专利名称：薄壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件的制作方法
技术领域：
技术领域：
簿壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件．属工程元件管件类(F16L)。适用范围为簿壁不锈钢管通径为15～200mm，铜管通径为15～50mm管路的管件。
背景技术：
现有公开的用於簿壁不锈钢管的卡压式管件，其结构见图10，管件内设连接体1，各端口旁有一段扩孔段1.1，被连两簿管3和4分别插入两扩孔段，端口处设环状半圆形凹槽1.2e和O形密封圈2，表面形成环状凸部1.3b。安装时在现场凸部内侧连接体表面用卡压模具和液压工具卡压，成为六棱柱型1.6，将连接体、簿管和密封圈卡压变形为一体，由此形成压缩式密封。此种卡压式管件存在如下问题①液压钳卡压后常出现偏心，使该处管材折皱和破裂，使O型圈压缩不均；且因是压缩密封，而O型圈不能同步收缩，为此均影响密封可靠性。②用液压钳卡压后的簿管壁，当安装时卡压失败后，接头处无法修复。③对产品的安装质量、密封效果是否成功，受到如下因素的制约卡压模具和液压工具的磨损，因使用频繁，工具磨损则卡压后难以达到密封要求；此外当天现场安装工人情绪的好坏，是否能按要求进行卡压，也是保证安装质量和密封性能的关键环节。为此此种管件虽经多年的修改，漏水状况也频繁发生。因此，这种卡压式管件一些国家已多年不允许使用了，有的也限制管通径在25mm以下才能使用。
中国专利公开了‘簿壁不锈钢插接式管件’(ZL200420033074.7)，该专利提出的特征仅仅适合薄管管径D在25mm以下，例如①该专利提出了连接体端口与簿管表面间采用‘点焊1.4固定’(见权利要求3)，且在实施例中提到‘采用在1.4处周向点焊(2～3)处’(见公告说明书第2页第22行)。此设计，若用在D为25mm以上簿管则无法满足抗拨脱力要求，不能实现固定定位，为此影响密封性能。②该专利提出了连接体凸部与端口的距离X为2～8mm，这个范围也仅适合D在25mm以下。③簿管插口端未开坡口，插入时往往将突出的橡胶密封圈划伤，影响密封性能。
发明内容
本实用新型提出的簿壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件，其目的就是解决现有卡压式管件和中国专利‘簿壁不锈钢插接式管件’(ZL200420033074.7)存在的上述影响簿管管件密封性的问题。其技术方案如下
簿壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件，具有连接体1，它的各端口1.5内侧有一段扩孔段1.1，被连簿管分别从各端口插入扩孔段，在簿管与扩孔段的重叠段L内，连接体内孔开环状凹槽1.2a，并设相配合的密封圈2，由此在连接体管表面形成环状凸部1.3a，其特征是
A.连接体端口与簿管表面间由沿端口整周均布多点点焊焊接点1.4固定。可采用脉冲焊接进行整周点焊，以下简述为‘闪焊锁口’。
B.被连接的簿管插入端口开坡口。
C.连接体凸部1.3a与端口1.5的距离X的取值如下表1(毫米) 表1
上述点焊可采用每1～3厘米长度配一个焊点，每个焊点面积为1～4平方毫米。
上述放置密封圈的凹槽截面形状可采用如下四种槽底角为圆角的直角三角形、或半心形、或半椭圆形、或两槽底角为圆角的半矩形。对槽底角为圆角的直角三角形，其水平角β选为30°～40°为佳。上述密封圈2截面形状选O形为最佳，也可选三角形或矩形。
上述密封圈截面S0和凹槽截面S的比值η可选为0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0与密封圈总高H的比值K可选为0.15～0.3。对此配合参数，上述簿管插入端开坡口角度α可选为30°-60°为佳。
上述在簿管与连接体内扩孔段间的重叠段L内，两者间采用按国家标准误差范围内的紧配合。上述连接体材料采用不锈钢或铜材料制作。上述密封圈采用橡胶材料制作，如三元L丙橡胶、氯化丁基橡胶等
本实用新型有益效果
①本实用新型从管件的结构和密封的设计来保证簿管插入连接体后的紧固和密封性。由此管件密封可靠性不再受安装状况的制约。且避免了现有卡压式的缺陷。经试验证明，本专利设计的插接式密封是可行。试验在水温20-100℃，橡胶邵氏硬度在65-75内，测压缩量与密封水压关系的动力曲线，得出本专利采用的插接式密封，测试最高密封水压不锈钢管件达10Mpa，铜管件达5Mpa。
②焊点大小和数量的优化配置，既保证管件所能承受的拨脱力，又防止过多焊点带来的不利作用。本专利管件承插端口1.5采用‘脉冲闪焊’，闪焊既不影响奥氏体金属结构，又可快速完成焊接锁口。对本专利承插端口任意闪焊点1.4处材料进行晶向分析，从未出现过晶向腐蚀。且由於采用了‘点焊锁口’，在改装管道时，可以割掉焊点，抽出簿管，可方便的进行修复。
③簿管插入端口开坡口，有助於插管时，突出的密封圈不被划伤和在坡口斜面推力作用下密封圈有效的压缩进凹槽内。经对三元乙丙橡胶制作的O型密封圈和簿管插入端口坡口α为30°～60°的状况下的斜面推力试验，得出橡胶表面不损伤，且把突出凹槽面25％高度的O形密封圈推进凹槽内。
④凸部从端口内移，即X增大，并按簿管通径设计确定，用以保证插管时密封圈不被推出和点焊时不损伤密封圈。
⑤凹槽设计选择的四种截面形状均有助於插管时密封圈不被推出。且四种截面均能一次加工而成。截面采用槽底角为圆角的直角三角形有如下优点a.它的径向垂直边形成对密封圈壁阻，使密封圈不会被插管推出槽外。b、从拓补几何学原理，在总周边长相同的多种几何形状中，有垂直边所围成的面积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内最稳定。
⑥密封圈和凹槽配合参数的选择，既保证插管时密封圈不被推出槽外，又保证插入后橡胶有15％～30％的压缩量，用以保证密封性能。
⑦在重叠段L中，接头体和簿管间采用适当的紧配合，防止两者间隙大，插管偏心，可满足突出的密封圈橡胶非偏心压缩，有助於密封的可靠性。
图1实施例1结构图 被连两簿管为等径的直接头
图2实施例2图示被连两簿管为异径的直接头
图3实施例3图示被连两簿管为等径的45°弯头
图4实施例4图示被连两簿管为等径的90°弯头
图5实施例5图示被连两簿管为等径的三通
图6凹槽截面形状之一(图1局部放大图I)
图7凹槽截面形状之二
图8凹槽截面形状之三
图9凹槽截面形状之四
图10背景技术“卡压式管件”结构图
具体实施方式
实施例1见图1，本管件为用於被连两簿管为等径的直接头。
管件设有用不锈钢材料制作的直连接体1，它的两个端口1.5内侧均为一段扩孔段1.1，被连两簿管为不锈钢管3和4分别从直连接体两端口向内插入连接体内孔，并伸至扩孔段1.1末端处，簿管和连接体的重叠段为L。在L段内，连接体内孔两端各开一个环状凹槽1.2a，其内放O型橡胶密封圈2，由此在连接体表面两端对应凹槽处各形成一个环状凸部1.3a。
连接体两端口1.5分别与被连簿管3和4用‘闪焊锁口’连接固定。以簿管外径为159mm为例每隔2～3公分配置一个闪焊点1.4，共配16个，每个闪焊点的面积为4平方毫米。这可以满足锁口所需的约3200kg的拉拨力。
见图1，被连两簿管3和4插入端口分别开坡口3.1和4.1，α角度均为45°。
见图1，当簿管通径D为159mm，见表1，连接体上的环状凸部1.3a距端口1.5的距离X可取为20～40mm，此时重叠段L可选为80～120mm。
见图1、图6，凹槽截面形状为槽底角为圆角的直角三角形1.2a，其水平角β选为30°～40°。见图7，凹槽截面形状也可选为半心形1.2b。见图8，凹槽截面形状可选为半椭圆形1.2c。见图9，凹槽截面形状还可选为两槽底角为圆角的半矩形1.2d。图6～图9中，K向为簿管插入方向。
上述密封圈截面S0和凹槽截面S的比值η取为为0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0与密封圈高H的比值K取为0.15～0.3。优化值取为0.15～0.2。
簿管和连接体的重叠段为L内，两者间采用紧配合。
安装过程以管外径Φ为159mm的大管为例说明。a.插管前将O形密封圈安放在连接体凹槽内，密封橡胶圈在凹槽外高度H0为总高的25％以下。b.检查和调整待插薄管的圆度。c.对插管开坡口。d.将插管喷水(用以减小摩擦)后插入连接体内。e.用8吨牵引用液压钳，便不费力气的将簿管3或4插入连接体1中。f.完成‘闪焊锁口’。
实施例2见图2，本管件为用於被连两簿管为异径的直接头。
被连簿管3外径Φ为219mm，而簿管4外径Φ为159mm，异径直连接体1a的两端口为大、小内孔，分别与簿管3和4相配合。被连两根簿管3和4分别从异径直连接体1a的两个端口1.5处紧配合插入两个扩孔段1.1内。按实施例1所述安装过程插入后，完成‘闪焊锁口’采用16个闪焊点，每个4平方毫米，以满足插管不被拨出。其余结构形状和参数与实施例1相同。
实施例3见图3，本管件为用於被连两簿管为等径的45°弯头。
被连两根簿管3和4分别从45°弯头连接体1b的两个端口1.5处紧配合插入两个扩孔段1.1内。例如簿管3和4管外径Φ为219mm，其闪焊点为16个，每个4平方毫米。其余结构形状和参数与实施例1相同。
实施例4见图4，本管件为用於被连两簿管为等径的90°弯头。
连接体为90°弯头连接体1c，其余与图3所示实施例3完全相同。
实施例5见图5，本管件为用於被连3根簿管为等径的三通。
被连叁根簿管3和4和5分别从三通连接体1d的三个端口1.5处紧配合插入三个扩孔段1.1内。其余结构形状和参数与实施例1相同。
实施例6见图1，本管件直连接体1采用铜材料制作，被连簿管3和4为铜管。其余结构特征与实施例1相同。
权利要求1.簿壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件，具有连接体(1)，它的各端口(1.5)内侧有一段扩孔段(1.1)，被连簿管分别从各端口插入扩孔段，在簿管与扩孔段的重叠段L内，连接体内孔开环状凹槽(1.2a～1.2d)，并设相配合的密封圈(2)，由此在连接体管表面形成环状凸部(1.3a)，其特征是
A.连接体端口与簿管表面间由沿端口整周均布的多点焊接点(1.4)固定；
B.被连接的簿管插入端口开坡口；
C.连接体凸部(1.3a)与端口(1.5)的距离X的取值如下表1(毫米) 表1
2.按权利要求1所述管件，其特征是焊点数量采用每1～3厘米长度配一个焊点，每个焊点面积为1～4平方毫米。
3.按权利要求1所述管件，其特征是凹槽截面形状可采用如下形状槽底角为圆角的直角三角形、或半心形、或半椭圆形、或两槽底角为圆角的半矩形；密封圈的截面形状为O形、三角形或矩形。
4.按权利要求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为0.7～0.95；密封圈高出凹槽面的高度H0与密封圈总高H的比值K为O.15～0.3。
5.按权利要求4所述管件，其特征是簿管插入端口开坡口角度α为30°-60°。
6.按权利要求3所述管件，其特征是槽底角为圆角的直角三角形，其水平角β选为30°～40°。
7.按权利要求1所述管件，其特征是簿管与连接体扩孔段间的重叠段L内，两者间采用按国家标准误差范围内的紧配合。
8.按权利要求1所述管件，其特征是连接体材料采用不锈钢或铜材料制作；密封圈采用橡胶材料制作。
专利摘要簿壁不锈钢管和铜管的插接点焊锁口管件，被连簿管端开坡口，分别从连接体各端口紧配合插入，配合段内设密封圈和凹槽，表面形成凸部。端口与簿管间用‘闪焊锁口’，不仅保证所需拨脱力，且改装管道时可割焊点抽管方便修复。用紧配合，可满足橡胶非偏心压缩；凸部距端口长按簿管管径选取，不仅使点焊时不损伤密封圈，且配合簿管开坡口，均有助于紧配合插管；用三角形凹槽面形成壁阻，且稳定；由此实现了插接时密封圈不被划破，不被推出，方便推入凹槽，且橡胶压缩量仍保持较好密封性。解决了现有卡压式管件密封易受损以及公开的‘插接式’仅适用小直径的问题。经测试本不锈钢管件密封水压达10MPa，铜管件达5MPa；本插接式密封可行。适用于簿壁不锈钢管通径15～200mm，铜管通径为15～50mm水路管路的各种管件。
文档编号F16L25/00GK2830849SQ200520035410
公开日2006年10月25日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者廖仲力 申请人:廖仲力