CN101160489B - 可变角度的管状连接件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变角度的管状连接件，其包括第一管状部(4)、第二管状部(6)和夹紧装置(8)，第一管状部(4)包括凸缘环(10)，第二管状部(6)包括端部凸缘(12)，夹紧装置(8)将凸缘环(10)夹紧在端部凸缘(12)上。夹紧装置(8)包括适用于压靠着凸缘环(10)的至少一个连接段(22)，和用于将连接段(22)夹紧在凸缘环(10)上的构件(24)。端部凸缘(12)包括横穿凹槽(20)，夹紧构件穿过该横穿凹槽(20)延伸。端部凸缘固定至第二管状部(6)。本发明可应用至管系统元件的密封接合。

Description

可变角度的管状连接件

技术领域

本发明涉及一种可变角度的管状连接件，这种类型的可变角度的管状连接件包括：

第一管状部，其限定了第一中心轴线并包括相对于该第一中心轴线倾斜的凸缘环；

第二管状部，其限定了第二中心轴线并包括相对于该第二中心轴线倾斜的端部凸缘，

凸缘环和端部凸缘形成旋转轴线；以及

用于将凸缘环夹紧在端部凸缘上的装置，其适用于允许凸缘环和端部凸缘绕着旋转轴线相对旋转360°。

背景技术

一种上述类型的可变角度的管状接合部见于文献AU-A-4896369。

一种可变角度的管状连接件还见于文献FR-A-1,469,425，其包括第一管状部和第二管状部，其中各管状部包括终端部凸缘环。该管状连接件还包括两个滑动凸缘，所述滑动凸缘为与凸缘环分离的部件，并且适合于通过螺栓将凸缘环彼此夹紧。这种连接件包括很多组成部件，因此难以制造并且装配成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变角度的管状连接件，其制造经济，容易装配，并且其将提供可靠的密封同时允许在连接件的自由端处的连续角度变化和各种可能的连接方案。

相应地，本发明涉及一种上述类型的管状连接件，其特征在于多个管状部中的至少一个管状部包括至少设有第一组销的自由端，所述第一组销相对于管状部的中心轴线沿径向向外凸出，所述管状部包括可拆式凸缘，该可拆式凸缘设有用于第一组销中的每一个销的通道凹槽并设计成用于通过机械式接合部或凸缘接合部而使连接件与相邻管件装配，所述可拆式凸缘能够在由两个连续的第一销限定的角度范围中枢转；各通道凹槽设计成用于容置连接部件，以使可拆式凸缘与可分离的配合凸缘或与相邻管件上的凸缘装配；连接部件为螺栓。

根据特定的实施例，根据本发明的管状连接件可包括以下特征中的一个或多个：

自由端还包括设置在第一组销和凸缘环或端部凸缘之间的第二端部止动装置，特别是与第一组销的销沿圆周方向对齐的第二组销；

管状连接件包括对齐构型和弯曲构型，在对齐构型中，第一中心轴线和第二中心轴线同轴，而在弯曲构型中，第一中心轴线和第二中心轴线相交；

夹紧装置包括：至少一个连接段，其适用于抵靠着凸缘环的背离端部凸缘的表面应用；以及至少一个夹紧部件，特别是螺钉，所述夹紧部件适用于将连接段夹紧在凸缘环上，端部凸缘包括横穿孔，所述夹紧部件穿过该孔延伸，端部凸缘固定至第二管状部，特别是与第二管状部形成为一体，夹紧部件相对于旋转轴线沿径向全部位于凸缘环外侧；

端部凸缘为多边形形状，特别是六边形；

连接段的形状为与端部凸缘的多边形形状互补的部分多边形；

连接段的厚度大于端部凸缘的壁度；

端部凸缘包括至少部分地围绕着夹紧装置与凸缘环的裙缘；

管状连接件包括适用于显示第一中心轴线和第二中心轴线之间的相对位置的显示装置；

显示装置由相对于第二管状部固定的标度和固定至第一管状部的指示器部件形成；

管状部包括设置在第一管状部和第二管状部之间的垫圈，并且包括适用于限制垫圈压缩的第一端部止动装置；

第一管状部包括与第一中心轴线同轴的引导肋，第二管状部包括与引导肋互补并容置所述引导肋的肩部；以及

管状部包括握持手柄，端部凸缘包括直线边缘，直线边缘位于相对于第二中心轴线沿径向与握持手柄相对的位置处。

附图说明

在阅读仅仅举例给出并参考附图进行的以下描述后，将会更好地理解本发明，其中：

图1为呈弯曲构型的根据本发明的可变角度的管状连接件的透视图；

图2为装配至相邻管件的、呈对齐构型的根据本发明的管状连接件的侧视图；

图3为沿着图2的线III-III的剖视图；

图4为图2的纵剖图；

图5沿着第一管状部的中心轴线示出了图2的连接件；

图6为适合用于根据本发明的管状连接件的装配凸缘的透视图；

图7为呈弯曲构型的、处于装配状态的管状连接件的侧视图；以及

图8为图7中的装置的透视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的可变角度的管状连接件，其以一个总的附图标记2进行标识。

管状连接件2包括：为插入部(male portion)的第一管状部4、为容置部(female portion)的第二管状部6以及适用于将第一管状部4对着第二管状部6拧紧的夹紧装置8。管状部4和6由刚性材料特别是铸铁制成。

第一管状部4限定了第一中心轴线X-X并且包括圆形凸缘环10，该圆形凸缘环10相对于第一中心轴线X-X倾斜并与该轴线形成22.5°的角度。第二管状部6限定了第二中心轴线Y-Y并且包括端部凸缘12，该端部凸缘12相对于第二中心轴线Y-Y倾斜并与该轴线形成22.5°的角度。端部凸缘12固定至第二管状部6，并且特别是与管状部6形成为一体。如在图1中可看到的，端部凸缘12呈多边形，在这种情况下为六方形，形成直线边缘16。

凸缘环10和端部凸缘12以抵靠着彼此的方式保持并且一起形成旋转轴线Z-Z。管状部4和管状部6可绕着旋转轴线Z-Z无限制地相对于彼此转动，从而在0°与45°之间的相对角度之间改变轴线X-X和Y-Y相对于彼此的倾角，并且允许在该范围内达到任何角度位置。

管状部6还包括握持手柄18，该握持手柄18一方面固定至端部凸缘12，另一方面固定至第二管状部6的当前部分。握持手柄18位于直线边缘16的相对侧，以便在管状连接件2位于地面上时，手柄18向上延伸。这样使得更容易握持连接件2。

而且，横穿孔20设置在端部凸缘12中并平行于旋转轴线Z-Z延伸。

夹紧装置8包括：两个连接段22，其由刚性材料如铸铁制成并适用于抵靠凸缘环10的背离端部凸缘12的表面；以及夹紧螺钉24，其适用于将两个连杆段22夹紧在凸缘环10上。还可以设想由螺栓替代螺钉24，但是这需要使用两个夹头钥匙(chuck key)。

夹紧螺钉24穿过孔20延伸并拧入连接段22的内螺纹26中。夹紧螺钉24相对于旋转轴线Z-Z沿径向全部位于凸缘环10外侧，从而允许凸缘环10和端部凸缘12绕着旋转轴线Z-Z不受限制地进行360°相对旋转。

各连接段22的一般形式为与端部凸缘12的多边形形式互补的部分多边形。此外，在两个连接段22之间保持两个间隙28，从而节省材料并有助于减小管状连接件2的重量。

更特别地参看图4，可以看到连接段22沿旋转轴线Z-Z的方向测量的厚度为E，该厚度E大于端部凸缘12的沿着旋转轴线Z-Z测量的厚度e。这些特征使得连接具有相当大的刚性同时限制了连接件的重量。

有利地，连接段22在位于第一管状部4的区域中具有刻度或标度29A，其与和第一管状部4形成为一体的固定标记29B相结合来实现精确的角度调整。

此外，端部凸缘12包括围绕着连接段22和凸缘环10的六边形裙缘30。裙缘30沿轴向至少部分地覆盖连接段22和凸缘环10，从而用作连接段22的端部止动装置。而且，该裙缘30保护连接段22和凸缘环10免受尘土微粒的影响并加强了端部凸缘12。

如图3中可以看到的，可变角度的连接件2还包括圆枕状垫圈32，该垫圈32由弹性体材料制成并设置在端部凸缘12与凸缘环10之间(请看图3和图4)。垫圈32装于腔体(housing)34中，从而防止任何迫出垫圈32的风险，该腔体34由端部凸缘12的第一内侧肩部36和将凸缘环10连接至第一管状部4的引导肋40的外侧肩部38限定。

封装着垫圈32的腔体34还允许对由于第一管状部4的凸缘环10和与第二管状部6的端部凸缘12相对的径向面之间在夹紧结束时的金属接触而导致的、垫圈32的弹性体的压缩进行控制，从而避免可能由于弹性体过多压缩而产生的损害垫圈32的任何风险。这样，凸缘环10和端部凸缘12形成限制垫圈32的压缩而保证其不会受到损害的端部止动装置。

垫圈32的定位还使其具有高压锅效应，密封性随着连接件内部循环的流体的压力而增加。

而且，第二管状部6的连接端还具有比用于容置圆枕状垫圈32的肩部沿径向更靠内的第二内侧肩部42，该第二肩部42用作第一管状部4的相邻引导肋40的腔体以便引导第一管状部4绕着第二管状部6旋转。

根据本发明的连接件为通用类型，因为对于管状部4、6的各自由端44、46，存在与相邻管件的可能的不同接合方案。因此，各自由端44、46适合并允许从下列部件中进行选择：

凸缘接合部，其用于与设有终端部凸缘的管件如闸门阀密封装配；或

通过可分离的配合凸缘实现的机械接合部，其用于与端部平滑或平整的管件如导管密封装配以及如果必要的话锁定装配；或

自动接合部，其用于与端部平滑或平整的管件如导管密封装配以及如果必要的话锁定装配。

更准确地说，各管状部4、6的自由端44、46具有沿径向向外凸出的两组销以便安装可拆式凸缘。在这种特定情况下，第一组包括四个第一销48而第二组包括四个第二销50，第二销50从第一销朝向凸缘环10并朝向端部凸缘12沿轴向偏移但与第一销48沿圆周方向对齐(请看图1)。

由刚性材料例如铸铁制成的可拆式凸缘52(图6)设有四个凹槽54，这四个凹槽54相对于其自身的中心轴线A-A沿径向向内开口。这些凹槽54适合于被四个第一销48横穿，以便进行销钉联接式装配，然后容置螺栓56以便使可拆式凸缘52与相邻管件的固定或可拆式凸缘(凸缘接合部)或者可动式配合凸缘(机械接合部)装配。装配按如下方式进行。在被四个第一销48横穿以后，可拆式凸缘52绕着轴线A-A枢转直到凹槽54不再与四个第一销48相合，第二销50形成轴向端部止动装置从而将凸缘52保持就位于该偏移位置并防止其朝向连接件2的中心部滑动。最后，将螺栓56穿过可拆式凸缘52的凹槽54引入以使所述可拆式凸缘与连接件的自由端44或46形成为一体。

因此，只要螺栓56位于凹槽54中的适当位置处，就不能再拆下可拆式凸缘52。

图2和图4示出了一个实施例，其中连接件2处于对齐构型，以使两个管状部4、6的轴线X-X、Y-Y同轴。管状部4的自由端44通过机械接合部60连接至管件58的平端部。管状部6的自由端46通过凸缘接合部64连接至管件62。如闸门阀或凸缘连接件之类的管件62在图2中仅部分示出，并且其设有固定装配凸缘66。

在图4中的机械接合部60的情况下，通过垫圈68实现密封，垫圈68由压缩的弹性体制成，位于管件58的平端部的外表面、连接件2的端部44的一部分和由刚性材料特别是铸铁制成的配合凸缘70的截断内表面之间，并且围绕着管件58的平端部。配合凸缘70通过螺栓56连接至连接件2的可拆式凸缘52，螺栓56被拧紧以使连接件2的配合凸缘70沿轴向更靠近，从而压缩垫圈68。

在凸缘接合部64的情况下，由弹性体制成的平密封环72位于连接件2的自由端46的一部分和与待装配的管件62形成为一体的固定装配凸缘66之间，并且装配通过轴向压缩该密封环72同时拧紧螺栓56而密封，该螺栓56将管件62的固定装配凸缘66连接至连接件2的可拆式凸缘52。

在图4中的剖视图中，在连接件2的两自由端44、46处，还能看到内侧槽76、78，所述内侧槽设计成用于容置垫圈，所述垫圈并未示出，如果必要的话设有锁定嵌件，以便获得一个自动接合部。

然后，将管件58的平端部引入设有此类垫圈的连接件2的端部44中会引起弹性体发生径向压缩，从而密封接合部。如果除了密封之外需要锁定自动接合部，只需要用带有嵌入弹性体中且内部带齿的锁定嵌件的垫圈替代常规的垫圈，此类垫圈本身已知(例如请参看EP526373)；通过咬入平端部的外表面，金属嵌件在倾向于使这两个管件分离的轴向力作用下防止平端部和连接件分离。

在一种变型中，如果需要锁定机械接合部，只需要用设有设计成用于咬入平端部外表面的金属锁定嵌件的垫圈替代该垫圈。有利地，围绕垫圈的配合凸缘70可预先安装于连接件上，从而获得“准备安装”的装置；然后只需要将带有平端部的端部插入连接件中，然后进行螺栓的最后拧紧以便密封接合部，从而极大地方便了连接件的安装。

在一种变型中，连接件2的可拆式凸缘52之一可由与连接件的自由端44、46之一形成为一体的固定凸缘替代，从而允许制造可被锁定或不可被锁定的机械接合部以及凸缘接合部。然而，可拆式凸缘方案是有利的，因为其通过使可拆式凸缘在由两个连续的第一销限定的角度范围内枢转，而使可拆式凸缘的孔的位置可与需要精确定位于地面中的管件(如其操纵杆必须基本上竖直的闸门阀)的相邻端部凸缘的位置对齐，从而允许相对于相邻管件的位置精调连接件的位置。

在这种特定情况中，在所述实施例中，第一销48间隔开大约80°，并且可拆式凸缘52因而可绕着其中心轴线旋转大约80°，从而允许可拆式凸缘52的凹槽54与设置在固定凸缘中的螺栓通道孔相合，该固定凸缘与相邻管件的端部形成为一体。

因此，除了由两个管状部4、6之间的中心连接提供的一个管状部4、6相对于另一个管状部在360°范围的旋转自由度之外，由于可拆式凸缘52能绕着连接件的自由端中的至少一个在相当大的角度范围内自由地枢转，就进一步增加了连接件与需要设置于非常精确的位置处的相邻管件的可能的装配和调节方案。

Claims (17)

1.一种可变角度的管状连接件，包括：

第一管状部(4)，其限定了第一中心轴线(X-X)并且包括相对于所述第一中心轴线(X-X)倾斜的凸缘环(10)；

第二管状部(6)，其限定了第二中心轴线(Y-Y)并且包括相对于所述第二中心轴线(Y-Y)倾斜的端部凸缘(12)；

所述凸缘环(10)和所述端部凸缘(12)形成一旋转轴线(Z-Z)；以及

夹紧装置(8)，其用于将所述凸缘环夹紧在所述端部凸缘(12)上，并适用于允许所述凸缘环(10)和所述端部凸缘(12)绕着所述旋转轴线(Z-Z)相对旋转360°，其特征在于，两个管状部(4、6)中的至少一个管状部包括至少设有第一组销(48)的自由端(44、46)，所述第一组销(48)相对于所述管状部的中心轴线沿径向向外凸出，所述管状部(4、6)包括可拆式凸缘(52)，所述可拆式凸缘(52)设有用于所述第一组销(48)中的每一个销的通道凹槽(54)并且设计成通过机械式接合部或凸缘接合部来装配所述连接件(2)与相邻管件(58、62)，所述可拆式凸缘(52)能够在由两个连续的第一销(48)限定的角度范围中枢转；各所述通道凹槽(54)设计成用于容置连接部件，以装配所述可拆式凸缘(52)与配合凸缘(70)或与相邻管件(58、60)的凸缘(66)；所述连接部件为螺栓(56)。

2.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述自由端(44、46)还包括设置在所述第一组销(48)与所述凸缘环(10)或所述端部凸缘(12)之间的第二端部止动装置。

3.根据权利要求2所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述第二端部止动装置为与第一组销的销(48)沿圆周方向对齐的第二组销(50)。

4.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述管状连接件包括对齐构型和弯曲构型，在所述对齐构型中，所述第一中心轴线(X-X)和第二中心轴线(Y-Y)同轴，而在弯曲构型中，所述第一中心轴线(X-X)和第二中心轴线(Y-Y)相交。

5.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述夹紧装置(8)包括：至少一个连接段(22)，其适用于抵靠着所述凸缘环(10)的背离所述端部凸缘(12)的表面应用；以及至少一个夹紧部件，其适用于将所述连接段(22)夹紧在所述凸缘环(10)上，所述端部凸缘(12)包括横穿孔(20)，所述夹紧部件穿过所述孔(20)延伸，所述端部凸缘(12)固定至所述第二管状部(6)，所述夹紧部件相对于所述旋转轴线(Z-Z)沿径向全部位于所述凸缘环的外侧。

6.根据权利要求5所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述端部凸缘与所述第二管状部(6)形成为一体。

7.根据权利要求5所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述夹紧部件为螺钉(24)。

8.根据权利要求5所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述连接段(22)的形状为与所述端部凸缘(12)的多边形形状互补的部分多边形。

9.根据权利要求5所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述连接段(22)的厚度(E)大于所述端部凸缘(12)的壁的厚度(e)。

10.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述端部凸缘(12)呈多边形形状。

11.根据权利要求10所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述端部凸缘(12)呈六边形形状。

12.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述端部凸缘(12)包括：裙缘(30)，其至少部分地围绕着所述夹紧装置(8)和所述凸缘环(10)。

13.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述管状连接件包括：显示装置(29A、29B)，其适用于显示所述第一中心轴线(X-X)与所述第二中心轴线(Y-Y)之间的相对位置。

14.根据权利要求13的可变角度的管状连接件，其特征在于所述显示装置由相对于所述第二管状部(6)固定的标度(29A)和固定至所述第一管状部(4)的指示部件(29B)形成。

15.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述管状连接件包括设置在所述第一管状部(4)与所述第二管状部(6)之间的垫圈(32)，并且所述管状连接件包括适用于限制所述垫圈(32)压缩的第一端部止动装置。

16.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述第一管状部(4)包括与所述第一中心轴线(X-X)同轴的引导肋(40)，并且所述第二管状部(6)包括与所述引导肋(40)互补并容置所述引导肋的肩部(42)。

17.根据权利要求1所述的可变角度的管状连接件，其特征在于所述管状连接件包括握持手柄(18)，所述端部凸缘(12)包括直线边缘(16)，所述直线边缘(16)位于相对于所述第二中心轴线(Y-Y)沿径向与所述握持手柄相对的位置处。

Images