專利名稱：套筒式鎖固接頭的密封墊圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及插有彈膠物制成的密封墊圈的具有窩接口小端(插端)的管子和錄插管的鎖固接頭。其具體內(nèi)容是一個(gè)用于套筒式鎖固接頭的密封墊圈，在套筒式鎖固接頭中一個(gè)管的連接端插入另一個(gè)管的承插端，同時(shí)徑向壓縮密封圈。
實(shí)際上，要產(chǎn)生密封接頭，必須防止一個(gè)管相對(duì)于另一個(gè)管的軸向運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)實(shí)際上能削弱接頭的正常密封，甚至?xí)乖瓉?lái)相連接的管子完全分離。
當(dāng)管道輸送壓力流體時(shí)，這個(gè)問(wèn)題變得特別關(guān)鍵。實(shí)際上，流體的壓力在各個(gè)方向上都產(chǎn)生相當(dāng)可觀的力，這種力具有將組成接頭的元件分開(kāi)的趨勢(shì)。
一些將管道元件靠緊錨固在地下的基礎(chǔ)進(jìn)行安裝的裝置是眾所周知的。這種裝置的主要缺點(diǎn)是它們非常笨重并且不一定總是都能安裝。
另外，人們推薦了一些鎖固裝置，在這些裝置中，使用了一些附加的機(jī)械元件，如凸緣，用于連接需要連接的管件。這些裝置非常難于安裝。因?yàn)樗鼈冃枰褂脦追N通常帶有螺栓的機(jī)械元件，因此，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施這些裝置是非常困難的工作。
另外，通常還需要修正要連接管道的承插端和插端，此外，還需要在插端上實(shí)現(xiàn)一條環(huán)形凹槽，而該環(huán)形凹槽易于削弱接頭的機(jī)械強(qiáng)度。
由于這些原因，密封墊圈最終被推薦出來(lái)，在密封墊圈中，有規(guī)則地插入了鎖固元件，這些鎖固元件被安置在靠承插端開(kāi)口邊的墊圈的前部。法國(guó)專利第2186621號(hào)揭示了這種其鎖固元件具有多個(gè)齒的墊圈，而且這些鎖固元件能通過(guò)與承插端的一個(gè)內(nèi)表面相對(duì)滑動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，實(shí)踐表明，那種墊圈在使用中出現(xiàn)了一些問(wèn)題。
首先，在插端有最大直徑的情況下，金屬嵌入物推開(kāi)了墊圈的密封體，這就不能始終保證密封。
其二，這種類型的鎖固方案所能接受的管徑的偏差范圍很小，特別是它小于管的制造偏差的范圍，這就必須對(duì)所說(shuō)的管進(jìn)行挑選。
最后，當(dāng)插端有脫離承插端的反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，插入物繞樞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被承插端上的突出部所限制。這意味著插入物不再依附于插端的外表面，而是與所說(shuō)插端摩擦，這樣鎖固就不再起作用了。
本發(fā)明的目的在于提供一種由彈膠物制造的，在其中插入一些鎖固元件的密封墊圈，這些鎖固元件一方面能在大的直徑偏差范圍內(nèi)在插端和承插端有效地鎖固管件，另一方面又不妨礙密封。
本發(fā)明的內(nèi)容是關(guān)于一個(gè)軸線為X-X，裝有鎖固元件的密封墊圈，用于在第一個(gè)管的插端與在其入口環(huán)之后有一個(gè)與其同軸的凹槽的第二個(gè)管的承插端之間產(chǎn)生密封連接，密封墊圈的形式是在其外表面有一個(gè)由通過(guò)徑向壓縮而起作用的密封體所延伸出來(lái)的錨固凸臺(tái)，這個(gè)錨固凸臺(tái)將被容納于承插端的凹槽中，鎖固元件由平行于X-X軸的第一臂和與X-X軸成一個(gè)80-100°角的由第一臂向內(nèi)徑向延伸的第二臂組成，第一臂平行于X-X軸，它位于墊圈的錨固凸臺(tái)中墊圈的外表面上。
參照作為實(shí)施例給出而并非限定本發(fā)明的附圖，通過(guò)下面的描述將顯示出其它的特性和優(yōu)點(diǎn)。其中

圖1是一個(gè)在另一管的插端插入之后，其內(nèi)裝有本發(fā)明的密封墊圈的一個(gè)管的承插端的軸向剖面的局部視圖;
圖2是一個(gè)本發(fā)明的密封墊圈在自由狀態(tài)下的軸向剖面視圖;
圖3是一個(gè)與圖2類似的本發(fā)明的另一種密封墊圈的軸向剖面視圖。
圖4是一個(gè)與圖2類似的本發(fā)明的又另一種密封墊圈的軸向剖面圖。
根據(jù)圖1詳細(xì)顯示的實(shí)施例，一個(gè)密封接頭是由一個(gè)管T1的插端1，一個(gè)由硬度為55°到75°SHOREA的彈膠物制成的并裝有由金屬制成的鎖固元件E的環(huán)形密封墊圈2，和一個(gè)管T2的承插端3所組成，管T1和管T2跟軸X-X共軸。承插端3在其入口端，在入口環(huán)4之后有一個(gè)軸向長(zhǎng)度為L(zhǎng)并與承接端3共軸的圓柱面凹槽在槽5之后是一個(gè)由臺(tái)肩6形成的檔，再之后是一個(gè)直徑比槽5承插端內(nèi)壁7。根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，內(nèi)壁7是其軸線為X-圓柱面。前面提到過(guò)的徑向的檔的高度為H。
密封墊圈2，如僅部分地顯示它的圖2所示，在它的外表面有一個(gè)其寬度A與槽5的寬度相適應(yīng)的錨固凸臺(tái)8。根據(jù)圖2所示的實(shí)施例，錨固凸臺(tái)8的外表面是其軸線為X-X的圓柱面。該錨固凸臺(tái)是由一個(gè)具有以X-X為軸線的旋轉(zhuǎn)外表面11的密封體10沿X-X軸延伸出來(lái)的。根據(jù)圖2所示的實(shí)施例，該表面11是圓柱面。
錨固凸臺(tái)8通過(guò)一個(gè)橫向頰面9與表面11相連，橫向頰面9在凸臺(tái)8與密封體10的外圓表面之間形成一個(gè)擋。
錨固凸臺(tái)8的外徑與承插端3上的凹槽9的內(nèi)徑相適應(yīng)，墊圈2的外表面是由錨固凸臺(tái)8，頰面9和表面11所組成，它具有的外輪廓與由凹槽5，臺(tái)肩6和內(nèi)壁7組成的承插端3的型面相吻合。
密封墊圈2在其內(nèi)表面有一個(gè)截錐面12。
該截錐面12通過(guò)曲面13與密封體10的表面11相連。這樣，該密封體10就由表面11、12和13所構(gòu)成。
該密封圈2在其與曲面13相對(duì)的一端，被通過(guò)斜口15與錨固凸臺(tái)8相連的徑向端面14所約束。此表面14和斜口15將與承插管3的環(huán)4的對(duì)應(yīng)內(nèi)表面接觸。
由面12與13形成的凸出處的直徑小于由面12與14形成的凸出處的直徑，而要插入T2承插端內(nèi)的管T1的插端的直徑在這兩個(gè)極限直徑之間。
該密封墊圈2在其錨固凸臺(tái)8的平面上備有均勻分布的徑向凹槽，鎖固元件E就放置在其中。根據(jù)另一種制造形式，墊圈可以鑄塑在鎖固元件E上。每個(gè)鎖固元件E都具有一個(gè)“7”字的形狀，它是由長(zhǎng)度為L(zhǎng)1的水平臂B1和長(zhǎng)度為L(zhǎng)2并由臂B1的位于密封體10的那一端在向內(nèi)的徑向上延伸出來(lái)的垂直臂B2所組成。
垂直臂B2在其下端由一斜面截止。
根據(jù)由圖2所示的實(shí)施例，垂直臂B2與水平臂B1成90°的夾角，但這一夾角可在±10°的范圍內(nèi)變動(dòng)。
水平臂B1的長(zhǎng)度L1小于錨固凸臺(tái)8在軸向上的寬度A。根據(jù)一個(gè)較佳的實(shí)施例，臂B1的長(zhǎng)度比凸臺(tái)8的寬度A小0.5毫米到1毫米。
水平臂B1是由一個(gè)外表面16和一個(gè)平行的內(nèi)表面17所組成，垂直臂B2是由兩個(gè)平行的表面18和19所組成。臂B1的內(nèi)表面17與臂B2的表面18相連，臂B1的外表面16通過(guò)凸出的表面20與表面19相連。
水平臂B1將參與構(gòu)成墊圈2的錨固凸臺(tái)8，它們相應(yīng)的外表面相對(duì)于墊圈2的XX軸有相同的直徑。
凸出部20將靠在承插端3的臺(tái)肩6上。臂B2的下端與墊圈2的軸XX的距離為D。
根據(jù)本發(fā)明的一種較佳的實(shí)施例形式，在密封墊圈2內(nèi)布置著具有多種長(zhǎng)度垂直臂B2因而能限定多種直徑的鎖固元件E。
這樣，對(duì)于一個(gè)外徑為100mm的鑄鐵管，這就選擇使用十五個(gè)鎖固元件，5個(gè)鎖固元件的高為17.5mm，另5個(gè)鎖固元件的高為18.5mm，最后剩下的5個(gè)鎖固元件的高度為19.5mm。
安裝在把裝有鎖固元件E的密封墊圈2插入到在承插端3中的位置上之后，將管T1的插端插入管T2的承插端3中，從而產(chǎn)生了對(duì)密封10的壓縮。
另外，鎖固元件E的垂直臂B2在與管T1的插端接觸中，將通過(guò)它們凸出的表面20與承插端3的臺(tái)肩6的相對(duì)滑動(dòng)而傾斜。
這樣，這些垂直臂B2相對(duì)于垂直方向呈現(xiàn)一定的傾斜角。
當(dāng)由于如象接入壓力管道這樣的原因而使插端有一個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)(小于2mm)時(shí)，依靠在插端外表面上的鎖固元件E的臂B2的斜面端頭就穿入所說(shuō)插端的壁厚內(nèi)。這種穿入僅發(fā)生在垂直臂B2的傾斜角度值小于與所使用的材料及插端外表面的狀態(tài)有關(guān)的某一個(gè)臨界值時(shí)。
位于墊圈2前部，水平臂B1的表面17之下及臂B2的表面18前部的彈膠物材料，由于有鎖固元件E圍繞靠在承插端3的臺(tái)肩6上的凸出處20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，勢(shì)必會(huì)在管T1的插端1和水平臂B2之間受到壓縮，這一事實(shí)促進(jìn)了穿入的發(fā)生。
這樣，該彈膠物材料就扮演了回位彈簧的角色，它有自動(dòng)地將鎖固元件E的臂B2回復(fù)到其原始位置的趨勢(shì)。
另外，鎖固元件E的垂直臂B2有幾種長(zhǎng)度的。一方面，它就能在偏差范圍內(nèi)保證管的鎖固，該偏差范圍只與鎖固元件E的數(shù)量及它們的垂直臂B2的各種長(zhǎng)度有關(guān)。這就使得在任何時(shí)候都有足夠數(shù)量的其傾角小于上面提過(guò)的臨界值的鎖固元件。另一方面，這樣就能使得在插端1的整個(gè)圓周上的有效鎖固成為可能，甚至在象施工現(xiàn)場(chǎng)的情形那樣，該插端1相對(duì)于承插端3不同心或偏斜時(shí)也是如此。
最后，可以看到若鎖固力不夠，插端1將有移出承插端3的趨勢(shì)。則鎖固元件E將圍繞水平臂B1上與凸出物20相反的、靠在環(huán)4內(nèi)表面的一端轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，臂B2的斜面端相對(duì)于軸XX的距離將減小，由于元件E在插端1的圓周上的更大的穿入，進(jìn)一步增加了楔入效率，因而增加了鎖固力。
根據(jù)圖3所示本發(fā)明的一種變種，密封墊圈2在其內(nèi)表面有一個(gè)實(shí)例上為梯形截面的環(huán)形爪21(環(huán)形突起21)，同時(shí)凸臺(tái)8在向內(nèi)的徑向上延伸，即與凸臺(tái)8相對(duì)，且其內(nèi)徑小于插端1的最小外徑，在梯形縱斷面的長(zhǎng)度邊處爪21的寬度P等于凸臺(tái)8的寬度A。
具有基本為梯形橫截面的體10在爪21之后，它的短底邊位于爪21一側(cè)，長(zhǎng)底邊位于承插端3的底側(cè)，它有一個(gè)相對(duì)于密封墊圈2的軸X-X成一個(gè)大約為35°的角度C的第一內(nèi)表面22。這個(gè)第一表面22之后是第二內(nèi)表面23，它與墊圈2的軸線平行并終止于一個(gè)與所說(shuō)的密封墊圈2的軸線成大約20°夾角的截錐內(nèi)表面24之處。由表面22和23相交而形成的凸起處25的直徑X比由爪21的梯形縱截面的短底邊形成的爪21的最小直徑Y(jié)還要小。體10的相對(duì)于凸臺(tái)21的一端的橫截面，即在承插端3底側(cè)的橫向表面，是由相對(duì)于該橫向表面在軸向突出的環(huán)狀凸起26和分別在凸起26兩側(cè)形成一部分該橫向表面的兩個(gè)表面27與28所組成。表面28與表面24形成一個(gè)有鋸齒形斷面的小的三角形凸緣29。另外，密封墊圈2有一個(gè)三角形的凹槽30，它位于爪21與體10之間，是由被爪21的側(cè)面31和10的表面22所形成的二面體所確定的。
在這里，鎖固元件E還是具有一個(gè)“7”字形，其水平臂B1設(shè)置在密封墊圈2的錨固凸臺(tái)8之中，垂直臂B2在向內(nèi)的徑向上延伸了水平臂B1。
這樣，這個(gè)垂直臂B2的斜面端顯現(xiàn)于凹槽30中緊靠爪21之后的墊圈外面。
具有這種型式密封墊圈的接頭按以下方式起作用。
將管T1的插端1插入裝有密封墊圈2的承插端3必然會(huì)引起爪21的壓縮，這就強(qiáng)迫錨固凸臺(tái)8回到承插端3上的凹槽5的底部。因此，這就保證了所說(shuō)密封墊圈2在承插端3內(nèi)的完備的穩(wěn)定性。
然后，插端1與鎖固元件E的斜面端相接觸。如前所述，垂直臂B2因而會(huì)變?yōu)閮A斜的，鎖固元件E通過(guò)其靠在承插端3的臺(tái)肩6上的表面20的滑動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
設(shè)置在每一鎖固元件E之前、在水平臂B1之下的彈膠物材料的回彈能力由于爪21的予先壓縮而被加強(qiáng)。
另外，凹槽30允許每個(gè)垂直臂B2傾斜，而不就此推開(kāi)密封體10。這樣，借助于該凹槽30則對(duì)密封無(wú)任何妨礙。
最后，爪21能保護(hù)錨固區(qū)抵抗管道以外流體的沖擊。其中鎖固元件E的斜面端穿入插端1的外表面。
根據(jù)由圖4所示的本發(fā)明的另一變種，為了增加墊圈2在承插端3中的錨固作用，以下作法也許是有效的，將一個(gè)凸臺(tái)8容納于凹槽5之中，凹槽5的高度H比圖1所示的槽的高度大，且錨固凸臺(tái)8也有相應(yīng)的高度H。
凸起20則變得不足以允許鎖固元件E的旋轉(zhuǎn)，因而就不足以允許臂B2的傾斜。事實(shí)上，此臂B2馬上就會(huì)與由臺(tái)肩6和面7形成的承插端2的突出處相接觸。
解決這一問(wèn)題的方法在于臂B2的前端，就此發(fā)展的凸起20，產(chǎn)生一種具有字母“T”形狀的鎖固元件E。
裝有這種墊圈的接頭的功能與前面所描述的完全一樣。
權(quán)利要求
1.軸線為X-X裝有鎖固元件(E)的密封墊圈，用于在第一個(gè)管(T1)的插端(1)與在其入口環(huán)(4)之后有一個(gè)與其同軸的凹槽(5)的第二個(gè)管(T2)的承插端(3)之間產(chǎn)生密封連接，密封墊圈(2)的形式是在其外表面有一個(gè)由通過(guò)徑向壓縮而起作用的密封體(10)所延伸出來(lái)的錨固凸臺(tái)(8)，這個(gè)錨固凸臺(tái)(8)將被容納于承插端(3)的凹槽(5)中，其特征在于鎖固元件(E)是由平行于X-X軸的第一臂(B1)和與X-X軸成一個(gè)80到100°角的由第一臂(B1)向內(nèi)徑向延伸的第二臂(B2)所組成，第一臂(B1)平行于X-X軸，位于密封墊圈(2)的錨固凸臺(tái)(8)中墊圈的外表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的密封墊圈其特征在于，臂(B1)是由一個(gè)外表面(16)和一個(gè)內(nèi)表面(17)所組成，臂(B2)是由兩個(gè)表面(18、19)所組成，臂(B1)的內(nèi)表面(17)與臂(B2)的表面(18)相連，而臂(B1)的外表面(16)通過(guò)靠在承插端(3)的臺(tái)肩(6)上的凸出部分(20)與臂(B2)的表面(19)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的密封墊圈其特征在于，每個(gè)鎖固元件(E)都具有一個(gè)“7”字形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的密封墊圈其特征在于，每個(gè)鎖固元件(E)都具有一個(gè)“T”字形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的密封墊圈其特征在于，彈膠物材料位于所說(shuō)墊圈(2)的前部且包括在臂(B1)的內(nèi)表面(17)和臂(B2)的表面(18)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的密封墊圈其特征在于，鎖固元件(E)具有幾種長(zhǎng)度的臂(B2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有窩接口小端(插端)的管子和承插管的鎖固接頭。其具體內(nèi)容是關(guān)于裝有鎖固元件E的軸線為X—X的密封墊圈，用于在管T1的窩接口小端1與管T2的承插端3之間產(chǎn)生密封連接，管T2在其入口環(huán)4之后有一個(gè)與上述承插端3同軸的凹槽5，密封墊圈2的外表面有一個(gè)由密封體10延伸出來(lái)的錨固突臺(tái)8，該錨固突臺(tái)8將容納在承插端3的凹槽5內(nèi)。
文檔編號(hào)F16J15/02GK1034254SQ8810563
公開(kāi)日1989年7月26日 申請(qǐng)日期1988年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月1日
發(fā)明者安德烈·埃米爾·勒內(nèi)·拉加比, 克洛德·布查 申請(qǐng)人:蓬塔穆松公司