一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓的制作方法

文档序号:24975709发布日期:2021-05-07 22:48阅读:112来源:国知局
一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓的制作方法

本发明涉及膨胀螺栓技术领域,尤其是涉及一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓。



背景技术:

目前,在建筑装修与建筑安装中,膨胀螺栓是将管道、支架、吊架、托架或设备固定在墙上、楼板上或柱上所用的一种特殊螺纹连接紧固件。

目前,常用的膨胀螺栓包括螺杆、套管、平垫圈、弹簧垫圈和螺母。

上述的膨胀螺栓是一种后安装紧固件,目前膨胀螺栓的安装使用过程为:先用钻头在墙体上钻锚固孔,然后将组装在一起的膨胀螺栓插入墙体上的锚固孔中,然后旋转螺母使得螺杆逐渐往锚固孔外方向移动(此时螺杆不旋转),而此时套管固定不动,螺杆逐渐往锚固孔外方向移动直至螺杆内端的圆台形挤压部挤入膨胀管段中,由于圆台形挤压部的外径从外到内逐渐变大,且膨胀管段的内径小于圆台形挤压部的最大外径,且因为膨胀管段的管壁被分割成多个圆弧板,相邻两个圆弧板之间留有用于方便膨胀的缝隙,因此插入的圆台形挤压部会将膨胀管段挤压膨胀变粗外径变大,使得膨胀管段与墙体上的锚固孔的内壁面产生膨胀挤压摩擦力,将锚固孔、套管的膨胀管段以及螺杆的圆台形挤压部三者挤压固定在一起,从而将膨胀螺栓锚固在墙体上的锚固孔中。

目前,关于现有的膨胀螺栓,首次安装膨胀螺栓是比较方便快捷的,但是拆卸膨胀螺栓是非常困难的,目前通常是用较大外力锤击膨胀螺栓露在墙体外的部分,使其左右晃动,多次锤击最终使得锚固孔、套管以及圆台形挤压部三者能够从胀紧状态下相互松脱,费时费力,对膨胀螺栓和墙体均有一定程度的物理损坏,且即使成功将膨胀螺栓拆卸下,由于螺杆、套管以及圆台形挤压部通常被锤子砸得产生较大的变形,导致无法再次使用,即无法重复使用。因此,一是如何使得拆卸膨胀螺栓变得更容易方便快捷,二是如何使得拆卸下来的膨胀螺栓中的各个零部件都没有较大的变形与损坏,能够再次重复使用,是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓。

为解决上述的技术问题,本发明提供的技术方案为:

一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓,所述膨胀螺栓包括螺杆、套管和第一螺母;

所述套管包括外管口段以及用于被挤压膨胀的膨胀管段,所述膨胀管段的管壁被分割成多个圆弧板,相邻两个圆弧板之间留有用于方便膨胀的缝隙;

所述螺杆的外侧段上设置有外螺纹,所述螺杆的内端呈圆台形构成圆台形挤压部,所述圆台形挤压部的外径按照从锚固孔外到锚固孔内的方向逐渐变大,所述圆台形挤压部用于插入所述膨胀管段中以将所述膨胀管段挤压膨胀;

所述第一螺母的外径大于所述套管的外径;

所述螺杆插入所述套管中,所述第一螺母通过螺纹连接套设在所述螺杆的露出在所述套管之外的外螺纹上,所述套管套设在所述螺杆上且所述套管位于所述第一螺母与所述圆台形挤压部之间,以用于旋转第一螺母使得螺杆向锚固孔外方向移动直至所述圆台形挤压部挤入所述膨胀管段中;所述膨胀螺栓还包括第二螺母;

所述套管的除所述膨胀管段之外的管壁的外表面上设置有外螺纹,所述第二螺母通过螺纹连接套设在所述套管的管壁的外表面上的外螺纹上,以用于当将所述第二螺母顶在墙面上且同时旋转第二螺母时所述套管向锚固孔外方向移动。

优选的,所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线的夹角为0.5°~15°,以用于当所述膨胀螺栓插入安装在墙体上的锚固孔中且所述套管的轴线平行于水平面时,所述套管中的管内空腔的轴线按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管中的管内空腔按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,进一步使得所述螺杆按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且用于提高所述膨胀管段的上瓣管壁的壁厚,且用于提高所述外管口段的下瓣管壁的壁厚;

同时,所述膨胀管段的管内空腔的内径的中点位于所述套管的轴线的下方,以用于使得在所述套管的竖直轴向截面上所述膨胀管段的上瓣管壁的壁厚大于所述膨胀管段的下瓣管壁的壁厚;

同时,所述外管口段的管内空腔的内径的中点位于所述套管的轴线的上方,以用于使得在所述套管的竖直轴向截面上所述外管口段的下瓣管壁的壁厚大于所述外管口段的上瓣管壁的壁厚。

优选的,所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线在同一个平面上,且所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线的夹角为1°~10°。

优选的,所述外管口段为自所述套管的外端面开始且所述外管口段的长度为1cm~3cm。

优选的,所述圆台形挤压部的最大外径等于所述套管的外径。

优选的,所述第一螺母与第二螺母为六角螺母。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓的竖直轴向截面的剖面结构示意图;

图2a为本发明的另一实施例提供的一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓中的套管与第二螺母的竖直轴向截面的剖面结构示意图(图2a中,所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线的夹角为2°);

图2b为用于与图2a中的套管与第二螺母相互配套使用的螺杆与第一螺母的竖直轴向截面的剖面结构示意图(图2b中的螺杆为不锈钢材质);

图3为在图2a上增加了套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线的夹角的剖面结构示意图(图3中,所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线的夹角为2°);

图4为图2a与图2b组合成的一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓的工作原理示意图(图4中为膨胀螺栓的竖直轴向截面);

图中:1套管,101外管口段,1011外管口段的下瓣管壁,1012外管口段的上瓣管壁;

102膨胀管段,1021膨胀管段的上瓣管壁,1022膨胀管段的下瓣管壁;

103套管中的管内空腔,104套管中的管内空腔的轴线,105套管的轴线,106相邻两个圆弧板之间的用于方便膨胀的缝隙,107螺杆的倾斜转动点(螺杆形成的杠杆的支点);

3螺杆,301圆台形挤压部;

4第一螺母,5第二螺母;

6墙体,601锚固孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“高”、“低”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于实际应用中的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“内”、“外”、“水平向”、“竖直向”指示的方位或位置关系为基于实际应用中的方位或位置关系,位于锚固孔内的方向为“内”,位于锚固孔之外的方向为“外”;上述方向的定义仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”,可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1~图4,图中:套管1,外管口段101,外管口段101的下瓣管壁1011,外管口段101的上瓣管壁1012;膨胀管段102,膨胀管段102的上瓣管壁1021,膨胀管段102的下瓣管壁1022;套管1中的管内空腔103,套管1中的管内空腔103的轴线104,套管1的轴线105,相邻两个圆弧板之间的用于方便膨胀的缝隙106,螺杆3的倾斜转动点107(螺杆3形成的杠杆的支点);螺杆3,圆台形挤压部301;第一螺母4,第二螺母5;墙体6,锚固孔601。

目前,在安装膨胀螺栓的过程中,由于螺杆3与第一螺母4构成了螺纹传动副,旋转第一螺母4,使得螺杆3逐渐向锚固孔外方向移动(此时螺杆3只直线移动且不旋转),螺纹传动副将第一螺母4的旋转运动转化为螺杆3的直线运动,且此时套管1是固定不动的(既不移动也不旋转),之所以会产生如此的运动过程,有一个运动参与者是不能忽略的——墙面,只有第一螺母4顶在墙面上旋转才能使得螺杆3向锚固孔外方向移动,当第一螺母4不顶在墙面上旋转时螺杆3是固定不动的(此时第一螺母只是空转),即是膨胀螺栓在安装过程中借了墙面的力,即“借力”的思想与思路。

为了解决上述的技术问题,实现膨胀螺栓的易拆卸以及可以重复使用,本申请与上述膨胀螺栓在安装过程中的“借力”的思想与思路同理,本申请提供了一种易拆卸且可重复使用的膨胀螺栓,所述膨胀螺栓包括螺杆3、套管1和第一螺母4;

所述套管1包括外管口段101以及用于被挤压膨胀的膨胀管段102,所述膨胀管段102的管壁被分割成多个圆弧板,相邻两个圆弧板之间留有用于方便膨胀的缝隙106;

所述螺杆3的外侧段上设置有外螺纹,所述螺杆3的内端呈圆台形构成圆台形挤压部301,所述圆台形挤压部301的外径按照从锚固孔外到锚固孔内的方向逐渐变大,所述圆台形挤压部301用于插入所述膨胀管段102中以将所述膨胀管段102挤压膨胀;

所述第一螺母4的外径大于所述套管1的外径;

所述螺杆3插入所述套管1中,所述第一螺母4通过螺纹连接套设在所述螺杆3的露出在所述套管1之外的外螺纹上,所述套管1套设在所述螺杆3上且所述套管1位于所述第一螺母4与所述圆台形挤压部301之间,以用于旋转第一螺母4使得螺杆3向锚固孔外方向移动直至所述圆台形挤压部301挤入所述膨胀管段102中;

所述膨胀螺栓还包括第二螺母5,所述套管1的除所述膨胀管段102之外的管壁的外表面上设置有外螺纹,所述第二螺母5通过螺纹连接套设在所述套管1的管壁的外表面上的外螺纹上,以用于当将所述第二螺母5顶在墙面上且同时旋转第二螺母5时所述套管1向锚固孔外方向移动。

上述膨胀螺栓的拆卸过程大致为:先把第一螺母4、平垫圈以及弹簧垫圈拆卸下来,然后把膨胀螺栓上的悬挂物卸掉;

然后用锤子锤击螺杆3使得螺杆3向锚固孔内方向移动直至移动到锚固孔底,即采用锤击将圆台形挤压部301与膨胀管段102脱离;

然后用扳手旋转第二螺母5,将第二螺母5边顶在墙面上边用扳手旋转(优选的向右旋转),由于套管1的管壁的外表面上的外螺纹(优选的为右旋螺纹)与第二螺母5的内螺纹构成螺纹传动副,从而使得当第二螺母5边顶在墙面上边向右旋转的时候套管1向锚固孔外移动(此时套管1只直线移动且不旋转);

套管1向锚固孔外移动过程中,由于膨胀管段102受到锚固孔601的内壁面的挤压,使得膨胀管段102的膨胀变粗的外径逐渐变小,使得膨胀管段102从与锚固孔601的内壁面挤压卡住的状态逐渐地变成与锚固孔601的内壁面之间产生缝隙;

当膨胀管段102的膨胀变粗的外径逐渐变小直至与锚固孔601的内壁面之间产生缝隙后,套管1就不再受到锚固孔601的内壁面的卡挡束缚,此时可以不再旋转第二螺母5,直接用钳子夹住套管1就可以将套管1整个从锚固孔601中拔出来,然后再用钳子夹住螺杆3的外端将螺杆3整个从锚固孔601中取出来,至此拆卸膨胀螺栓就完成了;

根据上述的拆卸膨胀螺栓的整个过程,可得:1)相比于现有技术中的膨胀螺栓的拆卸,本申请通过第二螺母与套管之间的螺纹传动副以及借用墙面的力这两方面的配合,由于螺纹传动副可以将输入的力经过数倍放大后再输出出去,例如人工一只手摇转螺杆式千斤顶就可以轻而易举地将几吨重的汽车给顶升起来,因此,本申请中此处的螺纹传动副可以轻而易举地将套管从锚固孔中硬拔出来,从而巧妙地使得本申请中的膨胀螺栓的拆卸是更容易、更方便以及更快捷的;2)相比于现有技术中的膨胀螺栓的拆卸,本申请中没有对套管1进行暴力锤击,且本申请仅是用锤子锤击螺杆3使得螺杆3向锚固孔内方向移动与膨胀管段102脱离,由于此处锤击用力不大因此基本上不会使螺杆3产生形变,即本申请中拆卸下来的膨胀螺栓没有较大的变形与损坏,把拆下的套管1再用工具挤压一下恢复到原始外径就能够再次重复使用,因此本申请中的拆卸下来的膨胀螺栓中的套管1、螺杆3、第一螺母4、第二螺母5等各个零部件都没有较大的变形与损坏,能够再次组装在一起重复使用,可以重复多次使用,重复利用率高;综上,本申请的创新点在于根据“借力”的思想与思路,合理且巧妙地借用了墙面的力,将所述第二螺母5边顶在墙面上边旋转,进而通过第二螺母5与套管1构成的螺纹传动副使得所述套管1向锚固孔外方向移动,最终使得膨胀管段102从与锚固孔601的内壁面挤压卡住的状态逐渐地变成与锚固孔601的内壁面之间产生缝隙直至最终脱离束缚,并最终将套管1整个从锚固孔601中取出来,且没有对套管1造成明显的变形与损坏,从而实现了膨胀螺栓的易拆卸以及可以重复使用。

本申请中,为了防止在所述第二螺母5边顶在墙面上边旋转的过程中第二螺母5对墙面造成挤压破坏,且为了增大第二螺母5与墙面之间的接触面积,在套管1上还套设有平垫圈,所述平垫圈位于所述第二螺母5与墙面之间。

目前,随着经济社会发展与科学技术进步,现在的膨胀螺栓的性能越来越不能满足建筑装修与建筑安装对膨胀螺栓的使用要求。因此,如何提高膨胀螺栓的载重能力、锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能,防止膨胀螺栓因为受到外力、振动、疲劳等原因造成的松脱与失效,是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

为此,在本申请的一个实施例中,所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105的夹角为0.5°~15°,以用于当所述膨胀螺栓插入安装在墙体6上的锚固孔601中且所述套管1的轴线105平行于水平面时(即当所述套管1以水平姿态插入安装在墙体6上的锚固孔601中时),所述套管1中的管内空腔103的轴线104按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,进一步使得所述螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且用于提高所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚,且用于提高所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚;

同时,所述膨胀管段102的管内空腔103的内径的中点位于所述套管1的轴线105的下方,以用于使得在所述套管1的竖直轴向截面上所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚大于所述膨胀管段102的下瓣管壁1022的壁厚;

同时,所述外管口段101的管内空腔103的内径的中点位于所述套管1的轴线105的上方,以用于使得在所述套管1的竖直轴向截面上所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚大于所述外管口段101的上瓣管壁1012的壁厚。

在本申请的一个实施例中,所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105在同一个平面上,且所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105的夹角为1°~10°。

在本申请的一个实施例中,所述外管口段101为自所述套管1的外端面开始且所述外管口段101的长度为1cm~3cm。

在本申请的一个实施例中,所述圆台形挤压部301的最大外径等于所述套管1的外径。

在本申请的一个实施例中,所述第一螺母4与第二螺母5为六角螺母。

本申请中,当所述套管的轴线平行于水平面时,所述套管中的管内空腔的轴线按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管中的管内空腔按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线在同一个竖直平面上(如图3所示),将所述套管中的管内空腔的轴线与所述套管的轴线共同所在的竖直平面定义为竖直平面a,此时,沿着垂直于竖直平面a且与所述套管中的管内空腔的轴线重合的平面将套管剖切成上下两瓣,如此将膨胀管段102剖切成上下两瓣,分别为所述膨胀管段102的上瓣管壁1021与所述膨胀管段102的下瓣管壁1022,如此将外管口段101也剖切成上下两瓣,分别为所述外管口段101的下瓣管壁1011与外管口段101的上瓣管壁1012。

本申请中,套管1的外形为圆管,套管1中的管内空腔103为圆柱形空腔。

现有技术中,组合在一起但是还未挤压膨胀的膨胀螺栓的插入锚固孔中的部分的最大外径(下文中简称为最大外径d)等同于套管1的外径;

本申请中,由于所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且所述螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,这就导致了最大外径d比套管1的外径稍微变大了,因此在钻设锚固孔601的时候,相应地需要把锚固孔601的内径也扩大一些,理论上锚固孔601的内径等于上述最大外径d即可;

由于实际上膨胀管段102的可膨胀变粗范围是膨胀管段102的上下管壁的壁厚的加和,鉴于上述锚固孔601的内径需要扩大一些,此时相应的膨胀管段102的可膨胀变粗范围也需要扩大一些,因此增加膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚以及膨胀管段102的下瓣管壁1022的壁厚的加和,如此即可使得膨胀管段102被挤压膨胀后的外径更大,即可使得膨胀管段102被挤压膨胀后与内径变大的锚固孔601发生挤压接触,从而解决了本申请中最大外径d比套管1的外径稍微大了的问题了;

膨胀管段102的外径被圆台形挤压部301挤压膨胀变大0.5mm~5mm就足够将锚固孔601、套管1的膨胀管段102以及螺杆3的圆台形挤压部301三者挤压固定在一起了。

目前,在科技发展与工程应用中越来越流行一种“预”的思想与思路,例如预应力混凝土结构,预应力混凝土结构是在结构构件受外力荷载作用前,先人为地对它施加压力,由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的,即在知道坏趋势后人为地反坏趋势,即在薄弱处预先做好准备或者是多做准备;

现有技术中,膨胀螺栓在安装在墙体6上的水平向的锚固孔601中以后,螺杆3的露在墙体6之外的墙外段上是要悬挂防护栏、防盗门窗、雨棚、空调外架、管道支架等比较重的物件的,因此,螺杆3的墙外段要承担防护栏、防盗门窗、雨棚、空调外架、管道支架等物件(下文中统称为悬挂物)的重量,此时螺杆3的墙外段就会受到悬挂物施加的向下的压力f挂物,这个向下的压力f挂物是基本上不会变小的,如果防护栏、防盗门窗、雨棚、空调外架、管道支架等物件上后续继续悬挂上其他物件会导致向下的压力f挂物变大,因此这个向下的压力f挂物会持续地压迫螺杆3的墙外段使得螺杆3的墙外段逐渐向下倾斜,再由于螺杆3具有较高的强度与刚性使得螺杆3不会弯折,因此螺杆3会以套管1的外端上的内径管口边沿的最低点为支点形成一个杠杆结构,根据杠杆原理,当杠杆处于平衡状态时动力×动力臂=阻力×阻力臂,此处以悬挂物施加的向下的压力f挂物作为螺杆3这个杠杆的动力,以锚固孔601的上孔壁给螺杆3的内端(杠杆的内端)的向下的压力作为杠杆的阻力;当压力f挂物压迫螺杆3的墙外段(等同于杠杆的外侧段)逐渐向下倾斜,自然而然地会导致螺杆3的位于锚固孔601中的墙内段(等同于杠杆的内侧段)会逐渐向上倾斜;即悬挂物施加的向下的压力f挂物使得螺杆3的墙外段逐渐向下倾斜而螺杆3的墙内段逐渐向上倾斜,即悬挂物施加的向下的压力f挂物使得螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向下倾斜,螺杆3的倾斜转动点为套管1的外端上的内径管口边沿的最低点;

现有技术中,当螺杆3的墙外段向下倾斜而螺杆3的墙内段向上倾斜时,由于螺杆3与套管1已经凭借膨胀挤压摩擦力连接在一起且成为一体,因此螺杆3的倾斜会带动套管1的同步同向倾斜,即使得套管1的位于锚固孔601中的墙内段按照从锚固孔外到锚固孔内的方向向上倾斜;

现有技术中,由于膨胀管段102位于套管1的内端上且靠近锚固孔601的孔底,即使得膨胀管段102随同套管1的墙内段一起按照从锚固孔外到锚固孔内的方向向上倾斜;

现有技术中,膨胀管段102被圆台形挤压部301挤压膨胀锚固住后,圆台形挤压部301会给膨胀管段102的上瓣管壁1021一个向上的压力f内上,圆台形挤压部301会给膨胀管段102的下瓣管壁1022一个向下的压力f内下,由于最开始时螺杆3和膨胀管段102二者都是不倾斜的水平向姿态,使得最开始时f内上等于f内下;但是当螺杆3以套管1的外端上的内径管口边沿的最低点为支点形成一个杠杆结构后,根据杠杆原理,悬挂物施加的向下的压力f挂物作为螺杆3这个杠杆的外端的动力经过杠杆转化后变成螺杆3的内端施加给膨胀管段102的上瓣管壁1021的向上的压力,原理等同于人拿着杠杆去撬动一块大石头,人用力压迫杠杆的外端,同时杠杆的内端会给大石头一个向上的力从而将大石头顶起,因此悬挂物施加的向下的压力f挂物通过杠杆原理使得f内上变大了,即当膨胀管段102向上倾斜后f内上不再等于f内下,膨胀管段102的上瓣管壁1021受到比膨胀管段102的下瓣管壁1022更大的压力或挤压力,即当膨胀管段102向上倾斜后f内上大于f内下;

现有技术中,由于膨胀管段102的上瓣管壁1021受到比膨胀管段102的下瓣管壁1022更大的压力,因此膨胀管段102的上瓣管壁1021会比膨胀管段102的下瓣管壁1022更容易磨损、疲劳、老化、塌陷、变软、失效等等,由于膨胀管段102的上瓣管壁1021一旦磨损、疲劳、老化、塌陷、变软、失效等等,会导致锚固孔601、套管1的膨胀管段102以及螺杆3的圆台形挤压部301三者相互脱离,三者不再挤压固定在一起,造成膨胀挤压的锚固作用失效,因此膨胀管段102的上瓣管壁1021是膨胀管段102的瘸腿处与薄弱处;

现有技术中,同理于天平,天平也是一种杠杆,当用天平称取1kg的大米时,在天平的右托盘上放置1kg的砝码,在天平的左托盘上放置1kg的大米,此时天平实现了杠杆平衡状态,细究一下,此时承载1kg的砝码以及1kg的大米这总共2kg的重量的却是天平的支点(杠杆的支点),可见,虽然动力与阻力让杠杆实现了平衡状态,但是最终向下的动力与向下的阻力均由支点来支撑承载,即杠杆的支点承载了两个力(向下的动力与向下的阻力的加和),根据上述螺杆3以套管1的外端上的内径管口边沿的最低点为支点形成了一个杠杆结构,因此作为支点的套管1的外端上的内径管口边沿的最低点也承载了两个力(f挂物作为动力且锚固孔601的上孔壁会给螺杆3的内端一个向下的压力作为阻力),因此支点所在的外管口段101的下瓣管壁1011也承载了两个向下的压力,可见压力巨大;

接上述,现有技术中,这个巨大的压力使得外管口段101的下瓣管壁1011更容易磨损、疲劳、老化、塌陷、变软、失效等等,由于外管口段101的下瓣管壁1011一旦磨损、疲劳、老化、塌陷、变软、失效等等,就像天平的中间支柱在称取质量的过程中突然被压弯或者压垮,等同于杠杆结构中的支点被压垮或者被压扁,会导致螺杆3不能再形成杠杆结构以及不能再形成杠杆式的平衡的受力体系,容易造成膨胀螺栓及其螺杆3因为受到外力、振动、疲劳等原因造成的松脱与失效,因此外管口段101的下瓣管壁1011是外管口段101的瘸腿处与薄弱处;

为此,根据上述这种“在知道坏趋势后人为地反坏趋势”的思路,本申请设计所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105的夹角为0.5°~15°,以用于当所述膨胀螺栓插入安装在墙体6上的锚固孔601中且所述套管1的轴线105平行于水平面时,所述套管1中的管内空腔103的轴线104按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,进一步使得所述螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,使得螺杆3提前预先呈从内到外向上倾斜的姿态以抵消上述向下的压力f挂物中的一部分,使得螺杆3提前预先呈从内到外向上倾斜的姿态以抵消上述向下的压力f挂物压迫螺杆3从内到外向下倾斜的趋势,使得螺杆3的墙外段预先向上仰起且螺杆3的墙内段预先向下俯下以抵消悬挂物施加的向下的压力f挂物使得螺杆3的墙外段逐渐向下倾斜而螺杆3的墙内段逐渐向上倾斜的趋势,使得本申请中的膨胀螺栓及其螺杆3可以承担更重的悬挂物,与同等规格的膨胀螺栓相比本申请中的膨胀螺栓的载重能力提高了20%~300%,且同等载重情况下本申请中的膨胀螺栓及其螺杆3的锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能更高,且套管1中的管内空腔103以及螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜的倾斜角度越大,膨胀螺栓及其螺杆3的载重能力越大,膨胀螺栓及其螺杆3的锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能越高;原理类似于上述的预应力混凝土结构中的预应力混凝土梁,不管非预应力混凝土梁还是预应力混凝土梁,在受到向下的压力时,二者均会被压迫向下弯曲成凹形,即向下的压力给混凝土梁一个向下弯曲向下凹的趋势,但是在预应力混凝土梁受到向下的压力之前,铺设在预应力混凝土梁中的张拉变长后的钢筋会产生一个恢复原长度的恢复力,这个恢复力会压迫预应力混凝土梁使得预应力混凝土梁预先变成一个向上凸起的拱形,利用这个预先设置的拱形抵消受到的向下的外压力以及向下凹的趋势,使得预应力混凝土梁的耐受上限外压力是非预应力混凝土梁的耐受上限外压力的3倍以上;

且进一步地,根据上述这种“在薄弱处预先做好准备或者是多做准备”的思路,本申请设计所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105的夹角为0.5°~15°,以用于当所述膨胀螺栓插入安装在墙体6上的锚固孔601中且所述套管1的轴线105平行于水平面时,所述套管1中的管内空腔103的轴线104按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且用于提高所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚,所述膨胀管段102的管内空腔103的内径的中点位于所述套管1的轴线105的下方,以用于使得在所述套管1的竖直轴向截面上所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚大于所述膨胀管段102的下瓣管壁1022的壁厚,这一设计提高了所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚,预先提前增加了所述膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚,膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚更厚也就意味着膨胀管段102的上瓣管壁1021具有更高的强度以及更高的耐磨性等等更优良的性能,重点加强使得膨胀管段102的上瓣管壁1021能够耐受更大的压力,即是在薄弱处预先多做准备重点加强,因此使得膨胀管段102的上瓣管壁1021变得更耐磨损、更耐疲劳、更耐老化、更耐塌陷、更耐变软、更耐失效等等,原理类似于男生的肘部补丁式衬衫,预先知道男生衬衫的肘部会经常与桌面摩擦受到更多的摩擦力,相对于衬衫的其他部位会更快更早地被磨损磨破,故而提前在男生衬衫的肘部额外再增加一层布料形成肘部补丁,将衬衫的肘部变得更厚,重点加强,因此使得衬衫的肘部更耐磨损;

且进一步地,根据上述这种“在薄弱处预先做好准备或者是多做准备”的思路,本申请设计所述套管1中的管内空腔103的轴线104与所述套管1的轴线105的夹角为0.5°~15°,以用于当所述膨胀螺栓插入安装在墙体6上的锚固孔601中且所述套管1的轴线105平行于水平面时,所述套管1中的管内空腔103的轴线104按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,且用于提高所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚,所述外管口段101的管内空腔103的内径的中点位于所述套管1的轴线105的上方,以用于使得在所述套管1的竖直轴向截面上所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚大于所述外管口段101的上瓣管壁1012的壁厚,这一设计提高了所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚,预先提前增加了所述外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚,外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚更厚也就意味着外管口段101的下瓣管壁1011具有更高的强度以及更高的耐磨性等等更优良的性能,重点加强使得外管口段101的下瓣管壁1011能够耐受更大的压力,即是在薄弱处预先多做准备重点加强,因此使得外管口段101的下瓣管壁1011变得更耐磨损、更耐疲劳、更耐老化、更耐塌陷、更耐变软、更耐失效等等,原理类似于男生的肘部补丁式衬衫,预先知道男生衬衫的肘部会经常与桌面摩擦受到更多的摩擦力,相对于衬衫的其他部位会更快更早地被磨损磨破,故而提前在男生衬衫的肘部额外再增加一层布料形成肘部补丁,将衬衫的肘部变得更厚,重点加强,因此使得衬衫的肘部更耐磨损;

综上,本申请根据“在知道坏趋势后人为地反坏趋势”的思想,预先将所述套管1中的管内空腔103设置成偏心倾斜空腔,预先将所述套管1中的管内空腔103从内到外向上倾斜,进而使得螺杆3最开始是从内到外向上倾斜的,从而抵消了悬挂物施加的向下的压力f挂物压迫螺杆3从内到外向下倾斜的趋势中的一部分,提高了膨胀螺栓及其螺杆3的载重能力、锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能;

进一步的,根据“在薄弱处预先做好准备或者是多做准备”的思想,预先将所述套管1中的管内空腔103从内到外向上倾斜,使得膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚更大,重点加强使得膨胀管段102的上瓣管壁1021能够耐受更大的压力,使得膨胀管段102的上瓣管壁1021变得更耐磨损、更耐疲劳、更耐老化、更耐塌陷、更耐变软、更耐失效等等;

进一步的,根据“在薄弱处预先做好准备或者是多做准备”的思想,预先将所述套管1中的管内空腔103从内到外向上倾斜,使得外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚更大,重点加强使得外管口段101的下瓣管壁1011能够耐受更大的压力,使得外管口段101的下瓣管壁1011变得更耐磨损、更耐疲劳、更耐老化、更耐塌陷、更耐变软、更耐失效等等;

即预先将所述套管1中的管内空腔103按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜这一设计,一举三得,一是使得螺杆3最开始是从内到外向上倾斜的,二是使得膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚变得更厚,三是同时使得外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚变得更厚,即是一个技术方案同时解决了三个技术问题且同时取得了三个有益的技术效果,一个“预”的思想与思路同时解决了三个技术问题且同时取得了三个有益的技术效果,最终提高了膨胀螺栓及其螺杆3的载重能力、锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能,防止了膨胀螺栓及其螺杆3因为受到外力、振动、疲劳等原因造成的松脱与失效。

对于本申请,解释以下问题:

1)对于本申请中预先增加膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚且预先增加外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚,有的意见可能认为直接将套管1的全部管壁的壁厚设计得更大也可以提高膨胀管段102的上瓣管壁1021以及外管口段101的下瓣管壁1011的强度以及耐磨损等性能,这种意见提出的技术方案确实是可行的,但是本申请致力于在横向上解决技术问题,致力于在不增加套管1的外径以及不增加螺杆3的外径的前提下提高膨胀螺栓及其螺杆3的载重能力、锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能,致力于在同等规格的膨胀螺栓中提高本申请中的膨胀螺栓的载重能力等性能,而不是纵向从高级到低级地解决问题,不是降维打击式地解决问题,就像一道小学数学题,老师努力教育小学生使得小学生最终学会了,最终能够独立解决这道数学题,而不是派一个大学生去解决这道数学题;

2)对于本申请中预先控制螺杆3最开始是按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜的,有的意见可能认为直接在打锚固孔的时候将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔也可以使得螺杆3最开始是按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜的,也可以抵消悬挂物施加的向下的压力f挂物压迫螺杆3从内到外向下倾斜的趋势,这种意见提出的技术方案确实是可行的;

但是,将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔属于安装方法的改变,而膨胀螺栓本身没有任何结构上的改变,膨胀螺栓的安装方法与膨胀螺栓的结构是侧重点不同的两个创新点;

再者,本申请中的膨胀螺栓在安装时也可以将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔,即本申请中的膨胀螺栓结构上的倾斜与锚固孔的倾斜二者并不相互矛盾,反之本申请中的膨胀螺栓结构上的倾斜与锚固孔的倾斜相结合还会产生强强联合的效果;

再者,将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔只能解决预先控制螺杆最开始是按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜,而不能预先增加膨胀管段102的上瓣管壁1021的壁厚且不能预先增加外管口段101的下瓣管壁1011的壁厚,即将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔只能解决一个技术问题与取得一个技术效果,而不能像本申请同时解决了三个技术问题且同时取得了三个有益的技术效果;

综上2),本申请的技术方案与预先将锚固孔打成从外到内向下倾斜的斜孔之间还是存在本质上的区别的,二者是实质上不同的技术方案;

3)对于本申请的技术问题,其中悬挂物施加的向下的压力f挂物是在螺杆3可承受范围之内的压力,因此本申请的技术问题主要是:在当悬挂物施加的向下的压力f挂物是在螺杆3可承受范围之内的压力的前提下,提高膨胀螺栓的载重能力、锚固强度、安全系数、使用寿命、耐久性、耐候性、使用稳定性等性能,防止压力f挂物经年累月地压迫螺杆3的墙外段使得螺杆3逐渐向下倾斜并最终从锚固孔601中松脱滑出;因此,至于当悬挂物施加的向下的压力f挂物过大直接将螺杆3压弯曲甚至直接将螺杆3压断,不在本申请想要解决的技术问题的范围之内。

在本申请的一个实施例中,套管1按照长度分为几段,其中包括外管口段101与膨胀管段102,外管口段101、膨胀管段102按照从锚固孔外到锚固孔内的方向依次排列;所述套管1为钢材质或铁材质。

本申请中,涉及到将套管1的管壁的壁厚进行大小比较的地方,相互比较的两个壁厚均为套管1的同一径向截面上的管壁的壁厚,均为具有可比性的壁厚。

本申请中,轴线是指一个物体或一个三维图形绕着旋转或者可以设想着旋转的一根直线;轴向通常是针对圆柱体类物体而言,就是圆柱体旋转中心轴的方向,即与中心轴共同的方向;“径向”垂直于“轴向”,径向即为圆柱体端面圆的半径或直径方向;竖直轴向截面即为竖直+轴向两个方向共同所在且共同确定的截面。

本申请中,当所述膨胀螺栓插入安装在墙体6上的锚固孔601中后,当所述螺杆3按照从锚固孔内到锚固孔外的方向向上倾斜后,相应地第一螺母4也变成倾斜的了,虽然第一螺母4是倾斜的,但是倾斜不影响第一螺母4的正常旋转,倾斜不影响第一螺母4对悬挂物的紧固,即倾斜的第一螺母4同样能够实现正常的紧固功能。

本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术,不再赘述。

本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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