CN1098953C - 管件连接装置 - Google Patents

Abstract

对管件进行连接的连接装置，特别是将桩和桩套连接在一起的连接装置，包括套人第二根管(2)中的第一根管(4)。第一根管具有第一环形凹窝(10)和第二环形凹窝(12)，第二根管具有第一套锁定装置(8)和弹性偏置的第二套锁定装置(8’)分别与第一凹窝和第二凹窝啮合；当锁定装置与凹窝啮合时，通过凹窝中的止动台和一套锁定装置阻止了在一个方向的轴向运动，通过另一套锁定装置阻止了与该轴向方向相反的另一方向的轴向运动。本发明是：只有当第一套锁定装置对着第一凹窝及第二套锁定装置对着第二凹窝时，才能够锁定啮合。这样确保连接牢固，最好采用元件(30)，它能够从一套锁定装置穿过第二根管的外壳伸出；还设有能够容易解脱管子的装置。在另一方案中，类似的解脱管子的装置包括一组锁定装置(118)其位于环形止动台表面(117)范围内的凹槽(117’)内：锁定装置(118)由伸到管子(110)外面的螺钉(123)拉住。

Description

管件连接装置

本发明涉及对管件进行连接的连接装置，特别是将桩和桩套连接在一起的连接装置。

在近海应用中，有几种方法能实现桩与桩套连接，例如，一种方法是在桩与桩套之间设置一环状空间，当装配时，在环状空间进行填充；另外一种连接方法中，桩被旋进预设在桩套中的凹槽里；还有一种方法是，用一根大而重的销钉贯通桩和桩套。在水下使用时，这种连接操作很困难，有可能要用到潜水员。

因此，依据本发明，管件连接装置包括第一根管和第二根管，其中第一根管的一部分能够轴向地插入到第二根管中，第一根管具有第一套环型凹窝和第二套环型凹窝，第二根管具有能啮合地插入到第一套环型凹窝中的第一套弹性偏置锁定装置，和能啮合地插入到第二套环型凹窝以及对应在第一环型凹窝和第一套环型凹窝中的止动台面的第二套弹性偏置锁定装置，，因此，当互相啮合时，防止了在第一所述轴向方向的轴向运动，当第二环型凹窝与第二套弹性偏置锁定装置互相啮合时，防止了与第一所述轴向方向相反的第二所述轴向方向的轴向运动。

使一根内径尺寸比另一根内径尺寸较大的管子(管子的横截面可以是圆形或矩形)的端部滑动到另一根管子的端部，管子之间形成啮合，就防止了相关的轴向运动，这样，距离第一根管的一端最近的第一套锁定装置接触到距离其一端最近的另一根管子的凹窝，它们不能锁定啮合，只有当第一套销接装置与第一凹窝相对而且第二套锁定装置与第二凹窝相对时，才能够锁定啮合。

优选地，从管连接装置外侧设置一解脱锁定装置的装置，该装置从每一锁定装置伸出到外面，借助围绕连接装置做成的合适的环，能够向外最大限度抵住偏置。

依据本发明的另一方案，管件连接装置包括第一根管和第二根管，第一根管具有一偏置的环型凹窝，向内运动时，与该凹窝锁定啮合，锁定装置具有一装置，能产生向外的解锁定运动，这样，通过管子的轴向运动，它们能够解脱连接。

在水下使用时，解脱连接的装置具有简单的方法，不须利用潜水员。

现参照下面附图用实例来说明本发明：

图1是依据本发明的图2的管状连接装置的沿A-A的剖面；

图2是图1沿B-B的剖面；

图3是图1的管状连接装置在第一啮合阶段沿图2的A-A的剖面；

图4与图3是相类似的剖面，表示图1管状连接装置处于第二啮合阶段；

图5与图3是相类似的剖面，表示图1的管状连接装置处于第三啮合阶段；

图6与图3是相类似的剖面，表示图1管状连接装置处于第四和最后啮合阶段；

图7是沿图6D-D的剖面；

图8是本发明的第二实施例沿图10上的E-E的剖面；

图9是图8的管件连接装置的一根管件的部分剖面；

图10是沿图8的F-F的剖面；

图11是本发明管件连接装置的第三实施例的轴向剖面；

图12是本发明管状连接装置的第四实施例的轴向剖面；

图13和图14是图1的第一实施例的变型的相类似剖面，表示本发明管件连接装置脱开的方案；

图15是与图6类似的纵向剖面，表示本发明的第五实施例；

图16是图15实施例的一个闭锁凹窝的纵向剖面；

图17是图16的凹窝沿XVII的横剖面；

图18是图15的第一根管的一半沿XVII向的剖面；

图19是图15的第二根管的一半沿XIX向的剖面；

图20是本发明的另一实施例的部分纵向剖面图。

在图1-7所示的第一实施例中，环形截面的第一根管2套在第二根管4上形成了图6所示的连接装置。此连接装置由锁定装置8组成的两套装置5和6构成，当第二套6装配到第二周边凹窝12上时，第一套5以锁定啮合方式装配到第一凹窝10中。

从图1可见，每套锁定装置分别包括8个锁定装置8和8’。每一锁定装置由一弹性揉性指状物14和14’支撑。这些指状物相互排序，从而，如图1所示，使装在其上端16上的向下延伸的指状物14与装在其下端18上的向上延伸的指状物14’相邻接。两套指状物14和14’在它们的中间点或在其它中间位置，局部旋转扣牢在一起，即：在图2所取的B-B剖面的高度。用这种方法，锁定装置8’上的向外的压力使锁定装置8向外移动，反之亦然。

如图3所示，管2和管4间开始啮合时，第二套锁定装置6的锁定装置8’受到管4的端部向外的力，直到凹窝10对准第二套锁定装置6的锁定装置8’。然后，由于指状物14’的偏置，这些锁定装置势必进入到凹窝10。这一点示于图4。当管子进一步进入管2时，每个锁定装置8’上的倒角面22’使锁定装置8’沿凹窝10的倒角止动台面24’向外运动。这一点示于图5。当管4继续进入管2时，凹窝10抵住第一套锁定装置5的锁定装置8，同时凹窝12抵住第二套锁定装置6的锁定装置8’。这样，第5和第6套锁定装置都能够分别与凹窝10和凹窝12啮合，因此，凹窝10和凹窝12的直角止动台24’和24与锁定装置8和8’上的直角止动台面28和28’锁定啮合。这样，管4被锁定在管2里，因此，管4的任何轴向运动都直接传递到管2。

在此所示的管子具有环形剖面，但对于具有矩形剖面的管子，情况是完全相同的。

每个锁定装置8或锁定装置8’上有一导向螺钉30，该导向螺钉安置成能在管2的径向开口32上轴向运动。在该实施例的修改方案中，如图13和图14所示，锁定装置8’的导向螺钉32’有延长杆，其与装在止动台38上的曲柄件36的臂34啮合。为了解开锁定，使连接装置解脱啮合，围绕管的一个环40下降从而使曲柄件36以止动台件38为轴转动，并且使导向螺钉32’向外运动，则锁定装置8也向外。因为指状物14’和锁定装置8’固定在指向锁定装置8的指状物14的位置48，锁定装置8也向外运动。因此，锁定装置5和锁定装置6分别脱离凹窝10和凹窝12。就能够把管4从管2中拉出来。

指状物14和指状物14’是相互连接的，只需要两套锁定装置中的一套上的一套螺钉32，不需要两套。

图8，9，和10示出第二实施例，在本实施例中的管子之间的有可能损坏指状物14和14’的任何力矩可以通过用第一根管52上的指示块50与对应的第二根管54上的指示块53啮合的办法消除。这些都清楚地示于分离的图8和图9，并配合在一起示于图10。管子之间的啮合能借助于具有专利的导入系统56实现。

在第三实施例中，如图11所示，一套向上延伸的指状物14’与锁定装置8’啮合在一套凹窝12中’。锁定装置8’具有如图1的连接相同方向的拉力作用。但是，为了使连接装置在两个方向有相反运动的作用，在管4’上的一个外轴套70与管2’上的一个内环72相啮合。

图12示出第四实施例，与图11所示的连接装置相反，在管4’上的一个环70与凹窝10’相互作用产生两个方向锁定。

在连接装置中可以设置一能量缓冲轴套。正如在图15至图19所示的实施例中，缓冲轴套由一焊接到一扇形衬垫76的环75组成，该衬垫粘接到一弹胶体轴套77上，弹胶体可用氯丁橡胶制成。弹胶体轴套77依次粘接到上桩管79上。环75不贴到桩管79上，可与桩管79无关地轴向自由移动。

后面实施例的能量缓冲轴套在桩管偶然超速转动时最好利用弹胶体轴套77的变形来吸收能量。此情况发生在桩锤操作员使桩穿透渗透目的物时。在下桩槽止动台面80顶着锁定装置的止动台面81或弹簧头82被驱动之前，环75将啮合在上支撑环84上，环84上有一对应于环75倒角面的倒角面。桩进一步的驱动会使环75作用于扇形衬垫76，引起弹胶体轴套77的剪切变形。在环75和弹胶体轴套77之间的一缝隙85使所述轴套的没有变形而不用滑环75直接压到轴套77。在止动台面80和81接触之前，环84接触环75。这就保证，施加到管79上的能量被轴套的剪切变形及管子贯穿克服土壤的阻力所吸收。在弹簧头82上的应力的消除进一步避免了对这些部件的损害。

在图16中示出了上桩槽86，用点划线还示出了一上弹簧头87。弹簧头和桩槽对应的止动台面89和90相对于水平倾斜，以保证更好的啮合。

由于在上桩的外表面92和弹簧94及95的内表面93之间必要的缝隙，使上桩管79能够缓慢地向下桩管97倾斜。结果，对于每一个弹簧头82以及还有可能弹簧头87具有一不规则的负载分布。为有助于避免这一点，弹簧头87的弹簧头止动台面89和弹簧头82各装有尖楔108，当面89和90进行啮合时，辐射挤向在面90上的轴承99引起局部轴承变形。轴承99利用轻金属例如软铁或铜或镍合金焊接在面90上。

为了保证弹簧头87向外的运动从而引起弹簧头82的向外运动，便于桩管79和97的相互锁定及脱开锁定，末端是上弹簧头87的弹簧94设计成拉出弹簧95，弹簧95上有以弓形板100焊接的弹簧头82，用此方法迭加到弹簧94边缘的每边。最好的方案示于图19。为了平衡弹簧头87和弹簧头82向外的运动，弓形板100离弹簧头87比弹簧头82更近，可以从图15观察到。

为了使桩管79和97解脱锁定，有牵引器螺钉101自由地位于桩管97径向孔内但是丝扣连接到弹簧头87上。每一螺钉101有一焊接一大垫圈103的外部螺母102。弹簧头的位置能够径向调节，以避免在两个桩管连接时桩管的下边缘104碰撞上弹簧头的上鼻子105。当固定在弹簧头上的牵引器螺钉向内径向移动而啮合进槽86时，垫圈103上有一为远距离水下摄象而设置的视觉指示。当在水下连接桩管时这是特别有用的，对于远处的摄像机在水下的任何指示都必须是易于观察的。

为了防止那些可能干扰弹簧94和95工作的沙土或碎屑进入桩管79和97之间的环状空间106，在下桩管97的上端的环108的内侧设置一弹性密封垫107，封靠在管79的外表面。当桩管79推进入地层或海底时会充满土质。

图15-19所示实施例的操作类似于图1-7所示实施例的操作。在下弹簧头82上可设置牵引器螺钉，在这种情况下附加的弓系形板100可以被焊接到弹簧94上以保证随之产生的上弹簧头的运动。用其他方法把弹簧94和95连接在一起也是可能的。例如，在弹簧94和95的内表面和外表面上的螺旋弹簧能够产生适当功能的连接，尽管他们可能不是那么可靠，如图19所示的弓形板结构。

在图20中，示出了与图12类似的装置，在此装置中，上管110装配到下管112中，有一个十字形的头113，十字形的头113由两块向上的椎形板114和115互锁形成，实际上作成锥形配对头从而有助于上管110的定位。板114和115固定到有一下相交面117的法兰上，止动台面117与弹簧头118啮合与桩管锁定在一起。管子之间的止动台分别装在管子112和110的端面119和120上。为了加固管110的外边缘和下边缘，法兰盘122焊接在管110的下端临近表面120。牵引器螺钉123固定到弹簧头118上，象以前或如所示的简单方法—在弹簧头中用螺钉头压住管110外边的螺母。

本发明的连接装置最初打算用于海面打桩工程，而且在海面及海岸有很好的应用。本发明对于桩和桩套连接在一起很有用而且能够用于把一根桩轴向地连接到另一根桩上。

Claims (14)

1.一种管件连接装置包括第一根管和第二根管，其中一根管的一部分能够轴向地插入到二根管中，第一根管具有第一组环型凹窝和第二组环型凹窝，第二根管具有能啮合地插入到第一组凹窝中的第一套弹性偏置锁定装置，和能啮合地插入到第二组凹窝以及对应第一环型凹窝和第一组环型凹窝的止动台的第二套弹性偏置插销装置，因此，当互相啮合时，防止了在第一所述轴向方向的轴向运动，当第二凹窝与第二套弹性偏置销接装置互相啮合时，防止了与第一所述轴向方向相反的第二所述轴向方向的轴向运动。

2.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，至少有一套锁定装置具有解锁装置。

3.依据权利要求1或2所述的管件连接装置，其特征在于，每一根管子都有相互作用的与所述锁定装置分离的止动台面，以便限制插入方向的运动。

4.依据权利要求3所述的管件连接装置，其特征在于，所述的止动台面设置在一个环上，该环利用一弹性互接件接到所述的一个管子。

5.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，所述的第一组锁定装置的每一个锁定装置都能在一个所述的轴向方向延伸，所述的第二组锁定装置的每一个锁定装置都能在与第一套相反的另一所述轴向方向延伸。

6.依据权利要求5所述的管件连接装置，其特征在于，第一套锁定装置的各个锁定装置在第二套锁定装置的各个锁定装置之间延伸。

7.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，第一套锁定装置的各个锁定装置相互连接到第二套锁定装置的各个锁定装置，这样，第一套锁定装置的任何一个或所有的向内或向外的径向运动就引起第二套锁定装置相同的运动。

8.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，第一套锁定装置的各个锁定装置安排成压在邻近的第二套锁定装置的各个锁定装置上，这样，所说的第一套锁定装置的各个所述锁定装置的运动就引起相邻的各个锁定装置相同的运动。

9.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，包括第一根管和第二根管，所述第一根管和所述第二根管至少部分相互装配，所述第一根管具有一环型凹窝，所述第二根管具有一套偏置锁定装置，能在向内运动时锁定啮合所述凹窝，所述锁定装置具有一装置产生向外的解脱锁定运动，这样，通过管子的相对轴向运动，能够解脱连接。

10.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，每一锁定装置包括一能够径向运动的锁定装置头，该锁定装置头固定到一弹性伸长元件的一端，此元件的另一端固定到所述管子之一。

11.依据权利要求10的管件连接装置，其特征在于，所述锁定装置头有一倒角外端，这样，当所述的一根管子插入到另一根管子接触到锁定装置头就引起所述锁定装置头径向向外运动。

12.依据权利要求1所述的管件连接装置，其特征在于，设置一装置，以避免一根管子在与其它管子相互啮合时产生相对于另一管子的围绕它的轴的转动。

13.依据权利要求10的管件连接装置，其特征在于，具有一解脱锁定装置，用于至少解脱一组锁定装置，所述的解脱锁定装置包括同时拉住每一单个锁定装置头的装置。

14.依据权利要求1所述的具有管件连接装置的一对桩。

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