CN106164557A - 单动推动即可连接管道接头 - Google Patents

Abstract

单动推动即可连接用于例如导管或管的管道的接头。接头包括被加入或装配在一起的第一接头部件和第二接头部件以形成一个接头组件。接头组件包括管道密封装置和管道保持装置。管道可以是手动地或用单一轴向运动被插入组装的接头组件并被保持和密封而不需要进一步的活动或接头部件的运动。

Description

单动推动即可连接管道接头

相关申请

本申请主张申请日为2013年10月24日，申请序列号为61/895043的未决的美国临时专利《单动推动即可连接管道接头》的权益，整个公开内容完全并入本文作为参考。

技术领域

本发明一般涉及用于如管道和管的管道的接头。更具体地说，本发明涉及到提供单动推动即可连接操作的接头。

附图说明

图1是管道完全插入时接头组件的示例性实施例的等轴端视图，

图2是权利要求1中的纵向截面的接头组件图示，

图3是包括管道的图1的接头组件的分解等轴侧视图，

图4是可在图1-3的实施例中使用的第一接头部件组件的在纵向截面中的一个实施例的图示，

图5是可在图1-3的实施例中使用的第二接头部件组件的在纵向截面中一个实施例的图示，

图6是图2的管道C插入到接头组件之前示出的纵向截面的接头组件，

图7是图2的管道C部分插入到接头组件示出的纵向截面的接头组件，

图8是接头组件的纵向截面的另一个实施例图示，

图9是包括管道的图8的接头组件的分解等轴侧视图。

发明内容

本文描述的第一发明构思是用于管道的接头组件，例如管道或管，其中在管道中的单动可以用来实现所述管道的流体密封和保持，而不需要后续动作或运动。在一个实施例中，管道可以任选地手持地或以其他方式插入接头组件的第一端，以接合密封装置和支持所述管道单个动作的管道夹持部件来通过管道夹持构件实现管道的流体密封和保留。不需要后续动作，例如接头部件的旋转，紧固或夹紧。这个实施例也可作为一个单动推动连接接头在本文中被涉及。本文还描述了另外的实施例。

本文描述的第二个本发明构思是用于管道的接头组件，例如用于管道或管，其中在管道上的单动可以被用于实现该管道的流体密封和保持，而不需要后续动作或运动。在一个实施例中，接头组件可包括第一接头部件或子组件和第二接头部件或子组件。第一接头部件和第二接头部件可以连接或组装在一起，以形成一个接头组件，和接头组件允许在管道上单动来实现所述管道的流体密封和保持力。本文还描述了另外的实施例。

在另一个实施例中，第一接头组件或子组件包括密封装置，所述密封装置可用于以密封所述第一接头部件和管道以抵抗流体压力。第二接头组件或子组件包括保持件，所述保持件夹持管道，例如，抵抗流体压力，当管道被插入到第二接头部件子组件时。第一接头部件和第二接头部件适于被连接在一起以形成一个单动推动以连接接头组件。本文描述了另外的实施例。

在另一个实施例中，第一接头部件或子组件包括可用于以密封所述第一接头部件和抵抗流体压力的管道中的密封装置。第二接头部件或子组件包括当管道被插入到第二接头部件子组件时夹持管道抵抗流体压力的保持件。第一接头部件和第二接头部件适于被连接在一起以形成一个单动推动以连接接头组件，其中在所述管道的流体压力增加保持件施加的通过抵抗管道的夹持力。本文描述了另外的实施例。

本发明的这些和另外的方面和实施例将通过本领域技术人员从以下详细描述鉴于附图的示例性实施例可以理解。

具体实施例

在此，术语接头和接头组件可以互换使用。在各种示例性实施方式中，如本文所教导的接头组件的结构作为本发明单独要求保护而无需管道是接头组件的一部分，并且也不要求各部分是在完全组装状态下(如可能的情况下，例如，装配零件从制造商或分销商发货。)在至少一个实施例中，接头组件包括具有密封装置的第一接头部件或子组件和具有保持件的第二接头部件或子组件。在本文所述的任何实施例中，该管道不需要来自库存条件的处理或修改，但如果需要，在特定的应用任选这样也可以进行。例如，管道端部被垂直于管道纵向轴线基本上切断并根据需要去除毛刺是常见的，但这些共同的步骤是可选的且不被要求实现管道夹持和流体密封。库存条件是指该管道可以是具有由管道中包含可能暴露于流体的圆柱形内表面(例如，液体，气体或其他流动性材料)的常规中空圆柱体，和一个圆柱形外表面，与定义为管道的内径和外径之差的壁厚。管道可以由任何材料制成，优选为金属，更优选为不锈钢合金，但是本发明不限于根据需要对于特定应用可以使用的这些示例性材料和其它替代材料。虽然传统的中空圆柱形管道是优选的，但其它管道的形状和几何形状可以替代地被用于任一外壁或内壁或管道的两壁。这里的管道一词指的是传统的管和管道，还包括不同于管或管道的其他词语形容的其他空心流体承载结构。

如图1-3所示，为一个接头组件10的实施例。该接头组件10提供或允许单动推动以连接操作。通过单动是指管道C，特别是管道端C的端部Cl，可单维或定向运动或动作插入接头组件10，并且当完全插入管道C时被密封抵抗流体压力并被保持在适当位置上。轴向插入可以手动或通过工具或机器进行。通过推动以连接是指该单动可以是一个简单的轴向移动或沿管道C纵向轴线推动，而这一个动作是完成管道C与接头组件10之间的机械连接所需要的唯一动作。不需要后续或另外的运动或行动以完成机械连接和流体密封。在示范性实施例中，单向动作或运动是沿着管道C的轴向移动。不需要接头组件10任何其他或附加的或随后人工或工具操作或运动来实现管道密封并保持。因此，一个单动推动即可连接接头被区别于通常被拉起或被拧紧的传统接头组件，以实现在所述管道插入之后接头组件部件的相对移动而管道夹紧和密封的目的；例如，一个本体和由螺母通过螺纹机械连接而接合和由本体和螺母的相对转动而拉起，或者通过被夹紧而不需要螺纹机械连接在一起。

在此，术语轴线或轴向和其衍生物形式指的是沿一将被插入并被保持的管道C的纵向轴线X。参照径向和径向方向和衍生物术语也是相对于X轴的除非另有说明。在图示的实施方案中，轴线X可以是管道C的中心纵向轴线，其还可以但不必须与所述接头组件10的中心纵向轴线对应或同轴。管道C可以是用于定义由所述管道C与接头10包含的流体系统中的流路FP的任何管道。本发明及本文所述的实施例特别适用于金属管道，例如金属导管或管，但是，也可以根据需要使用非金属管道。管道C可以具有直径大小的任何范围，例如，1/16英寸或更小到3英寸或更大的直径并且可以是公制或分数大小。管道C也可以具有壁厚的任何范围，以允许轴向插入接头组件10。

所述接头组件10可包括两个分离的部分或子组件。在一个实施例中，接头组件10可包括第一接头部件或子组件12和第二或接头部件或子组件14。第一接头部件12和第二接头部件14可以是可连接或以适合于应用或使用的接头组件10的任何方式配合在一起。例如，第一接头部件12和第二接头部件14使用螺纹机械连接16(图2)连接在一起。许多其它机械连接可替代地被使用，包括但不限于夹紧连接或螺栓连接或卷边连接，仅举三个例子，或者可以使用非机械的连接，例如，焊件。

注意，虽然管道C被示于图3，管道C不被认为是第二接头部件14的一部分。

图1-3示出了接头组件10在完全组装状态下，进一步与管道C完全插入或在接头组件10就位。在该位置，该管道C被密封并保持在适当位置，特别是抵抗流体的压力，虽然接头组件10可以在低的或零或负压力应用中使用。

另外参照图4和图5，第一接头部件12可以被作为本体子组件。第一接头部件可包括本体18，其适于接收所述管道端CI。虽然在接头术语中它是常被称为管道接收接头部件的本体，但是第一接头部件12可以是不同于被认为是接头本体的接头部件。另外，本体18不需要是一个独立的部件，但替代地可以是在块中的一个空腔，例如歧管或阀体，仅举几个例子。这样的本体实施方案作为一个端口或端口接头是本领域的公知常识。

所述第二接头部件14可以被实现作为一个螺母子组件。第二接头部件14可以包括一个螺母20，通过其所述管道端部CI进入本体18。虽然在接头术语中它常被称为配合第二接头部件14的螺母，所述第二接头部件14可以是不同于被认为是接头螺母的接头部件。

虽然示例性实施例示出了一个具有外螺纹22的阳螺纹螺母20和具有配合的阴螺纹24的阴螺纹本体18，另一种是有阴螺纹的螺母20和阳螺纹的螺纹本体18。并且如上所述，螺纹本体18和螺母20可以由许多不同技术连接，包括不同于螺纹机械连接16等的机械连接而连接。此外，根据需要，螺纹本体18和螺母20可以由任何合适的材料制成，例如不锈钢或其他金属，或可以由非金属制成，例如塑料或聚合物或复合材料或其它合适的材料。对于实施例，其中，管道C是不锈钢或其他金属，本体12和螺母14最好由金属制成，更优选为不锈钢合金制成。另外，在其他实施方案中，本体12和螺母14最好都是金属的。

所述螺母20可包括两个或更多销孔26，其可用于接收用于驱动螺母20插入本体18的工具，例如通过螺母20相对于本体18绕轴线X的转动。应当指出的是，螺母20的轴向尺寸可以被选择，以使得螺母20的外侧端20a出现与本体18的外侧端表面18a齐平，当螺母20被完全拧紧时，但这种齐平安排是可选的。螺母20也可包括具有凸缘28，凸缘具有在本体18中卡合第一埋头孔表面32的端面30。螺母端面30和本体第一埋头孔表面32之间的这种接合提供正确到位以进一步拧紧相对于本体18的螺母20，从而防止过度拧紧。如图1所示的最佳效果，本体18可以包括扳手34，例如十六进位档，使用螺纹机械连接以协助紧固本体18和螺母20在一起。

本体18可包括适于接收所述管道端部CI的可选的第二个埋头孔或插孔36。本体18的第二埋头孔36可以在管道C插入期间被用作正确到位于接头部件10，以使装配工能感觉到管道C优选地被完全插入并抵靠埋头孔36肩部密封(见图2)。然而，可以替代地使用许多其他技术来控制或限定该管道C被插入到接头组件10的轴向距离。本体18可以包括流动通道或孔38，用于穿过管道C和接头组件10传递流体。可替换地，本体18可以形成为一个帽或塞子其中省略了流路38。

本体18保留用于建立流体密封抵抗流体压力的管道C的外表面且也密封本体18的密封装置40。本体18可包括第三埋头孔42，其限定用于接收所述密封装置40的插孔，因此本体18和密封装置40形成第一接头部件12。第三埋头孔42有助于当管道C被插入接头组件10时保持在密封装置40中的适当位置。该密封装置40可包括如图2，3和4所示的单个密封件或可替代地多个密封件。例如，密封装置40可以包括主密封件44，诸如，例如，弹性体O形环式密封。许多不同的主密封件的设计和材料也可以使用，包括但不限于卤素聚合物(例如，聚四氟乙烯PTFE)，碳(例如，膨胀石墨)，软金属(例如，银)，弹簧金属(例如，X750，17-4PH)。根据需要密封装置40可以进一步包括一个或多个任选的背衬环46、48，以帮助减少压力下较软的第一密封件44的挤出。背衬环46、48可以由相比主密封件44较硬的塑料制成，例如PTFE或PEEK。可选压盖50，其可以是根据需要的金属或其它适当的材料，可以被用于减少或防止损坏密封装置40，由于与保持件(以下描述)接触，并帮助保持密封装置40在适当位置作为第一接头部件12的一部分。主密封件44通过对管道C和在其中密封构件44被布置在本体18内的第三埋头孔42或插座中的一个或多个表面的外表面被压缩提供了接头10的流体密封。因此，密封装置44提供的主体密封以包含接头10内的流体，以便防止在管道C中的流体泄漏到周围或周围环境中。当管道C已被充分地轴向插入本体12以便穿过主密封件44的本体密封和管道密封被实现。

值得注意的是第二接头部件14可以包括螺母20，和保持件52。保持件52进行操作以抓和锁定或以其它方式与螺母20保持管道C和螺母20当管道C已被充分地轴向插入接头组件10以便接合保持件52上。下面的描述中，保持件52可握且保持管道C与螺母20在轴向位置小于用于实现由密封装置40密封管道的完全插入。管道C可任选即使在螺母20还未装配到本体18时螺母20保留。

在一个实施方式(参照图5)保持件52可以是包括滚珠隔离圈54的子组件，管道夹持构件56和偏压构件58。虽然滚珠隔离圈54与管道夹持构件56被示为两个不同的部分，或者其它保持件的设计，可以使用将这些功能集成到单个部件，还可选地包括偏压构件58的功能。管道夹持构件56可在一个或多个优选为球形滚球56的形式来实现，但根据需要也可以使用其它管道夹持构件设计。在图5中管道夹持构件56显示移出脱离与滚珠隔离圈54的接触，即使没有管道。这是为了清楚和结构的认识完成的。那些本领域技术人员将容易理解，当管道C不被定位在保持件52，滚球56部分下降到球腔(64)，如下面进一步解释。

图4和5示出了实施例，其中第一接头部件12是一个独立的子组件和第二接头部件14也是一个独立的子组件。第一接头部件12和第二接头部件14组装或接合在一起时从而提供或形成接头组件10。因此，接头组件10是一个简单的两部分组件，其能在本领域内简化装配和使用。第一接头部件12和第二接头部件14可在制造商、分销商或由最终用户组装在一起。第一接头部件12和第二接头部件14被组装在一起后，接头组件10提供一个完整的单动推动即可由所有需要与管道端部进行机械连接来连接接头，以及密封管道端部抵抗流体压力，是将管道端部推入接头组件10，直到管道端部优选地抵靠在第二埋头孔36或者可选地被轴向插入接头组件，使该密封装置40接合管道C的外表面。管道C可以通过使用工具或机器或其它方便的装置手动或可替代地插入。管道C插入到接头组件10使得管道C与接头组件10之间不需要任何后续的或进一步或其他的动作或运动的机械连接和流体密封。

滚珠隔离圈54可以适于螺母20的中央孔60轴向的运动或移动。滚珠隔离圈54包括一个通孔62，其优选至少是圆柱形部分允许管道C插入接头组件10(图2)，优选地紧密配合。滚珠隔离圈54的内端部54b包括一个或多个球腔64，其定位或捕获滚珠56优选在螺母20的锥形壁腔体66内。螺母20的锥形壁空腔66由一个锥形壁66a优选为截头圆锥形限定，但也可根据需要使用其它的几何形状和形式。注意，在图5以及图2和8所示，我们只展示一个滚珠56，但在实践中有可能在每个球腔64有滚珠56或更少滚珠56被使用，虽然优选有用至少三个滚珠。每个球腔64可包括一个倾斜或形成球腔壁或表面68，这样设计的尺寸和斜面或成形是为了防止相关联的滚珠56通过球腔64下落。然而，每个球腔64的尺寸最好使得至少每个滚珠56的部分突出通过相关联的球腔64，以便与管道C的外表面接触(见图2和6)。

根据需要，可以用任何合适的材料制作滚珠56，优选由金属制成，特别是当使用金属管道C时，并且更优选由不锈钢制成。

螺母20的中心孔60可以包括径向向内突出的肋70和滚珠隔离圈54的外侧端部54a，其可以包括一个径向向外伸出的凸缘72，所述凸缘呈现朝向所述肋70面对内表面72a。凸缘72和肋70沿着螺母20的中心孔60限定用于接收偏压构件58的槽74。偏压构件58可以螺旋弹簧的形式被实现，但是，也可以使用许多其他类型的偏压构件。弹簧或偏压构件58在槽74被压缩，以便在滚珠隔离圈54施加向外的轴向力。向外是指在轴向方向上从管道端部C 1远离。滚珠隔离圈54能够运动或沿轴向移动，虽然运动或移动可以是轻微的，也许通过视觉或触觉反馈感觉不到。由弹簧58产生的轴向偏压拉起滚珠56，所述滚珠56位于球腔64中朝向锥形壁空腔66的径向狭窄部，以便因为由球腔64允许的有限的径向运动使得滚珠56接合锥形壁66a和被捕获抵靠在锥形壁66a。被捕获的滚珠56也因此防止弹簧58推动滚珠隔离圈54通过螺母中央孔60伸出。

应当注意的是，滚珠隔离圈54的轴向运动或偏移将是许多设计因素的函数，包括滚珠56相对于锥形壁腔体66尺寸的大小。偏压构件58由此用于与螺母20保持保持件52作为第二接头部件14的一个完整的子组件。还要注意的是在图2(以及图8)的球形滚珠56被示出以各自的球腔64为中心，但是这是图模型的工件。在实践中，偏压构件58轴向地向外偏压滚珠隔离圈54，以便挤入在锥形壁66a和管道C的外表面之间的滚珠56。滚珠56因此将与向前或向内的球腔内壁或界定球腔64的表面68的部分接触。

参考图6和图7，当管道C被插入装配组件10中，管道端部CI将接触或接合滚珠56，其部分地伸出穿过球腔54。管道端部CI与滚珠56的初始接触是示于图7。作为管道端CI进一步插入时，滚珠56和滚珠隔离圈54的轴向向内克服弹簧58的力的运动或移动，以使滚珠56可径向位移进一步(通过滚珠56在管道C的外表面上的滚动)进入球腔64并捕获锥形壁腔体66，以便允许所述管道端部CI被完全插入本体18的第二埋头孔36。该运动发生是由于滚珠56和管道端部CI的外表面之间的摩擦接合。相同的摩擦接合有助于防止管道C简单地被拉出，一旦它已经与滚珠56接合。管道端部CI可包括倒角(在图2中84)，以促进与滚珠56的初始接触。滚珠56的轴向和径向移位或运动的量通常可以是相当小的，只是足够允许完全插入管道端部。所有需要的是足够的运动以释放滚珠56对管道的载荷，以使管道自由滑动到组件10。管道插入可以通过任何方便的手段或技术来进行，包括但不限于手持式手动插入，使用工具，以协助手动插入或机器插入。

当管道C已被完全插入到本体18的第二埋头孔36，如图2所示。保持件52具有与螺母14的轴向位置，由于弹簧58的偏压使得滚珠56与管道C和锥形壁66a接触。我们指的保持件52的这种轴向位置是在接头组件或相对于接头组件10的第一轴向位置，这是用于在接头组件10中夹持和保持管道C以限制管道C从管道接头10轴向撤回的轴向位置。因此，滚珠56被挤入和捕获，并且不能沿径向或轴向移动，从而在管道C施加一个保持力和紧持管道。偏压构件58保持滚珠56与锥形壁66a和管道C外表面的接触，从而施加一个保持力或负载抵抗管道C以抵制来自接头10的管道C的轴向撤回。滚珠56抵制来自滚珠隔离圈54的管道C的轴向撤回，并且被施加到管道C的力越大,拉出的力越大，因为在管道C外表面和锥形壁66a之间被捕获的滚珠56的挤入动作需要更强的夹持力和保持。在滚珠56和管道的外表面之间的摩擦和径向负荷防止管道的轴向移动返回接头10，并且如果轴向力施加于管道C，它负载将增加，以便尝试拉管道C返回接头10。注意，在这个位置管道C被截留在滚珠隔离圈54，即使螺母14没有安装在本体18(尽管在那种情况下该管道可以向前推进，但不向后方拉动，并且弹簧58将阻止管道C与滚珠隔离圈54支离破碎。)

还请注意，流体压力，来自系统或管道C的工作流体，作用在密封装置40(具有或不具有任选的压盖50)和/或管道端部CI的端面将趋于增加轴向力抵抗滚珠隔离圈54或管道C或两者有利于减小锥形壁腔66的部分的尺寸。由于流体压力这些轴向力将趋向于进一步提高滚珠56的压缩抵抗锥形壁66a，因此也由滚珠56增加管道的C夹持和保持。可以设想，滚珠56可以包括比管道C硬的材料，使得滚珠56实际上可能缩进到管道C的外表面，进一步增大对该管道C轴向撤回或压出接头10的抵抗。

然而，管道C可很容易地撤回或拉出保持件52，例如滚珠隔离圈54，通过简单地施加轴向向内的力抵抗滚珠隔离圈54和弹簧58的偏压力，例如通过对凸缘72的推动，如通过针对滚珠隔离圈的外侧端54a施加力。通过针对弹簧58的力推动滚珠隔离圈54，滚珠隔离圈54可以被移动或轴向向前移动(如图2所示)到接头组件10内的另一个轴向位置，在位置上针对管道C在捕获滚珠56上的压缩被足够降低，以便该管道C可被轴向地从接头组件10撤回或移除。我们指的保持件52的这种轴向位置，即足以减少在捕获滚珠56上的压缩以便使管道C撤出，作为接头组件10内的保持件52的第二轴向位置。再次，保持件52的该运动或移位可以是轻微的，以便释放对滚珠56的力。因此，针对管道C该滚珠56的保持力被减小并且管道C将容易地滑动收回到接头组件10。所述接头10的设计还允许重复再使用，也称为接头的重做，用相同的管道或不同的管道。

一轴向向内的力，可针对滚珠隔离圈54的凸缘72手动地例如用手指或任选一个工具(未示出)的施加。从图2应当指出的是，滚珠隔离圈54的实施例具有外侧端部54a在螺母20中轴向凹进。如果该凹进深，一个工具可以被用来推滚珠隔离圈54。可替代地，凹进可以足够浅使得用手指或工具可以推在外侧端54a上。作为另一替代方案，滚珠隔离圈54可以是轴向尺寸以便定位与外侧端部54a齐平，大约齐平或略微的与螺母20外侧齐平，在任何情况下使得更容易用一个工具或手指与滚珠隔离圈54接触以位移滚珠隔离圈54，以便使得管道C可被撤回。优选地，流体压力将在保持件52作用以允许抽出所述管道C之前降低至环境压力。

进一步注意，虽然优选的管道夹持构件56，无论是在一个或多个球形滚珠或以其他的形式，在管道C的外表面和优选的锥形面66a之间成为被挤入的或被捕获的，其他面几何形状或附加构件可以被使用在针对管道C压缩所述管道夹持装置56以限制管道C的轴向撤回。它是优选的，任何技术或结构可被用于接头组件10中限制管道C的轴向撤回，其存在第一位置和第二位置，其可以从接头组件10的外部进行选择(例如，在示范实施例中推保持件52至第二轴向位置)，以释放管道C用于从接头组件10撤回，而不必松开或分离第一接头部件12和第二接头部件14。

如图2所示，当滚珠隔离圈54被向内推动时以克服弹簧58的力，滚珠隔离圈54的末端可以与可选的压盖50接触，以便使压盖50有助于防止在这种情况下密封装置40的损坏。

所述滚珠隔离圈54的内径通孔62的向外延伸部分76可以任选地向外逐渐变小，以便不施加力到管道C(这可能会导致微振磨损)当可能的系统振动可赋予管道C的旋转弯曲或摆动。锥角a和锥形部76的长度仅需要大到足以减少或防止由滚珠隔离圈54施加到管道C的力。这将导致从管道振动或振动力在滚珠56集中更多。

球腔64和滚珠56可沿滚珠隔离圈54的周围均匀地等距分开，以便进一步减少管道的振动和振荡所造成的管道的潜在损害。可以使用偶数或奇数的滚珠56。奇数滚珠56的一个好处是，当滚珠56在滚珠隔离圈54的适当位置时，没有两个滚珠是完全地彼此相对。

如图2和图5所示，本体18包括部分刻有螺纹的圆柱形孔78，其中，阴螺纹24(图4)可以被形成。这种孔78可包括具有锥形肩部82的第四埋头孔80。当滚珠隔离圈54被轴向移位以允许除去保留管道C时，此锥形肩部82可以被用于对滚珠56的运动提供附加的空间。还应注意到，该管道端部CI可包括倒角84，当管道C被插入接头组件10时，以减少或防止对密封装置40的损坏。

优选地，但不一定是密封装置40沿轴向设置在管道端部CI和保持件52之间，管道端部CI是流体压力头，管道C从接头组件10的保持件一侧被插入。换句话说，在管道端部CI与密封装置40接合或穿过密封装置40之前,在装配管道C被插入接头组件10优选从保持件52轴向向外侧或端部(如从图2，6和7的左侧观看)和穿过保持件52轴向相对侧或端部。因此，管道被插入接头组件10优选从保持件52的偏压件一侧。这允许更容易与作为子组件的接头本体18上的密封装置40组装并保持，还有助于降低或防止保持件52的系统流体浸润，例如，弹簧58。

如图8和图9示出了一个单一动作推动即可连接管道接头10'的另一个实施例。在本实施例中，接头10'的大部分部件和零件可能是，但不一定是与以上图1-7所示实施例相同。因此，相同的附图标号被用于相同的部件并且部件的描述不需要重复。再次注意，虽然管道C被示于如图9所示，管道C不被认为是第二接头部件14的一部分。

图8和9所示的实施例不同于上述实施例中保持件90的设计。在一个实施例中，保持件90可以是包括滚珠隔离圈92，管道夹持构件94和偏压构件58的一个分组件。虽然滚珠隔离圈92和管道夹持构件94被示为两个不同的部分，但是保持件的设计还可以使用将这些功能集成到单个部件，或可选地包括偏压构件58的功能。管道夹持部件94可以一个或优选多个滚珠94的第一集合的形式来实现，但根据需要也可以使用其它管道夹持构件设计。滚珠隔离圈92可以适于螺母20的中央孔60内移动或轴向移位。滚珠隔离圈92包括一个通孔96，其允许管道C插入到接头组件10'。滚珠隔离圈92的内端部92b包括一个或多个球腔98，优选球腔定位或捕获滚珠94于螺母20的锥形壁腔66内。注意为了清楚起见如图8和图9所示，我们仅示出一个管道夹持构件或滚珠94，但在实践中有可能在每个球腔98中有一个滚珠94或更少的滚珠94，虽然优选将有至少三个滚珠被使用。每个球腔98可包括一个倾斜或成形球腔壁100，其大小和斜面以防止相关联的滚珠94通过球腔98下落。然而，每个球腔98的大小最好使得至少每个滚珠94的部分突出通过相关联的球腔98，以便与管道C外表面接触。

螺母20的中心孔60可以包括径向向内突出的肋70，且滚珠隔离圈92的外侧端92a可以包括一个呈现朝向所述肋70的内表面102a的径向向外伸出的凸缘102。凸缘102和与沿着螺母20的中央孔60的肋70限定用于接收偏压构件58的槽74。偏压构件58可以螺旋弹簧的形式被实现，但是，也可以使用许多其他类型的偏压构件。弹簧或偏压构件58在槽74中被压缩，以便对滚珠隔离圈92施加向外的轴向力。向外的是指在轴向方向上远离管道端部C 1。滚珠隔离圈92能够移动或沿轴向位移，虽然移动或位移可以是轻微的，也许通过视觉或触觉反馈都感觉不到。由弹簧58产生的轴向偏压拉动位于球腔98的滚珠94朝向锥形壁空腔66的径向窄部，以便使得滚珠94接合锥形壁66a并被捕获对抗锥形壁66a，因为由球腔98允许的有限径向运动。被捕获滚珠94球也因此防止弹簧58推动滚珠隔离圈92通过螺母中央孔60伸出。

应当注意的是，滚珠隔离圈92的轴向运动或位移的量将是许多设计因素的函数，包括滚珠94相对于锥形壁腔66的尺寸的大小。偏压构件58由此用于保持保持件90与螺母20作为第二接头部件14的一个完整的子组件。

保持件90优选还包括第二球形滚珠集合104尽管根据需要可以使用其它的形状。优选地第二球形滚珠集合104在尺寸上比第一球形滚珠集合94小。滚珠隔离圈92还包括第二集合球腔106。第二集合球腔106和滚珠104可被均匀地沿周向彼此在滚珠隔离圈92间隔开，以减少所造成的管道的振动和振荡引起的对管道的潜在损害。正如第一滚珠集合94被用于管道夹持装置，可以使用偶数或奇数滚珠104。奇数滚珠104的一个好处是，没有两个球是以直径彼此相对的，当滚珠104是在滚珠隔离圈92的适当位置时。

第二滚珠集合104优选与第一滚珠集合94轴向向外间隔开。该想法是为了有第二集合滚珠104也可以在锥形壁66a和管道C之间被捕获，以便给管道C的支撑增加刚性和硬度，有点类似于使用两个轴承隔开以支撑旋转轴。通过有第二滚珠集合104的直径小于第一滚珠集合94的直径，相同的锥形壁66腔可被用来保持滚珠集合，并且仍然有第二滚珠集合104与第一滚珠集合94轴向间隔设置。一个替代实施例可使用两个滚珠集合中的两种不连续的锥形表面或其它结构，通过第二滚珠集合104在螺母20和管道C之间被捕获。

所述第一滚珠集合94和第二滚珠集合104之间设置的轴向分离的量将基于各种因素，包括但不限于在管道C和挠曲和振动的量的预期负载，是管道C在使用产生的。第二滚珠集合104优选轴向从第一滚珠集合94向外隔开设置，在远离管道端CI的方向上。因此，第二滚珠集合104有助于将管道夹持第一滚珠集合94从该管道C可以在使用过程中遇到的管道振动和旋转弯曲和其它环境压力中隔绝。为了帮助确保第二滚珠集合104使得与锥形壁66a和管道C接触当第一滚珠集合94同样如此做时，允许偏差可以被选择以便在组装过程中和在偏压构件58的对滚珠隔离圈92的偏置作用下，第一滚珠集合94接触锥形壁66a首先或第二滚珠集合104产生这样的接触之前。第一滚珠集合94轻微的缩进管道C的外表面，其产生足够的滚珠隔离圈92的轴向位移以允许第二滚珠集合104与锥形壁66a也接触。

作为一个例子，对于管道C，螺母20和滚珠94用316L不锈钢制成，和四分之一英寸公称外径管道和0.035英寸的公称壁厚，第一滚珠集合94可以缩进到管道表中大约0.003英寸到约0.004英寸的范围内，最高达约0.008英寸。当然这些数字和范围是示例性的因为实际的数字将被调整基于保持件部分和管道，管道的壁厚，直径等的使用的材料。第一实施例(图1-7)中的管道夹持构件56和第二实施例(图8和9)的管道夹持构件94可以使用该缩进特征进入管道C的外表面，以提高保持件52/90夹住并保持管道C在摩擦力之上的能力，所述摩擦力也对保持管道C起作用，有利地当管道C是在压力下时。对于使用两个滚珠集合的实施例中，第二滚珠集合104还可以有助于通过也缩进到管道C的外表面夹持管道，虽然这更可能是在升高压力的情况下。通过第二滚珠集合104的管道夹持可以有利于实现在某些设计和应用，但在第一滚珠集合94优选被设计成提供足够的和主要的管道夹持和保持，当第二滚珠集合104优选被设计成提供来自第一滚珠集合94的管道振动和弯曲的隔绝。

从图9应当注意的是，每一个球腔98可以包括一个轴向延伸的缺口或凹槽108。在保持件90组装入螺母20中，由于滚珠隔离圈92从凸缘72接触肋70造成的有限的轴向移动，它可能在某些情况下，该滚珠隔离圈92可以仅延伸足够远，以便部分地暴露球腔98，以允许滚珠94被定位于球腔98。缺口或凹槽108允许锥形壁66a和滚珠隔离圈92之间有足够的空间或间隙，以允许所述第二滚珠集合104被组装到滚珠隔离圈92。

如图8和9所示的可选择的实施例中的单动组装和操作即可连接接头10’，虽然可以是不需要与图1-7所示的第一接头10相同的实施例，且因此描述不需要重复。

本发明涉及方面和构思已经参考示例性实施例说明。通过本说明书的阅读和理解修改和变更将能被想。它旨在包括所有这样的修改和变更，只要它们落入所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (40)

1.一种具有纵轴管道的用于管道的接头组件，其包括:

适于接收管道端部的接头本体，

设置在所述接头本体的密封装置，当管道被插入所述接头本体时所述密封装置密封所述接头本体和管道的外表面，

适于被接合到所述接头本体的紧固螺母，

至少部分地设置在所述紧固螺母的保持件，并适于相对于所述紧固螺母轴向移动，

偏压构件，其在相对所述紧固螺母的第一轴向方向偏置所述保持件，

所述保持件包括一个管道夹持部件，在管道插入到所述接头组件后且当所述保持件在第一轴向位置时所述管道夹持部件与所述管道的外表面和所述紧固螺母的表面接触，当所述保持件在所述第一轴向位置时所述管道夹持部件限制所述管道抵抗从接头组件轴向撤回，当所述保持件是在不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置时所述保持件释放管道。

2.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述密封装置包括弹性材料。

3.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述管道夹持部件包括一个或多个球体或滚珠。

4.如权利要求3所述的接头组件，其中，所述保持件包括滚珠隔离圈，所述滚珠隔离圈定位所述管道夹持构件在所述紧固螺母。

5.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述偏压构件包括螺旋弹簧，波形弹簧或盘形弹簧。

6.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述紧固螺母包括锥形表面，当所述保持件在所述第一轴向位置时所述锥形表面接合所述管道夹持部件。

7.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述保持件包括一个允许所述管道插入的圆柱形通孔。

8.如权利要求7所述的接头组件，其中，所述圆柱形通孔是由包括圆柱形部分和锥形部分的壁限定。

9.如权利要求4所述的接头组件，其中，所述滚珠隔离圈包括允许所述管道插入的圆柱形通孔。

10.如权利要求9所述的接头组件，其中，所述圆柱形通孔是由包括圆柱形部分和锥形部分的壁限定。

11.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述保持件施加一个保持力于管道来约束管道的轴向移动，其中，当接头组件是在流体压力下时所述保持力增大。

12.如权利要求1所述的接头组件，其中，所述密封装置被轴向定位在所述保持件的第一侧，所述第一侧轴向相对于所述保持件的第二侧，其中，通过所述保持件的第二侧所述管道被插入接头组件。

13.一种用于具有纵轴管道的接头组件，包括：

适于接收管道端部的第一接头部件，

设置在所述第一接头部件的密封装置，当管道被插入到所述第一接头部件时密封所述第一接头部件和管道外表面，

适于被接合到所述第一接头部件的第二接头部件，所述第二接头部件包括当管道被插入到所述第二接头部件时用于夹持管道的保持件，

当所述保持件在所述接头组件的第一轴向位置时所述保持件在所述管道的外表面施加一个保持力，当所述保持件在所述接头组件的不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置时所述保持件释放所述保持力。

14.如权利要求13所述的接头组件，其中，所述保持件包括滚珠隔离圈和一个或多个管道夹持滚珠，以及所述密封装置包括O形环。

15.如权利要求13所述的接头组件，其中，所述密封装置包括弹性材料。

16.如权利要求13所述的接头组件，其中，所述保持件包括一个管道夹持构件。

17.如权利要求16所述的接头组件，其中，所述管道夹持构件包括一个或多个球体或滚珠。

18.如权利要求16所述的接头组件，其中，所述保持件包括滚珠隔离圈，其定位所述管道夹持构件于所述第二接头部件。

19.如权利要求14所述的接头组件，其中，所述保持件还包括施加偏置力到所述滚珠隔离圈的偏压构件。

20.如权利要求19所述的接头组件，其中，所述偏压构件包括螺旋弹簧，波形弹簧或盘形弹簧。

21.如权利要求16所述的接头组件，其中，所述第二接头部件包括一个锥形表面，当所述保持件处于所述第一轴向位置时锥形表面接合所述管道夹持装置。

22.如权利要求13所述的接头组件，其中，所述保持件包括允许所述管道插入的圆柱形通孔。

23.如权利要求22所述的接头组件，其中，所述圆柱形通孔是由包括圆柱形部分和锥形部分的壁限定。

24.一种具有纵轴的接头组件，包括：

适于接收管道端部的第一接头部件，

设置在所述第一接头部件的密封装置，且当所述管道被插入接头组件时密封装置将密封抵靠管道的外表面，

适于被接合到第一接头部件的第二接头部件，至少部分地设置在所述第二接头部件的保持件，

所述保持件包括管道夹持构件，当所述保持件是在所述接头组件的第一轴向位置时管道夹持构件夹持管道的外表面，当所述保持件在所述接头组件的不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置时所述管道夹持构件将释放所述管道。

25.如权利要求24所述的接头组件，其中，所述管道夹持部件包括一个或多个滚珠，所述保持件还包括一滚珠隔离圈，所述滚珠隔离圈定位所述第二接头部件的所述一个或多个滚珠，以及所述密封装置包括O形环。

26.如权利要求25所述的接头组件，其中，所述保持件还包括施加偏置力到所述滚珠隔离圈的偏压构件。

27.如权利要求26所述的接头组件，其中，所述偏压构件包括螺旋弹簧，波形弹簧或盘形弹簧。

28.如权利要求24所述的接头组件，其中，所述第二接头部件包括一个锥形表面，当所述保持件处于所述第一轴向位置时锥形表面接合所述管道夹持装置。

29.如权利要求24所述的接头组件，其中，所述保持件包括允许所述管道插入的圆柱形通孔。

30.如权利要求29所述的接头组件，其中，所述圆柱形通孔是由包括圆柱形部分和锥形部分的壁限定。

31.如权利要求24所述的接头组件，其中，所述密封装置包括弹性材料。

32.一种具有纵轴管道的用于管道的接头组件，包括：

适于接收管道端部的接头本体，

适于被接合到所述接头本体的紧固螺母，

至少部分地设置在所述紧固螺母的保持件，并适于相对于所述紧固螺母沿轴向移动，

所述保持件包括管道夹持部件，在所述管道插入到所述接头组件后并且当所述保持件在第一轴向位置时所述管道夹持部件与所述管道的外表面和所述紧固螺母的表面接触，当所述保持件在所述第一轴向位置时所述管道夹持部件限制所述管道抵抗从接头组件轴向撤回，当所述保持件是在不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置时所述保持件释放管道，所述管道夹持装置包括一个或多个滚珠的第一集合和一个或多个滚珠的第二集合，所述第一集合滚珠的所述的每个滚珠具有第一直径且所述第二集合滚珠的每个滚珠具有第二直径，所述第一集合滚珠和所述第二集合滚珠被沿轴向彼此分离。

33.如权利要求32所述的接头组件，其中，所述第一直径比所述第二直径大。

34.如权利要求32所述的接头组件，其中，所述紧固螺母的表面是一个锥形表面。

35.如权利要求34所述的接头组件，其中，所述锥形表面是截头圆锥形。

36.如权利要求32所述的接头组件，包括设置在接头本体的密封装置，当管道被插入所述接头本体时密封所述接头本体和管道的外表面。

37.如权利要求1的接头，其中，所述管道夹持装置包括一个或多个滚珠的第一集合和一个或多个滚珠的第二集合，所述第一集合滚珠的所述的每个滚珠具有第一直径和所述第二集合滚珠的每个滚珠具有第二直径，所述第一集合滚珠和所述第二集合滚珠被沿轴向彼此分离。

38.如权利要求13所述的装置，其中所述管道夹持装置包括一个或多个滚珠的第一集合和一个或多个滚珠的第二集合，所述第一集合滚珠的所述每个滚珠具有第一直径和第二集合滚珠的所述每个滚珠具有第二直径，所述第一集合滚珠和所述第二集合滚珠被沿轴向彼此分离。

39.如权利要求24所述的装置，其中所述管道夹持装置包括一个或多个滚珠的第一集合的和一个或多个滚珠的第二集合，所述第一集合滚珠的所述每个滚珠具有第一直径和所述第二集合滚珠的每个滚珠具有第二直径，所述第一集合滚珠和所述第二集合滚珠被沿轴向彼此分离。

40.一种具有纵轴管道的用于管道的接头组件，其包括：

适于接收管道端部的接头本体，

设置在所述接头本体的密封装置，

适于被接合到所述接头本体的紧固螺母，

至少部分地设置在所述紧固螺母的保持件，并适于相对于所述紧固螺母沿轴向移动，

所述保持件包括一个管道夹持构件，当所述保持件在所述第一轴向位置时所述管道夹持部件限制所述管道抵抗从接头组件轴向撤回，当所述保持件是在不同于所述第一轴向位置的第二轴向位置时所述保持件释放管道。