CN101896756B

CN101896756B - 螺纹连接装置

Info

Publication number: CN101896756B
Application number: CN200980101307.8A
Authority: CN
Inventors: 埃尔温·韦; 沃尔夫冈·韦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: EA201070962A1; WO2009100898A1; EP2257726B1; KR20100092982A; AU2009214334A1; CA2707000A1; KR101194266B1; US20110006519A1; ES2408960T3; CN101896756A; EP2257726A1; DE202008002211U1; JP2011512495A; EA018903B1; CA2707000C; JP5667449B2

Abstract

本发明涉及一种螺纹连接装置(1)、尤其是高压螺纹连接装置，用于传递气状的、液态的和/或固体的介质，尤其用于机动车加油，该螺纹连接装置包含中空体(9)、尤其管状体，其至少局部地由密封套筒(4)包围。螺纹连接装置的特征在于，密封套筒(4)与管状体(9)材料配合地相连。

Description

螺纹连接装置

技术领域

本发明涉及一种螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置，用于传递气状的、液态的和/或固体的介质。

背景技术

借助这种螺纹连接装置(其也适用于较低的压力范围)，应能实现来自压力源或压力存储器中的介质安全传输，压力源或压力存储器例如是液压泵或加油装置。在此重要的是要无泄露的实施方式，从而避免介质流出到周围环境中。

这种高压螺纹连接装置例如在EP-A-0 753 698中用于压力介质管道，或者在WO 02/01105中用于管螺纹连接装置。这种具有夹紧环的高压螺纹连接装置也是美国专利3,584,900或3,103,373的主题，其中尤其强调夹紧环(压环)的实施，以用来确保所连接的管的安全固定以及所述管的无泄露密封。但在压力值升至超过700bar时，这种套连接部对泄露越来越敏感，因此通常会发生介质(例如液压油或预冷的氢气)的流出。在此可能会产生意外事故，尤其在管道处于压力下时由于泄露可能产生巨大的损害。此外，挤入管外层中的压环明显使管承受负荷，因此在负荷变化的情况下(例如只在轻微的管振动情况下)可能会出现裂纹甚至断裂。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种避免了现有技术的缺点的螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置。尤其应该提供一种高压螺纹连接装置，它在简单的构造方式情况下在安全技术方面得以改进，从而避免危险或损害。

此目的通过螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置得以实现，所述螺纹连接装置包括至少至少局部地由密封套筒包围的中空体、尤其是管状体，其特征在于，密封套筒材料配合地与管状体连接。

本发明的优选的改进方案是从属权利要求的主题。

在本发明的特别的构造方案中提供了一种高压螺纹连接装置，用来传递气状的和/或液态的流体，尤其用来给机动车加油，此高压螺纹连接装置包括壳体，壳体带有流体通道、密封圆锥体和插到它里面的管，管的端部被一个至少局部呈锥形的密封套筒包围，密封套筒被螺母件从轴向上进行加载，其中密封套筒完全地推置到管上并固定在管端部上，尤其借助环形的焊缝在管端部的附近进行焊接。

在改进的实施例中，密封套筒由环形腔包围，环形腔通入通风孔。

密封套筒优选具有环形缩进部，密封环与壳体的密封圆锥体相对应地装到此环形缩进部中。

在密封套筒和螺母件之间优选设置环形的螺纹件锁止装置，该螺纹件锁止装置尤其由两个盘片组成。在改进的实施例中，螺母件的壳体侧的端部在轴向方向上包围密封套筒和/或螺纹件锁止装置。

壳体优选可成直线地、折弯地、作为T形件或十字形件构成。

在优选的实施例中，具有圆锥外形的密封环由耐压的塑料，尤其是由聚醚醚酮(PEEK)构成，但也可由NE(非铁)金属构成，例如由铝合金、蒙乃尔(Monell)、铜合金或有色金属构成。

尤其优选的是，密封套筒以紧密配合的方式推置到管上，尤其是以直径公差小于1mm，优选＜0.1mm的直径公差推置到管上。

上面所述的所有措施可任意地组合，对专业人员来说不需要有创造力的动作。

与现有技术中借助压环实现的连接相比，通过密封套筒与管的材料配合连接，即使在超过700bar的高压，尤其超过1000bar、甚至超过4000bar时也能达到无泄露的连接。此外，通过材料配合的连接，管状体可减轻负载，尤其不会出现轴向负载。此外，可避免管状体(尤其是管)的变形，并防止从此连接中松脱。在材料配合的连接中，渗透率(即泄露率)基本上是由管状体和密封套筒的所用基材确定。

压力套筒和管状体之间的可能的材料配合连接是所有可能的材料配合的连接，例如钎焊连接、熔焊连接、粘接连接、压合连接、硫化连接或收缩连接。材料配合连接的特征在于，两个连接部件通过原子力或分子力保持在一起，并只能通过破坏连接物才能彼此分开。

尤其优选的是，密封套筒和管状体之间的材料配合连接是通过焊接方法实现的，尤其通过激光焊接实现。

在密封套筒的从管状体远离定向的外侧上，密封套筒具有槽纹(尤其是沟槽)。这些沟槽的作用是，保持安设在密封套筒上的密封件(例如密封环)。此密封环优选嵌入局部地包围密封套筒的壳体的密封圆锥体中并相对于壳体将密封套筒密封起来。

通过设置在密封套筒外侧上的沟槽固定这种密封件，并确保密封件在密封套筒上的可靠安放。此外，确保密封件即使在拧接松脱的情况下也能可靠保持。要么通过切削加工的方法，要么通过非切削的变形方式，在密封套筒的外侧上加工沟槽。当然，其它的把密封件锚定在密封套筒的外侧上的方法也是可能的。

能够传递气状的、液态的和/或固体的介质的管状体在与密封套筒相背离的侧上具有配合轮廓。柔韧的软管、诸如液压软管例如可套装到配合轮廓上。

在改进的实施例中，螺纹连接装置包括壳体，此壳体具有流体通道和密封圆锥体。带有管状体的密封套筒导入到壳体中并被壳体至少局部地包围，密封套筒与管状体材料配合地连接。壳体优选具有密封圆锥体。密封圆锥体和带有导入的管的密封套筒密封地相互连接。这一点优选借助密封环来实现，密封环安设在密封套筒上并嵌入密封圆锥体中。备选或附加的是，密封套筒可具有狭小的圆锥形区域，该区域借助壳体的密封圆锥体构成金属的密封表面。通过这种构造方案，如果在密封套筒和壳体之间不存在密封环，也能实现金属的密封。要么切削加工地，要么非切削加工地将圆锥形区域加工到密封套筒中。

上述安设到密封套筒上并可装入壳体的密封圆锥体中的密封件优选具有比基材更软的密封材料，基材是指管状体或壳体的材料。尤其优选的是，在此可使用由PEEK(聚醚醚酮)构成的密封环，它在例如-75℃的极端零下温度下也具有很高的介质耐抗性和密封性。密封环的几何形状通常与壳体的几何形状相匹配。借助密封环和/或金属密封，实现密封套筒相对于壳体的密封。

可通过挤压、形状配合或材料配合的连接、喷镀、硫化、键合或粘接使密封环安设在密封套筒上。

螺纹连接装置优选具有夹紧螺纹件，壳体借助该夹紧螺纹件与密封套筒拧在一起。夹紧螺纹件在夹紧螺纹件、安设在夹紧螺纹件和密封套筒之间的锁止装置和密封套筒之间提供力配合的连接。尤其可考虑使用不锈钢作为用于夹紧螺纹件的材料，也可以使用轻金属、有色金属和塑料，例如铝合金、黄铜合金、聚甲醛(POM)或聚偏氟乙烯(PVDF)。要么通过切削加工，要么通过非切削的变形，来加工夹紧螺纹件。

为了在不利的机械负载时，尤其在振动时避免旋接件的松开，此旋接件在此包含管、密封件、密封套筒、夹紧螺纹件和锁止盘片，可设置螺纹件锁止装置，其优选由两个相向运动地构成的盘片组成。

通过这种锁止系统，也可提高旋开力矩。

为了在壳体中避免不期望的压力形成，可设置为，此壳体具有通风孔或缺口，其安设在壳体部件的螺纹中。此外，通过此通风孔还可对泄露进行探测。

用于壳体的优选材料是轻金属合金及所有的金属和非金属材料。此外，所有可想到的材料组合也是可能的。为了让密封套筒中以及螺母件中的管状体不承受弯曲负载，有利的是，存在非常精确的匹配，也就是说，在密封套筒和螺母件或夹紧螺纹件的区域内的公差较小。在此尤其优选的是，直径公差小于1mm，优选小于0.1mm。

按本发明的螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置的特征在于尤其高的安全性和简单的构造方式，因为通过密封套筒按建议的方式在管端部上的固定，可实现简单的连接，因此可排除危险或损害。管尤其无张紧地在密封套筒中引导，从而可预防应力峰值，并能够借助建议的高压螺纹连接装置安全且长久地避免排出气体、液体或固体。出于防止意外事故的原因，这一点尤其重要，对保护环境也一样，因此不会损失大量的介质量。

还需指出，建议的螺纹连接装置适用于不同的接口，尤其用于机动车构造中的高压系统/高压接口，但也适用于工业设备或机动车加油。螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置在此可在管道工程的任意位置上以紧凑的方式构成，并在螺纹连接装置的附近具有阀门或过滤器。

附图说明

下面借助附图详细地解释和描述了实施例。其中：

图1在纵向剖面图中示出了高压螺纹连接装置的第一实施例；

图2a-c示出了具有配合部的高压螺纹连接装置的第二实施例。

具体实施方式

图1示出了具有壳体2的螺纹连接装置、尤其是高压螺纹连接装置1的第一实施例，其中在此具有虚线示出的介质通道3的右边的端侧例如用作入口，而左边的端侧通过插入其中的管道9继续传导待输送的介质，例如传导到未示出的工作汽缸或压力罐中。在壳体2的左边端侧上设置有螺母件6，它通过螺纹6a和螺纹件锁止装置7相对壳体2拧紧。此螺纹件锁止装置7在此优选由两个彼此相对运动的盘片组成，因此在振动时(例如在机动车中)可安全地避免松脱。

在壳体2的内部设置有密封套筒4，用来延续介质通道3的管道9插入此密封套筒4中，此介质通道作为管道，用来输入或输出待传输的介质。壳体2在此例如也可成曲柄状或折弯或构成为十字形件，用来与待传输的介质相匹配，尤其与各自期望的输入角度、通行横截面等相匹配。

按本发明的螺纹连接件、尤其是高压螺纹连接件1，用于传递气状的、液态的和/或固体的介质，其特征在于，密封套筒4在管端部9a上尤其通过材料配合的连接进行固定。特别地，密封套筒借助环形的焊缝4b焊接在管端部9a上，即焊接在朝介质通道3的端侧入口的附近。在所示的实施例中，密封套筒不是只局部地推入管9上，而是完全地推置到管9上。此外，密封套筒4在所示的实施例中具有狭小的圆锥形区域4c，它借助密封圆锥体2a构成金属的密封表面。优选的是，密封套筒4被环形腔8包围，此环形腔8通入通风孔8a。由此，可避免不期望的压力形成。

密封套筒4尤其具有环状的缩进部4a，密封环5与壳体2的密封圆锥体2a相对应地装入此缩进部4a中。密封环5以其圆锥形的外形优选由PEEK(聚醚醚酮)组成，因此这种耐抗性的材料即使在极端的零度以下的温度时也具有高的介质耐抗性和密封性。

此外还有利的是，在所示的实施例中螺母件6的在壳体侧的端部在轴向方向上包围密封套筒4和/或螺纹件锁止装置7。因此，密封套筒4的直径较大的端部被包围并且是稳固的。即使此处朝左指向的管9承受弯曲负载，管端部9a上的焊缝4b由于在螺母件6中的精确导引以及尤其由于在密封套筒4中的精确匹配(公差很小)，不会承受弯曲应力。因此相对“纤细”的焊缝4b就已经足以实现安全的固定。

在图2a至2c中示出了本发明的备选的构造方案。与图1相同的构件用加了100的附图标记来表示。

在按图2a的纵向剖面图A-A中，示出了具有壳体102的螺纹连接装置101、尤其是高压螺纹连接装置的另一实施例，其中，壳体具有流体通道103。安设到壳体102中的流体通道103用作(例如)流体的入口，流体继续传导到管109中。如同已按图1的实施例所示的那样，密封套筒104推置到管109上，密封套筒104按本发明材料配合地、例如与管端部109a上的焊缝104b相连。此外，密封套筒具有圆锥形区域104c，它与安设到壳体中的密封圆锥体102a在区域103上构成金属的密封表面。除了安设到壳体中的密封圆锥体102a和密封套筒的圆锥形区域104c之间的区域103上的金属密封部以外，密封套筒还具有区域107，区域107例如可具有槽纹(未示出)。在此区域107中，密封材料涂敷在密封圆锥体上，例如通过压入或热压配合实现。此密封材料优选是密封环105，它可由PEEK构成。此密封环105额外地相对于壳体将密封套筒密封起来。

如同已按图1的实施例所示的那样，在图2a-c的实施例中设置有螺母件106，它优选设计成夹紧螺纹件。通过在此处嵌入壳体102的外螺纹中的螺纹111a(与按图1的实施例不同)，并通过螺纹件锁止装置111，此夹紧螺纹件朝壳体102拧紧。此螺纹件锁止装置107优选由两个相对运动的盘片构成，因此在振动时能可靠地避免松脱。使用外螺纹的优点是，可应用以现有的介质传递系统的连接(例如管、软管)，螺母件106借助此外螺纹与壳体拧在一起。

此外还可看到，设置到螺母件106中的通风孔108a通入环形腔108，此环形腔包围着密封套筒104。借助此通风孔108a，可避免在可能出现的不密封情况下在环形腔108中形成不期望的压力。相对于图1所示的实施例，按图2a-c所示的实施例的另一不同之处在于，在管109的背向壳体的一侧上具有配合轮廓120。此配合轮廓120具有止挡121和型廓130。管道(例如塑料管道)可推置到此型廓上，并与配合部压在一起。因此，柔性的管道可连接到按本发明的螺纹连接装置上，例如如上所述地通过压入。

在图2b中，示出了按图2a的连接的三维视图，在图2c中示出了俯视图。与图2a中的沿线A-A的纵向剖面图相同的构件用相同的附图标记表示。

在图2b-c中可明显地看到螺母件6的外部轮廓，此螺母件6设计成多角螺纹件。还明显可看到安设到螺母件外壁板中的通风孔108a。

因此，这种构造可实现螺纹连接装置1、尤其是高压螺纹连接装置的简单安装，其中即使在直至4000bar的非常高的压力下以及在极端的温度范围内(在-100℃-+150℃的零上和零下范围内，尤其在80℃-+120℃)，也能确保安全的连接和密封。

Claims

1.高压螺纹连接装置，用于传递气状的、液态的和/或固体的介质，所述高压螺纹连接装置包括：

-管状体，所述管状体至少局部地由密封套筒包围，

其特征在于，

-所述密封套筒（4）与所述管状体（9）以如下方式材料配合地连接，即，对于超过700巴的压力提供无泄露的连接，并通过材料配合的连接使所述管状体减轻负载，从而不出现轴向负载；

-所述高压螺纹连接装置包括具有流体通道和密封圆锥体（2a）的壳体（2）；以及

-所述密封套筒（4）被环形腔（8）包围，所述环形腔（8）通入通风孔（8a），

所述材料配合的连接是下述连接中的一种：

-钎焊连接

-熔焊连接

-粘接连接

-硫化连接，

在密封套筒和螺纹件之间设有螺纹件锁止装置，

所述密封套筒（4）具有环状的缩进部（4a），密封环（5）与壳体（2）的密封圆锥体（2a）相对应地装入所述缩进部（4a）中，

具有圆锥外形的所述密封环（5）由耐压的塑料组成。

2.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述材料配合的连接包括焊缝（4b、104b）。

3.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）在从所述管状体（9）远离定向的一侧上具有沟槽。

4.按权利要求1至所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述管状体（9）在与所述密封套筒（4）相背离的侧上具有配合轮廓（120）。

5.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）完全推置到所述管状体（9）上。

6.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述管状体（9）借助密封套筒（4）插入所述壳体（2）中。

7.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，螺纹件的壳体侧端部在轴向方向上包围所述密封套筒（4）和/或螺纹件锁止装置（7）。

8.按权利要求7所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，螺纹件至少局部地在轴向上包围所述壳体。

9.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，壳体（2）成直线地、折弯地、作为T形件或作为十字形件构成。

10.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）以紧密配合的方式推置到所述管状体（9）上。

11.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，对于超过1000巴的压力提供无泄露的连接。

12.按权利要求11所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，对于超过4000巴的压力提供无泄露的连接。

13.按权利要求5所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）完全推置到管上。

14.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述螺纹件是螺母件（6）。

15.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述螺纹件锁止装置（7）由两个盘片构成。

16.按权利要求7所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述螺纹件是螺母件（6）。

17.按权利要求8所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述螺纹件是螺母件（6）。

18.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，具有圆锥外形的所述密封环（5）由聚醚醚酮组成。

19.按权利要求10所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）以小于1mm的直径公差的配合方式推置到所述管状体（9）上。

20.按权利要求18所述的高压螺纹连接装置，其特征在于，所述密封套筒（4）以小于0.1mm的直径公差的配合方式推置到所述管状体（9）上。

21.按权利要求1所述的高压螺纹连接装置，其用于机动车加油。