本發(fā)明涉及一種樹脂制管接頭。
背景技術:
作為針對在半導體制造、醫(yī)療和醫(yī)藥用品制造、食品加工及化學工業(yè)等各種技術領域的制造工序中使用的流體(例如高純度液體、超純水或藥液)用管而使用的樹脂制管接頭,例如公知有專利文獻1所記載的樹脂制管接頭。
這種樹脂制管接頭具有接頭主體、內(nèi)圈(套筒)和按壓圈(緊固件)。所述緊固件由聯(lián)管螺母(union nut)等構成,且構成為能夠?qū)⑴c所述樹脂制管接頭接合的管通過所述套筒緊固于所述接頭主體。
所述接頭主體具有主體筒部、外筒部和內(nèi)筒部。所述外筒部從所述主體筒部向其軸心方向一側(cè)同軸地突出設置。所述內(nèi)筒部配置于所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè),并且以使突出端位于比所述外筒部的突出端更靠近所述主體筒部側(cè)的方式與所述外筒部向相同方向從所述主體筒部同軸地突出設置。
在所述接頭主體中,由所述主體筒部、所述外筒部和所述內(nèi)筒部包圍而形成有向軸心方向一側(cè)開口的槽部。
所述套筒具有筒狀的嵌合部、筒狀的連結(jié)部、筒狀的插入部和筒狀的限制部。所述嵌合部構成為以能夠拆裝的方式嵌合于所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)。所述連結(jié)部構成為從所述嵌合部向軸心方向一側(cè)突出設置,且被壓入所述管的長度方向一端部。
所述插入部構成為從所述嵌合部向軸心方向另一側(cè)同軸地突出設置,并從所述接頭主體的槽部的開口部插入于該槽部內(nèi)。所述限制部配置于所述插入部的徑向內(nèi)側(cè),并且以使突出端比所述插入部的突出端更靠近所述嵌合部側(cè)的方式與所述插入部向相同方向從所述嵌合部突出設置。
而且,在所述樹脂制管接頭中,在使所述管與所述套筒連結(jié)后,通過一邊利用所述限制部限制所述內(nèi)筒部的變形移動一邊使所述插入部壓入所述槽部而將所述套筒與所述接頭主體連接,之后使用所述緊固件將所述管緊固于所述接頭主體,由此能夠?qū)⑺龉芘c所述樹脂制管接頭接合。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:JP特開2000-283372號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
在使管與以往這樣的樹脂制管接頭接合的情況下,關于套筒與接頭主體的連接,為了在所述套筒與所述接頭主體之間確保密封性,采用將所述套筒的插入部的壁厚(徑向?qū)挾?設定得比所述接頭主體的槽部的槽寬(徑向?qū)挾?大的值等手段,來使所述插入部強力地壓入所述槽部。
關于該情況,得到如下見解:在如上所述地強力地壓入而將所述樹脂制管接頭與所述管接合且在該狀態(tài)下經(jīng)過了多年后,因維護或設備的布局變更等而想要將所述管從所述樹脂制管接頭拆下而向從所述接頭主體分離的方向拉拽所述管的情況下,容易變成所述插入部未從所述槽部脫離而所述套筒仍殘留在所述接頭主體上的狀態(tài),而僅所述管從所述接頭主體脫離。
若發(fā)生僅所述管脫離所述接頭主體的情況,則在將拆下的所述管再次與樹脂制管接頭接合時,不得不暫且通過鉗子等將仍處于連接在所述接頭主體上的狀態(tài)的所述套筒拔下,由此,不僅有可能損傷該套筒,而且有可能導致當將如此分離的所述套筒和所述管再次接合時兩者之間的緊密接觸程度變?nèi)鯊亩@兩者之間的密封性降低。因此,實際上無法實現(xiàn)將所述管與所述樹脂制管接頭再次接合。
因此,就所述樹脂制管接頭而言,在為了維護或設備的布局變更等而拆下了處于接合狀態(tài)的所述管的情況下,有可能因所述套筒與所述管分離并殘留于所述接頭主體上而導致無法將該拆下的所述管再次與樹脂制管接頭接合。
另外,即使在能夠容易地實施所述管向所述樹脂制管接頭的再次接合的情況下,考慮到因所述樹脂制管接頭的長時間使用且從最初的接合經(jīng)過了很長時間而導致所述樹脂制管接頭的老化不斷加重,從而在所述套筒與所述接頭主體之間的密封性也有可能變得不足。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的,其目的在于提供一種樹脂制管接頭,在將處于接合狀態(tài)的管拆下后,能夠可靠且容易地將所述管再次與樹脂制管接頭接合,并且無論是在所述管的最初接合時還是在再次接合時均能夠確保接頭主體與套筒之間的密封性良好。
用于解決問題的手段
技術方案1的發(fā)明為一種樹脂制管接頭,具有:
接頭主體,其具有主體筒部、外筒部和內(nèi)筒部,并由所述主體筒部、所述外筒部和所述內(nèi)筒部包圍而形成有向軸心方向一側(cè)開口的槽部,其中,所述主體筒部在內(nèi)部形成有流體用的流路,所述外筒部從所述主體筒部向其軸心方向一側(cè)同軸地突出設置,所述內(nèi)筒部配置于所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)并且以使突出端比所述外筒部的突出端更靠近所述主體筒部側(cè)的方式與所述外筒部向相同方向從所述主體筒部同軸地突出設置,
套筒,其具有筒狀的嵌合部、筒狀的連結(jié)部、筒狀的插入部和筒狀的限制部,其中,所述嵌合部以能夠拆裝的方式與所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)嵌合,所述連結(jié)部從所述嵌合部向軸心方向一側(cè)突出設置并壓入管的長度方向一端部,所述插入部從所述嵌合部向軸心方向另一側(cè)同軸地突出設置并從所述槽部的開口部插入所述槽部,所述限制部配置在所述插入部的徑向內(nèi)側(cè)并且以使其突出端比所述插入部的突出端更靠近所述嵌合部側(cè)的方式與所述插入部向相同方向從所述嵌合部突出設置,所述套筒能夠在與所述管連結(jié)的狀態(tài)下與所述接頭主體連接或脫離,以及
緊固件,其能夠經(jīng)由所述套筒將所述管緊固于所述接頭主體;
所述樹脂制管接頭的特征在于,
所述插入部具有比所述槽部的徑向?qū)挾却蟮膹较驅(qū)挾?,在為了將所述套筒連接到所述接頭主體而將所述嵌合部與所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)嵌合時,所述插入部一邊向徑向內(nèi)側(cè)按壓所述內(nèi)筒部以使其壓縮變形一邊被壓入所述槽部,
所述限制部在向所述槽部壓入所述插入部時位于所述內(nèi)筒部的徑向內(nèi)側(cè),限制被所述插入部按壓的所述內(nèi)筒部向徑向內(nèi)側(cè)的變形移動,
在所述限制部限制所述內(nèi)筒部的變形移動的狀態(tài)下使所述插入部壓入所述槽部,由此,形成有使所述插入部的內(nèi)周面與所述內(nèi)筒部的外周面之間密封的密封部,
在所述插入部被壓入所述槽部時,在軸心方向上位于所述槽部的開口部分的相反側(cè)的所述主體筒部與所述插入部的突出端之間形成有空間,
在所述插入部向所述槽部的壓入結(jié)束之后,在包含所述內(nèi)筒部的軸心在內(nèi)的截面上,所述內(nèi)筒部的外周面中的面向所述空間的區(qū)域與所述內(nèi)筒部的軸心形成在5°~15°的范圍內(nèi)的規(guī)定角度。
根據(jù)該結(jié)構,在使所述管與所述樹脂制管接頭接合(再次接合)時,能夠在相互連接的所述接頭主體與所述套筒之間形成施加適當面壓的所述密封部,并通過該密封部沿徑向施加密封力,從而在所述接頭主體與所述套筒之間確保優(yōu)良的密封性。
在此基礎上,還能夠使所述套筒可靠地從所述接頭主體脫離,并能夠?qū)⑺龉茉诒3峙c所述套筒連結(jié)的狀態(tài)下從所述樹脂制管接頭拆下。能夠容易地將在保持與所述管連結(jié)的狀態(tài)下的所述套筒與所述接頭主體再次連接而使所述管與所述樹脂制管接頭再次接合。
因此,在維護或設備的布局變更等時,能夠可靠且容易地將從所述樹脂制管接頭拆下的所述管與所述樹脂制管接頭再次接合。進一步地,不論是所述樹脂制管接頭和所述管首次接合時還是再次接合時,均能夠確保在所述接頭主體與所述套筒之間形成的所述密封部的密封性良好。
技術方案2的發(fā)明為,在技術方案1所記載的樹脂制管接頭中,
在所述套筒的限制部設有第一抵接面,
在所述接頭主體的內(nèi)筒部設有能夠與所述第一抵接面抵接的第二抵接面,
在所述插入部向所述槽部的壓入結(jié)束后,所述內(nèi)筒部以所述第一抵接面與所述第二抵接面壓力接觸的方式被夾持于所述插入部與所述限制部之間,形成將所述第一抵接面與所述第二抵接面之間密封的密封部。
根據(jù)該結(jié)構,在使所述樹脂制管接頭與所述管接合時,在相互連接的所述接頭主體與所述套筒之間,除了在所述插入部與所述內(nèi)筒部之間沿徑向施加密封力的所述密封部之外,還能夠形成沿軸心方向施加密封力的追加的所述密封部。因此,能夠在所述接頭主體與所述套筒之間穩(wěn)定地實現(xiàn)優(yōu)良的密封性。
技術方案3的發(fā)明為,在技術方案1或技術方案2所記載的樹脂制管接頭中,
所述緊固件具有筒狀的按壓部和筒狀的外圈部,所述按壓部以能夠沿所述管的長度方向移動的方式外套在所述管上,所述外圈部能夠從徑向外側(cè)與所述接頭主體的外筒部螺合,
在所述套筒的連結(jié)部設有鼓出部,所述鼓出部向徑向外側(cè)鼓出,以在該連結(jié)部被壓入所述管時使所述管的一部分擴徑,
通過使所述外圈部與所述外筒部螺合,所述按壓部使所述鼓出部向所述主體筒部按壓,以使所述插入部壓入所述槽部。
根據(jù)該結(jié)構,在為了使用所述緊固件將所述管緊固于所述接頭主體而將所述外圈部與所述外筒部螺合時,能夠通過所述按壓部將壓入了所述套筒的所述管的長度方向一端部向所述鼓出部按壓而保持使所述管與所述鼓出部壓力接觸的狀態(tài)。因此,能夠謀求防止與所述樹脂制管接頭接合的所述管的脫落。
技術方案4的發(fā)明為,在技術方案1至技術方案3的任一項所記載的樹脂制管接頭中,
所述插入部的突出端部以其內(nèi)徑從所述嵌合側(cè)朝向所述突出端側(cè)增大的方式形成為前端尖細狀。
根據(jù)該結(jié)構,在為了將所述套筒與所述接頭主體連接而開始使所述插入部壓入所述槽部時,容易使所述插入部從所述突出端部插入所述槽部。
技術方案5的發(fā)明為一種樹脂制管接頭,具有:
接頭主體,其具有主體筒部、外筒部和內(nèi)筒部,并由所述主體筒部、所述外筒部和所述內(nèi)筒部包圍而形成有向軸心方向一側(cè)開口的槽部,其中,所述主體筒部在內(nèi)部形成有流體用的流路,所述外筒部從所述主體筒部向其軸心方向一側(cè)同軸地突出設置,所述內(nèi)筒部配置于所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)并且以使突出端比所述外筒部的突出端更靠近所述主體筒部側(cè)的方式與所述外筒部向相同方向從所述主體筒部同軸地突出設置,
套筒,其具有筒狀的嵌合部、筒狀的連結(jié)部、筒狀的插入部和筒狀的限制部,其中,所述嵌合部以能夠拆裝的方式與所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)嵌合,所述連結(jié)部從所述嵌合部向軸心方向一側(cè)突出設置并壓入管的長度方向一端部,所述插入部從所述嵌合部向軸心方向另一側(cè)同軸地突出設置并從所述槽部的開口部插入所述槽部,所述限制部配置在所述插入部的徑向內(nèi)側(cè),并且以使其突出端比所述插入部的突出端更靠近所述嵌合部側(cè)的方式與所述插入部向相同方向從所述嵌合部突出設置,所述套筒能夠在與所述管連結(jié)的狀態(tài)下與所述接頭主體連接或脫離,以及
緊固件,其能夠經(jīng)由所述套筒將所述管緊固于所述接頭主體;
所述樹脂制管接頭的特征在于,
所述插入部具有比所述槽部的徑向?qū)挾却蟮膹较驅(qū)挾?,為了將所述套筒連接到所述接頭主體而將所述嵌合部與所述外筒部的徑向內(nèi)側(cè)嵌合時,所述插入部壓入所述槽部的壓入長度比所述槽部在軸心方向上的深度短,且所述插入部一邊向徑向內(nèi)側(cè)按壓所述內(nèi)筒部以使其壓縮變形一邊被壓入所述槽部,
所述限制部在向所述槽部壓入所述插入部時位于所述內(nèi)筒部的徑向內(nèi)側(cè),限制被所述插入部按壓的所述內(nèi)筒部向徑向內(nèi)側(cè)的變形移動,
在所述限制部限制所述內(nèi)筒部的變形移動的狀態(tài)下使所述插入部壓入所述槽部,由此,形成有使所述插入部的內(nèi)周面與所述內(nèi)筒部的外周面之間密封的密封部,
在將所述插入部的徑向?qū)挾仍O為D1,將所述槽部的徑向?qū)挾仍O為D2,將所述插入部向所述槽部壓入的壓入長度設為L1,將所述槽部的軸心方向的深度設為L2的情況下,在所述插入部向所述槽部的壓入結(jié)束之后,在包含所述插入部的軸心在內(nèi)的截面上,(D1-D2)/(L2-L1)的值落在tan5°~tan15°的范圍內(nèi)。
根據(jù)該結(jié)構,在使所述管與所述樹脂制管接頭接合(再次接合)時,能夠在相互連接的所述接頭主體與所述套筒之間形成施加適當面壓力的所述密封部,并通過該密封部沿徑向施加密封力,從而在所述接頭主體與所述套筒之間確保優(yōu)良的密封性。
在此基礎上,還能夠使所述套筒可靠地從所述接頭主體脫離,并能夠?qū)⑺龉茉诒3峙c所述套筒連結(jié)的狀態(tài)下從所述樹脂制管接頭拆下。能夠容易地將在保持與所述管連結(jié)的狀態(tài)下的所述套筒與所述接頭主體再次連接而使所述管與所述樹脂制管接頭再次接合。
因此,在維護或設備的布局變更等時,能夠可靠且容易地將從所述樹脂制管接頭拆下的所述管與所述樹脂制管接頭再次接合。進一步地,不論是所述樹脂制管接頭和所述管首次接合時還是再次接合時,均能夠確保在所述接頭主體與所述套筒之間形成的所述密封部的密封性良好。
技術方案6的發(fā)明為,在技術方案5所記載的樹脂制管接頭中,
在所述套筒的限制部設有第一抵接面,
在所述接頭主體的內(nèi)筒部設有能夠與所述第一抵接面抵接的第二抵接面,
在所述插入部向所述槽部的壓入結(jié)束后,所述內(nèi)筒部以所述第一抵接面與所述第二抵接面壓力接觸的方式被夾持于所述插入部與所述限制部之間,形成將所述第一抵接面與所述第二抵接面之間密封的密封部。
根據(jù)該結(jié)構,在使所述樹脂制管接頭與所述管接合時,在相互連接的所述接頭主體與所述套筒之間,除了在所述插入部與所述內(nèi)筒部之間沿徑向施加密封力的所述密封部之外,還形成沿軸心方向施加密封力的追加的所述密封部。因此,能夠在所述接頭主體與所述套筒之間穩(wěn)定地實現(xiàn)優(yōu)良的密封性。
技術方案7的發(fā)明為,在技術方案5或技術方案6所記載的樹脂制管接頭中,
所述緊固件具有筒狀的按壓部和筒狀的外圈部,所述按壓部以能夠沿所述管的長度方向移動的方式外套在所述管上,所述外圈部能夠從徑向外側(cè)與所述接頭主體的外筒部螺合,
在所述套筒的連結(jié)部設有鼓出部,所述鼓出部向徑向外側(cè)鼓出,以在該連結(jié)部被壓入所述管時使所述管的一部分擴徑,
通過使所述外圈部與所述外筒部螺合,所述按壓部使所述鼓出部向所述主體筒部按壓,以使所述插入部壓入所述槽部。
根據(jù)該結(jié)構,在為了使用所述緊固件將所述管緊固于所述接頭主體而將所述外圈部與所述外筒部螺合時,能夠通過所述按壓部將壓入了所述套筒的所述管的長度方向一端部向所述鼓出部按壓而使所述管與所述鼓出部保持壓力接觸的狀態(tài)。因此,能夠謀求防止與所述樹脂制管接頭接合的所述管的脫落。
技術方案8的發(fā)明為,在技術方案5至技術方案7的任一項所記載的樹脂制管接頭中,
所述插入部的突出端部以其內(nèi)徑從所述嵌合側(cè)朝向所述突出端側(cè)增大的方式形成為前端尖細狀。
根據(jù)該結(jié)構,在為了將所述套筒與所述接頭主體連接而開始使所述插入部壓入所述槽部時,容易使所述插入部從所述突出端部插入所述槽部。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種樹脂制管接頭,在將處于接合狀態(tài)的管拆下后,能夠再次可靠且容易地將所述管與該樹脂制管接頭接合,并且不論是在所述管的最初接合時還是再次接合時均能夠確保接頭主體與套筒之間的密封性良好。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一個實施方式的樹脂制管接頭的剖視圖;
圖2是圖1的局部放大圖;
圖3是圖2的主要部分放大圖;
圖4是示出圖1的樹脂制管接頭的在將接頭主體與套筒的連接解除后的狀態(tài)的剖視圖;
圖5是示出實驗例1的實驗結(jié)果的圖;
圖6是示出實驗例2的實驗結(jié)果的圖;
圖7是示出實驗例3的實驗結(jié)果的圖;
圖8是示出實驗例4的實驗結(jié)果的圖;
圖9是示出實驗例5的實驗結(jié)果的圖;
圖10是示出實驗例6的實驗結(jié)果的圖;
圖11是示出實驗例7的實驗結(jié)果的圖;
圖12是示出實驗例8的實驗結(jié)果的圖;
圖13是示出實驗例9的實驗結(jié)果的圖;
圖14是示出實驗例10的實驗結(jié)果的圖;
圖15是圖2的局部放大圖;
圖16是示出實驗例11的實驗結(jié)果的圖;
圖17是示出實驗例12的實驗結(jié)果的圖;
圖18是示出實驗例13的實驗結(jié)果的圖;
圖19是示出實驗例14的實驗結(jié)果的圖;
圖20是示出實驗例15的實驗結(jié)果的圖;
圖21是示出實驗例16的實驗結(jié)果的圖;
圖22是示出實驗例17的實驗結(jié)果的圖;
圖23是示出實驗例18的實驗結(jié)果的圖;
圖24是示出實驗例19的實驗結(jié)果的圖;
圖25是示出實驗例20的實驗結(jié)果的圖。
具體實施方式
參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
在圖1中示出本發(fā)明的一個實施方式的樹脂制管接頭1的剖視圖。在圖2中示出圖1的局部放大圖。在圖3中示出圖2的主要部分放大圖。在圖4中示出所述樹脂制管接頭1的在將接頭主體3與套筒4的連接解除后的狀態(tài)。此外,在圖1中,示出在所述樹脂制管接頭1上接合有樹脂制的管2的狀態(tài)。
所述樹脂制管接頭1是為了將所述管2與其他的管連接而應用的樹脂制的管接頭,或者是為了將所述管2與流體設備(例如閥或泵)連接而設置于流體設備的管連接位置的樹脂制的管接頭。該樹脂制管接頭1具有所述接頭主體3、所述套筒4和緊固件5。在本實施方式中,所述樹脂制管接頭1及所述管2均是利用含氟樹脂來制造的。
所述接頭主體3具有主體筒部11、外筒部12和內(nèi)筒部13。在本實施方式中,具體來說,所述接頭主體3使用PFA(全氟烷氧基樹脂(パーフルオロアルコキシアルカン))或PTFE(聚四氟乙烯)來制造。
所述主體筒部11在該主體筒部11的內(nèi)部具有用于供液體等流體流通的流路14。在本實施方式中,所述主體筒部11形成為圓筒狀。而且,所述流路14在所述主體筒部11的內(nèi)部以沿其軸心方向延伸的方式設置。
所述外筒部12從所述主體筒部11的軸心方向一端向其軸心方向一側(cè)同軸地突出設置。在本實施方式中,所述外筒部12形成為圓筒狀。在所述外筒部12的外周面上,沿著所述外筒部12的軸心方向設有外螺紋15。
所述內(nèi)筒部13配置于所述外筒部12的徑向內(nèi)側(cè)。所述內(nèi)筒部13以使其突出端16比所述外筒部12的突出端17更靠近所述主體筒部11側(cè)的方式與所述外筒部12向相同方向從所述主體筒部11的軸心方向一端同軸地突出設置。
在本實施方式中,所述內(nèi)筒部13形成為圓筒狀,具有與所述主體筒部11的內(nèi)徑大致相同尺寸的內(nèi)徑并且具有比所述外筒部12的內(nèi)徑小的外徑。而且,流路18在所述內(nèi)筒部13的內(nèi)部以沿其軸心方向延伸的方式設置,并與所述流路14連接。
另外,在所述接頭主體3中,設有由所述主體筒部11、所述外筒部12和所述內(nèi)筒部13包圍的槽部20。在本實施方式中,所述槽部20以在徑向上夾在所述內(nèi)筒部13和與該內(nèi)筒部13相對的所述外筒部12的軸心方向另一側(cè)(根部側(cè))之間的方式配置。
而且,所述槽部20以在所述內(nèi)筒部13的突出端16附近具有開口部21并且以在所述主體筒部11的軸心方向一端側(cè)具有形成為截面呈彎曲凹狀的封閉部22的方式,形成為在所述內(nèi)筒部13的外周面的整周范圍內(nèi)延伸的環(huán)狀。
所述槽部20的槽寬D2設定為比深度L2小。所述槽部20的槽寬D2是指,所述外筒部12的內(nèi)周面與所述內(nèi)筒部13的外周面之間的徑向?qū)挾?參照圖4)。所述槽部20的深度L2是指,所述槽部20的從開口部21到所述封閉部22(詳細而言,到所述槽寬D2開始發(fā)生變化的變化開始部23)為止的軸心方向?qū)挾?參照圖2)。
所述套筒4具有嵌合部25、連結(jié)部26、插入部27和限制部28。所述套筒4以能夠在通過所述連結(jié)部26與所述管2連結(jié)的狀態(tài)下與所述接頭主體3連接或脫離的方式構成。在本實施方式中,具體來說,所述套筒4利用PFA來制造。
所述嵌合部25呈筒狀,并以能夠拆裝的方式嵌合于所述接頭主體3的外筒部12的徑向內(nèi)側(cè)。在本實施方式中,所述嵌合部25形成為圓筒狀,具有與所述外筒部12的內(nèi)徑大致相同尺寸的外徑,并且具有與所述接頭主體3的內(nèi)筒部13及所述管2的內(nèi)徑大致相同尺寸的內(nèi)徑。
所述連結(jié)部26呈筒狀,并從所述嵌合部25向軸心方向一側(cè)突出設置且能夠壓入所述管2的長度方向一端部。在本實施方式中,所述連結(jié)部26形成為圓筒狀,具有與所述嵌合部25的內(nèi)徑及所述管2的內(nèi)徑大致相同尺寸的內(nèi)徑。
所述連結(jié)部26具有比所述嵌合部25的外徑小且比所述管2的內(nèi)徑大的外徑。而且,所述連結(jié)部26能夠在壓入所述管2的長度方向一端部的狀態(tài)下隔著該管2的長度方向一端部而以能夠拆裝的方式嵌合于所述外筒部12的徑向內(nèi)側(cè)。
所述插入部27呈筒狀,并從所述嵌合部25向軸心方向另一側(cè)同軸地突出設置且能夠從所述槽部20的所述開口部21插入該槽部20。在本實施方式中,所述插入部27形成為圓筒狀,并具有與所述嵌合部25的外徑大致相同尺寸的外徑并且具有比所述嵌合部25的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。
所述插入部27具有與所述外筒部12的內(nèi)徑大致相同尺寸的外徑并且具有比所述內(nèi)筒部13的外徑小的內(nèi)徑。即,所述插入部27具有比所述槽部20的槽寬D2大的壁厚(徑向?qū)挾?D1(參照圖4)。于是,所述插入部27能夠一邊按壓所述內(nèi)筒部13的外周側(cè)使其壓縮變形一邊插入所述槽部20。
所述插入部27在向所述槽部20壓入時的壓入長度L1比所述槽部20的深度L2短。在此,所述插入部27的壓入長度L1是指,在所述插入部27向所述槽部20的壓入結(jié)束的狀態(tài)下,所述插入部27的內(nèi)周面中的與所述內(nèi)筒部13的外周面接觸的部分的軸心方向?qū)挾?參照圖2)。
所述限制部28呈筒狀,配置在所述插入部27的徑向內(nèi)側(cè)。所述限制部28以使其突出端29比所述插入部27的突出端30更靠近所述嵌合部25側(cè)的方式與所述插入部27向相同方向從所述嵌合部25突出設置。
當所述插入部27從所述開口部21朝向所述封閉部22側(cè)壓入所述接頭主體3的槽部20內(nèi)時,所述限制部28位于所述內(nèi)筒部13的徑向內(nèi)側(cè),限制被所述插入部27按壓的所述內(nèi)筒部13向徑向內(nèi)側(cè)(所述流路18側(cè))的變形移動。
而且,在由所述限制部28限制上述的所述內(nèi)筒部13的變形移動的狀態(tài)下使所述插入部27壓入所述槽部20,由此形成了將所述插入部27的內(nèi)周面與所述內(nèi)筒部13的外周面之間密封的所述第一密封部31。
在本實施方式中,所述限制部28形成為圓筒狀,并其內(nèi)徑具有與所述嵌合部25的內(nèi)徑大致相同的尺寸。所述限制部28具有比所述插入部27的內(nèi)徑小的外徑,以能夠在該限制部28和與該限制部28相對的所述插入部27的軸心方向一側(cè)(根部側(cè))之間夾持所述內(nèi)筒部13的突出端16側(cè)。
這樣,所述限制部28能夠在所述插入部27被壓入所述槽部20時在所述內(nèi)筒部13(該內(nèi)筒部13因被所述插入部27按壓而外周側(cè)壓縮變形并且欲相對于所述主體筒部11從所述突出端16側(cè)向徑向內(nèi)側(cè)變形移動)的突出端16側(cè)支承該內(nèi)筒部13,阻止所述內(nèi)筒部13向徑向內(nèi)側(cè)的變形移動。
所述緊固件5能夠通過所述套筒4將所述管2緊固于所述接頭主體3。作為所述緊固件5,在本實施方式中,使用聯(lián)管螺母。此外,所述緊固件5的詳細情況將在后文敘述。
利用這樣的結(jié)構,能夠通過進行如下所述的接合作業(yè)將所述管2與所述樹脂制管接頭1接合。即,在所述接合作業(yè)中,首先,通過將所述連結(jié)部26壓入于所述管2的長度方向一端部而使所述套筒4與所述管2連結(jié)。
然后,通過使所述插入部27壓入所述槽部20而使與所述管2連結(jié)完畢的所述套筒4與所述接頭主體3連接,以使所述管2的流路32與所述流路14、18連通。最后,使用所述緊固件5將所述管2緊固于所述接頭主體3。
而且,在本實施方式中,在以上述方式將所述管2與所述樹脂制管接頭1接合的情況下,在所述插入部27被壓入所述槽部20時,如圖2所示,在軸心方向上,在所述槽部20的封閉部22與所述插入部27的突出端30之間形成了空間33,該封閉部22位于所述槽部20的開口部21的相反側(cè)。
而且,在向所述槽部20壓入所述插入部27之后,如圖3所示,在包括所述內(nèi)筒部13的軸心在內(nèi)的截面,所述內(nèi)筒部13的外周面中的面向所述空間33的區(qū)域35與所述內(nèi)筒部13的軸心(與該軸心平行的直線36)所成的角度Θ是5°~15°的范圍內(nèi)的規(guī)定角度。
在本實施方式中,考慮到因向所述槽部20壓入所述插入部27而產(chǎn)生的所述內(nèi)筒部13的外周側(cè)的壓縮變形,所述角度Θ能夠通過將所述插入部27的壁厚D1相對于所述槽部20的槽寬D2而設定為適當?shù)闹祦頉Q定。
此外,若如上所述在將所述槽部20的深度設為L2的基礎上,將所述插入部27的壓入長度設為L1,則優(yōu)選以使所述插入部27相對于所述槽部20的插入率L1/L2為20%以上,最好是30%以上的方式使所述插入部27壓入所述槽部20。
在此,所述插入部27的壓入長度L1是指,在所述插入部27向所述槽部20的壓入結(jié)束的狀態(tài)下,所述插入部27的內(nèi)周面中的與所述內(nèi)筒部13的外周面接觸的部分的軸心方向?qū)挾?參照圖2)。
根據(jù)以上的結(jié)構,在使所述管2與所述樹脂制管接頭1接合(再次接合)時,能夠形成在相互連接的所述接頭主體3與所述套筒4之間施加適當?shù)拿鎵毫Φ乃龅谝幻芊獠?1,并通過該第一密封部31沿徑向施加密封力,在所述接頭主體3與所述套筒4之間確保優(yōu)良的密封性。
并且,能夠可靠地使所述套筒4從所述接頭主體3脫離,并將所述套筒4在保持與所述管2連結(jié)的狀態(tài)下從所述樹脂制管接頭1拆下。能夠容易地將保持與所述管2連結(jié)的狀態(tài)下的所述套筒4與所述接頭主體3再次連接,從而使所述管2與所述樹脂制管接頭1再次接合。
因此,在維護或設備的布局變更等時,能夠可靠且容易地將從所述樹脂制管接頭1拆下的所述管2再次與所述樹脂制管接頭1接合。另外,無論是所述樹脂制管接頭1與所述管2首次接合時還是再次接合時,均能夠保持在所述接頭主體3與所述套筒4之間形成的所述第一密封部31的密封性良好。
該作用效果通過實施以下的實驗例1~10可知。
在實驗例1中準備多個第1樹脂制管接頭,在實驗例2中準備多個第2樹脂制管接頭,在實驗例3中準備多個第3樹脂制管接頭,在實驗例4中準備多個第4樹脂制管接頭,在實驗例5中準備多個第5樹脂制管接頭。這些樹脂制管接頭均具有PFA制的接頭主體及套筒。
在各實驗例中,將多個樹脂制管接頭分別設為具有與上述實施方式的所述樹脂制管接頭1實質(zhì)上相同的結(jié)構,在此基礎上選擇并使用了內(nèi)筒部的外周面中的、面向槽部的空間的區(qū)域與所述內(nèi)筒部的軸心所成的角度Θ在1°~20°的范圍內(nèi)各差1°的多個樹脂制管接頭。
另外,在實驗例1~實驗例5中,使各個實驗例的插入部相對于槽部的插入率不同。關于該插入率,為了便于實驗,在實驗例1中設為90%,在實驗例2中設為80%,在實驗例3中設為60%,在實驗例4中設為40%,在實驗例5中設為30%。
在此基礎上,針對實驗例1~實驗例5各自的樹脂制管接頭(試驗體)進行了泄露試驗。此外,關于該泄露試驗,在所使用的所述樹脂性管接頭中,就圖2而言,在內(nèi)筒部13與插入部27的抵接部分追加使流體能夠在流路18側(cè)與空間39之間自由流通的槽部以使后述的第二密封部43不發(fā)揮作用,在此基礎上實施該泄露試驗。
所述泄露試驗用于在各試驗體中確認在接頭主體與套筒最初連接時在第一密封部處是否發(fā)生流體的泄露(最初連接時有無泄露發(fā)生)、以及在所述接頭主體與所述套筒再次連接時在所述第一密封部處是否發(fā)生流體的泄露(再次連接時有無泄露發(fā)生)。
在所述泄露試驗中,將被染色的滲透液封入各試驗體的流路(接頭主體及套筒內(nèi)的流路),向封入的滲透液加入1.4MPa的氮氣,通過目視確認了滲透液從在所述接頭主體與所述套筒之間(所述槽部)通過的所述流路向所述第一密封部滲透的滲透情況(滲透液的一部分是否以越過所述第一密封部的方式移動)。
此外,所述接頭主體與所述套筒的再次連接(即管的拆裝)通常在從最初連接時起經(jīng)過了很長時間后進行,因此在通過對最初連接時所利用的所述接頭主體及所述套筒反復進行10次加熱(150℃,1小時)和冷卻(溫度25℃,6小時)而使所述接頭主體及所述套筒產(chǎn)生因內(nèi)部應力等導致恢復特性的變化(蠕變變形)后,確認所述試驗體在再次連接時有無泄露發(fā)生。
在實驗例6中準備多個第6樹脂制管接頭,在實驗例7中準備多個第7樹脂制管接頭,在實驗例8中準備多個第8樹脂制管接頭,在實驗例9中準備多個第9樹脂制管接頭,在實驗例10中準備多個第10樹脂制管接頭。這些樹脂制管接頭均具有PEFE制的接頭主體及PFA制的套筒。
在各實驗例中,將多個樹脂制管接頭分別設為具有與上述實施方式的所述樹脂制管接頭1實質(zhì)上相同的結(jié)構,在此基礎上選擇并使用了內(nèi)筒部的外周面中的、面向槽部的空間的區(qū)域與所述內(nèi)筒部的軸心所成的角度Θ在1°~20°的范圍內(nèi)各差1°的多個樹脂制管接頭。
另外,在實驗例6~實驗例10中,使各個實驗例的插入部相對于槽部的插入率不同。關于該插入率,為了便于實驗,在實驗例6中設為90%,在實驗例7中設為80%,在實驗例8中設為60%,在實驗例9中設為40%,在實驗例10中設為30%。
在此基礎上,對實驗例6~實驗例10各自的樹脂制管接頭(試驗體)進行了與實驗例1~實驗例5相同的泄露試驗。
另外,對實驗例1~實驗例10各自樹脂制管接頭(試驗體)進行了反復接合性能確認試驗。
所述反復接合性能確認試驗用于確認在從實驗例1~10各個試驗體拆下處于接合狀態(tài)的管后能否將所述管與該試驗體可靠且容易地再次接合,具體而言,用于確認是否存在在拆下所述管時套筒未從槽部脫離而殘留于接頭主體上的可能性(有無套筒殘留的可能性)。
在圖5~圖14中分別示出針對實驗例1~實驗例10的泄漏試驗及反復接合性能確認試驗的實驗結(jié)果。根據(jù)圖5~圖14可知,在實驗例1~實驗例10中的任一個中,將所述角度Θ設定為5°~15°的范圍內(nèi)的規(guī)定角度的試驗體均沒有發(fā)生最初連接時的泄漏且沒有發(fā)生再次連接時的泄漏,另外也沒有所述套筒殘留的可能性。即,能夠確認上述作用效果。
另外,如圖2、圖4所示,在本實施方式中,在所述套筒4的限制部28設置有第一抵接面41。詳細來說,所述限制部28形成為其外徑從軸心方向一側(cè)(根部側(cè))朝向另一側(cè)(所述突出端29側(cè))逐漸縮小的頂端尖細狀。所述第一抵接面41作為錐面而配置于所述限制部28的徑向外側(cè)。更詳細來說,所述第一抵接面41形成于所述限制部28的外周面。
在所述接頭主體3的內(nèi)筒部13上設有能夠與所述第一抵接面41抵接的第二抵接面42。詳細而言,所述內(nèi)筒部13的突出端16側(cè)形成為其內(nèi)徑從軸心方向另一側(cè)(根部側(cè))朝向一側(cè)(所述突出端16側(cè))逐漸擴大的前端尖細狀。所述第二抵接面42作為錐面而在所述內(nèi)筒部13的突出端16側(cè)配置于徑向內(nèi)側(cè)。進一步詳細而言,所述第二抵接面42形成于所述內(nèi)筒部13的突出端16側(cè)的內(nèi)周面。
而且,如圖1、圖2所示,在所述插入部27被壓入所述槽部20后,所述內(nèi)筒部13以所述第一抵接面41與所述第二抵接面42壓力接觸的方式被夾持于所述插入部27與所述限制部28之間,形成將所述第一抵接面41與所述第二抵接面42之間密封的所述第二密封部43。
通過這樣的結(jié)構,當將所述管2與所述樹脂制管接頭1接合時,在相互連接的所述接頭主體3與所述套筒4之間除了沿徑向施加密封力的所述第一密封部31之外,還能夠形成沿軸心方向作用密封力的所述第二密封部43。因此,能夠在所述接頭主體3與所述套筒4之間穩(wěn)定地實現(xiàn)優(yōu)良的密封性。
另外,如圖1所示,在本實施方式中,所述緊固件5具有按壓部46和外圈部47。具體而言,所述緊固件如前所述地是聯(lián)管螺母,使用PFA來制造。
所述按壓部46呈筒狀,并以能夠沿所述管2的長度方向移動的方式外套在該管2上。在本實施方式中,所述按壓部46形成為圓筒狀,具有與所述管2的外徑大致相同尺寸或比所述管2的外徑稍大的內(nèi)徑。
所述外圈部47能夠從徑向外側(cè)與所述接頭主體3的外筒部12螺合。在本實施方式中,所述外圈部47形成為圓筒狀,具有比所述按壓部46的內(nèi)徑大的內(nèi)徑。所述外圈部47從所述按壓部46的靠近徑向外側(cè)的部分向軸心方向另一側(cè)同軸地突出設置。
所述外圈部47具有與所述外筒部12的外徑大致相同尺寸的內(nèi)徑,以能夠包圍所述外筒部12。在所述外圈部47的內(nèi)周面上,沿著所述外圈部47的軸心方向設有與所述外筒部12的外螺紋15對應的內(nèi)螺紋48。這樣,所述外圈部47能夠與所述外筒部12螺合。
另外,在本實施方式中,在所述套筒4的連結(jié)部26上設有鼓出部50。所述鼓出部50被設置為向徑向外側(cè)鼓出的形狀,以能夠在所述連結(jié)部26被壓入所述管2的長度方向一端部時能夠使所述管2的長度方向一端部的一部分擴徑。
而且,通過使所述緊固件5的外圈部47與所述外筒部12螺合,所述緊固件5的按壓部46將所述套筒4的鼓出部50向所述主體筒部11按壓,以將所述套筒4的插入部27壓入所述接頭主體3的槽部20。
詳細而言,所述鼓出部50形成為截面呈彎曲凸狀。所述鼓出部50配置于所述連結(jié)部26的靠近軸心方向一側(cè)的位置,并在所述連結(jié)部26的外周面的整周范圍內(nèi)延伸設置。而且,所述鼓出部50在所述連結(jié)部26壓入所述管2時,在所述管2的長度方向一端部形成擴徑區(qū)域。
在所述管2的擴徑區(qū)域,形成有能夠與所述按壓部46的在徑向內(nèi)側(cè)位于軸向另一側(cè)的角部52抵接的第三抵接面53。所述第三抵接面53配置于所述管2的擴徑區(qū)域中的、所述連結(jié)部26的長度方向一側(cè),并形成為所述管2的外徑從長度方向另一側(cè)朝向一側(cè)逐漸縮小的錐狀。
通過這樣的結(jié)構,在為了將所述管2緊固于所述接頭主體3而將所述緊固件5的外圈部47螺合于所述外筒部12時,能夠通過所述緊固件5的按壓部46(所述角部52)將壓入了所述套筒4的所述管2的第三抵接面53向所述鼓出部50按壓從而保持使所述管2與所述鼓出部50壓力接觸的狀態(tài)。因此,能夠謀求防止與所述樹脂制管接頭1接合的所述管2脫落。
另外,在本實施方式中,如圖1所示,在所述管2的所述擴徑區(qū)域,除了所述第三抵接面53之外還形成有第四抵接面54。所述第四抵接面54配置于所述管2的擴徑區(qū)域中的、所述連結(jié)部26的長度方向另一側(cè),并形成為所述管2的外徑從長度方向一側(cè)朝向另一側(cè)逐漸縮小的錐狀。
在所述接頭主體3的外筒部12上設有能夠與所述第四抵接面54抵接的第五抵接面55。所述第五抵接面55在所述外筒部12的突出端17附近配置于徑向內(nèi)側(cè)。所述第五抵接面55形成為所述外筒部12的內(nèi)徑從軸心方向另一側(cè)(根部側(cè))朝向一側(cè)(所述突出端17側(cè))逐漸擴大的錐狀。
通過這樣的結(jié)構,在為了將所述管2緊固于所述接頭主體3而將所述外圈部47螺合于所述外筒部12時,能夠通過所述按壓部46經(jīng)由所述套筒4將壓入了所述連結(jié)部26的所述管2的第四抵接面54向所述第五抵接面55按壓,在所述管2與所述外筒部12之間形成第三密封部56。因此,能夠在所述管2與所述接頭主體3之間確保優(yōu)良的密封性。
另外,在本實施方式中,如圖2、圖3、圖4所示,所述插入部27的突出端部58以其內(nèi)徑從所述嵌合部25側(cè)(根部側(cè))朝向所述突出端30側(cè)增大的方式形成為前端尖細狀。在此,對所述插入部27的突出端部58的徑向內(nèi)側(cè)實施倒角加工來設有錐狀的倒角部59。
通過這樣的結(jié)構,在為了將所述套筒4與所述接頭主體3連接而開始使所述插入部27壓入所述槽部20時,容易使所述插入部27從所述突出端部58插入所述槽部20。
另外,所述樹脂制管接頭1為了得到上述的作用效果,設為使所述角度Θ是5°~15°的范圍內(nèi)的規(guī)定角度,但也可以取代該結(jié)構而具有如下的結(jié)構。
即,可以具有如下的結(jié)構:所述樹脂制管接頭1在將所述插入部27的徑向?qū)挾仍O為D1,將所述槽部20的徑向?qū)挾仍O為D2,將向所述槽部20壓入所述插入部27的壓入長度設為L1,將所述槽部20的深度設為L2的情況下,在使所述插入部27向所述槽部20壓入結(jié)束之后,在包括所述插入部27的軸心在內(nèi)的截面上,使(D1-D2)/(L2-L1)的值(即,圖15的S2/S1的值)落在tan5°~tan15°的范圍內(nèi)。
此外,在此,優(yōu)選以使所述插入部27相對于所述槽部20的插入率L1/L2為20%以上,最好是30%以上的方式使所述插入部27壓入所述槽部20。
在該情況下也能夠得到上述的作用效果,這通過實施以下的實驗例11~20可知。
在實驗例11中準備多個第11樹脂制管接頭,在實驗例12中準備多個第12樹脂制管接頭,在實驗例13中準備多個第13樹脂制管接頭,在實驗例14中準備多個第14樹脂制管接頭,在實驗例15中準備多個第15樹脂制管接頭。這些樹脂制管接頭均具有PFA制的接頭主體及套筒。
在各實驗例中,多個樹脂制管接頭分別設為具有與上述實施方式的所述樹脂制管接頭1實質(zhì)上相同的結(jié)構,在此基礎上選擇并使用了(D1-D2)/(L2-L1)的值在tan1°~tan20°的范圍內(nèi)各差tan1°的多個樹脂制管接頭。
另外,在實驗例11~實驗例15中,使每個實驗例的插入部相對于槽部的插入率不同。關于該插入率,為了便于實驗,在實驗例11中設為90%,在實驗例12中設為80%,在實驗例13中設為60%,在實驗例14中設為40%,在實驗例15中設為30%。
在此基礎上,針對實驗例11~實驗例15各自的樹脂制管接頭(試驗體)進行了泄漏試驗。此外,關于該泄漏試驗,在所使用的所述樹脂制管接頭中,就圖2而言,在內(nèi)筒部13與插入部27的抵接部分追加使流體能夠在流路18側(cè)與空間39之間自由流通的槽部以使后述的第二密封部43不發(fā)揮作用,在此基礎上實施該泄漏試驗。
所述泄漏試驗用于在各試驗體中確認在接頭主體與套筒最初連接時在第一密封部處是否發(fā)生流體的泄漏(最初連接時有無泄漏發(fā)生)、以及在所述接頭主體與所述套筒再次連接時在所述第一密封部處是否發(fā)生流體的泄漏(再次連接時有無泄漏發(fā)生)。
在所述泄漏試驗中,將被染色的滲透液封入各試驗體的流路(接頭主體及套筒內(nèi)的流路),向封入的滲透液加入1.4MPa的氮氣,通過目視確認了滲透液從在所述接頭主體與所述套筒之間(所述槽部)通過的所述流路向所述第一密封部的滲透情況(滲透液的一部分是否以越過所述第一密封部的方式移動)。
此外,所述接頭主體與所述套筒的再次連接(即管的拆裝)通常在從最初連接時起經(jīng)過了很長時間后進行,因此在通過對最初連接時所利用的所述接頭主體及所述套筒反復進行10次加熱(150℃,1小時)和冷卻(溫度25℃,6小時)而使所述接頭主體及所述套筒產(chǎn)生因內(nèi)部應力等導致恢復特性的變化(蠕變變形)后,確認所述試驗體在再次連接時有無泄漏發(fā)生。
在實驗例16中準備多個第16樹脂制管接頭,在實驗例17中準備多個第17樹脂制管接頭,在實驗例18中準備多個第18樹脂制管接頭,在實驗例19中準備多個第19樹脂制管接頭,在實驗例20中準備多個第20樹脂制管接頭。這些樹脂制管接頭均具有PEFE制的接頭主體及PFA制的套筒。
在各實驗例中,分別設為具有與上述實施方式的所述樹脂制管接頭1實質(zhì)上相同的結(jié)構,在此基礎上選擇并使用了(D1-D2)/(L2-L1)的值在tan1°~tan20°的范圍內(nèi)各差tan1°的多個樹脂制管接頭。
另外,在實驗例16~實驗例20中,使每個實驗例的插入部相對于槽部的插入率不同。關于該插入率,為了便于實驗,在實驗例16中設為90%,在實驗例17中設為80%,在實驗例18中設為60%,在實驗例19中設為40%,在實驗例20中設為30%。
在此基礎上,對實驗例16~實驗例20各自的樹脂制管接頭(試驗體)進行了與實驗例11~實驗例15相同的泄漏試驗。
而且,對實驗例11~實驗例20各自樹脂制管接頭(試驗體)進行了反復接合性能確認試驗。
所述反復接合性能確認試驗用于確認在從實驗例11~20各個試驗體拆下處于接合狀態(tài)的管后能否將所述管與該試驗體可靠且容易地再次接合,具體而言,用于確認是否存在在拆下所述管時套筒未從槽部脫離而殘留于接頭主體上的可能性(有無套筒殘留的可能性)。
在圖16~圖25中分別示出針對實驗例11~實驗例20的泄漏試驗及反復接合性能確認試驗的實驗結(jié)果。根據(jù)圖16~圖25,在實驗例11~實驗例20中的任一個中,將(D1-D2)/(L2-L1)的值設定在tan5°~tan15°的范圍內(nèi)的試驗體均沒有發(fā)生最初連接時的泄漏且沒有發(fā)生再次連接時的泄漏,另外也沒有所述套筒殘留的可能性。即,能夠確認上述作用效果。
附圖標記說明
1 樹脂制管接頭
2 管
3 接頭主體
4 套筒
5 緊固件
11 主體筒部
12 外筒部
13 內(nèi)筒部
20 槽部
25 嵌合部
26 連結(jié)部
27 插入部
28 限制部
31 第一密封部
33 空間
35 內(nèi)筒部的外周面中的面向空間的區(qū)域
41 第一抵接面
42 第二抵接面
43 第二密封部
46 按壓部
47 外圈部
50 膨出部
58 插入部的突出端部