一种卡套式密封管接头结构pdf

　　本发明公开了一种卡套式密封管接头结构，涉及铁路货车领域，包括：牙口卡套，套设在管件的外周，牙口卡套的外周两侧分别设置有第一锥面和第二锥面，牙口卡套的材料为弹性材质；卡套螺母，套设在管件的外周，卡套螺母的内侧设置有与第一锥面相配合的第一贴合面；接头，与卡套螺母螺接，接头的内侧设置有与第二锥面相配合的第二贴合面；卡套螺母与接头螺接紧固时，第一锥面和第二锥面分别受到第一贴合面和第二贴合面的压紧贴合，使牙口卡套的内侧与管件的外侧相配合；该密封管接头能够解决制动管路接头处密封受环境高低温环境影响问题，同时

　　(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116624672 A (43)申请公布日 2023.08.22 (21)申请号 4.7 (22)申请日 2023.05.17 (71)申请人 中车太原机车车辆有限公司 地址 030027 山西省太原市万柏林区兴华 西街129号 (72)发明人 赵明刘文胜黄刚强张明明 (74)专利代理机构 北京思创大成知识产权代理 有限公司 11614 专利代理师 汪鹏程 (51)Int.Cl. F16L 19/02 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (54)发明名称 一种卡套式密封管接头结构 (57)摘要 本发明公开了一种卡套式密封管接头结构， 涉及铁路货车领域，包括：牙口卡套，套设在管件 的外周，牙口卡套的外周两侧分别设置有第一锥 面和第二锥面，牙口卡套的材料为弹性材质；卡 套螺母，套设在管件的外周，卡套螺母的内侧设 置有与第一锥面相配合的第一贴合面 ；接头，与 卡套螺母螺接，接头的内侧设置有与第二锥面相 配合的第二贴合面 ；卡套螺母与接头螺接紧固 时，第一锥面和第二锥面分别受到第一贴合面和 第二贴合面的压紧贴合，使牙口卡套的内侧与管 件的外侧相配合；该密封管接头能够解决制动管 路接头处密封受环境高低温环境影响问题，同时 A 提高管路密封接口处的结构强度和防拔脱性能。 2 7 6 4 2 6 6 1 1 N C CN 116624672 A 权利要求书 1/1页 1.一种卡套式密封管接头结构，其特征在于，包括： 牙口卡套，套设在管件的外周，所述牙口卡套的外周两侧分别设置有第一锥面和第二 锥面，所述牙口卡套的材料为弹性材质； 卡套螺母，套设在所述管件的外周，所述卡套螺母的内侧设置有与所述第一锥面相配 合的第一贴合面； 接头，与所述卡套螺母螺接，所述接头的内侧设置有与所述第二锥面相配合的第二贴 合面； 所述卡套螺母与所述接头螺接紧固时，所述第一锥面和所述第二锥面分别受到所述第 一贴合面和所述第二贴合面的压紧贴合，使所述牙口卡套的内侧与所述管件的外侧相配 合。 2.根据权利要求1所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述卡套螺母的横截面 呈六边形，所述卡套螺母的内侧设置有与所述管件配合的第一固定孔和与所述接头配合的 内螺纹孔，所述第一固定孔与所述内螺纹孔之间设置有第一锥面孔，所述第一锥面孔的内 表面为所述第一锥面。 3.根据权利要求2所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述第一固定孔的径向 尺寸小于所述内螺纹孔的径向尺寸。 4.根据权利要求1所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述接头的横截面呈六 边形，所述接头的两端内侧分别设置有与所述牙口卡套配合的第二锥面孔和与所述管件配 合的第二固定孔，两端的所述第二固定孔之间设置有连通孔，所述接头上设置有与所述卡 套螺母配合的外螺纹。 5.根据权利要求4所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述第二锥面孔的内表 面为所述第二锥面，所述第二锥面孔的小口端与所述第二固定孔的一端连接，所述第二固 定孔的另一端与所述连通孔连接。 6.根据权利要求5所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述连通孔的径向尺寸 小于所述第二固定孔的径向尺寸，所述第二固定孔的另一端沿周向形成有止位面。 7.根据权利要求1所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述第一锥面与水平面 之间的夹角范围为30°～40°，所述第二锥面与水平面之间的夹角范围为15°～20°。 8.根据权利要求1所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述牙口卡套的内侧呈 鼓型，所述牙口卡套靠近所述卡套螺母的一端内侧设置有圆弧倒角，所述牙口卡套靠近所 述接头的一端内侧设置有牙口。 9.根据权利要求8所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述牙口呈倒齿形，所 述卡套螺母与所述接头螺接紧固时，所述牙口压紧在所述管件的外侧。 10.根据权利要求1所述的卡套式密封管接头结构，其特征在于，所述接头和所述卡套 螺母为不锈钢材质，所述牙口卡套为韧性金属材质。 2 2 CN 116624672 A 说明书 1/5页 一种卡套式密封管接头结构 技术领域 [0001] 本发明属于铁路货车领域，更具体地，涉及一种卡套式密封管接头结构。 背景技术 [0002] 在铁路货车上拥有一套以机车压力空气为动力的制动系统，可实现列车的减速和 制动停车作用。因此车辆制动系统关乎整个列车的货运安全和车辆运转效率，然而由于我 国铁路货车为全国联运模式，车辆并不固定于某个区间内运行，车辆运用环境非常复杂，尤 其在车辆运行温差较大和处于极寒天气情况下，车辆制动系统管路会出现漏风现象，导致 车辆无法运行，直接影响到铁路运输秩序。经调研铁路货车故障数据，制动管系漏泄已成为 铁路车辆主要惯性故障。目前我国铁路货车制动管系接头型式主要分为法兰和压紧式快装 接头两种，其均采用了橡胶密封圈结构。制动管系漏泄的原因经分析主要为：一是橡胶密封 圈在高低温环境变化下，尤其在低温零下30度以下，材料本身弹性降低且与金属热胀冷缩 变形量不同，产生了间隙，从而产生了压力空气漏泄；二是由于车辆在空重车交变载荷作用 下及车辆振动情况下，制动管路接头处产生裂纹，从而导致漏泄。 发明内容 [0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种卡套式密封管接头结构， 该密封管接头结构能够解决制动管路接头处密封受环境高低温环境影响问题，同时提高管 路密封接口处的结构强度和防拔脱性能。 [0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种卡套式密封管接头结构，包括： [0005] 牙口卡套，套设在管件的外周，所述牙口卡套的外周两侧分别设置有第一锥面和 第二锥面，所述牙口卡套的材料为弹性材质； [0006] 卡套螺母，套设在所述管件的外周，所述卡套螺母的内侧设置有与所述第一锥面 相配合的第一贴合面； [0007] 接头，与所述卡套螺母螺接，所述接头的内侧设置有与所述第二锥面相配合的第 二贴合面； [0008] 所述卡套螺母与所述接头螺接紧固时，所述第一锥面和所述第二锥面分别受到所 述第一贴合面和所述第二贴合面的压紧贴合，使所述牙口卡套的内侧与所述管件的外侧相 配合。 [0009] 可选地，所述卡套螺母的横截面呈六边形，所述卡套螺母的内侧设置有与所述管 件配合的第一固定孔和与所述接头配合的内螺纹孔，所述第一固定孔与所述内螺纹孔之间 设置有第一锥面孔，所述第一锥面孔的内表面为所述第一锥面。 [0010] 可选地，所述第一固定孔的径向尺寸小于所述内螺纹孔的径向尺寸。 [0011] 可选地，所述接头的横截面呈六边形，所述接头的两端内侧分别设置有与所述牙 口卡套配合的第二锥面孔和与所述管件配合的第二固定孔，两端的所述第二固定孔之间设 置有连通孔，所述接头上设置有与所述卡套螺母配合的外螺纹。 3 3 CN 116624672 A 说明书 2/5页 [0012] 可选地，所述第二锥面孔的内表面为所述第二锥面，所述第二锥面孔的小口端与 所述第二固定孔的一端连接，所述第二固定孔的另一端与所述连通孔连接。 [0013] 可选地，所述连通孔的径向尺寸小于所述第二固定孔的径向尺寸，所述第二固定 孔的另一端沿周向形成有止位面。 [0014] 可选地，所述第一锥面与水平面之间的夹角范围为30°～40°，所述第二锥面与水 平面之间的夹角范围为15°～20°。 [0015] 可选地，所述牙口卡套的内侧呈鼓型，所述牙口卡套靠近所述卡套螺母的一端内 侧设置有圆弧倒角，所述牙口卡套靠近所述接头的一端内侧设置有牙口。 [0016] 可选地，所述牙口呈倒齿形，所述卡套螺母与所述接头螺接紧固时，所述牙口压紧 在所述管件的外侧。 [0017] 可选地，所述接头和所述卡套螺母为不锈钢材质，所述牙口卡套为韧性金属材质。 [0018] 本发明提供了一种卡套式密封管接头结构，其有益效果在于： [0019] 1、该密封管接头结构采用了锥形和圆弧金属密封方式，使得整个结构中各零件高 低温膨胀系数相同，从而避免了既有铁路货车运行环境温度跨度较大而导致的橡胶密封不 可靠，漏泄故障频发的现象，提高了铁路货车运行安全性，保证了铁路货车运输组织效率； [0020] 2、该卡密封管接头结构主要采用三个零件结构，具有结构简单的特点，且每个零 件的制造精度更易保证，同时简单的结构也为组装带来便利条件，使得组装方式简单，操作 性强，具有很好的经济效益和社会效益； [0021] 3、该卡密封管接头结构中的牙口卡套在卡套螺母和接头拧紧渐进的过程中，牙口 发生径向收缩，倒齿型的牙口压紧咬合制动管路上，达到咬合制动管的效果，且压紧圆弧倒 角处也能压紧制动管，可以避免接头拔脱、松动和泄漏，从而提高装车运行可靠性； [0022] 4、该卡密封管接头结构应用于铁路货车制动管系密封，制动管只需进行端口毛刺 去除，因此不会对管路加工提出很高的要求，管路伸入接头内部尺寸较多，且有止位面的设 计能够降低了组装难度，本密封结构具有较高的结构强度，对车辆振动敏感性弱，具有稳定 的密封性，适应铁路货车的检修周期； [0023] 5、当制动管路检修时，只需拧下该卡套螺母就可分解该接头结构，直接更换牙口 卡套就可以实现制动管路的再次组装，具有良好的检修性，且由于牙口卡套材质为金属，其 回收具有很好的环保性，不会对环境造成损害。 [0024] 本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 [0025] 通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其 它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号 通常代表相同部件。 [0026] 图1示出了根据本发明的一个实施例的一种卡套式密封管接头结构与管件的连接 示意图。 [0027] 图2示出了根据本发明的一个实施例的卡套螺母的结构示意图。 [0028] 图3示出了图2的侧视图。 [0029] 图4示出了根据本发明的一个实施例的接头的结构示意图。 4 4 CN 116624672 A 说明书 3/5页 [0030] 图5示出了图4的侧视图。 [0031] 图6示出了根据本发明的一个实施例的牙口卡套的结构示意图。 [0032] 图7示出了图6的A处放大图。 [0033] 附图标记说明： [0034] 1、牙口卡套；2、卡套螺母；3、接头；4、管件；5、第一锥面；6、第二锥面；7、第一固定 孔；8、内螺纹孔；9、第一锥面孔；10、第二锥面孔；11、第二固定孔；12、连通孔；13、外螺纹； 14、圆弧倒角；15、牙口；16、止位面。 具体实施方式 [0035] 下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施 方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相 反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地 传达给本领域的技术人员。 [0036] 本发明提供了一种卡套式密封管接头结构，包括： [0037] 牙口卡套，套设在管件的外周，牙口卡套的外周两侧分别设置有第一锥面和第二 锥面，牙口卡套的材料为弹性材质； [0038] 卡套螺母，套设在管件的外周，卡套螺母的内侧设置有与第一锥面相配合的第一 贴合面； [0039] 接头，与卡套螺母螺接，接头的内侧设置有与第二锥面相配合的第二贴合面； [0040] 卡套螺母与接头螺接紧固时，第一锥面和第二锥面分别受到第一贴合面和第二贴 合面的压紧贴合，使牙口卡套的内侧与管件的外侧相配合。 [0041] 具体的，该密封管接头结构包括牙口卡套、卡套螺母和接头，其中接头能够与管件 形成螺纹连接，而牙口卡套和卡套螺母均套设在管件上与接头相配合，接头在与管件连接 后再螺接安装上卡套螺母，在卡套螺母的旋紧过程中，卡套螺母的第一贴合面和接头的第 二贴合面能够对牙口卡套的两侧锥面施加挤压力，从而使牙口卡套发生形变与管件咬合为 一体，起到密封和防拔脱的作用。 [0042] 可选地，卡套螺母的横截面呈六边形，卡套螺母的内侧设置有与管件配合的第一 固定孔和与接头配合的内螺纹孔，第一固定孔与内螺纹孔之间设置有第一锥面孔，第一锥 面孔的内表面为第一锥面。 [0043] 具体的，卡套螺母设置在远离管件端部的一端，卡套螺母的外形与六角螺母相同， 方便采用通过工具对卡套螺母施加要求的紧固力矩，卡套螺母的内部依次设置有第一固定 孔、第一锥面孔和内螺纹孔，第一固定孔能够与管件的外表面相贴合，内螺纹孔能够与接头 螺接从而通过第一锥面孔的内表面对牙口卡套施加挤压力；第一锥面采用研磨工艺保证表 面的光洁度，这样第一锥面能够沿着周向方向对牙口卡套施加均匀的作用力。 [0044] 可选地，第一固定孔的径向尺寸小于内螺纹孔的径向尺寸。 [0045] 具体的，内螺纹孔大于第一固定孔的进行尺寸，这样第一锥面孔朝着牙口卡套的 方向径向尺寸逐渐增大，留给牙口卡套的放置的空间，并且第一锥面对牙口卡套施加的作 用力不会与管件的轴向方向平行，使牙口卡套在受到卡套螺母的作用力产生形变力，压紧 管件和咬合住管件，这样能够增加牙口卡套与管件之间的摩擦力。 5 5 CN 116624672 A 说明书 4/5页 [0046] 可选地，接头的横截面呈六边形，接头的两端内侧分别设置有与牙口卡套配合的 第二锥面孔和与管件配合的第二固定孔，两端的第二固定孔之间设置有连通孔，接头上设 置有与卡套螺母配合的外螺纹。 [0047] 具体的，接头设置在靠近管件端部的一端，接头的外形同样与六角螺母相同，方便 采用通过工具对接头施加要求的紧固力矩，接头的内部依次设置有一个第二锥面孔、一个 第二固定孔、连通孔、另一个第二固定孔和另一个第二锥面孔，第二固定孔能够与管件的外 表面相贴合，接头的一端能够插设在内螺纹孔内并与卡套螺母螺接，在接头与卡套螺母螺 接的过程中，第二锥面孔的内表面对牙口卡套施加挤压力，接头与卡套螺母之间间隙逐渐 缩小，牙口卡套由于两侧受力后，只能沿其径向方向变形，这样牙口卡套向管件的外表面凸 起形变，咬合在管件上，同时接头的第二锥面与牙口卡套紧密贴合，实现对金属的接头密封 作用。 [0048] 可选地，第二锥面孔的内表面为第二锥面，第二锥面孔的小口端与第二固定孔的 一端连接，第二固定孔的另一端与连通孔连接。 [0049] 具体的，第二锥面孔的内表面、第一锥面孔的内表面和管件的外表面之间形成的 空间用于放置牙口卡套，第一锥面和第二锥面形成小于135°的夹角，这样两个锥面能够对 牙口卡套产生挤压力，从而使牙口卡套与管件咬合更加紧密。 [0050] 可选地，连通孔的径向尺寸小于第二固定孔的径向尺寸，第二固定孔的另一端沿 周向形成有止位面。 [0051] 具体的，在第二固定孔的端部沿周向设置有止位面，当管件与接头螺接时，止位面 能够限制管件的安装位置，确保管件安装到位。 [0052] 可选地，第一锥面与水平面之间的夹角范围为30°～40°，第二锥面与水平面之间 的夹角范围为15°～20°。 [0053] 具体的，第一锥面设计为40°，第二锥面设计为18°，可以使螺纹紧固力更多的分配 至牙口卡套上，使得牙口卡套产生变形力，可以对牙口卡套施加更大的压力使得牙口卡套 咬合在管件上。 [0054] 可选地，牙口卡套的内侧呈鼓型，牙口卡套靠近卡套螺母的一端内侧设置有圆弧 倒角，牙口卡套靠近接头的一端内侧设置有牙口。 [0055] 可选地，牙口呈倒齿形，卡套螺母与接头螺接紧固时，牙口压紧在管件的外侧。 [0056] 具体的，牙口卡套采用具有一定韧性和弹性的材料制作，牙口卡套的两侧为不同 角度锥面型式，分别与第一贴合面和第二贴合面对应贴合，起密封作用；牙口卡套内部为鼓 型结构，牙口卡套内壁从端部向中部内凹弯曲，内部一端为倒角圆弧，另一端为倒齿型牙 口，在牙口卡套受到卡套螺母和接头拧紧力的作用下，倒角圆弧产生形变压紧在管件上；牙 口在卡套螺母和接头拧紧渐进的过程中，牙口发生径向收缩，并压紧咬合在管件上，这样倒 角圆弧和倒齿型牙口就起到密封作用和止退作用。 [0057] 在一个实施例中，圆弧倒角的半径为1.5mm，牙口的深度为0.22mm，同时牙口的深 度为固定值，其咬合深度就能确定，这样牙口对3mm壁厚的制动管不会造成裂纹损伤，保证 结构稳定。 [0058] 可选地，接头和卡套螺母为不锈钢材质，牙口卡套为韧性金属材质。 [0059] 具体的，接头与卡套螺母采用不锈钢材质，保证接头和卡套螺母与管件的连接强 6 6 CN 116624672 A 说明书 5/5页 度，牙口卡套采用韧性金属材质，这样在接头和卡套螺母对牙口卡套两侧施加挤压力时，牙 口卡套能够发生形变与管件相互咬合压紧，并且牙口卡套的第二锥面能够与接头的第二贴 合面紧密贴合，提高金属的接头的密封性。 [0060] 实施例 [0061] 如图1至图7所示，本发明提供了一种卡套式密封管接头结构，包括： [0062] 牙口卡套1，套设在管件4的外周，牙口卡套1的外周两侧分别设置有第一锥面5和 第二锥面6，牙口卡套1的材料为弹性材质； [0063] 卡套螺母2，套设在管件4的外周，卡套螺母2的内侧设置有与第一锥面5相配合的 第一贴合面； [0064] 接头3，与卡套螺母2螺接，接头3的内侧设置有与第二锥面6相配合的第二贴合面； [0065] 卡套螺母2与接头3螺接紧固时，第一锥面5和第二锥面6分别受到第一贴合面和第 二贴合面的压紧贴合，使牙口卡套1的内侧与管件4的外侧相配合。 [0066] 在本实施例中，卡套螺母2的横截面呈六边形，卡套螺母2的内侧设置有与管件配 合的第一固定孔7和与接头3配合的内螺纹孔8，第一固定孔7与内螺纹孔8之间设置有第一 锥面孔9，第一锥面孔9的内表面为第一锥面。 [0067] 在本实施例中，第一固定孔7的径向尺寸小于内螺纹孔8的径向尺寸。 [0068] 在本实施例中，接头3的横截面呈六边形，接头3的两端内侧分别设置有与牙口卡 套1配合的第二锥面孔10和与管件4配合的第二固定孔11，两端的第二固定孔11之间设置有 连通孔12，接头3上设置有与卡套螺母2配合的外螺纹13。 [0069] 在本实施例中，第二锥面孔10的内表面为第二锥面，第二锥面孔10的小口端与第 二固定孔11的一端连接，第二固定孔11的另一端与连通孔12连接。 [0070] 在本实施例中，连通孔12的径向尺寸小于第二固定孔11的径向尺寸，第二固定孔 11的另一端沿周向形成有止位面16。 [0071] 在本实施例中，第一锥面5与水平面之间的夹角范围为30°～40°，第二锥面6与水 平面之间的夹角范围为15°～20°。 [0072] 在本实施例中，牙口卡套1的内侧呈鼓型，牙口卡套1靠近卡套螺母2的一端内侧设 置有圆弧倒角14，牙口卡套1靠近接头3的一端内侧设置有牙口15。 [0073] 在本实施例中，牙口15呈倒齿形，卡套螺母2与接头3螺接紧固时，牙口15压紧在管 件4的外侧。 [0074] 在本实施例中，接头3和卡套螺母2为不锈钢材质，牙口卡套1为韧性金属材质。 [0075] 综上，该密封管接头结构安装在制动管上时，先将卡套螺母2和牙口卡套1依次套 设在制动管上，然后将接头3套设在制动管上并与卡套螺母2螺纹连接，在接头3与卡套螺母 2旋紧过程中，第一锥面5和第二锥面6受到卡套螺母2和接头3的作用力，牙口卡套1由两侧 向中部挤压变形，圆弧倒角14压紧在制动管上，牙口15发生径向收缩咬合住制动管，起到密 封作用和止退作用。 [0076] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也 不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技 术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。 7 7 CN 116624672 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 图3 8 8 CN 116624672 A 说明书附图 2/3页 图4 图5 图6 9 9 CN 116624672 A 说明书附图 3/3页 图7 10 10

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