CN114008292A - 管连接器 - Google Patents

Abstract

一种管连接器：凸形部分(13)，其设置有一系列间隔开的键(15)；凹形部分(14)，其设置有一系列间隔开的键槽(16)，所以键是滑动配合；紧固件，其包括凸形部分配件(17)，凸形部分配件(17)固定至或形成在凸形部分(13)中，以及提供至少一个内螺纹孔(17b)；凹形部分承窝，其刚性地附接至或形成在凹形部分中，所述凹形部分承窝(18a)包括中心孔口(23)，中心孔口(23)被成形为接纳插塞(24)，凹形部分承窝和插塞均被倒圆角以匹配凹形部分的半径；紧固螺栓(27)，其被定尺寸为适配在所述插塞中形成的对应固定孔口中并与所述孔(17b)接合；其中，当至少一个紧固件被组装时，插塞圆周间隙配合在凹形部分承窝中。

Description

管连接器

技术领域

本发明涉及管连接器的一种改进设计，用于将两个管端对端相连在一起。

本发明的管连接器可以用于接合大的直径范围内的任何直径的管，这些管由大范围材料中的任何材料制成，但是已经特别地被设计成接合钻探设备中使用的大直径钢管类型，其中，在管上的力高；本发明将尤其参考本申请进行描述。

背景技术

目前，钻管通常通过图1和图1A中示出的一般类型的连接器接合在一起，图1示出了两个管的零件和连接器的分解侧视图；图1A示出了当管耦接在一起时沿图1的线L-L的截面。

参照图1和图1a，当需要时，第一管10通过管连接器12接合至第二管11，该管连接器包括焊接至第一管10的自由端的凸形部分13以及焊接至第二管11的自由端的凹形部分14。凸形部分13和凹形部分14与它们所附接的管10、11同轴。

凸形部分13的直径小于凹形部分14(为了清楚起见，在附图中夸大了间隙)，使得凸形部分13在凹形部分14内易于滑动配合。凸形部分13形成有刚性固定或铸造成一系列间隔开的键15，这些键围绕凸形部分13的边缘间隔开，该边缘邻近与该凸形部分固定的第一管10。凹形部分14形成有对应的键槽16，这些键槽是围绕凹形部分14的自由边缘的切口。每个键槽16被定大小成使得当凸形部分13在凹形部分14中就位时，每个键15容易滑动配合到对应的键槽16中。

在这个位置中，一系列间隔开的紧固件中的每一个是对准的，这些紧固件分别地包括在凸形部分13和凹形部分14上的多组孔口17、18。凸形部分13和凹形部分14形成有多个这些紧固件，但是为了清楚起见，在图中仅示出了一个紧固件。

在凸形部分13上的每个凸形孔口17内是具有内螺纹凸台17b的凸形承窝17a。每个凸形承窝17a被焊接至对应的凸形孔口17。每个螺纹凸台17b均沉入凸形承窝17a中，使得当每个凸形承窝17a在对应的凸形孔口17中就位时，凸形承窝17a和凸台17b两者的外表面均与凸形部分13的外表面齐平。

在凹形部分14上的每个凹形孔口18内是互补的凹形部分承窝18a。

承窝17a、18a在平面视图中是圆形的，并且每个承窝17a、18a的内表面是渐缩的以便接纳插塞18b(图1A)，该插塞的外表面具有对应的渐缩部，承窝17a、18a的渐缩的部分组合形成用于相关联的插塞18b的紧固件承窝。当组装时，每个插塞18b在紧固件承窝内是滑动配合。每个插塞18b承载中心系紧型(captive)螺纹连接器18d，该中心系紧型螺纹连接器被布置和定尺寸为当每个紧固件的孔口17、18被对准时接合螺纹凸台17b。凸形承窝17a的外表面17c被定轮廓成当孔口17、18被对准时与凹形部分承窝18a和插塞18b的相对表面相匹配。

因此，为了将管连接器12固定在位，凸形部分13滑动到凹形部分14中，其中键15被接纳在键槽16内并且每个紧固件的孔口17、18是对准的。然后，针对每组对准的孔口17、18，每个插塞18b中的螺纹连接器18d被拧入对应的凸台17b中。因此，两个管10、11不仅通过键15与键槽16的接合而连接在一起，而且通过每个紧固件而连接在一起。

因此，每个紧固件是插入对应的渐缩紧固件承窝中的渐缩插塞18b，该渐缩紧固件承窝是由凸形部分承窝17a和凹形部分承窝18a的组合形成的。插塞18b包括中心空隙，该中心空隙被定尺寸为与从凸形承窝17a的部分的基部延伸的居中定位的螺纹凸台17b相接合，并且在使用中，螺纹连接器18d起作用来将插塞18b保持在紧固件承窝中。

理论上，上述管连接器12在管10、11之间提供坚固且牢固的连接。在实践中，这种类型的管连接器12经常由于紧固件的故障而失效。在使用中，纵向(压缩)力通过以下方式从管10传递到管11：通过键15与键槽16之间的接合(在紧固件的接合之间的较小程度上、但是主要地通过在凸形部分13与管10之间的接合处形成的台肩10a(凸形台肩)与凹形部分14的自由端14a的接合)以及凸形部分13的端部13a与管11的端部11a(凹形台肩)之间的接合两者。然而，当连接的管10、11旋转时，扭转力基本上更高。通常，对于355毫米直径的管，纵向力是40至50吨的量级，而扭转力(扭矩)可以是145吨的量级。

扭转力通过键15和键槽16之间的接合并且通过紧固件从一个管10、11传递到另一个管。不幸的是，由于加工公差，键15和键槽16往往是相对松的配合，并且这将一部分扭转力传递到紧固件上。一旦键15和键槽16之间发生磨损，这增加了围绕件的渐缩部分和紧固件的插塞上的负荷，并且往往引起这些部件的过度磨损。这种磨损可以允许在管连接器12的两个部分13、14之间进行更多的旋转运动，并且这当然增加了磨损并且允许增加运动：-循环继续，直到一个或更多个插塞18b失效，或者一个或更多个螺纹连接件18d失效，导致紧固件的总体失效并且可能导致连接器12的失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种管连接器，该管连接器克服了上述缺点中的至少一些或至少为消费者提供了有用的选择。

本发明提供了一种管连接器，该管连接器包括：

·凸形部分，该凸形部分在使用中被刚性地固定至第一管的一端，该凸形部分与所述管同轴；

·凹形部分，该凹形部分在使用中被刚性地固定至第二管的一端，该凹形部分与所述管同轴；

·凸形部分和凹形部分被定尺寸成使得当第一管和第二管连接在一起时，凸形部分易于滑动配合在凹形部分内；

·凸形部分设置有从其外表面突出的一系列间隔开的键；

·凹形部分设置有一系列间隔开的键槽，键槽被定尺寸和布置成使得当凸形部分和凹形部分连接在一起时键滑动配合在键槽内；

·至少一个紧固件，至少一个紧固件中的每个紧固件包括：

·凸形部分配件，该凸形部分配件刚性地固定至凸形部分并且提供至少一个内螺纹孔；

·凹形部分承窝，其刚性地附接至凹形部分或形成在凹形部分中，所述凹形部分承窝包括中心孔口，中心孔口被成形为将插塞接纳在该中心孔口中，所述凹形部分承窝和所述插塞被倒圆角以匹配凹形部分的半径，并且所述凹形部分承窝和所述插塞在平面图中为大致矩形；

·紧固螺栓，其被定尺寸为适配在所述插塞中形成的对应固定孔口中，所述紧固螺栓能够与对应孔可释放地接合；

·其中，所述插塞的大小相对于凹形部分承窝，使得即使当存在的每个紧固螺栓与相应的孔接合时，所述插塞在围绕所述凹形部分的圆周的任一方向上相对于所述承窝具有预定量的运动。

换言之，本发明提供了一种管连接器，该管连接器包括：

·凸形部分，其被刚性地、同轴地固定至第一管的一端；

·凹形部分，其被刚性地、同轴地固定至第二管的一端；

·凸形部分和凹形部分被定尺寸成在组装时易于滑动配合；

·凸形部分设置有一系列间隔开的键；

·凹形部分设置有一系列间隔开的键槽，键槽被定尺寸和布置成使得当凸形部分和凹形部分连接在一起时键滑动配合在键槽内；

·至少一个紧固件，其包括：

·凸形部分配件，其刚性地固定至凸形部分或者形成在凸形部分中并且提供至少一个内螺纹孔；

·凹形部分承窝，其刚性地附接至凹形部分或形成在凹形部分中，所述凹形部分承窝包括中心孔口，中心孔口被成形为将插塞接纳在中心孔口中，凹形部分承窝和插塞两者均被倒圆角以匹配凹形部分的半径；

·紧固螺栓，其被定尺寸为适配在所述插塞中形成的对应固定孔口中并且与所述孔接合；

其中，当至少一个紧固件被组装时，插塞圆周间隙配合在凹形部分承窝中。

优选地，存在围绕凸形部分间隔开的多个凸形部分配件以及围绕凹形部分间隔开的对应的多个凹形部分承窝。优选地，多个凸形部分配件和凹形部分承窝分别围绕凸形部分和凹形部分环周向等距间隔开。

优选地，在每个插塞中存在多于一个的固定孔口。在高度优选的形式中，至少一个紧固螺栓被系紧在对应的固定孔口中。优选地，在每个插塞中具有2至4个固定孔口。

优选地，插塞与对应的中心孔口之间的预定量的运动是(WA-W)＝0.5mm至50mm，其中WA是中心孔口的圆周尺寸并且W是插塞的圆周长度。在更优选的形式中(WA-W)＝1mm至13mm。在高度优选的形式中(WA-W)＝2mm至8mm。

优选地，在对应的固定孔口与它们接纳的紧固螺栓之间存在预定的紧固间隙。优选地，这个预定的紧固间隙是在0.05D与0.2D之间，其中D是紧固螺栓直径。

优选地，插塞在与凸形部分连接器或凹形部分承窝接合的所有面上是渐缩的。在替代的优选形式中，插塞仅对于与凹形部分承窝相接合的部分是渐缩的。在另一可替代的优选形式中，插塞对于与凸形部分连接器相接合的但在插塞与凹形部分承窝接合处唇缘与相应表面相接合的一部分是渐缩的。在替代形式中，不存在唇缘。优选地，在可能的情况下，所述渐缩部径向对准凹形部分。

在一个优选选项中，在横截面上观察时中心孔口的周向分离的相对面、中心孔口端面是平行于从凹形部分的中心延伸穿过中心孔口的中心的径向线。优选地，在使用中插塞的周向分离的相对端部、插塞端部在横截面中与凹形部分径向对准。

在可替代的优选选择中，在横截面中观察时中心孔口的周向分离的相对面、中心孔口端面平行于从凹形部分的中心延伸的径向线，并且在使用中插塞的周向分离的相对端部、插塞端部在横截面中与凹形部分径向对准。

优选地，紧固螺栓是螺纹固定装置；即，具有驱动部段和被配置为与对应的螺纹空腔/杆接合的螺纹部段的细长构件，所述驱动部段包括被配置为与工具接合使得其可以旋转的特征。在优选的形式中，紧固螺栓是螺纹固定装置，螺纹固定装置选自螺钉、定位螺钉和螺栓。

附图说明

仅通过举例的方式，参考附图详细描述了本发明的优选实施例，在附图中：

图1是根据现有技术的管连接器的图解分解侧视图；

图1A是当凸形部分和凹形部分处于连接位置时沿图1的线L-L的截面；

图2是根据本发明的管连接器的图解分解侧视图；

图3是图2的管连接器处于组装形式的侧视图；

图4是沿图3的线B-B的截面；

图5是沿图3的线A-A的截面；

图6是有待固定至连接器的凹形部分的承窝的侧视图；

图6a是图6的承窝的平面图；

图7是有待插入承窝中的插塞的侧视图；

图7a是插塞的平面图；

图7b是贯穿插塞的横截面；

图8是具有并排两个紧固螺栓的变体连接器设计的侧视图；

图9是在图8所示的变体设计中使用的具有紧固螺栓的插塞沿线C-C的截面；

图10是图9中所示的插塞沿D-D线的截面，未示出紧固螺栓；

图11是图8的连接器沿线C-C的横截面，示出了三对紧固螺栓；

图12是位于连接器的凸形部分上的成对的紧固螺栓的一部分的侧视图；

图13是凹形部分的另一个变体的图示，该凹形部分具有形成在凹形部分的侧壁中的凹形部分承窝；

图14示出了与其他部件分开的插塞和对应的凸形部分配件的图示；

图15是结合了图13所示的凹形部分的连接器的侧视图，其中凸形部分和凹形部分被完全接合；

图16是图15中所示的连接器沿线E-E的剖视图；

图17是包括三个紧固螺栓(一个是被系紧的)的变体插塞的平面图；

图18是在箭头方向上沿线H-H贯穿图17所示的插塞的剖视图；

图19a至图19e是插塞的不同变体的类似于图7b的剖视图；

图20是类似于图4所示的变体连接器的剖视图，其中凸形部分和凹形部分的接合部段具有互补的渐缩部；

图21是具有抽拔承窝的变体插塞的平面图；

图22是图21所示的插塞的剖视图；

图23是被配置成与抽拔承窝相接合的滑动锤的侧视图；

图24是管连接器的侧视图，其中凹形部分在箭头P的方向上(朝向凸形部分)运动同时在箭头R的方向上旋转；以及

图25是管连接器的侧视图，其中凹形部分在箭头T的方向上运动。

具体实施方式

参照附图的图2至图7，根据本发明的管连接器20与参照图1和图1a示出并描述的管连接器12不同之处仅在于紧固件的设计，如下所述。因此，在图2中，相同的附图标记用于第一管10和第二管11、连接器20的凸形部分13和凹形部分14、键15和键槽16。此外，凸形台肩10a接合凹形部分14的自由端14a，以及连接器20的凸形部分13的端部13a接合凹形台肩11a。在图2中，凸形台肩10a和键15示出了形成为凸形部分13的一部分，凸形部分刚性地附接至第一管10，以及凹形台肩11a是形成在凹形部分14内部的内部台肩。在其他变体中，凸形台肩10a可以是第一管10的暴露端，并且凹形台肩11a可以是第二管11的端部，如图1中所示。

凹形部分14形成有凹形孔口21，凹形孔口21具有刚性地固定(通常通过焊接)到其上的凹形部分承窝22。在平面图中凹形部分承窝22是大致矩形的，并且具有中心孔口23，中心孔口的侧面朝向凹形部分14的内表面向内成角度。插塞24具有侧壁25，这些侧壁是成角度的以便与中心孔口23的角度相匹配、并且被定尺寸成使得插塞24在中心孔口23内是滑动配合的。然而，插塞24具有的宽度W小于中心孔口23的宽度WA。这在插塞24的侧面与中心孔口23的相邻壁之间留下大约5毫米的缝隙(WA-W)(优选地，4mm至6mm，尽管这可为1mm至50mm的范围内的任何缝隙)，使得插塞24可相对于凹形部分承窝22的侧面侧向地(周向地)运动。该运动允许部分13、14彼此相对运动，直到键15/键槽16接合并且管10/11一起旋转。

优选的是，(WA-W)＝1mm至50mm，其中WA是中心孔口23的圆周尺寸，并且W是插塞24的圆周长度。该宽范围考虑了可能在键15/键槽16中发生的宽范围的管直径和磨损。对于大多数管(WA-W)将是1mm至15mm，尽管认为(WA-W)＝2mm至8mm将是最佳范围。

插塞24的中心形成有埋头孔的固定孔口26，该固定孔口接纳紧固螺栓27。紧固螺栓27的下端是带螺纹的，并且在使用中与形成在相应的凸台17b上的螺纹接合，如下所述。在一些配置中，一个或更多个紧固螺栓27是类似于现有技术中使用的紧固螺栓的系紧螺栓。虽然称为紧固螺栓27，但是这些紧固螺栓可以是任何形式的螺纹固定装置或紧固件，包括螺栓、螺钉、定位螺钉等；即具有驱动部段和螺纹部段的细长构件，螺纹部段被配置为与对应的螺纹空腔接合，所述驱动部段包括被配置为与工具接合使得其可以旋转的特征。

凹形部分承窝22被倒圆角，使得当刚性地附接至凹形部分14时，该凹形部分承窝与凹形部分14的半径相匹配，如图6a中所示。如图7a所示，插塞24被倒圆角以便与凹形部分承窝22相匹配。

因为凹形部分承窝22和插塞24在平面上是矩形的，并且因此可以容易地被倒圆角以配合管连接器20的曲线，这些部件可以被制成大于在现有技术连接器中使用的常规非倒圆角的圆形承窝和插塞。现有技术的承窝被打磨以允许凸形部分13和凹形部分14接合。每个承窝和插塞的尺寸越大，可以承受拉力的面积越大。

凹形部分承窝22和插塞24各自的内表面22c、24c(即，在使用中位于连接器20的凸形部分13附近的表面)是如图4所示的波状的。

凸形部分13形成有配合孔口30，配合孔口具有刚性地固定(通常通过焊接)至其上的凸形部分配件31，尽管凸形部分配件31可以形成到凸形部分13中。与凹形部分承窝22类似，在平面图中凸形部分配件31是大致矩形的，并且其外表面31c被定轮廓成与内表面22c和24c上的轮廓匹配，使得当紧固件被固定时，凹形部分承窝22、凸形部分配件31和插塞24接合。

在凸形部分配件31的中心是凸台32，该凸台具有中心内螺纹孔，该中心内螺纹孔被定大小为接合紧固螺栓27的下端。所述紧固螺栓27示出为是自由的，但其可为如现有技术配置中示出的系紧螺栓(见图1a)。

图8-图12示出了一种变体设计，其中凹形部分承窝22a被扩大以容纳管10的凸形部分13上的两个凸台32。在所展示的示例中，凹形部分承窝22a被扩大成使得它覆盖两个凸台32；插塞24a类似地被扩大以便提供两个固定孔口26以用于在每个孔口26中接纳螺栓27。因为凹形部分承窝22a和插塞24a被倒圆角的以匹配部分13、14的曲线，所以紧固件的大小可以在效率没有任何下降的情况下周向地扩大。能够提供周向更大的紧固件意味着可以减小连接器20的长度，因为可以在相对短的连接器20中提供大量的紧固螺栓27。虽然紧固螺栓27示出为自由的，但是每对中的一个或两个紧固螺栓可以被系紧，但是这将取决于所述紧固螺栓27的圆周间隔。

图11示出了贯穿连接器20的截面，该连接器提供了三对这种类型的紧固螺栓27，其中这些对紧固螺栓27围绕连接器20的圆周等距地间隔开。

图12示出了连接器20的凸形部分13上的紧固件的细节：-成对的凸台32安装在凸形部分配件31上，在平面图中凸形部分配件大体上是矩形的，其中波状的外表面31c提供了成对的深V形横截面凹槽35，凹槽接纳并匹配每个插塞24上的插塞内表面24c上的轮廓(见图10)。

应了解的是，另一个变体设计是可能的，其中连接器20的凸形部分13和凹形部分14上的紧固件被扩大以容纳管10的凸形部分13上的多于两个凸台32。

上述连接器20如下使用(在适当时参照图2至图19中的任一个)：-连接器20的凸形部分13如上所述地形成，并且当完全插入连接器20的凹形部分14中时，以至少以下方式与连接器20的凹形部分14接合：

·借助于连接器20的凸形台肩10a和凹形部分14的自由端14a之间的接合，和/或通过凸形部分13的端部13a和凹形台肩11a之间的接合。

·通过键15和键槽16之间的接合；

·借助于波状的表面22c、24c和31c之间的接合；

·借助于延伸穿过插塞24中的固定孔口26并且进入固定至连接器20的凸形部分13的凸台32中的紧固螺栓27。

在正常条件下，连接器20上的大部分压缩载荷被凸形台肩10a与凹形部分14的自由端14a的接合、和/或连接器20的凸形部分13的端部13a与凹形台肩11a的接合所吸收。在连接器20上的扭转载荷在正常条件下主要通过键15和键槽16之间的接合而传递。连接系统的该零件非常坚固，因为载荷在每个键15的整个长度上承受，并且键15通常是铸造结构。如果必要，对于异常高的载荷，键15和键槽16两者可以在尺寸上增加。

图2-图7仅示出了两组凹形部分承窝22和插塞24，但应了解的是，凹形孔口21(各自具有相关联的凹形部分承窝22和插塞24，并且各自对应于形成在连接器20的凸形部分13中的装配孔口30)是以间隔开的间隔围绕连接器20形成的。

参照图13，示出了处于图示形式的凹形部分14的另一个变体。在这个变体中，凹形部分承窝22被形成在凹形部分14中，而不是被焊接或以其他方式刚性地固定在凹形孔口21中的分开的部件(见图2)。这个变体避免了将单独的凹形部分承窝22/22a焊接或以其他方式固定至凹形部分14的需要。

参照图14，示出了匹配插塞24和凸形部分配件31的图示视图，在这个变体中，紧固螺栓27中的一个是系紧螺栓。两个紧固螺栓27都可以被系紧，但是这可能使组装/拆卸更加困难。在该变体中，两个凸台32形成(或压制)成纵向对准的中心肋40，中心肋在安装凸形部分配件31时周向对准。紧邻该中心肋40的每侧的是类似于V形凹槽35的接合凹槽43。接合凹槽43具有平坦基部45和仅一个成角度的面47，当在横截面中观察时，该面不形成中心肋40的一部分。每个接合凹槽43被定尺寸和定轮廓成与纵向对准的接合肋49接合，这些接合肋是插塞24的一部分。在使用中，接合肋49与接合凹槽43接合并且紧固螺栓27将它们锁固在一起。

参照图15和图16，结合有在图13中示出的变体凹形部分14的连接器20以侧视图和沿线E-E的剖视图示出。

在图16中，在插塞24的每个端部与凹形部分承窝22之间示出了插塞密封件50。这些插塞密封件50就位以用作密封件，以防止不希望的材料进入插塞端部53、插塞24的纵向末端与中心孔口23的周向分离的相对面、中心孔口端面55之间的空间。插塞密封件50是在横截面上示出为椭圆形的弹性体材料。当插塞24在凹形部分承窝22内运动时，插塞密封件50旨在压缩或膨胀以保持该密封件。

在图16中，中心孔口端面55被示出为平行于延伸穿过中心孔口23的中心的径向，并且插塞端部53被示出为与凹形部分14径向对准，因此插塞密封件50被限制在基本上梯形的空隙中。

参照图17，示出了插塞24的变体，其中三个紧固螺栓27位于对应的固定孔口内，中心紧固螺栓27是被系紧的。被系紧的中心紧固螺栓27被认为有助于插塞24的安装/移除。

使用本发明的连接器20，由于插塞24/24a与对应的凹形部分承窝22/22a之间的内置游隙，在插塞24/24a和紧固螺栓27上施加了显著更少的扭转载荷。当扭转力施加在连接器20上时，部分13、14最初相对于彼此运动，直到键15和键槽16接合，键15/键槽16然后在管10、11之间传递该扭转力。

在一些配置中，如图5中所示，使用单个紧固螺栓27，每个紧固螺栓27是松配合。在通过松配合的这种情况下，这意味着在紧固螺栓27与对应的固定孔口26之间存在介于0.05D与0.2D(其中D是紧固螺栓27直径)之间的紧固间隙60。这个紧固间隙60的存在允许在每个插塞24/24a的侧面与凹形部分承窝22/22a的相邻侧面接合/接触之前在连接器20的部分13、14之间进行少量的运动，这样，在部分13、14之间存在可用的额外的运动，以便允许键15和键槽16在任何扭转载荷被传递到紧固螺栓27之前接合。

上述设计允许连接器20吸收高扭转力，而不会对承窝22/22a、插塞24/24a或紧固螺栓27造成过度磨损(并且因此造成损坏)。

参照图18，示出了沿着线H-H的图17所示的插塞24的剖视图。在这个变体中，中心紧固螺栓27是系紧螺栓，并且它包括紧固间隙60。

在某些变体中，在紧固螺栓27与对应的固定孔口26之间存在最小的自由游隙，存在很小的或没有紧固间隙60(参照图4或图18)。

参照图19a至19c，插塞24的多个横截面变体与互补的凹形承窝23和凸形配件31相接合。

图19a示出了插塞24的剖视图，该插塞具有唇缘65和平行部段66，其中它穿过凹形部分14和类似于图4、图5、图7b、图10或图18中所示的在凸形部分13中的渐缩部。唇缘65位于凹形部分承窝22/22a中的互补搁板68的顶部上。在这个变体中，凹形部分承窝22/22a形成在凹形部分14中。该配置允许保持凸形部分13至凹形部分14的拉伸夹紧力沿搁板68分布，同时渐缩部将插塞24锁固至凸形配件31中。由于存在耦合缝隙(WA-W)，唇缘65可相对于互补搁板68运动。

图19b示出了与图19a相似的剖视图，然而在插塞24与凹形部分承窝22/22a之间存在主缝隙70，该主缝隙在存在紧固间隙60时允许插塞24相对于部分13、14同轴地运动。与第一缝隙70结合的紧固间隙60允许管10、11之间的预定量(1mm至10mm)的同轴运动，使得凸形台肩10a与凹形部分14的自由端14a的接合、和/或连接器的凸形部分13的端部13a与凹形台肩11a的接合能够发生。

图19c示出了与图19b相似的剖视图，然而，凸形部分13中的渐缩部是非对称的截头“V”形。

图19d示出了类似于图19b的剖视图，然而在这种情况下，平行部段66延伸了凹形部段的整个厚度(不存在如图19a中所示的唇缘65)。在由管连接器20连接的管10、11的抽拔期间，该变体在插塞24与凹形部分承窝22/22a之间提供相同的延伸接触面积。如可以看到的，与凹形部分承窝22/22a接合的插塞24允许扭转力、压缩力和抽拔力被传递，即使没有施加到将部分13、14连接在一起的直接夹紧力。

图19e示出了类似于图19d的剖视图，然而在插塞24或凸形配件31上没有渐缩部。该变体以两种不同的配置示出，第一种具有平行截面的插塞24在插塞24的整个长度上延伸，并且以虚线75示出，插塞24(在横截面中)为“T”形(插塞24在凸形配件31内尺寸减小)。这两个选项不具有渐缩部的预期优点。

应注意的是，图19a至图19e中所示的变体的单独兼容特征可以进行组合而不脱离本发明的概念。

参照图20，示出了另一个变体的剖视图，在这个变体中，凸形部分13在其与凹形部分14接合的地方是渐缩的，以及凹形部分14结合有互补的渐缩部。这些互补的渐缩部不旨在在它们结合的凸形部分13和凹形部分14之间传递压缩力，以便使管连接器20的组装和拆卸更容易。由于磨损或特定目的，互补渐缩部可以传递压缩力。

参照图21和图22，以平面图和剖视图示出了具有抽拔承窝90的变体插塞24。抽拔承窝90包括抽拔孔口92和抽拔空腔94。抽拔孔口92被定尺寸成接纳滑动锤96的一端，并且抽拔空腔94是插塞24内的空隙，该空隙是滑动锤96的与抽拔承窝90接合的部分的扫掠横截面。为了抽拔卡在连接器20(例如，见图20)中的插塞24，抽拔锤96穿过抽拔孔口92插入并且然后在抽拔空腔94内转动，然后，滑动锤96的滑动件98部分用于生成力脉冲以便抽拔插塞24。如果紧固螺栓27中的一个紧固螺栓被系紧，那么这还可用于单独地或与抽拔承窝90组合地帮助移除插塞24。

在另一个变体(未示出)中，管10、11和连接器20的侧壁包括流体空腔，该流体空腔延伸穿过所有部件并且包括所需要的密封，以便允许流体沿着使用这些连接器20接合的管线的长度通过。

在不偏离本发明构思的情况下，可以组合各种变体(请参照图2-图22)，即形成管连接器20，其允许连接器20的凸形部分13和凹形部分13之间的一定量的圆周运动，使得键15和键槽16传递大部分(如果不是全部的话)扭转力。这种圆周运动可能是由于紧固螺栓27与对应的固定孔口26(紧固间隙60)之间的预定间隔、插塞24和中心孔口23的不同圆周长度、或两者的组合。此外，管10、11之间可允许预定量的同轴(纵向)运动，使得大部分压缩力可通过凸形台肩10a与凹形部分14的自由端14a的接合和/或连接器20的凸形部分13的端部13a与凹形台肩11a的接合来传递。

参照图24和图25，示出了使用中的管连接器20。首先，在图24中，附接至凹形部分14的第二管11在沿箭头P的方向(朝向第一管10)上运动时在箭头R的方向上旋转；其次，在图25中，第二管11在箭头T的方向上运动(远离第一管10)。

参照图24，凹形部分14相对于凸形部分13运动，直到凸形台肩10a与凹形部分14的自由端14a接合，和/或凸形部分13的端部13a与凹形台肩11a接合。同时，凹形承窝22/22a在箭头R的方向上运动，直到键15与键槽16接合，这在插塞24接触凹形承窝22/22a之前发生。插塞24防止管10、11分离，但是不旨在将由驱动管10、11施加的压缩力或扭转力传递至非驱动的管10、11。

参照图25，凹形部分14运动，直到插塞24沿着插塞24侧面(即插塞接触侧面100)的圆周长度接触凹形部分承窝22/22a。沿箭头T的方向施加到凹形部分14的力(抽拔力)然后被传递到凸形部分13，此时管10、11沿相同的方向运动。沿着插塞接触侧面100施加抽拔力，从而允许凸形台肩10a与凹形部分14的自由端14a脱离，和/或凸形部分13的端部13a与凹形台肩11a脱离(其中存在足够的间隙以允许发生脱离接合)。

当存在紧固间隙60(参照图19b)和/或第一缝隙70(参照图19b)时，凸形与凹形部分13、14之间的相对运动可以发生。应注意的是，脱离可能是或也可能不是物理上的脱离/分离。

Claims (21)

1.一种管连接器，所述管连接器包括：

·凸形部分，所述凸形部分在使用中被刚性地固定至第一管的一端，所述凸形部分与所述第一管同轴；

·凹形部分，所述凹形部分在使用中被刚性地固定至第二管的一端，所述凹形部分与所述第二管同轴；

·所述凸形部分和所述凹形部分被定尺寸成使得当所述第一管和所述第二管连接在一起时，所述凸形部分易于滑动配合在所述凹形部分内；

·所述凸形部分设置有从其外表面突出的一系列间隔开的键；

·所述凹形部分设置有一系列间隔开的键槽，所述键槽被定尺寸和布置成使得当所述凸形部分和所述凹形部分连接在一起时所述键滑动配合在所述键槽内；

·至少一个紧固件，所述至少一个紧固件中的每个紧固件包括：

·凸形部分配件，所述凸形部分配件刚性地固定至所述凸形部分或者形成在所述凸形部分中，以及所述凸形部分配件提供至少一个内螺纹孔；

·凹形部分承窝，所述凹形部分承窝刚性地附接至所述凹形部分或形成在所述凹形部分中，所述凹形部分承窝包括中心孔口，所述中心孔口被成形为将插塞接纳在所述中心孔口中，所述凹形部分承窝和所述插塞被倒圆角以匹配所述凹形部分的半径，并且所述凹形部分承窝和所述插塞在平面图中为大致矩形；

·紧固螺栓，所述紧固螺栓被定尺寸为适配在所述插塞中形成的对应固定孔口中，所述紧固螺栓能够与对应孔可释放地接合；

其中，所述插塞相对于所述凹形部分承窝被定尺寸为，使得即使当存在的每个紧固螺栓与对应的孔接合时，所述插塞相对于所述凹形部分承窝在围绕所述凹形部分的圆周的任一方向上也具有预定量的运动。

2.根据权利要求1所述的管连接器，其特征在于，存在围绕所述凸形部分间隔开的多个凸形部分配件以及围绕所述凹形部分间隔开的对应的多个凹形部分承窝。

3.根据权利要求2所述的管连接器，其特征在于，所述多个凸形部分配件和凹形部分承窝围绕所述凸形部分和凹形部分周向等距间隔开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的管连接器，其特征在于，在每个插塞中均存在多于一个的固定孔口。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的管连接器，其特征在于，至少一个紧固螺栓被系紧在每个插塞中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的管连接器，其特征在于，在每个插塞中具有2至4个固定孔口。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的管连接器，其特征在于，在所述插塞与对应的所述中心孔口之间的所述预定量的运动是(WA-W)＝1mm至50mm，其中，WA是所述中心孔口的圆周尺寸，以及W是所述插塞的圆周长度。

8.根据权利要求7所述的管连接器，其特征在于，(WA-W)＝1mm至13mm。

9.根据权利要求7或8所述的管连接器，其特征在于，(WA-W)＝2mm至8mm。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的管连接器，其特征在于，在对应的固定孔口与它们接纳的所述紧固螺栓之间存在预定的紧固间隙。

11.根据权利要求10所述的管连接器，其特征在于，对应的固定孔口与所述紧固螺栓之间的所述预定的紧固间隙在0.05D与0.2D的范围内，其中，D为所述紧固螺栓直径。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的管连接器，其特征在于，所述插塞在与凸形部分配件或凹形部分承窝接合的所有表面上是渐缩的。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的管连接器，其特征在于，所述插塞仅对于与所述凹形部分承窝接合的一部分、渐缩部分渐缩。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的管连接器，其特征在于，所述插塞对于与所述凸形部分配合件接合的且在所述插塞与所述凹形部分承窝接合处是平行的一部分、渐缩部分渐缩。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的管连接器，其特征在于，在可能的情况下，所述渐缩部分与所述凹形部分径向地对准。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的管连接器，其特征在于，当在穿过所述管连接器的横截面中观察时，所述中心孔口的两个周向分离的相对面、中心孔口端面平行于从所述管连接器的中心延伸穿过所述中心孔口的中心的径向线。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的管连接器，其特征在于，当在穿过所述管连接器的横截面中观察时，所述插塞的两个周向分离的相对端部、插塞端部与从所述管连接器的中心延伸的径向线对准。

18.根据权利要求1至15中任一项所述的管连接器，其特征在于，当在穿过所述管连接器的横截面中观察时，所述中心孔口的周向分离的相对面、中心孔口端面平行于从所述管连接器的中心延伸的径向线，并且当在穿过所述管连接器的横截面中观察时，所述插塞的周向分离的相对端部、插塞端部与从所述管连接器的中心延伸的径向线对准。

19.根据权利要求18所述的管连接器，其特征在于，在相邻的所述中心孔口端面与插塞端部之间具有弹性插塞密封件。

20.根据前述权利要求中任一项所述的管连接器，其特征在于，每个紧固螺栓是螺纹固定装置，所述螺纹固定装置独立地选自螺钉、系紧螺钉、定位螺钉、系紧定位螺钉、系紧螺栓和螺栓。

21.根据前述权利要求中任一项所述的管连接器，其特征在于，在所述插塞与所述凹形部分承窝之间存在主缝隙，其中，所述主缝隙将所述插塞和凹形部分承窝相对于所述管连接器同轴地间隔开。

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