CN1436290A

CN1436290A - 管端连接器

Info

Publication number: CN1436290A
Application number: CN 01811306
Authority: CN
Inventors: 亚德里安·谭
Original assignee: AUSTRALIAN ENGINEERING CORP Pty Ltd
Current assignee: AUSTRALIAN ENGINEERING CORP Pty Ltd
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2003-08-13
Also published as: MXPA02011077A; GB0226970D0; PL358269A1; GB2378228A; CA2408572A1; BR0111038A; RU2002133221A; GB2378228B; WO2001086187A1

Abstract

本发明提供了用于连接管端的压配合连接件和连接器，它包括以可拆卸方式安装于管端(6，8)上的多个可倾斜的环箍(17，18)，以及一个流体密封壳体(11)。流体密封壳体(11)容纳着环箍(17，18)。通过插入到壳体(11)上的孔(7)中的突耳(5)，对环箍(17，18)向一侧的纵向运动加以限制。当拉出力作用于管端(6，8)时，壳体(11)限制了位于壳体一侧的每一环箍(17，18)的运动，从而使得每个环箍从基本垂直于壳体的位置发生倾斜。这种倾斜减小了每个环箍(17，18)内部的有效横截面面积，导致对相应的管端(6)施加压力，以此将管端(6)夹持在壳体中。为了随后将管端(6)从壳体(11)中卸下，施加一个作用力，以解除环箍(17，18)的倾斜。

Description

管端连接器

技术领域

本发明涉及一种将两个管端连接到一起的压配合连接件。

背景技术

在连接几根管子时，传统的方法是将它们热熔连接即焊接到一起；或者使用机械装配。

热熔连接的一个实例是对接焊。在对接焊接几根管子时，传统方法所用的设备对两个管端提供支承，并且与加工和焊接元件相配合。在使用时，管子被端对端地放置和支承在它们所处的设备中，然后将管端准备好并且焊接到一起。焊接之后，该设备将管子保持在支承状态，直到焊接充分冷却，以便能够将管子从设备中取下而不会损坏焊缝。因而在焊缝充分冷却之前不能移动焊接设备。由此看出这是低效率的。

而且，焊接的质量还取决于一个合格的焊接工在预定设备中的操作水平。重复性的焊接工作以及场地不舒适的工作条件，常常导致偏离操作规范，造成焊接失效。

使用机械装配是另一种将管子连接到一起的传统方法。例如，连接聚乙烯管时要将适配器焊接到管端上，以便为后续的机械装配作好准备。这增加了连接成本，因为这需要两次对接焊、两个适配器和一次机械装配。这种机械装配通常由金属制造，并且适用于在应力下变形的塑料管。

传统的机械装配都要使用螺栓和螺母，以便在管子上施加压力。由于螺栓在安装和使用时经常损坏，以及螺母可能没有充分拧紧，业已发现机械装配也不是很有效的。

现已了解到广泛使用的聚乙烯管所存在的一个特殊问题是，这些管子在压力下持续一段时间后，当管线中的压力去除，以及管子的温度明显地降低到安装温度以下时，管的外径会减小。

另一种类型的传统装配不需要适配器装配和对接焊，而且通过在管子上施加压力而能够防止将管子拉出。然而当这种配件是由金属制造时，业已发现当聚乙烯管的外径减小时，这种类型的装配所进行的连接实际上不能保持住压力。

发明内容

所作出的本发明其目的在于，提供一种用于连接管端的简单和有效的压配合连接件(fitting)，它是自锁的和自调整的，以在使用中保持压应力，而且没有焊接和机械装配的那些缺陷。

在整个说明书中，术语“包括”一词的使用是广义的，其含义为：本发明可能还包括一些“其他的特征或步骤”，这些“其他的特征或步骤”在随后定义和描述的特征或步骤中没有对其特别作出解释或使之被充分领悟，所述这些“其他的特征或步骤”包含的哪些内容在阅读了整个说明书之后将是显而易见的。

按照本发明的一种形式，提供了一种用于将第一管端连接到第二管端上的压配合连接件，该压配合连接件包括：

多个可拆卸地装在所述第二管端上的可倾斜的环箍；以及

与所述第一管端相连的一个流体密封壳体，用于容纳所述的环箍并且限制所述环箍在一侧的轴向运动。所述壳体被成形为能够接纳处于环箍内的所述第二管端；

因而在使用中，当对第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力时，所述壳体限制位于壳体一侧的每一环箍的运动，从而使得每个环箍从基本垂直于壳体的状态发生倾斜，而所述的倾斜减小了每个环箍内部的有效横截面面积，导致对第二管端施加压力，以此将所述的第二管端夹持在壳体中。

每个环箍最好具有连接于其周边某点处的机械约束部，该机械约束部最好由从环箍外周面伸出的突耳构成。所述的壳体最好设有孔，用以容纳该突耳并限制每个相应环箍的纵向运动。所述的孔最好具有足够的尺寸，以容纳所述突耳，并且允许所述突耳在每个环箍发生倾斜时有纵向运动但又不会将突耳从孔中拉出。

壳体最好还具有止档，以便有助于所述的管端在装配时的正确定位。

壳体最好还包括至少一个设在壳体和所述第二管端之间的流体密封件。所述的流体密封件最好包括一个或几个O形圈。

所述环箍应具有充分的刚性，以便在拉力作用下不会发生永久变形。或者，环箍可设有刚性增强件，所述的刚性增强件通常是连接于环箍弯曲面上的一个翼片。该翼片最好是连接于环箍弯曲面上的多个翼片中的一个。

管端最好由聚乙烯制造，由高分子量的聚乙烯制造则更好。

环箍最好由钢制造，钢的环箍用聚合物涂覆则更好。

壳体最好由聚乙烯制造。

或者，本发明的压配合连接件还可以包括一个使环箍回复到基本垂直于壳体状态的释放机构，从而很容易将壳体从所述管端上拆下。该释放机构最好包括多个长形的释放件，每个释放件机械连接于相应的环箍。所述释放件具有一定的长度，从而能够向环箍传递作用力，因此在使用时，一旦向环箍施加所述的作用力，每个环箍的倾斜便回复到基本垂直于管端的位置。

按照本发明的另一种形式，提供了一种用于在第一管端和第二管端的间隙处连接这两个管端的连接器(joiner)，该连接器包括：

可拆卸地安装在所述第一和第二管端上的、并且适合跨接两管端之间间隙的一个流体密封壳体；以及

可拆卸地安装在所述管端上的、容纳在所述流体密封壳体中并且其相对于该壳体向一侧的轴向运动受到限制的多个可倾斜的环箍；

因而在使用中，当对第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力时，所述壳体限制位于壳体一侧的每一环箍的运动，从而使得每个环箍从基本垂直于壳体的位置发生倾斜，而所述的倾斜减小了每个环箍内部的有效横截面面积，导致对第一管端和/或第二管端施加压力，以此在壳体中将所述第一管端连接于第二管端。

每个环箍最好具有连接于其周边某点处的机械约束部。

该机械约束部最好由从环箍外周面伸出的突耳构成。

所述的壳体最好设有孔，用以容纳所述突耳并限制每个相应环箍的纵向运动。

所述的孔最好具有足够的尺寸，以容纳突耳，并且允许每个突耳在环箍发生倾斜时有充分的侧向运动，但又不会将突耳从孔中拉出。

所述环箍应具有充分的刚性，以便在拉力作用下不会发生永久变形。或者，环箍可设有刚性增强件，所述的刚性增强件通常是连接于环箍弯曲面上的一个翼片。所述翼片最好是连接于环箍弯曲面上的几个翼片中的一个。

管端最好由聚乙烯制造，由高分子量的聚乙烯制造则更好。

环箍最好由钢制造，钢的环箍用聚合物涂覆则更好。

壳体最好由聚乙烯制造。

或者，本发明的连接器还可以包括一个使环箍回复到基本垂直于壳体位置的释放机构，从而很容易将壳体从所述管端上拆下。该释放机构最好包括多个长形的释放件，每个释放件机械连接于相应的环箍。所述释放件具有一定的长度，从而能够向环箍传递作用力，因此在使用时，一旦向环箍施加所述的作用力，每个环箍的倾斜便回复到基本垂直于壳体的位置。

附图说明

为了有助于更详细地理解本发明的实质，下面将参照附图仅以举例的方式详细地描述本发明的管端压配合连接的实施例，其中：

图1是本发明压配合连接件的一个实施例的整体立体图；

图2是压配合连接件的一个实施例的局部截面立体图，表示了在组装时和在管端上施加拉出力之前的内部元件布置；

图3是局部截面立体图，表示了对管端施加拉出力之后的效果；

图4是压配合连接件的截面侧视图，为了清楚地表示出环箍在安装和管端外拉之后的状态，截去了壳体的另一半；

图5是本发明第二实施例的局部截面立体图，表示了插件的状态。

具体实施方式

在本发明的第一实施例中，要将两个分别具有管端6，8的管子1，2连接到一起。为简单起见，下文以及图1～3所描述的、有关压配合连接件或连接器的操作只针对管端6进行。该操作过程同样也应用于管端8。

在图1～3中，只示出了管端6，8，应当理解，管子1，2从该连接点沿两个方向反向延伸。

图2～4表示了环箍17，18相对于管端6和壳体11在位置上的内部细节。应当理解，管端8也具有相同的元件设置，但在图2，3中未显示。

当管端6插入壳体11时，它穿过环箍17，18。当完全插入之后，通常由于管线的增压，连接处受到向外的拉力，拉力使管端6趋向于移出壳体11，因而象图4中清楚所示那样，使环箍17，18倾斜。应当注意，在管端8处也发生同样的作用。环箍的这一倾斜运动减小了每个环箍内部的有效横截面面积，导致了对管端施加压力，使得环箍17和18夹紧在管端外面，因而防止了管端进一步移出壳体的向外运动。

每个环箍17，18的横向运动受到作为环箍一部分的突耳5的机械限制。突耳5能位于壳体11上径向相对的孔7a(图1所示)和孔7b(未示出)中。在管端6插入壳体之前，先将环箍17，18插入壳体11，并通过使环箍17的突耳5插入到孔7a中、环箍18的突耳5插入到孔7b中而使两个环箍定位。在管端6插入之前和插入过程中，环箍17，18保持着与管端的运动方向基本上垂直的位置。

每个突耳5必须具备足够的横截面积，以防止它在压力下在壳体11的孔7中发生明显的变形。如图1中清楚所示，当环箍装配到壳体内时，突耳5从孔7中伸出。孔的尺寸这样确定：使环箍由于管端拉出所导致的倾斜不会受到壳体11的限制。当管端被拉出时，环箍在管子中移动，直至每个环箍的突耳5连接相应的孔7的边缘。

最好由一对环箍来对每个管端的拉出进行限制，每个环箍的突耳之间以180°彼此相对。环箍突耳的方向是由管端与壳体保持平行这一要求所决定的。如果需要，还可以采用附加的保障措施，以防止管端被拉出和壳体上的应力分布过大，这些措施包括采用带有多个突耳的附加环箍，这些突耳位于均布在壳体周面上的多个孔中。

包含在壳体11中并且位于其纵向轴线中央的是连接于壳体内表面的止档13。壳体11的内径确定了止档13的外径；而止档13的内径则取决于管端6的外径。止档13将阻止管端插入时的运动。

同样也包含在壳体中的还有两个相同的沿着壳体的纵轴线呈镜像设置的环14，以及橡胶密封圈15。壳体11的外径确定了环14的外径；而环14的内径则确定为这样的尺寸：它允许管端自由地穿过，并阻止受压的橡胶密封圈15穿过。

环14以这样的方式连接于壳体的内表面：使它能够防止内含液体的外溢，以及能够阻止环14在压力下的运动。密封圈保持环16连接于环14，两者一起容纳着密封圈15并使之定位。保持环16的内径取决于密封圈15的尺寸。

环箍17，18具有使它们能够与管端6紧密接合的内径。环箍的外径则由防止管端6拉出所需要的刚性确定。壳体的内径要保证环箍的倾斜不受限制。如有必要，可通过连接于环箍弯曲面的翼片来增加环箍的刚性，从而能够减小环箍17，18的有效横截面面积，也就能够减小壳体11的内径。

图5表示了本发明的第二实施例。环箍212，213如第一实施例所述那样包含在壳体11中。在本实施例中还包括一个由元件211a，211b构成的释放机构。第一元件211a的长度由两个相邻环箍212，213之间的距离确定；第二元件211b的长度则由从环箍213的背离壳体中心的那个端面到壳体一端的距离确定。元件211的作用是通过对靠近壳体11一端的元件211施力而能够将壳体11从管端6上拆下来，所述作用力使倾斜的环箍朝着垂直于管端纵轴线复位。

在这个使倾斜度减小的过程中，环箍213将接触到元件211a，使得环箍212也沿相同的方向减小倾斜。一直施加这个作用力，直到两个环箍212，213接近于与壳体相垂直的位置。继续施加作用力将能使管端从壳体中抽出。同样的操作也可用于将另一管端从壳体中抽出。

第二实施例中的元件211的替换形式是在环箍212，213的前面设置一个穿过壳体的销214，使得销214处于垂直于管子的位置。当抽出管端时，销214阻止环箍212，213倾斜，因而便于管子的拆卸。

释放机构的设置是选择性的。可以通过朝着壳体的方向向管端施加足够的纵向力而使环箍回到基本上垂直于壳体的位置。

从说明书的上文显然可以看出，本发明的压配合连接件和连接器的优选实施例具有许多显著的优点。这些优点包括但不局限于以下几项：

a.与任何其他现有的连接管子的装置相比更为简单且同样有效；

b.自锁和自行调整；

c.在使用中能够保持压应力，无需象机械装配那样反复调整；

d.管端的插入和压力的建立是在一个操作步骤中完成的；

e.从管端上拆除连接也可以在一个操作步骤中完成；

f.可以拆除和更换连接件，在重新使用之前，对无需管端作准备工作。

在不脱离本发明的基本构思范围条件下，除了已经描述的内容外，还可以向管子连接领域的技术人员提供众多的变型和改进建议。例如，尽管优选实施例描述的是聚乙烯管的连接，但权利要求书中的装置也可用于连接其他材质的管。此外，本发明并非只能用来安装和连接一对以端对端形式安装的长形元件，也可用于在同时进行的几个连接工序、或依次进行的几个连接工序中需要对两个或多个交叉元件或组件进行支承的场合。所有的这些变化和改进都将认为是属于本发明的范围，这一范围的实质是由上述说明书和所附权利要求书所确定的。

Claims

1.一种用于将第一管端连接于第二管端的压配合连接件，该压配合连接件包括：

可拆卸地装在所述第二管端上的多个可倾斜的环箍；以及

与所述第一管端相连的一个流体密封壳体，用于容纳所述的环箍并且限制所述环箍向一侧的纵向运动；所述壳体被成形为能够接纳环箍内的所述第二管端；

因而在使用中，当对第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力时，所述壳体限制位于壳体一侧的每一环箍的运动，从而使得每个环箍从基本垂直于壳体的位置发生倾斜，而所述的倾斜减小了每个环箍内部的有效横截面面积，导致对第二管端施加压力，以此将所述的第二管端夹持在壳体中。

2.如权利要求1所述的压配合连接件，其中每个环箍具有连接于其周边某点处的机械约束部。

3.如权利要求2所述的压配合连接件，其中所述机械约束部由从环箍外周面伸出的突耳构成。

4.如权利要求1所述的压配合连接件，其中所述的壳体设有孔，用以容纳所述突耳并限制每个相应环箍的纵向运动。

5.如权利要求4所述的压配合连接件，其中所述的孔具有足够的尺寸，以容纳突耳，并且允许所述的突耳在每个环箍发生倾斜时有纵向运动但又不至于将突耳从孔中拉出。

6.如权利要求1所述的压配合连接件，其中壳体还具有止档，以有助于所述的管端在装配时的正确定位。

7.如权利要求1所述的压配合连接件，其中壳体还包括至少一个设在壳体和所述第二管端之间的流体密封件。

8.如权利要求7所述的压配合连接件，其中所述的流体密封件包括一个或几个O形圈。

9.如权利要求1所述的压配合连接件，其中所述环箍具有充分的刚性，以便在拉力作用下不会发生永久变形。

10.如权利要求1所述的压配合连接件，其中环箍可设有刚性增强件。

11.如权利要求10所述的压配合连接件，其中所述的刚性增强件是连接于环箍弯曲面上的一个翼片。

12.如权利要求11所述的压配合连接件，其中所述的这个翼片是连接于环箍弯曲面上的多个翼片中的一个。

13.如权利要求1所述的压配合连接件，其中管端最好由聚乙烯制造。

14.如权利要求13所述的压配合连接件，其中管端由高分子量的聚乙烯制造。

15.如权利要求1所述的压配合连接件，其中环箍由钢制造。

16.如权利要求15所述的压配合连接件，其中钢制环箍用聚合物涂覆。

17.如权利要求1所述的压配合连接件，其中壳体由聚乙烯制造。

18.如权利要求1所述的压配合连接件，其中还包括一个使环箍回复到基本垂直于壳体位置的释放机构，从而很容易将壳体从所述管端上拆下。

19.如权利要求18所述的压配合连接件，其中所述的释放机构包括多个长形的释放件，每个释放件机械连接于相应的环箍；所述释放件具有一定的长度，从而能够向环箍传递作用力，因此在使用时，一旦向环箍施加所述的作用力，每个环箍的倾斜便回复到基本垂直于管端的位置。

20.一种用于在第一管端和第二管端之间的间隙处连接这两个管端的连接器，该连接器包括：

可拆卸地安装在所述第一和第二管端上的、并且适合跨接所述管端之间间隙的一个流体密封壳体；以及

可拆卸地安装在所述管端上的、容纳在所述流体密封壳体中并且其相对于该壳体向一侧的纵向运动受到限制的多个可倾斜的环箍；

21.如权利要求20所述的连接器，其中每个环箍具有连接于其周边某点处的机械约束部。

22.如权利要求21所述的连接器，其中该机械约束部由从环箍外周面伸出的突耳构成。

23.如权利要求22所述的连接器，其中所述的壳体设有孔，用以容纳所述突耳并限制每个相应环箍的纵向运动。

24.如权利要求23所述的连接器，其中所述的孔具有足够的尺寸，以容纳突耳，并且允许每个突耳在环箍发生倾斜时有充分的横向运动，但又不会将突耳从孔中拉出。

25.如权利要求20所述的连接器，其中壳体还具有止档，以有助于所述的管端在装配时的正确定位。

26.如权利要求20所述的连接器，其中壳体还包括至少一个设在壳体和所述第二管端之间的流体密封件。

27.如权利要求20所述的连接器，其中所述环箍具有充分的刚性，以便在拉力作用下不会发生永久变形。

28.如权利要求20所述的连接器，其中环箍可设有刚性增强件。

29.如权利要求20所述的连接器，其中还包括一个使环箍回复到基本垂直于壳体位置的释放机构，从而很容易将壳体从所述管端上拆下。

30.如权利要求20所述的连接器，其中所述的释放机构包括多个长形的释放件，每个释放件机械连接于相应的环箍；所述释放件具有一定的长度，从而能够向环箍传递作用力，因此在使用时，一旦向环箍施加所述的作用力，每个环箍的倾斜便回复到基本垂直于壳体的位置。