專利名稱：分段鎖緊環(huán)以及相應(yīng)的組件和安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種下述類型的適用于鎖定兩個管狀元件之間的接合的鎖緊環(huán)，此種類型的鎖緊環(huán)繞中心軸線延伸并且包括至少兩個剛性節(jié)段，每個剛性節(jié)段具有一個主部和兩個圓周端部，每個節(jié)段具有從薄軸側(cè)向厚軸側(cè)張開的形狀。
所述鎖緊環(huán)特別適用于鑄鐵管的鎖定組件，該鑄鐵管具有超過500毫米的公稱直徑。
文獻(xiàn)US-4,685,708公開了一種此種類型的鎖緊環(huán)。該環(huán)通過緊固件固定在一承口端(bell end)上，該緊固件插在兩個相鄰節(jié)段的端之間。該環(huán)的操作是復(fù)雜的，因此其裝配是昂貴的。
從文獻(xiàn)EP-A-690-257已知另一種類型的鎖緊環(huán)。該文獻(xiàn)描述了一分離的鎖緊環(huán)，該鎖緊環(huán)在其朝向承口端的入口的部分，安裝有一個圍繞整個環(huán)的階梯形凹槽。
為了便于裝配，該文獻(xiàn)提出了一種定位環(huán)，該定位環(huán)在裝配插端(spigot end)之前和裝配插端的過程中延伸到所述階梯形凹槽中。
根據(jù)該文獻(xiàn)的鎖緊環(huán)僅僅具有單個節(jié)段并且不適用于連接大直徑的管。
本發(fā)明的目的是克服上述的缺點，并且提出一種鎖緊環(huán)，該鎖緊環(huán)使得操作簡單，便于將插端插入到承口端中，并且最后確保有效鎖定插端和承口端之間的接合，特別是當(dāng)管具有大直徑時。
為此，本發(fā)明提出一種上述類型的鎖緊環(huán)，其特征在于，節(jié)段中的至少一個節(jié)段包括至少一個用于接受一定位構(gòu)件的凹槽，其中該接受凹槽在薄側(cè)軸向敞口，其中該接受凹槽僅僅延伸貫穿主部，其中該接受凹槽在兩側(cè)被周向限制。
在本發(fā)明的具體實施方案中，所述鎖緊環(huán)具有下述特征中的一個或多個-接受凹槽朝中心軸線的內(nèi)側(cè)徑向敞口；-接受凹槽以這樣一種方式延伸貫穿節(jié)段的整個軸向長度，使得它在兩側(cè)軸向敞口；-接受凹槽相對于節(jié)段的兩個端部周向居中，特別是當(dāng)該節(jié)段具有僅僅單個接受凹槽時；
-所述環(huán)包括彈性連接元件，每個彈性連接元件連接兩個相鄰節(jié)段的兩個端部；-通過連接元件連接到另一個節(jié)段的每個節(jié)段都包括用于該連接元件的凹部，該凹部周向敞口并朝內(nèi)部徑向敞口；-所述環(huán)在薄側(cè)包括徑向內(nèi)切面(chamfer)，該切面朝外部軸向擴(kuò)大。
本發(fā)明還提出一種下述類型的管組件，該類型的管組件包括-具有用于安放鎖緊環(huán)的槽的承口端，以及-適用于將插槽固定在承口端中的鎖緊環(huán)，其特征在于，該鎖緊環(huán)是如上限定的環(huán)，其中所述組件包括至少一個用于保持承口端上的節(jié)段防止徑向向內(nèi)移動的構(gòu)件，所述定位構(gòu)件固定到承口端上并延伸到接受凹槽中。
在具體的實施方案中，該管組件具有下述特征中的一個或多個-定位構(gòu)件包括延伸到接受凹槽中貫穿該凹槽的整個軸向長度的支臂(branch)；以及-該組件還包括插入到承口端中的插端，該插端通過鎖緊環(huán)固定在承口端中。
最后，本發(fā)明提出一種裝配如上所述的組件的方法，其特征在于以下連續(xù)步驟a)將鎖緊環(huán)插入到承口端的槽中，并且通過一個或多個定位構(gòu)件使該鎖緊環(huán)預(yù)擴(kuò)展；b)將插端裝到承口端中，并且在插端通過期間徑向擴(kuò)展該鎖緊環(huán)；c)取出所述一個或多個定位構(gòu)件，使鎖緊環(huán)再次圍繞該插端收緊；d)當(dāng)插端具有鎖圈時，持續(xù)該插端的裝入直到該鎖圈通過該鎖緊環(huán)；以及e)抽拔插端直到它到達(dá)鎖定位置，其中該鎖緊環(huán)壓靠在承口端的鎖定表面上。
借助于參照附圖、僅以舉例方式提供的以下描述，將會更清楚地理解本發(fā)明，其中

圖1至圖5是根據(jù)本發(fā)明的管組件在不同的裝配步驟中的局部中央剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的定位構(gòu)件的立體圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的鎖緊環(huán)的兩個節(jié)段的立體圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個變體的鎖緊環(huán)的節(jié)段的立體圖。
圖1至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的管組件，該管組件總體由標(biāo)號2表示。
管組件2沿中心軸線X-X延伸。在下文中，參考該軸線X-X使用術(shù)語“徑向地”(“徑向”)、“周向地”(“周向”)和“軸向地”(“軸向”)。
如圖2所示，組件2包括固定到第一管6的插端4或陽端、固定到第二管10的承口端8或陰端、彈性材料制成的密封襯12、鎖緊環(huán)14以及多個定位構(gòu)件16。
插端4具有圓柱狀壁20，該圓柱狀壁20在其端處設(shè)有外切面22，并且設(shè)有鎖圈24，該鎖圈24優(yōu)選地制成外部圓周焊道的形式。
承口端8包括入口套圈26，該入口套圈26限定供插入插端4的開口30，在從入口套圈26朝承窩(socket)底部的方向上，從后面到前面，依次為用于安放鎖緊環(huán)14的槽32、軸向限制該槽32的內(nèi)部突起34、用于接受密封襯12的室36、軸向限制該室36的肋38以及用于接受插端4的端部的腔40。
所述安放槽32包括鎖定表面42以及環(huán)形底面46，其中該鎖定表面42大致呈朝向承窩入口變窄的截頭圓錐形式，該環(huán)形底面46是大致徑向的并且通過圓形部分44連接到鎖定表面42。
內(nèi)部突起34設(shè)有接受凹槽48，該接受凹槽48向內(nèi)徑向地敞口且朝承窩入口軸向地敞口，并且當(dāng)插端4被放置到承口端8中時，該接受凹槽48適用于接受鎖圈24。
接受室36、肋38、接受腔40以及密封襯12是已知的元件，下面將不詳細(xì)地進(jìn)行描述。
鎖緊環(huán)14包括多個由例如金屬制成的剛性節(jié)段50，圖7中示出了其中兩個剛性節(jié)段。這些節(jié)段通過撓性連接元件52相互連接，以便形成可彈性變形的連續(xù)環(huán)。
環(huán)14包括徑向薄軸側(cè)54和徑向厚軸側(cè)56，薄側(cè)54在裝配狀態(tài)下朝向承窩入口(見圖2)。
每個節(jié)段50包括一個主部58以及兩個圓周端部60。
每個節(jié)段50還在其中包括單個用來與定位構(gòu)件16互相配合的接受凹槽62。
每個接受凹槽62以這樣方式在薄側(cè)54并在厚側(cè)56軸向敞口，即使得凹槽62沿節(jié)段50的整個軸向長度延伸。凹槽62還朝內(nèi)部徑向敞口。
每個節(jié)段50還包括徑向外表面68，并在薄側(cè)54包括內(nèi)切面70，該外表面68大致呈朝向薄側(cè)54變窄的一段截頭圓錐的形狀，該內(nèi)切面70朝外部軸向擴(kuò)大。
接受槽72徑向穿過各節(jié)段50的各圓周端部60，并且朝相鄰節(jié)段的相應(yīng)端部60周向地敞口。
連接元件52由彈性材料，例如橡膠，制成，并且包括兩個軸向加寬的頭部76，這兩個軸向加寬的頭部76通過薄定距片78連接。各個加寬的頭部76延伸到兩個相鄰節(jié)段50內(nèi)的具有互補(bǔ)形狀的接受槽72中，使得每個元件52都連接兩個相鄰的節(jié)段50。
優(yōu)選地，接受凹槽62相對于節(jié)段的兩個端部60周向居中。
如圖6所示，定位構(gòu)件16基本呈C-形，并且包括直的內(nèi)支臂80、連接板82以及彎曲的外支臂84。每個定位構(gòu)件16還包括把手86，該把手86固定到連接板82上并設(shè)有孔88。定位構(gòu)件16由剛性材料制成，并且優(yōu)選由金屬材料制成。
如圖2所示，定位構(gòu)件16固定到承窩的入口套圈26上，并且適用于將鎖緊環(huán)14保持在預(yù)擴(kuò)展位置，在該預(yù)擴(kuò)展位置，鎖緊環(huán)14的內(nèi)徑足夠大，以致不會阻礙插端4的插入。
內(nèi)支臂80具有足以讓它沿凹槽62的整個軸向長度延伸的軸向長度。
根據(jù)本發(fā)明的組件以下述方式進(jìn)行裝配。
首先，如圖1所示，將鎖緊環(huán)14放置在槽32中。環(huán)14通過構(gòu)件16被保持住，不能朝內(nèi)徑向移動，該構(gòu)件還通過其彎曲支臂84壓靠在承窩的入口套圈的外表面上，并且通過其連接板82壓靠在該套圈的前面上。在此種結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件16通過預(yù)拉緊彈性連接元件52使鎖緊環(huán)14預(yù)擴(kuò)展，從而確保將環(huán)14最佳地定位在槽32中以供插入插端4。如此，構(gòu)件16使得環(huán)14能夠被保持在槽32中合適的位置，防止環(huán)14，特別是防止環(huán)14皺縮，環(huán)14皺縮將阻止插端4插入。
然后，可將插端4插入到開口30中(見圖2)。
當(dāng)繼續(xù)插入插端4時，插端4的切面22壓靠在節(jié)段50的切面70上，從而徑向打開鎖緊環(huán)14，同時軸向地向前推鎖緊環(huán)14使其抵靠槽32的底面46，如圖3所示。每個構(gòu)件的內(nèi)支臂80長得足以至少部分地延伸到該結(jié)構(gòu)中的凹槽62中。
然后，從承口端8軸向地取出構(gòu)件16，于是節(jié)段50在撓性連接元件52的力作用下彈性地壓靠在插端4的圓柱狀壁20上。
有利地，把手86的孔88可以接受周向繩索(未示出)，該周向繩索連接至少兩個把手86，并且使得具有這些把手86的構(gòu)件16能夠通過單次操作被拉出，而不是分別地抽出這些構(gòu)件16。
然后，繼續(xù)插端4的插入，直到鎖圈24壓靠在切面70上并且徑向地擴(kuò)展節(jié)段50(見圖4)。
當(dāng)鎖圈24位于內(nèi)部突起34的凹槽48中時，節(jié)段50在連接元件52的力作用下再次徑向收緊，于是鎖緊環(huán)被定位在鎖圈24之后。
最后，將插端4再向外移動一小段距離，如此軸向移動鎖緊環(huán)14，直到它到達(dá)圖5中所示的鎖定位置。在該位置，鎖圈24壓靠在鎖緊環(huán)14上，而鎖緊環(huán)14的截頭圓錐形表面68壓靠在槽32的鎖定表面42上，從而阻止插端4從承口端8脫離。
圖8示出了節(jié)段50的變體。
在下文中，將僅公開與前面描述的節(jié)段50的不同之處。相似的元件標(biāo)記相同。
該節(jié)段50在徑向內(nèi)表面90上具有由諸如硬化金屬或陶瓷材料之類的硬質(zhì)材料制成的鎖定嵌件(insert)92。這些嵌件92具有從表面90徑向突出的齒94，該齒94適用于壓靠在插端4的壁20的外表面上。
有利地，具有該種節(jié)段50的鎖緊環(huán)14適用于鎖定沒有鎖圈24的插端4。
另一個優(yōu)點是內(nèi)表面90起到限制齒94穿入到插端4中的作用，并且提供了相比于已知嵌件來說大的支撐表面。
嵌件92可以通過粘合、螺紋連接或其它任何的方法在為此設(shè)置的凹部中固定到節(jié)段50的其余部分。在一個變體中，齒94由與節(jié)段50的其余部分相同的材料制成。
所述環(huán)然后以下述方式裝配。首先通過構(gòu)件16使該環(huán)預(yù)擴(kuò)展，然后使該環(huán)通過彈性元件的伸長靠插端4的通過擴(kuò)展，然后在取出構(gòu)件時讓該環(huán)壓到插端上。
根據(jù)本發(fā)明的鎖緊環(huán)特別適用于鎖定大直徑的管，例如公稱直徑超過500mm的管。例如，一用于具有1200mm的公稱直徑的管的環(huán)具有十個節(jié)段50。
分段環(huán)14的切面70位于該環(huán)的朝向承窩入口的部分上，便于插端4通過以及該環(huán)打開。
有利地，凹槽62使得構(gòu)件16能夠安放在所述環(huán)下面。這些凹槽62還使得具有帶直支臂的定位構(gòu)件成為可能，該帶直支臂的定位構(gòu)件可以在不同組件間重復(fù)使用。
權(quán)利要求
1.一種類型的適用于鎖定兩個管狀元件(4、8)之間的接合的鎖緊環(huán)，此種類型的鎖緊環(huán)圍繞中心軸線(X-X)延伸，并且包括至少兩個剛性節(jié)段(50)，每個剛性節(jié)段都具有一個主部(58)和兩個圓周端部(60)，每個節(jié)段(50)都具有從薄軸側(cè)向厚軸側(cè)(56)張開的形狀，其特征在于，所述節(jié)段(50)中的至少一個包括至少一個用于接受定位構(gòu)件(16)的凹槽(62)，其中該接受凹槽(62)在薄側(cè)軸向敞口，其中該接受凹槽(62)僅僅延伸貫穿主部(58)，其中該接受凹槽(62)在兩側(cè)被周向限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的環(huán)，其特征在于，所述接受凹槽(62)朝向中心軸線(X-X)的內(nèi)側(cè)徑向敞口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的環(huán)，其特征在于，所述接受凹槽(62)以這樣一種方式延伸貫穿節(jié)段(50)的整個軸向長度，使得它在兩側(cè)軸向敞口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的環(huán)，其特征在于，所述接受凹槽(62)相對于節(jié)段(50)的兩個端部(60)周向居中，特別是當(dāng)該節(jié)段具有僅僅單個接受凹槽(62)時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的環(huán)，其特征在于，所述環(huán)包括彈性連接元件(52)，每個彈性連接元件(52)連接兩個相鄰節(jié)段(50)的兩個端部(60)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的環(huán)，其特征在于，通過連接元件(52)連接到另一節(jié)段的每個節(jié)段(50)都包括用于該連接元件(52)的凹部(72)，這些凹部(72)周向地敞口并朝內(nèi)部徑向地敞口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的環(huán)，其特征在于，所述環(huán)在薄側(cè)包括徑向內(nèi)切面(70)，該切面朝外部軸向擴(kuò)大。
8.一種類型的管組件，此種類型的管組件包括-具有用于安放鎖緊環(huán)(14)的槽(32)的承口端(8)，以及-適用于將插端(4)固定在承口端(8)中的鎖緊環(huán)(14)，其特征在于，所述鎖緊環(huán)是根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的環(huán)(14)，其中所述組件包括至少一個用于保持承口端(8)上的節(jié)段(50)防止徑向向內(nèi)移動的構(gòu)件(16)，所述定位構(gòu)件(16)固定到承口端(8)上并延伸到接受凹槽(62)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的組件，其特征在于，所述定位構(gòu)件(16)包括延伸到接受凹槽(62)中貫穿該凹槽的整個軸向長度的支臂(80)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的組件，其特征在于，所述組件還包括插入到承口端(8)中的插端(4)，該插端(4)通過鎖緊環(huán)(14)固定在承口端(8)中。
11.裝配根據(jù)權(quán)利要求10的組件的方法，其特征在于以下連續(xù)步驟a)將鎖緊環(huán)(14)插入到承口端(8)的槽(32)中，并且通過一個或多個定位構(gòu)件(16)使該鎖緊環(huán)(14)預(yù)擴(kuò)展；b)將插端(4)裝到承口端(8)中，并且在插端通過期間徑向擴(kuò)展鎖緊環(huán)(14)；c)取出所述一個或多個定位構(gòu)件(16)，使鎖緊環(huán)(14)再次圍繞該插端收緊；d)當(dāng)插端(4)具有鎖圈(24)時，持續(xù)該插端的裝入直到該鎖圈(24)通過鎖緊環(huán)(14)；以及e)抽拔插端(4)直到它到達(dá)鎖定位置，其中該鎖緊環(huán)(14)壓靠在承口端(8)的鎖定表面(42)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎖緊環(huán)，該鎖緊環(huán)適用于鎖定兩個管狀元件(4、8)之間的接合。該發(fā)明的鎖緊環(huán)圍繞中心軸線(X－X)延伸并且由節(jié)段(50)構(gòu)成，每個節(jié)段(50)都具有一個主部(58)和兩個圓周端部(60)。此外，每個節(jié)段(50)都具有從窄軸側(cè)向?qū)捿S側(cè)擴(kuò)大的形狀。此外，節(jié)段(50)之一包括用于接受支撐構(gòu)件(16)的凹槽(62)，該凹槽(62)在窄側(cè)軸向敞口。前述的凹槽(62)僅僅延伸貫穿主部并且在兩側(cè)被周向限制。本發(fā)明適用于連接大直徑的管。
文檔編號F16L37/092GK101044349SQ200580036191
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者J-F·施馬克, M·福費特, A·珀西博伊斯, P·吉恩羅特 申請人:圣戈班帕姆公司