專利名稱：連接兩個(gè)管件的接頭的閉鎖裝置以及利用這種裝置的管件連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將兩個(gè)管件的光滑端與接頭連接的閉鎖裝置，這種裝置包括一個(gè)卡環(huán)，該卡環(huán)至少有一個(gè)與彈性材料或類似材料制成的套圈相連的卡墊，在備用的時(shí)候，當(dāng)光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔以前，該卡環(huán)處于與所述接頭連在一起的閉鎖腔內(nèi)，套圈的連接部分沿著卡墊的外端面延伸，卡墊的外端面沿軸朝向光滑接頭的閉鎖腔的外端，在光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔時(shí)，卡墊沿徑向朝外分開(kāi)，同時(shí)使套圈變形，以便使套圈處于光滑接頭的周圍，卡環(huán)的徑向外表面緊緊靠向閉鎖腔傾斜的反作用面，卡墊的徑向內(nèi)表面上的至少一個(gè)連接突起件緊靠光滑接頭的徑向外表面，從而對(duì)連接的兩個(gè)管件進(jìn)行閉鎖。
這些裝置用于對(duì)管件進(jìn)行閉鎖。而將若干卡墊進(jìn)行等角均勻分布，套圈沿周邊連接這些卡墊。閉鎖腔設(shè)置在接頭內(nèi)或閉鎖副法蘭內(nèi)，該副法蘭固定在接頭上。
卡墊的縱向內(nèi)表面上有一些直接嚙合住光滑接頭的外表面的齒，以便在將兩個(gè)管道連接起來(lái)以后防止光滑接頭脫出相應(yīng)的接頭。在公知設(shè)備(EP-A-235818)中，套圈的連接部件在各個(gè)卡墊的外端面上延伸，并將套圈與固定箍相連，該固定箍在閉鎖腔的外部，緊靠與接頭連接的后接觸面。
在光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔時(shí)，該固定箍可以沿軸向?qū)ōh(huán)進(jìn)行固定，并將卡環(huán)固定在光滑接頭的徑向外表面和閉鎖腔的反作用面之間。
當(dāng)光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔內(nèi)時(shí)，光滑接頭的端部緊靠卡墊的外端面，此時(shí)光滑接頭的端部處于該端面的徑向內(nèi)側(cè)和套圈的相應(yīng)連接部分的徑向內(nèi)側(cè)之間。
因此光滑接頭的端部在軸向沿著與固定箍作用于卡墊的固定力相反的力徑向推動(dòng)卡墊的外端面的內(nèi)側(cè)，同時(shí)光滑接頭的端部產(chǎn)生可以使卡墊擺動(dòng)的力矩，也就是說(shuō)產(chǎn)生使卡墊和套圈脫開(kāi)的力矩。
這種現(xiàn)象主要發(fā)生在接頭和光滑接頭之間的間隙比較小的情況下，特別是在兩個(gè)連接管道具有厚的涂層時(shí)更易發(fā)生。
這種擺動(dòng)會(huì)導(dǎo)致卡墊處于不理想的位置，帶齒的面不對(duì)著光滑接頭的徑向外表面，所以不能起到連接件的作用。
本發(fā)明旨在克服上述缺陷，所提供的鎖閉裝置可以用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法，在光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔時(shí)，防止卡環(huán)的卡墊的位置偏離，在不用時(shí)，卡環(huán)處于閉鎖腔中。
為此，本發(fā)明的內(nèi)容是關(guān)于上述的一種閉鎖裝置，其特征在于所述的套圈的連接部件沿著徑向通過(guò)光滑接頭端部的接觸凸緣向內(nèi)延伸。
根據(jù)具體實(shí)施方案，該裝置可以包括下面一個(gè)特征或多個(gè)特征-接觸凸緣沿徑向朝內(nèi)部超出所述卡墊的外端面的徑向內(nèi)側(cè)，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內(nèi)側(cè)向內(nèi)超出距離h，該距離大于0．4mm，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內(nèi)側(cè)向內(nèi)超出距離h，該距離大于卡墊的徑向平均厚度的4％，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內(nèi)側(cè)向內(nèi)超出距離h，當(dāng)套圈處于光滑接頭周圍時(shí)，該距離大于套圈平均徑向移動(dòng)的3％，-所述卡墊的外端面沿徑向朝內(nèi)部延伸出一個(gè)圓形或倒角的連接區(qū)域，-所述套圈的接觸凸緣至少部分覆蓋連接區(qū)域，-所述套圈的接觸凸緣至少沿著卡墊的部分徑向內(nèi)表面沿軸向朝內(nèi)部延伸，-該裝置包括一個(gè)固定部件，該固定部件緊靠與接頭相連的后固定面上，以便在光滑接頭進(jìn)入接頭時(shí)限制卡環(huán)沿軸向移動(dòng)，-卡環(huán)包括一個(gè)構(gòu)成密封件的部件，該密封件確保兩個(gè)組裝管件之間的密封性能，和-所述密封件至少部分緊靠接頭的徑向內(nèi)部法蘭。
本發(fā)明的目的還在于管件的連接件，該連接件包括進(jìn)入第二管件的接頭中的第一管件的光滑接頭，第二管件還包括一個(gè)與接頭相連的閉鎖腔，所述的閉鎖腔裝在接頭中或固定在接頭上的副法蘭中，其特征在于該連接件包括一個(gè)閉鎖裝置，閉鎖裝置的卡環(huán)處于所述閉鎖腔中，卡環(huán)的徑向內(nèi)表面緊靠在閉鎖腔的傾斜反作用面上，在對(duì)兩個(gè)管件的連接件進(jìn)行閉鎖時(shí)，卡墊的徑向內(nèi)表面緊靠光滑接頭的徑向外表面。
在一個(gè)實(shí)施方案中，連接件包括一個(gè)徑向壓緊的密封件，將密封件裝在光滑接頭和接頭之間。
下面結(jié)合附圖對(duì)僅作為例子的實(shí)施例描述以后將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明，其中

圖1為第一管件的光滑接頭與裝有本發(fā)明接頭裝置的第二管件的接頭在連接以前的縱向半剖面圖，該圖取自通過(guò)閉鎖裝置的卡墊的徑向平面，圖2為圖1的圓圈II區(qū)域的放大圖，圖3類似于圖2，表示圖1的另一種實(shí)施方案，圖4和5類似于圖2，分別表示本發(fā)明的第二種實(shí)施方案及該方案的改型。
圖6類似于圖1，表示在兩個(gè)管件連接以后本發(fā)明的第三種實(shí)施方案。
圖1中示出了有待連接的第一管件2的光滑接頭1或陽(yáng)接頭以及第二管件4的接頭3或陰接頭。光滑接頭1和接頭3基本同軸設(shè)置。
這些管件主要是壓延鑄鐵制成的連續(xù)管道，每一個(gè)管道的一端有一個(gè)光滑接頭1，而在另一端有一個(gè)接頭3。
光滑接頭1有一個(gè)圓柱形的徑向外表面5，該外表面通過(guò)會(huì)聚面6連接到光滑接頭1前端8的端面7。
接頭3的內(nèi)部相繼有會(huì)聚的錐臺(tái)形進(jìn)口表面9，光滑接頭的圓柱形導(dǎo)向面10，環(huán)形頸口11，環(huán)形凸緣12，最后是密封腔13，在圖1中示出部分密封腔。
徑向壓緊的環(huán)形密封件14的軸與管道4同軸，該密封件有一個(gè)環(huán)形固定臺(tái)肩15，該臺(tái)肩沿軸向處于頸口11中。該臺(tái)肩15通過(guò)密封件16沿軸向延伸到接頭3內(nèi)(圖1的右邊)，密封件處于密封腔13中。
接頭3的外部從后端17的進(jìn)口開(kāi)始有一個(gè)徑向突起的凸緣18，凸緣后面是很快收縮的收縮面19，該收縮面與接頭3的主要外表面20相連。
利用若干螺栓固定件22(圖1中只示出一個(gè))將閉鎖式副法蘭21固定到接頭3的后端17上。
該副法蘭21包括一個(gè)大體為錐臺(tái)形的部件23，該錐臺(tái)形部件與接頭3同軸，并沿徑向由殼24延伸到外部。該殼24的終端為周邊凸緣25，周邊凸緣沿徑向延伸到閉鎖式副法蘭21的前端面26之外。該前端面26緊靠接頭3的后端17的端面27。
殼24上按均勻角度鉆有一些孔28，螺栓固定件22的螺桿29松動(dòng)地進(jìn)入這些孔中。每個(gè)螺桿29都有一個(gè)螺紋端30和一個(gè)帶有偏心臺(tái)肩32的端部31，端部31緊靠接頭3的表面19。
將螺母33擰到各個(gè)螺桿29的端部30上，使螺母緊靠殼24的后表面34。
這樣，螺栓固定件22保證了副法蘭21與接頭3的連接。
副法蘭21的部件23內(nèi)的反作用面35基本為球形，并朝著副法蘭21的后端36收縮。
在副法蘭21的前端26，表面35的徑向開(kāi)口遠(yuǎn)大于接頭3的進(jìn)口表面9的徑向開(kāi)口。該表面35內(nèi)確定了一個(gè)閉鎖腔37。
部件23的后端有一個(gè)徑向的支承外表面38。
副法蘭21有一個(gè)閉鎖裝置39，該閉鎖裝置包括一個(gè)停止時(shí)位于閉鎖腔37中的卡環(huán)40，以及一個(gè)位于閉鎖腔37外部的固定箍41，該固定箍緊靠表面38。
卡環(huán)40包括一些等角分布的金屬卡墊42，這些卡墊之間用彈性體的套圈43連接。
這些卡墊42均是截面大體為梯形的組件，梯形組件的后面(或徑向朝外的一面)為小的一面44(圖2)，而其大的前面(或徑向朝內(nèi)的一面)帶有橫向頸口，梯形組件的徑向內(nèi)表面45帶有連接齒46，而其徑向外表面向副法蘭21的后端36收縮。
卡墊42的后面44均對(duì)著光滑接頭3的前端8，同時(shí)指向閉鎖腔37的軸向外端。
套圈43有一個(gè)沿著周邊連接各卡墊42的徑向外表面的徑向外殼47。該殼47通過(guò)徑向部件48延伸到副法蘭的前端，所述的徑向部件位于各個(gè)卡墊42的前面，該部件48上有朝后部突出的環(huán)形凸緣，凸緣處于各個(gè)卡墊42的前面的頸口中。
所述的殼47通過(guò)徑向連接件49向后延伸(圖2)，而該徑向連接件沿各個(gè)卡墊42的面44延伸。該部件49沿軸向朝后延伸，一直到該部件的截錐形連接段50到達(dá)腔室37的外部，該截錐形連接段朝外擴(kuò)大，并終止于徑向部件51，一個(gè)金屬環(huán)52處于徑向部件中。該徑向部分51形成固定箍41。
當(dāng)光滑接頭1進(jìn)入腔室37內(nèi)時(shí)，卡墊42沿軸向朝前移動(dòng)，并偏向外部，同時(shí)使套圈43變形，從而使套圈位于光滑接頭1周圍。在引入光滑接頭時(shí)，固定箍41保證沿軸向?qū)ōh(huán)40進(jìn)行固定，同時(shí)使殼47保持在反作用面35的附近，并使各個(gè)卡墊42的表面45保持與光滑接頭1的徑向外表面接觸。這樣，在光滑接頭1完全進(jìn)入接頭3中時(shí)，卡環(huán)40沿徑向壓在表面5上。當(dāng)在光滑接頭上有一個(gè)松動(dòng)力時(shí)，通過(guò)對(duì)管件的壓力作用，殼47緊靠反作用面35，卡墊的齒46與表面5嚙合，阻止光滑接頭1脫離接頭3。
如圖2所示，卡墊42的面44終止于徑向內(nèi)側(cè)53，該徑向內(nèi)側(cè)通過(guò)倒角作用區(qū)54與徑向內(nèi)表面45相連。
套圈43的連接部件49沿徑向延伸到內(nèi)部，并超過(guò)卡墊42的面44的徑向內(nèi)緣53，超出部分為接觸凸緣55。該凸緣55沿徑向朝內(nèi)部延伸，伸出后超過(guò)邊緣53的距離為h。
凸緣55的徑向內(nèi)表面56向前收縮，而且它使連接段50的內(nèi)表面延伸。
當(dāng)光滑接頭1進(jìn)入閉鎖腔37中時(shí)，光滑接頭3的前端8緊靠凸緣55。當(dāng)連接段50偏離時(shí)以及光滑接頭1逐漸進(jìn)入閉鎖腔37內(nèi)時(shí)，該凸緣55的表面56在光滑接頭3的表面5和6上連續(xù)滑動(dòng)。
利用這種特征，卡墊的面44不與光滑接頭3的前端8直接接觸，這樣就避免了上面提到的卡墊42的擺動(dòng)。
凸緣55為了確保其限位塊的作用，特別是在連接段50偏離時(shí)為了保證其限位塊作用，當(dāng)卡環(huán)40位于光滑接頭1周圍時(shí)，距離h大于0．4mm和／或比卡墊42的平均徑向高度大4％，和／或比套圈43的平均徑向移動(dòng)大3％。
優(yōu)選地凸緣55最后沿徑向朝內(nèi)部延伸，并超出各個(gè)卡墊42的表面45的后緣57。
可以設(shè)想閉鎖裝置39的卡環(huán)40可以位于副法蘭內(nèi)的閉鎖腔中，這如圖1所示，卡環(huán)也可以處于直接設(shè)置在接頭3內(nèi)的閉鎖腔中，例如處在接頭的進(jìn)口和該接頭的密封室之間。
在圖3所示的實(shí)施變型中，接觸凸緣55沿軸向延伸到前部(因而也就延伸到管道4內(nèi))，此時(shí)基本覆蓋住連接區(qū)54以及卡墊42的部分徑向內(nèi)表面45。
在該變型中，凸緣55的徑向內(nèi)表面56也沿徑向朝前部延伸，并超出連接區(qū)54，部分覆蓋住卡墊42的徑向內(nèi)表面45。
圖4示出的是本發(fā)明的另一實(shí)施方案，它與第一個(gè)實(shí)施方案的區(qū)別在于閉鎖裝置沒(méi)有固定箍41，因而也就沒(méi)有固定箍和卡環(huán)40之間的連接段50。
這種裝置的主要特征與上面所述的實(shí)施方案的特征有如下差別當(dāng)光滑接頭1進(jìn)入閉鎖腔37內(nèi)時(shí)，光滑接頭沿軸向移動(dòng)卡環(huán)40，因此利用固定設(shè)備(未示出)彈性帶動(dòng)卡環(huán)40，固定設(shè)備沿著軸向重新將卡環(huán)40推到后面，所述的固定設(shè)備處于所述卡環(huán)40和管道的后端面27之間，固定設(shè)備靠著該后緣。因此在上述實(shí)施方案中，所述固定設(shè)備利用固定箍41確保了卡環(huán)40的軸向固定，然后光滑接頭進(jìn)入卡墊之間，使卡環(huán)40偏離，以便使卡環(huán)通行。
在該實(shí)施方案中，連接部件49也沿徑向延伸到內(nèi)部，超出邊緣53的是接觸凸緣55，接觸凸緣55的徑向內(nèi)表面56也向前收縮。
利用與上述實(shí)施方案類似的方法，在卡墊42受到光滑接頭1的軸向進(jìn)伸力以及受到反方向的力時(shí)，該特征可以使卡墊42避免擺動(dòng)。
圖5示出的是圖4實(shí)施方案的改型，在該改型中的方法與圖3所示的改型類似，接觸凸緣55沿軸向延伸到內(nèi)部，同時(shí)覆蓋卡墊42的連接區(qū)域54以及卡墊42的部分徑向內(nèi)表面45。
圖6示出的是另一個(gè)實(shí)施方案，在該實(shí)施方案中，接頭3的內(nèi)部相繼包括會(huì)聚進(jìn)口表面9，圓柱形的導(dǎo)向表面10，閉鎖密封腔58以及內(nèi)部凸緣59。密封腔58的內(nèi)表面60基本為圓柱形，圓柱形內(nèi)表面的傾斜反作用面61延伸到后面。
閉鎖裝置的卡環(huán)40與圖4裝置的卡環(huán)的差別在于套圈43的前面以及殼47均通過(guò)徑向壓緊的環(huán)形密封件62向前延伸，該密封件62至少部分緊靠凸緣59。該圖還示出了光滑接頭1、接頭3以及閉鎖裝置39連接起來(lái)以后的相對(duì)位置關(guān)系。
在該實(shí)施方案中，一方面密封件62與光滑接頭1的表面5以及腔室58的圓柱形表面60配合，從而保證兩個(gè)管道2和4之間在連接時(shí)的密封性能，另一方面，各個(gè)卡墊42的表面45與腔室58的反作用表面61配合，以便保證兩個(gè)管道2和4之間的閉鎖。在這種情況下，當(dāng)光滑接頭進(jìn)入時(shí)，是密封件62沿軸向壓縮凸緣59后所產(chǎn)生的彈性力確保了閉鎖裝置39的軸向固定力，該閉鎖裝置可以使卡墊42偏離。
權(quán)利要求
1．一種將兩個(gè)管件(2，4)的光滑接頭(1)與接頭(3)連接的閉鎖裝置，這種裝置包括一個(gè)卡環(huán)(40)，該卡環(huán)有一個(gè)與彈性材料或類似材料制成的套圈(43)相連的卡墊(42)，在備用的時(shí)候，當(dāng)光滑接頭進(jìn)入閉鎖腔(37，58)以前，該卡環(huán)處于與所示接頭連在一起的閉鎖腔內(nèi)，套圈的連接部件(49)沿著卡墊的外端面(44)延伸，卡墊的外端面沿軸向朝著閉鎖腔的外端，在光滑接頭(1)進(jìn)入閉鎖腔(37，58)中時(shí)，卡墊(42)沿徑向朝外偏離，同時(shí)使套圈(43)變形，以便使套圈處于光滑接頭的周圍，卡環(huán)的徑向外表面緊靠閉鎖腔的反作用傾斜面(35，61)，卡墊(42)的徑向內(nèi)表面(45)上的至少一個(gè)連接突起件(46)緊靠光滑接頭(1)的徑向外表面(5)上，從而對(duì)連接的兩個(gè)管件(2，4)進(jìn)行閉鎖，其特征在于所述的套圈(43)的連接部件(49)沿著徑向通過(guò)光滑接頭端部的接觸凸緣(55)向內(nèi)延伸。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝內(nèi)部超出所述卡墊的外端面(44)的徑向內(nèi)側(cè)(53)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面(44)的徑向內(nèi)側(cè)(53)向內(nèi)超出距離h，該距離大于0．4mm。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面(44)的徑向內(nèi)側(cè)(53)向內(nèi)超出距離h，該距離大于卡墊的徑向平均高度的4％。
5．根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內(nèi)側(cè)(53)向內(nèi)超出距離h，當(dāng)套圈處于光滑接頭周圍時(shí)，該距離大于套圈平均徑向移動(dòng)的3％。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于所述卡墊的外端面(44)通過(guò)一個(gè)圓形或倒角的連接區(qū)域(54)與徑向內(nèi)表面(45)相連。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述套圈的接觸凸緣(55)至少部分覆蓋連接區(qū)域(54)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于所述套圈的接觸凸緣(55)至少沿著卡墊的部分徑向內(nèi)表面(45)沿軸向朝內(nèi)部延伸。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)軸向固定部分(41)，該固定部分緊靠與接頭(3)相連的后固定面(38)上，以便在光滑接頭(1)進(jìn)入接頭(3)時(shí)限制卡環(huán)(40)沿軸向移動(dòng)。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的裝置，其特征在于卡環(huán)(40)包括一個(gè)構(gòu)成密封件的部件(62)，該密封件確保兩個(gè)組裝管件(2，4)之間的密封性能。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述密封件(62)至少部分緊靠接頭(3)的徑向內(nèi)部法蘭(59)。
12．管件尤其是套管的連接件，該連接件包括進(jìn)入第二管件(4)的接頭(3)中的第一管件(2)的光滑接頭(1)，第二管件(4)還包括一個(gè)與接頭相連的閉鎖腔(37，58)，所述的閉鎖腔裝在接頭中或固定在接頭上的副法蘭(21)中，其特征在于該連接件包括一個(gè)權(quán)利要求1至11之一所述的閉鎖裝置，閉鎖裝置的卡環(huán)(40)處于所述閉鎖腔中，卡環(huán)的徑向內(nèi)表面緊靠在閉鎖腔的傾斜反作用面(35，61)上，在對(duì)兩個(gè)管件(2，4)的連接件進(jìn)行閉鎖時(shí)，卡墊(42)的徑向內(nèi)表面(45)緊靠光滑接頭(1)的徑向外表面(5)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的連接件，其特征在于連接件包括一個(gè)徑向壓緊的密封件(14，62)，將密封件裝在光滑接頭(1)和接頭(3)之間。
全文摘要
一種將兩個(gè)管件的光滑端(1)與接頭(3)連接的閉鎖裝置,這種裝置包括一個(gè)卡環(huán)(40),該卡環(huán)至少有一個(gè)與彈性材料或類似材料制成的套圈(43)相連的卡墊(42),在備用的時(shí)候,該卡環(huán)處于與所述接頭(3)連在一起的閉鎖腔(37)內(nèi),套圈的連接部分(49)沿著卡墊的外端面(44)延伸,該連接部分通過(guò)光滑接頭端部的接觸凸緣(55)伸長(zhǎng)。用于連接兩個(gè)徑向壓緊的密封管件的連接。
文檔編號(hào)F16L37/092GK1204745SQ9810350
公開(kāi)日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1998年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月7日
發(fā)明者A·佩爾瑟波伊斯, P·雷納德, J·P·奧萊, D·奧普勞克斯 申請(qǐng)人:蓬塔穆松公司