插入式管道连接锁紧组件的制作方法

本发明属于管道快速接头技术领域，主要涉及插入方式的钢球锁紧式管道快速接头,可适用于不锈钢管等管道的快速连接。

背景技术：

管道的连接是施工中的常用技术，诸如不锈钢水管的连接等等。如何确保管道连接在具备密封性的同时，还能提升连接的便捷性和美观度，是管道连接所要解决的关键技术问题。在现有技术中，也有诸多的解决方案，包括卡簧卡紧式连接和滚珠(钢球)锁紧式连接等等。现有技术中有较多采用滚珠(钢球)锁紧式连接的方案，如：(1)中国专利公开号为CN 203533049 U的发明公开了一种管道的快速连接接头，包括接头本体，所述的接头本体为塑料材料制成，在接头本体上设有快速连接端口内壁上自上而下分别设有镶件和密封圈，镶件与快速连接端口内壁固连，并将密封圈限定在镶件的下方，在所述的镶件进口处的内壁上设有锥形部，有一滚珠固定器的下部容置在锥形部内，滚珠固定器内径也与插接管道的外径相匹配，滚珠固定器下部对应锥形部的侧壁上形有若干滚珠孔，滚珠孔内设有滚珠，滚珠的直接大于滚珠固定器的壁厚，滚珠固定器与密封圈顶部之间还设有弹簧。(2)中国专利公开号为CN 103438312 A的一种插入式管件是依靠O型胶圈受压反弹，实现连接密封，依靠钢球在连接管与管件的楔形斜面内获得抗拉拔的自锁力，令该管件的抗拉拔力达到焊接和法兰连接的抗拉强度。管件安装时，只需轴向插入连接的管子，便可完成连接，不需要任何的专用施工工具，具有安装简易、快捷、连接牢固和应用成本低廉的优点。(3)中国专利公开号为CN 203628108 U的一种钢球锁紧式管道快速接头，它包括接管，在接管上制有外凸的锥形接头，锥形接头与接管相连的一头内径大，锥形接头往口部的一端内径逐渐缩小，在口部制有向内弯的圆环，在锥形接头内设置密封圈、钢球保持器和卸套，在钢球保持器中设置不锈钢球，不锈钢球和密封圈与水管的外壁相接触，卸套一端制有拉钩，拉钩分别与钢球保持器或锥形接头口部的圆环相接触，卸套的另一端伸出锥形接头外。(4)中国专利公开号为CN103775774A的文献公开了直推连接管接头，它具有可供被连接管插入的通孔的接头本体，该通孔的端部设有喇叭孔，喇叭孔的大口朝内，喇叭孔的小口朝外，且喇叭孔的小口与通孔的端口之间的接头本体壁体为封口段，喇叭孔的大口内设有密封胶圈，所述喇叭孔的小口内设有锁紧部件，所述锁紧部件包括用于套装在被连接管上的承托环和至少三个滚珠，承托环的内侧端挤压于密封胶圈，各滚珠滚动安装于承托环内，且各滚珠由承托环的内圆周表面和外圆周表面凸出。这些技术的确都提供了采用滚珠和锥面进行锁紧的原理，但这些现有技术结构本身在实际运用过程中，都存在一个不容忽视的问题，即滚珠的安装问题，滚珠如何在无需辅助粘接的情况下被快捷方便的安装于管件套内，这个问题直接影响加工生产及施工的便捷和效率，这也正是本创新所要重点解决的问题之一。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种极其便于滚珠安装，进而大幅提高生产及施工便捷性和连接牢固度的管道连接锁紧组件。本发明还进一步解决了管道连接径向稳定度的问题。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种插入式管道连接锁紧组件，用于管道间的连接，包括管件套、密封圈和滚珠，管件套有供管道插入的开口端，还包括具有壁厚的圆环柱状滚珠托架，壁厚小于滚珠的直径；该滚珠托架的外径与管件套开口端的内径匹配，滚珠托架可内置入所述管件套开口端内；该滚珠托架的内径与管道的外径匹配，管道插入滚珠托架中连接于管件套开口端内；滚珠托架的顶部设有复数个放置滚珠的滚珠槽，滚珠槽的轴心线与滚珠托架的轴心线位于同一平面，滚珠可装入滚珠槽内且自由活动；所述密封圈为具有弹性的密封圈，内置于管件套开口端的底部；所述滚珠托架的滚珠槽朝向密封圈方向插入管件套开口端；所述管件套紧邻密封圈的部位设有内沉槽，内沉槽远离密封圈的一侧具有一锥面，锥面靠近管件套开口的内径与管件套开口端的内径相同，锥面靠近密封圈一侧的内径大于管件套开口端的内径；当滚珠位于内沉槽底部时，滚珠的顶部与滚珠托架的内壁齐平；管道插入位于管件套开口端内的滚珠托架后，滚珠被管道推移至内沉槽底部并被密封圈顶止，滚珠同时接触管道外壁和内沉槽底部；当管道向外拔移时，滚珠受管道外壁摩擦而滚移到锥面挤压管道外壁进而将管道锁紧于管件套。

作为进一步的改进，所述滚珠槽于滚珠托架内壁开有内壁孔，该内壁孔的最大口径小于滚珠的直径以防滚珠从内壁孔中掉出；所述滚珠槽于滚珠托架外壁开有外壁孔，该外壁孔为开口孔，开口于滚珠托架的顶部，该外壁孔的最大口径小于滚珠的直径以防滚珠从外壁孔中掉出；滚珠在滚珠槽内自由活动且能有部分珠体凸出于所述内壁孔或外壁孔。

作为更进一步的改进，所述内壁孔的口径自滚珠槽底向滚珠槽口逐渐由大变小；所述外壁孔的口径自滚珠槽底向滚珠槽口逐渐由小变大；当滚珠位于滚珠槽底时，滚珠外凸于滚珠托架的内壁而齐平于滚珠托架的外壁；当滚珠位于滚珠槽口时，滚珠外凸于滚珠托架的外壁而齐平于滚珠托架的内壁。

作为优选的方案，所述滚珠托架上还设置有至少一个定位槽，所述管件套内壁对应于所述定位槽的位置设置有定位凸块，滚珠托架内置入管件套开口端内时定位凸块插入定位槽中。

作为优选的方案，所述内沉槽与滚珠托架上的滚珠槽数量相同，且一一对应。

作为优选的方案，所述内沉槽与滚珠托架上的滚珠槽各为六个，均匀分布设置；所述定位槽和定位凸块各为两个，相对设置。

作为优选的方案，所述滚珠托架的长度短于管件套开口端的长度，滚珠托架置入管件套开口端内后，管件套开口端外端长于滚珠托架的部分内折弯，将滚珠托架封装于管件套内，防止滚珠托架滑出管件套。

本发明的有益效果是，通过巧妙的设计滚珠托架和与之对应的管套件内部结构，使得滚珠的安装得以便捷简单，大大提升了装配效率和装配质量，进一步扩大了滚珠锁紧于管道连接中的优势，实用性极强，市场前景非常广阔。

附图说明

图1为具体实施例中管道尚未插入管件套时的剖视示意图；

图2为具体实施例中管道已经插入管件套后的剖视示意图；

图3为具体实施例中的滚珠托架的立体结构图；

图4为具体实施例中的滚珠托架的俯视图；

图5为图4的A-A向剖视图中滚珠位于滚珠槽底部时的位置图；

图6为图4的A-A向剖视图中滚珠位于滚珠槽顶部时的位置图；

图7为本发明中管道和各组件的爆炸示意图；

图8为本发明中的管件套的俯视图；

图9为图8的A-A向的剖视图；

图10为图8的B-B向的剖视图；

图11为图10中Ι部位的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

本发明所涉及的一种插入式管道连接锁紧组件，是用于管道间的连接，所述管道可以是不锈钢水管，也可以是具有相同功能的其他管材。如图1、2、7所示的，本发明的组件包括管件套1、密封圈2和滚珠3，管件套1有供管道插入的开口端，具有弹性的密封圈用于管道5与管件套1之间的密封，确保不漏水。在实际运用中，管件套一般是包括两个开口端的二通接管，当然，也可以是多个开口端的多通接管，这都属于本发明的保护范围，具体的开口端数量可根据实际需求由本领域的技术人员可以显而易见的设计出来。

本发明的技术贡献之一是，所述组件还包括具有壁厚的圆环柱状滚珠托架4，如图3、4所示的，滚珠托架4的壁厚小于滚珠的直径，以确滚珠置于滚珠托架时保管道5的外壁和管件套开口端的内壁都能接触到滚珠，这是实现滚珠的锁紧功能的必要条件。滚珠托架4的外径与管件套1开口端的内径匹配，滚珠托架4可刚刚好的插入到管件套1开口端内；滚珠托架4的内径与管道5的外径匹配，管道5可刚刚好的插入滚珠托架4中连接于管件套1开口端内，管道5可以一直穿过滚珠托架插入至管件套开口端的底部，进而穿过设置在开口端底部的密封圈2，挤压密封圈2实现防漏水密封。滚珠托架4的顶部设有复数个放置滚珠的滚珠槽41，滚珠槽41的轴心线与滚珠托架4的轴心线位于同一平面，也即是与管道的轴心线管件套开口端的轴心线都是位于同一平面的，这确保了滚珠在滚珠槽内自由前后滚动时是顺着管道和管件套开口端的轴心线防线运动，以实现管壁之间的摩擦卡锁；滚珠槽41朝向密封圈2方向插入管件套开口端，也即是滚珠托架4安装时靠近密封圈2的部位称为滚珠托架的顶部；这个滚珠槽的巧妙设计其作用在于极大的方便了滚珠的安装，具体为:先将滚珠托架轴向树立，把滚珠逐一放入相应的滚珠槽后，滚珠就落入滚珠槽底不会掉出，这时再将管件套的开口端对准滚珠托架套入，直至滚珠托架的顶部接触或接近密封圈，滚珠便由密封圈、管套件壁和滚珠槽封装在内部，任意摇动都不会导致滚珠的掉落或错位，快捷方便且质量稳定，待需要连接的管道插入，这相对于现有技术中采用玻璃胶或其他的安装工具而言，无疑是颠覆性的创新，极大的提高了装配的便捷性和施工质量。为了配合该滚珠槽的设计，组件在其他结构方面都有对应的结构设计，属于综合性方案，这在接下来的说明中继续详细阐述。

为实现管道的锁紧功能，管件套1紧邻密封圈2的部位设有内沉槽12，如图10和11所示的内沉槽12远离密封圈的一侧具有一锥面121，内沉槽靠近密封圈的部分是内沉槽底部，锥面靠近管件套开口的内径与管件套开口端的内径相同，锥面靠近密封圈一侧的内径大于管件套开口端的内径；当滚珠3位于内沉槽底部时，滚珠的顶部(即相对于滚珠与内沉槽底部接触的部位而言)与滚珠托架的内壁齐平，以便于管道5顺利插入至密封圈处，同时又要确保滚珠与管道外壁有接触。管道5插入位于管件套1开口端内的滚珠托架4后，滚珠3被管道推移至内沉槽底部并被密封圈顶止，因滚珠的此时是齐平于滚珠托架的内壁的，所以不会妨碍管道5的继续插入，滚珠同时接触管道外壁和内沉槽底部，又因为滚珠被密封圈弹性的挤压顶住，所以不至于受到管道的摩擦力而继续向内滚动；当管道向外拔移时，滚珠受管道外壁摩擦而滚移到锥面挤压管道外壁进而将管道锁紧于管件套。

为了更好的让滚珠的装配与管道的插入相匹配，确保滚珠托架和管道插入的顺畅，本发明所涉的滚珠托架4采用了独特的设计结构，尤其是滚珠槽41的结构，具体的如图3、4、5、6所示的：滚珠槽41于滚珠托架内壁开有内壁孔411，该内壁孔的最大口径要小于滚珠的直径以防滚珠从内壁孔中掉出，同时，内壁孔的口径也要确保滚珠在滚珠槽内能自由互动，不能卡死，这就要相应的配合外壁孔的口径设计来调节，具体的调节量是技术人员能够有限次试验出来的，并非技术难点或不能理解的，因为只需要确保滚珠不从内壁孔掉出以及滚珠能在滚珠槽内自由活动即可；所述滚珠槽于滚珠托架外壁开有外壁孔，外壁孔实际上是一个开口孔，开口就在滚珠托架的顶部，要确保直径比滚珠托架壁厚大的滚珠能顺利装入且能自由活动即可，该外壁孔的最大口径也要小于滚珠的直径以防滚珠从外壁孔中掉出；这样的设计结构，可以使得滚珠在滚珠槽内自由活动且能有部分珠体凸出于所述内壁孔或外壁孔，以使滚珠能接触到管道外壁和管件套内壁，同时又能在装配的时候不至于滚珠掉出滚珠托架而增加施工难度影响效率。

本发明的另一技术贡献是在于对内壁孔和外壁孔的大小渐变设计，这在图3、5、6中有详细的示出，也即是所述内壁孔411的口径自滚珠槽底向滚珠槽口逐渐由大变小；所述外壁孔的口径自滚珠槽底向滚珠槽口逐渐由小变大；当滚珠位于滚珠槽底时，滚珠外凸于滚珠托架的内壁而齐平于滚珠托架的外壁；当滚珠位于滚珠槽口时，滚珠外凸于滚珠托架的外壁而齐平于滚珠托架的内壁。这种设计的巧妙在于，当装配滚珠进入滚珠托架的时候，滚珠在结构的作用下，滚珠外凸于滚珠托架的内壁而齐平于滚珠托架的外壁，使得滚珠托架插入管件套开口端时不无任何阻碍，不会对滚珠造成可能的意外损伤而影响后续的锁紧功能；当管道插入滚珠托架内时，在管道的推动的作用下，滚珠朝密封圈方向移动，同时受到内壁孔和外壁孔渐变设计结构的作用，滚珠外凸于滚珠托架的外壁而齐平于滚珠托架的内壁，同时，滚珠外凸于滚珠托架外壁的部分刚好被容纳在内沉槽中，滚珠凸出部位与内沉槽底部接触，滚珠的另一侧又能保持与管道外壁的接触，这样确保管道在外拔抽出时，滚珠能够受到管道的摩擦而朝锥面滚动，实现最终的锁紧功能。

作为进一步优选的实施方案，如图4所示的，在滚珠托架4上还设置有至少一个定位槽42，所述管件套内壁对应于所述定位槽的位置设置有定位凸块11，如图8、9、10中所示出的，滚珠托架内置入管件套开口端内时定位凸块插入定位槽中，实现定位，稳定管道、滚珠托架和管件套的相互位置，尽可能的限制了相互旋转。也正是因为有定位槽和定位凸起，就可以进一步的将内沉槽做成个槽，与滚珠托架上的滚珠槽数量相同，且一一对应。若是无定位槽和定位凸起，则内沉槽要做成环状环绕在管件套开口端的内壁。

在最佳的实施例中，内沉槽与滚珠托架上的滚珠槽各为6个，均匀分布设置，两两相邻的滚珠槽等距；所述定位槽和定位凸块各为两个，相对设置，如图4和图8所示的，这样稳定性较好。当然，也可以根据客观需要，调整不同的数量，这都属于等同替换。

在最佳的实施例中，所述滚珠托架的长度短于管件套开口端的长度，滚珠托架置入管件套开口端内后，管件套开口端外端长于滚珠托架的部分内折弯，将滚珠托架封装于管件套内，防止滚珠托架滑出管件套。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。