一种齿轮式无痕管钳及方法与流程

本发明涉及一种管钳及方法，尤其涉及一种齿轮式无痕管钳及方法。

背景技术：

管钳是管路安装和修理的常用工具，用于转动金属管或其他圆柱形管件；管钳由于咬合力大，使用方便，在普通镀锌管等安装要求不高的场所得到了广泛应用。现有的管钳包含多种类型：齿牙式、链条式、水泵钳、皮带扳手等，但现有的管钳也存在一些致命弱点，上述类型的管钳由于是采取锋利钳口进行咬合从而获得防松扭矩，因此现有的管钳不能对陶瓷管件、薄壁管件、塑料管件等进行夹持、旋转，否则管材极易出现变形扭曲。如果管道采用了工厂预制防腐工艺，使用现有管钳进行安装亦会在管道上产生咬痕，损伤管件表面。

目前燃气行业广泛使用工厂预涂敷管材，工厂预涂敷管材包含镀锌管预涂敷、无缝钢管环氧涂覆，这些管材在使用现有的普通管钳进行安装时会在管道表面产生咬痕，导致防腐层破坏，受损的防腐层很难修复到原有防腐级别，且防腐层修补后会产生色差。对于位于居民用户室内的管道来说，用现有的管钳进行安装，不仅会破坏管道外的防腐层影响管道的运行寿命，还会因防腐层修复后存在色差而影响管道的外观。并且现有的普通管钳在对薄壁不锈钢管、pe管材、ppr管材以及硬度较高(如304不锈钢)的管材等进行操作时，因普通管钳不能产生有效咬痕，故普通管钳的操作效果较差。

此外由于待拧紧管道受到所处外界环境因素的影响，管道在被管钳拧紧时管道的单次旋转行程有限，管钳无法仅仅通过一次拧动完成管道的拧紧，管钳的钳口需要多次松开管道，在管道上重新调整管钳的相对位置再咬紧管道进行下一步拧动，通过管钳的多次拧动完成管道的拧紧。现有技术的管钳在松开管道时非常容易从管道上脱离，需要重新将管钳安装在管道上，多次拧动操作下管钳的安装十分复杂不便，并使得管道的拧紧过程断断续续，管道拧紧耗费时间较长，费时费力。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种齿轮式无痕管钳及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种齿轮式无痕管钳，包括钳口和钳柄，钳口包括上颚组件、下颚组件，钳柄包括摇柄组件；上颚组件的一端与摇柄组件相铰接，另一端与下颚组件相铰接，下颚组件的另一端固定设置有大齿轮；上颚组件与摇柄组件的铰接处设置有与大齿轮相配合的小齿轮，小齿轮固定设置于摇柄组件上；小齿轮的右方设置有回位棘轮，回位棘轮设置于摇柄组件上；

上颚组件、下颚组件均包括夹持部，夹持部的内侧壁上均设置有橡胶垫。

进一步地、上颚组件包括上夹持部、上安装部，上夹持部位于上安装部的内侧；上安装部的右部固定插置有定位柱，上安装部的右部外侧壁向外凸出形成限位台；

上颚组件由上颚板和加厚板a叠加而成；上颚板为两片，加厚板a为多片，多片加厚板a设置于两片上颚板之间。

进一步地、下颚组件包括下夹持部、下安装部，下夹持部位于下安装部的内侧；

下颚组件由下颚板、加厚板b、加厚板c叠加而成；下颚板为一片，加厚板b、加厚板c从内到外依次对称分布于下颚板的两侧且加厚板b、加厚板c均为偶数片；

大齿轮固定设置于下颚板的右端。

进一步地、摇柄组件包括摇柄安装部、握持部，摇柄安装部位于握持部的左侧；

摇柄组件由摇柄板、摇柄橡胶填充板叠加而成；摇柄板为两片，摇柄橡胶填充板为一片，两片摇柄板对称设置于摇柄橡胶填充板的两侧且回位棘轮设置于其中一片摇柄板上；

小齿轮固定设置于摇柄橡胶填充板的左端；小齿轮的上部外侧壁向外凸出分别形成定位台a、定位台b，定位台a位于定位台b的左方；

定位台b的顶端向下凹陷形成弧形面，定位台b的弧形面与定位柱的外侧壁相配合。

进一步地、上夹持部、下夹持部的内侧壁上均设置有防滑移倒钩，橡胶垫设置于防滑移倒钩的内侧。

进一步地、上安装部的一端通过销轴与下安装部相铰接，另一端通过销轴与摇柄安装部相铰接。

一种齿轮式无痕管钳的工作方法的步骤为：

a、无痕管钳的初次安装：

将待拧紧管道放置于上颚组件、下颚组件的夹持部之间，旋转回位棘轮使其相对于摇柄组件顺时针旋转，从而使回位棘轮的棘轮齿高出上颚组件的限位台，使回位棘轮在随着摇柄组件逆时针转动时回位棘轮的棘轮齿无法与上颚组件的限位台相抵，限位台不对回位棘轮限位；逆时针旋转摇柄组件至小齿轮的定位台b的弧形面与上颚组件的定位柱的外侧壁相贴合，此时定位柱与定位台b相配合完成摇柄组件相对于上颚组件定位；

逆时针旋转下颚组件至大齿轮的上数第一个齿与摇柄组件的小齿轮的定位台a相接触，此时大齿轮与定位台a相配合完成下颚组件相对于摇柄组件的定位；

b、无痕管钳抱紧、拧动待拧紧管道：

顺时针旋转摇柄组件使得小齿轮与大齿轮咬合，继续顺时针旋转摇柄组件，因大、小齿轮咬合使得上颚组件与下颚组件相配合抱紧待拧紧管道并带动管道旋转，实现无痕管钳对待拧紧管道的拧动；

c、无痕管钳的回位：

旋转回位棘轮使其相对于摇柄组件逆时针旋转，回位棘轮的棘轮齿低于上颚组件的限位台；逆时针旋转摇柄组件，摇柄组件带动回位棘轮逆时针转动，使得回位棘轮的棘轮齿与上颚组件的限位台相抵，回位棘轮受阻进而使得摇柄组件受阻，摇柄组件无法继续逆时针旋转，实现了无痕管钳倒手回位时钳柄扭转角度的控制；此时摇柄组件的小齿轮与下颚组件的大齿轮仍处于咬合状态，但因为摇柄组件的逆时针旋转使得无痕管钳的上、下颚组件未抱紧管道，实现无痕管钳松开管道并不脱离管道；

d、无痕管钳连续抱紧、拧动管道：

重复步骤b、步骤c的操作使得无痕管钳能连续对管道进行抱紧、拧动、松开操作直至管道被拧紧；

e、无痕管钳从管道上脱离：

当无痕管钳完成待拧紧管道的拧紧工作后，旋转回位棘轮使其相对于摇柄组件顺时针旋转，从而使回位棘轮的棘轮齿高出上颚组件的限位台，逆时针旋转摇柄组件，回位棘轮在随着摇柄组件逆时针转动时回位棘轮的棘轮齿无法与上颚组件的限位台相抵，限位台不对回位棘轮限位；继续逆时针旋转摇柄组件解除大、小齿轮之间的咬合，从而将无痕管钳从管道上脱离下来。

本发明的无痕管钳通过齿轮组合设置使得无痕管钳在施工中抱紧力大，打滑概率小；橡胶垫的设置使得无痕管钳对管材表面绝无损伤，有效地保护了管材表面；回位棘轮的设置使得无痕管钳在回位时既完成了其钳口松开管道，又使得无痕管钳没有脱离管道，无痕管钳不需要多次重新安装在管道上，能够实现在拧紧管道时的快速发力，管道拧紧所耗时间短，省时省力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为上颚组件的结构示意图。

图3为上颚组件的组成部件示意图。

图4为下颚组件的结构示意图。

图5为下颚组件的组成部件示意图。

图6为摇柄组件的结构示意图。

图7为摇柄组件的组成部件示意图。

图8为本发明管钳在待拧紧管道上的初次安装状态示意图。

图9为图8中定位台a对大齿轮、定位柱对定位台b定位的局部放大图。

图10为本发明管钳在待拧紧管道上咬合的状态示意图。

图11为图10中大齿轮与小齿轮正确咬合的局部放大图。

图12为本发明管钳的在管道上回位的状态示意图。

图13为图12中限位台对回位棘轮限位的局部放大图。

图中：1、上颚组件；2、下颚组件；3、摇柄组件；4、小齿轮；5、大齿轮；6、回位棘轮；7、橡胶垫；8、上夹持部；9、上安装部；10、防滑移倒钩；11、定位柱；12、限位台；13、上颚板；14、加厚板a；15、下夹持部；16、下安装部；17、下颚板；18、加厚板b；19、加厚板c；20、摇柄板；21、摇柄橡胶填充板；22、摇柄安装部；23、握持部；24、销轴；25、定位台b；26、定位台a；27、待拧紧管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种齿轮式无痕管钳，包括钳口和钳柄，钳口包括上颚组件1、下颚组件2，钳柄包括摇柄组件3；上颚组件1的一端与摇柄组件3相铰接，另一端与下颚组件2相铰接，下颚组件2的另一端固定设置有大齿轮5；上颚组件1与摇柄组件3的铰接处设置有与大齿轮相配合的小齿轮4，小齿轮4固定设置于摇柄组件3上；小齿轮4的右方设置有回位棘轮6，回位棘轮6设置于摇柄组件3上。

如图2所示，上颚组件1包括上夹持部8、上安装部9，上夹持部8位于上安装部9的内侧；上安装部9的右部固定插置有定位柱11，上安装部9的右部外侧壁向外凸出形成限位台12。

如图3所示，上颚组件1由上颚板13和加厚板a14叠加而成；上颚板13为两片，加厚板a14为多片，多片加厚板a设置于两片上颚板之间；多片加厚板a用于增加上颚组件1的厚度进而增加上颚组件1与带拧紧管道27的接触面积，定位柱11的两端分别固定于两片上颚板上。

如图4所示，下颚组件2包括下夹持部15、下安装部16，下夹持部15位于下安装部16的内侧；如图5所示，下颚组件2由下颚板17、加厚板b18、加厚板c19叠加而成；下颚板17为一片，加厚板b18、加厚板c19从内到外依次对称分布于下颚板17的两侧且加厚板b18、加厚板c19均为偶数片；加厚板b18、加厚板c19用于增加下颚组件2的厚度进而增加下颚组件2与带拧紧管道27的接触面积。大齿轮5固定设置于下颚板17的右端。

如图6所示，摇柄组件3包括摇柄安装部22、握持部23，摇柄安装部22位于握持部23的左侧；如图7所示，摇柄组件3由摇柄板20、摇柄橡胶填充板21叠加而成；摇柄板20为两片，摇柄橡胶填充板21为一片，两片摇柄板对称设置于摇柄橡胶填充板21的两侧且回位棘轮6设置于其中一片摇柄板上；摇柄橡胶填充板21的设置能够增加摇柄组件3的厚度，方便操作人员握持摇柄组件的握持部。小齿轮4固定设置于摇柄橡胶填充板21的左端；小齿轮4的上部外侧壁向外凸出分别形成定位台a26、定位台b25，定位台a26位于定位台b25的左方；定位台b25的顶端向下凹陷形成弧形面，定位台b25的弧形面与定位柱11的外侧壁相配合。

上颚组件1、下颚组件2均包括夹持部，夹持部的内侧壁上均设置有橡胶垫7。上夹持部8、下夹持部15的内侧壁上均设置有防滑移倒钩10，橡胶垫7设置于防滑移倒钩10的内侧，防滑移倒钩10用于防止橡胶垫7的滑移。

上安装部9的一端通过销轴与下安装部16相铰接，另一端通过销轴24与摇柄安装部22相铰接。

本发明的齿轮式无痕管钳的工作方法为：如图8所示，当本发明的无痕管钳在待拧紧管道上的初次安装时，待拧紧管道位于上颚组件1、下颚组件2的夹持部之间；旋转回位棘轮6使其相对于摇柄组件3顺时针旋转，从而使回位棘轮6的棘轮齿高出上颚组件1的限位台12，使回位棘轮6在随着摇柄组件3逆时针转动时回位棘轮6的棘轮齿无法与上颚组件1的限位台12相抵，限位台12不对回位棘轮6限位；如图9所示，逆时针旋转摇柄组件3至摇柄组件3小齿轮4的定位台b25的弧形面与上颚组件1的定位柱11的外侧壁相贴合，贴合点为大、小齿轮正确咬合上摇柄定位点，此时定位柱11与定位台b25相配合完成摇柄组件3相对于上颚组件1的定位；逆时针旋转下颚组件2至下颚组件2的大齿轮5的上数第一个齿与摇柄组件3小齿轮4的定位台a26相接触，接触点为大、小齿轮正确咬合下齿轮定位点，此时大齿轮5与定位台a26相配合完成下颚组件2相对于摇柄组件3的定位；

通过设置有定位台a、定位台b的小齿轮4与上、下颚组件相接触产生两个定位点，完成无痕管钳在初始安装在待拧紧管道上时，上颚组件1、下颚组件2以及摇柄组件3之间相对位置的确定，进而保证了无痕管钳初始安装状态时大、小齿轮不错位，保证了无痕管钳在下一步大、小齿轮进行咬合时大、小齿轮处于正确的咬合状态，即大齿轮5的上数第二个齿为工作受力齿，如图10、11所示，此时大、小齿轮处于正确咬合状态使得上颚组件1、下颚组件2对待拧紧管道进行咬合，并使上、下颚组件对管道产生抱紧力；上、下颚组件组成的钳口和与其相连的摇柄组件3共同构成了省力杠杆，连接上颚组件与摇柄组件的销轴24为该省力杠杆的支点；省力杠杆起到了节省操作人员力气的作用，同时增加了大、小齿轮对管道的咬合扭矩，随着咬合扭矩的增大无痕管钳对管道的抱紧力相应增大；上、下颚组件夹持部设置的橡胶垫7在抱紧管道的同时产生摩擦力，防止拧紧管道过程中无痕管钳打滑，并且橡胶垫对管道的表面起到保护作用，拧紧后的管道表面绝无损伤。橡胶垫7损坏后可对橡胶垫进行更换，使得无痕管钳的使用寿命更长；橡胶垫的更换成本低廉，降低了无痕管钳的使用成本。

如图12、13所示，本发明的无痕管钳设置了回位棘轮6，在无痕管钳需要松开管道时，旋转回位棘轮6使其相对于摇柄组件3逆时针旋转，回位棘轮6的棘轮齿低于上颚组件1的限位台12；逆时针旋转摇柄组件3，摇柄组件3的逆时针旋转解除了管道的被抱紧状态，摇柄组件3带动回位棘轮6逆时针转动，使得回位棘轮6的棘轮齿与上颚组件1的限位台12相抵，回位棘轮6受阻进而使得摇柄组件13受阻，摇柄组件13无法继续逆时针旋转，实现了无痕管钳倒手回位时钳柄扭转角度的控制，便于操作人员在拧紧管道时快速发力，且此时摇柄组件3的小齿轮4与下颚组件2的大齿轮5仍处于咬合状态但无痕管钳的上、下颚组件未抱紧管道，实现了无痕管钳在管道上位置的调整且无痕管钳不脱离管道，避免了管钳多次安装带来的操作复杂与不便；无痕管钳只需一次安装在管道上就能完成管道的拧紧，使得管道的拧紧过程变为一个连续的过程，无痕管钳能够实现快速发力并更快地完成管道的拧紧。回位棘轮6的位置可随被拧紧管道的管径进行调整，以达到更好的工作效果。

当无痕管钳需要脱离管道时，顺时针调整回位棘轮6的位置使回位棘轮6的棘轮齿高出上颚组件1的限位台12，限位台12无法和回位棘轮6的棘轮齿相抵，限位台12不对回位棘轮6限位，逆时针旋转摇柄组件3解除大、小齿轮之间的咬合，从而将无痕管钳从管道上脱离下来。

本发明的无痕管钳设置有回位棘轮6，无痕管钳在回位时既完成了其钳口松开了管道，又使得无痕管钳没有脱离管道，无痕管钳不需要多次重新安装在管道上，能够实现在拧紧管道时的快速发力，管道拧紧所耗时间短，省时省力。本发明无痕管钳设置的加厚片a、加厚片b、加厚片c增加了上、下颚组件的厚度，进而增加了上、下颚组件与管道之间的接触面积，管道在被拧紧时其整个圆周受力均衡，使得无痕管钳在薄壁不锈钢管、pe管材、ppr管材以及硬度较高(如304不锈钢)管材等普通管钳不能产生有效咬痕等施工场所取得良好效果。本发明的无痕管钳通过齿轮组合设置使得无痕管钳在施工中抱紧力大，打滑概率小；橡胶垫的设置使得无痕管钳对管材表面绝无损伤，有效地保护了管材表面；回位棘轮的设置使得无痕管钳在回位时既完成了其钳口松开管道，又使得无痕管钳没有脱离管道，无痕管钳不需要多次重新安装在管道上，能够实现在拧紧管道时的快速发力，管道拧紧所耗时间短，省时省力。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。