特征與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.簿壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件，具有連接體(1)，它的各端口(1.5)內(nèi)側(cè)有一段擴孔段(1.1)，被連簿管分別從各端口插入擴孔段，在簿管與擴孔段的重疊段L內(nèi)，連接體內(nèi)孔開環(huán)狀凹槽(1.2a～1.2d)，并設(shè)相配合的密封圈(2)，由此在連接體管表面形成環(huán)狀凸部(1.3a)，其特征是A.連接體端口與簿管表面間由沿端口整周均布的多點焊接點(1.4)固定；B.被連接的簿管插入端口開坡口；C.連接體凸部(1.3a)與端口(1.5)的距離X的取值如下表1(毫米) 表1
2.按權(quán)利要求1所述管件，其特征是焊點數(shù)量采用每1～3厘米長度配一個焊點，每個焊點面積為1～4平方毫米。
3.按權(quán)利要求1所述管件，其特征是凹槽截面形狀可采用如下形狀槽底角為圓角的直角三角形、或半心形、或半橢圓形、或兩槽底角為圓角的半矩形；密封圈的截面形狀為O形、三角形或矩形。
4.按權(quán)利要求1所述管件，其特征是密封圈截面S0和凹槽截面S的比值η為0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0與密封圈總高H的比值K為0.15～0.3。
5.按權(quán)利要求4所述管件，其特征是簿管插入端口開坡口角度α為30°-60°。
6.按權(quán)利要求3所述管件，其特征是槽底角為圓角的直角三角形，其水平角β選為30°～40°。
7.按權(quán)利要求1所述管件，其特征是簿管與連接體擴孔段間的重疊段L內(nèi)，兩者間采用按國家標準誤差范圍內(nèi)的緊配合。
8.按權(quán)利要求1所述管件，其特征是連接體材料采用不銹鋼或銅材料制作；密封圈采用橡膠材料制作。
全文摘要
薄壁不銹鋼管和銅管的插接點焊鎖口管件，被連薄管端開坡口，分別從連接體各端口緊配合插入，配合段內(nèi)設(shè)密封圈和凹槽，表面形成凸部。端口與薄管間用‘閃焊鎖口’，不僅保證所需拔脫力，且改裝管道時可割焊點抽管方便修復(fù)。用緊配合，可滿足橡膠非偏心壓縮；凸部距端口長按薄管管徑選取，不僅使點焊時不損傷密封圈，且配合薄管開坡口，均有助于緊配合插管；用三角形凹槽面形成壁阻，且穩(wěn)定；由此實現(xiàn)了插接時密封圈不被劃破，不被推出，方便推入凹槽，且橡膠壓縮量仍保持較好密封性。解決了現(xiàn)有卡壓式管件密封易受損以及公開的‘插接式’僅適用小直徑的問題。經(jīng)測試本不銹鋼管件密封水壓達10MPa，銅管件達5MPa；本插接式密封可行。適用于簿壁不銹鋼管通徑15～200mm，銅管通徑為15～50mm水路管路的各種管件。
文檔編號F16L25/00GK1740623SQ20051002164
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者廖仲力 申請人:廖仲力