專利名稱：一種用于密封孔的堵塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種堵孔零件，具體為一種用于密封孔的堵塞。
背景技術(shù)：
如附圖1所示，公知的堵塞結(jié)構(gòu)(例如商標(biāo)為AVSEAL和KOENIG HK的堵塞)包括頭部呈錐形的釘芯01和圓柱套管02。使用該結(jié)構(gòu)的堵塞時(shí)，釘芯01的錐形頭部被拉入套管孔，使套管02徑向膨脹充滿該孔，從而密封堵孔。上述類型的的堵塞結(jié)構(gòu)其缺點(diǎn)在于，堵孔時(shí)套管的形變較小，因此，要達(dá)到較好的密封效果，就必須要求套管外徑與被堵孔的孔徑尺寸很接近。這帶來兩個(gè)問題，一是，該結(jié)構(gòu)的堵塞其適合封堵的孔的尺寸范圍較??；二是，對釘芯錐形頭部的表面質(zhì)量要求高，不可有毛刺、壓痕等缺陷，否則釘芯頭部與套管之間易產(chǎn)生滲漏問題。附圖2所示是另一種公知的堵塞，即為泰克斯特蘭緊固系統(tǒng)有限公司用于盲安裝的密封塞，它包括釘芯01和圓柱形套管02，該釘芯01具有一個(gè)相對于桿的其余部分徑向擴(kuò)大的頭部，使釘芯頭部與桿身形成臺階，該臺階上具有環(huán)形突起。使用時(shí)，將堵塞置于適當(dāng)?shù)目變?nèi)，通過釘芯頭部的臺階向套管02施加一軸向壓力，在軸向力的作用下套管被壓彎， 套管圓柱面的中部首先與孔壁接觸，隨著壓力的增大，套管徑向膨脹與孔壁貼合。上述用于盲安裝的密封塞進(jìn)行堵孔時(shí)，套管受到釘芯端面臺階處施加的軸向力而徑向膨脹，由于套管的膨脹變形只來源于這一個(gè)軸向力，這種單一方向的受力將帶來以下幾個(gè)問題第一，被堵孔孔徑偏大時(shí)，釘芯頭部容易從套管中拉脫(見附圖幻。受到釘芯肩部施加的軸向力，套管徑向膨脹，套管材料沿著孔壁向上流動。由于被堵孔孔徑偏大，此時(shí)套管與釘芯臺肩部分的軸向材料厚度變小，在釘芯肩部剪切力的作用下，套管容易被切斷，使釘芯從套管中拉脫。第二，某些情況下，不能滿足較高要求的密封。堵孔時(shí)，套管受軸向力擠壓開始徑向膨脹變形，其圓柱面的中間部分首先鼓起與孔內(nèi)壁接觸，隨著拉力的增大，套管外側(cè)面才逐漸與孔壁貼合。當(dāng)被堵孔偏大時(shí)，套管只有徑向膨脹的中部與孔壁接觸，兩端存在縫隙， 實(shí)際使用中形成的密封帶較窄，容易造成泄漏；當(dāng)被堵孔較小時(shí)，由于堵孔時(shí)，套管中部稍微膨脹就與孔壁貼合，要完全貼合就需要較大的力，因此在拉力不夠的情況下，套管不能達(dá)到與孔壁完全貼合(見附圖4)。第三，堵孔的所需的堵緊力較大。由于堵孔時(shí)，套管的徑向膨脹是靠釘芯肩部的端面施壓，套管在軸向力的作用下彎曲變形，隨著壓力的增大，套管材料沿著孔壁向上流動， 阻力很大，因此，需要的堵緊力較大，相應(yīng)地要求安裝工具能提供更大的拉力，才能實(shí)現(xiàn)對孔的封堵。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型結(jié)構(gòu)的堵塞，以解決上述不足之處。[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種用于密封孔的堵塞，包括釘芯桿，釘芯桿的套管，設(shè)于釘芯桿的拉斷槽，其特征在于釘芯桿頭部軸向截面呈階梯狀，其中與桿部相鄰的臺階為球面或錐面，釘芯桿與臺階接合處設(shè)置止退環(huán)槽。套管內(nèi)孔與釘芯桿配合，裝配在靠近釘芯桿球面或錐面的臺階處。所述釘芯桿頭部外端面為球形凹面。所述釘芯桿外周設(shè)置防滑槽。所述釘芯桿材料硬度大于套管材料硬度。相比現(xiàn)有技術(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、釘芯桿不易從套管中拉脫。本實(shí)用新型的釘芯桿頭部軸向截面有多個(gè)臺階，且頭部體積較大，當(dāng)拉動釘芯桿擠壓套管時(shí)，釘芯桿頭部將填充較大的空間，其最大直徑的臺階可以阻止套管材料向端部流動，使更多的材料填充在孔壁與釘芯之間，此時(shí)，該結(jié)構(gòu)的釘芯桿不易從套管中拉脫。2、堵孔的密封性能更好。由于釘芯桿頭部采用多個(gè)臺階的結(jié)構(gòu)，且與桿部相鄰的臺階近似球面或錐面，堵孔時(shí)加載在套管上的力既有軸向力，又有徑向力，軸向力使套管壓縮膨脹，徑向力使套管向外擴(kuò)張，套管從頭端向尾端與孔壁逐漸貼合。隨著拉力的增大，釘芯桿頭部端面沉入套管， 套管與孔壁完全貼合，避免套管只在中部與孔壁接觸，從而提高了密封的可靠性。3、堵孔所需的堵緊力較小。使用本實(shí)用新型的堵塞進(jìn)行堵孔時(shí)，由于加載在套管上既有軸向力，又有徑向力， 套管與被堵孔孔壁的貼合是從一端到另一端逐漸實(shí)現(xiàn)的，即套管材料反向流動較少，導(dǎo)致填充時(shí)，受到的來自尾端的阻力較小。

圖1是第一種公知的堵塞結(jié)構(gòu)圖；圖2是第二種公知的堵塞結(jié)構(gòu)圖；圖3是第二種公知堵塞封堵較大孔徑堵孔的原理示意圖；圖4是第二種公知堵塞封堵較小孔徑堵孔的原理示意圖；圖5是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的工作原理示意圖；圖7是本實(shí)用新型釘芯桿端面受力示意圖；圖8 10列舉了本實(shí)用新型的另外三種實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型堵塞的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明圖5所示為本實(shí)用新型堵塞的一種實(shí)施方式，該堵塞包括釘芯桿1，安裝于釘芯桿 1外的套管2，釘芯桿1上設(shè)有拉斷槽11，釘芯桿1外周設(shè)置防滑槽15。上述釘芯桿1具有一個(gè)階梯狀的頭部12，即所述頭部12的軸向截面為階梯形，頭部外端面為球形凹面14。其中，與桿部相鄰的臺階121為球面(見圖5中放大部分)，釘芯桿1與球面臺階121接合處開設(shè)止退環(huán)槽13。套管2內(nèi)壁與釘芯桿1配合安裝，裝配在靠近釘芯桿球面臺階121處。釘芯桿1采用鋼制造，套管2由鋁合金制成。圖6為本實(shí)用新型的工作原理示意圖，使用該堵塞進(jìn)行堵孔時(shí)，先將堵塞置于需要堵的孔3中，安裝工具夾住堵塞釘芯桿1具有環(huán)形槽的尾端。工具向后拉釘芯桿1，并同時(shí)頂住套管2。由于釘芯桿1具有階梯狀的頭部12，其中的球面臺階121緊貼套管2，因此加載在釘芯桿頭部12并傳遞至套管2的力為一個(gè)斜方向的壓力F，該力可分解為一個(gè)軸向力F1和一個(gè)徑向力F2,軸向力F1使套管2壓縮膨脹，徑向力F2使套管2向外擴(kuò)張，從而套管2由頭部一端向尾端逐步與被堵孔3的內(nèi)壁貼合。隨著安裝工具拉力的增大，釘芯桿頭部12端面沉入套管2中，直至套管2的外側(cè)與孔壁完全貼合，最后在釘芯桿1達(dá)到預(yù)定載荷時(shí)在拉斷槽11處斷裂，完成裝配。其中，套管2的外側(cè)與孔壁的完全貼合，克服了套管只在中部與孔壁接觸的缺點(diǎn)， 能夠有效地避免現(xiàn)有技術(shù)中堵塞頭部壓力端與孔壁存在的縫隙，密封的可靠性顯著提高。 同時(shí)，套管2的內(nèi)壁與釘芯桿也能實(shí)現(xiàn)完全貼合，套管材料可以充滿釘芯桿1的止退環(huán)槽 13，從而限制了釘芯桿1在軸向的竄動，保證釘芯桿1與套管2的有效密封。堵塞在被堵孔中裝配完成后，被堵孔內(nèi)流體的壓力將作用于釘芯桿頭部12的內(nèi)凹面14上，產(chǎn)生向孔壁方向的壓應(yīng)力(參見附圖7中的放大部分)。當(dāng)孔內(nèi)流體壓力增大時(shí)，對孔壁的壓應(yīng)力隨之增大，因此能滿足堵塞對更高壓力孔的密封的需要。可見，采用端面為內(nèi)凹面的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高堵塞的密封性能。上述僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，可以理解，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)上還可具有多種變換，并不限于上述實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。比如釘芯桿的階梯狀頭部，其臺階數(shù)目及形狀可以有多種不同的變化。附圖8 10列舉了幾個(gè)有代表性的實(shí)施例，堵塞頭部的臺階可以為 2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或以上，臺階形狀可以球面、錐面或其它曲面?？傊?，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的變換或改形均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于密封孔的堵塞，包括釘芯桿，釘芯桿的套管，設(shè)于釘芯桿的拉斷槽，其特征在于釘芯桿頭部軸向截面呈階梯狀，其中與桿部相鄰的臺階為球面或錐面，釘芯桿與臺階接合處設(shè)置止退環(huán)槽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于密封孔的堵塞，其特征在于釘芯桿頭部外端面為球形凹面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于密封孔的堵塞，其特征在于釘芯桿外周設(shè)置防滑槽。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于密封孔的堵塞，其特征在于釘芯桿材料硬度大于套管材料硬度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種堵孔零件，具體為一種用于密封孔的堵塞，它包括釘芯桿，釘芯桿的套管，設(shè)于釘芯桿的拉斷槽，其特征在于釘芯桿頭部軸向截面呈階梯狀，其中與桿部相鄰的臺階為球面或錐面，釘芯桿與臺階接合處設(shè)置止退環(huán)槽。套管內(nèi)孔與釘芯桿配合，裝配在靠近釘芯桿球面或錐面的臺階處。本實(shí)用新型的堵塞結(jié)構(gòu)簡單、合理，安裝時(shí)釘芯桿不易從套管中拉脫，相比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的堵塞，其堵孔所需的堵緊力較小，同時(shí)，密封的可靠性也有所提高。
文檔編號F16J15/06GK202074032SQ201120151519
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者徐納, 金偉強(qiáng) 申請人:杭州新坐標(biāo)科技股份有限公司