CN210318899U - 一种密封导管接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密封导管接头，包括：接头主体、入珠和螺帽；所述接头主体具有主体筒部、外筒部和内筒部，所述外筒部从主体筒部向其轴心方向一侧同轴地突出设置，所述外筒部和内筒部包围而形成有向轴心方向一侧开口的槽部，所述内筒部设置于外筒部的径向内侧且以使突出端比外筒部的突出端更靠近主体筒部侧的方式与外筒部向相同方向从主体筒部同轴地突出设置；所述入珠包括嵌入接头主体的嵌入端和远离嵌入端的导管连接端，所述嵌入端可拆卸地嵌入槽部内侧医形成密封部；所述导管连接端于远离轴心方向上径向凸出设置，所述连接端凸出处最大外径为D1，所述入珠内径为D2；本实用新型的目的在于提供一种使用寿命更长，密封效果更好的导管接头。

Description

一种密封导管接头

技术领域

本实用新型涉及一种密封导管接头。

背景技术

在半导体制造、医疗和医药用品制造、食品加工及工业领域的制造工序中，需要使用各种流体(如高纯度药液、高纯度化学试剂等)，而这些流体在机器设备中必然是通过导管进行输送的，导管和导管之间、导管和设备之间就需要有导管接头进行连接。若是导管接头的密封性不够好或是不达标，就会在接头处产生漏液等现象，显然这种情况是不能产生的，因此需要密封效果优异的导管接头来避免此类情况的发生。

目前，在公告号为JP2799562B2的日本专利文件中，公开了一种树脂管接头，包括接头主体、套筒和紧固件；在其使用时将导管套设于套筒的一端，再将套筒的另一端与接头主体连接，最后使用紧固件将导管和套筒更进一步地紧固于接头主体，通过这样的方式来实现导管接头处的密封连接效果。根据现有技术中的技术方案，在实际生产过程中，我们发现密封导管接头不同的入珠尺寸以及不同的螺帽尺寸会对整体密封管接头的使用寿命及密封效果起到一定程度的影响。而在现有技术中，并未对此进行说明和公开。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种使用寿命更长，密封效果更好的导管接头。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种密封导管接头，包括：接头主体、入珠和螺帽；所述接头主体具有主体筒部、外筒部和内筒部，所述外筒部从主体筒部向其轴心方向一侧同轴地突出设置，所述外筒部和内筒部包围而形成有向轴心方向一侧开口的槽部，所述内筒部设置于外筒部的径向内侧且以使突出端比外筒部的突出端更靠近主体筒部侧的方式与外筒部向相同方向从主体筒部同轴地突出设置；所述入珠包括嵌入接头主体的嵌入端和远离嵌入端的导管连接端，所述嵌入端可拆卸地嵌入槽部内侧医形成密封部；所述导管连接端于远离轴心方向上径向凸出设置，所述连接端凸出处最大外径为D1，所述入珠内径为D2；所述螺帽与接头主体螺纹连接，所述螺帽的紧压面最小直径为D3；所述接头主体和入珠的内部均设置有用以流体流通的流道；所述导管连接端凸出处外径D1、入珠内径D2和螺帽与入珠抵触一面最小直径D3之间的关系满足D2+2.2mm＜D3＜D1；所述入珠靠近螺帽一侧开口处厚度设置为L1，所述L1、D2和D3之间的关系满足D2+2L1＜D3。

本实用新型进一步设置为：所述导管连接端凸出处外径D1、入珠内径D2和螺帽与入珠抵触一面直径D3之间具体设置为D3＝1/2(D1+D2)。

本实用新型进一步设置为：所述L1厚度满足0.1mm≤L1≤1/4(D1-D2)。

本实用新型进一步设置为：所述导管连接端凸出处包括背向螺帽一侧的第一端面和面向螺帽一侧的第二端面，所述第二端面上任意一点在其对应的入珠轴向切面上与第二端面的切线和水平的夹角为θ，所述夹角θ的正切值的倒数小于第二端面与导管之间的摩擦系数μ，即μ＞1/tanθ。

本实用新型进一步设置为：所述第一端面和第二端面均设置为平面。

本实用新型进一步设置为：所述第一端面与第二端面之间连接有水平的水平端面。

本实用新型进一步设置为：所述水平端面的轴向长度设置为0.1mm-5mm之间。

本实用新型进一步设置为：所述第一端面与水平面之间的夹角为α，所述α满足10°＜α＜60°。

本实用新型进一步设置为：所述外筒部远离主体筒部的一端向内设置有倒角。

本实用新型进一步设置为：所述螺帽远离接头主体一端开口径向向内设置有倒角。

通过采用上述技术方案，在导管接头具体使用的过程中，将导管套于入珠一端外部，且入珠另一端嵌入接头主体，同时将螺帽拧紧与接头主体，此时螺帽与导管、入珠抵触一端刚好在导管连接端凸起处的第二端面的表面并且抵触位置距离入珠内壁的高度大于导管的管壁厚度(即需要同时满足D2+2.2mm＜D3 ＜D1和D2+2L1＜D3两个条件)。这样的设置能够保证在螺帽拧紧时，导管壁不会相对流道向内侧凹陷，能够保证入珠和导管连接处流道尺寸的一致性。若这抵触位置距离入珠内壁的高度小于导管的管壁厚度，就会使得导管往流道内凹陷，从而影响流体的流动，同时由于导管的凹陷，使得起凹陷处流道截面变小，让导管壁受到更大的流体冲击，减少其使用寿命。进一步对D2、D3和L1之间的位置做了限定，这样的设置能够保证抵触位置能够落在第二端面，而不是抵触于入珠的右端面，若是抵触位置落在入珠右端面则会增加导管的扭曲程度，对连接处的密封效果产生一定影响，同时也影响了导管的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型密封导管接头的结构示意图；

图2为本实用新型装密封导管接头各处尺寸示意图；

图3为本实用新型装配时螺帽、入珠和导管接头抵触处的局部放大图；

图4为本实用新型装配时螺帽、入珠和导管接头抵触处的受力分析示意图；

图5为本实用新型装配时螺帽尺寸错误的示意图一；

图6为本实用新型装配时螺帽尺寸错误的示意图二；

图7为本实用新型装配时L1尺寸错误的示意图；

图8为实施例二中螺帽的结构示意图。

图中：1、接头主体；11、主体筒部；12、外筒部；13、内筒部；14、槽部； 2、入珠；21、嵌入端；22、导管连接端；221、第一端面；222、水平端面；223、第二端面；3、螺帽；4、导管；5、流道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1至图5对本实用新型一种密封导管接头实施例做进一步说明。

实施例一：

如图1和图2所示的一种密封导管接头，包括大体呈筒状的接头主体1、大体呈筒状的入珠2和大体呈筒状的螺帽3，入珠2的一端与接头主体1之间可拆卸地密封连接；入珠2的另一端连接有导管4，螺帽3与接头主体1之间螺纹连接，且于连接时通过挤压入珠2将导管4紧固于接头主体1；在接头主体1的和入珠2的内部均设置有用以流体流通的流道5，将入珠2的内径记为D2，即入珠2内部的流道直径。

在本实施例中，接头主体1有主体筒部11、外筒部12和内筒部13，同时在外筒部12和内筒部13之间包围形成有向轴心方向一侧开口的槽部14，槽部 14开口方向朝向入珠2一侧；并且在外筒部12远离主体筒部11的一端向内设置有倒角，以便入珠2的嵌入；进一步地，入珠2包括嵌入接头主体1的嵌入端21和远离嵌入端21的导管连接端22，这里通过嵌入端21和槽部14的嵌入配合形成密封部，从而实现入珠2和接头主体1之间可拆卸地密封连接。更具体地，对嵌入端21做进一步地设置：嵌入端21的外径与外筒部12的内径大体相同，并且嵌入端21处的厚度略大于槽部14的宽度，在配合时通过施加外力将嵌入端21插入槽部14。

在本实施例中，入珠2的导管连接端22于远离轴心方向上凸出设置，凸出处包括背向螺帽一侧的第一端面221和面向螺帽一侧的第二端面223；这里将其凸出最高位置的直径记为D1；将螺帽3远离接头主体1一侧与导管4和入珠2 抵触面的最小内径记为D3；根据实际情况使用不同的导管4的管壁厚度在 1.1mm-1.6mm之间；将入珠2的连接端22末处的厚度记为L1，并且在入珠2的连接端22末处径向向内设置有一倒角。D1、D2、D3和L1之间满足的关系必须同时满足：D2+2.2mm＜D3＜D1；D2+2L1＜D3。更具体地，在本实施例中，选择 D3的尺寸为D3＝1/2(D1+D2)，即螺帽3与导管4、入珠2抵触于第二端面223 的中间段位置处，即如图3所示。这样就能够让导管连接端22凸出的部分受力更加均匀，减小产生由于其上部受力过大或是下部受力过大而导致入珠2变形损坏的可能。满足D2+2.2mm＜D3＜D1这个条件是为了能够保证在螺帽3拧紧时，导管4壁不会相对流道5向内侧凹陷，能够保证入珠2和导管4连接处流道5 尺寸的一致性。若这抵触位置距离入珠2内壁的高度小于导管4的管壁厚度，即不满足上述条件，就会使得导管4往流道内凹陷，从而影响流体的流动，同时由于导管4的凹陷，使得起凹陷处流道截面变小，让导管4壁受到更大的流体冲击，减少其使用寿命，即如图5所示。满足D2+2L1＜D3这个条件，即为了保证螺帽3在拧紧时，其与导管4、入珠2抵触的位置处于第二端面223的表面，若是不满足该条件，则螺帽3和入珠2抵触的位置就可能落入导管连接端22末端厚度的侧壁上，这样就会增加部分位置导管4的扭曲程度，对整体的使用寿命和密封效果产生不良影响，如图6所示(为了能够清晰地表示意思，在图6 中将入珠2的导管连接端22末端厚度画的较厚)。进一步地在本实施例中，螺帽3远离接头主体1一端开口径向向内设置有倒角，这个倒角的设置能够便于导管4的插入。

更进一步地，将L1处的厚度设置为满足0.1mm≤L1≤1/4(D1-D2)。即厚度最大不会超过第二端面223高度的一半，厚度最小不小于0.1mm，这里将L1 厚度设置为1mm。若厚度过大，超过第二端面223高度的一半，就会使螺帽3抵触于入珠2和导管4时的抵触点过高，相对整个导管连接端22来说，上部和下部受力不均，影响其整体结构的稳定性及使用寿命，即如图7所示。

在本实施例中，第一端面221和第二端面223之间连接有一个水平端面222，并且将这水平端面222的轴向长度设置为0.1mm-5mm之间，更准确地说，本实施例中水平端面222的轴向长度设置为1.2mm。这里水平端面222的设置，也是考虑到让导管4在套入导管连接端22时，最弯折处更加的平滑，以免使用时较大压力的情况下该处尖锐的弯折角度对导管4产生过大的应力，在长时间使用后影响其使用寿命和密封效果。

进一步地，在本实施例中，将第一端面221和第二端面223均设置为平面，第一端面221和水平面之间的夹角为α，α满足10°＜α＜60°，这里具体设置为15°。由于螺帽3紧固入珠2时，入珠2的导管连接端22会受到较大压力，而导管连接端22又是凸出设置，因此整体来说凸出部分和入珠2外壁连接处最容易断裂，为了保证该处的结构强度，我们将第一端面221和水平面之间夹角α具体设置为30°，以保证第一端面221与入珠2的外壁之间厚度变化较为平缓，从而使其不容易断裂，同时也节省了材料。

如图4所示的为本实用新型装配时螺帽、入珠和导管接头抵触处的受力分析示意图。μ为导管4的管壁与入珠2的第二端面223接触时，表面的摩擦系数。同时将第二端面223上任意一点在其对应的入珠2轴向切面上与第二端面 223的切线和水平的夹角记为θ，在图中即第二端面223与水平面的夹角为θ。任意取第二端面223上的一点A，于螺帽3紧固时对其进行受力分析。A点受到来自螺帽3水平向左的挤压力，将其沿平行第二端面223与垂直于第二端面223 的两个方向上进行力的分解，得出平行第二端面223向上的分力Fx和垂直于第二端面223向下的分力Fy。Fx＝F×cosθ，Fy＝F×sinθ。对于第二端面223来说，导管4相对入珠2不滑动，需要满足Fx＜Fy×μ，即F×cosθ＜F×sinθ×μ，进行化简之后得出μ＞1/tanθ，即夹角θ的正切值的倒数小于第二端面223与导管4之间的摩擦系数μ。

具体在本实施例中，将D1设置为31mm，D2设置为21mm，D3设置为26mm， L1设置为0.3mm。同时满足了D2+2.2mm＜D3＜D1和D2+2L1＜D3两个条件，并且根据入珠2和导管4之间的摩擦系数，具体地将第二端面223与水平面的夹θ设置为29°。

为了验证导管接头各个部分尺寸满足D2+2.2mm＜D3＜D1和D2+2L1＜D3两个条件确实能够对导管接头整体密封性有所提升，我们还设置了多组实验。其中组1的导管接头各个部分尺寸同时满足上述两个条件，其余各组尺寸为导管接头各个部分同时不满足上述两个条件。置于0.097MPa，180℃的工况下、使用同种材质以尺寸的导管的情况下、第二端面223与水平面的夹θ均设置为29 °的情况下，测试两组管接头的密封性。具体实验数据及结果参考下表。

表一：

	D1/mm	D2/mm	D3/mm	L1/mm	泄漏时间/h
						组1	31	21	26	0.3	10956
组2	31	21	22	1	10647
						组3	31	21	22	2	10386
组4	30	22	23	2	10158
						组5	30	23	24	1.5	9924
组6	30	23	24	1.7	10092
						组7	32	21	23	1.5	10231
组8	32	22	23	2	9948
						组9	32	22	24	2	10005

经由上述实验数据不难发现，同时不满足D2+2.2mm＜D3＜D1和D2+2L1＜D3 两个条件的情况下，即出现了如图5和图6的情况。在这样的情况下，所有组的实验泄漏时间均短于组1时间，即密封性能不如同时满足D2+2.2mm＜D3＜D1 和D2+2L1＜D3两个条件的组1好。

实施例二：

实施例二相比实施例一来说，区别仅在于螺帽3的部分结构，详见图8。具体为：螺帽3与导管4、入珠2的抵触位置设置为斜面，且其斜率与第二端面 223的斜率相同。这样的设置能够增大螺帽3固定时的接触面积，增加摩擦从而提高密封效果。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种密封导管接头，包括：接头主体、入珠和螺帽；所述接头主体具有主体筒部、外筒部和内筒部，所述外筒部从主体筒部向其轴心方向一侧同轴地突出设置，所述外筒部和内筒部包围而形成有向轴心方向一侧开口的槽部，所述内筒部设置于外筒部的径向内侧且以使突出端比外筒部的突出端更靠近主体筒部侧的方式与外筒部向相同方向从主体筒部同轴地突出设置；所述入珠包括嵌入接头主体的嵌入端和远离嵌入端的导管连接端，所述嵌入端可拆卸地嵌入槽部内侧医形成密封部；所述导管连接端于远离轴心方向上径向凸出设置，所述连接端凸出处最大外径为D1，所述入珠内径为D2；所述螺帽与接头主体螺纹连接，所述螺帽的紧压面的最小直径为D3；所述接头主体和入珠的内部均设置有用以流体流通的流道；所述导管接头其特征在于：所述导管连接端凸出处外径D1、入珠内径D2和螺帽与入珠抵触一面最小直径D3之间的关系满足D2+2.2mm＜D3＜D1；所述入珠靠近螺帽一侧开口处厚度设置为L1，所述L1、D2和D3之间的关系满足D2+2L1＜D3。

2.根据权利要求1所述的密封导管接头，其特征在于：所述导管连接端凸出处外径D1、入珠内径D2和螺帽与入珠抵触一面直径D3之间具体设置为D3＝1/2(D1+D2)。

3.根据权利要求2所述的密封导管接头，其特征在于：所述L1厚度满足0.1mm≤L1≤1/4(D1-D2)。

4.根据权利要求1所述的密封导管接头，其特征在于：所述导管连接端凸出处包括背向螺帽一侧的第一端面和面向螺帽一侧的第二端面，所述第二端面上任意一点在其对应的入珠轴向切面上与第二端面的切线和水平的夹角为θ，所述夹角θ的正切值的倒数小于第二端面与导管之间的摩擦系数μ，即μ＞1/tanθ。

5.根据权利要求4所述的密封导管接头，其特征在于：所述第一端面和第二端面均设置为平面。

6.根据权利要求4所述的密封导管接头，其特征在于：所述第一端面与第二端面之间连接有水平的水平端面。

7.根据权利要求6所述的密封导管接头，其特征在于：所述水平端面的轴向长度设置为0.1mm-5mm之间。

8.根据权利要求4-7中任意一条所述的密封导管接头，其特征在于：所述第一端面与水平面之间的夹角为α，所述α满足10°＜α＜60°。

9.根据权利要求1所述的密封导管接头，其特征在于：所述外筒部远离主体筒部的一端向内设置有倒角。

10.根据权利要求1所述的密封导管接头，其特征在于：所述螺帽远离接头主体一端开口径向向内设置有倒角。

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