一種剖分式形狀記憶合金管接頭及其製備和使用方法與流程

2023-12-05 03:03:56

本發明涉及一種液壓系統零件，尤其涉及一種管接頭以及該管接頭的製備和使用方法。

背景技術：

管接頭是液壓系統中連接管路或將管路裝在液壓元件上的零件，形狀記憶合金管接頭是利用形狀記憶合金的形狀恢復特性實現管道的連接，相對於焊接、螺紋連接，它具有安裝結構簡單、迅速方便、操作空間小、可保證管中的防腐層不被破壞等優點。然而現有的形狀記憶合金管接頭全部為封閉式管接頭，採用圓管結構，只能用於管道安裝時的連接，若用於管道維修必須將管道斷開，無法實現對沒有斷開管道上裂紋、缺口、腐蝕孔等引起的洩漏點進行原位修復。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種能夠在不斷開管道連接的情況下進行原位維修的剖分式形狀記憶合金管接頭及其製備和使用的方法。

本發明提出的一種剖分式形狀記憶合金管接頭，具體技術方案如下：其包括有管接頭本體，該管接頭本體是由兩個半圓部分沿徑向對接而成，其中一個半圓部分的對接端具有徑向的突出部，另一個半圓部分的對接端設與上述突出部對應溝槽部，所述突出部和溝槽的間隙配合實現兩個半圓部分的對接，所述突出部至少具有一個限位部，以實現兩個半圓部分的徑向固定。

作為本發明提出的一種剖分式形狀記憶合金管接頭的另一優選方案，所述管接頭本體的內部具有若干沿周向設置的凸脊，該凸脊的截面形狀可以有多種，例如山脊形，三角形，圓弧形，多邊形等。

作為本發明提出的一種剖分式形狀記憶合金管接頭的另一優選方案，所述管接頭本體由Fe-Mn-Si形狀記憶合金或TiNiNb形狀記憶合金製成。

本發明提出的一種剖分式形狀記憶合金管接頭的製備方法，步驟如下：

(1)管坯選取：根據維修管道尺寸，選擇內徑小於維修管道外徑的形狀記憶合金管坯；

(2)擴管：採用機械壓力及擴管工裝使管坯內徑大於維修管道的外徑，一般管坯的內徑大於維修管道的外徑0.2mm～0.5mm；

(3)凸脊加工：採用車削加工在管坯的內周面加工槽孔，以形成凸脊；

(4)切割：利用工具機採用線切割的方式，將管坯沿軸向切割成兩個半圓部分，然後在其中一個半圓部分的對接端切割出突出部，在另一個半圓部分的對接端切割出與突出部對應的溝槽，即得到剖分式形狀記憶合金管接頭成品。

本發明提出的一種剖分式形狀記憶合金管接頭的使用方法：

(1)將管接頭本體的兩半圓部分沿維修管道的軸向相對套入，通過突出部和溝槽對接於維修管道的需維修部位；

(2)採用火焰加熱或感應加熱方式對管接頭本體進行加熱，加熱溫度一般為70℃～350℃。

為提高管接頭本體連接後的密封性，最好在管接頭本體與維修管道之間加設環氧樹脂填料密封。

優選的，步驟(2)中，採用火焰加熱或感應加熱方式對管接頭本體進行加熱，當管接頭本體採用TiNiNb形狀記憶合金，其加熱溫度為70℃～150℃。

優選的，步驟(2)中，採用火焰加熱或感應加熱方式對管接頭本體進行加熱，當管接頭本體採用Fe-Mn-Si形狀記憶合金，其加熱溫度為150℃～350℃。

本發明與現有技術相比，安裝方便，簡單簡單，除能夠實現封閉式管接頭管路連接的功能外，主要能夠在不斷開管道連接的情況下對漏點進行原位封堵，特別適合管路洩漏後的維修，維修效果明顯；不僅提高維修的效率，而且大大節約維修成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的立體示意簡圖。

圖2為本發明實施例2的立體示意簡圖。

圖3為本發明實施例3的立體示意簡圖

圖4為本發明實施例4的立體示意簡圖

圖5為實施例1的使用狀態(1)立體圖。

圖6為實施例1的使用狀態(2)立體圖。

圖7為圖5的剖面示意圖。

圖8為本發明實施例5的擴管工裝初始狀態剖面示意圖。

圖9為本發明實施例5的擴管工裝工作狀態剖面示意圖。

具體實施方式 接下來就結合附圖和實施例對本發明作詳細說明

實施例1一種剖分式形狀記憶合金管接頭，如圖1所示，管接頭本體是由兩個半圓部分101、102沿徑向對接而成，其中一個半圓部分101的對接端具有徑向的突出部103，突出部的截面呈T形，另一個半圓部分102的對接端設與上述突出部對應溝槽部104，所述突出部和溝槽的間隙配合實現兩個半圓部分的對接，所述突出部的兩側端部作為限位部103a，以實現兩個半圓部分的徑向固定，管接頭本體的內部具有若干沿周向設置的凸脊105，凸脊的截面呈矩形；管接頭本體由Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni形狀記憶合金製成。

實施例2一種剖分式形狀記憶合金管接頭，如圖2所示，管接頭本體是由兩個半圓部分201、202沿徑向對接而成，其中一個半圓部分201的對接端具有徑向的突出部203，突出部的截面呈燕尾形，另一個半圓部分202的對接端設與上述突出部對應溝槽部204，所述突出部和溝槽的間隙配合實現兩個半圓部分的對接，所述突出部的兩側夾角部作為限位部203a，以實現兩個半圓部分的徑向固定，管接頭本體的內部具有若干沿周向設置的凸脊205，凸脊的截面呈矩形；所述管接頭本體由Fe-17Mn-10Cr-5Si-4Ni形狀記憶合金製成。

實施例3一種剖分式形狀記憶合金管接頭，如圖3所示，管接頭本體是由兩個半圓部分301、302沿徑向對接而成，其中一個半圓部分301的對接端具有徑向的突出部303，突出部的截面呈L形，另一個半圓部分202的對接端設與上述突出部對應溝槽部304，所述突出部和溝槽的間隙配合實現兩個半圓部分的對接，所述突出部的一側端部作為限位部303a，以實現兩個半圓部分的徑向固定，管接頭本體的內部具有若干沿周向設置的凸脊305，凸脊的截面呈矩形；所述管接頭本體由Ti44Ni47Nb9形狀記憶合金製成。

實施例4一種剖分式形狀記憶合金管接頭，如圖4所示，管接頭本體是由兩個半圓部分401、402沿徑向對接而成，其中一個半圓部分401的對接端具有徑向的突出部403，突出部的截面呈U形，另一個半圓部分402的對接端設與上述突出部對應溝槽部404，所述突出部和溝槽的間隙配合實現兩個半圓部分的對接，所述突出部的一側彎曲部作為限位部403a，以實現兩個半圓部分的徑向固定，管接頭本體的內部具有若干沿周向設置的凸脊405，凸脊的截面呈山脊形；所述管接頭本體由Ti44Ni47Nb9形狀記憶合金製成。

上述實施例1所示的一種剖分式形狀記憶合金管接頭的使用方法：

(1)將管接頭本體的兩半圓部分101、102沿維修管道5的軸向相對套入，如圖5所示，通過突出部和溝槽對接於維修管道的需維修部位，如圖6所示；

(2)採用火焰加熱的方式對管接頭進行加熱，加熱溫度為200℃。

(3)管接頭本體與維修管道5之間加設環氧樹脂6填料密封，如圖7所示。

實施例5上述實施例1、2、3、4任一實施例所示的剖分式形狀記憶合金管接頭的製備方法：

(1)管坯選取：根據維修管道尺寸，選擇內徑小於維修管道外徑的形狀記憶合金管坯；

(2)擴管：採用機械壓力及擴管工裝使管坯內徑大於維修管道的外徑0.28mm，所述擴管工裝如圖8所示，該擴管工裝包括底座501、導向軸套502以及擴徑壓杆503，所述底座501上具有一個軸向的中心孔，該中心孔為變徑孔，中心孔的上部大直徑孔內安裝與其同軸的導向軸套，導向軸套上仍具有一個軸向的導向孔502-1，所述導向軸套的導向孔為變徑孔，導向孔的上段孔直徑大於下段孔的直徑；所述擴徑壓杆503伸入至導向軸套的導向孔中，所述擴徑壓杆是由同軸的多段杆組成的，位於上部的連接段503-1下部設保持段503-2，連接段和保持段均為圓杆，保持段的直徑大於連接段的直徑，保持段的下部設擴徑段503-3，擴徑段為截錐杆，擴徑段的大直徑端接保持段，並且擴徑段的最大直徑等於保持段的直徑，擴徑段的小直徑端接導向段503-4，導向段的直徑等於擴徑段的最小直徑，所述擴徑壓杆的導向段伸入至導向軸套的導向孔中；

工作時，仍如圖8所示，管坯504安裝在導向軸套的軸向端面的上部，保證管坯與導向軸套同軸設置，其中擴徑壓杆的導向段下端穿過管坯至導向軸套內，其中，擴徑壓杆的導向段的直徑等於管坯內徑以及導向孔下段孔的直徑，擴徑壓杆的保持段直徑等於導向孔上段孔的直徑；

擴管開始，如圖9所示，擴管工裝的底座501安裝在壓力機的工作檯上，壓力機的驅動部安裝擴徑壓杆的連接段503-1，擴徑壓杆沿著導向孔502-1向下推進，當擴徑壓杆錐形擴徑段503-3進入管坯504時，管坯徑向均勻脹開，隨著擴徑壓杆繼續向下推進，擴徑壓杆保持段503-2對管坯進行整體擴徑，減少管接頭彈性收縮，擴徑壓杆受壓力繼續向下推進，擴徑壓杆保持段503-2進入導向孔內，擴徑壓杆導向段503-4伸入底座的中心孔內，管坯鬆弛即可從擴徑壓杆上脫落，完成一次擴管。

(3)凸脊加工：採用車削加工在管坯的內周面加工槽孔，以形成凸脊；

(4)切割：利用工具機採用慢走絲線切割的方式，將管坯沿軸向切割成兩個半圓部分，然後在其中一個半圓部分的對接端切割出突出部，在另一個半圓部分的對接端切割出與突出部對應的溝槽，即得到剖分式形狀記憶合金管接頭成品。