CN101625007A - 用于张紧装置的抗干扰定位螺栓 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于张紧装置的抗干扰定位螺栓，所述的张紧装置用于多定位螺栓张紧装置，该多定位螺栓张紧装置包括有众多带螺纹的孔容纳有全部按互不平行的关系安排在每个定位螺栓的周界附近防止未经许可的施加扭矩或应力的承扭表面的定位螺栓体。每个螺栓头的承扭表面是借助多边形的n个不对称安排的承扭表面的相交顶点定义的，其中n是奇整数。
Description
技术领域
本发明涉及防止定位螺栓在张紧装置中多余的旋转和松脱的抗干扰构造，更具体地说，涉及在螺栓头(优选藏纳在张紧装置主体的沉头孔中)上提供承扭表面的不对称安排。
背景技术
本发明涉及对美国专利第RE33,490和6,112,396号揭示的通常以图1和图2举例说明的张紧装置的改进。该张紧装置用来在用箭头3指出的压缩力的作用下夹紧法兰1和2，其中压缩力是靠光杆部分5中用箭头4指出的应力维持的。图1和2举例说明的特定的张紧装置有在光杆部分5的一个末端的紧固件头部6和在紧固件头部6对面的与光杆部分接合的带螺纹的张紧装置主体7。在张紧装置主体7的边缘附近加到螺纹啮合的定位螺栓8上的扭矩对变硬的垫圈9逐渐形成非常大的推力。这个推力和在紧固件头部6上反方向的反作用力在法兰上产生强大的夹紧力。定位螺栓承受非常大的压缩应力。超过200,000psi的压缩应力对于某些材料通常是允许的。图3提供在光杆部分5产生45,000psi所需要的扭矩与一直到6英寸的螺纹直径的比较。曲线A举例说明必须加到标准螺栓紧固件的螺母上的必要扭矩的增加。该扭矩随着螺杆部分直径的增加呈指数形式增加。曲线B举例说明必须加到图1和2所示的紧固件的定位螺栓上的必要扭矩。该必要的扭矩实质上随着螺杆部分直径的增加恒定不变。
在张紧装置中定位螺栓的运用已提供很大的利益，减少所需的作用力和对提供产生对于标准型紧固螺栓必不可少的大张力所需要的大力矩臂的大工具的需求。定位螺栓的运用将产生扭矩的需求减少到这样的程度，以致能仅仅使用手操作工具(例如，标准扭矩扳手)或小型气动工具产生所需要的螺栓张力。标准扭矩扳手的使用对于获得预期的螺栓张力也增加精确性和安全性。通常，螺栓头有六个在螺栓头外圆周附近均匀分布的承扭表面。使用凹头螺钉也是常见的，该凹头螺钉有按传统安排在中心空穴形成的轮缘段上的六个均匀分布的承扭表面，将内六角扳手插入以转动该定位螺栓。这些螺栓头机构全部以在螺栓头圆周周附近均匀隔开的平行的承扭表面为特色。附加的利益是在节约紧固件的安装和拆卸时间方面实现的。业已发现在紧固件中使用定位螺栓在许多行业中有很大的实用性而且允许，举例来说，用于在形成所有在核电站中使用的大型锻压机框架、高压蒸汽涡轮、小齿轮箱、齿轮减速器、齿轮箱、破碎设备、军用设备、采矿设备、主进气口法兰、控制阀、发电机轴承箱的立柱的螺栓连接应用和商业海运即离岸应用。这已引起对有破坏意图的人有可能不必要地和未经认可地接近用于战略上有重要意义的设备的定位螺栓紧固件并以少许努力和常用工具造成恐怖性灾祸的现代社会的关注上升。因此，需要提供一种阻止和优选消除未经许可的拧紧和松开定位螺栓张紧装置的定位螺栓的零件构造和安排。
因此，本发明的目的是提供一种多定位螺栓张紧装置，其中其定位螺栓包括抗干扰的承扭螺栓头。
本发明进一步的目的是为多定位螺栓张紧装置提供承扭表面及其相关联的一个或多个零件的独特构造和安排，其中承扭表面全是按非平行关系布置的，以防止通过使用传统的手持工具和扭矩生成器施加扭矩或释放借此产生的应力。
本发明的另一个目的是一种多定位螺栓张紧装置，其中定位螺栓的承扭表面有用多边形的n个不对称排列的承扭表面的相交顶点定义的螺栓头，其中n是奇整数。
本发明进一步的目的是为多定位螺栓张紧装置提供承扭表面及其相关联的零件的独特构造和安排，其中承扭表面全部被安排在定位螺栓体的沉头孔到螺纹孔的延伸段中，此外彼此呈非平行关系的承扭表面防止通过使用传统的手持工具和扭矩生成器施加扭矩或释放借此产生的应力。
发明内容
本发明提供一种包括有众多与纵向中心轴线均一地隔开的在其外圆周附近处于隔开的位置的孔的定位螺栓体，这些孔有用主体螺纹形成的侧壁而且定位螺栓每个都包括定位螺栓体，该定位螺栓体有定位螺栓螺纹通过螺纹与定位螺栓体的孔之一的主体螺纹啮合，该定位螺栓进一步包括全部按互不平行的关系安排在每个定位螺栓的圆周周围的承扭表面以便防止未经许可的施加扭矩或应力解除。
优选的是，每个螺栓头上的承扭表面是用多边形的n个不对称安排的承扭表面的相交顶点定义的；其中n是奇整数。进一步的实施方案提供全部按非平行关系安排的众多曲线承扭表面。
附图说明
参照附图阅读下面的描述将更充分地理解本发明，在这些附图中：
图1是举例说明技术上已知的并且在美国专利第RE33,490和6,112,396号中描述过的那种类型的多定位螺栓张紧装置的等距视图；
图2是举例说明在对定位螺栓施加扭矩之前定位螺栓与张紧装置主体中的螺纹孔螺纹啮合的剖视图；
图3是比较用来在传统螺栓紧固件中和在使用定位螺栓的紧固件中产生应力的扭矩需求的曲线图；
图4是举例说明依照本发明的一个实施方案与张紧装置主体上的螺纹孔螺纹啮合的抗干扰定位螺栓的剖视图；
图5是沿着图4的线V-V截取的视图；
图6是螺栓头和邻接图4和5所示的抗干扰定位螺栓的螺纹部分的零件的放大图；
图7是沿着图6的线VII-VII截取的剖视图；
图8是举例说明承扭表面的五角形安排的凹头螺栓头剖视图图；
图9是举例说明承扭表面的不规则五角形安排的螺栓头剖视图；
图10是举例说明曲线承扭表面的安排的螺栓头剖视图。
具体实施方式
图4和5举例说明包括定位螺栓体12的多定位螺栓张紧装置10，该定位螺栓体有众多与纵向中心轴线16均一地隔开的在该定位螺栓体的外圆周附近处于隔开的位置的孔14。本发明的优选实施方案提供由有螺纹18的第一段侧壁和沉头孔20组成的第二段侧壁组成的孔14。孔14每个都配备有螺纹部分24与螺纹18啮合的定位螺栓22。每个定位螺栓22的末端部分28都从螺纹部分24伸出足以穿过定位螺栓体与垫圈26或该螺栓连接零件的其他承受应力元素接合的距离。该末端部分28如果需要能包括螺纹部分24的延长段。
图4至7举例说明依照本发明构成的定位螺栓头30，其中承扭表面全部按互不平行的关系安排在每个定位螺栓的圆周附近以防止未经许可的施加扭矩和应力解除。优选的是，承扭表面32当该定位螺栓沿着螺纹18前进到扭矩达到预期值的时候将驻留在沉头孔20中位于定位螺栓体12的暴露面表面12A下面。沉头孔20的直径是为保护性收容承扭表面32和允许手持工具或扭矩生成器无障碍地进入而选定的。这种安排提供限制接近承扭表面的好处，因为承扭表面面对沉头孔20在定位螺栓体中形成的侧壁。依照沉头孔的深度可能超过承扭表面的高度，借此允许在不暴露承扭表面的情况下定位螺栓在某个范围内移动。抗干扰承扭表面这样安排在螺栓头周围以致没有并列施加夹紧力的相互平行的承扭表面施加张力或释放由该定位螺栓逐渐形成的应力是必要的。如图6和7所示，承扭表面32被限定在多边形的n个不对称安排的承扭表面的相交顶点34之间，其中n是奇整数。在图4-7和图8所示的实施方案中，该整数是5，借此限定五角形配置。在图4-7中，顶点34距纵向中心轴线16是等间隔的。在图8中，举例说明凹头40的横截面，其中承扭表面42被限定在顶点44之间并且距纵向中心轴线36是等间隔的。表面42是在轮缘段46中形成的而且通过把适当形状的扳手插进凹头空穴48接受扭矩。
该多边形可能是不规则的，如图9的剖视图所示。由于顶点52距纵向中心轴线54的距离不规则，所以在该多边形中承扭表面50的不规则配置是值得注意的。除了五个承扭表面的优选数字之外，那些承扭表面可能属于不对称安排的承扭表面的数目是，举例来说，3、7、9或11的多边形群体。这种承扭表面的数目有可能增加形成和使用安装和拆除定位螺栓张紧装置的工具或器械的复杂性。
图10举例说明本发明进一步的实施方案，该实施方案有特征截然不同的特色，即众多通过邻接反向弯曲的圆角62分开的曲线承扭表面60被安排在定位螺栓头部的周界附近。在图10中，外周界是用五个呈圆扇形状的曲线承扭表面60构成的。其他适当的曲线形状包括双中心复合曲线、三中心复合曲线、双曲线和抛物线之中的任何一种或它们的混合体。纵向中心轴线64证明在螺栓头66的外周界相对定向的部位之间呈非平行关系。
虽然本发明是结合各种图示的优选实施方案描述的，但是人们将理解可能使用其他类似的实施方案或可能为了实现本发明的相同功能在不背离本发明的情况下对所描述的实施方案进行修改和补充。所以，本发明不应该局限于任何单一的实施方案，而是依照权书的叙述在宽度和范围方面予以解释。
Claims (14)
1.一种多定位螺栓张紧装置，其中包括：
有众多孔的定位螺栓体，所述的众多的孔与纵向中心轴线均一地隔开在其外周界附近位于被隔开的位置，所述的孔有用主体螺纹形成的侧壁，所述的孔有用主体螺纹形成的侧壁；
定位螺栓，每个都包括定位螺栓体，该定位螺栓体有定位螺栓螺纹以与所述定位螺栓体上的众多孔的一个中的所述主体螺纹相啮合，所述的定位螺栓进一步包括全部按互不平行的关系安排在每个定位螺栓的周界附近的承扭表面以防止未经许可的施加扭矩或应力解除。
2.根据权利要求1的多定位螺栓张紧装置，其中所述的承扭表面面对所述定位螺栓体的所述侧壁。
3.根据权利要求2的多定位螺栓张紧装置，其中所述的定位螺栓体被沉头孔进一步限定，该沉头孔延伸到每个所述主体螺纹用以容纳所述定位螺栓的所述承扭末端。
4.根据权利要求1的多定位螺栓张紧装置，其中所述的定位螺栓体被沉头孔进一步限定，该沉头孔从所述定位螺栓体的平面表面延伸到所述众多有所述主体螺纹的孔之中的每个孔用来容纳所述的抗干扰承扭螺栓头。
5.根据权利要求4的多定位螺栓张紧装置，其中所述的沉头孔以隔开的关系面对所述的承扭表面。
6.根据权利要求1的多定位螺栓张紧装置，其中所述的承扭表面是曲线的。
7.根据权利要求1的多定位螺栓张紧装置，其中所述的承扭表面有选自双中心复合曲线、三中心复合曲线、双曲线和抛物线的曲线形状。
8.一种多定位螺栓张紧装置，其中包括：
有众多孔的定位螺栓体，所述的孔与纵向中心轴线均一地隔开在其外周界附近位于被隔开的位置，所述的孔有用主体螺纹形成的侧壁，所述的孔有用主体螺纹形成的侧壁；
定位螺栓，每个都包括定位螺栓体，该定位螺栓体有定位螺栓螺纹以与所述定位螺栓体上的孔之一中的所述主体螺纹相啮合，所述的定位螺栓进一步包括包含多边形的n个不对称安排的承扭表面的相交顶点的抗干扰承扭螺栓头，其中n是奇整数。
9.根据权利要求8的多定位螺栓张紧装置，其中所述的多边形是规则的而且所述的奇整数是五。
10.根据权利要求8的多定位螺栓张紧装置，其中所述的多边形是不规则的而且所述的奇整数是五。
11.根据权利要求10的多定位螺栓张紧装置，其中所述的承扭表面面对所述定位螺栓体的所述侧壁。
12.根据权利要求11的多定位螺栓张紧装置，其中所述的定位螺栓体被沉头孔进一步限定，该沉头孔延伸到每个所述的主体螺纹用以容纳所述定位螺栓的所述承扭末端。
13.根据权利要求12的多定位螺栓张紧装置，其中所述的定位螺栓体被沉头孔进一步限定，该沉头孔从所述定位螺栓体的平面表面延伸到所述众多有所述主体螺纹的孔之中每个孔用以容纳所述的抗干扰承扭螺栓头。
14.根据权利要求13的多定位螺栓张紧装置，其中所述的沉头孔以隔开的关系面对所述的承扭表面。
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