CN108779880A - 推入式连接配合装置、布置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的整体式管道导管的实施例包括具有中心体的装置，该中心体具有内表面，该内表面具有径向向内延伸的管止动件、一个或多个头部连接器以及封装装置，该封装装置包括保持在一个或多个头部连接器的径向壳体隔室内的至少一个密封环、垫片压盖和夹持环。该封装装置还可包括保持环。在各种实施例中，每个头部连接器通过胶合或超声波焊接固定到中心体。

Description

推入式连接配合装置、布置和方法
技术领域
本发明涉及管道导管，更具体地说，涉及一种便于保护内容物的推入式连接配合装置、布置和方法。
背景技术
管道系统用以促进流体(例如，液体、气体(如空气)或等离子体)的流动，容纳内容物并提供其他功能。例如，管道系统可以包括保持电气布线的导管，有效地在受限和受保护的区域内捆扎和容纳布线，使得插入的线可以从一个点到另一个点被集体地运输、屏蔽和连接。在许多情况下，导管的一个端点是电箱。
用于管理松散布线的导管或管道连接通常是管形元件，其具有中空内部以允许布线穿过。这种导管可用于适当地保护其中容纳的电线和电缆。如果不受保护，松动的电线和/或电缆可能会被损坏、切断(例如靠在电箱开口的金属边缘)，并可能导致短路，触电或火灾。虽然存在有助于防止这些问题的法规，但各种安装可能无法满足法规要求。当传统导管定位在电箱开口内时，它们可以是不固定的，或者可能通过诸如螺纹接合的附接的基本形式来固定。电导管可以由金属、纤维、塑料和其他材料制成。非金属导管材料(例如PVC)通常较便宜且重量较轻。
近年来，推入式配合技术已被用于管道系统，尤其是水管系统，以减少焊接接头和其他连接方法所涉及的危险和时间。推入式方法需要最少的管道配件知识，并且涉及的材料远少于焊接。例如，人们可能只需要管道、快速连接配件、倒角/去毛刺工具和管切割器，以便使用推入式技术连接管道。使用推入式技术连接管道系统所涉及的步骤可概述如下。首先，将管子切割成适当的长度，并用去毛刺工具清洁管子的末端。然后将管道和配件推到一起进行连接。该配件设置有紧固环(也称为夹头、夹持环或抓环)，该紧固环具有在插入管时夹持管的齿。紧固环装置用于提供相反的能量，从而防止装置在创建可靠密封时断开连接。因此，不涉及扳手、夹紧、胶合或焊接。管道系统的推入式和/或快速连接技术可以通过例如美国罗得岛州沃里克的迅捷装配公司--推入式配件和相关产品LocJawTM，BlueHawkTM，和的供应商获得。而且，这种技术在以下美国专利中进行了说明：例如，美国专利号7,862,089、美国专利号7,942,161、美国专利号8,205,915、美国专利号8,210,576、美国专利号8,398,122、美国专利号8,480,134、美国专利号8,844,974、美国专利号8,844,981、美国专利号9,068,680、和美国专利号9,217,529，其公开内容通过引用整体并入本文。
发明内容
本发明部分地提供了一种推入式连接配合装置、布置和方法，其有助于重复使用推入式配件而不损坏装配元件或管道，同时还便于管理多个电线、电缆和/或以符合要求的方式在电气环境中连接并为专业人员节省时间。本发明可以使用胶和/或超声波焊接连接管道元件，以便将一个或多个头部连接器与中心体保持在一起，从而允许一个或多个管子插入并保持在中心体和头部连接器中。
在各种实施例中，与传统的推入连接管道技术相关的顶侧负载相反，本发明允许下侧加载。除了电气环境之外，本发明的实施例还可以用于灌溉和其他流体流动环境。
在各种实施例中，根据本发明的装置包括具有内表面的中心体，该内表面带有径向向内延伸的管止动件，以及一个或多个头部连接器，每个头部连接器具有包括至少一个密封环、垫片压盖和夹持环的封装装置。封装装置还可包括保持环。保持环定位在头部连接器的轴向外侧，并且能够轴向插入头部连接器的空腔中，以便径向向外提升夹持环的齿，以允许经由中心体插入和移除要连接的管。在各种实施例中，每个头部连接器通过胶合或超声波焊接固定到中心体。其中，应当理解，本发明通过节约创建与其他推入式连接技术相关联的多个模具所需的时间来辅助生产工作。
在各种实施例中，本发明采用可锁定的释放推动器，当处于解锁位置时，允许推动器沿着配件轴向向内移动，提升紧固环的齿，从而便于插入和释放圆柱形物体，例如固定在配件内的管件。当希望移除管道元件时，可以再次向释放推动器提供轴向施加的压力，将紧固环齿从插入的管道上抬起以允许其被移除。在本发明的一个实施例中，释放推动器永久地固定到配件上并且是封装装置的一部分。
出于本公开的目的，术语“管”、“管子”、“管道”、“导管”、“导管元件”或“管道元件”将被理解为包括一个或多个管道、管、导管、管道元件和/或管元件，可以互换使用。此外，出于本公开的目的，配件可以包括阀构件和其他管道元件，包括但不限于：联接接头、弯管接头、T形接头、止动端、球阀构件、管和具有大致圆柱形开口的其他物体。在本发明的一个实施例中，一个或多个密封构件垫圈插入件(例如，O形环构件)配合在限定在配件内部的密封隔室内。可以提供垫片压盖以为一个或多个密封环提供支撑。当反向力施加到已插入联接装置中的管道元件时，内部隔室和壳体元件为密封构件和紧固环提供集成支撑。
本发明提供了如本文所述的其他方法、装置和布置。
附图说明
图1是根据本发明实施例的装置的分解正面透视图。
图2是以横截面示出图1装置的元件的透视图。
图3是本发明的装置的一个实施例的正面剖视图。
图4是从图3的圆圈部分4-4截取的装置部分的放大视图。
图5是根据本发明实施例的中心体元件的透视图。
图6是图5的中心体元件的右侧视图。
图7是沿着图6的线7-7截取的中心体元件的剖视图
图8是根据本发明实施例的头部连接器的右后透视图。
图9是根据本发明实施例的头部连接器的右前透视图。
图10是图9的头部连接器的右侧视图。
图11是沿着图10的线11-11截取的头部连接器的剖视图。
图12是根据本发明实施例的垫片压盖的右侧视图。
图13是沿图12中13-13线截取的垫片压盖的剖视图。
图14是从图13的圆圈部分14-14截取的垫片压盖的一部分的放大视图。
图15是根据本发明的实施例的装置的分解正面透视图，该装置具有在中心体的一侧上安装的头部连接器和封装装置。
图16是以横截面示出图15的装置的元件的透视图。
具体实施方式
在如图1到图16所示的本发明实施例的装置10中，所示的装置的元件包括：配件或导管中心体构件12、至少一个密封环14、至少一个垫片压盖16、至少一个夹持环18、至少一个头部连接器20和至少一个释放推动器或保持环22。图1至3还示出了使用装置10连接的两个管25。在各种实施例中，中心体构件12可以是锻造的CW617N黄铜，例如具有全端口和全流动配件。在其他实施例中，体构件12可以是塑料材料。
在各种实施例中，中心体构件12是基本上圆柱形的主体，其具有外表面120和内表面122，该内表面122具有在其径向向内延伸的管止动件123。管止动件123包括第一径向延伸的边缘126和第二径向延伸的边缘128，以及轴向延伸的表面125。边缘126,128用于在本发明的操作期间阻止管的轴向插入，并且表面125通常与插入的管的内表面轴向对齐，以促进管内的任何材料或流体(包括例如电气布线)的平滑移动。内表面122形成腔30，腔30轴向延伸穿过中心体构件12，如图5所示。中心体构件12还包括轴向外壁124，如图5至7所示，壁124的厚度可以根据所涉及的具体应用而变化。
如图1至4和8至11所示，可以提供一个或多个头部连接器20，每个头部连接器20可以包括内部封装装置39，其包括至少一个密封环14(可选地润滑)、垫片压盖16和夹持环或紧固环18。在各种实施例中，封装装置39还包括保持环22。密封构件14可以是基本上环形的，并且可以由橡胶基材料或类似的刚性但可变形的材料形成，设计成在施加压力时稍微压缩。
每个头部连接器20是基本上环形的主体，其中具有管接收开口200，并且密封环14、垫片压盖16、夹持环18和保持环22中的每一个具有基本上环形的主体，形成沿着轴线延伸穿过主体的开口，在安装时其轴线与头部连接器的轴线222对齐。密封环14、垫片压盖16、夹持环18和保持环22中的每一个的内径允许管道或管元件外表面225平滑且紧密接合。在各种实施例中，紧固环18到紧固环齿182的径向内边缘的直径小于垫片压盖16、密封环14和保持环22的直径，因为在操作期间，紧固环齿182接合插入管25的外表面225。如本文所述，在操作期间，可操纵紧固环到齿182的直径，以允许插入、移除和保持管元件25。封装装置39不容纳在中心体构件12内，而是容纳在每个头部连接器20内。
如图11所示，每个头部连接器20形成有内表面65，内表面65具有各种轴向延伸的壁表面段70,72,74,76,78和79，每个壁表面段具有距头部连接器的中心轴线222的相应径向距离。例如，段70具有径向距离R1，段72具有径向距离R2，段74具有径向距离R3，段76具有径向距离R4，段78具有径向距离R5，段79具有径向距离R6。应当理解，仅段76和79具有与中心轴线222相同的径向距离，其中径向距离R4基本上等于径向距离R6。这些段76和79有助于形成第一径向壳体隔室33。如图4所示，中心体连接器12的外壁120和壁表面段78也有助于形成第一径向壳体隔室33，其从壁表面段79的轴向内边缘80延伸到壁表面段76的轴向外边缘82。头部连接器20的内表面65限定腔200，腔200沿轴线222轴向延伸穿过头部连接器20。
如图11所示，径向距离R5大于其余径向距离。径向距离R4和R6大于距离R1，R2和R3。径向距离R3大于距离R2和R1，并且径向距离R2大于距离R1。距离R4和R6的基本上等距的性质有助于在操作期间中心体连接器12的外壁120的平滑和紧密接合。此外，至容纳密封环14、垫片压盖16和紧固环18的第二隔室73的径向距离R3大于至容纳保持环22的隔室71的径向距离R2，这与在采用中心配和组件的其他推入式连接技术中的这种隔室的关系不相称。由于本发明采用了一个没有内部封装排列的中心体构件12，并且还采用了如图1，2和15-16所示的一对头部连接器20，例如，径向距离的布置(包括距离R2和R3)有助于提供快速组装且坚固的导管装置，而不需要压印或分离构件。
如图4和8至11所示，壁表面段74在段74的轴向外边缘83和段72的轴向外边缘84之间形成第二径向壳体隔室73。中心体构件12的轴向外壁124和管25的外表面225也为第二径向壳体隔室73提供表面边界。另外，壁表面段72在段72的轴向外边缘84和段70的轴向外边缘86之间形成第三径向壳体隔室71。第三隔室71容纳释放推动器22的径向外凸缘段91和后壁92，如图4所示。
如图4和8至11所示，头部连接器20设有外表面209、轴向外壁段216和轴向内壁段201。段201可以形成有由第一周向段204共享的圆形边缘202，第一周向段204沿着中间段206径向向外延伸到第二周向段208。第二周向段208设置有由第三周向段214共享的圆形边缘210。周向段204,208和214基本上与头部连接器20的中心轴线222轴向对齐，其中段208的直径大于段204和214的相应直径，并且其中段204的直径大于段214的直径。
如图1至4和12至14所示，垫片压盖16具有周向基部162、密封构件接合表面166和紧固环接合表面160和163。在各种实施例中，垫片压盖16可包括注塑模制塑料或金属材料(例如黄铜)。表面160接合紧固环18的基部180并且将紧固环基部180压靠在头部连接器20的段72的轴向外边缘84上，而表面163在操作期间接合紧固环18的齿182。此外，紧固环齿接合表面163可以从表面160以与周向基部162成大约6.5度和大约50度之间的角度A延伸。在本发明的特定实施例中，角度A约为37度。在本发明的一个实施例中，垫片压盖16是分裂的，包括第一圆周端点和第二圆周端点，它们不连接从而形成切口，这允许压盖被手动夹紧和压缩以便于安装入第二径向壳体隔室73。
如图1和4所示，紧固环18包括基本上圆柱形的基部180，基部180具有多个分叉或方形边缘齿182，其从环18的基部180沿着环18的基部180径向向内延伸。齿可以很容易地在数量和大小上变化。紧固环18可以包括弹簧钢构型，例如，其使得紧固环在安装期间能够变形，同时一旦安装就弹回到其最初制造的位置。在本发明的各种实施例中，紧固环是分裂的。例如，在美国专利号9,068,860中示出并描述了用于垫片压盖和紧固环的这种分裂布置，该专利的公开内容通过引用结合于此。
如图1至4和15至16所示，保持环22位于头部连接器的轴向外侧209上，并且能够轴向插入头部连接器20的空腔30中，以便轴向向内和径向向外提升夹持环180的齿182，以允许插入和移除经由中心体连接的管25。在各种实施例中，每个头部连接器20例如通过在隔室33中施加胶或通过超声波焊接固定到中心体。其中，应当理解，本发明通过节省与其他推入式连接技术相关的多个模具所需的时间，来辅助生产工作。
在各种实施例中，释放推动器22基本上是圆柱形的并且是中空的，在其紧固环接合端处包括外部尖端90，如图4所示。释放推动器22还包括径向外凸缘段91、凸缘后壁92和第二外壁段94。推动器22可包括注模塑料或金属材料(例如黄铜)。当在释放推动器22的后侧95上施加压力时，外部尖端90可以接合紧固环齿182的内表面，并且凸缘后壁92能够可拆卸地接合头部连接器20的段70的轴向外边缘86，如图4所示。一旦释放推动器22插入由头部连接器20和封装装置33形成的导管中，径向外凸缘段91提供与头部连接器20的壁段72齐平接合。
在各种实施例中，密封环14、垫片压盖16和紧固环18可容纳在头部连接器20内，以便在第二径向壳体元件73内基本上彼此邻接。此外，紧固环基部180牢固地保持在垫片压盖16的表面160和头部连接器20的段72的轴向外边缘84之间。这样，紧固环18在操作期间不会在中心体12内轴向移动。
在操作中，当要连接两个管25时，提供一对头部连接器20，并且在其中安装相应的封装装置33。例如，夹持环18插入每个头部连接器20的第二径向壳体隔室73中，接着插入垫片压盖16和密封环14。保持环22也插入每个头部连接器20的第三径向壳体隔室71中。接下来，提供中心体构件12，并且可选地将胶插入头部连接器的第一径向壳体隔室33中。然后将带有已安装的封装装置的头部连接器20插入中心体构件12的每个端部111,112上，并通过胶在其干燥时固定到头部连接器20，或者如果不使用胶，则通过超声波焊接工艺固定到头部连接器20。将头部连接器20固定到中心体构件12有助于将密封构件14、垫片压盖16和紧固环18牢固地保持在隔室73内。然后可以在头部连接器20的一端处将具有围绕管25的圆周定位的释放推动器工具的管25插入到腔200中，并且可以将工具(或者可选地，手动或类似的压力)施加到保持环22的端部95，由此迫使紧固环齿径向向外，使得管25可以平滑地插入，直到其到达中心体构件12的管止动件123。此时，可以释放保持环22上的力，从而允许保持环后凸缘92停留在第三隔室71内，并允许紧固环齿182接合管25的外表面225。另一个管25的类似安装可以在头部连接器20的另一端进行。
应当理解，本文描述的任何和所有尺寸都是示例性的，并且作为与本发明的适当工作操作相关联的实施例提供。此外，应当理解，在本发明的各种实施例中，推入式连接接头组件的构件可以通过液压成形工艺形成。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由本申请的权利要求而不是前面的说明表示，因此，在与权利要求等同的含义和范围内的所有变化旨在包含在权利要求中。

Claims (20)

1.一种导管装置，包括：
第一头部连接器和第二头部连接器，每个所述头部连接器具有主体，所述主体具有内表面，所述内表面限定轴向延伸穿过所述第一头部连接器的腔，其中所述内表面包括多个轴向延伸的壁段，该多个轴向延伸的壁段在所述内表面中形成多个径向壳体隔室，包括具有到第一壁段的第一径向距离的第一径向壳体隔室，具有到第二壁段的第二径向距离的第二径向壳体隔室，以及具有到第三壁段的第三径向距离的第三径向壳体隔室，其中所述第一径向距离大于所述第二径向距离和所述第三径向距离，所述第二径向距离大于所述第三径向距离；
第一封装装置，其至少保持在所述第一头部连接器的所述第二径向壳体隔室内；
第二封装装置，其至少保持在所述第二头部连接器的所述第二径向壳体隔室内；和
具有第一端和第二端的基本上圆柱形的中心体元件，其中所述第一端固定到靠近所述第一头部连接器的所述第一径向壳体隔室的第一头部连接器的内表面，并且其中所述第二端固定到靠近所述第二头部连接器的第一径向壳体隔室的第二头部连接器的内表面。
2.根据权利要求1所述的导管装置，其中所述第一封装装置包括至少一个环形密封构件、至少一个垫片压盖和至少一个紧固环，其中所述紧固环保持在所述至少一个垫片压盖和所述多个轴向延伸的壁段中的一个轴向延伸的壁段的轴向外边缘之间。
3.根据权利要求2所述的导管装置，其中，所述第一封装装置包括保持在所述第三径向壳体隔室内的保持环。
4.根据权利要求1所述的导管装置，其中，所述中心体元件使用胶固定到所述第一头部连接器。
5.根据权利要求1所述的导管装置，其中，所述中心体元件使用超声波焊接固定到所述第一头部连接器。
6.根据权利要求1所述的导管装置，其中，所述第一径向壳体隔室包括第一，第二和第三连续的壁段，并且其中所述中心体元件与所述第一径向壳体隔室的所述第一壁段和第三壁段接合，但不与所述第一径向壳体隔室的所述第二壁段接合。
7.一种用于连接两个管的方法，包括以下步骤：
提供第一头部连接器和第二头部连接器，每个所述头部连接器具有主体，所述主体具有内表面，所述内表面限定轴向延伸穿过所述第一头部连接器的腔，其中所述内表面包括多个轴向延伸的壁段，其在所述内表面中形成多个径向壳体隔室，包括，具有到第一壁段的第一径向距离的第一径向壳体隔室，具有到第二壁段的第二径向距离的第二径向壳体隔室，以及具有到第三壁段的第三径向距离的第三径向壳体隔室，其中所述第一径向距离大于所述第二径向距离和所述第三径向距离，所述第二径向距离大于所述第三径向距离；
将第一封装装置插入所述第一头部连接器的至少第二径向壳体隔室内；
将第二封装装置插入所述第二头部连接器的至少第二径向壳体隔室内；
提供具有第一端和第二端的基本上圆柱形的中心体元件；
将所述主体元件的第一端固定到靠近所述第一头部连接器的第一径向壳体隔室的所述第一头部连接器的内表面；并且
将所述主体元件的第二端固定到靠近所述第二头部连接器的第一径向外壳隔室的所述第二头部连接器的内表面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，分别将所述主体元件的第一端和第二端固定到所述第一头部连接器和第二头部连接器的步骤包括将胶插入所述第一头部连接器和第二头部连接器的第一径向外壳隔室的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一径向壳体隔室包括第一，第二和第三连续壁段，并且其中胶被插入所述第二壁段，并且其中所述中心体元件与所述第一径向壳体隔室的所述第一壁段和第三壁段接合，但不与所述第一径向壳体隔室的所述第二壁段接合。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，插入所述第一封装装置包括插入保持在所述第三径向壳体隔室内的保持环。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，插入所述第一封装装置还包括在所述第二径向壳体隔室内插入至少一个环形密封构件、至少一个垫片压盖和至少一个紧固环。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述紧固环保持在所述至少一个垫片压盖与所述多个轴向延伸的壁段中的一个轴向延伸的壁段的轴向外边缘之间。
13.根据权利要求1所述的导管装置，其中，分别将所述主体元件的第一端和第二端固定到所述第一头部连接器和第二头部连接器的步骤是通过超声波焊接进行的。
14.一种导管装置，包括：
头部连接器主体，其内表面限定了轴向延伸穿过其中的腔，其中所述内表面包括多个轴向延伸的壁段，其在所述内表面中形成多个径向壳体隔室，包括：
第一径向壳体隔室，其具有到第一壁段的第一径向距离；
第二径向壳体隔室，其具有到第二壁段的第二径向距离；
第三径向壳体隔室，其具有到第三壁段的第三径向距离，其中所述第一径向距离大于所述第二径向距离和所述第三径向距离，所述第二径向距离大于所述第三径向距离。
15.根据权利要求14所述的导管装置，其中，所述第一径向壳体隔室还具有到第四壁段和第五壁段的第四径向距离，其中到所述第四壁段和第五壁段的径向距离小于到所述第一壁段的径向距离。
16.根据权利要求14所述的导管装置，还包括一个壁段，该壁段的径向距离小于所述第一，第二和第三径向距离。
17.根据权利要求14所述的导管装置，还包括在至少第二径向壳体隔室内的第一封装装置。
18.根据权利要求17所述的导管装置，其中，所述第一封装装置包括保持在所述第三径向壳体隔室内的保持环。
19.根据权利要求17所述的导管装置，其中，所述第一封装装置还包括在所述第二径向壳体隔室内的至少一个环形密封构件、至少一个垫片压盖和至少一个紧固环。
20.根据权利要求14所述的导管装置，还包括主体元件，所述主体元件具有第一端，所述第一端固定到靠近所述第一径向外壳隔室的所述头部连接器主体的内表面。
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