本发明公开了一种双卡套式管接头，包括卡套管、接头本体、前卡套、后卡套和螺母，螺母下端与接头本体螺纹连接，螺母的上端与卡套管的管径相适配，所述后卡套上端面与螺母上具有的第一下压锥面相贴合，所述第二过渡凹槽的下边设有抓紧孔，抓紧孔与卡套管的外壁过盈配合，抓紧孔的直径小于所述后卡套的内孔上端直径；所述第一下压锥面与螺母的内螺纹孔之间设有第二下压锥面，第二下压锥面与所述前卡套的外壁上部相接触。本发明的后卡套在前卡套与螺母的挤压下牢牢抓紧卡套管，前卡套在螺母的第二下压锥面、后卡套和接头本体的挤压下，内孔面紧压卡套管的外壁，后卡套和前卡套在接头本体和卡套管之间形成有效的双重密封结构。
1.一种双卡套式管接头，包括卡套管（1）、接头本体（2）、前卡套（3）、后卡套（4）和螺母（5），螺母（5）下端与接头本体（2）螺纹连接，螺母（5）的上端与卡套管（1）的管径相适配，其特征在于：所述前卡套（3）的内孔下部与所述卡套管（1）的外壁贴合，所述前卡套（3）的内孔上部设有第一内锥面（31），所述前卡套（3）的外壁下部设有第一外锥面（32），所述第一外锥面（32）与接头本体（2）上具有的内孔倒角面相贴合；所述后卡套（4）的外壁和内孔中部分别设有第一过渡凹槽（41）和第二过渡凹槽（42），所述第一过渡凹槽（41）的下边设有第二外锥面（43），第二外锥面（43）与所述第一内锥面（31）相贴合；
所述后卡套（4）上端面具有第三外锥面（44），第三外锥面（44）与螺母（5）上具有的第一下压锥面（51）相贴合，所述第二过渡凹槽（42）的下边设有抓紧孔（45），抓紧孔（45）与卡套管（1）的外壁过盈配合，抓紧孔（45）的直径小于所述后卡套（4）的内孔上端直径；所述第一下压锥面（51）与螺母（5）的内螺纹孔之间设有第二下压锥面（52），第二下压锥面（52）与所述前卡套（3）的外壁上部相接触；
所述第一外锥面（32）的下部设有槽型为V型的环形挤压槽（33），环形挤压槽（33）的内侧设有挤入筒（34），所述环形挤压槽（33）内配合设置有挤压环（35），挤压环（35）的底部设有第四外锥面（36），所述内孔倒角面上设有与第四外锥面（36）相配合的第二内锥面（37），所述第四外锥面（36）的锥度大于第一外锥面（32）的锥度；
所述挤入筒（34）的外壁上设有倒钩圈（38），所述挤压环（35）的内壁上设有与倒钩圈（38）配合的倒钩槽，所述挤入筒（34）的内壁上设有多个卡持刃（39），卡持刃（39）与倒钩圈（38）的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述接头本体（2）上端设有与卡套管（1）下端插接配合的插接口（21），插接口（21）的下端设有密封卡槽（22），所述卡套管（1）的下端外壁上设有密封卡槽（22）进行卡接配合的凸缘卡圈（11）。
3.根据权利要求2所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述密封卡槽（22）内安装有密封垫圈（23），密封垫圈（23）上侧设有第一环形密封槽（231），第一环形密封槽（231）与卡套管（1）的下端凹凸配合。
4.根据权利要求3所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述第一环形密封槽（231）的内侧设有凸起的密封环（232），密封环（232）与卡套管（1）的下端内壁上具有的第二环形密封槽（13）相配合，所述第一环形密封槽（231）的外侧设有锥形密封面（233），锥形密封面（233）与凸缘卡圈（11）上具有的第三下压锥面（12）相配合。
5.根据权利要求1所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述第一过渡凹槽（41）与所述前卡套（3）的上端面之间设有水凝胶弹性支撑圈（6），水凝胶弹性支撑圈（6）由硅胶芯圈和硅胶芯圈表面涂覆的丙烯酸共聚物组成。
6.根据权利要求1所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述卡套管（1）的外壁上设有定位轴肩（14），所述螺母（5）的上端周向分布有若干个与定位轴肩（14）卡接的弹性抱爪（53）。
7.根据权利要求6所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述弹性抱爪（53）下端与螺母（5）转动连接，所述弹性抱爪（53）上端设有通孔，通孔上固定安装有复位弹簧圈（54）。
8.根据权利要求1所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述卡套管（1）的内壁上轴向固定设置有螺旋式的弹簧支撑圈（15），所述前卡套（3）和后卡套（4）位于弹簧支撑圈（15）的上端两端的长度范围内。
9.根据权利要求8所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述弹簧支撑圈（15）上固定连接有卡簧（16），所述卡簧（16）与对应设置在所述卡套管（1）内壁上的安装槽（17）固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种双卡套式管接头，其特征在于：所述后卡套（4）采用不锈钢材料，表面设有5‑6μm的氮化铬层，表层硬度为HV660‑760。
一种双卡套式管接头
技术领域
[0001] 本发明涉及一种管接头，尤其涉及一种双卡套式管接头。
背景技术
[0002] 卡套式管接头对管路进行连接的安装操作非常方便。在车用天然气供给系统中，燃料管路的连接方式通常以卡套式连接方式进行连接。由于车辆在运行时产生的振动、管路表面质量及液化天然气管路的工作温度变化非常大等原因，极易造成管路的密封性下降而导致燃料泄漏，因此有效保证管路接头的密封性是天然气车辆供给系统安全可靠运行的关键。卡套式管接头通常要求使用规定硬度的精密无缝管作为被连管，其连接特点是依靠卡套的切割刃口紧紧咬住管路管壁使得管内高压流体得到密封；此外，相对于焊接式管接头而言，卡套式管接头不会在安装过程中产生氧化皮导致管路污染，故卡套式管接头广泛适用于小管径高低压普通管路系统中。
[0003] 在申请号为CN201521101452.5的中国专利文献中公开了一种新型双箍卡套式管接头，用于连接被连管，包括螺母、接头体、前卡套和后卡套，螺母和接头体通过螺纹连接，前卡套的中空环形凸台的外环面与接头体相互配合，前卡套的中空环形凸台的后端与后卡套的前端相接触，后卡套与螺母相接触，前卡套具有压平密封刃和卡持刃，压平密封刃为在前卡套的中空环形凸台的前端沿环形圆周设置的与被连接管紧密配合的凸起的刃口且压平密封刃处于悬臂状态，卡持刃为在前卡套的中空环形凸台的内环面沿圆周设置的切入被连管的刃口。
[0004] 在申请号为CN201710609720.1的中国专利文献中公开了一种高密封性能的核级双卡套管接头，包括接头本体、前卡套、后卡套、紧固螺母、连接管，所述接头本体为圆柱形中空结构，本发明接头本体内部设有第一通孔、第二通孔、第三通孔，第二通孔的直径大于第一通孔，第二通孔用于插接连接管，第二通孔与连接管之间设有第一密封圈、第二密封圈，双重密封防止传输液体泄漏，第三通孔的壁上设有缓冲圈，当前卡套对接头本体挤压时，能有效防止接头本体出现裂痕，影响后续使用。
[0005] 以上现有技术的双卡套式管接头在连接卡套管和接头本体时具有以下缺陷：前卡套头部切入被卡接管，前卡套的前后端容易扭曲变形，造成前卡套和卡套管内侧的密封面贴合性下降，影响前卡套和卡套管之间的密封性能，在如果再进一步使前卡套向前推进，连管部分会挤压在前卡套和接头本体结合面之间，从而破坏连接或密封面，降低连接强度或密封性。
发明内容
[0006] 本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种双卡套式管接头，通过改进螺母、前卡套与后卡套等结构，提升了卡套管与接头本体连接时的抓紧性能和密封性能。
[0007] 本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种双卡套式管接头，包括卡套管、接头本体、前卡套、后卡套和螺母，螺母下端与接头本体螺纹连接，螺母的上端与卡套管的管径相适配，所述前卡套的内孔下部与所述卡套管的外壁贴合，所述前卡套的内孔上部设有第一内锥面，所述前卡套的外壁下部设有第一外锥面，所述第一外锥面与接头本体上具有的内孔倒角面相贴合；
[0008] 所述后卡套的外壁和内孔中部分别设有第一过渡凹槽和第二过渡凹槽，所述第一过渡凹槽的下边设有第二外锥面，第二外锥面与所述第一内锥面相贴合，所述后卡套上端面具有第三外锥面，第三外锥面与螺母上具有的第一下压锥面相贴合，所述第二过渡凹槽的下边设有抓紧孔，抓紧孔与卡套管的外壁过盈配合，抓紧孔的直径小于所述后卡套的内孔上端直径；所述第一下压锥面与螺母的内螺纹孔之间设有第二下压锥面，第二下压锥面与所述前卡套的外壁上部相接触。
[0009] 所述第一外锥面的下部设有槽型为V型的环形挤压槽，环形挤压槽的内侧设有挤入筒，所述环形挤压槽内配合设置有挤压环，挤压环的底部设有第四外锥面，所述内孔倒角面上设有与第四外锥面相配合的第二内锥面，所述第四外锥面的锥度大于第一外锥面的锥度。
[0010] 所述挤入筒的外壁上设有倒钩圈，所述挤压环的内壁上设有与倒钩圈配合的倒钩槽，所述挤入筒的内壁上设有多个卡持刃，卡持刃与倒钩圈的位置相对应。
[0011] 为了进一步完善，所述接头本体上端设有与卡套管下端插接配合的插接口，插接口的下端设有密封卡槽，所述卡套管的下端外壁上设有密封卡槽进行卡接配合的凸缘卡圈。
[0012] 进一步完善，所述密封卡槽内安装有密封垫圈，密封垫圈上侧设有第一环形密封槽，第一环形密封槽与卡套管的下端凹凸配合。
[0013] 进一步完善，所述第一环形密封槽的内侧设有凸起的密封环，密封环与卡套管的下端内壁上具有的第二环形密封槽相配合，所述第一环形密封槽的外侧设有锥形密封面，锥形密封面与凸缘卡圈上具有的第三下压锥面相配合。
[0014] 进一步完善，所述第一过渡凹槽与所述前卡套的上端面之间设有水凝胶弹性支撑圈，水凝胶弹性支撑圈由硅胶芯圈和硅胶芯圈表面涂覆的丙烯酸共聚物组成。
[0015] 进一步完善，所述卡套管的外壁上设有定位轴肩，所述螺母的上端周向分布有若干个与定位轴肩卡接的弹性抱爪。
[0016] 进一步完善，所述弹性抱爪下端与螺母转动连接，所述弹性抱爪上端设有通孔，通孔上固定安装有复位弹簧圈。
[0017] 进一步完善，所述卡套管的内壁上轴向固定设置有螺旋式的弹簧支撑圈，所述前卡套和后卡套位于弹簧支撑圈的上端两端的长度范围内。
[0018] 进一步完善，所述弹簧支撑圈上固定连接有卡簧，所述卡簧与对应设置在所述卡套管内壁上的安装槽固定连接。
[0019] 进一步完善，所述后卡套采用不锈钢材料，表面设有5‑6μm的氮化铬层，表层硬度为HV660‑760。
[0020] 本发明有益的效果是：本发明的后卡套在前卡套与螺母的挤压下通过抓紧面牢牢抓入卡套管的表面，在后卡套部位上形成一处紧密封，前卡套在螺母的第二下压锥面、后卡套和接头本体的挤压下，前卡套的内孔面向内挤压使卡套管的外壁表面产生形变，在前卡套的部位上形成第二处紧密封，最终在后卡套和前卡套在接头本体和卡套管之间形成有效的双重紧密封结构，实现防止传输介质泄漏的作用。此外，由于在前卡套上设置有环形挤压槽和挤压环，挤压环的位移时会扩张环形挤压槽，促使挤入筒内壁上的多个卡持刃切入卡套管的表面，一方面在前卡套和卡套管之间形成刃口密封，使前卡套内壁的密封效果得到针对性的强化，另一方面挤压环在前卡套和接头本体之间形成多段式的强密封，使前卡套外侧的密封效果得到显著的提升。
附图说明
[0021] 图1为本实施例的结构示意图；
[0022] 图2为图1中A处的局部结构放大示意图；
[0023] 图3为挤压环与环形挤压槽作用的原理示意图；
[0024] 图4为密封面的标记示意图；
[0025] 图5为加上弹性抱爪、水凝胶弹性支撑圈等结构时的结构示意图；
[0026] 图6为图5中B处的局部结构放大示意图；
[0027] 附图标记说明：1、卡套管，11、凸缘卡圈，12、第三下压锥面，13、第二环形密封槽，14、定位轴肩，15、弹簧支撑圈，16、卡簧，17、安装槽，2、接头本体，21、插接口，22、密封卡槽，
23、密封垫圈，231、第一环形密封槽，232、密封环，233、锥形密封面，3、前卡套，31、第一内锥面，32、第一外锥面，33、环形挤压槽，34、挤入筒，35、挤压环，36、第四外锥面，37、第二内锥面，38、倒钩圈，39、卡持刃，4、后卡套，41、第一过渡凹槽，42、第二过渡凹槽，43、第二外锥面，44、第三外锥面，45、抓紧孔，5、螺母，51、第一下压锥面，52、第二下压锥面，53、弹性抱爪，54、复位弹簧圈，6、水凝胶弹性支撑圈。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0029] 参照附图1‑2：本实施例中一种双卡套式管接头，包括卡套管1、接头本体2、前卡套3、后卡套4和螺母5，螺母5下端与接头本体2螺纹连接，螺母5的上端与卡套管1的管径相适配，所述前卡套3的内孔下部与所述卡套管1的外壁贴合，所述前卡套3的内孔上部设有第一内锥面31，所述前卡套3的外壁下部设有第一外锥面32，所述第一外锥面32与接头本体2上具有的内孔倒角面相贴合；
[0030] 所述后卡套4的外壁和内孔中部分别设有第一过渡凹槽41和第二过渡凹槽42，所述第一过渡凹槽41的下边设有第二外锥面43，第二外锥面43与所述第一内锥面31相贴合，所述后卡套4上端面具有第三外锥面44，第三外锥面44与螺母5上具有的第一下压锥面51相贴合，所述第二过渡凹槽42的下边设有抓紧孔45，抓紧孔45与卡套管1的外壁过盈配合，抓紧孔45的直径小于所述后卡套4的内孔上端直径；所述第一下压锥面51与螺母5的内螺纹孔之间设有第二下压锥面52，第二下压锥面52与所述前卡套3的外壁上部相接触。
[0031] 所述第一外锥面32的下部设有槽型为V型的环形挤压槽33，环形挤压槽33的内侧设有挤入筒34，所述环形挤压槽33内配合设置有挤压环35，挤压环35的底部设有第四外锥面36，所述内孔倒角面上设有与第四外锥面36相配合的第二内锥面37，所述第四外锥面36的锥度大于第一外锥面32的锥度。
[0032] 所述挤入筒34的外壁上设有倒钩圈38，所述挤压环35的内壁上设有与倒钩圈38配合的倒钩槽，所述挤入筒34的内壁上设有多个卡持刃39，卡持刃39与倒钩圈38的位置相对应。
[0033] 工作原理：在装配具有先进几何形状设计特点的管接头时，先将卡套管1插入接头本体2，然后通过工具转动拧紧接头本体2上的螺母5，螺母5上的第一下压锥面51和第二下压锥面52，分别挤压后卡套4和前卡套3，前卡套3被推入到接头本体2和卡套管1之间，前卡套3的内孔下部以及第一外锥面32分别与所述卡套管1的外壁和接头本体2的斜面相配合压紧，形成主密封（附图4中h，c处），前卡套3上的第一内锥面31作用于后卡套4上的第二外锥面43（d处作用），使其向内产生铰链作用，抓紧孔45处向内产生形变，以对卡套管1形成强有力的抓紧，形成二次密封（g，f处），后卡套4的中部弹性较强，几何形状有助于产生先进的工程铰链‑夹箍作用，这种作用可把轴向运动转化为卡套管1上的径向挤压作用,操作时只需要很小的装配扭矩，就可以使后卡套4和前卡套3在接头本体2和卡套管1之间形成有效的双重紧密封结构，防止传输介质泄漏。如附图3所示，前卡套3和接头本体2轴向移动时，接头本体2的内孔倒角面上的第二内锥面37与挤压环35上的第四外锥面36相配合，推动挤压环35向上移动，挤压环35的硬度高，挤压环形挤压槽33扩张，环形挤压槽33内侧的挤入筒34向下挤入接头本体2和卡套管1之间的同时向内箍紧卡套管1表面，环形挤压槽33外侧的斜面更加贴合接头本体2上的倒角斜面（c处），从而增强主密封的密封性能。此外，挤压环35具有金属密封圈的作用，挤压环35与接头本体2的接触部位同样形成强力的密封。挤压环35上移时，其倒钩槽向内挤压倒钩圈38，使挤入筒34内壁上的多个卡持刃39切入卡套管1的表面，防止卡套管1滑脱的效果好，通过挤压环35的位移来扩张环形挤压槽33的方式一方面可以在前卡套3和卡套管1之间形成形成刃口强密封（h处），另一方面可以在前卡套3和接头本体2之间形成多段式的强密封（a，b，c处），从而使前卡套3两侧的主密封效果得到显著的提升。
[0034] 如附图5‑6所示，进一步完善，所述接头本体2上端设有与卡套管1下端插接配合的插接口21，插接口21的下端设有密封卡槽22，所述卡套管1的下端外壁上设有密封卡槽22进行卡接配合的凸缘卡圈11。凸缘卡圈11和密封卡槽22的卡合可以起到定位的作用，可以提高接头本体2和卡套管1之间连接的牢固性，凸缘卡圈11具有弹性，可以进一步增强该处的密封性能。
[0035] 所述密封卡槽22内安装有密封垫圈23，密封垫圈23上侧设有第一环形密封槽231，第一环形密封槽231与卡套管1的下端凹凸配合。密封垫圈23上的第一环形密封槽231可以裹住卡套管1的下端面，形成三级弹性密封，进一步提高接头本体2和卡套管1整体连接的密封性能。
[0036] 所述第一环形密封槽231的内侧设有凸起的密封环232，密封环232与卡套管1的下端内壁上具有的第二环形密封槽13相配合，可以形成内表面的密封，增强卡套管1的下端面处的密封性能，所述第一环形密封槽231的外侧设有锥形密封面233，锥形密封面233与凸缘卡圈11上具有的第三下压锥面12相配合。锥形密封面233处的橡胶可以填充凸缘卡圈11与密封卡槽22之间的间隙，提高卡接的紧凑性，避免卡套管1的下端和接头本体2连接时产生松动。
[0037] 所述第一过渡凹槽41与所述前卡套3的上端面之间设有水凝胶弹性支撑圈6，可以对后卡套4的上端形成支撑，避免其下翻，使第三外锥面44与螺母5上的第一下压锥面51贴合时受力均匀，水凝胶弹性支撑圈6由硅胶芯圈和硅胶芯圈表面涂覆的丙烯酸共聚物组成。丙烯酸共聚物含有单体、交联剂、聚合引物等，水渗透人其内会导致共聚物链解聚和膨胀,进一步加剧后卡套4和前卡套3的双刃密封作用，提高管接头的密封可靠性和延长其使用寿命。
[0038] 所述卡套管1的外壁上设有定位轴肩14，所述螺母5的上端周向分布有若干个与定位轴肩14卡接的弹性抱爪53，可以对卡套管1安装时形成轴向定位。螺母5转动拧紧过程中，卡套管1和螺母5之间不容易产生轴向的位移，提高卡套管1下端的有效连接长度。
[0039] 所述弹性抱爪53下端与螺母5转动连接，所述弹性抱爪53上端设有通孔，通孔上固定安装有复位弹簧圈54。复位弹簧圈54具有弹性箍紧作用，可以联动和保持弹性抱爪53的夹紧，复位弹簧圈54位置高于定位轴肩14，不容易受轴向力而造成弹性抱爪53的弹开。
[0040] 所述卡套管1的内壁上轴向固定设置有螺旋式的弹簧支撑圈15，所述前卡套3和后卡套4位于弹簧支撑圈15的上端两端的长度范围内。弹簧支撑圈15可以对卡套管1的下部内壁形成弹性支撑，增强该处的抗形变能力，避免长时间后塌陷发生后卡套4、前卡套3箍紧力下降，造成密封失效。
[0041] 所述弹簧支撑圈15上固定连接有卡簧16，所述卡簧16与对应设置在所述卡套管1内壁上的安装槽17固定连接，弹簧支撑圈15通过卡簧16实现与卡套管1之间的可拆卸固定连接，方便其安装和更换。所述后卡套4采用不锈钢材料，表面设有5‑6μm的氮化铬层，表层硬度为HV660‑760，耐磨和耐腐蚀的性能好。氮化铬工艺的表面处理后不容易形成表面裂纹和表面爆裂现象，有利于后卡套4受力时的前端卡入卡套管1的能力和耐受力，使其牢固地抱紧管子。
[0042] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043] 虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
