一种管体越级穿墙装置
阅读说明：本技术 一种管体越级穿墙装置 (Pipe body cross-level wall penetrating device ) 是由 李子坤 王佳佳 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管体越级穿墙装置,属于管体连接领域,一种管体越级穿墙装置,包括对称设置在墙体两侧的连接件,两个连接件内穿插有管体,连接件包括沃特侯瑟光圈机构,沃特侯瑟光圈机构的一侧固定有锥形筒,锥形筒远离沃特侯瑟光圈机构的一端内侧滑动连接有密封对接环,锥形筒的内壁与密封对接环的一侧间胶接有波纹隔膜,波纹隔膜将锥形筒内侧密封分隔为膨胀仓和压缩仓,密封对接环内设有环形空腔,环形空腔内可拆卸式连接有环形反应包,本发明可满足不同直径的管体越级穿墙连接,可满足不同厚度墙体的安装需求,密封性强,具有自锁紧功能,可拆卸重复使用,使用便捷,具有市场前景,适合推广。(The invention discloses a pipe body grade-crossing wall-penetrating device, belonging to the field of pipe body connection, comprising connecting pieces symmetrically arranged at two sides of a wall body, wherein pipe bodies are inserted in the two connecting pieces, the connecting pieces comprise a Vorte Househ diaphragm mechanism, a conical barrel is fixed at one side of the Vorte Househ diaphragm mechanism, the inner side of one end of the conical barrel, which is far away from the Vorte Househ diaphragm mechanism, is slidably connected with a sealing butt-joint ring, a corrugated diaphragm is glued between the inner wall of the conical barrel and one side of the sealing butt-joint ring, the corrugated diaphragm hermetically divides the inner side of the conical barrel into an expansion bin and a compression bin, an annular cavity is arranged in the sealing butt-joint ring, and an annular reaction bag is detachably connected in the annular cavity. The use is convenient, the market prospect is achieved, and the method is suitable for popularization.)
技术领域
本发明涉及管体连接领域，更具体地说，涉及一种管体越级穿墙装置。
背景技术
管体跨级穿墙装置旨在满足洁净等级不同的房间之间物料单向的传输，如制药及生物科学领域等。现有管体跨级穿墙装置的解决方案是在墙体内开洞，将穿墙套管穿过，两端焊上TC（triclamp卡箍快装接头）卡盘。不用时两端用TC盲板密封；使用期间将TC盲板打开，管路穿过套管后存在较大的缝隙。该方案缺陷为穿墙套管与墙体套管存在巨大缝隙，对维持两侧不同等级洁净区环境非常不利，易造成对洁净房间的污染，在一些高风险应用环境（如制剂区与纯化区之间、有毒区与无毒区之间）容易受到污染挑战。
被广泛使用的商业化产品Advantapass洁净室穿墙系统。该产品由进口品牌Advantapass提供穿墙施工，使用时由特制的液体输送硅胶管路负责穿墙部分的液体传输，依靠与其管路融合的硅胶盲板，实现穿墙套管的密封，这部分特制的液体输送硅胶管路为一次性使用，造价高，且安装麻烦。该方案缺陷为穿墙施工造价和每次穿墙操作所使用的耗材成本都非常高昂，会给使用者带来较大的经济负担，以及供货的不确定性，且现有的管体越级穿墙连接装置不能满足不同厚度墙体和不同直径管体的安装需求，为此我们提出一种管体越级穿墙装置来解决以上问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种管体越级穿墙装置，可以实现通过带有硫酸铝和碳酸氢钠溶液的环形反应包与带有穿刺刀的铷磁铁的结构设计，当两个连接件对接在墙体的开孔两侧时，铷磁铁相互吸附，进而克服张紧弹簧片的弹力相互靠近，在靠近的过程中，穿刺刀划破环形反应包，使环形反应包内的硫酸铝和碳酸氢钠溶液反应产生大量的二氧化碳气体，二氧化碳气体沿气体排放口进入膨胀仓，使膨胀仓膨胀，压缩仓压缩，进而使波纹隔膜包覆在穿插的管体表面，达到初步密封，膨胀仓膨胀的同时带动气囊膨胀，其中柱形气囊膨胀顶升执行滑块，使执行滑块的斜坡面作用在锁紧力臂的导轮上，进而使锁紧力臂翻转，使防滑齿扣合在墙体开孔的内壁，由于锥形筒的结构设计，锁紧力臂翻转的过程中会带动连接件靠近墙体，另一方面环形气囊的膨胀，进一步提升连接件与墙体的贴合密封性，结合沃特侯瑟光圈机构的设计，本发明可满足不同直径的管体越级穿墙连接，同时配合带有密封对接环的滑动伸缩结构设计，可满足不同厚度墙体的安装需求，相比与传统管体越级穿墙结构，无需复杂的卡箍和封板，密封性强，具有自锁紧功能，可拆卸重复使用，使用便捷，具有市场前景，适合推广。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种管体越级穿墙装置，包括对称设置在墙体两侧的连接件，两个所述连接件内穿插有管体，所述连接件包括沃特侯瑟光圈机构，所述沃特侯瑟光圈机构的一侧固定有锥形筒，所述锥形筒远离沃特侯瑟光圈机构的一端内侧滑动连接有密封对接环，所述锥形筒的内壁与密封对接环的一侧间胶接有波纹隔膜，所述波纹隔膜将锥形筒内侧密封分隔为膨胀仓和压缩仓，所述密封对接环内设有环形空腔，所述环形空腔内可拆卸式连接有环形反应包，所述环形反应包的环形内侧沿其轴线方向滑动连接有铷磁铁，所述铷磁铁的外侧设有若干穿刺刀，所述铷磁铁与环形空腔的内壁间夹接有张紧弹簧，所述环形空腔的一侧设有气体排放口，所述气体排放口与膨胀仓连通设置，所述气体排放口内固定有隔水透气膜，所述锥形筒与沃特侯瑟光圈机构的连接节点处固定有气囊，所述气囊通过管道与膨胀仓连通设置，所述气囊包括相连通的环形气囊和柱形气囊，多个所述柱形气囊等角度均分排布，所述锥形筒内设有与柱形气囊相匹配的柱形槽，所述柱形槽内滑动连接有执行滑块，所述锥形筒的外壁通过转轴转动连接有锁紧力臂，所述锁紧力臂的一端设有防滑齿，所述锁紧力臂的另一端转动连接有导轮，所述执行滑块的一侧设有与导轮相匹配的锁紧力臂的斜坡面。本发明通过带有硫酸铝和碳酸氢钠溶液的环形反应包与带有穿刺刀的铷磁铁的结构设计，当两个连接件对接在墙体的开孔两侧时，铷磁铁相互吸附，进而克服张紧弹簧片的弹力相互靠近，在靠近的过程中，穿刺刀划破环形反应包，使环形反应包内的硫酸铝和碳酸氢钠溶液反应产生大量的二氧化碳气体，二氧化碳气体沿气体排放口进入膨胀仓，使膨胀仓膨胀，压缩仓压缩，进而使波纹隔膜包覆在穿插的管体表面，达到初步密封，膨胀仓膨胀的同时带动气囊膨胀，其中柱形气囊膨胀顶升执行滑块，使执行滑块的斜坡面作用在锁紧力臂的导轮上，进而使锁紧力臂翻转，使防滑齿扣合在墙体开孔的内壁，由于锥形筒的结构设计，锁紧力臂翻转的过程中会带动连接件靠近墙体，另一方面环形气囊的膨胀，进一步提升连接件与墙体的贴合密封性，结合沃特侯瑟光圈机构的设计，本发明可满足不同直径的管体越级穿墙连接，同时配合带有密封对接环的滑动伸缩结构设计，可满足不同厚度墙体的安装需求，相比与传统管体越级穿墙结构，无需复杂的卡箍和封板，密封性强，具有自锁紧功能，可拆卸重复使用，使用便捷，具有市场前景，适合推广。
进一步的，所述环形反应包内设有双层密封仓，所述双层密封仓内分别填充设有硫酸铝和碳酸氢钠溶液。
进一步的，两个相对的所述连接件上的铷磁铁磁性相反，所述张紧弹簧具有驱使两个铷磁铁相远离的弹力，两个所述铷磁铁间的吸附力大于张紧弹簧的弹力。
进一步的，所述张紧弹簧在自由状态下，所述铷磁铁贴合在环形空腔的内壁，所述环形反应包的环形内侧设有防止穿刺刀误碰的斜面。
进一步的，两个所述密封对接环相对的一侧均固定有对接密封圈，两个所述对接密封圈相互套接设置。通过相互套接的对接密封圈与铷磁铁的结构设计，当连接件安装在墙体开孔的两侧，利用铷磁铁的磁力可吸附两个密封对接环相靠近并对接，进而能满足不同厚度的墙体安装需求，同时利用铷磁铁的磁力使对接密封圈靠近并压合形变，有效达到了对接密闭性，同时配合压缩仓压缩，波纹隔膜包覆在穿插的管体表面，达到连接件与管体间的双层密封，有效提升了使用安全性。
进一步的，所述锥形筒的内壁固定有滑动密封圈。通过滑动密封圈的结构设计，使密封对接环与锥形筒间达到滑动密封，有效保证了使用的安全性。
进一步的，所述沃特侯瑟光圈机构包括多个叶片，所述叶片与管体接触的一侧设有柔性密封硅胶层，所述沃特侯瑟光圈机构为带弹簧张紧的光圈机构。通过带有柔性密封硅胶层的叶片的结构设计，在不插接管体时，叶片在弹簧张紧的作用下旋转避免，相比传统的封板封堵，有效提升了使用的便捷性，同时在穿插管体时，利用弹簧张紧的作用，使柔性密封硅胶层压合在管体表面，进一步提升连接件与管体间的密封性。
进一步的，所述环形气囊与墙体表面相对设置，所述环形气囊与墙体相对的一侧设有多道密封凸起，所述环形气囊及柱形气囊均为带有波纹结构的弹性气囊结构，所述执行滑块与柱形气囊固定连接。
进一步的，所述锁紧力臂带有防滑齿一端的力臂长度小于带有导轮一端的力臂长度。通过带有密封凸起的环形气囊，结合锁紧力臂的翻转，由于锥形筒的结构设计，锁紧力臂翻转的过程中会带动连接件靠近墙体，另一方面环形气囊的膨胀，进一步提升连接件与墙体的贴合密封性。
进一步的，所述锥形筒的外壁设有与锁紧力臂相匹配的收纳槽，所述锁紧力臂与收纳槽间固定有张紧弹簧片，所述张紧弹簧片具有驱使锁紧力臂复位至收纳槽内的弹力。通过力臂的比例设置，利用杠杆原理，使执行滑块施加较小力即可使防滑齿翻转扣合在墙体开孔内壁，通过收纳槽和张紧弹簧片的结构设计，使气囊泄气后，锁紧力臂在张紧弹簧片的作用下复位至收纳槽内，便于后期拆卸维护。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过带有硫酸铝和碳酸氢钠溶液的环形反应包与带有穿刺刀的铷磁铁的结构设计，当两个连接件对接在墙体的开孔两侧时，铷磁铁相互吸附，进而克服张紧弹簧片的弹力相互靠近，在靠近的过程中，穿刺刀划破环形反应包，使环形反应包内的硫酸铝和碳酸氢钠溶液反应产生大量的二氧化碳气体，二氧化碳气体沿气体排放口进入膨胀仓，使膨胀仓膨胀，压缩仓压缩，进而使波纹隔膜包覆在穿插的管体表面，达到初步密封，膨胀仓膨胀的同时带动气囊膨胀，其中柱形气囊膨胀顶升执行滑块，使执行滑块的斜坡面作用在锁紧力臂的导轮上，进而使锁紧力臂翻转，使防滑齿扣合在墙体开孔的内壁，由于锥形筒的结构设计，锁紧力臂翻转的过程中会带动连接件靠近墙体，另一方面环形气囊的膨胀，进一步提升连接件与墙体的贴合密封性，结合沃特侯瑟光圈机构的设计，本发明可满足不同直径的管体越级穿墙连接，同时配合带有密封对接环的滑动伸缩结构设计，可满足不同厚度墙体的安装需求，相比与传统管体越级穿墙结构，无需复杂的卡箍和封板，密封性强，具有自锁紧功能，可拆卸重复使用，使用便捷，具有市场前景，适合推广。
（2）通过相互套接的对接密封圈与铷磁铁的结构设计，当连接件安装在墙体开孔的两侧，利用铷磁铁的磁力可吸附两个密封对接环相靠近并对接，进而能满足不同厚度的墙体安装需求，同时利用铷磁铁的磁力使对接密封圈靠近并压合形变，有效达到了对接密闭性，同时配合压缩仓压缩，波纹隔膜包覆在穿插的管体表面，达到连接件与管体间的双层密封，有效提升了使用安全性。
（3）通过滑动密封圈的结构设计，使密封对接环与锥形筒间达到滑动密封，有效保证了使用的安全性。
（4）通过带有柔性密封硅胶层的叶片的结构设计，在不插接管体时，叶片在弹簧张紧的作用下旋转避免，相比传统的封板封堵，有效提升了使用的便捷性，同时在穿插管体时，利用弹簧张紧的作用，使柔性密封硅胶层压合在管体表面，进一步提升连接件与管体间的密封性。
（5）通过带有密封凸起的环形气囊，结合锁紧力臂的翻转，由于锥形筒的结构设计，锁紧力臂翻转的过程中会带动连接件靠近墙体，另一方面环形气囊的膨胀，进一步提升连接件与墙体的贴合密封性。
（6）通过力臂的比例设置，利用杠杆原理，使执行滑块施加较小力即可使防滑齿翻转扣合在墙体开孔内壁，通过收纳槽和张紧弹簧片的结构设计，使气囊泄气后，锁紧力臂在张紧弹簧片的作用下复位至收纳槽内，便于后期拆卸维护。
附图说明
图1为本发明安装在墙体上时的结构示意图；
图2为本发明安装在墙体上时的剖面结构示意图；
图3为图2中A部的放大结构示意图；
图4为本发明中提出的连接件的正面结构示意图；
图5为本发明中提出的连接件的背面结构示意图；
图6为本发明中提出的连接件的剖面结构示意图；
图7为本发明中提出的连接件的爆炸结构示意图；
图8为本发明中提出的气囊的结构示意图；
图9为本发明中提出的锁紧力臂及执行滑块的结构示意图；
图10为本发明中提出的连接件与墙体锁紧时的局部结构示意图。
图中标号说明：
连接件1、沃特侯瑟光圈机构11、叶片111、锥形筒12、波纹隔膜13、密封对接环2、对接密封圈21、环形反应包22、张紧弹簧23、铷磁铁24、穿刺刀241、气体排放口25、隔水透气膜251、滑动密封圈26、锁紧力臂3、张紧弹簧片31、防滑齿32、导轮33、气囊4、环形气囊41、柱形气囊42、执行滑块43、斜坡面431。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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有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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-10，一种管体越级穿墙装置，包括对称设置在墙体两侧的连接件1，两个连接件1内穿插有管体，连接件1包括沃特侯瑟光圈机构11，沃特侯瑟光圈机构11的一侧固定有锥形筒12，锥形筒12远离沃特侯瑟光圈机构11的一端内侧滑动连接有密封对接环2，锥形筒12的内壁与密封对接环2的一侧间胶接有波纹隔膜13，波纹隔膜13将锥形筒12内侧密封分隔为膨胀仓和压缩仓，密封对接环2内设有环形空腔，环形空腔内可拆卸式连接有环形反应包22。
环形反应包22的环形内侧沿其轴线方向滑动连接有铷磁铁24，铷磁铁24的外侧设有若干穿刺刀241，铷磁铁24与环形空腔的内壁间夹接有张紧弹簧23，环形空腔的一侧设有气体排放口25，气体排放口25与膨胀仓连通设置，气体排放口25内固定有隔水透气膜251，锥形筒12与沃特侯瑟光圈机构11的连接节点处固定有气囊4，气囊4通过管道与膨胀仓连通设置，气囊4包括相连通的环形气囊41和柱形气囊42，多个柱形气囊42等角度均分排布，锥形筒12内设有与柱形气囊42相匹配的柱形槽，柱形槽内滑动连接有执行滑块43，锥形筒12的外壁通过转轴转动连接有锁紧力臂3，锁紧力臂3的一端设有防滑齿32，锁紧力臂3的另一端转动连接有导轮33，执行滑块43的一侧设有与导轮33相匹配的锁紧力臂3的斜坡面431，环形反应包22内设有双层密封仓，双层密封仓内分别填充设有硫酸铝和碳酸氢钠溶液。
本发明通过带有硫酸铝和碳酸氢钠溶液的环形反应包22与带有穿刺刀241的铷磁铁24的结构设计，当两个连接件1对接在墙体的开孔两侧时，铷磁铁24相互吸附，进而克服张紧弹簧片31的弹力相互靠近，在靠近的过程中，穿刺刀241划破环形反应包22，使环形反应包22内的硫酸铝和碳酸氢钠溶液反应产生大量的二氧化碳气体，二氧化碳气体沿气体排放口25进入膨胀仓，使膨胀仓膨胀，压缩仓压缩，进而使波纹隔膜13包覆在穿插的管体表面，达到初步密封，膨胀仓膨胀的同时带动气囊4膨胀，其中柱形气囊42膨胀顶升执行滑块43，使执行滑块43的斜坡面431作用在锁紧力臂3的导轮33上，进而使锁紧力臂3翻转，使防滑齿32扣合在墙体开孔的内壁，由于锥形筒12的结构设计，锁紧力臂3翻转的过程中会带动连接件1靠近墙体，另一方面环形气囊41的膨胀，进一步提升连接件1与墙体的贴合密封性，结合沃特侯瑟光圈机构11的设计，本发明可满足不同直径的管体越级穿墙连接，同时配合带有密封对接环2的滑动伸缩结构设计，可满足不同厚度墙体的安装需求，相比与传统管体越级穿墙结构，无需复杂的卡箍和封板，密封性强，具有自锁紧功能，可拆卸重复使用，使用便捷，具有市场前景，适合推广。
请参阅图6-7，两个相对的连接件1上的铷磁铁24磁性相反，张紧弹簧23具有驱使两个铷磁铁24相远离的弹力，两个铷磁铁24间的吸附力大于张紧弹簧23的弹力，张紧弹簧23在自由状态下，铷磁铁24贴合在环形空腔的内壁，环形反应包22的环形内侧设有防止穿刺刀241误碰的斜面，两个密封对接环2相对的一侧均固定有对接密封圈21，两个对接密封圈21相互套接设置。通过相互套接的对接密封圈21与铷磁铁24的结构设计，当连接件1安装在墙体开孔的两侧，利用铷磁铁24的磁力可吸附两个密封对接环2相靠近并对接，进而能满足不同厚度的墙体安装需求，同时利用铷磁铁24的磁力使对接密封圈21靠近并压合形变，有效达到了对接密闭性，同时配合压缩仓压缩，波纹隔膜13包覆在穿插的管体表面，达到连接件1与管体间的双层密封，有效提升了使用安全性。
请参阅图6，锥形筒12的内壁固定有滑动密封圈26。通过滑动密封圈26的结构设计，使密封对接环2与锥形筒12间达到滑动密封，有效保证了使用的安全性。
请参阅图4和7，沃特侯瑟光圈机构11包括多个叶片111，叶片111与管体接触的一侧设有柔性密封硅胶层，沃特侯瑟光圈机构11为带弹簧张紧的光圈机构。通过带有柔性密封硅胶层的叶片111的结构设计，在不插接管体时，叶片111在弹簧张紧的作用下旋转避免，相比传统的封板封堵，有效提升了使用的便捷性，同时在穿插管体时，利用弹簧张紧的作用，使柔性密封硅胶层压合在管体表面，进一步提升连接件1与管体间的密封性。
请参阅图8，环形气囊41与墙体表面相对设置，环形气囊41与墙体相对的一侧设有多道密封凸起，环形气囊41及柱形气囊42均为带有波纹结构的弹性气囊结构，执行滑块43与柱形气囊42固定连接。通过带有密封凸起的环形气囊41，结合锁紧力臂3的翻转，由于锥形筒12的结构设计，锁紧力臂3翻转的过程中会带动连接件1靠近墙体，另一方面环形气囊41的膨胀，进一步提升连接件1与墙体的贴合密封性。
请参阅图9，防滑齿32距锁紧力臂3旋转点的间距小于导轮33距锁紧力臂3旋转点间距，锥形筒12的外壁设有与锁紧力臂3相匹配的收纳槽，锁紧力臂3与收纳槽间固定有张紧弹簧片31，张紧弹簧片31具有驱使锁紧力臂3复位至收纳槽内的弹力。通过力臂的比例设置，利用杠杆原理，使执行滑块43施加较小力即可使防滑齿32翻转扣合在墙体开孔内壁，通过收纳槽和张紧弹簧片31的结构设计，使气囊4泄气后，锁紧力臂3在张紧弹簧片31的作用下复位至收纳槽内，便于后期拆卸维护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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