CN105593590A - 管联接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管联接装置(100)，其包括：管状壳体(102)，该管状壳体(102)在第一自由端与第二自由端之间具有纵向间隙；张紧系统，其包括：第一枢转构件(106)；第二枢转构件(108)，该第二枢转构件具有位于第二枢转构件的远端处的突出部；桥接板(114)，该桥接板位于壳体内用于横跨管状壳体的第一自由端与第二自由端之间的纵向间隙；至少一个紧固件(110)；以及用于沿径向限制第二枢转构件相对于第一枢转构件突出的装置。当拧紧紧固件时，第一枢转构件和第二枢转构件绕突出部枢转，使得第一枢转构件和第二枢转构件的每个近端被拉在一起以既使壳体围绕管的外表面上紧又对桥接板施加径向力。

Description

管联接装置

本发明涉及管联接装置，具体地，本发明涉及具有张紧系统的管联接装置，其中，张紧系统用于对管施加径向力并且用于使联接装置围绕管的外表面上紧。

已知多种用于将两个管端以流体密封的方式连接在一起的管联接装置。为了使联接装置能够用于尺寸略微过小的管和尺寸略微过大的管，管联接装置的壳体的自由端之间需具有纵向间隙。

用于将两个平端管以流体密封的方式连接在一起的管联接装置的一个已知的示例包括形成有纵向间隙的管状壳体、布置在壳体内由弹性柔性材料制成的通常由橡胶或合成橡胶制成的密封垫、以及张紧装置，其中，张紧装置用于减小纵向间隙的宽度以便使壳体围绕垫上紧。在使用时，密封垫被围绕相邻的管端安置，并且张紧装置被拧紧以便抵靠管端的外表面夹持垫以形成流体密封式密封。

在使用时，管线中的流体压力会使壳体变形，特别地，管线中的流体压力会使壳体在位于纵向间隙的两侧的自由端的区域中变形。壳体的变形会使作用在位于自由端的区域中的垫上的力减小。作用于垫上的力的减小会使对管联接装置的最大额定流体压力降低。为了抵消壳体的变形以及因而所产生的作用于密封垫上的力的减小，在已知的管联接装置中，使用了额外的加固材料、额外的焊接以及大且相对较重的耳轴杆机构。

因此，所期望的是提供对壳体的自由端的区域中的变形的抵抗力有所提高并且因而对流体压力的抵抗力有所提高的一种新颖的管联接装置。特别所期望的是提供与具有等同流体压力定额的管联接装置相比更轻、更小并且制造成本更便宜的这样的一种管联接装置。

根据本发明，提供了一种管联接装置，该管联接装置包括管状壳体和张紧系统，其中，管状壳体用于围绕管配装，管状壳体在第一自由端与第二自由端之间具有纵向间隙，张紧系统用于使壳体围绕管的外表面上紧，张紧系统包括：第一枢转构件，该第一枢转构件从管状壳体的第一自由端沿径向延伸；第二枢转构件，该第二枢转构件从管状壳体的第二自由端沿径向延伸，该第二枢转构件具有位于该第二枢转构件的远端处并且朝向第一枢转构件延伸的突出部；桥接板，该桥接板位于所述壳体内，该桥接板用于横跨管状壳体的第一自由端与第二自由端之间的纵向间隙；至少一个紧固件；以及用于沿径向限制第二枢转构件相对于第一枢转构件突出的装置。当拧紧所述紧固件或每个紧固件时，第一枢转构件和第二枢转构件绕所述突出部枢转，并且第一枢转构件和第二枢转构件分别绕管状壳体的第一自由端和管状壳体的第二自由端弹性地弯曲，使得第一枢转构件和第二枢转构件的每个近端被拉在一起以既使壳体围绕管的外表面上紧又对桥接板施加径向力。

通过提供这样的一对枢转构件，由紧固件施加于张紧系统的力能够被转变成用以使壳体围绕管的外表面上紧的周向力，并且能够被转变成在纵向间隙的区域中作用于桥接板的径向力。通过使枢转构件绕壳体的自由端弹性地弯曲离开彼此，作用于壳体的合力是向内的径向力，该向内的径向力转而又作用于桥接板。因此桥接板在纵向间隙的区域中施加向内的径向力，从而提高对管中的流体压力的抵抗力。

因而，与已知的管联接装置相比，这种张紧系统能够提供管联接装置的复杂度、尺寸和重量的减小。此外，张紧系统的简单性使得管联接装置比等效的管联接装置能够被更容易且更便宜地制造和组装。

本发明的管联接装置特别适于在空间有限的区域中使用，这是因为该联接装置的从壳体突出的部段比已知的可比的管联接装置的突出部段更小，并且因而该联接装置比已知的可比的管联接装置的剖面小。另外，本发明的管联接装置省去了对在安装管期间就地进行热加工——比如熔接——的需要。

如本文中所使用的，术语“轴向”用于表示由管的纵向轴线限定的方向，术语“径向”用于表示由管的半径限定的方向。术语“近端”和“远端”用于描述部件或部件的部分的相对位置、管联接装置的相对位置。这样，“近端”部件或部件的部分比“远端”部件或部件的部分更接近于附接至其它部件的点。

如本文中所使用的，术语“紧固件”指的是用于施加压缩力以便将第一枢转构件与第二枢转构件拉在一起的任何适合的装置，并且术语“紧固件”包括铆钉、夹子、闩锁、或者与标准的螺母或铆螺母一起使用的螺钉、螺栓。

根据所使用的紧固件的类型和管联接装置的尺寸，张紧系统可以包括一个紧固件、两个紧固件、三个紧固件、四个紧固件或更多个紧固件。

在包括诸如螺钉、螺栓或铆钉之类的具有杆部的紧固件的实施方式中，紧固件的杆部可以穿过设置在第一枢转构件和第二枢转构件中的长形槽。所述槽优选地在径向方向上是长形的，以便使得当紧固件被拧紧时紧固件的头部能够抵靠相应的第一枢转构件或第二枢转构件滑动。

在优选实施方式中，所述至少一个紧固件包括螺栓和铆螺母，铆螺母附接至第一枢转构件和第二枢转构件中的一者。

管联接装置还可以包括第一足部和第二足部，其中，第一足部弹性地联接至第一枢转构件的近端并且延伸离开第二枢转构件，第二足部弹性地联接至第二枢转构件的近端并且延伸离开第一枢转构件。第一足部优选地连接至管状壳体的第一自由端，第二足部优选地连接至管状壳体的第二自由端。

第一足部和第二足部可以通过任何适合的装置被连接至管状壳体，其中，所述任何适合的装置包括但不限于：熔接、特别地点焊；结合，比如通过使用粘合剂；以及焊接。

第一足部和第二足部可以分别与第一枢转构件和第二枢转构件一体地形成。

如本文中所使用的，术语“一体地形成”指的是部件的部分由单件材料制造而成。在优选实施方式中，本文中描述的“一体形成的”部件通过比如在压弯机、轧辊弯曲机或技术人员所熟知的其它这种适合的机械中将片状材料弯曲而形成。

在替代性实施方式中，第一足部和第二足部分别与管状壳体的第一自由端和管状壳体的第二自由端一体地形成。

自第二枢转构件的突出部优选地弹性地联接至第二枢转构件。优选地，自第二枢转构件的突出部与第二枢转构件一体地形成。

限制装置优选地包括位于第一枢转构件的远端处并且朝向第二枢转构件延伸的突出部。第一枢转构件的突出部与第二枢转构件的突出部接合以便基本上阻止第一枢转构件与第二枢转构件之间的相对的径向运动。自第一枢转构件的突出部优选地与第一枢转构件一体地形成。

限制装置还可以包括槽楔装置。第一枢转构件优选地设置有槽，该槽具有沿着管联接装置的纵向方向的主轴线，第二枢转构件的突出部具有楔，该楔适于与第一枢转构件的槽接合以便基本上阻止第一枢转构件与第二枢转构件之间的相对的径向运动。当然应当理解的是，第二枢转构件可以设置有槽，而第一枢转构件设置有楔。

第一枢转构件和第二枢转构件中的至少一者可以是凸状的，从而当拧紧所述紧固件或每个紧固件时，凸状的枢转构件变直。在一个实施方式中，第一枢转构件和第二枢转构件两者都是凸状的。凸状的枢转构件的曲度使得当枢转构件大致平直时紧固件施加有用于将管联接在一起的足够的拉力。因而，提供了关于管联接装置何时被正确地安装的视觉提示。这样，本发明使得电动工具——比如电池操作式螺丝刀——能够被用于拧紧紧固件，因而与已知的管联接装置相比，安装管联接装置所花费的时间会减少。此外，省去了对扭矩扳手确保紧固件施加有足够的扭矩的需要。

如本文中所使用的，术语“凸状的”用于描述枢转构件的曲率，其中，枢转构件的凸状形式意味着每个枢转构件弯曲离开管状壳体的自由端之间的纵向间隙。

壳体可以具有大致U形截面，壳体具有腹板部分，该腹板部分具有从腹板部分的轴向端部沿径向向内突出而限定环形槽道的凸缘。

管联接装置还可以包括位于壳体内的管状密封垫。在使用管联接装置时，当壳体围绕管端而被上紧时，壳体将密封垫压靠在管端的外表面上而形成密封。第一枢转构件和第二枢转构件压靠桥接板，桥接板转而又将密封垫压靠在管端的外表面上而在壳体的两个自由端之间的纵向间隙的区域中形成密封。技术人员将会知道用于在这种构造的管联接装置中使用的适合的密封垫，并且所述适合的密封垫可以由弹性柔性材料或任何其它适合的材料制成，通常由橡胶或合成橡胶制成。

第一枢转构件和第二枢转构件优选地为沿着壳体的纵向方向延伸的板。第一枢转构件和第二枢转构件优选地沿着壳体的整个纵向长度延伸。管联接装置还可以包括连接至第一枢转构件和第二枢转构件中的每一者的板的加固板。加固板可以被熔接、结合或焊接至所述板。加固板允许更高的拧紧力被施加于紧固件以便实现更高的压力阻力。

第一枢转构件和第二枢转构件中的每一者可以包括多个部段，每个部段由于沿着壳体的纵向长度的间隙而彼此隔开。每组枢转构件部段——包括第一枢转构件部段和第二枢转构件部段——优选地具有至少一个紧固件。这样，两个直径略不均匀的管能够用作用于每个管的适当的联接力而被更容易地联接在一起。施加于每组枢转构件部段的每个紧固件的拧紧力可以不同，从而联接装置将会允许硬度各不相同的两个管被联接在一起而不会使较软的管变形，同时对较硬的管施加足够的力以产生适合的密封。

该管联接装置还可以包括邻近于自由端连接至管状壳体的加固板。加固板可以被熔接、结合或焊接至管状壳体。加固板构造成减小管状壳体在载荷作用下的变形。

桥接板优选地联接至管状壳体的第一自由端或第二自由端中的一者。桥接板可以熔接、结合或焊接至管状壳体的第一自由端或第二自由端中的一者。将桥接板联接至管状壳体使得管联接装置能够被更容易地安装。

管状壳体通常由如下金属带或带状的其它材料形成，所述带形成为在所述带的自由端之间具有沿壳体的纵向延伸的间隙的管，其中，所述带的自由端通过张紧装置被相互连接。因此桥接板通常将形成为呈曲率半径与壳体的曲率半径相似的半筒状。壳体在纵向间隙的两侧与桥接板重叠。

在本发明的一些实施方式中，桥接板可以大致围绕管联接装置的整个圆周延伸。在这些实施方式中，管状壳体包括如上所述的外部壳体和配装在外部壳体内作为内部壳体的桥接板。优选地，内部壳体整个配装在外部壳体内。外部壳体和内部壳体优选地均具有纵向间隙，其中，内部壳体中的间隙在周向上偏移离开外部壳体中的间隙。技术人员将会知道外部壳体和内部壳体的适合的布置，例如GB-A-2275089中描述了外部壳体和内部壳体的适合的布置。

优选地，内部壳体与外部壳体之间布置有耐火隔热材料层，由此，内部壳体与外部壳体彼此热绝缘。这种特征使得能够提供能够经受极度高温而不会劣化的耐火管联接装置。例如在EP-A-0900346中能够找到用于包括到本发明的管联接装置中的适合的火屏蔽件的细节。

该管联接装置还可以包括位于管状壳体中的具有向内突出的夹紧齿的至少一个弧形夹紧环。夹紧环优选地形成完整的环。在优选实施方式中，设置有交叠以形成完整的环的多个弧形部段。弧形夹紧环或每个弧形夹紧环优选地呈截头锥形。

在包括夹紧环的实施方式中，夹紧环优选地形成为两个部段。所述部段包括大部段和小部段，其中，大部段在夹紧环的轴线处对着(subtends)大于180°的弧，小部段在夹紧环的轴线处对着小于180°的弧。壳体形成有纵向间隙，并且张紧装置布置成当被拧紧时减小所述纵向间隙，小部段位于纵向间隙附近，并且大部段位于壳体的远离纵向间隙的一侧，大部段和小部段在间隙的两侧彼此交叠。

该管联接装置可以适于外径介于大约21mm与大约4500mm之间的任何管。本发明的管联接装置还适应例如根据BSEN877：1999的典型的管公差。

本发明的一个方面中的任何特征可以以任何适当的组合被应用于本发明的其它方面。此外，一个方面中的任何特征、一些特征和/或所有特征能够以任何适当的组合被应用于任何其它方面中的任何特征、一些特征和/或所有特征。

还应当理解的是，能够实施和/或供给和/或单独地使用本发明的任何方面中描述和限定的各种特征的特定组合。

将参照附图仅通过示例对本发明进行进一步的描述，其中，在附图中：

图1(a)示出了根据本发明的管联接装置的侧视图，图1(b)示出了根据本发明的管联接装置的端视图；

图2示出了根据本发明的管联接装置的详细的端视图，其描绘出了作用通过联接装置的力；

图3示出了根据本发明的管联接装置的枢转构件的详细视图；

图4示出了根据本发明的闭合的管联接装置的详细的端视图；

图5示出了根据本发明的用于联接两个管的端部的管联接装置的等距视图；以及

图6示出了根据本发明的替代性管联接装置的详细的端视图，其描绘出了作用通过联接装置的力。

图1示出了根据本发明的管联接装置100的一个实施方式。管联接装置100包括管状壳体102、密封垫104和张紧系统。张紧系统包括第一枢转构件106、第二枢转构件108、两个紧固件110和桥接板112。

壳体102由如下轧制钢带形成，该轧制钢带形成为在该钢带的自由端之间具有纵向间隙114的管。壳体102的轴向端部边缘与壳体的管状腹板部分成直角地向内弯曲形成朝向壳体的中心轴线向内突出的凸缘116。

类似于壳体102，桥接板112由曲率半径与壳体102的曲率半径大致相等的轧制钢带形成。壳体102在纵向间隙114的两侧与桥接板112重叠。桥接板114的轴向长度略小于壳体102的轴向长度，从而桥接板114配装在壳体102的凸缘116内。

密封垫104由弹性体材料——例如，橡胶或合成橡胶——制成。密封垫的内表面形成有用于当管联接装置100就位时与管的外表面接触的凸起的密封表面。密封垫104配装在壳体102和桥接板114内。

参照图2，第一枢转构件106的主板部分200沿径向延伸离开壳体102，并且主板部分200包括位于主板部分200的远端处并且朝向第二枢转构件108延伸的突出部202、以及位于主板部分200的近端处并且延伸离开第二枢转构件108的足部204。主板部分200、突出部202和足部204由单件片状材料通过在压弯机或类似装置中将所述片状材料弯曲而一体地形成。足部204例如通过点焊被连接至壳体102的第一自由端。

第二枢转构件108的主板部分206沿径向延伸离开壳体102，并且主板部分206包括位于主板部分206的远端处并且朝向第一枢转构件106延伸的突出部208、以及位于主板部分206的近端处并且延伸离开第一枢转构件106的足部210。主板部分206、突出部208和足部210由单件片状材料通过在压弯机或类似装置中将所述片状材料弯曲而一体地形成。足部210例如通过点焊被连接至壳体102的第二自由端。

第二枢转构件的主板部分206设置有两个通孔，紧固件110的螺栓212穿过所述两个通孔。第一枢转构件的主板部分200设置有两个通孔，这两个通孔内设置有用于接受两个螺栓212的两个铆螺母214。

参照图2和图3，第一枢转构件的主板部分200包括槽300，槽300适于接纳从第二枢转构件的突出部208延伸的楔216。在使用时，当紧固件被拧紧时，槽楔装置能够阻止第一枢转构件106相对于第二枢转构件108的相对的径向运动。

在使用时，当紧固件110被拧紧时，压缩力y经由紧固件被施加于第一枢转构件106和第二枢转构件108。当紧固件110被拧紧时，楔216与槽300接合，并且突出部208与第一枢转构件的主板部分200的拐角和突出部202接合。当接合时，阻止了第一枢转构件和第二枢转构件的各自的远端的进一步的相对的切向运动。当紧固件110被进一步拧紧时，第一枢转构件的近端与第二枢转构件的近端被拉在一起，绕槽与楔之间的接合处枢转，从而减小纵向间隙114。因而，壳体围绕被联接的管的端部被上紧。

如图2和图4中所见，当近端被拉在一起时，力y被传递通过第一枢转构件和第二枢转构件而产生向内的径向力z，径向力z经由桥接板而作用于密封垫，从而改进纵向间隙的区域中的密封。由于足部204的远端和足部210的远端在径向方向上被壳体和管限制，因此将枢转构件拉在一起会产生作用于桥接板的向内的径向力以及紧固件的向内的径向偏移X。在该系统中，足部210与主板部分206之间的弯曲部用作弹簧系数为K₁的弹簧，突出部208与主板部分206之间的弯曲部用作弹簧系数为K₂的弹簧。弹性系数K₁小于弹性系数K₂，因而，第二枢转构件的近端处的挠曲度比该枢转构件的远端处的大。

图5示出了根据本发明的用于联接两个管500和502的端部的管联接装置100的等距视图。

图6示出了用于本发明的用于联接管600的管联接装置的张紧系统的替代性实施方式。该张紧系统与上面参照图1至图5所描述的张紧系统相似，并且相同的部件具有相同的附图标记。包括图6中示出的张紧系统的管联接装置的其余部分与图1至图5中示出的管联接装置相同。

如图6中所见，该张紧系统包括第一枢转构件602和第二枢转构件604。第一枢转构件602和第二枢转构件604具有与图1至图5中示出的与其等效的对应部件相同的特征，但主板部分606和主板部分608各自是凸状的，从而主板部分606和主板部分608弯曲离开彼此。在使用时，当紧固件110被拧紧时，主板部分606和主板部分608被弄直，并且足部部分以与上面描述的方式相似的方式作用于桥接板(未示出)。凸状的主板部分用作关于紧固件何时施加有足够的扭矩的视觉提示或指示器。这样，当主板部分大致平直时，安装人员就能够知道管联接装置已正确安装完毕。

Claims (16)

1.一种管联接装置，包括：

管状壳体，所述管状壳体在第一自由端与第二自由端之间具有纵向间隙，所述管状壳体用于围绕管配装；

张紧系统，所述张紧系统用于使所述壳体围绕所述管的外表面上紧，所述系统包括：

第一枢转构件，所述第一枢转构件从所述管状壳体的所述第一自由端沿径向延伸；

第二枢转构件，所述第二枢转构件从所述管状壳体的所述第二自由端沿径向延伸，所述第二枢转构件具有位于所述第二枢转构件的远端处并且朝向所述第一枢转构件延伸的突出部；

桥接板，所述桥接板位于所述壳体内，所述桥接板用于横跨所述管状壳体的所述第一自由端与所述第二自由端之间的所述纵向间隙；

至少一个紧固件；以及

用于沿径向限制所述第二枢转构件相对于所述第一枢转构件突出的装置，

其中，当上紧所述紧固件或每个紧固件时，所述第一枢转构件和所述第二枢转构件绕所述突出部枢转，并且所述第一枢转构件和所述第二枢转构件分别绕所述管状壳体的所述第一自由端和所述管状壳体的所述第二自由端弹性地弯曲，使得所述第一枢转构件和所述第二枢转构件的每个近端被拉在一起以既使所述壳体围绕所述管的所述外表面上紧又对所述桥接板施加径向力。

2.根据权利要求1所述的管联接装置，还包括第一足部和第二足部，其中，所述第一足部弹性地联接至所述第一枢转构件的所述近端并且延伸离开所述第二枢转构件，所述第二足部弹性地联接至所述第二枢转构件的所述近端并且延伸离开所述第一枢转构件。

3.根据权利要求2所述的管联接装置，其中，所述第一足部连接至所述管状壳体的所述第一自由端，所述第二足部连接至所述管状壳体的所述第二自由端。

4.根据权利要求3所述的管联接装置，其中，所述第一足部和所述第二足部分别与所述第一枢转构件和所述第二枢转构件一体地形成。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，其中，自所述第二枢转构件的所述突出部弹性地联接至所述第二枢转构件。

6.根据权利要求5所述的管联接装置，其中，自所述第二枢转构件的所述突出部与所述第二枢转构件一体地形成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，所述限制装置包括位于所述第一枢转构件的远端处并且朝向所述第二枢转构件延伸的突出部，其中，所述第一枢转构件的所述突出部与所述第二枢转构件的所述突出部接合以基本上阻止所述第一枢转构件与所述第二枢转构件之间的相对的径向运动。

8.根据权利要求7所述的管联接装置，其中，自所述第一枢转构件的所述突出部与所述第一枢转构件一体地形成。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，所述限制装置包括槽楔装置，其中，所述第一枢转构件设置有槽，所述槽具有沿着纵向方向的主轴线，所述第二枢转构件的所述突出部具有楔，所述楔适于与所述第一枢转构件的所述槽接合以便基本上阻止所述第一枢转构件与所述第二枢转构件之间的相对的径向运动。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，其中，所述第一枢转构件和所述第二枢转构件中的至少一者是凸状的，使得当上紧所述紧固件或每个紧固件时，凸状的枢转构件变直。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，其中，所述壳体具有大致U形截面，所述壳体具有腹板部分，所述腹板部分具有从所述腹板部分的轴向端部沿径向向内突出以限定环形槽道的凸缘。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，还包括位于所述壳体内的管状密封垫。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，其中，所述第一枢转构件和所述第二枢转构件是沿着所述壳体的纵向方向延伸的板。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，还包括邻近于所述自由端连接至所述管状壳体的加固板。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，其中，所述桥接板联接至所述管状壳体的所述第一自由端或所述第二自由端中的一者。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的管联接装置，还包括位于所述管状壳体中的具有向内突出的夹紧齿的至少一个弧形夹紧环。