一种管件连接装置的制作方法

本发明涉及一种连接紧固装置，尤其涉及一种用于中空管件连接与紧固的管件连接装置。

背景技术：

在工业生产生活中，由管材搭建的脚手架等施工设施和应用管件作业的钻探设备等作业装备应用日益广泛，因此，对管件连接装置提出了更高的要求：一方面需要具有足够的连接强度及可靠性；另一方面，组装起来需要方便快捷，可反复拆卸，结构紧凑，外形美观；此外，针对特殊应用场合对管件连接装置又提出了新的具体要求，如管件升降设备中为保证管件连接处过渡平稳可靠，管件之间均需等径连接，即管件连接装置与被连接管件同轴且外径相同；钻探设备中为保证钻头的可靠运转，固定钻头的管件间连接在满足等径连接的基础上，还需能够有效传递较大的扭矩。针对这一技术问题，国内外研发了多种管件连接装置，专利文献“管件连接装置(cn105324598a)”涉及的管件连接装置采用通过法兰连接将楔形面压紧在被连接管件的方式实现两管件的可靠连接，该装置虽结构紧凑，连接可靠，但连接过程中需旋合多个螺栓，安装不便，且鉴于法兰直径大于被连接管件外径，因此，难以实现被连接管件之间的等径连接；专利文献“一种杆件连接装置(cn105715644a)”涉及杆件连接装置需将带有咬合部的两个部件分别焊接在被连接杆件上，通过咬合部的配合与锁紧装置实现两杆件的连接，该装置虽安装方便，但连接强度及可靠性欠佳，使用过程中需将装置两部件分别焊接于被连接杆件之上，难以反复拆装，难以适用于非金属等不易焊接的杆件，且不能有效传递扭矩。综上所述，现有管件连接装置虽能实现两管件的连接，但不乏不足，或管件的连接强度及可靠性欠佳、不能有效传递扭矩，或结构尺寸较大、不能实现被连接管件间的等径连接，或安装不便、难以实现快速连接、操作性较差。因此，亟需研发一种结构紧凑，安装方便，可靠性高，可快速连接，能够有效传递扭矩，实现等径连接的管件连接装置。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种管件连接装置。该管件连接装置结构紧凑，安装方便，可靠性高，可反复拆卸，能够有效传递扭矩，可实现快速和等径连接。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：提供一种管件连接装置，其特征在于该装置包括上连接件、下连接件、定位柱、连接螺母、两个支撑件、滑杆和紧固螺母；上连接件和下连接件的外侧分别连接两个被连接管件的一端，在上连接件和下连接件内均安装一个支撑件，所述定位柱的下端与下连接件的上端固定，定位柱的上端插入上连接件，定位柱的外部安装连接螺母；所述滑杆一端与一个支撑件固定，另一端穿过定位柱与安装在下连接件内的支撑件固定；上连接件和下连接件之间通过连接螺母、紧固螺母进行螺纹连接；

所述上连接件呈中空结构，上连接件的上端为通过支撑件能够撑起的上连接件圆台结构，上连接件圆台结构在被连接管件内被完全撑起时，上连接件圆台结构的外侧面与被连接管件内壁完全贴合；上连接件圆台结构的下端为与被连接管件内径相等的上连接件圆柱面；上连接件圆柱面的下端为与被连接管件外径相等的上连接件圆盘结构；上连接件的下端为螺纹结构，螺纹结构上安装有外径与被连接管件相等的扁平紧固螺母，通过螺纹结构与连接螺母和紧固螺母配合实现上连接件与下连接件间的连接，螺纹结构内部设有非圆凹槽，所述支撑件能通过该非圆凹槽进入上连接件圆台结构的内部；

所述下连接件也呈中空结构，下连接件上设有通过支撑件能够撑起的下连接件圆台结构、与被连接管件内径相等的下连接件圆柱面和与被连接管件外径相等的下连接件圆盘结构；下连接件圆台结构和下连接件圆柱面与上连接件圆台结构和上连接件圆柱面的连接形式及形状相同；所述下连接件圆盘结构的上端面上均匀布置若干数量的螺纹孔；

所述连接螺母为一外径与被连接管件外径相同螺母，安装于定位柱与下连接件之间，连接螺母的内壁上开设与螺纹结构相配合的内螺纹，连接螺母一端布置一挡边，挡边内开设通孔；

所述定位柱为一中空盘类零件，上端设置有与螺纹结构内部的非圆凹槽相配合的非圆凸块，所述凸块的高度小于螺纹结构内部非圆凹槽的深度；所述凸块下端依次为定位柱圆盘结构和定位柱圆柱面，所述定位柱圆盘结构的外径大于挡边上通孔的直径且小于连接螺母的螺纹小径，定位柱圆盘结构的端面上设有与下连接件圆盘结构上的螺纹孔相配合的沉孔，通过螺钉将定位柱与下连接件同轴刚性连接；所述定位柱圆柱面的高度大于连接螺母的挡边厚度，外径小于连接螺母的挡边上通孔的直径，连接螺母能绕定位柱转动；整个定位柱内设置有与滑杆的直径相匹配的中央通孔，用于实现定位柱与支撑件的同轴配合；

所述支撑件为圆台形，支撑件的锥度与所支撑的下连接件圆台结构和上连接件圆台结构完全撑起时的内侧锥度相配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明管件连接装置结构简单，安装方便，可反复拆卸，能够实现快速连接：本发明装置仅由上连接件、下连接件、两个支撑件、滑杆、紧固螺母、连接螺母、定位柱构成，在执行管件连接作业之前可事先分别将紧固螺母、上连接件与下连接件、两个支撑件、滑杆、连接螺母、定位柱装配为两独立部件，连接管件过程中仅需将两独立部件分别插入两被连接管件，然后依次旋合连接螺母和紧固螺母即可，安装简便快捷。

2、本发明管件连接装置结构紧凑，外形美观，且可实现被连接管件间的等径连接：本发明所涉及装配后影响装置径向尺寸的零件外径(上连接件圆盘结构的外径、下连接件圆盘结构的外径、紧固螺母和连接螺母的外径)均与被连接管件外径相同，同时，各零件均采用相应结构保证了各零件装配间的同轴配合(上连接件圆柱面和下连接件圆柱面直径与被连接管件内径相等，上连接件下端螺纹结构内部非圆凹槽与定位柱上的凸块相配合，定位柱内设置一直径与滑杆直径相等的通孔，定位柱与下连接件间通过螺钉连接实现同轴刚性连接)，以致该管件连接装置在与被连接管件连接后在被连接管件间构成一直径与被连接管件外径相同的连续柱面，因此，可实现被连接管件间的等径连接，此外，在连接螺母和紧固螺母外侧均匀布置半月形凹槽等防滑结构，在满足实用性的同时兼顾了装置外形的美观程度。

3、本发明管件连接装置连接强度大，可靠性高，不仅可实现被连接管件间的轴向连接，而且能够有效传递扭矩：本发明装置在与下连接件刚性连接的定位柱上端设置有一与上连接件下端螺纹结构内部非圆凹槽相配合的非圆凸块，利用凸块的非圆截面，实现了定位柱与上连接件间的形连接(也称型面联接，是指非圆异形截面的孔轴配合的联接方式)，具有较强的扭转刚度，从而保证了上连接件与下连接件间扭矩的有效传递，同时，在一定程度上限制了上连接件与下连接件间的相对转动，有益于连接螺母的防松，同时，配合紧固螺母的防松作用，有效的保证了上连接件与下连接件间螺纹连接的可靠性，此外，在两个支撑件与上连接件圆台结构、下连接件圆台结构的配合下，利用圆台结构的胀紧作用，辅以圆台结构上设置的凸起与被连接管件上凹槽的配合，当上(下)连接件圆台结构胀紧在被连接管件内壁时，上(下)连接件圆台结构外表面与被连接管件内壁完全贴合，支撑件的锥度与变形后圆台结构内侧锥度相同，即支撑件侧面与变形后圆台结构内表面完全贴合，大大提高上(下)连接件与被连接管件的连接强度和可靠性。

附图说明

图1为本发明一种管件连接装置的结构示意图；

图2为本发明一种管件连接装置的爆炸图；

图3为本发明一种管件连接装置与被连接管件连接的剖视图；

图4为本发明一种管件连接装置一种实施例的上连接件1的立体结构示意图；

图5为本发明一种管件连接装置一种实施例的下连接件2的立体结构示意图；

图6为本发明一种管件连接装置一种实施例的定位柱3的立体结构示意图；

图7为本发明一种管件连接装置一种实施例的连接螺母4的立体结构示意图；

图中，1-上连接件，2-下连接件，3-定位柱，4-连接螺母，5-支撑件，6-滑杆，7-紧固螺母，11-上连接件圆台结构，12-上连接件圆柱面，13-上连接件圆盘结构，14-螺纹结构，21-下连接件圆台结构，22-下连接件圆柱面，23-下连接件圆盘结构，31-凸块，32-定位柱圆盘结构，33-定位柱圆柱面，41-挡边，42-防滑结构。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明做进一步描述。实施例是以本发明所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明管件连接装置(简称装置，参见图1-3)包括上连接件1、下连接件2、定位柱3、连接螺母4、两个支撑件5、滑杆6和紧固螺母7；上连接件1和下连接件2的外侧分别连接两个被连接管件的一端，在上连接件1和下连接件2内均安装一个支撑件5，所述定位柱3的下端与下连接件2的上端固定，定位柱的上端插入上连接件，定位柱3的外部安装连接螺母4；所述滑杆6一端与一个支撑件固定，另一端穿过定位柱与安装在下连接件2内的支撑件固定；上连接件1和下连接件2之间通过连接螺母4、紧固螺母7进行螺纹连接；

所述上连接件1(参见图4)呈中空结构，上连接件的上端为通过支撑件能够撑起的上连接件圆台结构11，上连接件圆台结构11在被连接管件内被完全撑起时，上连接件圆台结构11的外侧面与被连接管件内壁完全贴合，大大提高上连接件与被连接管件的连接强度和可靠性；上连接件圆台结构的下端为与被连接管件内径相等的上连接件圆柱面12，上连接件圆柱面12用于实现上连接件1与被连接管件的同轴配合；上连接件圆柱面12的下端为与被连接管件外径相等的上连接件圆盘结构13，通过上连接件圆盘结构13实现上连接件与被连接管件的轴向定位；上连接件的下端为螺纹结构14，螺纹结构14上安装有外径与被连接管件相等的扁平紧固螺母7，紧固螺母用于连接螺母4的防松，通过螺纹结构与连接螺母4和紧固螺母7配合实现上连接件1与下连接件2间的可靠连接，螺纹结构内部设有非圆凹槽，所述支撑件5能通过该非圆凹槽进入上连接件圆台结构11的内部；

所述下连接件2(参见图5)也呈中空结构，下连接件2上设有通过支撑件能够撑起的下连接件圆台结构21、与被连接管件内径相等的下连接件圆柱面22和与被连接管件外径相等的下连接件圆盘结构23；下连接件圆台结构21和下连接件圆柱面22与上连接件圆台结构11和上连接件圆柱面12的连接形式及形状相同；所述下连接件圆盘结构23的上端面上均匀布置若干数量的螺纹孔；

所述连接螺母4(参见图7)为一外径与被连接管件外径相同螺母，安装于定位柱3与下连接件2之间，连接螺母4的内壁上开设与螺纹结构14相配合的内螺纹，用于通过螺纹连接实现上连接件1与下连接件2之间的可靠连接，连接螺母4一端布置一挡边41，挡边41内开设通孔，用于将连接螺母4限制于定位柱3与下连接件2之间；

所述定位柱3(参见图6)为一中空盘类零件，上端设置有与螺纹结构14内部的非圆凹槽相配合的非圆凸块31，所述凸块31的高度小于螺纹结构内部非圆凹槽的深度，用于实现定位柱3与上连接件1的同轴配合，进而保证上连接件1与下连接件2的同轴连接，同时利用凸块31的非圆截面，实现了定位柱3与上连接件1间的形连接(也称型面联接，是指非圆异形截面的孔轴配合的联接方式)，具有较强的扭转刚度，在保证上连接件1与下连接件2间扭矩有效传递的同时，限制了上连接件1与下连接件2间的相对转动，在一定程度上有益于连接螺母4的防松；所述凸块31下端依次为定位柱圆盘结构32和定位柱圆柱面33，所述定位柱圆盘结构32的外径大于挡边41上通孔的直径且小于连接螺母的螺纹小径，定位柱圆盘结构32的端面上设有与下连接件圆盘结构23上的螺纹孔相配合的沉孔，用于实现连接螺母4的轴向定位及实现定位柱3与下连接件2间的同轴刚性连接；所述定位柱圆柱面33的高度大于连接螺母的挡边41厚度，外径小于连接螺母的挡边41上通孔的直径，以便连接螺母4可围绕定位柱3灵活转动；整个定位柱3内设置有与滑杆6的直径相匹配的中央通孔，用于实现定位柱3与支撑件5的同轴配合；

所述支撑件5为圆台形，支撑件5的锥度与所支撑的下连接件圆台结构21和上连接件圆台结构11完全撑起时的内侧锥度相配合，通过相应的支撑件挤压下连接件圆台结构21和上连接件圆台结构11，使下连接件圆台结构21和上连接件圆台结构11产生弹性形变，利用胀紧作用，实现上连接件1和下连接件2与被连接管件的可靠连接。

本发明的进一步特征在于所述上连接件圆台结构11由多个柔性片状结构组成，每个柔性片状结构上均设置有与被连接管件内的凹槽相配合的凸起，通过凸起与被连接管件内凹槽的配合作用，能够实现上连接件与被连接管件的牢固固定，提高管件连接的稳定性及强度。

本发明的进一步特征在于所述连接螺母4和紧固螺母7的外侧面上均设有防滑结构42，该防滑结构为月牙形凹槽，在连接螺母4和紧固螺母7的外侧面上均匀设置有若干数量的月牙凹槽，不仅使管件连接装置外形美观，而且增大了旋拧时的摩擦力。

本发明的进一步特征在于所述定位柱上凸块的截面形状可以为三角形、四边形、五边形等非圆形状。

本发明中两个支撑件与滑杆均通过螺纹活动连接，也可以为其他形式的活动连接，如卡接；也可以是其中一个支撑件与滑杆固定为一体，另一个支撑件通过螺纹活动连接。

本发明管件连接装置的工作原理是：

在执行管件连接作业之前，事先分别将上连接件1、紧固螺母7与两个支撑件5、定位柱3、连接螺母4、滑杆6、下连接件2装配为两独立部件，即将紧固螺母7旋合到上连接件1下端的螺纹结构14上，形成一独立部件；将一个支撑件穿过下连接件2上端下连接件圆盘结构23上的通孔放入下连接件2的中空锥体内，将定位柱3下端的定位柱圆柱面33穿过连接螺母挡边41上的通孔，并通过螺钉将定位柱3与下连接件2刚性同轴连接，使得连接螺母4可围绕定位柱3灵活转动，将滑杆6穿过定位柱3上的通孔，并通过滑杆6下端的螺纹与安装在下连接件内的支撑件5刚性连接，从而，形成另一独立部件。

执行管件连接作业时，首先，将两独立部件分别插入两个被连接管件，即将上连接件圆盘结构13以上部位插入一被连接管件，将下连接件圆盘结构23以下部位插入另一被连接管件；然后，将定位柱3上的凸块31与上连接件1下端螺纹结构14内部的非圆凹槽对齐，使两独立部件保持同轴，旋合连接螺母4，从而将两独立部件组成一个整体，在连接螺母4旋合过程中两个支撑件分别挤压上连接件圆台结构11与下连接件圆台结构21，使上连接件圆台结构11与下连接件圆台结构21产生弹性形变，当连接螺母4旋合至最顶端时，上连接件圆台结构11和下连接件圆台结构21的外表面与被连接管件内壁完全贴合，两个支撑件的外侧面与变形后上连接件圆台结构11与下连接件圆台结构21的内表面完全贴合；若上连接件圆台结构11与下连接件圆台结构21上都设有凸起，则该凸起恰好卡在被连接管件的凹槽内；最后，旋合用于防松的紧固螺母7，提高被连接管件的连接强度和可靠性，完成管件连接工作。

实施例1

本实施例管件连接装置包括上连接件1、下连接件2、定位柱3、连接螺母4、两个支撑件5、滑杆6和紧固螺母7；上连接件1和下连接件2的外侧分别连接两个被连接管件的一端，在上连接件1和下连接件2内均安装一个支撑件5，所述定位柱3的下端与下连接件2的上端固定，定位柱的上端插入上连接件，定位柱3的外部安装连接螺母4；所述滑杆一端与一个支撑件固定，另一端穿过定位柱与安装在下连接件2内的支撑件固定；上连接件1和下连接件2之间通过连接螺母4、紧固螺母7进行螺纹连接；

所述上连接件1呈中空结构，上连接件的上端为通过支撑件能够撑起的上连接件圆台结构11，上连接件圆台结构11在被连接管件内被完全撑起时，上连接件圆台结构11的外侧面与被连接管件内壁完全贴合；上连接件圆台结构的下端为与被连接管件内径相等的上连接件圆柱面12；上连接件圆柱面12的下端为与被连接管件外径相等的上连接件圆盘结构13；上连接件的下端为螺纹结构14，螺纹结构14上安装有外径与被连接管件相等的扁平紧固螺母7，通过螺纹结构与连接螺母4和紧固螺母7配合实现上连接件1与下连接件2间的连接，螺纹结构内部设有非圆凹槽，所述支撑件5能通过该非圆凹槽进入上连接件圆台结构11的内部；

所述下连接件2也呈中空结构，下连接件2上设有为通过支撑件能够撑起的下连接件圆台结构21、与被连接管件内径相等的下连接件圆柱面22和与被连接管件外径相等的下连接件圆盘结构23；下连接件圆台结构21和下连接件圆柱面22与上连接件圆台结构11和上连接件圆柱面12的连接形式及形状相同；所述下连接件圆盘结构23的上端面上均匀布置若干数量的螺纹孔；

所述连接螺母4为一外径与被连接管件外径相同螺母，安装于定位柱3与下连接件2之间，连接螺母4的内壁上开设与螺纹结构14相配合的内螺纹，连接螺母4一端布置一挡边41，挡边41内开设通孔；

所述定位柱3为一中空盘类零件，上端设置有与螺纹结构14内部的非圆凹槽相配合的非圆凸块31，所述凸块31的高度小于螺纹结构内部非圆凹槽的深度；所述凸块31下端依次为定位柱圆盘结构32和定位柱圆柱面33，所述定位柱圆盘结构32的外径大于挡边41上通孔的直径且小于连接螺母的螺纹小径，定位柱圆盘结构32的端面上设有与下连接件圆盘结构23上的螺纹孔相配合的沉孔，通过螺钉将定位柱3与下连接件2同轴刚性连接；所述定位柱圆柱面33的高度大于连接螺母的挡边41厚度，外径小于连接螺母的挡边41上通孔的直径，连接螺母4能绕定位柱3转动；整个定位柱3内设置有与滑杆6的直径相匹配的中央通孔，用于实现定位柱3与支撑件5的同轴配合；

所述上连接件圆台结构11由六个柔性片状结构组成，六个柔性片状结构形成一个圆台，每个柔性片状结构上均设置有与被连接管件内的凹槽相配合的凸起，通过凸起与被连接管件内凹槽的配合作用，能够实现上连接件与被连接管件的牢固固定，提高管件连接的稳定性及强度。下连接件圆台结构21与上连接件圆台结构11结构相同；

所述支撑件5为圆台形，支撑件5的锥度与所支撑的下连接件圆台结构21和上连接件圆台结构11完全撑起时的内侧锥度相配合。通过支撑件5挤压上连接件圆台结构11和下连接件圆台结构21，使上连接件圆台结构11和下连接件圆台结构21产生弹性形变，利用上连接件圆台结构11和下连接件圆台结构21的胀紧作用，辅以凸起与被连接管件上凹槽的配合，实现上连接件1和下连接件2与相应被连接管件的可靠连接。

螺纹结构14内部的非圆凹槽和定位柱3上的凸块31的截面形状为三角形。

滑杆6与定位柱3内部通孔配合构成一滑动副，滑杆6下端开设一段外螺纹，通过螺纹连接实现与安装在下连接件内的支撑件的刚性连接，滑杆6与安装在上连接件内的支撑件固定为一体。

所述连接螺母4和紧固螺母7的外侧面上均设有月牙形凹槽防滑结构42。本发明未尽之处适用于现有技术。