CN1228562C - 管接头 - Google Patents

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Abstract

一种用于将两个相邻管子连接起来的管接头(10)，包括：一个壳体(12)，它沿壳体的中心轴线确定了一个用于接收两个相邻管子端部的大致在中心位置的孔(13)；以及在壳体(12)每端设置的一个用于将管子锁定在接头中的锁紧装置(14)，每个锁紧装置(14)包括：一个在壳体内的环腔(23)，一个用于使流体进入腔的入口，一个用于使流体流出腔的出口，以及一个设为在环腔内沿壳体轴向移动的环形密封件(24)。在环形密封件(24)和多个径向可移动的夹紧件(30)之间的锁紧环(26)用于在壳体内将夹紧件锁定在管子端部。锁紧元件(26)包括一个倾斜内表面(28)，其与每个夹紧件(30)上的相应倾斜外表面(32)结合，使得锁紧环在环腔(23)内在液压作用下的轴向移动导致夹紧件(30)向壳体(12)中心轴的径向移动，以在壳体内夹紧管子端部。

Description

管接头
技术领域
本发明涉及一种管接头。特别地，本发明涉及一种用于将两个相邻的在压力下输送液体的管子连接起来的接头。
背景技术
目前有多种不同类型的管接头。许多现有类型的接头包括螺栓或其它类似的紧固件，其必须以特定方式或流程安装，这使接头安装变得复杂。在实际中，用户经常不能完全遵守正确的安装流程，结果这些接头不能总是以产生最大效能的方式安装。除此之外，接头上的螺栓随着时间流逝会腐蚀，并且这会影响到接头以后的重用。另外，现有管接头常常会允许相邻管子在接头内移动，即它们不是端部约束，这将导致一段时间后连接处的渗漏。
发明内容
本发明的目的是提供一种替代的管接头，它相对容易安装和卸下以重用，其没有螺栓或其它紧固件，且是完全的端部约束。
本发明提供一种用于将两个相邻管子的端部连接起来的管接头，该管接头包括一个壳体，其沿壳体的中心轴线限定了一个用于接收两个相邻管子的端部的大致在中心位置的孔，以及设置在壳体每一端的一个用于将管子锁定在接头中的锁紧装置，每个锁紧装置包括：
一个在壳体内的环腔；
一个设置成在环腔内沿壳体轴向可移动的环形的动态密封件；
一个允许液体进入该环腔中的入口；
一个允许液体流出该环腔的出口；
多个可径向移动的夹紧件；以及
至少一个在动态密封件和夹紧件之间的用于在壳体内将夹紧件锁定在管子端部的锁紧元件，该至少一个锁紧元件包括一个倾斜内表面，该倾斜内表面与位于至少一个夹紧件上的一个相应的倾斜外表面结合，使得该至少一个锁紧元件在液压作用下在环腔内的轴向移动导致夹紧件向壳体中心轴的径向移动，以便在壳体内夹紧管子端部；
一个压力释放机构，其设置成当环腔内的流体压力达到一个预定值时从该环腔内释放流体，其中在该预定值大小的压力下夹紧件紧紧夹住管子并通过所述至少一个锁紧元件被锁定定位，流体的释放用来表示所述管子被锁定在管接头中。
一般地，该管接头包括弹性体密封件，在使用中通过夹紧件使之变形从而在管子末端和壳体之间进行密封。
在本发明的一个较佳实施例中，一个滑脂嘴(grease nipple)连接在或可连接在各腔的入口以及一个压力释放机构连接在或可连接在各腔出口。这样，可以用滑脂枪(grease gun)或其它类似装置在压力下将油脂注入每个环腔中，直到每个腔内压力达到一个预定值，该预定值一般稍高于将夹紧件锁定在管子端部所需要的压力。
每个锁紧元件可以包括一个锁紧环，它确定了一个用于与夹紧件相结合的锥形内表面。
该管接头还可以包括一个用于使锁紧元件从夹紧件脱离的装置，从而使得夹紧件脱离管子端部并放开管子使之从接头卸下。
在本发明的一个实施例中，锁紧元件脱离装置包括一对环，每个环设置为在壳体内沿一对斜面转动，使得这些环相对于壳体的合适转动导致锁紧元件脱离夹紧件。
在另一个实施例中，锁紧元件脱离装置包括一对与锁紧元件或锁紧元件的延伸体结合的密封件，以及另一个与环腔流体连通的滑脂嘴，使得当在压力下通过该另一个滑脂嘴将油脂(grease)注入环腔中，密封件向锁紧元件施加载荷并使它们脱离夹紧件。
附图说明
以下，仅通过实施例，结合附图详细描述本发明，其中：
图1为根据本发明的一个管接头侧面局部剖视图；
图2为图1管接头的端部视图；
图3为非使用状态下接头的局部剖视图；
图4为使用状态下接头的局部剖视图；
图5为用于从管子端部卸下接头的特制工具的立体图；
图6为本发明另一实施例的管接头在未锁的、非使用状态下的局部剖视图；
图7为图6所示接头的端部视图；
图8为接头在锁定、使用状态下与图6类似的视图；以及：
图9为卸下重用后的图8的管接头。
具体实施方式
如图1所示，接头10用于将两个相邻的管子(未示)连接起来，用于在压力下输送液体。在所示实施例中，接头10由一种塑料、一般由一种玻璃(纤维)增强的聚酰胺制成，它包括：壳体12，该壳体12限定了一个用于接收管子端部的中心孔13；和位于壳体两端的锁紧装置14(图1中仅有一个可见)。
如图所示，壳体12由一个中心本体部分16和两个与该中心本体螺纹配合的端帽18构成。每个端帽18都包括一个环形开口20，它与本体16内的开口22对齐，以在壳体中形成一个环腔23。
图号24标示一个环形的动态液压密封件，它可以在箭头A和B的方向上相对于壳体12轴向移动。同样可以在箭头A和B的方向上移动的锁紧环26确定了一个锥形的内表面(tapered inner surface)28。四个夹紧件30布置在孔13周围，从而它们可以在箭头C和D的方向上在壳体中径向移动。每个夹紧件30限定了：一个与锁紧环26上的锥形内表面28的一部分结合的倾斜外表面32；三个锋利的肋36，其形成了用于抓紧伸入到孔13中的管子端部的齿。每个夹紧件中的折边38确定了一个用于圆周状的弹性体密封件40的基座，在使用中该弹性体密封件40用于管子端部与壳体之间的密封。
在图1中的锁紧环26的下方是一个锁紧环释放机构，在壳体12内有一对围绕环腔延伸的弯曲斜面46，参见图1。环44包括可与该弯曲的斜面46接合的弯曲的下表面，从而当环44沿第一方向转动时，其沿箭头B的方向通过斜面46以凸轮的方式移动。同样，当环44沿相反方向转动时，其可以沿箭头A的方向轴向移动。为了实现这种转动，使用带有轴49的特制工具50。将轴49插入到环中的开口(未示出)，然后该特制工具50沿壳体12中的槽48滑动，以使环44沿箭头B的方向移动，从而使接头解锁。
下面参考附图3、4、5描述接头10连接和分开两个相邻管子的方式。
首先参考图4，接头10包括一个导入每个环腔23中的入口51，和一个从每个环腔导出的出口52。如图所示，在入口中设一个滑脂嘴54，可以用滑脂枪或其它类似装置将油脂通过它注入腔23。在本实施例中，该滑脂嘴螺纹连接到壳体12上，使得它可从壳体上卸下。当腔中的压力达到一个预定值时，一个压力释放机构56可以使油脂排出腔23。
在实际中，接头10用于将两个相邻的管子58的端部连接起来。在图3、4中，只显示了管子58其中的一个，不过另一个类似的管子应理解为也可以以类似于下面所述的方式连接到接头的另一端。
首先，如图所示，管子58中的一个的一端插入到孔13中，以延伸到外壳12的中心区域。接头的这种状态显示在图3中。然后一个常规的滑脂枪(图中未示)接到滑脂嘴54并且被致动，从而通过入口51将油脂注入到环腔23中。在不适合用滑脂枪的情况下，例如在较长的管路中，一般使用一种能够以更高速率释放油脂的装置。当油脂进入腔23时，它首先充满腔，然后对密封件24施以液压，从而在图3所示箭头A的方向上驱动该密封件、接着是锁紧环26。当锁紧环在箭头A的方向上移动时，它的锥形表面28作用于夹紧件30的表面32，从而在箭头C的方向上向内径向地驱动夹紧件以与管子58的端部锁定结合。如图4所示，夹紧件30的向内移动使密封环40变形，从而在管子58的端部和壳体12之间形成密封。
当腔内压力达到一个预定值时，其中在该预定值该夹紧件30紧紧钳在管子58的端部并且被锁紧环26锁定定位，该压力释放机构56用于从腔23中放油脂。接头的这种状况显示在图4中，其中锁紧环被紧紧楔在夹紧件30和壳体12之间。夹紧件和锁紧环之间的摩擦力保持锁紧环的定位，从而没有必要保持腔23中的预定压力。这是有利的，因为压力可能随时间而减小，但不会对接头的完整性和功效产生不利影响。
在使用中，一旦管子58以上述方式被锁定在接头10中，保护盖60和62就置于滑脂嘴54和压力释放机构56上以保护它们。然后，另一根管子插入接头10的另一端从而与管子58相邻靠，该接头以与上面所述的类似的方式锁定该管子。
如果接头10需要重新使用，可以通过卸下滑脂嘴54，将图5所示特制工具50的轴49插入到槽48(见图1)中并转动环44从而驱动锁紧环26回到图3的位置来断开与管子端部的连接。当锁紧环被驱动回到图3的位置时，夹紧件30就可以脱离管子58的端部，管子就可以从接头卸下。
图6到9显示了本发明另一实施例的管接头110。接头110与上面参考图1到5所述的接头10在很多方面相似，也包括：在每一端的，一个锁紧环112，其可在一个环腔114中在未锁、未使用位置(图6所示)和锁定、使用位置(图8所示)之间移动。也与前实施例相似的是，接头110的每一端均有一个用于向腔114注油脂的滑脂嘴116，和一个用于从该腔排油脂的压力释放机构118(见图7)。滑脂嘴116和机构118都带有保护盖120。接头110还包括通过锁紧环112径向移动的夹紧件122。
然而，在图6到9的实施例中，如图所示，锁紧环112包括一个一体的凸环(collar)124，其被设置成延伸超过夹紧件。一个环形密封件126沿腔114滑动设置，并与滑脂嘴128及其对应的压力释放机构130流体连通。如图所示，滑脂嘴128和机构130也有保护盖132。
在使用中，以上述本发明第一实施例类似的方式通过滑脂嘴116将油脂注入环腔114中，而将锁紧环112从图6的未锁位置移动到图8的锁定位置。当油脂进入腔114时其给密封件134加压，而后该密封件134将锁紧环112移动到锁定位置，并且当锁紧环移动时，锁紧环上的锥形表面136(见图8)作用于夹紧件122上的锥形表面138，以便使夹紧件产生径向移动，从而在接头内与一个管子的壁(图中未示)接触。压力释放机构118用于调整腔114中的压力并在管子锁定在接头内时指示用户。然后另一个管子以类似的方式接到接头的另一端，盖子120和132盖在滑脂嘴和压力释放机构上。
如果该接头需要在以后重用，可将盖子120和132移去，卸下滑脂嘴116，通过嘴128将油脂注入腔114中。当油脂进入腔114时，其给环形密封件126加压，而后该密封件126将锁紧环112推回图9所示的未锁位置，并且当锁紧环移动时，腔114中的油脂通过由于卸下嘴116而空出的入口开口排放。这允许然后使夹紧件122松开以及卸下接头以重用。在将接头连接另一组管子之前，重新装上滑脂嘴116并将滑脂嘴128从接头卸下。当用户在将接头110接到一组新管子之前不能将滑脂嘴128卸下时，压力释放机构130通过从腔114中排放油脂来起到安全作用。在这一点上，机构130设置为当腔中压力上升超过预定值时从腔114中排放油脂，其中该预定值一般小于与之对应的机构118的预定值。
应理解到，接头10和110无需复杂的安装程序就可以轻松安装到位，也不需要用户理解接头是如何工作的，而仅仅是将管子端部送入接头，然后通过滑脂嘴54、116向接头壳体内注油脂直到油脂从压力释放机构56、118流出为止。
此外，本发明的接头实际上是一个没有松开件的单件单元，该松开件可能被错误安装或丢失。而且，接头上没有螺栓或其它类似紧固件，这避免带螺栓的现有接头需正确安装所带来的困难(它常需要一个特定的方式和/或流程来紧固)，也避免了紧固件的腐蚀问题。另外，如果需要，接头可以极容易地从管子上卸下重用。
本发明接头的另一个特征是它是完全的端部约束，从而消除了连接区域内的移动以及连接处在一段时间后而可能产生的渗漏。
本发明接头的再一个优点是可以自动将相邻的管子端部对齐以减小连接处的晃动。
该接头的进一步优点是在管子端部的整个环周上产生一个均匀的夹紧力，它将塑料管子不圆的端部变形为圆形。当使用钢管时(此时接头也用钢制成)，夹紧件彼此独立运动以适应管子不圆的端部。

Claims (6)

1、一种用于将两个相邻管子连接起来的管接头，该管接头包括：一个壳体，该壳体限定了一个沿壳体的中心轴线的用于接收两个相邻管子的端部的大致在中心位置的孔；以及在壳体每一端设置的用于将管子锁定在接头中的一个锁紧装置，每个锁紧装置包括：
一个在壳体内的环腔；
一个设置成在环腔内沿壳体轴向可移动的环形的动态密封件；
一个允许流体进入环腔中的入口；
一个允许流体从环腔流出的出口；
多个可径向移动的夹紧件；以及
至少一个在动态密封件和夹紧件之间的用于在壳体内将夹紧件锁定在管子端部的锁紧元件，该至少一个锁紧元件包括一个倾斜的内表面，其与至少一个夹紧件的相应倾斜外表面可结合，使得该至少一个锁紧元件在液压作用下在环腔内的轴向移动导致夹紧件朝向壳体中心轴线的径向移动、以在壳体内钳紧管子端部；
一个压力释放机构，其设置成当环腔内的流体压力达到一个预定值时从该环腔内释放流体，其中在该预定值大小的压力下夹紧件紧紧夹住管子并通过所述至少一个锁紧元件被锁定定位，流体的释放用来表示所述管子被锁定在管接头中。
2、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，包括有弹性体密封件，其通过夹紧件可操作地变形，从而形成在管子端部和壳体之间的密封。
3、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，一个滑脂嘴连接或可连接于各环腔。
4、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，每个锁紧元件包括一个锁紧环，它限定了一个用于与夹紧件结合的锥形内表面。
5、根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，包括用于使锁紧元件从夹紧件脱开的装置，使得夹紧件松开管子端部并释放管子以从接头卸下。
6、根据权利要求5所述的管接头，其特征在于，该用于使锁紧元件脱开的装置包括一对可与锁紧元件或锁紧元件的延伸体相结合的可移动密封件，以及另一个用于对所述可移动密封件施加流体压力从而使锁紧元件与夹紧件脱离的滑脂嘴。
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