专利名称：球形双挂宽钩管道快速接头的制作方法
技术领域：
本发明属管道联接部件，主要涉及有关接头工作性能改进的结构方案。
背景技术：
如公众所知，带有球形联接副的管道快速接头，可以满足管路非直线联接的需要，是长距离或非固定管路联接中不可或缺的联接部件。但其联接的稳定性不足，操作尚不够方便，往往影响迅速可靠地建立联接；不能满足工作状态密封、解除工作状态后又可及时泄漏的特定要求。如喷灌类管路在使用中或使用后出于移动或管理的需要，必需解除管路管件之间的联接。这时管路内的积水往往会在最初始分解的接头处集中泄漏，造成附近地面不应有的泾流。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出操作安全、联接可靠、工作状态密封、非工作状态可及时泄漏的球形双挂宽钩管道快速接头技术方案。
本发明技术方案的具体内容是，球形双挂宽钩管道快速接头包括，可分别与被联接管路相联、并可形成管路球形联接副的碗管、球管；与球形联接副相联的密封槽，和可装于密封槽内的弹性环状圈体，与圈体相联、可与密封槽壁形成密封配合副的弹性密封环带；碗管沿碗缘外侧，设开口朝向碗底端的挂钩槽；球管直管段外表面，经轴线与管道中心垂直相交的环铰接副，与套于管外的挂环相联；在垂直环铰接轴的挂环直径两端处，分别经轴线平行环铰接副轴线的钩铰接副和柄铰接副，与短钩和锁柄的一端相联；由锁柄在杆长方向邻近该端的部位，再经与柄铰接副平行的长钩铰接副与长钩的一端相联，长、短钩的另端皆可经其钩头，与设在碗管碗缘外的挂钩槽分别相联；以及联接固定上述部件的部件。其中，在所述锁柄或长钩与挂环相互彼邻的部位间，设有限定锁柄或长钩挂接后另一挂接极限位置的限位副；含密封环带和圈体的密封圈为中空薄壁环，环壁形状与密封槽一致，沿环壁周长方向，制有尺寸较环段截面周长明显为小的环状开口，环段截面呈半封闭壳腔形；其开口设在密封圈工作时，与被密封工作液体相邻接的位置；圈体与密封槽间为有隙配合，配合间隙应小于，在密封圈中空壳腔内充满被密封液体时，因受被密封液体工作压力作用，圈体可能产生向腔外扩张的弹性变形的相应尺寸。这样，限位副可以限定锁柄锁定的一个极限位置，并可避免锁柄在实际联接操作中，因无操作终止位置的限定而伤及操作手；弹性圈体主要用来保持形状，并与密封槽形成配合；当被密封液体处于无压或非工作压力状态时，密封圈与槽为有间隙的配合，间隙可作为泄漏液体的通道；工作时，在液体压力作用下，圈体的弹性变形将装配间隙消除，可阻止工作液体自配合处的泄漏；同时圈体还为密封环带提供正确定位的支撑；半封闭壳腔形状便于腔内容纳被密封的液体，较小开口既可允许被密封的液体出入，又便于圈体在其腔壳内液体压力作用下产生向腔外的变形，使圈体形状及其装配的配合状态与被密封液体压力建立联系。方案中较小开口半封闭壳腔的截面、弹性圈体和对装配间隙的限定，提供了特定密封的结构基础；使密封圈有可能满足在被密封液体工作压力下保持密封，在被密封液体非工作压力下，保留泄漏通道的使用要求；因此，基本解决了本发明所提出的技术问题。
本发明所述长、短钩皆在钩对称面两侧对称位置，设可与所述挂沟槽配合的凸出钩头，使挂接力在挂接环面的分布更为合理，接头联接稳定性得以提高。
本发明所述半封闭壳腔开口缘部环带，制成其横截面为楔形的密封舌，其厚度自各密封环带与圈体相联的部分，向壳腔开口缘部方向逐渐减少。这是本实用新型的改进型式，由于密封舌环带仅一侧与圈体相联，其缘侧较为自由，在腔内液压作用下，会先于圈体发生弹性变形，且变形的幅度也较圈体为大。因此在被密封液体工作压力作用下，密封舌会首先向外变形，消除该处的装配间隙，封堵无压时泄漏通道的始端；随后被断绝腔外压力来源的泄漏通道，使圈体外部的液体压力消失；在壳腔内液体工作压力作用下，圈体向外变形，直至消除全部装配间隙，迅速建立密封配合关系，强化了初始形成的密封状态，保证有压时的可靠密封。
本发明经引入锁柄或长钩与挂架之间的限位副，挂钩在自身对称面的两侧设置钩头；改变了密封圈环横截面的形状，以被密封压力与密封圈自身弹性的组合，建立密封变形与被密封介质压力间的联系；以有隙配合保留了非工作状态的泄流通道；以密封舌提高了建立密封状态动作的灵敏性与可靠程度。使密封与泄漏一对相互矛盾的功能，和谐地融入同一密封圈的结构之中，从而简便地实现了有压密封、无压自泄的对密封部件特殊的密封要求。方案构思巧妙合理，结构精确简单紧凑，制作与使用都很方便。
附图给出了本发明实施例结构示意。
图1是球形双挂宽钩管道快速接头结构简图；图2是图1的A向视图；图3是图1的B-B局部剖展开图；图4是图1的C-C局部剖视图；图5是限位副设在锁柄与挂环支架之间球形双挂宽钩管道快速接头结构简图；图6是凸舌密封圈的结构图；图7是平舌密封圈的结构图；圈8是凹舌密封圈的结构图；图9图6的俯视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图中引出编号所代表的含意1长钩 2碗管 3密封舌 4环状开口 5钩头 6半封闭壳腔 7圈体 8密封槽 9球管 10短钩 11支架 12钩铰接轴 13挂环 14环铰接轴 15限位副 16长钩铰接轴 17锁柄 18柄铰接轴 s-锁距第一实施例如图1-4、6和9，是用于直径为76毫米喷灌管路联接的球形双挂宽钩管道快速接头，其外形尺寸为305×220×142mm，重约2kg，可在2-3秒之内完满完成一个接头联接所需的全套装或拆的操作。
本例接头结构与现行球形双挂钩管道快速接头基本一致，即接头的两部分分别是，可组成球面联接副的碗管2与球管9。在碗管碗缘的内表面有一凹入的矩形密封槽8，槽内有以0.25mm配合间隙装入相同形状、带有环状中空承压腔的密封圈。该圈环段的径向截面是一半封闭的腔体，其壁厚为2.75mm。可沟通腔壁内外、距离为2.9mm的环形开口4，开口两侧的环带作为密封圈的密封舌3，密封圈的其余部分为弹性圈体7。密封舌横截面为楔形，其厚度自各密封环带与圈体相联的部分，向壳腔开口缘部方向逐渐减少，缘部为0.6mm。在球管的直管段外表、管径两端位置，制有与该直径同轴的环铰接轴14，轴上装有与之铰接配合的挂环13，垂直环铰接轴的挂环直径两端，制有沿该直径方向伸出的支架11，两支架分别装与环铰接轴平行的钩铰接轴12和柄铰接轴18，该两轴分别与锁柄17和短钩10的一端活动相联。在锁柄杆长方向、近长钩铰接轴处，再经与诸铰接轴平行的长钩铰接轴16与长钩的一端相联。长、短钩的另端皆制有在钩体对称面两侧对称布置、保持34mm距离、可与碗管外缘钩槽配合的两个钩头5的凸起；并使各自钩长相应为装配状态下，由钩铰接中心至挂钩槽与挂钩钩头凸起配合处间距离的长度，和短钩所联铰接中心至挂钩槽与挂钩钩头凸起配合处间距离的长度，以保证球管与碗管能正确形成球面副。在长钩铰接端装配状态内侧钩杆缘与挂环相邻处，设有使柄铰接轴轴心位于结构钩长连线外侧S＝3mm位置、并使长钩与环架相互接触限位的凸台，组成本例的限位副15。以上是本例主要结构的描述。
使用前，先按上述结构联接装配各有关部件，组成待使用状态的碗管和球管，其中密封圈的环形开口应背向碗管的碗缘端。需要联接两段管路时，应先将碗管与球管的直管部分与待联管路分别相联，然后使两管的碗、球部呈符合联接角度要求的接触状态，将长短钩钩头分别挂接于碗管钩槽对称的相应位置，向内按下锁柄，使锁柄柄铰接轴轴心越过长钩结构钩长度的连线，位于连线的外侧；而长钩内侧的位置则为限位凸台限位。管路的联接即告结束，成为待使用状态的联通管路。因两钩头皆具有一定宽度、对称布置，在挂环上的挂接位置亦基本相互对称，可以保证结合力位于联接状态接头对称面两侧的对称位置，使接头两部分的联接可靠稳定。因限位副所限，锁柄锁定的终止操作位置被固定，可以防止操作力伤及操作手，并使长钩的结构长度连线位于长钩架铰接轴心与限位副之间，以保持球形联接副的正常装配关系。
工作中，在管内来水通过本例接头初始，密封副处会有流水泄出；但随着流水压力，和间隙处泄流的吸附作用，处于密封舌与密封槽壁之间的装配间隙会首先迅速消失。在由密封圈环形开口进入承压腔的被密封流水压力作用下，呈近乎封闭腔状截面的整个密封圈会向腔外方向扩张，挤出其与密封槽间的泄流水，消除密封圈与密封槽间的配合间隙，使密封作用进一步加强，实现了工作状态下压力水在接头处被密封的要求。
当管路的工作结束时，随着管内水压力的消失，密封圈承压腔内的压力亦随之消失，密封圈在其弹性作用下恢复有隙配合的初始状态，工作时被密封的水流即可自间隙处泄出管外。若管路装有若干个本例接头，则可保证全管中的流水自就近的接头分别泄出管外，从而避免了集中泄出所造成该处地面的泾流。若需要分解被接头联接的管路，只需向外搬动锁柄，使杆上钩铰接副至挂钩槽的距离小于长钩的结构长度，长、短钩即可依次脱离挂钩槽，球面副的结合因无维持约束力而随之分解，仅经三个动作即迅速完成了本接头的拆卸过程。
第二实施例如图7，结构与上例一致，只是装配的限位副设在锁柄与挂环支架之间，密封圈为平舌密封圈。其他结构、装配及使用均与上例相同。
第三实施例如图8，结构仍与上例一致，只是密封圈采用凹舌密封圈，其初始泄漏压力稍高，约为0.07Mpa，其他结构、装配及使用皆与上例相同。
权利要求
1.球形双挂宽钩管道快速接头包括，可分别与被联接管路相联、并可形成管路球形联接副的碗管、球管；与球形联接副相联的密封槽，和可装于密封槽内的弹性环状圈体，与圈体相联、可与密封槽壁形成密封配合副的弹性密封环带；碗管沿碗缘外侧，设开口朝向碗底侧的挂钩槽；球管直管段外表面，经轴线与管道中心垂直相交的环铰接副，与套于管外的挂环相联；在垂直环铰接轴的挂环直径两端处，分别经轴线平行环铰接副轴线的钩铰接副和柄铰接副，与短钩和锁柄的一端相联；由锁柄在杆长方向邻近该端的部位，再经与柄铰接副平行的长钩铰接副与长钩的一端相联，长、短钩的另端皆可经其钩头与设在碗管碗缘外的挂钩槽分别相联；以及联接固定上述部件的部件；其特征在于在所述锁柄或长钩与挂环相互彼邻的部位间，设有限定锁柄或长钩挂接后另一挂接极限位置的限位副(15)；含密封环带和圈体的密封圈为中空薄壁环，环壁形状与密封槽(8)一致，沿环壁周长方向，制有尺寸较环段截面周长明显为小的环状开口(4)，环段截面呈半封闭壳腔(6)形；其开口设在密封圈工作时，与被密封工作液体相邻接的位置；圈体与密封槽间为有隙配合，配合间隙应小于，在密封圈中空壳腔内充满被密封液体时，因受被密封液体工作压力作用，圈体可能产生向腔外扩张的弹性变形的相应尺寸。
2.如权利要求1所述快速接头，其特征在于所述长、短钩皆在钩对称面两侧对称位置，设可与所述挂沟槽配合的凸出钩头(5)。
3.如权利要求1或2所述快速接头，其特征在于所述半封闭壳腔开口缘部环带制成其横截面为楔形的密封舌(3)，其厚度自各密封环带与圈体相联的部分，向壳腔开口缘部方向逐渐减少。
全文摘要
球形双挂宽钩管道快速接头属于管路联接部件，经引入锁柄或长钩与挂架之间的限位副(15)，挂钩在自身对称面的两侧设置钩头(5)，密封圈径向横截面为有相对较小开口(4)、呈不完全封闭的腔体和弹性密封舌(3)等结构，改善了快速接头的操作，增加了联接的稳定性；以被密封压力与密封圈自身弹性的组合，建立密封变形与被密封介质压力间的联系；以有隙配合保留了非工作状态的泄流通道；以密封舌提高了建立密封状态动作的灵敏性与可靠程度。使密封与泄漏一对相互矛盾的功能，和谐地融入同一密封圈的结构之中，从而简便地实现了有压密封、无压自泄、对密封部件的特殊密封要求。方案构思巧妙合理，结构精确简单紧凑，制作与使用都很方便。
文档编号F16L27/06GK1570445SQ20031011441
公开日2005年1月26日 申请日期2003年11月29日 优先权日2003年11月29日
发明者郑庚石, 张海, 路桂莲, 郑丽君 申请人:山西征宇喷灌有限公司