CN1502025A - 管子连接器 - Google Patents

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Abstract

一用于塑料管(12)的连接器组件(10)包括一螺母(14)、一本体(20)、一夹紧环(16)以及一密封件(18)。螺母(14)可通过合适的螺纹(26)与本体(20)啮合,并包括一钩形突出部(36),其具有适于邻接本体(20)内的夹紧环(16)的对应表面(48)、并对其提供一力的坡度表面(46)。一管子(12)插入通过螺母(14)、夹紧环(16)和密封件(18)进入到本体(20)内。螺母(14)的旋紧,致使其坡度表面(46)接合夹紧环(16),以使夹紧环沿径向和纵向受力。径向的压缩导致夹紧环(16)接合管子(12),而纵向力迫使其进入到本体(20)内,同步地邻接和压缩密封件(18),并拖曳管子(12)进一步进入到本体(20)内。螺母(14)和本体(20)还可具有锥形的表面,当夹紧环(14)被迫进入到本体(20)内时,所述锥形表面靠近在一起。本体(20)和螺母(14)之间的实体连接,提供对螺母(14)的加强,当涉及软塑料时,该特征特别有用。其它的部件包括在夹紧环(16)上的唇形物(70),当压缩时,其提供对夹紧环(16)的额外的支承,以及在螺母(14)上的邻接的台肩,以防止夹紧环(16)被拉出本体(20)。

Description

管子连接器
技术领域
本发明涉及一种连接方式,其具有一螺母和一适于接合一聚合物管子外表面的夹紧环,在该种连接方式中,管子可插入到已组装的接头中。
背景技术
适于接合聚合物管子外表面的各种连接器是众所周知的。这些连接器通常包括一压缩套筒的副组件,一永久地附连在压缩套筒内端的弹性密封垫环,一夹紧件,以及一螺母。当螺母旋紧时,密封垫环遇到本体凹穴内的台座,而螺母的进一步的旋紧,径向地压缩夹紧件,这样,其向内导向的倒刺突出与连接器与其连接的管子外表面接合。管子的端部自由地插入通过夹紧件和套筒进入到本体的凹穴内。在本体连接器和螺母内,还设置有台座表面,所述螺母邻接从压缩套筒的外端突出的突缘的内和外表面。
这些连接器被证实为非常成功,无论在技术上和市场销售上均获得巨大的成功。
这种连接器经常遇到的一实际问题在于,连接器对于特定的应用显得过长,例如,用于家庭和测量盒中。然而,塑料连接器的特性,普通知识都认为它们要求一定的长度来提供所需要的强度。
因此,在尺寸显得重要的应用场合下,已使用金属的配件,其强度特性允许它们做得更短。然而,它们显著地比模制的塑料连接器昂贵。
因此,本发明的目的是提供一管子连接器,其通过提供显著地比迄今已知的连接器短的塑料连接器,来克服至少某些上述的问题或向公众提供一种有用的变体。这导致成本显著地节省,其表现在需要较少的塑料原材料。较短的塑料连接器的其它的优点涉及到原料、库存、运输和重量的诸多问题。
发明内容
根据本发明,提供一用于连接一聚合物管子的连接器,所述连接器包括:
一中空的本体,其具有至少部分地延伸的外螺纹,并具有一内表面;
一螺纹地啮合所述本体外螺纹的螺母,所述螺母的一端具有一与所述本体外螺纹协作的内螺纹,并包括一适于在所述本体内表面的至少部分上延伸的钩形的突出部,所述突出部包括一基本上平行于所述本体内表面的第一内表面,一从所述内表面的内边缘延伸的第二向外收敛的表面;
一可变形的夹紧件,其具有一基本上平行于所述本体内表面的第一表面,并具有一从所述第一表面延伸的第二向外收敛的外表面,所述夹紧件包括径向向内的倒刺;
其中,在所述螺母旋紧时,所述螺母的第二表面邻接并沿纵向和径向方向施加力于所述夹紧件的第二表面上,由此,致使夹紧环沿径向和纵向推压本体,所述螺母的第一表面在所述本体的第一表面旁边滑动。
较佳地,夹紧环沿径向向内充分地移动,它接合管子,由此,拖曳它进入到本体内,在螺母进一步旋紧时,所述夹紧环的第二表面被向内滑动抵靠在螺母的第二表面。
较佳地,本体的内表面成锥形,并向本体的外面发散,这样,在所述螺母旋紧时,随着夹紧环移动进入到所述本体内,螺母第一表面的一定的百分比邻接本体内表面,其中,所述本体由此加强所述螺母抵抗任何的径向力。
同样地,螺母第一表面可以是锥形且向内收敛,这样,在所述螺母旋紧时,随着夹紧环移动进入到所述本体内,螺母第一表面的一定的百分比邻接本体内表面,其中,所述本体由此加强所述螺母抵抗任何的径向力。
较佳地,本体的内表面成锥形,并向本体的外面发散,且螺母的第一表面成锥形,并向内发散,在所述螺母旋紧时,两个表面互相邻接,直到处于一固定的位置,此时,本体加强螺母抵抗任何的径向力。如果在本体和螺母上的锥形是同样的量级,则是便利的,而且更佳地是,锥度可以是几度的量级。
本体可包括一端部,其适于可接合地滑动进入到由螺母体和钩形突出部形成的凹穴内。
较佳地,夹紧环包括一从所述第二表面向后延伸的外环形唇形物,当螺母处于非旋紧的位置时,所述夹紧环适于邻接所述本体,其中,在螺母旋紧时,其被压缩,导致唇形物进入到所述本体,所述唇形物的外边缘邻接本体的内表面,以提供对其的支承。
较佳地,夹紧环的第二表面的坡度小于螺母第二表面的坡度,并这样进行选择:当螺母接合夹紧环并迫使其进入到本体内、由此对其压缩时,夹紧环的第二表面的坡度大致与螺母第二表面的坡度相同。更佳的是,夹紧环第二表面的坡度在其静止的状态下大约是37度,螺母第二表面的坡度大约是45度。
螺母还可包括一从所述螺母第二表面向内径向延伸的环形台肩,当夹紧环处于其压缩的状态,由此,提供阻止夹紧环沿纵向移动出本体的阻止力时,所述阻挡面适于被所述夹紧环邻接。
较佳地,所述螺母的第二表面的宽度大于夹紧环的第二表面的宽度,由此,当螺母旋紧时,容纳所述夹紧环第二表面在所述螺母的第二表面旁边滑动,而在两表面之间保持全表面的接触。更佳的是,所述螺母第二表面的宽度比夹紧环第二表面宽度大1/3左右。
本发明的连接器可方便地由醋酸塑料或聚丙烯材料构成。
附图的简要说明
包括在本说明书中并构成说明书一部分的附图,图示本发明的几个实施例,其连同描述部分一起用来解释本发明的诸多优点和原理。在诸附图中:
图1是实施本发明的一连接器的第一实施例的截面图,其中,包括具有一楔形结构的螺母;
图2是实施本发明的一连接器的第二实施例的截面图,其中,包括具有一能与连接器本体互相作用的楔形结构的螺母;
图3是当螺母已部分旋紧时,图2的连接器的局部截面图;
图4是当螺母已全部旋紧时,图2的连接器的局部截面图;
图5是当其已全部旋紧、并且管子承受纵向张力时,图2的连接器的局部截面图;
图6是实施本发明的一连接器的第三实施例的截面图,其中,示出一在连接器螺母旋紧之前的修改的夹紧环;
图7是当螺母已旋紧到一操作位置时,图6的连接器的局部截面图;
图8是当螺母已全部旋紧时,图6的连接器的局部截面图;
图9是根据本发明另一实施例的连接器的截面图,其中,包括一具有一锁定唇形部的螺母;
图10是包括上述附图的所有实施例的特征的连接器的立体图。
具体实施方式
本发明下列详细描述涉及到诸附图。尽管描述包括示范的实施例,但其它的实施例也是可能的,且在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可对所述诸实施例作出各种变化。只要可能,在附图和下面的描述中,将采用相同的标号来表明相同和类似的部件。示于图1中的是带有插入连接器的管子12的连接器10。连接器包括一螺母1 4、一夹紧件或夹紧环16、一密封件18和一本体20。夹紧环包括狭槽22,由于其必须是放射状的,由此可周向地变形,因此,通常是一开裂环或夹头,以便于制造。夹紧环还包括径向向内和沿轴向间隔的倒刺的突出部24。狭槽能使夹紧环径向地压缩,以使倒刺24接合管子12。
螺母包括与本体20上的对应的阳螺纹28啮合的阴螺纹26。在使用中,管子12插入通过螺母的孔30,并通过夹紧环的孔32。为了帮助螺母转动,有助于手或工具夹紧的突起34沿周向地布置在螺母上。
螺母包括绕本体20的端部38延伸、并具有一平行于本体20的内表面42的内表面40的钩形突出36,两个表面大致平行于连接器和管子的纵向轴线44。诸表面互相邻近,这样,当螺母旋紧时,螺母的内表面40沿本体内表面42滑动。
钩形突出还包括一向内发散的表面46,其表面具有的形状和坡度对应地与在夹紧环16上的向外收敛的锥形表面48匹配。当螺母14旋紧时,螺母表面46邻接和挤向夹紧环表面48。由于螺母和夹紧环表面倾斜于连接器的纵向轴线44,所以,夹紧环将经受一径向和一纵向的力。
在使用中,管子12插入到本体20的孔50,通过螺母的孔30、夹紧环的孔32并通过密封件18,直到邻接抵靠突出部52。螺母在未旋入的位置上,倒刺24还未接合到管子12,螺母和夹紧环的表面46和48各自分开。
螺母14初步地旋紧到本体20上,将致使螺母表面46邻接抵靠在夹紧环对应的表面48上。由于两个表面与纵向方向44相交成一角度,所以,夹紧环16经受一径向力和一纵向力。径向力压缩夹紧环,并致使倒刺24咬入和接合管子12,由此,拉曳管子进入到本体20并到达突出部52上。
同时地,夹紧环后表面54邻接并开始压缩密封件18,以对管子12提供一密封。当进一步旋紧螺母时,螺母阻挡表面56接近本体阻挡表面58,两者之间的空间60随着螺母的旋紧而逐渐地减小。
螺母的进一步旋紧压缩密封或O形环18,并致使开槽环的表面48径向地压缩,甚至进一步使其外表面62脱离本体20的内表面64,即,其向内弯曲。然后,螺母可进一步移动,直到螺母阻挡面56和本体阻挡面58邻接,消除空间60,或夹紧环阻止任何进一步的径向和纵向的运动。这就向使用者表明已经达到一有效的密封。
本技术领域内的技术人员将会认识到,如上所述的螺母的结构提供一工作表面,其通过在夹紧环上施加一力,使连接器与管子形成密封,以及一保持力阻止管子与连接器脱离。与一般认为这样的一螺母强度不会足够大的观念相反,我们业已发现上述由模制或挤压成形的塑料制成的结构确实具有足够的强度来锁定管子与连接器,而不需一更长的螺母结构。
然而,在采用诸如聚丙烯之类的塑料是非常软的这些例子中,有必要通过略微改变螺母和本体的结构和相互作用,来提供对螺母的加强。这示于图2-5中,其中,螺母构造成通过连接器本体接受额外的支承。
在该实施例中,螺母还包括一具有一向内发散的表面46的钩形突出36,其表面具有的形状和坡度对应地与在夹紧环上的向外收敛的锥形表面48匹配。
然而,与第一实施例的结构相比,螺母内表面66至少部分地成锥形,通常为几度的夹角,并设计成与本体表面68上的锥度匹配。当螺母旋紧时,表面56和58邻接或至少互相靠近,在表面66和68上的锥度也邻接和有效地锁定在一起。由于由螺母经受的任何向外的径向力也被传输到本体上,所以,这具有加强螺母那部分的组合的效应。该螺母有效地被“系”在本体上,它们一起形成一更刚性的组件。这组件提供若干个优点。
应该认识到,本体和螺母的两个表面可不必均为锥度,而只需一个表面如此。关键在于,存在一锥度以使夹紧环移动进入到本体内,致使两个表面互相接近。因此,不管是本体还是螺母呈锥形不是关键的。当然,最好的结构是两者均为锥形。然而,在塑料中存在着间隙,两者无论如何不可能具有相同的锥度。
首先,施加到管子上的任何张力通过螺母只是部分地作为径向力传输到本体内,由此提供加强。这种在螺母和本体之间共享的载荷类型允许螺母比如果不存在加强的情况更小。否则,螺母的结构必须更大和/或更长,以适应一张力的载荷。不具有这种加强的较小的螺母,实际上,可允许夹紧或狭槽环与附连的管子,在张力的载荷下完全地被拉出连接器。
其次,这种加强还有助于抵抗由管子施加到连接器上的弯曲力。螺母和本体之间的互锁可防止螺母在本体上移动,因此,确保维持一密封的状态。
在如图2所示的未旋紧位置上,较佳地但不是关键的是,至少一部分螺母突出部延伸进入到本体端部38。这有助于保证,当旋紧螺母时,螺母突出部顺利地滑进本体,而不是绊住在本体的端部。
根据本实施例的螺母的操作不于图3-5。螺母14初始地旋紧在本体上,致使螺母表面46邻接在夹紧环对应的表面48上。由于两个表面倾斜于螺母移动的纵向方向44,所以,夹紧环16经受一径向力和一纵向力。径向力压缩夹紧环,并致使倒刺24咬入和接合管子12,由此,拉曳管子进入到本体20并到达突出部52上。
同时地,夹紧环后表面54邻接并开始压缩密封件18,以对管子12提供一密封,这种情况示于图3中。当进一步将螺母旋紧到本体上时,如图4所示,内螺母表面56接近本体正向的阻挡表面58。在此位置上,螺母移动以使两阻挡表面之间的空间60逐渐地减小。
随着螺母的进一步旋紧,如图4所示,进一步压缩密封或O形环18,并且螺母的移动还致使开槽环的表面48径向地压缩,甚至进一步使其外表面66离开本体20的内表面68。如已讨论的,然后,螺母可进一步移动,直到螺母阻挡面56和本体阻挡面58邻接,消除空间60,或夹紧环阻止任何进一步的径向和纵向的运动。
如图5所示,本发明的结构在施加张力载荷时还有助于确保一管子与连接器的连接。当管子经受一载荷时,致使其经受一沿纵向方向44的脱出本体的力,在螺母和夹紧环上的表面46和48的结构分别地导致夹紧环16随着其向外拉离本体而进一步受压缩。这种类型结构的一潜在的难处在于,在密封件上的压缩减小。由于这个原因,重要的是,要注意在螺母和夹紧环上的表面的相对坡度。另一方面,希望有这样一坡度,以使拧紧或旋紧螺母导致压缩夹紧环而啮合管子。另一方面,必须确保倾角不要太大而致使作用在管子上的纵向力使夹紧环向本体之外有过度的运动。
表面46和48的坡度角可设定大致为45度的夹角。然而,角度可进行修改,以便可选择在夹紧环上的不同的力之比。例如,如果相对于连接器的纵向轴线的坡度角是30度,然后,夹紧环经受的纵向力与径向力之比是1∶1。但将与角度的正弦有关。改变该角度,然后,允许控制沿两个方向经受的相对的力。
现可认识到,随着螺母旋紧,两个楔形的表面相遇在相互的顶上。然而,随着螺母的进一步旋紧,夹紧环经受一径向力,致使夹紧环的前表面48也被推向下,导致螺母表面46和夹紧环表面48的相对角的改变。由于更重要的是,旋紧的螺母具有相当的强度,所以,当螺母已经旋紧而不是初始的接合时,要求表面46和48相对地平行且互相的顶部上平坦。为此原因,夹紧环表面48的初始坡度比螺母的初始坡度浅,即,更接近于连接器的纵向轴线44。
示于图6-8中的是本发明的另一较佳的实施例。这克服如图2-5所示的连接器中的潜在的操作的难处。在该连接器中,当螺母已经完全地旋紧时,夹紧环的前端已径向地受压缩,且夹紧环和本体的内表面68之间仅有的接触发生在更靠近密封环18的夹紧环的另一端。对于本技术领域内的技术人员,显然,当这样的连接器已与管子组装起来时,作用在管子上的侧向力可横贯螺母的表面46移动夹紧环的前端,极类似球连接结构中所见的那样。因此,在某些例子中,有利的是,通过当螺母处于旋紧的位置时,沿其与本体接合的长度提供一额外的支承点,可加强夹紧环。这示于图6-8中,其中,夹紧环现包括一唇形物70,该唇形物是夹紧环表面48的一延伸部。当处于未压缩的状态时,该唇形物初始时的直径大于在端部38处的本体的内直径,其坐落在与本体阻挡面58的部分齐平。当螺母旋紧时,在由螺母施加的纵向力和径向力的作用下,然后夹紧环的前端滑入本体内。尽管未与示出,但应该理解的是,唇形物和夹紧环之间的夹角是一弧形而不是一直角,这有助于夹紧环滑入到本体内并到达本体端部38上。
当夹紧环滑入到本体内时,唇形物70的边缘邻接本体内表面,这样,夹紧环在其前端和后端接合本体,因此,确保其相对于本体的转动,即,即使当侧向力施加到管子和夹紧环上时,其纵向轴线通常仍保持与连接器的其余部分同轴。
在夹紧环上的唇形物在连接器的组件中提供附加的优点。当夹紧环插入到本体内时,使用唇形物可确保其沿正确的定向插入。
图6-8还示出具有夹紧环表面48的初始坡度的优点,所述夹紧环表面48的初始坡度比上述的螺母表面46的坡度浅。如图所示,当螺母旋紧时,夹紧环的前端沿径向压缩,这两个表面之间的相对坡度改变,这样,当处于正常操作位置时,两个表面大致呈平行。
可以认识到,上述的结构能使连接器的长度比迄今已知的传统的连接器的长度短。在自由或未旋紧的状态下,最好螺母楔形的最外突出部位于本体内。应该理解的是,该突出部不是锋利形的,应略作倒圆,以确保其不是一锋利的环形突出部。
螺母的表面46的尺寸也大于夹紧环的表面48的尺寸。即使当其已沿螺母的表面(比较图2和5)移动,以允许它们的相对的滑动时,这使夹紧环的表面完全地邻接在螺母的表面上。
为了进一步有助于确保管子在连接器的本体内,螺母可包括一阻挡面或唇形物,其在连接器处于旋紧状态下防止夹紧环拉出本体。这示于图9中,其中,从楔形表面向内延伸的是一环形台肩或唇形物72,其大致垂直于连接器的纵向轴线。如本技术领域内的技术人员会认识的,这具有防止夹紧环被拉出连接器的效果,因为其直接地邻接唇形物,并不允许夹紧环进一步向外移动。
一包括上述所有部件的连接器示于图10中。本技术领域内的技术人员现将认识到所有上述部件提供的优点,并总结如下:
(a)使用在一钩形突出上的楔形螺母表面,可减小所需的原材料量,并提供一较短的连接器,其因此能用于迄今为止不适当的部位上。
(b)使用在螺母和/或内本体之间的锥形的表面,有助于通过螺母传输任何径向力进入到本体内,由此,提供额外的支承,例如,当所使用的材料对于连接器的特定的尺寸不是足够刚性,或存在包括与操作温度和压力有关的那些操作条件的问题时,可要求有所述的额外的支承。
(c)使用在夹紧环上的唇形物,有助于连接器的组装,并在夹紧环和本体之间提供一额外的支承,以减小夹紧环和管子相对于连接器的其余部分偏离轴向移动的能力。
(d)楔形表面和夹紧环表面的结构,它们的表面初始时并不平行,但随着螺母旋紧和夹紧环向内弯曲,两个表面端部大致地平行,以提供一更佳的配合。
(e)使用在螺母上的一台肩或唇形物,提供一用于夹紧环的阻挡面,有助于防止夹紧环和管子被拉出连接器。
在不脱离本发明的范围的前提下,对本发明可作出其它的改进。尽管本发明已展示和描述为被认为是最实用和最佳的实施例,但应该认识到,在本发明的范围和精神内,从中可作出诸多变异,其不受这里所公开的细节的限制,但与权利要求书的全部范围相一致,因此涵盖任何的和所有的等价的设备和装置。

Claims (17)

1.一用于连接一聚合物管子的连接器,所述连接器包括:
一中空的本体,其具有至少部分地延伸的外螺纹,并具有一内表面;
一螺纹地啮合所述本体外螺纹的螺母,所述螺母的一端具有一与所述本体外螺纹协作的内螺纹,并包括一适于在所述本体内表面的至少部分上延伸的钩形的突出部,所述突出部包括一基本上平行于所述本体内表面的第一内表面,一从所述内表面的内边缘延伸的第二向外收敛的表面;
一可变形的夹紧件,其具有一基本上平行于所述本体内表面的第一表面,并具有一从所述第一表面延伸的第二向外收敛的外表面,所述夹紧件包括径向向内的倒刺;
其中,在所述螺母旋紧时,所述螺母的第二表面邻接并沿纵向和径向方向施加力于所述夹紧件的第二表面上,由此,致使夹紧环沿径向和纵向推压本体,所述螺母的第一表面在所述本体的第一表面旁边滑动。
2.如权利要求1所述的连接器,其特征在于,当所述夹紧环充分地沿径向向内地移动时,其接合管子,由此,拖曳管子进入本体内。
3.如权利要求1或2所述的连接器,其特征在于,在螺母进一步旋紧时,所述夹紧环的第二表面被向内滑动抵靠在螺母的第二表面。
4.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述本体的内表面成锥形,并向本体的外面发散,这样,在所述螺母旋紧时,随着夹紧环移动进入到所述本体内,一定百分比的螺母第一表面邻接本体内表面,其中,所述本体由此加强所述螺母抵抗任何的径向力。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述螺母第一表面是锥形且向内收敛,这样,在所述螺母旋紧时,随着夹紧环移动进入到所述本体内,一定百分比的螺母第一表面邻接本体内表面,其中,所述本体由此加强所述螺母抵抗任何的径向力。
6.如权利要求1至3中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述本体的内表面成锥形,并向本体的外面发散,所述螺母的第一表面成锥形,并向内发散,其中,在所述螺母旋紧时,两个表面互相邻接,直到处于一固定的位置,此时,本体加强螺母抵抗任何的径向力。
7.如权利要求6所述的连接器,其特征在于,本体和螺母上的锥度是相同的量级。
8.如权利要求4至7中任何一项所述的连接器,其特征在于,锥度是几度的量级。
9.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述本体包括一端部,其适于可接合地滑动进入到由螺母体和钩形突出部形成的凹穴内。
10.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述夹紧环包括一从所述第二表面向后延伸的外环形唇形物,当螺母处于非旋紧的位置时,所述夹紧环适于邻接所述本体,其中,在螺母旋紧时,其被压缩,导致唇形物进入到所述本体,所述唇形物的外边缘邻接本体的内表面,以提供对其的支承。
11.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,夹紧环的第二表面的坡度小于螺母第二表面的坡度,并这样进行选择:当螺母接合夹紧环并迫使其进入到本体内、由此对其压缩时,夹紧环的第二表面的坡度大致与螺母第二表面的坡度相同。
12.如权利要求11所述的连接器,其特征在于,夹紧环第二表面的坡度在其静止的状态下大约是37度,螺母第二表面的坡度大约是45度。
13.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述螺母还包括一从所述螺母第二表面向内径向延伸的环形台肩,当夹紧环处于其压缩的状态,由此,提供阻止夹紧环沿纵向移动出本体的阻止力时,所述阻挡面适于被所述夹紧环邻接。
14.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述螺母的第二表面的宽度大于夹紧环的第二表面的宽度,由此,当螺母旋紧时,容纳所述夹紧环第二表面在所述螺母的第二表面旁边滑动,而在两表面之间保持全表面的接触。
15.如权利要求14所述的连接器,其特征在于,所述螺母第二表面的宽度比夹紧环第二表面宽度大1/3左右。
16.如上述权利要求中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述连接器由醋酸塑料制成。
17.如权利要求2至15中任何一项所述的连接器,其特征在于,所述连接器由聚丙烯材料制成。
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