[发明专利]具有密封环稳定件的管道接头装配系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体流动系统，特别涉及改进的推入配合式管道接头组件、系统和方法，该方法便于管路系统部件的修理和使用，无需使用模压或螺纹端盖。

背景技术

管路系统用来方便流体的流动(例如，液体、气体(诸如空气)或等离子体)。例如，家庭、学校、医疗设施、商业建筑和其它居住人的结构通常都需要集成管路系统，这样，水和/或其它流体可循环，以作多种用途。液体和/或气体，诸如冷水和热水、呼吸的空气、乙二醇、压缩空气、惰性气体、清洁化学品、废水、工厂冷却水、油漆及涂料，这些只是通过管路系统输送的流体和其它种类的一些示例。例如，管道/管路种类可包括铜、不锈钢、CPVC(氯化聚氯乙烯)和PEX(交联聚乙烯)。在本发明中，术语“管子”或“管路”可理解为包括一个或多个管子、管道、管路元件和/或管道元件。

管路连接件对于管子各个部分的连接是必要的，而且必须是多用途的，为的是适合在特定管路系统实施时所要求的管路方向的改变。例如，在管子敞开部分的端部处，可以使用配件和阀门，以便使管子两部分能在特定布置中装配在一起。在各种配件中，有弯头、“T”形接头，适合多种用途诸如管子尺寸改变的联接器、端部、球阀、截止阀，以及呈部分角度的连接件。

过去，管子元件的连接通常都是使用焊枪来将其焊接和/或钎焊在一起。管配件的焊接颇费时间，不安全，而且劳动强度大。另外，焊接还要求使用许多材料，诸如铜管和配件、砂布或管子清洁刷、焊剂、银焊料、焊枪和点火枪(striker)、管子切割器和安全护目镜。管路焊接的工艺是首先准备需要焊接的管子，因为铜表面必须清洁，以形成良好连接。管子端部外表面可用砂布或专用钢丝刷清洁。配件的内部也必须清洁。接着，焊剂(一种糊状物)用来去除氧化物并将融化的焊料融入到表面连接的接缝处。用刷子将焊剂涂覆到配件内部和管子的外部。然后，两根管子可以牢牢地推进到位，以便使其“触底(bottomout)”——即，在配件内两根管子对齐。焊料的顶部则弯曲成管子的尺寸，避免过度焊接。管子和配件装配到位后，然后用点火枪或自动点火机构点燃焊枪，开始焊接。在经过了几分钟的加热后，如果铜表面足够热，使得焊条端部接触时会融化，然后，在接缝处施加焊料，以便使其围绕接缝运行从而使得管子和配件结合到一起。

近年来，管路系统上已经使用推入配合技术，减少了接头焊接时带来的危险和时间消耗。推入配合方法无需对管配件十分了解，与焊接相比，所用材料则少得多。例如，使用推入配合技术将管子连接在一起时，人们可以只需要管子、快速连接配件、倒角/除毛刺工具和管道切割器。

使用推入配合技术连接管路系统时采用的步骤概括如下。首先，将管子切割成合适的长度，管子端部用除毛刺工具清洁。然后，将管子和配件推到一起连接。配件具有紧固环(也称之为夹头、卡环或爪环)，紧固环上具有管子插入时夹住管子的齿。紧固环装置用来提供反向能量，防止装置在形成可靠密封时出现断开。为此，不用扳手、夹持、胶合或焊接。例如，通过美国罗得岛州东普洛威登斯的迅捷装配公司(Quick Fitting,Inc.)，可获得管路系统的推入配合和/或快速连接技术，该公司为系列管配件和相关产品的供货商。另外，例如，美国第7,862,089号专利介绍了这种技术，该项专利的全部公开内容通过引用结合到本文中。

在过去的管接头技术中，紧固环与塑料卡环支架一起插入到配件体内，卡环支架通常在严格的抗拉试验时会损坏。此外，管道接头而后必须进行模压(coin rolled)、胶合或承接螺纹端盖构件来保持紧固环于配件体内。除了管道接头的制造和装配的附加步骤外，还需通过保持端盖构件来测定管道接头(plumbing joint)的强度。附加的步骤和部件大大增加了最终产品成本的劳动力和制造成本，由于适当装配需要大量时间，从而降低了总体生产能力。

除了上述情况外，在使用螺纹保持端盖方法时，在配件本体和保持端盖上切割螺纹的工艺也增加了加工配件部件的成本。此外，螺纹端盖方法要求采用机械装配以及在螺纹上使用螺纹密封剂，从而增加了成本。在应用模压保持端盖方法的现有做法中，将配件本体模压成保持端盖的工艺大大增加了配件的最终装配成本。此外，模压工艺会将紧固环永久地封装在配件内部，这样，紧固环就不能被拆除，除非彻底破坏紧固环和配件。