CN104321565A - 用于高压接头的复合滑动垫圈 - Google Patents

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Abstract

一种用于高压管的接头的滑动复合垫圈(7)，其基本上由橡胶部分(9)和具有凸缘功能的刚性环(8)形成，所述刚性环(8)设计成通过外部管或孔(5)将所述垫圈(7)本身从倚靠位置或座(10)拉向工作位置或座(11)，所述外部管或孔(5)轴向配装在内部管或倒钩配件(4)上。由于预布置在所述倚靠座(10)与所述工作座(11)之间的特意设置的所述倒钩配件(4)上的圆锥形区域(12)的存在而实现垫圈(7)的橡胶部分(9)的压缩，这保证流体密封性。所述垫圈(7)基本上由固定地联接到由塑料或金属或某些其它合适材料的刚性材料制成的同轴凸缘(8)的橡胶环(9)组成，所述垫圈(7)设计成以具有游隙的方式密封所述中空轴或内部管(4)与加压流体可在其中流动的所述孔(5)之间的联接。

Description

用于高压接头的复合滑动垫圈
本发明涉及用于高压管的垫圈部分，且具体是关于一种新型滑动垫圈。
根据当前已知技术，中空轴与孔之间联接的密封通常由容纳于形成在轴的外表面上环形槽内的圆环状橡胶垫圈来确保。在组装之前，橡胶圆环体的截面从容纳其的槽突出。
组装期间，垫圈的横截面被压入在槽内，从而能够进行密封。由于形成在孔缘边上的倒角而产生垫圈的压缩。该压缩应力取决于倒角的角度：倒角的角度越小，压缩应力越低。出于技术原因，倒角的角度不能小于30°。
还应当指出，如果该孔属于需要切割成一定尺寸的管，则孔在切割操作期间形成椭圆形，并且该倒角必须在切割之后、组装之前的时间形成。为此目的，必须使用由用以校准该椭圆形孔的膨胀器插塞和用以制造倒角的磨机形成的工具。通常出现这样的情况，该操作被较差地执行或者甚至被省略。在这些情况下，垫圈上的压缩载荷变得非常高，该孔的锐边会损坏垫圈或使其从座置位退出，且该轴的与椭圆形孔干涉的表面会损坏孔的内表面，从而会损坏接头的流体密封。
现有技术中已知旨在减少这些问题的某些方案。
关于复合垫圈的专利EP0854997B1消除了对轴上的座置位的需求：组装期间在轴与孔之间没有金属接触。但该方案增加插入载荷，需要熟练地进行孔缘边上的倒角，且在拆卸的情况下，垫圈往往保持在孔内，从而对于拔出垫圈造成一系列其它问题。
专利EP1983245A1涉及消除孔与垫圈之间干涉的轴的特定轮廓，但需要孔的内表面在组装之后变形以径向压缩该垫圈。该方案解决大部分问题但仅限于该管的孔会容易变形的情况。此外，管的变形(挤压)过程是需要特定设备的复杂操作。
本发明的主要目的是克服上述问题，以消除轴与孔之间组装之后垫圈故障的各种情况，以及消除对校准、倒角和挤压工具的需要。
以上目的是能够正确且安全地组装，而不需要特定设备，并且通常减小到技术上可能的最小组装载荷，此外在完成组装时能够方便视觉观察垫圈的正确定位。
根据本发明通过提供基本上由橡胶部和刚性环(例如由塑料、金属等制成)--具有凸缘功能--形成的复合垫圈而实现上述目的，刚性环设计成通过轴向配装在内部管或倒钩配件上的外部管或孔而将垫圈本身从倚靠位置拉到工作位置。由于在倒钩配件上存在特意设置的圆锥区域，从而确保流体紧密性的垫圈压缩操作得以进行。
从随后的说明书并参照附图将得到本发明的更好理解，附图仅以非限制实例示出某些较佳实施例。
在附图中：
图1是基于本发明的发明构思的示意图：顶部示出处于压缩构造以确保密封的垫圈，而在底部中所述垫圈处于联接之前的倚靠位置；
图2A是具有锁定衬套的推配型联接的接头的第一实施例的轴向剖视图；
图2B是对应于前述实施例的三维图；
图3A示出对应于图2B的某些结构细节；
图3B是图2A的推配接头的总体侧视图；
图4类似于前一实施例，涉及图2A的变型；
图5类似于图2A，涉及具有带螺纹衬套的、具有滑动垫圈的机械连接件的变型；
图6-图9是顺次示出本发明的第二实施例的联接步骤的轴向剖视图，其中接头的固定是压配型的；
图10是图9的压配接头的总体侧视图；
图11是根据本发明的滑动垫圈的三维图；
图12和13是两个三维图，分别是本发明第三实施例的轴向剖视图和总体视图，该实施例涉及倒钩配件联接到壁内而非管内形成的孔的情况；以及
图14和15分别是图12和13的第三实施例的正视图和轴向剖视图。
根据本发明，提供复合垫圈7，该复合垫圈7基本上由橡胶环9构成，橡胶环9牢固地联接到由刚性材料(塑料或金属或某些其它合适材料)形成的凸缘8，所述垫圈设计成以具有游隙的方式密封中空轴4与孔5之间的联接，在孔5内有加压流体流动。
在所描述的本发明的第一实施例中(图2A-图3B)，垫圈7设计成容纳在周向座10内，该周向座10形成在中空轴或倒钩配件4的外表面上，该周向座10在下文中也称为“倚靠座10”，使得定位在所述座10内的橡胶圈9的外径小于或等于轴4本身的直径并小于孔5的直径。
根据本发明的特定特征，倚靠座10通过圆锥斜面12辐延(radiused)到轴4的另一部分，该另一部分称为垫圈7的“工作座11”。工作座11的直径大于倚靠座10的直径并小于轴4本身的直径。
对于所述内容，在将轴4沿轴向插入孔5的期间，孔5的边缘与凸缘8接合，从而将垫圈7沿圆锥斜面12从倚靠座10移位到工作座11。橡胶环9在孔5的内表面与轴4的外表面之间逐渐被压缩，直到在工作座11内最大被压缩，因此确保压力紧密性。
在所述构造中，轴4和孔5借助于已知机械装置或系统固定在一起。
在所示示例中，待插入孔5内的轴4的端部设想具有特定功能的另一部分：校准座SC。这此校准座SC是具有适当斜度的截锥形区域，其适于恢复切成一定尺寸的管5的孔的圆度，其中切割截面呈椭圆形。
继续参照图2A，校准座SC借助于肩部13连结到相邻倚靠座11，倚靠座11上倚靠有橡胶环9的边缘以防止垫圈7与倒钩配件4意外分开。
根据本发明，设想到一旦形成该联接，凸缘8的前表面就设定成以径向展开的方式承载特意设置的肩部14，所述肩部14沿垂直于工作座11端部的方向伸出。
根据本发明，在孔5形成在外部管内的情况下，为了在各部件联接之后将各部件轴向固定以获得接头，提供成形套管15，该成形套管15在面向倒钩配件4根部的一侧上设有固定区域，而在相对侧上设有圆锥座，具有内部齿16的圆锥环27在该圆锥座内滑动，内部齿16设计成抓持在前述外部管5的外表面上以防止各部件脱开联接以及随后推配型接头1a的打开。在所述本发明的第一实施例中，成形套管15的所述固定区域设计成通过咬接(clinching)C(图2A-图3B)固定，而在所述第一实施例的变型中，所述固定区域设有螺纹F(图4和5)。
本发明的另一特别特征在于所述成形套管15较佳地设有一个或多个通孔19，通孔19沿圆周均匀分布并适当地定位成当形成接头时，能够确认垫圈7相对于倒钩配件4和管5的适当定位：如果接头正确形成，从孔19可见刚性环螺母8的一部分和外部管5的侧表面的一部分(图3B)。
图6-图10所示本发明的第二实施例涉及压配型接头1b，该压配型接头1b尽管设想了管或中空轴4沿轴向插入孔5内，但与前述情况的区别在于，作为上述成形套管15的替代，提供外部管状套筒17，该外部管状套筒17设计成在通过已述轴向联接过程形成密封接头之后以已知方式经受塑性变形，以将管5的特意设置的内部环形区域径向压靠特意设置在校准座SC的外表面上的、邻近肩部13的夹持齿18。
还在该情况下，较佳地设置已经描述的一个或多个通孔19。
从已经描述的内容，显然的是，本发明能够使高压接头方便且安全的组装，而无需用于制备接头的特定设备，且可方便检查该接头。
该垫圈尤其适用于推入配合或压阻配合型的中空轴和孔之间的那些连接。这些接头能够仅通过手动压力来连结各管。如已经提到的，该接头的机械阻力通过扣持管5的外表面的可变形锯齿环来确保。在这些特定接头中，组装期间必须压缩垫圈并使密封环变形。由此，迄今已知的各方案中的组装载荷会变得尤其高，有损这些结构能够有的实用性优点。根据本发明，具有需要最小压缩载荷的可用的垫圈7成为决定性因素。
有利地，根据本发明的滑动垫圈7是通用的，可用于设有凸缘和螺纹环形螺母的密封连接，并可用于压配连接和推配连接。
由于本发明的特定构造，提供密封接头所必需的设备是最少的。除了用于切割待切割成一定尺寸的管5的工具，仅需有机械连接的特定系统所规定的可用部件。
对于所述内容，本发明有利地根本上消除了将管5安装在倒钩配件4上期间垫圈从其自身座置位退出的问题。
另一优点在于管的组装力显著减小。
又一优点在于其不需要对管的端部进行诸如校准和除毛刺等机加工操作。
另一优点在于，如果该管的端部过度呈椭圆形，则不能进行组装，因此确保“傻瓜式”效果。
此外，能够方便观察垫圈和管的正确组装。
最后，值得注意的是本发明可应用于推配型接头1a(手动轴向组装)和压配型接头1b(径向挤压)。
图12-14所示本发明的第三实施例涉及推配连接与在壁内而不是管内形成孔5的结构构造相关的情形。
在该情况下，倒钩配件4相对于前部固定元件28固定，前部固定元件28设计成以已知方式约束到具有孔5的壁。

Claims (9)

1.一种滑动复合垫圈(7)，用于高压管的接头，其特征在于，所述垫圈基本上由橡胶部分(9)和具有凸缘功能的刚性环(8)形成，所述刚性环(8)设计成通过轴向配装在内部管或倒钩配件(4)上的外部管或孔(5)将所述垫圈(7)本身从倚靠位置或座(10)拉向工作位置或座(11)，使得由于特意设置在所述倚靠座(10)与所述工作座(11)之间所述倒钩配件(4)上的圆锥形区域(12)的存在而实现所述垫圈(7)的所述橡胶部分(9)的压缩，这保证流体密封性，其中：
-所述橡胶部分基本上由橡胶环(9)构成，所述橡胶环(9)固定地联接到由塑料或金属或某些其它合适材料的刚性材料制成的同轴凸缘(8)，所述垫圈(7)设计成以具有游隙的方式密封所述中空轴或内部管(4)与加压流体能在其中流动的所述孔(5)之间的联接；
-所述垫圈(7)设计成容纳在位于周向上并形成在所述倒钩配件(4)的外表面上的所述倚靠座(10)内，使得定位在所述座(10)内所述橡胶环(9)的外径小于或等于所述倒钩配件(4)本身的直径并小于所述孔(5)的直径；
-所述倚靠座(10)经由圆锥斜面(12)辐延到设置在所述轴(4)的另一部分内的、所述垫圈(7)的所述工作座(11)；其中所述工作座(11)的直径大于所述倚靠座(10)的直径并小于所述轴(4)本身的直径；
-在所述轴(4)沿轴向插入所述孔(5)期间，所述孔(5)的边缘设置成与所述凸缘(8)接合，从而将所述垫圈(7)沿所述圆锥斜面(12)从所述倚靠座(10)轴向移位到所述工作座(11)；由此实现所述橡胶环(9)在所述孔(5)的内表面与所述轴(4)的外表面之间的逐渐压缩直至在所述工作座(11)内的最大压缩，因此确保压力密封。
2.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，所述轴(4)的待插入所述孔(5)的端部设想为用作校准座(SC)的另一部分，所述校准座由具有适当斜度的截锥形区域构成，适于恢复切割成一定尺寸的管的孔的圆度，其中切割截面呈椭圆形。
3.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，所述校准座(SC)经由肩部(13)连结到相邻倚靠座(10)，所述肩部(13)上倚靠有橡胶环(9)的边缘以防止所述垫圈(7)与所述倒钩配件(4)意外分开。
4.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，一旦形成联接，所述凸缘(8)的前表面就设定成以径向展开的方式承载特意设置的肩部(14)，所述肩部(14)沿垂直于所述工作座(11)端部的方向伸出。
5.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，在所述孔(5)形成在外部管内的情况下，为了在各部件联接之后将各部件轴向固定以得到接头，成形套管(15)被提供，所述成形套管(15)在面向所述倒钩配件(4)根部的一侧上设有固定区域，而在相对侧上设有圆锥座，具有内部齿(16)的圆锥环(27)在所述圆锥座内滑动，所述内部齿(16)设计成抓持在前述外部管(5)的外表面上以防止各部件脱开联接和随后推配型接头(1a)的打开；所述固定区域借助于特意设置的咬接(C)或螺纹(F)被轴向约束于所述倒钩配件(4)。
6.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，所述成形套管(15)设有一个或多个通孔(19)，所述通孔(19)沿圆周均匀分布并适当定位成使得当适当形成接头时，从每个孔(19)能够看见所述刚性环螺母(8)的仅一部分和所述外部管(5)的侧表面的一部分。
7.如权利要求4所述的垫圈(7)，其特征在于，在所述孔(5)形成在外部管内的情况下，为了在各部件联接之后将各部件轴向固定以得到接头，外部管状套管(17)被提供，所述外部管状套管(17)在获得所述密封接头之后设计成以已知方式塑性变形以将所述管(5)的适当内部环形区域压靠特意设置在所述校准座(SC)的外表面上的、邻近所述肩部(13)的夹持齿(18)。
8.如前述权利要求所述的垫圈(7)，其特征在于，所述外部套管(17)设有一个或多个通孔(19)，所述通孔(19)沿圆周均匀分布并适当定位成使得当适当形成接头时，从每个孔(19)能够看见所述刚性环螺母(8)的仅一部分和所述外部管(5)的侧表面的一部分。
9.一种用于高压管的接头，其特征在于，所述接头组合地包括设计成轴向配装在内部管或倒钩配件(4)上的外部管或孔(5)和根据前述实施例设于所述内部管或倒钩配件(4)和所述外部管或孔(5)之间的复合滑动垫圈(7)。
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