CN110770487A - 用于管夹的密封套筒及具有密封套筒的管夹 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于一管夹的环形的密封套筒(1)以及一相应的管夹。所述密封套筒(1)在一内侧(4)上具有第一密封唇(5a、5b)以及一第二密封唇(6a、6b)，所述第一密封唇(5a、5b)具有一第一横截面，所述第二密封唇(6a、6b)具有一第二横截面几何形状。为了达到一高密封的效果，所述第一横截面几何形状与所述第二横截面几何形状不同，相较于在所述径向方向上，所述第一密封唇(5a、5b)在所述轴向方向上具有一较大的延伸，以及相较于在所述径向方向上，所述第二密封唇(6a、6b)在所述轴向方向上具有一相等或较小的一延伸。

Description

用于管夹的密封套筒及具有密封套筒的管夹

本发明涉及一种用于一管夹的环形密封套筒，其中所述密封套筒在一内侧上具有第一密封唇以及一第二密封唇，所述第一密封唇具有一第一横截面以及所述第二密封唇具有一第二横截面几何形状。此外，本发明涉及一种具有这样的一密封套筒的管夹。

例如，管夹以管接头的形式来使用，其作为连接平滑端管的一紧凑且可靠的手段。使用所述管夹，可以将塑料及金属管连接在一起，特别是将不锈钢管或由玻璃、粗陶或混凝土制成的管连接在一起。结合一密封套筒，以这种方式实现了一流体密闭连接(fluid-tight connection)，从而可以借助于通过所述管夹而连接的所述管来生产用于固体、液体或气体介质的压力密闭导管。

为了在压力大的情况下也实现一可靠的密封，已知的是如何在其内侧的每个端部区域处提供具有两个相邻的密封唇的一密封套筒。这两个密封唇不仅提供一双重安全性，还可以在低操作压力及高操作压力下均产生一良好的密封作用。当拧紧所述管夹时，所述多个密封唇也相互压紧，并且在一轴向内侧上具有一适当的几何形状，因而可以确保随着管内压力的增加，所述密封效果也进一步提高，这也作用于所述多个密封唇。

已知的解决方案以令人满意的方式作用。然而，事实证明可能会发生泄漏，特别是在连接的所述多个管道表面是粗糙的情况下。此外，非常高的内部压力也可能导致问题。

现在，本发明要解决的问题是提供一种用于一管夹的密封套筒以及一种在高压及低压下均能实现一良好密封的管夹。

通过具有权利要求1的特征的一密封套筒以及具有权利要求13的特征的一管夹来解决所述问题。在多个从属权利要求中将找到有利的实施例。

在用于一管夹的一环形密封套筒中，其中在至少一轴向端部区域中，所述密封套筒在一内侧上具有一第一密封唇及一第二密封唇，所述第一密封唇具有一第一横截面几何形状以及所述第二密封唇具有一第二横截面几何形状，根据本发明提供的所述第一横截面几何形状与所述第二横截面几何形状是不同的，相较于在所述径向方向上，所述第一密封唇在所述轴向方向上具有一较大的延伸，以及相较于在所述径向方向上，所述第二密封唇在所述轴向方向上具有一相等或较小的延伸。

所述轴向及径向的方向指示是关于所述环形密封套筒以及与其连接的所述多个管的形状。由于不同的横截面几何形状的所述相应构造，所述第一密封唇及所述第二密封唇的特性不同。因此，由于所述第一密封唇的横截面几何形状，所述第一密封唇比所述第二密封唇更硬。相较于在所述径向方向上，所述第一密封唇在所述轴向方向上具有一较大的延伸，所述第一密封唇相对平坦地抵靠在所述管的一表面上，从而以较低的压力产生一大面积的密封。另一方面，所述第二密封唇像一O形环，仅跨过所述管的所述表面上的一相对较小的接触表面并因此具有较高的压力。所述第二密封唇可以更容易地变形，因此可以很好地适应于更粗糙的表面。因此，由于所述第一密封唇与第二密封唇的所述横截面几何形状不同，在所述密封套筒的所述端部区域中实现一非常可靠的密封。

特别优选地，所述第一密封唇在所述轴向方向上从所述第二密封唇向内倾斜。所述多个第二密封唇沿着连接在一起的两个管之间的一间隙的方向倾斜。由于所述轴向向内的倾斜，所述第一密封唇随着所述管的内部的压力增加而被更加牢固地压靠在所述管的所述表面上，从而在压力升高的情况下也实现了一进一步改善的密封。

特别地，相较于所述第一密封唇，提供的所述第二密封唇进一步轴向地位于所述外侧。因此，所述第一密封唇直接暴露在存在于所述管的内部的压力下，因此它构成了所述第一密封阶段，而所述第二密封唇则用作一附带密封(additional sealing)，但本身仅需要承受一减小的压力。

在一个优选的实施例中，邻近所述第二密封唇而设置的多个附加密封唇(furthersealing lips)具有与第二密封唇相同的横截面几何形状。因此，所述多个附加密封唇及所述第二密封唇可以是相对薄的以及因此是弹性的，并且通过所述多个密封唇来实现一多重密封。所述多个密封唇可以很好地适应一粗糙表面，然后还可以确保一可靠的密封。因此，通过所述多个附加密封唇来进一步提高所述密封的可靠性。

优选地，所述第二横截面几何形状形成具有圆形或尖锐头部区域的半圆形或金字塔形。因此，所述多个第二密封唇像O形环，并且可以紧贴所述管的一表面。同时，所述多个第二密封能够在所述径向方向上建立一足够的密封力，同时在所述轴向方向上是相对弹性的。

优选地，所述密封套筒是对称设计的，其中一第一密封唇及一第二密封唇或可能的多个附加密封唇的一组合设置在每个轴向端部区域处。这对于用作连接两个管的管接头的管夹来说是特别相关的。因此，第一密封唇及第二密封唇或可能的多个附加密封唇的一组合设置在每个管端中，并且获得一可靠的密封。

优选地，相较于所述多个第二密封唇及可能的多个附加密封唇，提供的所述多个第一密封唇进一步轴向地位于所述内侧上。由于所述第一密封唇的横截面几何形状，所述第一密封唇比所述第二密封唇更硬，因此所述第一密封唇用作一第一密封，所述第一密封暴露于所述内部管道的压力。然后，所述多个第二密封唇及多个附加密封唇产生一额外的辅助密封。

在一个优选的实施例中，相较于所述多个第一密封唇，进一步轴向地位于所述外侧的所述多个附加密封唇较少径向向内延伸。因此，当拧紧所述管夹时，所述第一密封唇先抵靠在所述管的表面上，接着所述第二密封唇，然后所述多个附加密封唇抵靠在所述管的所述表面上。因此，确保当先将所述所述管夹拧紧时，所述第一密封唇以足够的压力压靠在所述管的表面上，从而实现一适当的密封作用。通过进一步拧紧所述管夹，然后利用使所述其他多个密封唇也抵靠在所述管的表面上的方式来使所述密封套筒变形，并且完成一附带密封。但是所述第一密封唇及所述第二密封唇接着以特别大的力抵靠在所述管的表面上并产生一非常良好的密封。

为此，特别地，相较于所述多个附加密封唇中的至少一个，提供的所述第一密封唇及所述第二密封唇进一步径向地向内延伸。特别地，所述第一密封唇及所述第二密封唇甚至可以以相同的距离而径向向内延伸，并且因此同时与所述管的表面接触，从而始终确保一双重密封。

在一个有利的实施例中，所述密封套筒具有位于所述多个第一密封唇之间的一中间区域，所述中间区域具有恒定的材料厚度，并且在所述中间区域中，相较于所述多个密封唇的所述区域，所述密封套筒较薄。所述中间区域基本上用于将所述多个区域与所述多个密封唇连接在一起，并且可选地桥接所述多个管端之间的一间隙。因为相较于带有所述多个密封唇的区域，所述中间区域较薄，所以可以节省材料。这意味着重量更轻、制造成本也更低。此外，例如，所述较小的材料厚度使得可以在所述密封套筒的所述中间区域中的所述径向内侧上设置一带状插入件(band insert)。例如，这可以用作一加强件并且防止机械负载。此外，在真空情况下的所述带状插入件可以防止所述弹性密封套筒被拉入所述多个互连的管之间的所述间隙中。

优选地，所述密封套筒的一径向外侧是平滑的。所述密封套筒因此可以通过其外侧完全而平坦地抵靠所述管夹的一内侧。因此，所述密封套筒的一外部轮廓对应于所述管夹的一内部轮廓。

有利地，所述密封套筒的所述多个轴向外边缘在所述径向方向上成锥状。例如，所述密封套筒的所述多个外边缘可以到达所述管夹的多个弯曲边缘的下方，从而通过形状配合来将所述密封套筒固定在所述管夹内部。此外，通过所述锥形来实现一特定的弹性，这意味着所述多个轴向外部的密封唇在某种程度上更容易变形。所述锥形的所述角度可以决定可选金属带的一倾斜度，这些金属带用作锚固环(anchoring rings)并且产生两个相互连接的管的一轴向固定。

上述问题也通过具有这种密封套筒的一管夹来解决，其中根据本发明，将所述密封套筒设置在所述管夹的一内侧。使用这种管夹，可以以可靠且流体密闭的方式将多个平滑的管端连接在一起。此外，这种管夹可用作覆盖一泄漏位点(leakage site)的一维修夹。

优选地，所述管夹包括至少一个金属带，所述金属带在所述内侧上具有径向向内突出的齿部，并且特别地，这种金属带设置在所述管夹的两个轴向端部。具有向内突出的齿部的金属带也可以称为一锚定环，并且它使所述多个管端彼此轴向固定。因此，所述管夹也可以实现一拉伸连接(tensile connection)。如果没有这种金属带，则所述管夹将仅构成具有密封功能的一纯管接头，而一轴向固定则必须通过一附加元件来实现。

此外，可以在所述密封套筒的一个内侧上设置一带状插入件。所述带状插入件保护所述密封套筒的所述内侧并且特别地仅在所述中间区域中、仅在分别形成在多个轴向端部区域中的所述多个密封唇之间延伸。

在下文的多个附图说明中，借助一优选的实施例来结合附图以对本发明进行更详细的描述。描述如下：

图1是处于未负载状态的一密封套筒的一横截面；以及

图2是穿过处于所述负载状态的一密封套筒的一横截面。

图1示出用于一管夹的一密封套筒1，所述密封套筒1具有一对称的形状，即，具有镜像的多个轴向端部区域2a、2b，在所述多个轴向端部区域2a、2b之间形成具有减小的材料厚度的一中间区域3。在所述密封套筒1的一内侧4上，每个第一密封唇5a、5b及每个第二密封唇6a、6b形成在每个所述端部区域2a、2b中。相较于所述多个第一密封唇5a、5b，所述多个第二密封唇6a、6b在所述轴向方向上进一步位于所述外侧。邻近所述多个第二密封唇6a、6b的多个附加密封唇(further sealing lips)7a、7b在所述轴向方向上进一步位于所述外侧。

所述多个第一密封唇5a、5b具有一第一横截面几何形状，并且相较于在所述径向方向上，所述多个第一密封唇5a、5b在所述轴向方向上进一步延伸。所述多个第一密封唇5a、5b分别远离所述多个第二密封唇6a、6b而倾斜，即，在所述轴向方向上向内倾斜。所述多个第二密封唇6a、6b以及所述多个附加密封唇7a、7b具有一第二横截面几何形状，并且在所述径向方向上或在所述轴向方向上进一步延伸得更远。因此，所述多个第二密封唇6a、6b以及所述多个附加密封唇7a、7b几乎不倾斜或者根本不倾斜，并且在所述轴向方向上比所述多个第一密封唇5a、5b更具柔性。

所述多个第二密封唇6a、6b及多个附加密封唇7a、7b具有一大致半圆形的横截面，并且因此具有像O形环的作用。相较于所述多个第一密封唇5a、5b及所述多个第二密封唇6a、6b，在所述轴向方向上进一步位于外部的所述多个附加密封唇7a、7b在所述径向方向上延伸的距离较小。当用一管夹将所述密封套筒1围绕多个平滑的管端拧紧时，所述多个第一密封唇5a、5b及所述多个第二密封唇6a、6b先紧靠所述多个管的一表面，然后所述多个附加密封唇7a、7b紧靠所述多个管的一表面。因此，所述多个第一密封唇5a、5b及所述多个第二密封唇6a、6b以相对大的接触力压靠在所述多个管的所述表面上，从而产生一特别良好的密封。

所述密封套筒1的一径向外侧8是平滑的。因此，所述密封套筒1在所述外侧具有一平滑的圆柱形状。所述密封套筒1在其多个轴向外边缘9a、9b处的内部成锥形，并且因此可以到达所述管夹的一向内突出的金属带的下方，例如，使得所述密封套筒1可以以形状配合的方式保持在一管夹的内部。

相较于在其中形成所述多个密封唇5a、5b、6a、6b、7a、7b的所述多个轴向端部区域2a、2b，所述中间区域3具有一减小的恒定材料厚度。这个区域基本上用于限定所述多个轴向端部区域2a、2b彼此之间的一净间距(clear spacing)。此外，由于所述多个轴向端部区域2a、2b之间的材料厚度较小，一带状插入件可定位在所述内侧4上，并且覆盖位于所述内侧上的所述密封套筒1，即，在远离所述管夹的一侧上。

图2以横截面示出关于两个管端10a、10b被夹紧的状态的所述密封套筒1。可以看出所述多个密封唇5a、5b已经轴向及径向向内变形。在所述多个管端部10a、10b的内部的一较高的压力下，然后所述多个管端部10a、10b还普遍在径向上位于所述中间区域3内部的一自由空间11中，所述多个第一密封唇5a、5b被压靠在所述多个管端部10a、10b的所述表面上。随着压力的升高，作用在所述多个第一密封唇5a、5b上的所述力以及所述密封作用因此进一步增加。

由于所述密封套筒1的所述拧紧，在所述密封套筒1的所述未负载的状态下，在所述多个第二密封唇6a、6b及所述多个附加密封唇7a、7b之间形成多个自由空间，以及所述多个第一密封唇5a、5b被部分地或完全地消除(eliminated)。因此，所有密封唇5a、5b、6a、6b、7a、7b处于张紧状态、抵靠在所述多个管端10a、10b处，并且产生一非常良好的密封。由于许多相对弹性的密封唇，即使在所述多个管端10a、10b的表面为粗糙的情况下，也可以确保一非常良好的密封。

本发明不限于所描述的多个示例性实施例中的一个，而是可以以多种方式进行修改。因此，例如，所述多个第二密封唇与所述多个附加密封唇的所述形状可以偏离所示的所述半圆形横截面，并且可以是例如一金字塔形状。一附带的密封唇也可以以可选的方式设置，其具有与所述第一密封唇相同的横截面几何形状。此外，所有密封唇都可以以相同的距离而径向向内延伸。

即使在所述多个管端的多个粗糙表面被连接在一起的情况下，根据本发明的所述密封套筒也能够实现一可靠的密封。所述多个密封唇至少部分是非常有弹性的，并且由于具有许多密封唇，本发明始终可以实现一良好的密封作用。因此，结合一管夹可以实现非常可靠的管接头。

参考编号列表：

1 密封套筒 7a 多个附加密封唇

2a 多个轴向端部区域 7b 多个附加密封唇

2b 多个轴向端部区域 8 外侧

3 中间区域 9a 多个轴向外边缘

4 内侧 9b 多个轴向外边缘

5a 多个第一密封唇 10a 多个管端

5b 多个第一密封唇 10b 多个管端

6a 多个第二密封唇 11 自由空间

6b 多个第二密封唇

Claims (14)

1.一种用于一管夹的环形的密封套筒(1)，其中所述密封套筒(1)在一内侧(4)上具有一第一密封唇(5a、5b)以及一第二密封唇(6a、6b)，所述第一密封唇(5a、5b)具有一第一横截面几何形状，所述第二密封唇(6a、6b)具有一第二横截面几何形状，其特征在于：所述第一横截面几何形状与所述第二横截面几何形状不同，相较于在所述径向方向上，所述第一密封唇(5a、5b)在所述轴向方向上具有一较大的延伸，以及相较于在所述径向方向上，所述第二密封唇(6a、6b)在所述轴向方向上具有一相等或较小的延伸。

2.如权利要求1所述的密封套筒，其特征在于：所述第一密封唇(5a、5b)在所述轴向方向上从所述第二密封唇(6a、6b)处向内倾斜。

3.如权利要求1或2所述的密封套筒，其特征在于：相较于所述第一密封唇(5a、5b)，所述第二密封唇(6a、6b)进一步轴向地位于所述外侧。

4.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述密封套筒包括：邻近所述第二密封唇(6a、6b)的多个附加密封唇(7a、7b)，所述多个附加密封唇(7a、7b)具有与所述第二密封唇(6a、6b)相同的横截面几何形状。

5.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述第二横截面几何形状沿着所述径向方向形成锥状，尤其是具有圆形或尖锐的头部区域的半圆形或金字塔形。

6.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述密封套筒是对称设计的，其中一第一密封唇(5a、5b)及一第二密封唇(6a、6b)或可能的多个附加密封唇(7a、7b)的一组合设置在每个轴向端部区域(2a、2b)。

7.如权利要求6所述的密封套筒，其特征在于：相较于所述多个第二密封唇(6a、6b)及可能的所述多个附加密封唇(7a、7b)，所述多个第一密封唇(5a、5b)进一步轴向地位于所述内侧上。

8.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：相较于所述一个或多个第一密封唇(5a、5b)，进一步轴向地位于所述外侧的所述多个附加密封唇(7a、7b)较少径向向内延伸。

9.如权利要求4至8任一项所述的密封套筒，其特征在于：相较于所述多个附加密封唇(7a、7b)中的至少一个，所述第一密封唇(5a、5b)及所述第二密封唇(6a、6b)进一步径向地向内延伸。

10.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述密封套筒(1)具有位于所述多个第一密封唇(5a、5b)之间的一中间区域(3)，所述中间区域(3)具有恒定的材料厚度，并且在所述中间区域(3)中，相较于所述多个密封唇(5a、5b、6a、6b、7a、7b)的所述区域，所述密封套筒(1)较薄。

11.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述密封套筒(1)的一径向外侧(8)是平滑的。

12.如前述权利要求任一项所述的密封套筒，其特征在于：所述密封套筒(1)的多个轴向外边缘(9a、9b)在所述径向方向上成锥状。

13.一种管夹，具有如前述权利要求任一项所述的一密封套筒(1)，其特征在于：所述密封套筒(1)设置在所述管夹的一内侧(4)上。

14.如权利要求13所述的管夹，其特征在于：在所述内侧(4)上设置至少一个具有径向向内突出的齿部的金属带。

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