CN1447886A - 连接配件 - Google Patents

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Abstract

提供一种用来连接两个构件(70和80)的配件(10和20)，其中配件包括一转接器(10)和一衬套(20)。转接器包括一螺纹端部(12)和一凹形轴颈(14)。衬套包括一适于接合转接器内部的平滑凸形端部(24)、一螺纹端部(22)和一挡块肩部(27)。转接器凹形轴颈装备有螺钉(50)以便将转接器接合并固定在衬套上。

Description

连接配件
技术领域
本发明涉及一种用来连接两个构件的配件。更具体地说，本发明涉及一种用来连接两个电缆之类电构件的防爆配件。
背景技术
在工作场所经常需要将电导体或者电线布置在危险的环境中。由于可能出现可燃数量的易燃液体、气体、蒸汽、易燃尘埃或可燃纤维而产生多种危险。危险工作环境的实例包括下述场合但不受其限制：将挥发性易燃液体从一容器传输到其它容器；喷漆房内部；使用挥发性易燃溶剂的喷漆作业；粒料提升机之类悬浮尘埃可能危险地聚集之处；以及汽油加注站。
多种危险场合需要专门设计的电设备来防止增加着火可能性。为了使电导体或电线延伸穿过这些危险工作场所，导体或者电线包入电缆中。其中，电缆能防止电短路、起弧或漏出的强热进入易燃大气而造成起火。此外，连接这些处于危险工作场所的电缆的配件必须是“防爆”的。例如National Electric Code 501-5节的条款501；NationalElectrical Manufacturers Association(“NEMA”)ICS 6-1993(题为“外壳”)和NEMA 4-13类；American National Standards Institute(“ANSL”)，以及UNDERWRITER1S LABORATORIES INC.的UL 886和1002的许多标准举出多种用于危险环境的防爆电构件。借助于采用适当安装和维护的防爆装置，在电缆或者构件内部的强热或电弧将不会引燃其周围的危险大气。
在电系统内的许多例如电磁阀的构件，需要例行的周期维护。就这一点而论，确实能迅速、简单和方便地安装和拆卸但仍保持防爆连接的配件是符合需要的。
此外，在电系统内的一些电缆可能永久地安装在一位置上。所以旋转电缆以便将它安装在该配件或者另一电缆上也许是不可能的。因此需要一种即使在不能旋转一根或两根电缆时也可迅速方便地安装两根电缆的防爆配件。这在具有需要周期维护构件的电系统中是特别需要的。
Lajoie等人的题为“Pipe Fitting Device”的美国专利No.3,979,814描述一种用来将电缆迅速安装到另一电缆上的卡箍。此外，Saka的题为“Pipe Fitting”的美国专利No.4,018,462描述通过变形电缆的一部分来将电缆密封在另一电缆上。然而，这些简单和相对迅速的连接两根电缆方法对于在危险环境中使用来说是不适当的，这是因为它们不能将电缆密封到足以阻止电弧所生火焰到达周围大气的程度。
Berry的美国专利No.4,840,194描述一种密封配件，它具有用来连接两根电缆的四个次构件。Berry配件是密封的，并通过用填塞材料密封配件的方法制成防爆的。然而业已发现如同Berry所述的包含填塞材料是一种不严密的技术，尤其是有许多空隙必须密封的情况下。此外，Berry配件的重复使用需要该配件结构分离和在重新使用前进行清理。已经发现，这种类型的结构会增加成本和完成连接构件例行维护的时间。最后，对准四个不同的配件构件在现场不易完成，因而增加在电系统上实施例行维护的时间和成本。
发明内容
在本发明实施例中，提供一种用来将第一构件连接到第二构件的配件。该配件包括衬套，它具有用来螺纹接合第一构件的螺纹端部以及具有外直径的平滑凸形端部。转接器描述为具有用来螺纹接合第二构件的螺纹端部以及凹形轴颈端部。转接器具有内直径并接纳衬套的平滑凸形端部。该转接器还包括锁紧机构，它在衬套的平滑凸形端部插入转接器时将转接器连接到衬套上。衬套的外直径与转接器的内直径处于紧密连通状态以便限定火焰通路，从而生成防爆配件。在一些实施例中，该锁紧机构进一步包括沟槽。该沟槽沿着衬套外周边形成。具有尖顶的螺钉可沿径向插入穿过该转接器的轴颈。该螺钉尖顶与该衬套沟槽匹配以便允许转接器围绕衬套旋转。在一些实施例中，螺钉尖顶部拧入该沟槽以便将转接器刚性地安装在衬套上。
在其它实施例中描述一种将第一构件连接到第二构件上的方法。该方法包括提供用来将第一构件连接到第二构件的配件，该配件具有上文所述特征。该方法包括转动衬套以便用螺纹将该配件接合在第一构件上。该方法还包括转动转接器以便用螺纹将该配件接合在第二构件上。
在其它方面，配件描述为用来将第一构件连接到第二构件上。该配件包括衬套，它具有用来螺纹接合该第一构件的螺纹端部以及具有外直径的平滑凸形端部。转接器描述为具有用来螺纹接合该第二构件的螺纹端部。该转接器还具有凹形轴颈端部和内直径。该转接器接纳衬套的平滑凸形端部。该转接器还具有锁紧机构，它在衬套平滑凸形端部插入转接器时将该转接器连接到衬套上。
附图说明
图1A-C表示本发明实施例转接器的侧视、前视和透视图；
图2A-D表示本发明实施例衬套的侧视、侧剖视、前视和透视图；
图3A-C表示本发明实施例螺钉的侧视、顶视和透视图；
图4A-D表示本发明实施例配件的侧视、前视、后视和透视图；
图5A表示具有卡箍的实施例；
图5B表示具有金属环的实施例；
图6A-6C表示具有C形卡箍的实施例；
图7A-7B表示具有环形通路的实施例；
图8A-8C表示具有正在连接到两个构件上的实施例。
在本发明容许各种变型和替代形式的同时，已通过附图中的实例表示了多个特定实施例，并将对此作详细描述。然而应该理解，本发明不受所披露特殊形式的限制。相反，本发明覆盖落入由所附权利要求限定的本发明精神和范围内的所有变型、等同物和替代物。
具体实施方式
本发明涉及一种配件和一种用来将例如电缆的第一构件连接到例如另一电缆的另一构件的方法。在本发明的一些实施例中提供衬套、转接器和锁紧机构。衬套具有与第一构件接合的螺纹端部，而转接器具有与第二构件接合的螺纹端部。该转接器还具有凹形轴颈端部，它的内直径用来接纳具有另一直径的衬套平滑凸形端部。在这些实施例中，轴颈通常具有锁紧机构以便将转接器轴向连接到衬套上，但仍然允许衬套和转接器之间的旋转运动。按照这种方法，配件可快速和方便地安装在固定(即不能旋转)的构件上。还有，当衬套的平滑凸形端部插入转接器时，限定的火焰通路足以生成防爆配件。因此能实现电系统不同构件的安装和维护，在此同时仍然满足各种标准的防爆要求。还有，由于该配件的安装和拆卸可在不使用填塞材料来充填配件间隙的情况下实现，安装和拆卸可在不降低配件防爆状态完整性的情况下反复进行。这允许比目前已知配件更加快速和方便地维护电系统。
各种锁紧机构可用于本发明中，这为形成防爆配件提供多样性。此外，还描述密封垫的使用，因而使该防爆配件能用于水密封环境，或者用于易爆流体流中。
还描述扳手接合区和六角形挡块，扳手可附加在其上以便更加有利于配件安装和配件拆卸过程，从而减少与不同构件的安装和维护相关的时间和成本。
在每一不同本发明实施例中，使用易于安装和拆卸的防爆配件的优点。因此能减少与安装和维护电系统相关的成本和时间。
下面描述多个本发明图示实施例，它们可用来将例如电缆的构件连接到另一构件上。为了清楚起见，本说明书没有描述实际应用中的所有特征。显而易见，在任何这种实际实施例的开发中，为了达到开发者的特殊目标，该目标例如与系统相关和与市场相关的限制相符并随着实际应用变化而变化，从而必须作出各种各样的实际应用专门决策。然而可以理解，这种开发努力可能是复杂和费时的，但对于得益于此披露的本领域普通技术人员来说不过是一种例行的任务。
研究后面的描述和附图会使本发明不同实施例的其他方面和优点更加明确。附图所示的每个构件可含有不锈钢或其它适当材料并按照例如ANSI B 18.6.7 M制成。通常，按照Standard for Surface TextureANSI B46.1-1978配件表面具有不大于250微英寸的平均粗糙度。
参见图1A-1C，它们表示包含螺纹端部12和凹形轴颈端部14的转接器10。作为实例表示出八个螺纹。转接器内直径16可为0.7500″而且公差为+0.005″，-0.000″。
轴颈14表示为具有两个用来沿径向插入两个螺钉50的螺纹孔。如图1B和1C所示，轴颈14还包括两个轴向孔11，在其中可与螺钉50轴线垂直并与转接器10轴线平行地插入两个销钉40。轴颈14表示为具有1.75″的外直径，而且销钉40的孔11偏离垂直轴线0.95″并偏离水平轴线0.630″。轴颈14还表示为具有多个扳手接合区18。
现在参见图2A-D，本发明实施例衬套20表示为具有螺纹端部22和平滑凸形端部24。螺纹端部22表示为具有0.06″×45°的倒角23。平滑凸形端部24表示为具有0.02″×45°的倒角25。平滑凸形端部24的外直径26通常为0.7495″而且公差为+0.0000，-0.005″。
还表示出垫圈细槽28、沟槽29和挡块27。挡块27可如图所示呈六角形，也可具有任何其它形状的周边。
参见图3A-C，表示具有螺钉头部52、螺钉螺纹56和螺钉尖顶54的螺钉50。螺钉50可以是在头部52和顶部54上具有45°倒角的标准有肩螺钉。
参见图4A-4D，本发明实施例表示成在其装配状态。配件100表示成包括转接器10，它接纳着衬套20的平滑凸形端部24。锁紧机构表示成在将衬套20插入转接器10的同时将转接器10连接到衬套20上，如图4A所示。在这个实施例中，锁紧机构包括插入轴颈14螺纹孔的有肩螺钉50。螺钉尖顶54对准衬套20的沟槽29。在一些实施例中，螺钉尖顶54实际上使衬套20相对于转接器10的轴向运动最小化，但允许衬套20和转接器10之间的旋转运动。在一些实施例中，螺钉50拧入衬套20以致于螺钉50的螺纹56接触衬套沟槽29的上端。在该螺钉螺纹56接触沟槽29的上端时，衬套20和转接器10基本上阻止相互间的轴向和旋转运动。
在例如图5A所示的其它实施例中，锁紧机构可包括卡箍88，它可枢转地连接在轴颈14上并且接触衬套20上的挡块27，从而充分减少衬套20相对于转接器10的轴向运动。借助于增加卡紧力，衬套20相对于转接器10的旋转运动也可充分减小。在例如图5B所示的一些实施例中，锁紧机构可包括连接在挡块27周边的金属环89。在转接器轴颈14上具有沟槽89的唇部能受迫围绕着金属环89。按照这种方式，充分减少衬套20和转接器10之间的相对轴向运动。然而允许两者之间的相对旋转运动。
在例如图6A-6C所示的一些实施例中，锁紧机构可包括C形卡箍89，它连接在转接器10上并容纳在衬套20的C形卡箍沟槽96之中，以便将转接器10连接到衬套20上从而充分减少相对轴向运动。借助于加大C形卡箍89的保持力，也可充分减小旋转运动。
在其他实施例中，锁紧机构可以简化，也许能利用任何数量的锁紧机构来实现上文所述的锁紧功能。
开始
转回来参见图4A-D，销钉40表示为容纳在轴颈14的销钉孔11内，以致于销钉40的轴线与衬套20和转接器10的轴线平行地延伸。销钉40布置在紧靠螺钉50处以防螺钉50从轴颈14内脱出。当螺钉50从轴颈14旋出时，螺纹56最终会接触销钉40以防螺钉50相对于轴颈14进一步旋转。于是防止螺钉50与转接器10分离。
在图4A-D中还表示布置在衬套20的细槽28内的垫圈30。该垫圈30例如可以是O形圈，它用来在衬套20和转接器10之间产生水密密封。还应指出，放置在细槽28内的垫圈30也可起到上文所述锁紧机构的作用。因此，该垫圈能实现锁紧功能和密封功能。
在图4A-4D中还表示出在转接器10上的挡块27。当衬套20插入转接器10因而处于其锁紧位置时，转接器10轴颈端部14邻接挡块27，从而进一步有助于阻止火焰从配件漏出进入环境。在这个实施例中，挡块27表示为六角形以便有助于用扳手转动(此处描述的)衬套20。
当衬套20的平滑凸形端部24如图所示插入转接器10时，衬套20的外直径26与转接器10的内直径16紧密连通以便限定火焰通路60。作为典型，该火焰通路60对于这个特殊配件100所示长度为0.6″。如上所述，内直径16为0.7500″，其公差为+0.0005″(0.5密耳)，-0.0000″，而外直径26为0.7495″，其公差为+0.0000″，-0.0005″(0.5密耳)，从而在内直径16和外直径26之间确定1.5密耳(0.0015″)的最大间隙。对于内直径16和外直径26之间的更大间隙，沿着衬套20的平滑凸形端部24的火焰通路60的长度应该增加，以便确保配件100保持UL 886规定的防爆性能。任何数量的构形均可生成防爆配件。本发明实施例如下所示：
  火焰通路长度     间隙
    0.6″     0.0015″
    3/4″     0.0020″
    7/8″     0.0026″
    1″     0.00328″
    1 1/4″     0.0045″
表1  可能的防爆外形
尽管配件100在不使用填塞材料情况下是防爆的，在一些实施例中，轴颈14进一步包括与销钉孔11平行的环形通路入口92。借助于将填塞材料嵌入环形通路92，填塞材料通过螺钉50的螺纹56周围以及转接器10和衬套20之间，从而进一步防止火焰或火花从配件100漏出。此外，环形通路92能布置在轴颈14的任何地方以便将填塞材料分配到指定位置。例如，环形通路92可处于轴颈14上邻近当转接器10和衬套20连接时衬套挡块27接触轴颈l4的位置处。按照这种方法，填塞材料能嵌入转接器和衬套之间的区域。
参见图8A-8C，它们逐步地表示本发明实施例的安装过程。图8A表示电线82和84穿过具有螺纹端部76的第一构件(此处例如为电缆70)。还表示电线82和84穿过第二构件(此处例如为电缆80)。图8B表示衬套20的螺纹端部22螺纹接合第一构件70(电缆)的螺纹端部76。还表示转接器10的螺纹端部12螺纹接合第二构件(电缆)的螺纹端部86。通常需要接合五至七圈来满足例如UL 886的防爆连接规范。
图8C表示容纳着衬套20的平滑凸形端部24的转接器10。一旦平滑凸形端部24完全插入转接器10，紧固轴颈内的螺钉50，以致于螺钉尖顶54接触衬套20的沟槽29，从而减少衬套20和转接器10之间的轴向运动。
应该指出，在一些实施例中锁紧机构允许衬套20和转接器10之间旋转但充分减小其间的轴向运动。因此，显而易见，这种允许的旋转运动也允许转接器10和衬套20围绕不能旋转即固定的构件转动。可将扳手放置在转接器轴颈14的扳手接合区18上从而使转接器10围绕与其螺纹接合的第二构件80旋转。此外，可将扳手放置在六角形挡块27上以便旋转衬套20使之与第一构件70螺纹接合。按照这种方法将配件100方便地插入电系统。
这种方便的组装允许快速和容易地安装和拆卸用来连接两个构件的配件，在此同时仍提供防爆配件。
尽管在一些实施例中构件表示为电缆，该构件也可包括：电分线盒、电磁阀或者任何其它类型的构件。此外，尽管电缆80和90表示为具有外螺纹而配件100表示为具有内螺纹，配件100也可在与具有内螺纹的电缆80或90匹配的任何一端部上具有外螺纹。
此外，尽管构件80和90的直径表示成互不相同，配件100也能这样地构成，以致于衬套26的螺纹端部22外直径与转接器10的螺纹端部12外直径相同、小于后者或者大于后者。
上述防爆配件也可用来将构件或者电缆放置成与另一电缆流体连通，因而允许易爆气体从构件或电缆流到另一构件或电缆。该配件的防爆性能会安全地允许危险液体或气体通过例如管道。
尽管多个不同实施例已表示和描述，本发明不受它们的限制，而且理解成包括对于本领域普通技术人员显而易见的所有变型和改型。

Claims (21)

1.一种用来将一第一构件连接到一第二构件的配件，该配件包括：
一衬套，它具有一用来螺纹接合该第一构件的螺纹端部以及一具有外直径的平滑凸形端部；
一转接器，它具有一用来螺纹接合该第二构件的螺纹端部以及一凹形轴颈端部，该转接器具有一内直径并接纳该衬套的平滑凸形端部；以及
一锁紧机构，它在该衬套的平滑凸形端部插入该转接器时将该转接器连接到该衬套上，
该衬套的外直径与该转接器的内直径处于紧密连通状态以便限定一火焰通路，从而生成一防爆配件。
2.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括：
一沿着该衬套外周边形成的沟槽；以及
一具有尖顶的螺钉，它沿径向插入穿过该转接器的轴颈，该螺钉顶部与该衬套沟槽匹配以便允许该转接器围绕该衬套旋转。
3.如权利要求2该的配件，其特征在于，该螺钉尖顶拧入该沟槽以便将该转接器刚性地安装在该衬套上。
4.如权利要求2该的配件，进一步包括一销钉，该销钉与该螺钉轴线垂直地插入该轴颈，从而防止该螺钉顶部与该沟槽脱离。
5.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括一C形卡箍，它连接到该转接器的轴颈端部并卡紧在该衬套周围以便将该转接器轴向固定到该衬套上。
6.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括一卡箍，该卡箍连接到该转接器轴颈上从而将该转接器连接到该衬套的一挡块上。
7.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括一垫圈，该垫圈嵌入一沿着该衬套外周边形成的细槽。
8.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括一C形卡箍，该C形卡箍嵌入一间隙，该间隙由该轴颈内直径上的一外沟槽形成，该轴颈与沿着该衬套外周边形成的一沟槽配合。
9.如权利要求1该的配件，其特征在于，该锁紧机构进一步包括一金属环，该金属环安装在该衬套的一挡块周边上，而该转接器轴颈具有一沿着内周边形成的沟槽以便连接到该金属环上。
10.如权利要求1该的配件，进一步包括一用来提供一水密配件的垫圈，该垫圈嵌入一沿着该衬套外周边的细槽。
11.如权利要求10该的配件，其特征在于，该垫圈是一O形圈。
12.如权利要求1该的配件，其特征在于，该火焰通路沿着该配件的轴向长度为0.6″。
13.如权利要求1该的配件，其特征在于，该衬套进一步包括一挡块以便在该衬套的平滑凸形端部插入该转接器时邻接该转接器轴颈。
14.如权利要求13该的配件，其特征在于，该挡块进一步包括一六角形周边以便允许一扳手将该配件紧固在该第一构件上。
15.如权利要求1该的配件，其特征在于，该转接器螺纹端部进一步包括一倒角。
16.如权利要求1该的配件，其特征在于，该衬套螺纹端部进一步包括一倒角。
17.如权利要求1该的配件，其特征在于，该轴颈进一步包括一扳手接合区以便允许一工具将该配件紧固在该第二构件上。
18.如权利要求1该的配件，其特征在于，该轴颈进一步包括：
一环形通路，它用来将该轴颈的一内直径设置成与该轴颈的一外直径处于流体连通状态以便将填塞材料嵌入该环形通路从而进一步密封该配件。
19.一种将一第一构件连接到一第二构件上的方法，该方法包括：
提供一用来将一第一构件连接到一第二构件的配件，该配件具有：
一衬套，它具有一用来螺纹接合该第一构件的螺纹端部以及一具有外直径的平滑凸形端部，
一转接器，它具有一用来螺纹接合该第二构件的螺纹端部以及一凹形轴颈端部，该转接器具有一内直径并接纳该衬套的平滑凸形端部，以及
一锁紧机构，它在该衬套的平滑凸形端部插入该转接器时将该转接器连接到该衬套上，
该衬套的外直径与该转接器的内直径处于紧密连通状态以便限定一火焰通路，从而生成一防爆配件；
旋转该衬套以便将该配件螺纹连接在该第一构件上；以及
旋转该转接器以便将该配件螺纹连接在该第二构件上。
20.一种将一第一电缆连接到一第二电缆上的防爆配件，该配件包括：
一衬套，它具有一用来螺纹接合该第一电缆的螺纹端部以及一具有外直径的平滑凸形端部；
一转接器，它具有一用来螺纹接合该第二电缆的螺纹端部以及一凹形轴颈端部，该转接器具有一内直径并接纳该衬套的平滑凸形端部；
一锁紧机构，它在该衬套的平滑凸形端部插入该转接器时将该转接器连接到该衬套上，该锁紧机构具有一沿着该衬套外周边形成的沟槽以及一具有尖顶的螺钉，它沿径向插入穿过该转接器的该轴颈，该螺钉尖顶与该衬套沟槽配合以便允许该转接器围绕该衬套旋转，
该衬套的外直径与该转接器的内直径处于紧密连通状态以便限定一火焰通路，从而生成一防爆配件，该火焰通路沿着该配件的轴向长度为0.6″，该衬套具有一挡块以便在该衬套的平滑凸形端部插入该转接器时邻接该转接器轴颈，该挡块具有一六角形周边以便允许一扳手将该配件紧固在该第一构件上；
一销钉，该销钉与该螺钉轴线垂直地插入该轴颈，从而防止该螺钉尖顶与该沟槽脱离；以及
一用来提供一水密配件的O形圈，该O形圈嵌入一沿着该衬套外周边的细槽，
该转接器螺纹端部具有一第一倒角，该衬套螺纹端部具有一第二倒角，该轴颈具有一扳手接合区以便允许一工具将该配件紧固在该第二构件上，该轴颈具有一环形通路，该通路用来将该轴颈的一内直径设置成与该轴颈的一外直径处于流体连通状态以便将填塞材料嵌入该环形通路从而进一步密封该配件。
21.一种用来将一第一构件连接到一第二构件的配件，该配件包括：
一衬套，它具有一用来螺纹接合该第一构件的螺纹端部以及一具有外直径的平滑凸形端部；
一转接器，它具有一用来螺纹接合该第二构件的螺纹端部以及一凹形轴颈端部，该转接器具有一内直径并接纳该衬套的该平滑凸形端部；以及
一锁紧机构，它在该衬套的该平滑凸形端部插入该转接器时将该转接器连接到该衬套上，
该衬套的外直径与该转接器的内直径处于紧密连通状态以便限定一火焰通路，从而生成一防爆配件。
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