CN102713395A - 球形法兰接头 - Google Patents

Abstract

根据一个实施例，用于将第一管(12)连接到第二管(14)的法兰接头(10)包括适配器(20)，该适配器联接到第一管。该适配器包括凸表面(24)。该法兰接头还包括垫片(30)，该垫片带有第一凹表面(34)和第二凸表面(36)。该垫片的第一凹表面可与适配器的凸表面匹配地接合。该第二凸表面可与第二管匹配地接合。垫片被支撑在第一管上。该法兰接头进一步包括夹具(40)，该夹具包括凹表面(80)，该凹表面可与第二管匹配地接合以将垫片固定到适配器。

Description

球形法兰接头

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月29日提交的美国临时专利申请No.61/246,842的受益权，该专利申请的全部内容以引用方式并入此处。

技术领域

本公开涉及一种用于将两个部件连接在一起的法兰接头，并且更具体地，涉及用于在适应两个部件之间的角度错位的同时将该两个部件连接在一起的球型法兰接头。

背景技术

法兰型接头被广泛地用于将两个部件联接在一起。一般而言，每个部件包括附接的法兰或整体法兰。部件的法兰被放在一起并且使用各种技术固定到彼此以形成接头。一个常规技术包括使用夹紧装置将法兰夹在一起。往往诸如垫片的密封构件定位在法兰之间以防止材料从法兰之间经过。在某些汽车应用中，法兰型接头将相对的管联接在一起，这些相对的管被用来容纳诸如空气、排气等的材料流。相应地，使用垫片来密封法兰型接头以防止流经这些管的材料的泄漏。

许多常规法兰型接头不能适应联接部件之间的角度错位。往往典型的法兰型接头被设计用以将仅同轴对齐的部件或平行的部件联接在一起。然而，在一些汽车应用中，将有意或无意错位的（即，不同轴或不平行）管联接在一起可能是期望的。例如，排气管可以有意地错位以避开排气或其它汽车系统内的其它部件或为其腾出地方。可替代地，当将管联接在一起时，排气管可能因人为误差而无意地错位。大多数常规法兰型接头不能充分地起到将有意或无意错位的部件适当地联接在一起的作用。

已经设计了一些常规接头来适应联接部件之间的角度错位。虽然这样的接头可以提供对错位部件的至少部分联接，但是一般而言， 这些接头不能在部件之间提供用于防止材料通过接头泄漏的充分的密封。另外，这些常规接头中的某些可以仅适应不太令人满意的错位量。

用于将部件连接在一起的某些典型的法兰型接头往往易受部件内不期望的反压增加的影响，这能够使系统堵塞并且造成不期望的后果。当一部件相比另一部件的内部尺寸具有显著减少的内部尺寸（例如，直径）时，能够引起这样的反压增加。

另外，许多利用垫片的典型的法兰型接头难以装配并且不能确保适当的密封。例如，典型接头中的垫片在装配接头期间被手动地保持就位，尤其是在竖直定向的应用中。而且，应该相对于部件居中的垫片在安装期间和之后易于随部件移出中心。另外，在常规法兰型接头中所使用的大多数垫片不能适应部件大小上的差异，这会导致垫片的不适当座置和泄漏。

发明内容

响应于本领域现状，并且具体地，响应于本领域中通过目前可用的法兰型接头尚未完全解决的问题和需求，而研发了本申请的主题。因此，本申请的主题被研发以提供克服现有技术法兰型接头的至少一些缺点的球形法兰接头以及关联的设备和系统。

根据一个实施例，用于将第一管连接到第二管的法兰接头包括适配器，该适配器联接到第一管。该适配器包括凸表面。该法兰接头还包括垫片，该垫片带有第一凹表面和第二凸表面。该垫片的第一凹表面可与适配器的凸表面匹配地接合。该第二凸表面可与第二管匹配地接合。垫片被支撑在第一管上。该法兰接头进一步包括夹具，该夹具包括凹表面，该凹表面可与第二管匹配地接合以将垫片固定到适配器。

在一些实施方式中，法兰接头的适配器的凸表面包括第一曲率半径，垫片的第一凹表面包括第二曲率半径，垫片的第二凸表面包括第三曲率半径，并且夹具的凹表面包括第四曲率半径。第一曲率半径能够等于第二曲率半径，第一曲率半径和第二曲率半径中的每一个能够小于第三曲率半径，并且第三曲率半径能够小于第四曲率半径。

根据某些实施方式，法兰接头的适配器的凸表面是第一凸表面，并且适配器进一步包括第二凸表面。 而且，夹具的凹表面能够是第一凹表面，夹具进一步包括第二凹表面。夹具的第二凹表面能够与适配器的第二凸表面匹配地接合。在一些实施方式中，适配器的第一凸表面的曲率半径能够小于适配器的第二凸表面的曲率半径。在特定的实施方式中，夹具的第一凹表面的曲率半径能够等于夹具的第二凹表面的曲率半径。

在某些实施方式中，法兰接头的夹具在横截面上能够是对称的。垫片能够包括脊部，该脊部形成在垫片的第一凹表面和第二凸表面中的至少一个中。根据一些实施方式，适配器包括中空内部。适配器也可以具有大体上V形的横截面。

在一些实施方式中，法兰接头的垫片具有限定了中央开口的基本上环形的形状。垫片可以进一步包括多个耳片(tab)，该多个耳片至少部分地延伸到该开口中。适配器、垫片、和夹具能够被构造用于当第一管和第二管在角度上错位达到预定的角度时，连接第一管和第二管。在某些实施方式中，该预定的角度能够是约2度。

在另一实施例中，管组件包括：第一管，该第一管包括第一端部；以及第二管，该第二管包括扩口端部，该扩口端部具有弯曲壁，该弯曲壁具有特定的曲率。该管组件还包括适配器，该适配器联接到第一管。该适配器能够包括弯曲表面，该弯曲表面具有与所述特定的曲率相对应的曲率。此外，该管组件包括垫片，该垫片定位在扩口端部的弯曲壁和适配器的弯曲表面之间。该垫片具有与所述特定的曲率相对应的曲率，并且该垫片被支撑在第一管上。管组件可以进一步包括夹具，该夹具包括弯曲表面，该弯曲表面具有与所述特定的曲率相对应的曲率。该夹具能够被以使扩口端部的弯曲壁抵靠垫片而固定，并且使垫片抵靠适配器的弯曲表面而固定。

管组件的垫片能够具有限定了中央开口的基本上环形的形状，该中央开口比第一管的外周稍大。垫片能够包括至少一组相对的耳片，该至少一组相对的耳片至少部分地延伸到所述开口中，其中所述相对的耳片之间的最大距离小于第一管的直径。垫片可以在适配器和第二管的扩口端部之间形成密封，其中当第一管相对于第二管错位时，所述密封被维持。垫片能够从第一管径向向外延伸到适配器的近似径向最外周。

在某些实施方式中，管组件进一步包括环状加强圈，该环状加强圈定位在第二管的扩口端部和夹具之间。管组件能够包括环状加强圈，该环状加强圈联接到夹具的外表面。根据一些实施方式，适配器能够形成在第一管的壁中。

根据又一实施例，球形接头组件包括第一管的第一端部，其中该第一端部具有非扩口端。该球形接头组件还包括第二管的第二端部。该第二端部包括扩口端，该扩口端具有：内表面，该内表面具有第一曲率半径；以及外表面，该外表面具有第二曲率半径。该第二端部进一步包括毗邻扩口端的台阶。此外，该球形接头组件包括适配器，该适配器联接到第一端部。该适配器包括：第一弯曲表面，该第一弯曲表面具有第三曲率半径；以及第二弯曲表面，该第二弯曲表面具有不同于该第三曲率半径的第四曲率半径。该球形接头组件还包括垫片，该垫片定位在第二端部的扩口端和适配器的第一弯曲表面之间。该垫片由第一管的第一端部支撑，并且具有：内表面，该内表面具有第三曲率半径；以及外表面，该外表面具有第一曲率半径。垫片的内表面与适配器的第一弯曲表面匹配，并且垫片的外表面与扩口端部的内表面匹配。该垫片可以进一步包括隆起的脊部，该脊部密封地接合第二端部的扩口端。另外，该球形接头组件包括夹具，该夹具具有对称的V形卡箍，该V形卡箍具有第一弯曲表面和第二弯曲表面。V形卡箍的第一弯曲表面具有第二曲率半径，并且V形卡箍的第二弯曲表面具有第四曲率半径。V形卡箍的第一弯曲表面与扩口端部的外表面匹配，并且V形卡箍的第二弯曲表面与适配器的第二弯曲表面匹配。

在整个说明书中，对特征、优势、或类似语言的提及并不意味着可以通过本公开的主题实现的所有的特征和优势应该在任何单个实施例中或在任何单个实施例中。相反，提及特征和优势的语言应理解为意指结合一实施例所描述的特定特征、优势、或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中，对特征和优势以及类似语言的讨论可以但不一定涉及同一实施例。

此外，所描述的本公开的主题的特征、优势、和特性在一个或多个实施例中可以任何适当的方式组合。相关领域的技术人员将意识到，本主题可以在没有特定实施例的特定特征或优势中的一个或多个的情况下实践。在其它情况下，可能未出现在所有实施例中的另外的特征和优势可以在某些实施例中意识到。这些特征和优势将从下面的描述和所附权利要求中变得更加充分地明显，或者可通过实践如在下文中所阐明的本主题而认识到。

附图说明

为了可以更容易地理解本主题的优势，将通过参考附图中示出的特定的实施例提供上文简要描述的本主题的更具体的描述。应理解的是，这些附图仅描绘了本主题的典型实施例并且因此不应被视为对本主题的范围的限制，将通过使用这些附图用另外的特性和细节来描述和解释本主题，其中：

图1是根据一个实施例的带有球形法兰接头的管组件的截面侧视图；

图2是图1的球形法兰接头的截面侧视图；

图3是根据一个实施例的球形法兰接头的适配器的截面侧视图；

图4是根据一个实施例的球形法兰接头的垫片的前视图；

图5的根据一个实施例的管的法兰端的截面侧视图；

图6是根据一个实施例的球形法兰接头的夹具的截面侧视图；

图7是根据一个实施例的带有球形法兰接头的管组件的截面侧视图，该球形法兰接头具有一体化到该组件的管中的适配器；以及

图8是根据一个实施例的带有球形法兰接头的管组件的截面侧视图，该球形法兰接头具有加强构件。

具体实施方式

在整个说明书中，对“一个实施例（one embodiment），”“一实施例（an embodiment）”或类似语言的提及意味着结合该实施例所描述的具体特征、结构、或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。在整个说明书中，短语“在一个实施例中” 、“在一实施例中” 以及类似语言的出现可以但不一定均涉及同一实施例。类似地，对术语“实施方式（implementation）”的使用意指具有结合本公开的一个或多个实施例所描述的具体特征、结构、或特性的实施方式，然而，在缺乏指示其它意思的明确关系的情况下，一实施方式可与一个或多个实施例相关联。

此外，所描述的此处所描述的主题的特征、结构、或特性在一个或多个实施例中可以任何适当的方式组合。在下列说明中，提供了许多特定细节，诸如控制、结构、装置、算法、编程、软件模块、用户选择、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的例子，以提供对本主题的实施例的彻底的理解。相关领域的技术人员将意识到，本主题可以在没有特定细节中的一个或多个或用其它方法、部件、材料等的情况下实践。在其它情况下，众所周知的结构、材料、或操作未详细地示出或描述以避免对所公开的主题的方面造成模糊。

图1示出球形法兰接头10的一个实施例，该球形法兰接头将第一管12联接到第二管14。球形法兰接头10被构造成用以相对于第一管12保持第二管14的扩口端部18并且在第一管和第二管之间提供密封接合。更具体地，该球形法兰接头10方便第一管和第二管12、14之间的密封接合，即使在第二管14相对于第一管以角度β定向的情况下。角度β被定义为第一管12的中心轴线50和第二管14的中心轴线52之间的夹角。角度β能够是各种角度中的任一种。在一个特定的实施方式中，角度β在零度和约2度之间。然而，在一些实施方式中，角度β大于约2度。 

该球形法兰接头10包括适配器20、垫片30和夹具40。适配器20环绕第一管12的周边固定到该第一管的端部16。在一些实施方式中，适配器20通过将该适配器焊接到端部16而固定到该端部。根据某些实施方式，适配器20使用诸如粘附、粘结、或紧固之类的其它附接技术固定到端部16。垫片30被支撑在第一管12的端部16的外表面上，并且定位在适配器20和扩口端部18之间。夹具40定位成环绕扩口端部18、适配器20、和垫片30，使得该扩口端部、适配器、和夹具的至少一部分定位在该夹具之间。夹具40包括紧固机构48，该紧固机构可操作用以抵靠扩口端部18和适配器20扣紧该夹具。抵靠扩口端部18和适配器20扣紧紧固机构48使得扩口端部和适配器抵靠垫片30扣紧从而形成密封。一般而言，扩口端部18、适配器20、垫片30、和夹具40包括匹配的弯曲表面，即使第二管14与第一管12错位，这些匹配的弯曲表面允许扩口端部18、适配器20、和垫片30扣紧在一起以形成密封。

参照图2，适配器20固定到第一管12的端部16，该端部正好在第一管的下游端60的上游。第一管12的在适配器20和下游端60之间的那段限定了凸出部62。适配器20具有基本上环形的形状并且在横截面上是大体上V形（参见例如图3）。换言之，在某些实施方式中，适配器20能够被描述为具有基本上三角形的横截面但具有中空内部23（例如，具有与圆锥形类似的横截面形状）。适配器20的中空内部带来重量减轻并且因此带来接头10和管12、14上所引起的应力上的减少。在一些实施例中，适配器20不具有中空内部。

适配器20包括两个外（例如，外部）接触表面，该两个外接触表面相对于第一管12的中心轴线50成角度。如图2和图3中所示，这些外接触表面包括上游表面22和下游表面24。优选地，上游和下游表面22、24相对于中心轴线50分别形成相同的夹角。上游表面和下游表面22、24中的每一个是凸面（例如，向上变圆或弯曲）。上游表面和下游表面22、24限定了各自的曲面，所述各自的曲面具有各种半径中任一种。在一些实施方式中，每个曲面的半径能够在约90mm和约110mm之间。优选地，由上游表面和下游表面22、24所限定的各自的曲面具有不同的半径，以便于使用如将在下文更详细地解释的对称夹具40。在特定实施方式中，上游表面22的半径比下游表面24的半径大的量大约为垫片30和第二管14的扩口端部18的总厚度。

如上所讨论的，适配器20能够使用诸如焊接、粘附、紧固等各种固定技术中的任一种固定到端部16的外表面。此外，适配器20能够用各种刚性材料中的任一种制成，所述刚性材料诸如金属和金属合金、复合材料、陶瓷等。适配器20包括至少一个附接表面21，该附接表面由第一管12的端部16支撑并且接触该端部。在附接表面21处或毗邻该附接表面使用焊接技术将适配器20焊接到端部16。因此，适配器20在附接表面21处的厚度大得足以将坚固的焊接件支撑在适配器20和端部16之间，以及防止适配器20沿着附接表面21破裂。替代独立地形成适配器20并将其附连到管12的是独立的有前景的过程(a separate and future process)，该适配器能够一体化到管的端部中以与管形成一件式单体结构。例如，根据图7中所示的一个实施例，适配器100被一体化到管120的端部110中。在某些实施方式中，诸如该示出的实施方式，适配器100形成在第一管120的壁中。因此，适配器100能够具有与第一管120的壁相同的厚度。适配器100能够包括与适配器20相同的弯曲表面，并且能够与和适配器20相同的垫片、扩口端部、和夹具一起使用以形成球形法兰接头。在某些情况下，与适配器20相比，一体化的适配器100能够降低与接头相关联的制造成本。

垫片30定位在适配器20的下游表面24 和第二管14的扩口端部18之间。垫片30具有基本上环形的形状（参见图4），该环形具有中央开口32，第一管12的端部16延伸通过该中央开口。垫片30分别包括上游表面和下游表面34、36（参见例如图2）。上游表面34是凹面（例如，向内变圆或弯曲），并且下游表面36是凸面。垫片30的上游表面和下游表面34、36中的每一个限定了各自的曲面，所述各自的曲面具有与适配器20的下游表面24的半径对应的半径。换言之，垫片30的上游表面34的半径近似等于适配器20的下游表面24，并且该垫片的下游表面36的半径近似等于该垫片的上游表面的半径加上该垫片的厚度。

如图2中所示，当被装配好时，垫片30相对于中心轴线50形成的夹角与适配器20的下游表面24相对于中心轴线50形成的夹角相同。以这种方式，垫片30的凹形上游表面34匹配地接合或可嵌套地接纳适配器20的凸形下游表面24。换言之，凹形上游表面34基本上平齐紧靠凸形下游表面24。

返回参照图4，垫片30包括多个沿开口32的周边形成的耳片38。耳片38被构造用以适当地定位、定中心、以及至少部分地将垫片30固定在第一管12的端部16 上。在某些实施方式中，开口32具有比端部16的外直径稍大的直径以减轻或排除开口和端部之间的干涉，该干涉可能因第一管12和/或垫片30的制造而产生的制造差异所致。耳片38伸入到开口32中，使得相对的耳片之间的距离小于端部16的外直径。

因此，当被放置成环绕端部16时，耳片38受到端部16的干涉（例如，当被定位成环绕该端部时变形、弯曲、或偏转）。耳片38和端部16之间的干涉力起到如下作用：即使在第一管12和/或垫片中存在制造差异的情况下，也能确保垫片30相对于该端部适当地保持、定位、和定中心（参见图2）。垫片30抵靠第一管12的端部16更具体地第一管的凸出部62并且由此支撑，使得无论是对于水平安装、竖向安装还是其它安装，在接头10的装配期间，该垫片使其本身保持就位。以这种方式，在接头10的装配期间，用户或安装工不必手动地将垫片30保持就位。与如果垫片仅由适配器20支撑和保持相比，使用第一管12的凸出部62以这种方式支撑和保持垫片30提供了更安全可靠的装配。

另外，在某些实施方式中，因为垫片30直接由第一管12支撑，所以该垫片从下游附接表面21到几乎适配器20的外周覆盖该适配器的基本上整个上游表面24。以这种方式，上游表面24没有哪个部分暴露于该扩口端部18。因此，在装配期间或之后，扩口端部18被阻止接触及潜在地损坏适配器20。

垫片30被构造用以在适配器20和第二管14的扩口端部18之间提供密封。在某些实施方式中，垫片30由柔性材料制成，所述柔性材料诸如橡胶、泡沫、硅树脂、聚合物、石墨等。在一些实施方式中，该柔性材料是可变形的、可压缩的、和/或有弹性的。在夹具40被扣紧时，垫片30挤压适配器20和扩口端部18，并且抵靠适配器20和扩口端部18至少部分地变形，从而在适配器和扩口端部之间形成密封或屏障。换言之，垫片30促进消除该垫片、适配器20、和扩口端部18之间的开口。然而，在制造期间所引起的不一致会造成适配器20、垫片30、和/或扩口端部18中的差异，这会导致该垫片和该适配器和/或扩口端部之间更宽的间隙。为此，在某些实施方式中，垫片30可以包括隆起的环状脊部39（例如，突起部），形成在该垫片的下游表面36中（参见例如图2和图4）。环状脊部39被构造用以确保在适配器20或扩口端部不均匀或具有不一致或制造差异的情况下，在垫片30和扩口端部18之间形成密封。在其它实施例中，代替在下游表面36上的隆起的环状脊部39或除此之外，垫片30可以包括在上游表面34上的隆起的环状脊部。

参照图5，第二管14的扩口端部18分别包括上游扩口表面和下游扩口表面70、72以及台阶74。上游扩口表面70是凹面并且下游扩口表面72是凸面。扩口端部18的上游扩口表面70限定了一曲面，该曲面具有与垫片30的凸形下游表面36的半径相对应的半径。换言之，扩口端部18的上游扩口表面70的半径近似等于垫片30的下游表面36，并且该扩口端部的下游扩口表面72的半径近似等于该扩口端部的上游表面的半径加上该扩口端部的厚度。

当被装配好时，扩口端部18的上游扩口表面70匹配地接合或可嵌套地接纳垫片30的凸形下游表面36。因此，凹形上游扩口表面70基本上平齐抵靠凸形下游表面36。在上游扩口表面70由于制造异常或其它原因而不平齐抵靠垫片30的凸形下游表面36的情况下，该垫片的环状脊部39被构造用以确保在垫片30和扩口端部18之间形成密封。

在第二管的外径与第一管的外径相同或类似的情况下，扩口端部18的台阶74便于第二管14与第一管12的联接和错位。换言之，即使第一管和第二管12、14的外径相同，因为台阶74，该第二管仍然能够与该第一管轴向错位且密封到该第一管。一般而言，管的内径与管的外径成正比。换言之，一管的外径越大或越小，那么该管的内径分别越大或越小。因此，因为接头10方便了具有类似外径的管的联接和错位，所以该接头还方便了具有类似内径的管的联接和错位，与不同内径相比，类似内径对应于管中压降的减少。

参照图6，夹具40包括基本上环状的V形卡箍42和张紧带44。V形卡箍42和张紧带44共同地促使扩口端部18抵靠垫片30和适配器20，以及促使该适配器抵靠垫片30。能够通过紧固机构48（参见图1）对张紧带44进行调整以扣紧V形卡箍42抵靠扩口端部18、垫片30、和适配器20，这最终在第一管和第二管12、14之间形成接头。V形卡箍42包括两个成角度的壁45、46，所述每个壁具有内表面和外表面80、82。内表面80中的至少一个并且优选地两个是凹面并且限定具有与下游扩口表面72相同半径的曲面，该半径分别对应于垫片30和适配器20的下游表面36、24的半径。以这种方式，凹形内表面80中的任一个能够匹配地接合或可嵌套地接纳第二管14的凸形下游扩口表面72。换言之，夹具40的凹形内表面80能够基本上平齐抵靠凸形下游扩口表面72。

内表面80中的另一个（即，不与下游扩口表面72匹配地接合的内表面）被构造用以匹配地接合或可嵌套地接纳适配器20的上游表面22。如上所讨论的，适配器20的上游表面22具有比下游表面24稍大的半径。更具体地，在一些实施例中，上游表面22的半径近似等于第二管14的下游扩口表面72的半径。因为V形卡箍42的内表面80可匹配地接合的表面具有相同的半径，所以内表面80也能够具有相同的半径，这允许夹具40是对称的。提供对称的夹具40能够消除通常与如下夹具相关联的安装误差和时间：具有指定的且不同构造的上游侧和下游侧。

如上所讨论的，弯曲的匹配表面的半径彼此对应并且在某些实施例中可以相同。而且，该半径能够是不同的，这基于第一管和第二管12、14的直径。例如，对于具有第一直径（例如，四英寸）的管，适配器20的下游表面24的半径能够具有第一尺寸（例如，90mm）。相反，对于具有第二直径（例如，五英寸）的管，适配器20的下游表面24的半径能够具有不同于该第一尺寸的第二尺寸（例如，110mm）。以这种方式，对于不同规格的管，接头10允许类似的错位能力。

参照图8，接头200图示为类似于接头10，除了适配器210不具有中空内部并且接头200包括环状加强特征或加强圈220、230之外。加强特征220定位成在下游管的扩口端部240和夹具250之间。加强特征220能够具有对应于扩口端部240和夹具250的曲率的曲率。更具体地，该加强特征具有：上游表面，该上游表面的曲率半径与扩口端部240的下游表面的曲率半径相同；以及下游表面，该下游表面的曲率半径与夹具250的上游或内表面的曲率半径相同。在某些实施方式中，加强特征220由刚性材料制成。加强特征230能够被一体化到夹具250中或固定到该夹具的外表面。加强特征220、230对接头200提供补加强度和应力减低。

虽然以上说明书使用了诸如“上游”或“下游”之类的描述性术语，但是这样的描述是相对于接头10在所示的实施例中相对于流经管的流体的特定定向而言的。鉴于本公开，本领域的普通技术人员将意识到，如果接头10的定向或流向是反向的，则这类描述性术语可以颠倒。

在不脱离其精神或基本特性的前提下，本主题可以其它特定形式具体化。所描述的实施例将被视为在所有方面仅仅只是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围是通过所附的权利要求而不是通过前面的描述而指明的。在权利要求的等同的含义和范围内的所有更改将包括在权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于将第一管连接到第二管的法兰接头，包括：

适配器，所述适配器联接到所述第一管，所述适配器包括凸表面；

垫片，所述垫片包括第一凹表面和第二凸表面，所述垫片的所述第一凹表面能与所述适配器的所述凸表面匹配地接合，并且所述第二凸表面能与所述第二管匹配地接合，其中所述垫片被支撑在所述第一管上；以及

夹具，所述夹具包括凹表面，所述凹表面能与所述第二管匹配地接合以将所述垫片固定到所述适配器。

2.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述适配器的所述凸表面包括第一曲率半径，所述垫片的所述第一凹表面包括第二曲率半径，所述垫片的所述第二凸表面包括第三曲率半径，并且所述夹具的所述凹表面包括第四曲率半径，其中所述第一曲率半径等于所述第二曲率半径，所述第一曲率半径和所述第二曲率半径中的每一个均小于所述第三曲率半径，并且所述第三曲率半径小于所述第四曲率半径。

3.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述适配器的所述凸表面包括第一凸表面，所述适配器进一步包括第二凸表面，其中所述夹具的所述凹表面包括第一凹表面，所述夹具进一步包括第二凹表面，并且其中所述夹具的所述第二凹表面能与所述适配器的所述第二凸表面匹配地接合。

4.根据权利要求3所述的法兰接头，其中所述适配器的所述第一凸表面的曲率半径小于所述适配器的所述第二凸表面的曲率半径。

5.根据权利要求3所述的法兰接头，其中所述夹具的所述第一凹表面的曲率半径等于所述夹具的所述第二凹表面的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述夹具在横截面上是对称的。

7.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述垫片包括脊部，所述脊部形成在所述垫片的所述第一凹表面和所述第二凸表面中的至少一个中。

8.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述适配器包括中空内部。

9.根据权利要求8所述的法兰接头，其中所述适配器具有大体上V形的横截面。

10.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述垫片具有限定了中央开口的基本上环形的形状，并且其中所述垫片包括多个耳片，所述多个耳片至少部分地延伸到所述开口中。

11.根据权利要求1所述的法兰接头，其中所述适配器、所述垫片、和所述夹具被构造用以当所述第一管和所述第二管在角度上错位达到预定的角度时，连接所述第一管和所述第二管。

12.根据权利要求11所述的法兰接头，其中所述预定的角度是约2度。

13.一种管组件，包括：

第一管，所述第一管包括第一端部；

第二管，所述第二管包括扩口端部，所述扩口端部具有弯曲壁，所述弯曲壁具有特定的曲率；

适配器，所述适配器联接到所述第一管，所述适配器包括弯曲表面，所述弯曲表面具有与所述特定的曲率相应的曲率；

垫片，所述垫片定位在所述扩口端部的所述弯曲壁和所述适配器的所述弯曲表面之间，所述垫片具有与所述特定的曲率相对应的曲率，其中所述垫片被支撑在所述第一管上；以及

夹具，所述夹具包括弯曲表面，所述弯曲表面具有与所述特定的曲率相对应的曲率，所述夹具能被扣紧以使所述扩口端部的弯曲壁抵靠所述垫片而固定，并且使所述垫片抵靠所述适配器的所述弯曲表面而固定。

14.根据权利要求13所述的管组件，其中所述垫片具有限定了中央开口的基本上环形的形状，所述中央开口比所述第一管的外周稍大，并且其中所述垫片包括至少一组相对的耳片，所述至少一组相对的耳片至少部分地延伸到所述开口中，所述相对的耳片之间的最大距离小于所述第一管的直径。

15.根据权利要求13所述的管组件，其中所述垫片在所述适配器和所述第二管的所述扩口端部之间形成密封，并且其中当所述第一管相对于所述第二管错位时，所述密封被维持。

16.根据权利要求13所述的管组件，其中所述垫片从所述第一管径向向外延伸到所述适配器的近似径向最外周。

17.根据权利要求13所述的管组件，进一步包括环状加强圈，所述加强圈定位在所述第二管的所述扩口端部和所述夹具之间。

18.根据权利要求13所述的管组件，进一步包括环状加强圈，所述加强圈联接到所述夹具的外表面。

19.根据权利要求13所述的管组件，其中所述适配器形成在所述第一管的壁中。

20.一种球形接头组件，包括：

第一管的第一端部，所述第一端部具有非扩口端；

第二管的第二端部，所述第二端部包括扩口端，所述扩口端具有：内表面，所述内表面具有第一曲率半径；以及外表面，所述外表面具有第二曲率半径，并且所述第二端部进一步包括毗邻所述扩口端的台阶；

适配器，所述适配器联接到所述第一端部，所述适配器包括：第一弯曲表面，所述第一弯曲表面具有第三曲率半径；以及第二弯曲表面，所述第二弯曲表面具有不同于所述第三曲率半径的第四曲率半径；

垫片，所述垫片定位在所述第二端部的所述扩口端和所述适配器的所述第一弯曲表面之间，所述垫片由所述第一管的所述第一端部支撑，所述垫片具有：内表面，所述内表面具有所述第三曲率半径；以及外表面，所述外表面具有所述第一曲率半径，所述内表面与所述适配器的所述第一弯曲表面匹配并且所述外表面与所述扩口端部的所述内表面匹配，其中所述垫片进一步包括隆起的脊部，所述脊部密封地接合所述第二端部的所述扩口端；以及

夹具，所述夹具包括对称的V形卡箍，所述V形卡箍具有第一弯曲表面和第二弯曲表面，所述第一弯曲表面具有所述第二曲率半径并且所述第二弯曲表面具有所述第四曲率半径，并且其中所述V形卡箍的所述第一弯曲表面与所述扩口端部的所述外表面匹配，并且所述V形卡箍的所述第二弯曲表面与所述适配器的所述第二弯曲表面匹配。

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