摘 要：快速型联接的管接头广泛应用于气体和液体等的运输管路中，其采用快速联接的方式，可以实现管路的快速连接，提高工作效率，并具有良好的密封性能。其中通过在零件之间的球状物在径向压力下保持连接的快速型联接的管接头是快速型联接管接头应用最广泛的，它通过钢球或钢珠与卡槽的配合使管接头保持压力连接。这一项技术早期起源于外国，并经过多年的发展，已经比较成熟和完善，国内在最近10年对该技术的专利申请量有显著提高，专利质量也有很大提升。
关键词：管接头；快速联接；钢珠；钢球
1 专利基础状况分析
通过球状物在径向压力下保持连接的快速型联接管接头主要集中在分类号F16L37/32下，通过分析该分类号下专利的基础状况可以初步了解该项技术在全球的发展情况。
1.1 全球范围F16L37/23专利基础状况分析
（1）F16L37/23各国申请量统计与分析。在SIPOABS库中统计F16L37/23分类号下各国的申请量情况如下图1所示，申请量的数据也从一方面体现了各国在通过零件之间的球状物在径向压力下保持连接的快速型联接的管接头方面的研究程度和研究范围，其中日本申请量居首，美国和德国分别位居第二和第三，我国排在第七，也体现了日本、美国和德国在快速连接型管接头的研究比较深入，技术较先进。
（2）F16L37/23世界申请量发展趋势。在SIPOABS库中通过统计，发现世界范围内的申请量有两个明显的波峰值，分别为1986年的169件和2003年的185件，而分别处于申请量较少的是1994年的64件和2014年的32件，F16L37/23分类号下的专利申请量呈逐年下降的趋势，分析其原因，可能是该领域的技术已逐渐发展完善，发展空间变小，申请量也逐渐下降。
图1
1.2 我国F16L37/23专利基础状况分析
（1）F16L37/23我国申请量发展趋势。在CNABS库中进行统计，发现我国在1993年以前在此分类号下是没有申请的，而随着时间的推移，申请量开始上涨，尤其体现在2007年以后，申请量呈稳定增长的趋势，这也与我国的经济增长有关，随着经济的发展，科学技术得以更好发展，借助于球状物的压力型快速连接管接头技术也有了较大的发展。
（2）专利申请人分布。在CNABS中统计专利的申请人，我国专利库中针对借助球状物通过径向压力保持连接的管接头的申请人主要由国内企业及外国申请人构成，而其中又以国内企业居多，而研究所和高校对该类技术的研发较少。
2 本领域的技术发展
2.1 技术起源
借助球状物通过径向压力保持连接的快速型管接头起源于1914年，英国公布了Sutton William Sayre的专利GB191403690A，其中记载了一种改进型管接头，应用于砌体清洗装置中，其具有一个滚珠29和连接件C上的沟槽，两者相配合，形成径向上的压力连接形式。
2.2 技术原理
管接头是管道与管道之间的连接工具，是元件和管道之间可以拆装的连接点。在管件中充当着不可或缺的重要角色[1]。管接头有着繁多的种类，常用的管接头一般可以分为硬管接头和软管接头两种。如果依照管接头和管道的连接方式来分，硬管接头有扩口式、卡套式和焊接式三种，软管接头则主要是扣压式胶管接头。其中快速接头是一种不需要使用工具就能够实现管路迅速连通或断开的接头。如图2所示，一种两端开闭式快速管接头，接头体2、10的内腔各有一个单向阀阀芯4，当两个接头体分离时，单向阀阀芯由弹簧3推动，使阀芯紧压在接头体的锥形孔上，关闭两端通路，使介质不能流出。当两个接头体连接时，两个单向阀阀芯前端的顶杆相碰，迫使阀芯后退并压缩弹簧，使通路打开。两个接头体之间的连接，是利用接头体2上的6个(或8个)钢球落在接头体10上的V形槽内而实现的。工作时，钢珠由外套6压住而无法退出，外套由弹簧7顶住，保持在右端位置。F16L37/23分类号的专利中的原理为通过在零件中设置球形物如滚珠、钢珠、钢球等使零件在径向上具有压力，从而保持连接。
图2
2.3 常规分类
F16L37/23分类号下的管接头按结构可分为[1]：两端开闭型、两端开放型和单路开闭型。
（1）两端开闭型：不连接时，当母体的套圈移到另一端时，不锈钢珠自动向外滚动，子体因母体与子体共同阀门弹簧力的作用力运作下而断开，子体与母体的阀门各自闭合，瞬间阻断流体流动；链接时，当子体插入母体时，套圈在弹簧的作用下回到原来的位置，钢珠滚动锁紧子体紧密连接，同时母体与子体的阀门互相推动而打开，流体流通，O型圈能完全阻断流体的渗漏。其原理就如同图2中结构形式的快速管接头。
（2）两端开放型：不连接时，当母体的套圈被推到另一端时，钢珠自动向外滚动，因此，子体被移出；由于子体与母体都没有阀门，流体向外流出；链接时，当子体插入母体时，套圈被其弹簧的作用力推到先前的位置致钢珠锁紧，流体流动，其中的O型圈以防止液漏。
（3）单路开闭型：不连接时，当母体的套圈移到另一端时，不锈钢珠自动向外滚动，子体被阀门弹簧的反作用力弹开，阀门就能自动关闭以阻断流体流动；链接时，当子体插入有套圈的母体一侧时，阀门被打开导致流体流动，垫圈被弹簧的力量推回原来的位置，不锈钢珠会锁住以确保子/母体连接，里面的垫圈能完全阻断流体的渗漏。
3 结语
随着我国科学技术的发展，在管接头领域的技术也得到了长足的发展，快速管接头领域不断有技术创新，对该领域的知识产权保护也在逐渐提高。我国在该技术领域仍然有较大的发展空间，仍然有很多未知的新技术在等待我们去努力创造。
