本发明为管件固定及连接装置，除小孔径管件外，还能把大口径管件一键式简单、牢固的连接起来。本产品不受管件材质限制，适用于钢管及pe管，不仅可以通过缩减配件数量降低成本，还可以用作具有密封功能的管件接口。同时，只要把管件分开就可以实现资源再利用，是一种使用时缩短工期的旋转楔钉榫管件连接装置。
背景技术：
管件连接装置是连接可以流入液体的空心管件的配件，除了焊接螺丝等电动方法之外，还开发出压缩式及套管方式等，最近还开发出滑动楔钉榫方式的一键式接口。
所谓一键式是把管件插入连接装置，连接两个及两个以上的管件，制造套筒、弯头，连接线等多种形态，用于管道连接。
这种管件连接装置的代表示例在韩国申请专利“10-2008-0031902”「管件用连接物」中有所展示，如图1及图2所示，由形成倾斜面的连接物体(20)、垫圈(30)、滑动楔钉榫(50)及弹簧(40)组成。
连接物体(20)向着入口方向慢慢缩紧形成倾斜面(24)，然后从结束处依次内设垫圈(30)、弹簧(40)、滑动楔钉榫(50)。安装在垫圈(30)后方的弹簧(40)及滑动楔钉榫(50)用于固定管件(1)，上面的弹簧(40)推动滑动楔钉榫(50)，使其一直向着圆锥形空间的狭窄区域依靠倾斜面做滑行运动。上述滑动楔钉榫(50)有锯齿，与管件相接，其脱离管件的力会产生巨大的摩擦力，使滑动楔钉榫与管件成为一体。
管件(1)插入后，会碰到管件末端的滑动楔钉榫，具有锯齿的滑动楔钉榫(50)会使倾斜面(24)处于光滑、加宽的空间，脱离管件的外径，这时，弹簧(40)再次依靠倾斜面(24)向滑动楔钉榫施加推力，楔钉榫嵌入圆锥形空间的窄地。无法再活动的滑动楔钉榫利用锯齿牢牢固定住管件。
取出插入的管件时，插入拆解工具，将滑动楔钉榫(50)与管件(1)拆离，用力拽出。
发明的详细说明
技术课题
前面所述的一键式管件连接装置仅限于连接小口径轻型不锈钢管件。弹簧垫圈向管件的方向推动滑动楔钉榫，口径越大，越难以对所有楔钉榫均匀用力，所以很难用于大外径管件的连接。不仅如此，高厚度的管件连接装置加工困难，制造费用高，经济效益低下。
同时，若流体产生高压，嵌入管件及倾斜面之间狭窄空间的滑动楔钉榫不容易拆除，对拔取管件的工作造成困难。
因此，专利申请人开发的一键式旋转楔钉榫管件连接装置不仅可以用一般钢管、不锈钢钢管及合成树脂等多种材料制成，同时还可以用于大口径或高厚度管件。
课题解决手段
为解决上述问题，本发明使用了旋转楔钉榫。本发明中使用旋转楔钉榫的管件连接装置包括以下结构。具有楔钉榫槽的连接物，为保证旋转楔钉榫顺利工作，楔钉榫槽具有
本发明中的连接物由插入管件的第1软管与形成入口的第2软管组成，内部形成
多个旋转楔钉榫的锯齿重叠，锯齿越靠近结束边棱，锯齿刃末端和旋转轴的距离便会越长，如此也会克服大口径管件的公差。
本发明中的弹性材料向着圆心方向推动旋转楔钉榫的锯齿，使旋转楔钉榫旋转，设置到楔钉榫内部，形成一键式连接。
发明效果
使用旋转楔钉榫的管件连接装置使旋转楔钉榫在狭小空间内旋转从而固定管件，该方法不仅施工量小，而且通过橡胶或板簧的弹性使旋转楔钉榫旋转，构造简单，所需配件数量少，除了经济效益高，还可以不受管材的限制，一键式作业、连接，大大缩短施工时间。保证旋转楔钉榫安全旋转的
本次发明的连接装置可以把多个管件连成一体，入口可以设置成多个方向，可用于套管、弯头、连接线等多种接头。
同时，本发明可以手工轻松的实现管件的分离，是实现资源再利用的实用发明。
图纸的简单说明
图1是历来使用滑动楔钉榫的管件连接装置的简略拆解立体图。
图2是图1管件连接装置的简略组装剖面图。
图3是展示本发明中旋转楔钉榫示例的立体图。
图4是本发明中用圆柱形板簧做成的弹性材料示例的立体图。
图5是本发明中，通过橡胶材质的弹性材料把密封材料、隔离墙合成一体的示例的立体图。
图6是展示第1个实施示例中旋转楔钉榫和弹性材料组装状态的部分立体图。
图7是按照第1个实施示例的方法，通过使用本发明中的旋转楔钉榫(该旋转楔钉榫使用圆柱形板簧弹性材料)的管件连接装置的拆解立体图。
图8是图7中连接装置的简略组装剖面图。
图9是展示第1个实施示例中把管件插入连接体后状态的作业状态图。
图10是展示图9中管件插入完成后的工作状态图。
图11是展示第2个实施示例中旋转楔钉榫和弹性材料组装状态的部分立体图。
图12是展示根据第2个实施示例，使用与密封材料、隔离墙一体化的橡胶材质弹性材料的连接装置的拆解立体图。
图13是图12连接装置的简略组装剖面图。
图14是展示第3个实施示例中安装旋转器的旋转楔钉榫及扭簧的组装状态的部分立体图。
图15是展示第3个实施示例中使用扭簧的关键连接装置的分解立体图。
图16是图15连接装置的简略组装剖面图。
符号说明
1：管件
100,200,300：使用旋转楔钉榫的管件连接装置
110,210,310：连接物
111,211,311：第1软管
112,212,312：第2软管
113,213,313：卡台
114,214,314：旋转角
115,215,315：楔钉榫槽
217：隔离墙
118,218,318：软管连接方式
119,219,319：贴合部位
120,220,320：弹性材料
122,222,322：弹性部位
123：折起部位
125,325：弹性材料连接方式
130,230,330：旋转楔钉榫
131,231,331：旋转部位
133,233,333：延长部位
134,234,334：锯齿
135,235,335：假齿
136,236,336：旋转器
140,240,340：密封材料
141：垫圈
实施发明的形态
本发明是使用旋转楔钉榫来连接管件的管件连接装置。本发明中的管件连接装置由具备放置旋转楔钉榫的楔钉榫槽的连接物及旋转楔钉榫、弹性材料及密封材料组成。产品一侧末端有停止管件插入的卡台。
本发明的中心处有固定管件的旋转楔钉榫，旋转楔钉榫、弹性材料、楔钉榫槽之间相互咬合，为了使上面各个要素达到最佳设计效果，要使它们有机联系在一起。上面的旋转楔钉榫把连接物设置在包围内部管件的楔钉榫槽内，在提供旋转力的弹性材料的帮助下进行旋转并固定管件。密封材料可以比其他一般零部件更靠近卡台，用来负责密封。
下面介绍本发明中连接物及旋转楔钉榫、楔钉榫槽、弹性材料、密封材料的形状及功能。为了方便，以第1次实施示例为主附加说明符号，除此之外，只在特定实施示例中使用的符号要附加在相应的实施示例中。
本发明中的连接物(110)向着插入的管件打开，末端由具备限制管件插入量的卡台(113)的第1软管(111)和连接到第1软管并形成入口的第2软管(112)构成，内部形成放置旋转楔钉榫(130)的楔钉榫槽(115)，楔钉榫槽(115)中有保证旋转楔钉榫在原地顺利进行旋转运动的具有
上述第1软管(111)和第2软管(112)一般由螺丝连接形成连接物(110)。第2软管贴附在第1软管外部，或者内部空间插入圆柱体进行连接。在上述卡台(113)和协定榫槽(115)之间如果安置密封材料(140)，则制作简单，经济效益高。选择合适的弹性材料(120)，在上述旋转楔钉榫(130)及密封材料(140)之间追加安装垫圈(141)的话，设计的经济效益很高。而且，在卡台(113)及楔钉榫槽(115)之间一般会准备贴合部位(119)，这是为了保证管件固定中所需要的贴合部分的长度。
楔钉榫槽的旋转角各负责第1软管与第2软管的一个断面，为了保证纳入各个旋转楔钉榫，旋转楔钉榫之间用隔离墙(217)隔开，这样即使管件旋转也不会挤到一侧，非常实用。若置于第2软管(112)的多数孔与第1软管(111)的圆柱面构成楔钉榫槽(115)，这时旋转楔钉榫可以设置好几层，因此便可用于制造高压用连接装置。
本发明中的旋转楔钉榫(130)嵌入旋转角(114)中接触弹性材料，管件(1)插入时通过自动旋转把管件(1)牢牢固定。由紧密安置在旋转角(114)的旋转部位(131)及与上述旋转部位合为一体、分别接触弹性材料(120)及管件(1)的延长部位构成，为把管件(1)固定到延长部位(133)上形成锯齿，这是其特征。
将形成于上述旋转楔钉榫(130)上的半圆形断面的旋转部位(131)插入楔钉榫槽(116)的旋转角(114)，旋转楔钉榫(130)在管件插入时，或者施加一个反向力时，可以原地旋转。
在与上述旋转楔钉榫延长部位(133)的管件(1)相接触的位置，多个锯齿(137)层最好能重叠设置。同时，若各个锯齿(137)层距离连接物(110)的入口(111)变远，应该逐步加大旋转部位(131)的旋转轴和齿刃末端的距离，使管件(1)的公差保持在可接受的范围之内。即，在与连接物(100)的入口距离最近的锯齿的旋转轴上，要使齿刃末端间的长度变短，与直径大的管件(1)相连，而在距离入口慢慢变远的锯齿旋转轴上，应使齿刃间的长度慢慢变长，从而能够固定不同直径的管件(1)。若连接各个锯齿(137)齿刃末端的线呈弧形，旋转楔钉榫(130)逆转时，拉扯力变大，各个锯齿(137)都进入所有的管件(1)，通过按压作用，能更牢固的固定管件(1)。该种旋转楔钉榫的形象可以参考图3。
为了使上述旋转楔钉榫(130)多个一起按照圆周围绕起来固定管件(1)，把圆圈按照一定的角度分开成弧形，按照管件(1)的插入情况，通过弹性材料(120)的弹力使其顺利旋转，为此组装时应密切贴近弹性材料(120)，对于高压用管件应安装稠密，对于低压用管件要扩大间隔进行安装。若需要更多的接触面，也可把旋转楔钉榫重叠分配。第1个实施示例甚至第3个实施示例中，把旋转楔钉榫各按照30度进行分割，但是也可以实现更大角度或更小的角度。
本发明中的弹性材料(120)的作用是接触上面的旋转楔钉榫并使其旋转。弹性材料(120)把楔钉榫的锯齿(137)向管件(1)方向推从而使其紧贴在一起。由于进入的管件(1)而顺时针转动的锯齿(137)在管件插入时，旋转部位(131)顺时针旋转引导管件(1)，但是管件逆时针移动时，弹性材料(120)继续把旋转楔钉榫的锯齿(137)向管件方向推动，位于楔钉榫槽(115)旋转角(114)的旋转部分(131)无法继续旋转，锯齿(137)被管件卡住，从而妨碍管件移动。
弹性材料(120)可以由高弹性的橡胶材质，或者螺旋弹簧、板簧等多种材料制成。为了方便，本发明中的弹性材料分为保持形体的部分和具有弹性、赋予旋转楔钉榫旋转力的弹性部分(122)。
若上面弹性材料的弹性部分(122)安装到旋转楔钉榫上面，因为要从上面拉扯楔钉榫，虽然螺旋弹簧或者板簧合适，但是组装或固定时有点困难。若安装在下面，和管件插入方向正面相对，管件插入时阻力大，会导致管件插入困难。本发明中的弹性材料(120)的弹性部位(122)位于楔钉榫槽(115)的圆柱面和旋转楔钉榫(130)之间，把旋转楔钉榫锯齿(137)从圆柱面向着管件中心方向推动，效率很高。因为管件(1)插入时，阻力小，施加到旋转楔钉榫的旋转力大，制作和安装都很方便。
本发明中展示了用圆柱形板簧制作而成的弹性材料、弹性部位相连的环状橡胶材料的弹性材料以及位于旋转楔钉榫两侧的扭簧做成的弹性材料。
若使用板簧做成的弹性材料(120)，其与橡胶材料的弹性材料相比优点是耐热性强。虽然板簧可以制成多种形态，但本发明在第1个实施示例中展示了圆柱形的板簧。这种弹性材料具有从圆柱形板上折成条状的竖铰链形状的弹性部位(122)。条状方向可以形成管件长度方向或者圆柱的圆的方向，但是具备依据圆面折成条状的弹性部位的板簧更有利。为了不使旋转楔钉榫(130)接触到旋转部位(131)，可以调整高度进行设计以利于其直立，也利于第2软管的固定。
而且，对于上述板簧材料的弹性材料(120)，为了使旋转楔钉榫原地旋转，可以向着中心方向延伸以支撑底部，为了夹住上面旋转楔钉榫的假齿(135)，最好向着入口，增加折起部位(123)。这种板簧在图4有展示。使用板簧时，若在上面密封材料和旋转楔钉榫之间追加垫圈，即使有水压，密封材料也能稳定发挥功能。
作为高分子化合物的橡胶材质的弹性材料(220)可以和密封材料(240)一体制成，非常方便。本发明中的橡胶材质的弹性材料(220)与密封材料一体制成，除了向旋转楔钉榫提供旋转力外，还在旋转楔钉榫(230)中设立了隔离墙(217)，可以防止旋转楔钉榫脱落以及雨水、污水的侵入，可以用于无压力或低压连接装置。第2次实施示例中使用了上述橡胶材料的弹性材料，图5中展现了上述弹性材料(220)。旋转楔钉榫中若没有假齿，可以选择从圆心看呈梯形的楔钉榫槽(215)，这时可以防止旋转楔钉榫脱落，也可以使齿部面积变大，很实用。
第3实施示例中展示了扭簧这种弹性材料。在旋转楔钉榫的两侧安装的扭簧(320)可以使旋转楔钉榫(330)轻轻旋转，可用于高压水压试验治具或者大型管件连接装置。这时，为了防止旋转楔钉榫(330)脱落，可以配备旋转器(336)，最好把上述旋转器(336)插入扭簧的线圈内部。即，合理使用旋转楔钉榫固定装置和扭簧，使其能发挥最佳功能。传递旋转力的弹性部位(322)位于楔钉榫槽(315)的圆柱面和旋转楔钉榫之间。上面所说的扭簧(320)应该设置在楔钉榫槽(315)的空间内，使用连接方式(325)并固定在第1软管(311)内。连接方式(325)有很多种，不过本发明中使用了“u”形曲别针。
本发明中的管件连接装置如下所示工作。在第1个实施示例中作为代表进行了说明，图9及图10也进行了图示。
管件(1)通过入口插入后接触到旋转楔钉榫(130)的延长部位(133)并施加推力，上述旋转楔钉榫(130)压迫弹性材料(120)，以旋转部(131)为基准进行正旋转。最后，管件与形成于旋转楔钉榫延长部位(133)的锯齿(137)相接触并插入，这时锯齿按照顺时针方向放置，使管件(1)能轻易插入。
而且，上面管件(1)插入时，会被第2软管上形成的结束边棱(117)卡住而受到限制，若管件(1)被结束边棱(117)卡住，管件(1)会被结束边棱(117)及旋转楔钉榫(130)牢固固定。
若按照脱离方向施加压力，依靠弹性材料(120)已经嵌入
组装或分解时，为了防止旋转楔钉榫脱落，使其原地旋转，最好添加旋转楔钉榫固定装置，然后应该根据管件口径及用途，研究多种方式。
第一种固定方式是在旋转楔钉榫旋转部位(131)两侧安装旋转器(136)，在楔钉榫槽(115)处准备与之对应的空间，这个适用于大型连接装置。其他方式是在旋转楔钉榫的延长部位(133)按照管件长度方向安装延伸假齿(135)，与上面假齿(135)的插入相对应的槽一般要设在弹性材料处。这种方式适用于小口径连接装置。还有一种方法是利于旋转楔钉榫的扇形形象，从圆心看来把楔钉榫槽正面图制成梯形的样子。这种方法把旋转楔钉榫的旋转部位嵌入梯形的狭小部位，不会导致其向中心部位脱落，齿部形成部位旋转，可以面向中心部位，从而保障性能。适用于即使旋转楔钉榫(130)紧密插入楔钉榫槽(115)也能轻松解决的小口径连接装置或楔钉榫槽构成成分中包含橡胶材质的情况。
使用本发明的旋转楔钉榫管件连接装置可以根据管件材质、使用压力、口径选择多种零部件形象及旋转楔钉榫固定装置组合。
下述使用本发明的旋转楔钉榫的管件连接装置按照旋转楔钉榫、弹性材料及楔钉榫槽的构成方式，分3种示例进行说明。
图6、图7、图8中展示的第1个实施示例的连接装置(100)使用了圆柱形板簧，第2软管(112)包围第1软管的外部进行连接。旋转楔钉榫和密封材料之间设置了垫圈，以对应流体的压力。
本发明中的上述板簧(120)中，具有从圆柱面中分出、面向中心折成的竖铰链窗形象的一对弹性部位(122)，可以应对一个旋转楔钉榫(130)，上述弹性部件(122)之间向着圆心延长，在末端有向着入口折叠的折起部位(123)。在上述折起部位(123)上插入旋转楔钉榫的假齿(135)，防止旋转楔钉榫脱落，帮助其原地旋转。
本实施示例中的密封材料(140)呈u型，这种设计可以促使管件(1)进入时，实施密封功能的部位按照圆周方向进行按压，减少长度方向上的影响力，从而有助于旋转楔钉榫原地旋转。
密封材料(140)和垫圈(141)插入第1软管(111)内部后，对旋转楔钉榫(130)和弹性材质(120)进行组装并安装到第1软管内部，通过固定螺丝(118)把第1软管(111)和第2软管(112)连接后，本示例中的连接装置(100)就完成了。拔出管件(1)时，先松开固定螺丝(118)，然后把第2软管(112)、旋转楔钉榫(130)及板簧(120)抽出后进行作业。
本实施示例适用于自来水管道、消防管道等压力型管道。
图11、图12、图13中展示的第2实施示例是使用橡胶材质弹性材料(220)的连接装置(200)，是组装梯形楔钉榫槽(215)和弧形旋转楔钉榫(230)的示例。因为该方法经济效益高，可用于构造物连接装置、电线管连接装置及一般的管道连接装置等多种领域。图5展示示例中的弹性材料(220)把密封材料(240)及隔离墙(217)统合为一体进行设计，除了使用橡胶弹性材料的弹性功能外，还具有防止楔钉榫脱落功能和密封功能。
对于使用橡胶材质的弹性材料(220)，可以在旋转楔钉榫处增加假齿(235)，配备放置假齿的槽，不过在本发明示例中，使用了旋转楔钉榫(230)的弧形形象，防止旋转楔钉榫脱落。即，把楔钉榫槽(215)做成梯形形状，用来阻止弧形旋转楔钉榫的旋转部位(231)的移动，从而使旋转楔钉榫延长部位(233)的旋转成为可能。因为旋转楔钉榫(230)的齿部面积可以变大，所以该设计非常实用。用于高压时，可以追加垫圈及密封材料。
在上述橡胶材料的弹性材质(220)中的楔钉榫槽(215)中，安装旋转楔钉榫(230)并放入第1软管内部，用固定螺丝把第1软管(111)和第2软管(212)连接起来后，本实施示例中的连接装置(200)就完成了。拔出管件(1)时，按照与上面相反的顺序，把旋转楔钉榫(230)取出后进行操作。
图14、图15、图16中展示得第3实施示例的连接装置(300)使用扭簧使旋转楔钉榫(330)旋转，在旋转楔钉榫的两侧安装了扭簧(320)。
把传递弹性的弹性部位(322)放置在楔钉榫槽(315)的圆周面及旋转楔钉榫(330)之间。旋转楔钉榫上要安装旋转部件(336)，第2软管(312)上设孔用作楔钉榫槽。第2软管的圆柱部插入第1软管内部后相连接，在圆柱部设孔，用作楔钉榫孔(315)。
上述扭簧(320)使各个旋转楔钉榫轻轻操作，适用于大型接口。旋转楔钉榫(330)具有旋转器(336)，把旋转器(336)插入扭簧的线圈部，在楔钉榫(315)设置后，使用“u”形曲别针(325)，把扭簧(320)固定到第2软管中。之后把第1软管(311)和第2软管(312)连接后，管件插入之前的连接装置(300)就完成了。图17中，为了方便把扭簧和旋转装置用虚线表示。
抽取管件时，把连接第1软管(311)和第2软管(312)的螺丝(541)松开，分开第1软管(311)和第2软管(312)后，把第2软管(312)抽出，再把管件抽出即可。该设计用于大口径管件连接装置或水压试验治具。
多数连接装置一体式相接，各入口形成多个方向，可以制成连接多个管件(1)的套管、弯头、连接线等多种形态的接头，利用该接头可以轻松建造管件构造物。
参照上面本发明中推荐的实施示例，对使用旋转楔钉榫的管件连接装置进行说明，但是只要在不脱离本发明思想的范围内，可以进行多种变化、及修改，就此对该领域的技术人员进行说明。
商业使用可行性
使用本发明中展示的旋转楔钉榫的管件连接装置可以对构成要素进行多种组合，从而完成多种目的。不仅可以用于小口径管件，也可以实现大口径管件的一键式连接，在上下水道、消防、成套设备及造船等管道施工中缩短工期，降低成本。正如在详细展示的本发明的实施示例中所见，本发明可用于压力管道连接装置、低压管道连接装置、pe管连接装置及水压治具设计中。