快速型聯(lián)接管接頭專利技術(shù)綜述

黎職

摘 要：快速型聯(lián)接的管接頭廣泛應(yīng)用于氣體和液體等的運(yùn)輸管路中，其采用快速聯(lián)接的方式，可以實(shí)現(xiàn)管路的快速連接，提高工作效率，并具有良好的密封性能。其中通過(guò)在零件之間的球狀物在徑向壓力下保持連接的快速型聯(lián)接的管接頭是快速型聯(lián)接管接頭應(yīng)用最廣泛的，它通過(guò)鋼球或鋼珠與卡槽的配合使管接頭保持壓力連接。這一項(xiàng)技術(shù)早期起源于外國(guó)，并經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)比較成熟和完善，國(guó)內(nèi)在最近10年對(duì)該技術(shù)的專利申請(qǐng)量有顯著提高，專利質(zhì)量也有很大提升。

關(guān)鍵詞：管接頭；快速聯(lián)接；鋼珠；鋼球

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.173

1 專利基礎(chǔ)狀況分析

通過(guò)球狀物在徑向壓力下保持連接的快速型聯(lián)接管接頭主要集中在分類號(hào)F16L37/32下，通過(guò)分析該分類號(hào)下專利的基礎(chǔ)狀況可以初步了解該項(xiàng)技術(shù)在全球的發(fā)展情況。

1.1 全球范圍F16L37/23專利基礎(chǔ)狀況分析

（1）F16L37/23各國(guó)申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)與分析。在SIPOABS庫(kù)中統(tǒng)計(jì)F16L37/23分類號(hào)下各國(guó)的申請(qǐng)量情況如下圖1所示，申請(qǐng)量的數(shù)據(jù)也從一方面體現(xiàn)了各國(guó)在通過(guò)零件之間的球狀物在徑向壓力下保持連接的快速型聯(lián)接的管接頭方面的研究程度和研究范圍，其中日本申請(qǐng)量居首，美國(guó)和德國(guó)分別位居第二和第三，我國(guó)排在第七，也體現(xiàn)了日本、美國(guó)和德國(guó)在快速連接型管接頭的研究比較深入，技術(shù)較先進(jìn)。

（2）F16L37/23世界申請(qǐng)量發(fā)展趨勢(shì)。在SIPOABS庫(kù)中通過(guò)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的申請(qǐng)量有兩個(gè)明顯的波峰值，分別為1986年的169件和2003年的185件，而分別處于申請(qǐng)量較少的是1994年的64件和2014年的32件，F(xiàn)16L37/23分類號(hào)下的專利申請(qǐng)量呈逐年下降的趨勢(shì)，分析其原因，可能是該領(lǐng)域的技術(shù)已逐漸發(fā)展完善，發(fā)展空間變小，申請(qǐng)量也逐漸下降。

1.2 我國(guó)F16L37/23專利基礎(chǔ)狀況分析

（1）F16L37/23我國(guó)申請(qǐng)量發(fā)展趨勢(shì)。在CNABS庫(kù)中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)在1993年以前在此分類號(hào)下是沒(méi)有申請(qǐng)的，而隨著時(shí)間的推移，申請(qǐng)量開(kāi)始上漲，尤其體現(xiàn)在2007年以后，申請(qǐng)量呈穩(wěn)定增長(zhǎng)的趨勢(shì)，這也與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有關(guān)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)得以更好發(fā)展，借助于球狀物的壓力型快速連接管接頭技術(shù)也有了較大的發(fā)展。

（2）專利申請(qǐng)人分布。在CNABS中統(tǒng)計(jì)專利的申請(qǐng)人，我國(guó)專利庫(kù)中針對(duì)借助球狀物通過(guò)徑向壓力保持連接的管接頭的申請(qǐng)人主要由國(guó)內(nèi)企業(yè)及外國(guó)申請(qǐng)人構(gòu)成，而其中又以國(guó)內(nèi)企業(yè)居多，而研究所和高校對(duì)該類技術(shù)的研發(fā)較少。

2 本領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展

2.1 技術(shù)起源

借助球狀物通過(guò)徑向壓力保持連接的快速型管接頭起源于1914年，英國(guó)公布了Sutton William Sayre的專利GB191403690A，其中記載了一種改進(jìn)型管接頭，應(yīng)用于砌體清洗裝置中，其具有一個(gè)滾珠29和連接件C上的溝槽，兩者相配合，形成徑向上的壓力連接形式。

2.2 技術(shù)原理

管接頭是管道與管道之間的連接工具，是元件和管道之間可以拆裝的連接點(diǎn)。在管件中充當(dāng)著不可或缺的重要角色[1]。管接頭有著繁多的種類，常用的管接頭一般可以分為硬管接頭和軟管接頭兩種。如果依照管接頭和管道的連接方式來(lái)分，硬管接頭有擴(kuò)口式、卡套式和焊接式三種，軟管接頭則主要是扣壓式膠管接頭。其中快速接頭是一種不需要使用工具就能夠?qū)崿F(xiàn)管路迅速連通或斷開(kāi)的接頭。如圖2所示，一種兩端開(kāi)閉式快速管接頭，接頭體2、10的內(nèi)腔各有一個(gè)單向閥閥芯4，當(dāng)兩個(gè)接頭體分離時(shí)，單向閥閥芯由彈簧3推動(dòng)，使閥芯緊壓在接頭體的錐形孔上，關(guān)閉兩端通路，使介質(zhì)不能流出。當(dāng)兩個(gè)接頭體連接時(shí)，兩個(gè)單向閥閥芯前端的頂桿相碰，迫使閥芯后退并壓縮彈簧，使通路打開(kāi)。兩個(gè)接頭體之間的連接，是利用接頭體2上的6個(gè)（或8個(gè)）鋼球落在接頭體10上的V形槽內(nèi)而實(shí)現(xiàn)的。工作時(shí)，鋼珠由外套6壓住而無(wú)法退出，外套由彈簧7頂住，保持在右端位置。F16L37/23分類號(hào)的專利中的原理為通過(guò)在零件中設(shè)置球形物如滾珠、鋼珠、鋼球等使零件在徑向上具有壓力，從而保持連接。

2.3 常規(guī)分類

F16L37/23分類號(hào)下的管接頭按結(jié)構(gòu)可分為[1]：兩端開(kāi)閉型、兩端開(kāi)放型和單路開(kāi)閉型。

（1）兩端開(kāi)閉型：不連接時(shí)，當(dāng)母體的套圈移到另一端時(shí)，不銹鋼珠自動(dòng)向外滾動(dòng)，子體因母體與子體共同閥門彈簧力的作用力運(yùn)作下而斷開(kāi)，子體與母體的閥門各自閉合，瞬間阻斷流體流動(dòng)；鏈接時(shí)，當(dāng)子體插入母體時(shí)，套圈在彈簧的作用下回到原來(lái)的位置，鋼珠滾動(dòng)鎖緊子體緊密連接，同時(shí)母體與子體的閥門互相推動(dòng)而打開(kāi)，流體流通，O型圈能完全阻斷流體的滲漏。其原理就如同圖2中結(jié)構(gòu)形式的快速管接頭。

（2）兩端開(kāi)放型：不連接時(shí)，當(dāng)母體的套圈被推到另一端時(shí)，鋼珠自動(dòng)向外滾動(dòng)，因此，子體被移出；由于子體與母體都沒(méi)有閥門，流體向外流出；鏈接時(shí)，當(dāng)子體插入母體時(shí)，套圈被其彈簧的作用力推到先前的位置致鋼珠鎖緊，流體流動(dòng)，其中的O型圈以防止液漏。

（3）單路開(kāi)閉型：不連接時(shí)，當(dāng)母體的套圈移到另一端時(shí)，不銹鋼珠自動(dòng)向外滾動(dòng)，子體被閥門彈簧的反作用力彈開(kāi)，閥門就能自動(dòng)關(guān)閉以阻斷流體流動(dòng)；鏈接時(shí)，當(dāng)子體插入有套圈的母體一側(cè)時(shí)，閥門被打開(kāi)導(dǎo)致流體流動(dòng)，墊圈被彈簧的力量推回原來(lái)的位置，不銹鋼珠會(huì)鎖住以確保子/母體連接，里面的墊圈能完全阻斷流體的滲漏。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在管接頭領(lǐng)域的技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，快速管接頭領(lǐng)域不斷有技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)該領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)也在逐漸提高。我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域仍然有較大的發(fā)展空間，仍然有很多未知的新技術(shù)在等待我們?nèi)ヅ?chuàng)造。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅曉明.管路快速接頭新結(jié)構(gòu)[J].工程機(jī)械，1995（01）：3-4.