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，它通過鋼球或鋼珠與卡槽的配合使管接頭保持壓力連接。這一項技術(shù)早期起源于外國，并經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)比較成熟和完善，國內(nèi)在最近10年對該技術(shù)的專利申請量有顯著提高，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F16L37/32下，通過分析該分類號下專利的基礎(chǔ)狀況可以初步了解該項技術(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各國申請量統(tǒng)計與分析。在SIPOABS庫中統(tǒng)計F16L37/23分類號下各國的申請量情況如下圖1所示，申請量的數(shù)據(jù)也從一方面體現(xiàn)了各國在通過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，其中日本申請量居首，美國和德國分別位居第二和第三，我國排在第七，也體現(xiàn)了日本、美國和德國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世界申請量發(fā)展趨勢。在SIPOABS庫中通過統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的申請量有兩個明顯的波峰值，分別為1986年的169件和2003年的185件，而分別處于申請量較少的是1994年的64件和2014年的32件，F(xiàn)16L37/23分類號下的專利申請量呈逐年下降的趨勢，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，申請量也逐漸下降。

1.2 我國F16L37/23專利基礎(chǔ)狀況分析

（1）F16L37/23我國申請量發(fā)展趨勢。在CNABS庫中進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)我國在1993年以前在此分類號下是沒有申請的，而隨著時間的推移，申請量開始上漲，尤其體現(xiàn)在2007年以后，申請量呈穩(wěn)定增長的趨勢，這也與我國的經(jīng)濟(jì)增長有關(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）專利申請人分布。在CNABS中統(tǒng)計專利的申請人，我國專利庫中針對借助球狀物通過徑向壓力保持連接的管接頭的申請人主要由國內(nèi)企業(yè)及外國申請人構(gòu)成，而其中又以國內(nèi)企業(yè)居多，而研究所和高校對該類技術(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

借助球狀物通過徑向壓力保持連接的快速型管接頭起源于1914年，英國公布了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的接頭。如圖2所示，一種兩端開閉式快速管接頭，接頭體2、10的內(nèi)腔各有一個單向閥閥芯4，當(dāng)兩個接頭體分離時，單向閥閥芯由彈簧3推動，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)兩個接頭體連接時，兩個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。兩個接頭體之間的連接，是利用接頭體2上的6個（或8個）鋼球落在接頭體10上的V形槽內(nèi)而實現(xiàn)的。工作時，鋼珠由外套6壓住而無法退出，外套由彈簧7頂住，保持在右端位置。F16L37/23分類號的專利中的原理為通過在零件中設(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分類號下的管接頭按結(jié)構(gòu)可分為[1]：兩端開閉型、兩端開放型和單路開閉型。

（1）兩端開閉型：不連接時，當(dāng)母體的套圈移到另一端時，不銹鋼珠自動向外滾動，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，子體與母體的閥門各自閉合，瞬間阻斷流體流動；鏈接時，當(dāng)子體插入母體時，套圈在彈簧的作用下回到原來的位置，鋼珠滾動鎖緊子體緊密連接，同時母體與子體的閥門互相推動而打開，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）兩端開放型：不連接時，當(dāng)母體的套圈被推到另一端時，鋼珠自動向外滾動，因此，子體被移出；由于子體與母體都沒有閥門，流體向外流出；鏈接時，當(dāng)子體插入母體時，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，其中的O型圈以防止液漏。

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

3 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在管接頭領(lǐng)域的技術(shù)也得到了長足的發(fā)展，快速管接頭領(lǐng)域不斷有技術(shù)創(chuàng)新，對該領(lǐng)域的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)也在逐漸提高。我國在該技術(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.