一种万向球头连接结构pdf

  本发明公开了一种万向球头连接结构，包括外套管、内球头和环状卡箍，所述内球头设在外套管内，所述环状卡箍设在内球头上，并与外套管连接；所述外套管的内腔中设置有支撑环一，所述支撑环一的内侧面与内球头的外壁内侧接触，所述环状卡箍内设有支撑环二，所述支撑环二的内侧面与内球头的外壁外侧接触。在外套管和环形卡箍中分别设置环形支撑环一和环形支撑环二，对球头进行支撑固定，隔绝球头与外套管和环形卡箍之间的直接摩擦，并保证了转动时的顺滑；在外套管和环形卡箍中分别设置环形支撑环一和环形支撑环二，对球头进行支撑固定，隔绝

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 CN 112594463 B (45)授权公告日 2023.04.14 (21)申请号 5.5 (51)Int.Cl. F16L 27/06 (2006.01) (22)申请日 2020.12.31 审查员 明亚玲 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112594463 A (43)申请公布日 2021.04.02 (73)专利权人 中国建筑标准设计研究院有限公 司 地址 100000 北京市海淀区首体南路9号主 语国际2号楼 (72)发明人 温傲寒叶烈伟李进波邓烜 王伟凤 (74)专利代理机构 北京中建联合知识产权代理 事务所(普通合伙) 11004 专利代理师 王灵灵刘湘舟 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)发明名称 一种万向球头连接结构 (57)摘要 本发明公开了一种万向球头连接结构，包括 外套管、内球头和环状卡箍，所述内球头设在外 套管内，所述环状卡箍设在内球头上，并与外套 管连接；所述外套管的内腔中设置有支撑环一， 所述支撑环一的内侧面与内球头的外壁内侧接 触，所述环状卡箍内设有支撑环二，所述支撑环 二的内侧面与内球头的外壁外侧接触。在外套管 和环形卡箍中分别设置环形支撑环一和环形支 撑环二，对球头进行支撑固定，隔绝球头与外套 管和环形卡箍之间的直接摩擦，并保证了转动时 的顺滑；在外套管和环形卡箍中分别设置环形支 撑环一和环形支撑环二，对球头进行支撑固定， B 隔绝球头与外套管和环形卡箍之间的直接摩擦， 3 并保证了转动时的顺滑。 6 4 4 9 5 2 1 1 N C CN 112594463 B 权利要求书 1/1页 1.一种万向球头连接结构，其特征是，包括外套管（1）、内球头（2）和环状卡箍（3），所述 内球头（2）设在外套管（1）内，所述环状卡箍（3）设在内球头（2）上，并与外套管（1）连接； 所述外套管（1）的内腔中设置有支撑环一（4），所述支撑环一（4）的内侧面与内球头（2） 的外壁内侧接触，所述环状卡箍（3）内设有支撑环二（5），所述支撑环二（5）的内侧面与内球 头（2）的外壁外侧接触； 所述外套管（1）包括连接法兰（11）、弧形连接段（12）和连接管（13），所述弧形连接段 （12）设在连接管（13）和连接法兰（11）之间，所述支撑环一（4）设置在弧形连接段（12）的内 壁上； 所述连接管（13）的外端设有环状卡槽，所述环状卡槽上间隔设置有卡口（131），所述环 状卡箍（3）上设有卡块（31），所述卡块（31）与卡口（131）对应设置； 所述连接管（13）的内壁上设有环状凹槽，所述环状凹槽设置两个，分别位于内球头（2） 大圆的两侧，所述环状凹槽内设置有密封圈（6），所述密封圈（6）活动连接在环状凹槽内； 所述密封圈（6）对称设置在内球头（2）大圆的两侧，所述密封圈（6）的内壁与内球头（2） 的外壁接触； 所述卡口（131）均匀间隔设在环状卡槽外侧，所述卡块（31）均匀间隔设在环状卡箍（3） 上，并与卡口（131）相对应； 所述卡口（131）间隔设置四个，相邻的卡口（131）夹角依次为45°、90°、90°和135°，所述 卡块（31）与卡口（131）相对应的设在环状卡箍（3）上。 2.依据权利要求1所述的一种万向球头连接结构，其特征是：所述内球头（2）包括球头 （21）和连接头（22），所述球头（21）位于外套管（1）内，所述连接头（22）连接在球头（21）外 侧，所述连接头（22）上设有连接槽。 3.依据权利要求2所述的一种万向球头连接结构，其特征是：所述外套管（1）和内球头 （2）内均设有前后贯通的内腔，所述内球头（2）的内腔与外套管（1）的内腔连通。 4.依据权利要求1所述的一种万向球头连接结构，其特征是：所述支撑环一（4）和支撑 环二（5）的内侧面与内球头（2）的外壁贴合接触，所述内球头（2）的外壁与外套管（1）的内壁 之间设有间隙。 5.依据权利要求1所述的一种万向球头连接结构，其特征是：所述外套管（1）、内球头 （2）和环状卡箍（3）的材质均为金属，所述支撑环一（4）和支撑环二（5）的材质为尼龙，所述 密封圈（6）的材质为橡胶。 2 2 CN 112594463 B 说明书 1/4页 一种万向球头连接结构 技术领域 [0001] 本发明涉及建筑隔震实施工程技术领域，具体涉及一种万向球头连接结构。 背景技术 [0002] 近20年来，建筑隔震技术在国内得到了快速的提升。作为隔震建筑的配套设施，隔震 管道产品也迎来了加快速度进行发展。相比于水平L型安装方法的金属软管与橡胶软管，能够竖向安 装于隔震层的金属伸缩管道拥有越来越明显的优势。在金属伸缩管道的两端，应采用金属球 头进行连接，金属球头能够最终靠自身的转动变形来适应隔震层的位移。然而由于传统金属 球头一定要通过预紧力来防止球头处液体的泄漏。因此传统金属球头发生转动变形所需要的 外力很大，难以自由变形，因此传统金属球头难以应用在伸缩管道上。 [0003] 传统塑料球头为塑料材质，在内球头顶部开环向凹槽并布置O型密封圈。通过盖板 提供的预紧力，将内球头固定于外套管中，使O型密封圈与外套管紧密接触，以提供一定的 密封性。但是首先为了获得足够的密封效果，一定要通过盖板施加很大的预紧力，使得该球头 难以发生自由转动；其次外套管与内球头非间接接触，在预紧力作用下，也许会出现表面的划 伤，造成管道的损坏；然后由于采用塑料材质，结构强度低，在压力介质作用下，外套管将出 现不可忽略的变形，会造成管道发生严重的泄漏；再然后采用塑料材质，使管道的通用性 大幅度的降低，难以用于温度比较高较低或对卫生有严格要求的管道；最后预紧力的提供主要依 赖于人工，产品的质量很难保证，且现场安装难度大。因此本发明提供一种万向球头连接结 构解决以上问题。 发明内容 [0004] 本发明提供一种万向球头连接结构应用于建筑隔震设施上，在较大震动发生时能 够自由发生变形，同时保证不发生内部介质的泄漏，具有反力小、密封效果好、安装便捷的 优点。 [0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是： [0006] 一种万向球头连接结构，包括外套管、内球头和环状卡箍，所述内球头设在外套管 内，所述环状卡箍设在内球头上，并与外套管连接； [0007] 所述外套管的内腔中设置有支撑环一，所述支撑环一的内侧面与内球头的外壁内 侧接触，所述环状卡箍内设有支撑环二，所述支撑环二的内侧面与内球头的外壁外侧接触。 [0008] 进一步地，所述外套管包括连接法兰、弧形连接段和连接管，所述弧形连接段设在 连接管和连接法兰之间，所述支撑环一设置在弧形连接段的内壁上。 [0009] 进一步地，所述连接管的内壁上设有环状凹槽，所述环状凹槽设置两个，分别位于 内球头大圆的两侧，所述环状凹槽内设置有密封圈，所述密封圈活动连接在环状凹槽内； [0010] 所述密封圈对称设置在内球头大圆的两侧，所述密封圈的内壁与内球头的外壁接 触。 [0011] 进一步地，所述连接管的外端设有环状卡槽，所述环状卡槽上间隔设置有卡口，所 3 3 CN 112594463 B 说明书 2/4页 述环状卡箍上设有卡块，所述卡块与卡口对应设置。 [0012] 进一步地，所述卡口均匀间隔设在环状卡槽外侧，所述卡块均匀间隔设在环状卡 箍上，并与卡口相对应。 [0013] 进一步地，所述卡口间隔设置四个，相邻的卡口夹角依次为45°、90°、90°和135°， 所述卡块与卡口相对应的设在环状卡箍上。 [0014] 进一步地，所述内球头包括球头和连接头，所述球头位于外套管内，所述连接头连 接在球头外侧，所述连接头上设有连接槽。 [0015] 进一步地，所述外套管和内球头内均设有前后贯通的内腔，所述内球头的内腔与 外套管的内腔连通。 [0016] 进一步地，所述支撑环一和支撑环二的内侧面与内球头的外壁贴合接触，所述内 球头的外壁与外套管的内壁之间设有间隙。 [0017] 优选的，所述外套管、内球头和环状卡箍的材质均为金属，所述支撑环一和支撑环 二的材质为尼龙，所述密封圈的材质为橡胶。 [0018] 本发明有益效果如下： [0019] 在外套管和环形卡箍中分别设置环形支撑环一和环形支撑环二，对球头进行支撑 固定，隔绝球头与外套管和环形卡箍之间的直接摩擦，并保证了转动时的顺滑； [0020] 外套管内设置双道环形凹槽，并在其中设置滑动密封圈，实现对压力介质良好的 密封效果，进而实现在球头的相对滑动中保持良好的密封效果； [0021] 本发明具有整体强度高、耐久性好，适应性好，可用于多种建筑管道系统，适用于 建筑隔震管道。 附图说明 [0022] 图1为本发明的整体结构示意图； [0023] 图2为本发明的分解状态示意图； [0024] 图3为本发明的待装配状态示意图； [0025] 图4为本发明的整体结构剖视示意图； [0026] 图5为本发明的剖视图； [0027] 图6为图5中A部结构放大示意图。 [0028] 附图标记：1‑外套管，11‑连接法兰，12‑弧形连接段，13‑连接管，131‑卡口，2‑内球 头，21‑球头，22‑连接头，3‑环状卡箍，31‑卡块，4‑支撑环一，5‑支撑环二，6‑密封圈。 具体实施方式 [0029] 下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本发明保护的范围。 [0030] 在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 4 4 CN 112594463 B 说明书 3/4页 元件一定要有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。 [0031] 如图1所示，一种万向球头连接结构，包括外套管1、内球头2和环状卡箍3，所述内 球头2设在外套管1内，所述环状卡箍3设在内球头2上，并与外套管1连接。 [0032] 如图2、3、5、6所示，所述外套管1的内腔中设置有支撑环一4，所述支撑环一4的内 侧面与内球头2的外壁内侧接触，所述环状卡箍3内设有支撑环二5，所述支撑环二5的内侧 面与内球头2的外壁外侧接触。 [0033] 本发明的原理如下：外套管1的内腔形成转动内腔，外套管1内腔中的支撑环一4和 环状卡箍3内的支撑环二5分别设在球头21的内外两侧，形成笼型结构支撑对球头21起到支 撑和卡固作用，使得球头21在外套管1的内腔中进行转动，进而实现连接头22方向的自由转 动，在管道发生震动时，通过内球头2方向的改变实现管道的小位移偏移，并能自动归位， 实现了管道的震后免维护。 [0034] 如图5、6所示，进一步地，所述支撑环一4和支撑环二5的内侧面与内球头2的外壁 贴合接触，所述内球头2的外壁与外套管1的内壁之间设有间隙。 [0035] 优选的，所述支撑环一4和支撑环二5为环带结构，并与内球头2同一个圆心。 [0036] 如图2所示，进一步地，所述外套管1包括连接法兰11、弧形连接段12和连接管13， 所述弧形连接段12设在连接管13和连接法兰11之间，所述支撑环一4设置在弧形连接段12 的内壁上。 [0037] 如图3、4、6所示，进一步地，所述连接管13的内壁上设有环状凹槽，所述环状凹槽 设置两个，分别位于内球头2大圆的两侧，所述环状凹槽内设置有密封圈6，所述密封圈6活 动连接在环状凹槽内； [0038] 所述密封圈6对称设置在内球头2大圆的两侧，所述密封圈6的内壁与内球头2的外 壁接触。设置双道环状凹槽，并在其中设置密封圈6，将内球头2与外套管1之间的缝隙进行 封闭，并在内球头2转动过程中，仍然拥有非常良好的密封效果，在应用于用于承受压力的管道时，实现良好 的密封性。 [0039] 现存技术中在球头中设置密封圈时，一般是将密封圈设置在靠近法兰一侧的球头 末端，并通过施加预紧力来保证密封效果，但是上述结构存在以下缺陷：一是一般的情况下由 于预紧力过大挤压摩擦球头，没办法实现万向球头自由变形的目的；二是结构发生变形时，在 轴向力的作用下，密封圈位移会出现预紧力减小、出现缝隙等问题导致密封效果大幅度降低， 无法达到预设的密封要求。 [0040] 本发明采用在内球头2大圆的两侧对称设置两个密封圈6，两道密封圈6的密封效 果无需施加较大的预紧力即有较强的密封效果，不再承受夹箍较大的预紧力因此可以在一定程度上完成 自由变形；并且在结构发生变形时，轴向力作用到内球头2上时，内球头2沿轴线向任一方向 位移时，均会轻微挤压其移动方向一侧的密封圈6，加强此侧的密封效果，在任意情况下至 少保证一侧的密封性能。因此设置对称设置两侧密封圈6既保证了内球头2的自由变形，又 有效保证密封圈6的密封效果。 [0041] 如图3所示，进一步地，所述连接管13的外端设有环状卡槽，所述环状卡槽上间隔 设置有卡口131，所述环状卡箍3上设有卡块31，所述卡块31与卡口131对应设置。 [0042] 本发明的实施例一，所述卡口131均匀间隔设在环状卡槽外侧，所述卡块31均匀间 隔设在环状卡箍3上，并与卡口131相对应。设置为均匀的卡口卡块方便来安装拆卸，操作 5 5 CN 112594463 B 说明书 4/4页 方便快捷，但是在使用的过程长时间转动易发生脱开。 [0043] 本发明的实施例二，所述卡口131间隔设置四个，相邻的卡口131夹角依次为45°、 90°、90°和135°，所述卡块31与卡口131相对应的设在环状卡箍3上。设置为不均匀间隔的卡 口卡块，只有在四个卡块全部对齐的情况下的才能够直接进行拆装，拆装时较为繁琐，但是使用 过程中安全性高，不易出现自动脱开的情况，适用于对应用环境要求较高的复杂情况，有效 保证使用的过程中的安全性。 [0044] 进一步地，所述环状卡箍3和外套管1之间的连接方式也能够使用螺纹连接，连接 管13上设有内螺纹，环状卡箍3上设有外螺纹。 [0045] 如图3所示，进一步地，所述内球头2包括球头21和连接头22，所述球头21位于外套 管1内，所述连接头22连接在球头21外侧，所述连接头22上设有连接槽，连接头22通过沟槽 连接与相应扣件或管道连接。 [0046] 进一步地，所述外套管1和内球头2内均设有前后贯通的内腔，所述内球头2的内腔 与外套管1的内腔连通。 [0047] 优选的，所述外套管1、内球头2和环状卡箍3的材质均为金属，金属材质能够有效 增强结构强度，提升常规使用的寿命，并增大应用场景范围，所述支撑环一4和支撑环二5的材质为尼 龙，所述密封圈6的材质为橡胶。 [0048] 优选的，所述球头21的外侧进行镀铬处理，增强表面十分光滑度，保证转动的灵活性。 [0049] 本发明的使用方法如下：首先将支撑环一4和支撑环二5分别设置在外套管1和环 状卡箍3中，将密封圈6安置在外套管1中，完成构件的预装，然后将内球头2放入外套管1中， 直至内球头2的内侧与支撑环一4贴合，然后将环状卡箍3内从球头2的尾部套入，对准连接 管13卡入环状卡槽中，转动环状卡箍3使得卡块31与卡口131错位进行卡固，完成安装，然后 转动内球头2进行调试，测试能否达到设计的基本要求，调试完毕后进行连接固定。 [0050] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 6 6 CN 112594463 B 说明书附图 1/3页 图1 图2 7 7 CN 112594463 B 说明书附图 2/3页 图3 图4 8 8 CN 112594463 B 说明书附图 3/3页 图5 图6 9 9

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