CN107893883A - 用于将两个管子连接在一起的角定位受控型夹紧系统 - Google Patents

Abstract

一种用于连接第一管子(1)和第二管子的系统，该系统包括适于加紧在两个管子的邻接端部的周围的夹紧颈圈(10)，和通过固定工件而固定至夹紧颈圈的垫圈(28)。垫圈(28)设置有阻挡件(44)，阻挡件(44)被构造为与第一管子(1)的对应的定位件(48)进行协作以便阻挡垫圈(28)相对于第一管子(1)转动。

Description

用于将两个管子连接在一起的角定位受控型夹紧系统

技术领域

本发明涉及一种用于将第一管子和第二管子连接在一起的系统，该系统包括适于加紧在两个管子的邻接端部的周围的夹紧颈圈，和通过固定工件而固定至夹紧颈圈的垫圈。

背景技术

从欧洲专利EP1451498中已知这种类型的夹紧系统。在该欧洲专利中，面对的管端设置有相对于管子的圆柱形外表面而凸出的轴承面。夹紧颈圈包括其部件例如可以是大致V字型或U字型的夹紧箍，使得该部件形成的两个分支分别靠在第一管子的轴承面和第二管子的轴承面上。因此，加紧颈圈往往使两个管子保持为彼此靠着夹紧。当正在加紧颈圈时，V字型部件在用来使两个管子朝着彼此移动这一方面是有利的。

例如，用于加紧箍的工件可以包括螺母-螺栓系统。因此，箍的端部可以直立以便形成均具有孔的轴承片，螺栓通过该孔而能够插入。螺母布置在一个轴承片的后方，使得转动螺栓就加紧颈圈。然而，可以设置其他的加紧工件，例如，通过挂钩来操作的类型，特别是这样的类型：包括相对于箍而立起的挂钩和相对于箍而同样立起的凸缘，挂钩附接在凸缘的后方以便将颈圈保持在加紧状态。

夹紧系统的垫圈可以特别用来为两个管子之间的连接提供密封。为此，该垫圈设置有密封部，当系统加紧在管子上时，密封部接合在分别属于第一管子和第二管子的两个密封面之间。

在一些应用中，也期望保证夹紧系统相对于第一管子保持一定的角位置，特别是用于控制轴承片的位置和螺栓的位置且用来优化系统占据的空间或甚至当夹紧系统正被装配或拆卸时，便于操作员使用夹紧系统。

国际申请WO2016/034820公开了另一种用于将两个管子连接在一起的夹紧系统，该系统包括具有止挡片的夹紧颈圈。止挡片在颈圈的夹紧箍上设置有紧固部，且止挡片设置有附接部，该止挡片通过附接部而适于附接至第一管子。该止挡片满足保持夹紧颈圈相对于第一管子的角位置。然而，止挡片占据第一管子外部的额外空间且需要在例如焊接步骤等额外步骤期间附接至第一管子，从而延长了将管子装配在一起的过程。

发明内容

因此，需要一种用于弥补上述缺陷的，特别是一种用于以简单、快速和紧凑的方式控制夹紧系统相对于第一管子的角位置的新型的连接和夹紧系统，。

通过以下事实达到上述目的：垫圈设置有阻挡件，阻挡件被构造为与第一管子的对应的定位件进行协作以便阻挡垫圈相对于第一管子转动。

因此，阻挡件与定位件之间的协作确保夹紧系统和第一管子以期望的方式相对于彼此有角度地布置。该角位置可以分别由为阻挡件在垫圈上选择的位置和为定位件在第一管子上选择的位置来预先确定。此外，阻挡件和定位件之间的协作用来避免求助于例如止挡片等第三零件，从而限制夹紧系统的复杂度。此外，在角位置受到与第一管子进行协作的垫圈的控制下，与WO2016/034820提出的系统不同，不占据该管子外部的额外空间。

在示例中，上述的垫圈可以是与公开的专利申请EP1451498、WO2012/013891或FR3048468所述的垫圈相同的类型。除了如上所述的本发明的特征以外，垫圈还可以具有这些专利申请中所述的一些或全部特征。

此外，阻挡设置在垫圈的件大致最小直径部(即，具有最小直径的部分)上，从而进一步减小阻挡件占据的空间。使用术语“大致”，意味着阻挡件位于垫圈的最小直径部的附近，例如，与垫圈的最小直径部相距的距离不超过垫圈的轴向长度的40％，优选30％，更优选20％，更优选15％，更优选10％，更优选5％。

可选地，阻挡件包括阻挡片，阻挡片被构造为接纳在第一管子的定位件中。因此，阻挡件和定位件之间的协作是简单、机械和几何结构的且不需要任何特别紧固操作的协作。

此外，垫圈通常由金属通过冲压、切割和折叠而制成。当制造垫圈时，容易在垫圈上制作片以形成阻挡片。更通常地，阻挡片可以与垫圈一体化地形成。

可选地，阻挡片朝着垫圈的内部径向凸出。该内部应相对于垫圈围绕着其卷绕的轴来理解。一般而言且除非另有规定，术语“内部”和“外部”或甚至“内侧”和“外侧”相对于径向方向来使用，使得元件的内侧部分与同一元件的外侧部分相比，在径向方向上更接近于垫圈的轴。阻挡片朝着垫圈的内部径向凸出的事实进一步限制占据的空间。

可选地，阻挡片从垫圈的大致最小直径部凸出。特别地，当面对的管端设置有相对于管子的圆柱形外表面而凸出的轴承面时，垫圈有利地是大致截头圆锥形的形状。

因此，阻挡片相对于垫圈的剩余部分向内径向凸出。非此即彼或此外，阻挡片可以超越垫圈的剩余部分轴向和/或径向凸出。

此外，阻挡件(具体地，阻挡片)可以形成在垫圈的边缘。

可选地，当系统装配在第一管子上时，阻挡片朝着所述第一管子的所述端部的边缘凸出，即所述第一管子的与所述第二管子靠着邻接的端部。

可选地，阻挡片是大致平面的。

可选地，垫圈包括位于阻挡片的任一边的切除部。优选地，该切除部相对于阻挡片是纵向的。切除部可以位于阻挡片的基底，即阻挡片的近端。

切除部使阻挡片能够在与没有切除部的情况下可能的长度相比的更大长度上与垫圈隔开。这增加了阻挡片的柔韧性，并且使阻挡片更容易与第一管子的定位件进行协作。

可选地，阻挡片在轴向部中弯曲。轴向部是包含轴(具体地，垫圈的轴)的平面上的部分。例如，阻挡片可以是挂钩形状、凸面形状或凹面形状。弯曲形状限制阻挡片的偏斜，如果阻挡件和定位件不进行协作，那么该偏斜将会阻挡夹紧系统插入在第一管子上。因此，阻挡片能够起到键控件的作用，并且能够更好地用来确保夹紧系统相对于第一管子被适当地定位。

阻挡片也可以具有其他形状。

在本发明的通常限定中，本发明设置有至少一个阻挡件和至少一个定位件。可以设置有以规则或不规则的方式有角度地分布的且与对应的定位件进行协作的多个阻挡件，例如，两个或三个阻挡件。

本发明也提出了一种用于将两个管子连接在一起的装配体，该装配体包括第一管子和如上所述的系统，该系统装配在第一管子上，第一管子适于与第二管子进行邻接，第一管子具有与系统的阻挡件进行协作的定位件。

装配体包括本发明的系统，以及该系统能够在夹紧颈圈不被加紧但是围绕着第一管子延伸的状态下被预装配其上的第一管子。

可选地，第一管子包括，优选在自身的端部包括以环形延伸的方式，典型地以轴向延伸的方式，优选地以大致圆柱形延伸的方式延伸的径向凸出。定位件可以至少部分地形成在该延伸中。

可选地，定位件从第一管子的适于与第二管子进行邻接的端部的边缘延伸。因此，阻挡件能够从系统插入在边缘后方的第一管子开始，保证夹紧系统相对于第一管子的适当的角定位。

可选地，第一管子具有径向凸出，所述定位件与径向凸出一样远地延伸。因此，定位件和阻挡件之间的协作不防止垫圈碰到径向凸出且因此提供良好密封。

可选地，定位件包括凹口、孔口或缩退部。

可选地，在非加紧状态下，夹紧颈圈与垫圈径向间隔开。因此，颈圈的箍与垫圈之间限定有环形空间，第二管子能够插入在该环形空间中以便将管子连接和联结在一起。

附图说明

当阅读下面的以作为非限制性示例给出的本发明的实施例的详细说明时，能够更好地理解本发明及其优势。说明参照附图，其中：

图1是示意了在将颈圈夹紧前，预装配在第一管子的端部的系统的立体图；

图2是图1的在平面II上的截面图，该平面由管子的轴和管子的穿过阻挡件的直径限定；

图3是图1中的孤立的垫圈的立体图；

图4是类似于图1的视图，其示意了第二实施例中的连接装配体；且

图5是类似于图1的视图，其示意了第三实施例中的连接装配体。

具体实施方式

说明开始于图1至图3。在图中，能够看出，夹紧系统包括：颈圈10，该颈圈10通常与EP1451498和WO2012/013891中所述的类型相同；和垫圈28，垫圈28进行协作以将两个管子1和2装配在一起。然而，应理解，本发明不限于这种类型的颈圈。

如上所述，术语“内侧”用来指定面向被放置为端对端的两个管子的轴A的元件或相对于被称为“外侧”的其他元件更接近于轴A的元件，“外侧”元件也是背向轴A的元件。

具体地，且能够在图1和图2中看出，颈圈包括具有内周面的箍12，该内周面限定缩退部14，在缩退部14中，可以插入轴承面，该轴承面分别是形成第一管子1的一部分的轴承面16和形成第二管子2的一部分的轴承面18。缩退部及其轴承面具有这样的形状：使得将颈圈的箍加紧就能够限制管子的端部朝着彼此移动。因此，箍12有利地设置有V字型部，而轴承面16和18具有这样的直径：朝着管子的面对的自由端部逐渐增加，且例如，是截头圆锥形的形状。箍12分别设置有大致径向立起以便形成轴承片的端部12A和12B。该片被穿孔以便使螺栓24的螺杆24A穿过片。螺栓的头部24B相对于一个轴承片(具体地，轴承片12B)来保持，而螺母26相对于另一个轴承片12A来保持。能够理解，在螺旋加紧的方向上转动螺母使轴承片朝着彼此移动且因此减小颈圈的内直径，即这能够使箍加紧。具体地，保持垫圈26A插入在轴承片12A和螺母26之间，该垫圈26A具有凹口，该凹口相对于箍12形成的V字型尖端来保持垫圈26A以便防止在转动螺栓24的同时，垫圈26A相对于该尖端转动。

夹紧系统也具有垫圈28，其固定至颈圈。该垫圈设置有截头圆锥形的环形部30，能够在图2中看出，当使用夹紧系统将两个管子夹紧在一起时，该环形部30适于插入在两个管子的面对的端部之间。参照图2，能够看出，在位于管子1的端部的颈圈10的预装配状态下，环形空间E留在预装配在第一管子1的外周面23和颈圈的箍12的内周面上的垫圈28之间。图1和图2也示意了：在预装配状态下，颈圈大致以管子为中心，颈圈的和垫圈的轴A在图中与第一管子1的轴一致。因此，环形空间E能够使第二管子2的端部插入在颈圈的箍12的下方且能够使两个管子联结在一起。

在这方面，应观察到，管子2的端部是阴性端部，其内周面设置有外张部。与此相对，管子1的端部是阳性端部，其超越轴承面18且设置有直径随着靠近自由端而减小的外周面23。以此方式形成的端部因此能够插入在形成在管子2的自由端的外张部17的内部，它们的形状大致互补。垫圈的截头圆锥形部30位于外张部17与管子1的自由端的外周面23之间。垫圈的截头圆锥形部30设置有形成密封垫片的环形变形部32。一旦夹紧系统被加紧，形成在管子2的自由端的内周面上的外张部17和管子1的端部的外周面23就因此形成密封面，该密封面发生在它们之间，即在垫圈的截头圆锥形部30之间，且该密封面压缩密封垫片32使得管子之间的连接被密封。

垫圈28能够紧固至颈圈10，且由颈圈10和垫圈28组成的装配体在第一管子1上的预装配能够使用垫圈28提供的紧固片以与EP1451498和WO2016/034820相同的方式来预装配。

因此，垫圈28设置有能够在图3中更清楚地看出的一系列内片33。当垫圈与颈圈进行装配时，这些内片与箍12的一个分支(具体地，分支13A)的内周面进行协作。这些内片用来将垫圈保持在与分支13A的内周面相距一定的距离处。特别能够在图1和图3中看出，紧固片也包括长到足够与分支13A的自由内边缘进行接触的外片34。内片33可以随着靠近自身的自由端而径向上升一点使得自由端更可靠地靠着分支13A的内周面。与此相对，外片34被大致轴向地定向以便在分支13A的自由内边缘的下方通过。能够看出，外片34的自由端是弯曲的以便分别形成钩挂在分支13A的外面上的挂钩34A。

可选地，内片33和外片34可以呈现出公开的专利申请EP1451498、WO2012/013891或FR3048468详细说明的特征中的其他特征。适当的时候，外片34可以形成或包括能够使夹紧系统预装配在第二管子2上的第一预装配片。

在图1至图3中，第二预装配工件包括第二预装配片40，第二预装配片40位于垫圈28的与其第一侧相对的第二侧且具体地在轴向方向S2上远离垫圈的外周面28A地延伸。在示出的实施例中，且能够在图3中更好地看出，第二预装配片40类似于WO2012/013891中公开的第二预装配片。第二预装配片40可以具有该文献中列出的特征中的一些或全部，且可以至少以该文献中所述的变型例来呈现，特别但是不唯一地，以该文献的图7C的实施例来呈现。第二预装配片40用来将垫圈28固定至第一管子1。可以使用其他的固定工件。

此外，如上所述，垫圈28设置有阻挡件，阻挡件被构造为与第一管子1的对应的定位件进行协作以便阻挡垫圈28相对于第一管子1转动。具体地，阻挡件包括阻挡片44，阻挡片44被构造为与第一管子1的凹口48进行协作。

在图1至图3的示例中，阻挡片44朝着垫圈28的内部径向凸出，且朝着第一管子1的自由端(即，将要与第二管子2的端部进行邻接的端部)轴向凸出。具体地，阻挡片44从垫圈28的径向内侧(在本示例中，截头圆锥形部30)延伸。因此，忽略下述的切除部46，阻挡片44从垫圈28的大致最小直径部(具体地，垫圈28的内周面28B)凸出。阻挡片44的与垫圈28远离的端部(即，其远端)与垫圈28的最小直径部相比，朝着垫圈的内部更远地延伸。此外，特别能够在图3中看出，阻挡片44从垫圈28的端部，更精确地从垫圈的截头圆锥形部30的端部凸出，该端部在轴向上远离紧固片、内片33、外片34和/或第二预装配片40都从其凸出的端部。

如图2的较大比例的细节所述，阻挡片44径向地通过凹口48，从而防止垫圈28相对于第一管子1转动。为此，阻挡片44可以具有与凹口48的角宽度相比的稍微较小的角宽度，例如，在凹口48的角宽度的50％至100％的范围内。

在本实施例中，阻挡片44至少在轴向部中是大致平面的。在圆周方向上，阻挡片44可以具有与垫圈28的截头圆锥形部30的圆周曲线对应的曲率。

此外，阻挡片44的柔韧性通过垫圈中的位于阻挡片44的任一边的切除部46来增加。更特别地能够在图3中看出，切除部46是纵向的且沿着阻挡片44延伸。切除部46在轴A的方向上具有非零组件。

此外，第一管子1的凸出部23远离轴承面16地延伸了大致环形延伸1A。环形延伸1A优选具有与第一管子1的剩余部分的直径相比的较小直径，使得假定第二管子(除了外张部17)具有与第一管子1的主要部分的直径大致相等的直径，则如图2所示，可以将第二管子2接合在延伸1A上。延伸1A也可以同样采用其他形式，例如，其可以是大致截头圆锥形的形状或由规则地或以其他方式有角度地分布的多个不连续延伸组成。

在本实施例中，延伸1A是轴向延伸，具体地，大致圆柱形轴向延伸(即，例如，除了凹口48以外，是圆柱形)。定位件(在本示例中，由凹口48组成)形成在延伸1A中。

更精确地，在本实施例中，凹口48从第一管子1的适于与第二管子2进行靠着邻接的端部的边缘延伸且延伸至第一管子1的径向凸出，在本示例中，该径向凸出由外周面23形成。因此，在夹紧系统的非加紧状态和加紧状态下，一旦夹紧系统且特别地垫圈28接合在第一管子1上且直至垫圈开始与外周面23进行靠着邻接，阻挡片44和凹口48就能够进行协作。

相反，凹口48不需要具有开口端。换言之，代替包括凹口，确切的说，定位件可以包括位于与第一管子1的端部的边缘相距一定距离处的孔口。当将夹紧系统接合在第一管子上时，阻挡片44弯曲直至能够进入孔口，从而形成一种夹式紧固。当阻挡片44朝着第一管子1的端部的边缘凸出时，使该操作更容易。

一旦在孔口中，阻挡片44就返回到其初始位置。形成阻挡件的阻挡片44和形成定位件的孔口之间的协作则不仅提供垫圈28相对于第一管子1的径向阻挡，而且提供轴向阻挡。该轴向阻挡能够使夹紧系统保持在第一管子1上。如果该保持足够稳定(如果必要，其能够通过设置如上所述种类的多个阻挡片44来实现)，那么可以简化或甚至省去第二预装配片40，该第二预装配片40特别地用来提供垫圈28相对于第一管子1的轴向阻挡。

图4和图5示意了其他实施例中的连接装配体。在图中，与第一实施例的元件对应的或相同的元件被给定相同的附图标记且不再说明。

除了关于阻挡件的形状以外，图4所示的第二实施例与图1的第一实施例相同。具体地，在本实施例中，阻挡件包括在轴向部中弯曲的阻挡片44'。典型地，阻挡片44'可以是被构造为钩挂凹口48的挂钩的形状。此外，在本实施例中，垫圈28不具有切除部46。

除了关于定位件的形状以外，图5所示的第三实施例与图1的第一实施例相同。具体地，在本实施例中，第一管子1的定位件包括缩退部48'。与凹口48一样，缩退部48'形成在延伸1A中，且缩退部48'从第一管子1的端部的边缘延伸得与第一管子1的径向凸出一样远，在本示例中，该径向凸出由外周面23形成。缩退部48'在径向方向上朝着第一管子1的内部凸出。此外，为了避免第一管子1或阻挡件的任何磨损，从缩退部48'的底壁48'A与轴A相距的距离小于从阻挡片的远端44A与轴A相距的距离。缩退部48'可以通过冲压来获得。

在所示的所有实施例中，一旦夹紧系统处于第一管子1的端部处的等待位置(即，处于预装配位置)，就能够被操作为与第一管子一起的单元。为了将第一管子1与第二管子2进行装配，在第二管子的端部插入上述的环形空间E的情况下，使第二管子朝着第一管子的端部，然后以常规的方式将颈圈加紧。具体地，颈圈的夹紧工件包括上述的螺栓，当螺母栓接在螺栓的螺纹螺杆上时，螺栓减小轴承片12A和12B之间的空间。自然可以构思出其他的加紧工件，特别地，挂钩系统或拧挤系统。

此外，清楚的是，第二实施例的具有弯曲的阻挡片44'的阻挡件与第三实施例的缩退部48'能够共存。阻挡件以及定位件也可以被构思出其他形状，例如，片44和44'以外类型的凸出。与上面的示例中所述的构造不一样，阻挡件也可以被构造为接纳形成第一管子的定位件的凸出。

更通常地，尽管参照具体的实施例说明了本发明，但是可以在不超出权利要求限定的本发明的总体范围的情况下，对上述的实施例作出修改。特别地，示出的和/或提到的各种实施例的各个特征可以在额外的实施例中进行组合。因此，应当在示例性而不是限制性的意义上看待说明书和附图。

Claims (12)

1.一种用于连接第一管子(1)和第二管子(1)的系统，所述系统包括适于加紧在所述两个管子(1，2)的邻接端部的周围的夹紧颈圈(10)，和通过固定工件(33，34，40)而固定至所述夹紧颈圈的垫圈(28)，

其中，所述垫圈(28)设置有阻挡件(44，44')，所述阻挡件(44，44')被构造为与所述第一管子(1)的对应的定位件(48，48')进行协作以便阻挡所述垫圈(28)相对于所述第一管子(1)转动，所述阻挡件(44，44')设置在所述垫圈(28)的大致最小直径部上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述阻挡件包括阻挡片(44，44')，所述阻挡片(44，44')被构造为接纳在所述第一管子(1)的定位件(48，48')中。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述阻挡片(44，44')朝着所述垫圈(28)的内部径向凸出。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述阻挡片(44，44')从所述垫圈(28)的大致最小直径部(28B)凸出。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，当所述系统装配在所述第一管子(1)上时，所述阻挡片(44，44')朝着所述第一管子(1)的所述端部的边缘凸出。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述阻挡片(44)是大致平面的。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述垫圈(28)包括位于所述阻挡片(44)的任一边的切除部(46)。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述阻挡片(44')在轴向部中弯曲。

9.一种用于将两个管子连接在一起的装配体，所述装配体包括第一管子(1)和根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述系统装配在所述第一管子(1)上，所述第一管子(1)适于与所述第二管子(2)进行邻接，所述第一管子(1)具有与所述系统的阻挡件(44，44')进行协作的定位件(48，48')。

10.根据权利要求9所述的装配体，其中，所述定位件(48，48')从所述第一管子(1)的适于与所述第二管子(2)进行邻接的端部的边缘延伸。

11.根据权利要求9所述的装配体，其中，所述第一管子(1)具有径向凸出(23)，所述定位件(48，48')与所述径向凸出(23)一样远地延伸。

12.根据权利要求9所述的装配体，其中，所述定位件包括凹口(48)、孔口或缩退部(48')。