CN104620033B - 压配合件和具有这种压配合件的接头组件 - Google Patents

压配合件和具有这种压配合件的接头组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压配合件(1)，其包括在一端处限定用于管(5)的一端插入的插口(10,10′,10″,10′′′)、位于插口(10,10′,10″,10′′′)内的密封环(20,20′)和位于插口(10,10′,10″,10′′′)内并在管(5)插入方向上布置在密封环(20,20′)的前部的夹持环(30,30′)，其中夹持环(30,30″)设置至少两个弱化特征，特别是缺口(31‑31′′′,32)的形式，在插口(10,10′,10″,10′′′)上施加加压作用时弱化特征通过变形夹持环(30,30″)来减小尺寸，使得夹持环(30,30″)的内直径D2减小；本发明还涉及包括具有插入其中的管的压配合件的接头组件。

Description

压配合件和具有这种压配合件的接头组件
技术领域
本发明涉及一种压配合件，其包括在一端处限定用于管的一端插入的开口的插口、位于插口内的密封环以及位于插口内并在管的插入方向上布置在密封环前部的夹持环；并涉及一种包括具有插入其中的管的压配合件的接头组件。
背景技术
EP 1 756 462Bl公开一种管配合件，其用于联接金属管并包括具有位于其中的夹持环的壳体、在管插入方向上位于夹持环下游的管支承装置、位于管支承装置下游的密封装置以及限制密封装置在所述管插入方向上的运动的装置，其中管支承装置以及限制装置与壳体一体地形成。
压配合件从EP 1 593 899Bl已知，其中除了夹持环和密封环之外，插口还容纳间隔件或分离环。
已知压配合件的缺陷在于需要间隔件。
US5108134公开一种通用压配合件，其利用金属橄榄体作为夹持环，夹持环设置一系列V形切口。
发明内容
本发明的目的在于进一步开发已知压配合件以便通过省略间隔件来节省成本。
此目的通过本发明的特征得以实现。
用于本发明的夹持环设置至少两个弱化特征，特别是缺口形式，在插口上施加加压作用时弱化特征通过变形夹持环来减小尺寸，使得夹持环的内直径减小。
弱化特征、特别是成对的两个相对弱化特征围绕夹持环的内直径和/或在其他实施方式中也围绕外直径等间距地延伸。另外，弱化特征大致轴向延伸。
夹持环的内直径被选择成在施加加压作用以减小弱化特征的尺寸之前大于管的外直径。
通过本发明，推荐的是弱化特征包括在施加加压作用时至少部分闭合的缺口。
本发明还要求围绕内直径的夹持环的弱化特征在其管面向侧以斜切角度设置，斜切角度A1优选为至多45°。
通过本发明，同样要求的是夹持环的夹持边缘通过夹持环的围绕夹持环的内直径D2的齿提供，并且每个齿限定在围绕夹持环的内直径D2设置的两个相邻弱化特征之间，其中每个夹持边缘的夹持角度A2优选为大于45°。
通过本发明，推荐的是夹持环与密封环一起布置在插口的凹口内，或者与用于密封环的插口的凹口分开地布置在插口的凹口内，或者与密封环的凹口分开地布置在插口的宽嘴部内。
根据本发明，优选的是夹持环和密封环彼此相邻地布置在相同凹口内，其中夹持环的面面向密封环，在凹口内相对于插口的内表面以90°±10°、优选为大致90°的邻靠角度A3形成密封环邻靠。
同样推荐的是密封环布置在由凹口和夹持环限定的空腔内。
本发明的实施方式的特征可以在于夹持环设置至少一个突出部以便接合插口内的凹槽，和/或夹持环设置缝隙。
优选的是本发明的密封环具有被选择成大于凹口的内直径的外直径和/或被选择成小于管的外直径的内直径。
本发明的进一步实施方式的特征在于密封环具有面向凹口并由大致矩形横截面限定的第一面，优选具有平滑边缘，和/或密封环具有面向管并由大致三角形横截面限定的第二面，具有平滑边缘和/或形成突出部，和/或密封环的横截面对称于垂直于其轴线的平面。
通过本发明，还提供一种接头组件，其具有根据本发明的压配合件和插入压配合件的管。
附图说明
现在参考附图，将通过例子描述本发明，附图中：
图1是本发明的压配合件的纵向横截面图；
图2是图1所示的夹持环的透视图；
图3a、4a和5a示出本发明的压配合件中使用的夹持环的不同弱化特征的前立视图；
图3b、4b和5b分别示出图3a、4a和5a的弱化特征的立体细节；
图6a是图2的夹持环的前立视图；
图6b示出经过图6a的A-A的投射截面；
图7是圆形C区域中的图6b的放大视图；
图8a示出施加压力之前图2的夹持环的两个相对缺口；
图8b示出在形成本发明的紧接头组件时施加压力之后图8a的两个缺口；
图9是图1的局部视图；
图10a是图1所示的密封环的前立视图；
图10b示出经过图10a的A-A的投射截面；
图11是图10a和10b的密封环的横截面图；以及
图12-15是本发明的不同接头布置的局部横截面。
具体实施方式
图1示出经过施加加压作用之前的本发明的压配合件1的横截面。压配合件1包括插口10，其被设计成接收管(未示出)，并随后通过加压工具(未示出)进行径向缩小以提供与具有密封环20以及布置在插口10和管之间的夹持环30的所述管的气密/液密接头。
插口10(优选为已知结构的金属插口10)可以结合到配合件内，以提供管的方向变化、直径减小，或者结合到螺纹连接。它设置用于停止管的引入的台阶11、有助于管引入的锥形12(其在施加加压作用以闭合接头组件时将至少部分减小)以及用于在管插入方向上首先容纳夹持环30以及夹持环30之后的密封环20的凹口13，其中位于其开放嘴部处的插口10的凸缘14在凹口13内固定夹持环30以及密封环20。
不需要已知技术中采用的间隔件。省略间隔件的技术原因的说明随后描述。新颖的是插口10和这种类型的配合件的管之间只使用两个部件。
夹持环30更清楚地在图2中示出。多个预制弱化区段(以优选等距间隔开的缺口31、32形式提供)围绕夹持环30的直径延伸，并设置成减小使接头组件的直径减小的加压作用期间所需的力。在加压夹持环30期间，缺口31、32变形，允许直径减小。这种直径减小导致夹持环30的内边缘与插入管接合。该设计保持管和围绕其直径的夹持边缘之间接合的均匀分布。
图2的所示型式示出弱化区段的具体形式。可以具有不同程度有效的其他变型。这些形式的使用以提供直径的有效减小而不使用超过容易得到的加压工具的能力的力是本发明的原理。
缺口31-31”'的变型在图3a、4a、5a以及图3b、4b和5b中的其相关立体细节中示出。在这些例子中，没有特别具体形状的缺口用来在夹持环30中生成弱化点。在图3a、4a和5a的例子中，缺口31'、31”和31”'示出位于夹持环30的一个边缘上。缺口也可以通过相对成对设置或如图2所示布置。
针对其硬度质量和耐腐蚀性选择的夹持环30的材料是不锈钢，尽管可以使用具有固有或经由涂层添加的适当硬度和耐腐蚀性的其他材料。材料硬度的关键性在于提供夹持边缘足够穿透到插入管内，并且同时在由于完成的接头加压而施加拉伸力时提供抵抗边缘变形的能力。
还可以设想到这种构造可以在围绕夹持环30的直径的选择点处分开并始终有效操作。
现在参考图6a-8b进一步详细描述夹持机构:
图6a是图2的夹持环30的前立视图，并且图6b示出经过图6a的A-A的投射截面。夹持环30被如下设计：
D1和D2分别是夹持环30的外直径和内直径。D1被选择成配合在插口凹口13内，而D2被选择成在施加加压作用之后小于进入管的外直径，以确保紧密的接头，如随后描述。
L1是管插入方向上的夹持环30的长度，并被选择成足够长，以便在拉伸力施加到接头组件时防止区段转动。
A1是设置成在加压期间减小与管的周向接合并因此减小所需力的斜切角度。斜切角度可以是大约20°并应该不超过45°。
图6b中的矩形B显示经过夹持环30的主要部分的截面，并示出接头组件中的面向管的夹持边缘或齿33。齿33在图7中放大示出其夹持角度A2。夹持角度A2已经证明有利地大于45°。在45°或更小，内部夹持边缘会在施加通过预定测试压力引起的拉伸力时扭曲以造成接头失效。当然如果使用较硬材料，可以使用较小角度A2，但是会造成较大成本。同样在遇到较小拉伸力的情况下，减小了内角A2的较大度数的必要性。
夹持环设置靠近密封环20的面35，如图5最佳示出。此面35与凹口13一起限定用于将密封环20保持就位的空腔。为了避免密封环材料迁徙到空腔外部，特别是在夹持环30的区域内，面35大致径向延伸，在附图中在竖直方向上。因此，面35相对于凹口13以大致90°的角度A3形成邻靠面。
图6b中的圆形C显示缺口31和32形式的弱化区段。
L是夹持环30的夹持或密封侧上的相邻齿33之间的间隙。
限定夹持环30的相对缺口31和32并在图8a中示出的长度L5-L9促使夹持环直径的塌缩。一个缺口31具有径向长度L7和轴向长度L8，并且另一缺口31具有径向长度L5和轴向长度L6，其中两个缺口在轴向上间隔开长度L9。在加压操作期间，施加在接头组件上的力造成缺口31和32塌缩，以采取图8b所示的形式，其中轴向长度L10和L11分别小于L8和L6。长度L6(L8)减小到较小值L11(L10)也有利于防止密封装置经过任何间隙L的任何可能的高压力挤压。
齿33的内部夹持边缘和面向插口10的夹持环30的外边缘的径向对准在扭曲期间得以保持。这有利于管的密封和接合。其中密封需要操作的空间不被侵占，并且齿33的径向对准的保持提供一致的力，以便在压力引起的拉伸下保持管。
接着，参考图9-11描述本发明的密封环20的特殊设计。
O型圈的使用在压配合件中是已知的。但是具有大致矩形凹口13的插口形状不能理想地适用于这种O型圈。虽然图9所示的凹口13的径向内部长度L12被选择成提供密封环的理想压缩，但如果使用具有等同于(或大于)L14的直径的O型圈，其中L14>L12，不足以防止管插入期间O型圈移位的可能性。这在过去需要开发和包含特殊间隔部件来防止O型圈移位。
为了密封件正确操作，凹口13的横截面面积必须至少提供密封环20的等同面积，并且必须考虑到夹持环30在未加压结合条件下具有一些受限制的线性运动，并因此会运动到如下位置，如果采用O型圈，所需横截面面积被侵占。之前设计通过特殊间隔件来解决此问题。
图9的布置省略了这种间隔件的需要。
管直径减小形式的局部扭曲可刚好出现在夹持边缘附近。在使用O型圈的情况下，O型圈会在加压之前迁徙，或者在加压之后经由压力引起运动迁徙到与夹持边缘邻近的减小管区域。这会经由内部介质泄漏造成接头失效。采用本发明的密封形状，可以避免这种情况。
根据本发明采用并如图10a-11最佳示出的密封环20的形状自动调节以便在加压之后提供用于密封操作的足够区域，并如下设计：
密封环20具有被选择成在所有误差情况下大于凹口13的内直径的外直径D3。这确保提供向外径向力，迫使密封环20保持就位。密封环20的内直径D4取决于D3和L14，但在所有情况下小于管外直径。
密封环20具有两个不同面，面向凹口13的第一面21和面向管的第二面22。面21通过具有平滑边缘的大致矩形横截面限定，见图11中的长度L15和L16以及半径R1和R2，以便配合在凹口13内。面22被选择成帮助防止密封移位，并具有包括平滑边缘的大致三角形横截面，见图11中的半径R2和R3，形成具有长度L14和L15的突出部。如果管在插入时相对于插口10的主要轴线以一角度插入，管边缘接触面22的效果使密封环20径向向外压迫，因此防止密封移位。在这种情况下，密封环20是对称的，以防止意外的错误组装而失去这种便利。
图9中的长度L13或图11中的L16限定密封环20或其第一面21的宽度，并选择成在夹持环30的齿33或其夹持边缘和凹口13内的密封环20或其中心半径R3之间提供足够距离。
另外，与使用O型圈的情况相比，以上描述的密封件的形状为管提供更大密封，并为插口接触区域提供更大密封。这提供了更加安全的密封措施。在并行操作条件中，密封件可提供更长寿命，因为采用了更大密封区域。特别是在更换成本显著高于小直径配合件的较大尺寸配合件中，这是显著的优点。
图12-15示出具有插入管5的本发明的接头组件。图12示出图1的压配合件的使用。在接头组件中，图13示出在具有两个凹口13a和13b的不同插口构造中使用图2所示的形式的夹持环30，并利用公共O型圈20'。图14示出通过添加向外升高部分或突出部34'而不同于图2的夹持环30'的使用，以便接合在插口10”的内部周向凹槽15”内，以提供接合和定位。由于弱化特征，夹持环的固有弹簧可以在组装期间被压迫到此位置。插口10”不需要凸缘。图15示出在具有用于O型圈20'的凹口13”'和开放嘴部16”'但没有凸缘的不同加压插口轮廓内使用图14的类似夹持环30'。
说明书和附图中公开的特征可以单独或以组合形式对于本发明、对于不同具体实施方式的本发明来说是重要的。
附图标记列表
1 压配合件
5 管
10,10',10”,10”' 插口
11 台阶
12 锥形
13,13a,13b,13”,13”' 凹口
14 凸缘
15”,15”' 凹槽
16”' 嘴部
20,20' 密封环
21 第一面
22 第二面
30,30' 夹持环
31,31',31”,31”' 缺口
32 缺口
33 齿
34' 突出部
35 面
Al,A2,A3 角度
D1-D4 直径
L1-L16 长度
L 间隙
R1-R3 半径

Claims (11)

1.一种压配合件(1)，包括：
插口(10,10′,10″,10″′)，其在一端限定用于管(5)的一端插入的开口；
密封环(20,20′)，其位于插口(10,10′,10″,10″′)内；以及
夹持环(30,30′)，位于插口(10,10′,10″,10″′)内并在管(5)插入方向上布置在密封环(20,20′)的前部；
其中夹持环(30,30′)设置至少两个弱化特征(31-31″′,32)，在插口(10,10′,10″,10″′)上施加加压作用时弱化特征通过变形夹持环(30,30′)来减小尺寸，使得夹持环(30,30′)的内直径D2减小，
其特征在于，夹持环(30,30′)的弱化特征(31-31″′,32)大致轴向延伸并围绕内直径D2等间距隔开，并在其管面向侧以斜切角度A1设置，其中斜切角度A1为至多45°，以及
内直径D2被选择成在施加加压作用以减小弱化特征(31-31″′,32)的尺寸之前大于管(5)的外直径。
2.根据权利要求1所述的压配合件，其中：
弱化特征(31-31″′,32)围绕夹持环(30,30′)的外直径D1等间距地延伸。
3.根据权利要求1所述的压配合件，其中：
弱化特征(31-31″′,32)包括在施加加压作用时至少部分闭合的缺口。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的压配合件，其中：
夹持环(30,30′)的夹持边缘通过围绕夹持环(30,30′)的内直径D2的齿(33)提供，并且每个齿(33)限定在围绕夹持环(30,30′)的内直径D2设置的两个相邻弱化特征(31-31″′)之间，其中每个夹持边缘的夹持角度A2为大于45°。
5.根据权利要求1所述的压配合件，其中：
夹持环(30,30′)与密封环(20,20′)一起布置在插口(10,10″)的凹口(13,13″)内，或者与用于密封环(20′)的插口(10′)的凹口(13a)分开地布置在插口(10′)的凹口(13b)内，或者与密封环(20′)的凹口(13″′)分开地布置在插口(10″′)的宽嘴部(16″′)内。
6.根据权利要求5所述的压配合件，其中：
夹持环(30,30′)和密封环(20)彼此相邻地布置在相同凹口(13,13″)内，其中夹持环(30,30′)的面(35)面向密封环(20)，在凹口(13,13″)内相对于插口(10,10″)的内表面以90°±10°的邻靠角度A3形成密封环邻靠。
7.根据权利要求6所述的压配合件，其中：
密封环(20)布置在由凹口(13,13″)和夹持环(30,30′)限定的空腔内。
8.根据权利要求1所述的压配合件，其中：
夹持环(30′)设置至少一个突出部(34′)以便接合插口(10″,10″′)内的凹槽(15″,15″′)，和/或
夹持环设置缝隙。
9.根据权利要求5-8中的任一项所述的压配合件，其中：
密封环(20)具有被选择成大于凹口(13)的内直径的外直径D3和/或被选择成大于管(5)的外直径的内直径D4。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的压配合件，其中：
密封环(20)具有面向凹口(13)并由大致矩形横截面限定的第一面(21)，具有平滑边缘，和/或
密封环(20)具有面向管(5)并由大致三角形横截面限定的第二面(22)，具有平滑边缘和/或形成突出部，和/或
密封环(20)的横截面对称于垂直于其轴线的平面。
11.一种接头组件，其具有根据权利要求1-10中的任一项所述的压配合件(1)和插入压配合件(1)的管(5)。
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