一种可伸缩可旋转金属管接头的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可伸缩可旋转金属管接头，包括管接头组件及连接管组件，连接管组件包括活塞组件和与之配合的缸筒，缸筒的一端与活塞组件滑动密封配合，缸筒的另一端与管接头组件连接；活塞组件包括中空管状的活塞杆，活塞杆的一端为置于缸筒中的具有中心通孔的活塞头，活塞杆的另一端在缸筒外与管接头连接。所述的缸筒的前端是与活塞杆配合的前封头，前封头与缸筒交界处有排气孔，缸筒的后端是与管接头组件连接的内螺纹孔，内螺纹孔外侧有与管接头组件对应的环形端面，环形端面上开有V形环向槽。管接头组件包括连为一体的与缸筒连接的螺纹连接部分和与管路连接的标准管接头。活塞组件的活塞头包括两个环向凹槽和安装在环向凹槽上的两个密封圈。本发明结构简单、成本低廉、工作可靠。
【专利说明】一种可伸缩可旋转金属管接头
【技术领域】
[0001]本发明属于气动传动系统的组成部件，具体涉及一种可伸缩可旋转管接头。
【背景技术】
[0002]在气动传动系统中，管路、管接头是常用的气动元件，起到将气动传动系统各部分连接起来的功能。在较高压力(如3MPa以上)的气动系统中，常用的管路为金属软管、金属硬质管路，管接头一般为金属，金属材料通常为不锈钢、铝合金、钛合金。金属软管的内层一般为非金属材料制作，表面较为粗糙，在相同的管路内径下，金属软管的气体流通能力显著低于内壁较为光滑的金属硬质管路。为确保气体元件的流通能力，气动传动系统中通常采用金属硬质管路、金属管接头。
[0003]在特定工况下，气动传动系统与对应产品连接为金属硬质管路，同时要求该管路部位在工作过程中具有较大的轴向伸缩(10_以上)、绕管路轴线旋转(如360° )的能力，例如气囊在充放气过程中会产生较大的轴向伸缩，并伴随一定形状扭曲而产生旋转，当气动系统的金属管接头与气囊的进气接管嘴连接时，金属管接头需要具备可伸缩可旋转功倉泛。
[0004]实用新型专利CN2097939U —种管接头，利用塑料材质制作的波形伸缩管的结构形式实现管接头部位的可伸缩性，以补偿管路运行中的热胀冷缩功能。由于材料和结构形式的局限性，该管接头不能用于高压，可伸缩范围极小，且不能够旋转。实用新型专利CN201320026726可伸缩的波节管接头，采用波纹管来解决管道接头部位因热胀冷缩内应力作用，而导致管道接头处易渗水漏水的问题。波纹管可以具备一定的轴向伸缩、横向位移、角位移，但该管接头可伸缩范围小，基本不能旋转。发明CN201210519022柔性旋转可伸缩管接头，包括链接接头、定位环、限位螺栓、定位法兰、外缸筒和内缸筒，所述链接接头与定位环焊接固定在一起，链接接头与定位环焊接在内缸筒上，定位法兰焊接在外缸筒上，限位螺栓连接在链接接头和定位法兰之间，外缸筒和内缸筒通过压紧螺母固定连接。在不影响试泵要求和性能数据测量的情况下，解决闭式试验台试泵管路硬性连接造成的时间成本过高，经济成本过高，试泵配管过多及试泵工作效率低下的行业性难题。该发明是用在装配过程中，不能在工作过程中实现可旋转可伸缩。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种可伸缩可旋转金属管接头，目的在于解决耐高压金属硬质管路中的轴向可伸缩周向可旋转问题。
[0006]本发明的技术方案:本发明的一种可伸缩可旋转金属管接头包括管接头组件及连接管组件，连接管组件包括活塞组件和与之配合的缸筒，缸筒的一端与活塞组件滑动密封配合，缸筒的另一端与管接头组件连接；活塞组件包括中空管状的活塞杆，活塞杆的一端为置于缸筒中的具有中心通孔的活塞头，活塞杆的另一端在缸筒外与管接头连接。
[0007]所述的缸筒的前端是与活塞杆配合的前封头，前封头与缸筒交界处有排气孔，缸筒的后端是与管接头组件连接的内螺纹孔，内螺纹孔外侧有与管接头组件对应的环形端面，环形端面上开有V形环向槽。
[0008]所述的管接头组件包括连为一体的与缸筒连接的螺纹连接部分和与管路连接的标准管接头。
[0009]所述的活塞组件的活塞头包括第一环向凹槽和安装在第一环向凹槽上的密封环。
[0010]所述的活塞组件的活塞头包括第二环向凹槽和安装在环向凹槽上的活塞头导向环。
[0011]所述的缸筒的前封头内侧有内环型槽，内环型槽中设活塞杆导向环，缸筒的后端的环形端面与管接头组件之间设第二密封垫圈。
[0012]所述内环型槽中设的活塞杆导向环采用紫铜制作,厚度为0.5mm?3mm。
[0013]所述缸筒的后端的环形端面上开的V形环向槽的截面为等边三角形，三角形的高
为0.3臟?0.8臟。
[0014]所述活塞头导向环为不封闭的圆环形，采用耐磨且摩擦系数较低的材料制作而成。
[0015]所述密封环为泛塞密封圈,在装配时,泛塞密封圈的U形开口端面向高压进气端。
[0016]本发明的优点:
[0017]本发明的金属管接头在工作过程中可以伸长+旋转、收缩+旋转、伸缩+旋转，可以实现周向旋转360°。具有结构简单、成本低廉、工作可靠、适用范围广的特点，能够满足较为恶劣的振动、冲击环境要求。本发明的各零部件加工工艺性好，尽可能采用了批量生产的零部件，便于批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的分解图；
[0019]图2为本发明实施例伸长状态的结构示意图；
[0020]图3为本发明实施例收缩状态的结构示意图；
[0021]图4为发明实施例的缸筒示意图；
[0022]图5为图4的I处局部放大图；
[0023]图6为活塞组件的分解图；
[0024]图7是活塞头局部不意图；
[0025]图8是活塞头的泛塞密封圈部分放大图。
[0026]图9为管接头组件的分解图；
[0027]图10为本发明应用在气囊装置中的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0029]如图1、图2、图3、图6所示，本发明的一种可伸缩可旋转金属管接头包括可装配在一起的管接头组件4、连接管组件。所述连接管组件包括活塞组件I和与之配合的缸筒2，缸筒2的一端与活塞组件I滑动密封配合，缸筒2的另一端与管接头组件4连接；活塞组件I包括中空管状的活塞杆la，活塞杆Ia的一端为置于缸筒2中的具有中心通孔的活塞头lb，活塞杆Ia的另一端在缸筒2外与管接头3连接。活塞杆Ia的孔径为14_，外径为18.3mm,活塞头Ib中心通孔的直径为14mm,轴向长度为15mm。
[0030]管接头3为具有外螺纹的接管嘴，lCrl8Ni9Ti不锈钢制作的钢制焊接接管嘴14YC122-89,与活塞杆Ia采用焊接方式进行连接。
[0031]如图4、图5所示，所述缸筒2的前端是与活塞杆Ia间隙配合的前封头2a，前封头2a与缸筒2交界处有排气孔2b，排气孔2b为2个M5的螺纹孔，可将缸筒2内一端空腔内的气体排至大气，当活塞组件I在缸筒2内运动时，不会形成影响活塞组件I运动的密闭空腔。排气孔的数量、大小参照单作用气缸进行设计。
[0032]所述缸筒2的后端具有与管接头组件4连接的内螺纹孔2c为M27X 1.5_7H，内螺纹通孔外侧有与管接头组件4对应的环形端面2d，环形端面2d上开有V形环向槽2e。
[0033]所述缸筒2的前封头2a内侧有内环型槽2al，内环型槽2al中设活塞杆导向环5，缸筒2的后端的环形端面2d与管接头组件4之间设密封垫圈6。
[0034]缸筒2内腔与活塞头Ib配合部位的尺寸精度高、形位公差小、表面质量高。缸筒2采用不锈钢lCrl8Ni9Ti制作，内径为25mm(8级精度)，外径33.5mm，轴向长度L为72.5mm,内壁的圆柱度0.0lmm ;内壁的粗糙度Ra为1.6 μ m，满足装配在其中的活塞组件I快速运动的能力。
[0035]所述缸筒2的后端的环形端面2d上开的V形环向槽2E的截面为等边三角形，三角形的高为0.5_。V形环向槽2E的作用是提高密封垫圈6的密封效果。
[0036]所述缸筒2的后端的环形端面2d设密封垫圈6，密封垫圈6被管接头组件4压紧后在V形环向槽2E部位形成变形，获得良好的密封效果。密封垫圈6采用紫铜制作，厚度为 2mm,内径 28mm,外径 33.5mm。
[0037]所述活塞组件I的活塞头Ib与缸筒2内腔为间隙配合，间隙为0.1mm?0.15mm。
[0038]所述的活塞组件I的活塞头Ib包括第一环向凹槽和安装在环向凹槽上的密封环Ic0第一环向凹槽宽为4.8mm,深为3.1mm。
[0039]所述的活塞组件I的活塞头Ib包括第二环向凹槽和安装在环向凹槽上的活塞头导向环Id。第二环向凹槽宽为5.5mm,深为2.2mm。
[0040]所述活塞杆导向环5、活塞头导向环Id为不封闭的圆环形，采用耐磨且摩擦系数较低聚四氟乙烯制作而成。活塞杆导向环5、活塞头导向环Id的作用是为了活塞杆la、活塞头Ib在快速运动是平稳、配合面的间隙尺寸稳定、发热量小。
[0041]如图7、图8，所述密封环Ic优选特瑞宝的M2型特康泛塞密封圈，根据缸筒2内径25mm选择标准系列的密封圈。该类型泛塞密封圈可以满足运动速度不大于15m/s、旋转速度不大于lm/s的工况。在装配时,泛塞密封圈的U形开口端面向高压进气端g。泛塞密封圈为U形截面的聚四氟乙烯环形件内装配有弹簧的高性能密封件，聚四氟乙烯环形件与缸筒2的内壁贴合；弹簧提供弹力，确保泛塞密封圈与缸筒2的内壁充分贴合，获得良好的密封效果。
[0042]图9为管接头组件4的分解图，所述的管接头组件4包括采用焊接方式成为一体的与缸筒2连接的螺纹连接部分4a与管路连接的管接头4b。螺纹连接部分4a为具有法兰面的外螺纹结构，中部具有通孔，其直径为14mm，外螺纹与缸筒2的螺纹部位形成连接，法兰面用来实现装配管接头组件4时的轴向定位并压紧密封垫圈6。管接头为具有外螺纹的接管嘴，lCrl8Ni9Ti不锈钢制作的钢制焊接接管嘴14YC122-89，与螺纹连接部分4a采用焊接方式进行连接。螺纹连接部分为具有法兰面的外螺纹结构，中部具有通孔，外螺纹与缸筒的螺纹部位形成连接，法兰面用来实现装配管接头组件时的轴向定位并压紧密封垫。管接头优先选用批量生产的标准管接头。
[0043]所述密封螺钉7为螺钉M5X6 (GB/T67-2000)，，在本发明不工作时装配在缸筒2的排气孔2b上，以避免多余物进入缸筒2内部。
[0044]本实施例的金属管接头可实现伸长+旋转功能，内径14mm (公称通径略小于d，约12mm),最大轴向伸长行程为57.5_。在工作过程中，行程不大于57.5mm时均可以正常工作。本发明可以应用在不大于30MPa的工况。
[0045]本发明管接头的最大伸缩速度、最大旋转速度主要取决于密封圈的性能。本发明的最大可伸缩行程取决于活塞头在缸筒内的运动行程。
[0046]图10为本发明应用在气囊装置中的示意图:本发明用于气囊装置中时，气瓶23通过管路、截止阀24、电磁阀25、本发明的可伸缩可旋转金属管接头26连接至气囊装置22，管路的内径为14mm。气囊装置为固定不动，但在充气、放气过程中，其进气口部位会产生不大于45mm的轴向位移,轴向运动速度不大于4m/s ;同时会产生不大于25°的旋转。采用可伸缩可旋转金属管接头来获得管路具有较高的流通能力，可实现对气囊的快速充气，满足使用要求。
【权利要求】
1.一种可伸缩可旋转金属管接头，包括管接头组件及连接管组件，其特征在于:连接管组件包括活塞组件(I)和与之配合的缸筒(2)，缸筒(2)的一端与活塞组件(2)滑动密封配合，缸筒(2)的另一端与管接头组件(4)连接；活塞组件(I)包括中空管状的活塞杆(la)，活塞杆(Ia)的一端为置于缸筒(2)中的具有中心通孔的活塞头(Ib),活塞杆(Ia)的另一端在缸筒(2)外与管接头(3)连接。
2.根据权利要求1所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:缸筒(2)的前端是与活塞杆(Ia)配合的前封头(2a)，前封头(2a)与缸筒(2)交界处有排气孔(2b)，缸筒(2)的后端是与管接头组件(4)连接的内螺纹孔(2c)，内螺纹孔(2c)外侧有与管接头组件(4)对应的环形端面(2d)，环形端面(2d)上开有V形环向槽(2e)。
3.根据权利要求1或2所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:管接头组件(4)包括连为一体的与缸筒(2)连接的螺纹连接部分(4a)和与管路连接的标准管接头(4b)。
4.根据权利要求1或2所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:活塞组件(I)的活塞头(Ib)包括第一环向凹槽和安装在第一环向凹槽上的密封环(Ic)。
5.根据权利要求1或2所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:活塞组件(I)的活塞头(Ib)包括第二环向凹槽和安装在第二环向凹槽上的活塞头导向环(Id)。
6.根据权利要求1或2所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:所述缸筒(2)的前封头(2a)内侧有内环型槽(2al)，内环型槽(2al)中活塞杆导向环(5)，缸筒(2)的后端的环形端面(2d)与管接头组件(4)之间设密封垫圈(6)。
7.根据权利要求6所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:所述内环型槽(2al)中设的活塞杆导向环(5)采用紫铜制作,厚度为0.5mm?3mm。
8.根据权利要求2所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:所述缸筒(2)的后端的环形端面(2d)上开的V形环向槽(2e)的截面为等边三角形，三角形的高为0.3mm?0.8mm η
9.根据权利要求5所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:所述活塞头导向环(Id)为不封闭的圆环形，采用耐磨且摩擦系数较低的材料制作而成。
10.根据权利要求4所述的可伸缩可旋转金属管接头，其特征在于:所述密封环(Ic)为泛塞密封圈，在装配时，泛塞密封圈的U形开口端面向高压进气端。
【文档编号】F16L27/08GK103511772SQ201310475411
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】胡善刚, 蔡敏, 肖任勤, 洪珅, 范开春 申请人:湖北航天技术研究院总体设计所