CN1860323A

CN1860323A - 管接头

Info

Publication number: CN1860323A
Application number: CNA2003801106056A
Authority: CN
Inventors: 阿吉特·辛格·吉尔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-11-08
Also published as: US7036850B2; US20050052021A1; US20050052022A1

Abstract

用于连接到管子(14、14A)端部的接头(C1)，包括：卡爪件(60、62)，适于沿着接头体内的端部内锥面(60A，62A)滑动，由此使得卡爪件朝向邻近接头体端部的端部内锥面的一端的直线移动引起卡爪件沿接头体的径向向内移动，压紧插入接头体内的管的端部。所述接头可以包括起弹簧作用的钟形衬套(1)，可以通过在接头体内围绕衬套安装弹性的套环(R)来增强衬套的弹簧作用。

Description

管接头

相关申请

本申请是2003年9月17日提交的申请号为No.10/665,089的部分继续申请，而后者则是2003年9月4日提交的申请号为No.10/654,666的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及连接管子的平管口或开槽管口或带凸肩管口和管子配件、以及使结构部件与基座部件相连接的管接头领域，其中所述结构部件可以是横梁或杆，例如电杆之类的杆件。

背景技术

现在已经具有各种类型的机械接头，其采用各种径向机械装置，比如夹钳以及开口环等，用以将接头连接到平管口和其端部具有环状凹槽的管子上，并且使这些管子与其他管子或各种管子配件相连接。但是，当管子承受过大的温度变化时，如果管子收缩而使得直径小于初始直径，则这些接头会发生泄漏。例如，如果接头是由金属材料制成而管子是由聚乙烯材料制成，那么两种材料热膨胀的差异自然会导致泄漏。为了消除这一问题，本发明的接头带有可滑动的卡爪件和隔膜密封件，其中所述卡爪件响应管子直径的受热变化，所述隔膜密封件也用于适应这一变化。本发明的所述接头能够适应管子连接部分的预定的热膨胀，而其他接头则无法做到这一点。

发明内容

根据本发明，用于连接至管子端部的接头包括：接头体，该接头体带有接收开口，从而使得该接头体紧密地接收并围绕待连接管的端部。所述接头具有端部内锥面和可滑动地位于接头体的端部内锥面内的卡爪件组，从而使得卡爪件朝向端部内锥面端部的直线移动导致卡爪件沿接头体的径向向内移动，紧靠插入接头体内的管的端部。卡爪件朝相反方向的直线移动使得卡爪件径向移动离开插入的管子，以便从接头中释放管子。可以使用装置，比如穿过接头体的端部内锥面横向延伸的槽和从卡爪件延伸出来可滑动地穿过该槽的螺栓，将卡爪件固定至接头体，并且当沿上述相反方向移动卡爪件时，也同时移动该卡爪件离开插入的管子。可以在接头的一端内设置端部内锥面以及配套的卡爪件，也可以在接头的两端都设置端部内锥面以及配套的卡爪件。该管子的截面通常为圆形，接头体的截面可以为圆形，也可以为多边形。

附图说明

下述附图表示用于实现本发明的最佳方式，其中：

图1是本发明的接头经过可滑动卡爪的纵向垂直的剖视图，所述卡爪处于与两个连接管相咬合并被锁定的位置；

图2是沿图1中4-4线取的横向垂直剖视图；

图3是与图1类似的剖视图，但表示出机械卡爪拉拔件的两个实施例；

图4是与图3类似的剖视图，但表示出改动后的卡爪、密封件以及机械拉拔器和扩展器；

图5是与图1所示接头相似的另一接头的纵向垂直剖视图，但是卡爪和衬套的设计有所改动；

图6是本发明所述的小型化式样的接头的纵向垂直剖视图，所述接头连接两根端部具有周向环槽的管子；

图7是本发明所述的另一小型化式样的接头的纵向垂直剖视图，该接头与图6中的小型接头相似，但是卡爪有所变动，以便连接端部具有周向焊接的凸肩挡环的两根管子；

图8是与图1非常相似的纵向垂直剖视图，但是轴向可拉伸的套环在接头体内形成框架，用于由具有高热膨胀系数的材料制成的管子；

图9是与图8相似的纵向垂直剖面图，但是接头体内的轴向可拉伸的套环为开口环，该环可以收缩被埋入塑性材料内，比如安装在温度大致稳定的水下环境，比如海、河或湖中的聚乙烯管，管子不会在该环境中发生热变化。

图10与图4相似，但是衬套有所改动，以适应在温度变化极大的环境中管子的大的热膨胀，比如，在沙漠地面上的聚乙烯管。

图11与图6、7相似，其中的套环与衬套相配合；

图12是与图2相似的横向垂直截面图，表示圆形截面的管子以及多边形截面的接头体；以及

图13与图5相似，但是管子开有沟槽并且卡爪延伸部或凸起延伸入所述沟槽；以及

图14与图5相似，但是卡爪开有沟槽并且从管子延伸出的凸缘进入所述沟槽。

具体实施方式

可以将所有附图合在一起参考。需要指出的是，这些附图不局限于任何具体的尺度。还要指出的是，由于这些附图的相似性，任何不止一次在图中使用的部件(比如可滑动卡爪或固定卡爪的螺栓或用作卡爪拉拔器的螺栓)都在图的两侧以相同的附图标记表示出，除非所绘内容有所不同。

图1中的接头C带有接头体C1，该接头体C1具有两个相对的内锥面，如25和25A所示。一套四个卡爪(以60和62表示其中的两个卡爪)依靠卡爪60和62的斜面60A和62A被可滑动地保持在接头体C1的相反的端部内。斜面60A和62A沿着并紧贴着内锥面25和25A滑动。这样，当卡爪沿锥面朝接头体C1的端部滑动时，所述卡爪径向向内移动，从而围绕插入接头体的管子14和14A缩紧并且与之咬合。相反，当卡爪沿着锥面滑动离开接头体的端部并朝向接头体的中心时，卡爪径向向外地移动并离开管子14和14A，以便释放管子。管子的内径分别以20和20A表示，外径分别以21和21A表示。每个接头在其外侧相反两端之间的长度以F1和F2表示。接头体的中心圆柱部分的内径以28表示。优选每组具有的四个可滑动卡爪，并且可以位于接头的任一侧；但在尺寸较大的接头中，每组可以具有多于四个的卡爪。

在每个卡爪60、62的中心，相对地设置有线性径向开口或槽73A，供螺栓73在其内滑动。每个卡爪都带有装配在衬套端部15和15A下方的延伸部69和69A。卡爪60和62的扩张推力使得15的直径扩大，而且借助螺栓73的紧固，直径扩大的卡爪被锁定在合适的位置，这更便于安装管子14和14A。在直径公差窄的小尺寸管子中，在接头内安装管子不再是什么大问题；但是在公差范围较宽的大尺寸管子中，向圆柱接头中安装管子却存在问题。因此，为了克服这一困难，图1所示的实施例1提供了一种接头，其中在接头体的两端设置有可滑动卡爪60和62。该接头C为隔膜衬套密封件1提供与管子14和14A相连的空腔19。该空腔19由接头体内的内表面28、25、66、66A、25A、管子14和14A的端部、以及可滑动卡爪60和62的相对表面66和66A包围而成。附图标记1-15中，除了管子14和14A之外，其余标记都用于表示衬套1。衬套1的两端2和2A紧靠着卡爪60和62的两个所述表面66和66A。衬套的带有倾斜面3和3A的端部以15和15A表示。衬套的倾斜面3和3A一直延伸到所述卡爪60和62的表面66和66A。流体通过管子14和14A的末端16和16A之间的缺口G进入隔膜衬套密封件，随后经过开口12和12A到达内腔13。该流体对整个隔膜密封件同时施压，包括17和18之间的部分、17A和18A之间的部分11A，其中11和11A分别围绕14和14A。这样，处于管子14和衬套部分11之间、以及处于管子14A和衬套部分11A之间的流体被阻挡住而不会流出。开口12和12A位于6和6A之间的部分上，并远离管子14和14A的末端16和16A。在流体的压力下，衬套端部15和15A受压力分量的挤压而形成液压锁紧，其成为辅助力，帮助上述卡爪60和62组将管子保持在适当的位置。这样，借助本发明的接头就能够将平口管子相连。衬套1的表面10和10A之间的内部断面形成钟形曲线，由曲线5、7和5A表示，该钟形适应管子的设计挠度。在图1所示的接头中，隔膜的与管子接触的每个部分11和11A的长度优选保持为管子外径的一半，其可以根据作用在截止阀上的压力换算而来，但这并不是必需的，而且在所有的实施例中也没有采用。当围绕管子安装隔膜衬套密封件1时，如图所示从管子表面突出的衬套的有棱角部分沿其直径方向被拉伸，隔膜的其他部分也受到拉伸。到所述隔膜承受流体压力时，衬套的钟形部分的最接近管子的相对有棱角部分以及隔膜1的端部15和15A阻挡来自管道的流体流出。

优选上述可滑动卡爪60和62在弧形部分上具有夹持表面，该夹持表面与待连接的管子端部的表面相接触。可以用橡胶材料、或塑性材料、或耐磨材料、或齿状物来形成夹持表面，用以提供与管子之间的摩擦接触。任选带杆85的螺栓24，其用于将接头相对于管子14和14A的两个末端16和16A固定。所述的卡爪60和62可以带有锯齿J12，用以提供夹持表面，以便夹住管子，或者卡爪也可以带有任意类型的粗糙表面。该锯齿可以是与管子轴线相平行的，也可以是与管子同心的。

该可滑动卡爪依靠螺栓73被保持在接头体内。优选地，四个或更多个卡爪为一组，每组卡爪提供接头的两个外壁，以便形成用于密封件1的空腔。每个卡爪都带有螺栓，该螺栓与卡爪一起在线性径向切口73A内移动。每个卡爪具有斜面67，该斜面67与位于接头体端部的对应的内锥面相配合。受挤压的密封件1具有记忆功能并且起到弹簧的作用，用于从接头体向外偏压卡爪。在该接头套装在管子上之前，两侧的卡爪被推入接头体内，以便允许卡爪径向向外移动，从而提供用于插入管子的开孔；还用于挤压卡爪之间的密封件1，并通过拧紧螺栓73将卡爪锁定在适当的位置。螺栓73径向向外地拉动卡爪从而扩大了密封件1的端部15和15A的直径。密封件扩大后的直径能够适应管子更宽的公差范围。一旦接头套装在管子的平管口上，随后松动螺栓，并且沿着平行于管子轴线的方向向外捶打螺栓，从而朝着管子向内移动卡爪。当密封件中充满流体时，作用在密封件端部15和15A的向外流体压力继续向外推动密封件15和15A的端部，使其紧靠卡爪，从而产生围绕管子的液压夹紧力，并且防止管子脱离接头体。

图2表示卡爪60、61、62和63是如何围绕接头内的管子14A到达靠拢位置的。优选如此构造卡爪和接头体，使得当处于靠拢位置时，卡爪的侧面在64处贴合。图2还表示出在线性径向切口73A内的可滑动螺栓73通过螺栓杆68保持可滑动卡爪。但是，当卡爪朝接头端部向外移动而彼此邻接时，如图2所示，即使没有螺栓73，卡爪也会靠拢的。

如果管子沉重或者安装在陡坡上或者具有陡的坡度，那么图3所示的接头可以设有机械拉拔装置的接头，以下将对此进行介绍。

图3表示两种不同类型的机械拉拔装置，用于朝接头的各端部直线向外地拉动或移动可移动卡爪60和62，这些装置也可以用于图1所示的接头中。图3的左侧描绘了第一种类型的机械拉拔装置，包括螺栓J32、凸缘J30和可移动卡爪60。凸缘J30带有螺纹孔J31，优选在其中心处，螺栓J32穿过该螺纹孔J31安装。可以将J30、J31和J32所表示的机械拉拔装置设置在接头两侧的所有可移动卡爪上，也可以仅安装在接头一侧的所有可移动卡爪上，或者可以安装在接头两侧的至少一个可移动卡爪上，或者也可以安装在接头一侧的至少一个可移动卡爪上。螺栓J32向前旋动通过螺纹孔J31，直至其前端接触表面F1并且开始对可移动卡爪60施加拉力，以便确保管子和接头体内表面之间的紧密楔入。凸缘J30的支座J29可以是凸起部分，或者可以将其设计成能起到弹簧的作用。凸缘J30可以是图中所示的可移动卡爪60整体上的一部分，或者也可以是图3中在接头另一侧的以J23表示的附属件。无论如何，在本实施例中，该螺栓被认为是拧入卡爪件并且抵靠着接头体。卡爪可以在施加于密封件端部15和15A上的流体压力作用下被继续向外推动。如果仅有一个卡爪被机械地拉出，该管子仍保持在接头内的合适位置并且所有卡爪会在流体压力作用下卡紧。如果接头C主体的环壁厚度较薄，并且邻近接头端面F1和F2的部分也较薄；那么为了给抵靠所述面F1和F2的螺栓J32和J22的杆的前端提供合适的接触，可以通过构造具有合适径向高度的凸缘来增加面F1和F2的径向厚度。图3中的接头体的右侧示出了第二种类型的机械拉拔或移动装置，该装置还可以用于图1所示的接头。该第二种机械拉拔装置位于图3的右侧，以螺栓J22、凸缘J23和支架J26表示。该支架J26可以是带螺纹的杆或者可以不带螺纹。该杆J26安装在开口J25中。凸缘J23具有螺纹孔J24。螺栓J22穿过螺纹孔J24安装。以J22、J23、J24、J25和J26表示的机械拉拔装置可以设置到位于接头体两侧的所有可移动卡爪上，或者仅安装到位于接头体一侧的所有可移动卡爪上，或者安装到位于接头两侧的至少一个可移动卡爪上，或者安装到位于接头一侧的至少一个卡爪上。螺栓J22向前旋拧通过螺纹孔J24，直至其前端接触表面F2并且开始对可移动卡爪62施加拉力，从而确保管子和接头体内表面之间的紧密楔入。凸缘J23和支架J26可以是凸起部分；或者可将凸缘J23设计成能够起到弹簧的作用，而支架J26仍是凸起部分。

图4与图3相似，但具有如下的改动之处：

接头C的接头体C1延伸超过每组卡爪60和62的整个长度。线性径向切口73延伸到新的端面F1和F2。用于较大尺寸管子的隔膜衬套1的端部15和15A的厚度要比用于较小尺寸管子的大，卡爪60和62带有90度角的延长趾69和69B，用于扩张所述衬套端部15和15A。隔膜衬套1的端部15和15A借助拉拔器组件而被扩大，该拉拔器组件包括螺栓92，螺栓92的杆97穿过螺栓91头部91A中的开口93，而每个螺栓91的杆90拧入卡爪60和62。螺栓92的螺纹杆97的端部95穿过凸缘或突起96的螺纹孔96A安装。螺栓91的头部91A带有相交叉的无螺纹的开口93和孔94(盲孔)。在将接头套装在管子端部之前，通过顺时针转动螺栓头部92而借助所述螺栓组件扩大隔膜衬套的端部15和15A。92的顺时针转动将卡爪60朝接头体的中心移动，同时将卡爪60和衬套端部15从管子14的表面21提起。这样，在接头两端之内的所有卡爪被移动并被提起，由此挤压隔膜衬套。首先，通过推动接头套住管子端部而使接头一端的卡爪围绕管子，并且通过继续推动，衬套的曲线部分扩张，从而将管子定位在接头体内的合适位置。随后退出螺栓92，并且以相反的顺序安装螺栓92使其穿过凸缘(或者形成突起的不连续凸缘)96的螺纹孔96A并进入盲孔94，随后向外移动卡爪60和62，以便牢固地卡紧管子。在安装第一根管子之后，将第二根管子推入接头的第二端，并且采用与安装第一根管子相同的方式将第二根管子安装在该接头的另一端。在接头体的右侧表示出以相反顺序安装的螺栓92。

在图5中，卡爪没有延长趾69和69A，并且衬套1带有圆形的端部15B，除此之外，图5与图1相同。接头的其余部分已经参考图1被解释过了。

图6是本发明的小型接头的纵向垂直剖视图，该接头连接以14和14A表示的两根管子或两个软管杆。在此，管子和软管杆是同义词。每根管子的端部带有沟槽14B。以60和62表示一组中的各个卡爪，每个卡爪带有朝向管子轴线沿径向凸起的径向凸键60B和62B。键60B和62B的高度与环形沟槽14B的深度相等。通过朝接头中心向内移动卡爪，卡爪60和62组的键60B和62B由于卡爪的提高(上文对此有所介绍)而随着卡爪沿径向提高，因此不会受到曾经所在的沟槽的约束。类似地，键60B和62B也能够降低并进入沟槽14B，以便可滑动地与沟槽14B锁定。在线性切口73A内可线性滑动的螺栓73将卡爪保持为与接头体C1连接。切口73A的上端以73C表示，而下端以73D表示。图6和图7中的小型衬套1在衬套中心处带有多个开口12，用于使流体从空腔19进入空腔13，以便充满衬套1并对衬套1施压。小型衬套1的功能与之前介绍的其他附图中的大衬套1的功能相同。受压的小型衬套1向外推动卡爪并使键60B和62B锁在沟槽14B内。首先，围绕第一根管子的端部推动小型接头的第一接收端，扩大接头的第一组卡爪，随后将卡爪的键60B下降到沟槽14B内，以便锁定在沟槽14B内。然后，将第二根管子的端部推入接头的第二接收开口，并且通过克服键60B的阻挡将接头的第二组卡爪抬起，直到键60B落入沟槽14B中，以此将键60B锁定在沟槽14B内。沟槽14B的长度是预先确定好的，从而通过将接头滑至等于14C或14D的极限距离，无论如何都可使卡爪之一抬起并脱离沟槽14B或者落下并锁定在沟槽中。一旦接头与管子相连，随即将螺栓73拧入接头体C内一定深度，如接头右侧的73D所示。通过在螺栓的头部下方设置锁定垫圈，同样能够将位于接头左侧的卡爪锁定在合适的位置。沟槽部分14C的长度大于预期的热膨胀量，其中预期的热膨胀量等于管子14和14A之间的间隙G。因此，当管子受热膨胀时，键60B和62B不会承受任何应力。小型接头也能够适应管子的预定的热膨胀，因此可以用作胀缩接头。该接头的剩余部分在图1和其它图中有所介绍。图11表示类似的结构，该结构带有弹簧套环R1，该套环R1带有两端R4和R5，用于紧贴管子保持衬套5A并且向外推动卡爪。

图7也是本发明的小型接头，与图6相比，对卡爪进行了改动，以便连接两根管子，每根管子围绕其端部具有周向台肩挡圈r1。卡爪60和62的外表面如60H和62H所示。60G和62G表示位于卡爪60和62主体内的沟槽。首先，围绕第一管子的端部推动小型接头的第一接收端，并且由于焊接挡圈r1与可滑动卡爪60和62的倾斜外表面60H和62H之间的干涉作用而使得接头的第一组卡爪扩大。一旦卡爪经过挡圈r1，第一组卡爪的沟槽60G和62G会下降并包围挡圈r1，以便靠着围绕第一管子端部的挡圈r1将卡爪锁定。随后，将第二根管子的端部推入接头的第二接收开口，并且通过克服卡爪外表面60H和62H的干涉，接头的第二组卡爪被抬起，直到跨过围绕第二管子端部的焊接挡圈r1。一旦卡爪跨过挡圈r1，接头的第二组卡爪的沟槽60G和62G就会下将并围绕挡圈r1，以便靠着围绕第二管子端部的挡圈r1将卡爪锁定。

如参照图6所述，沟槽6G和62G的长度被预定为能够适应管子长度的热变化。图7中的管子被安装成能够适应与间隙G的长度相等的预期热膨胀。该接头的其余部分在图6和其它图中有所介绍。

图8所示的接头与图1的类似，但是图8中的接头带有位于接头体内的轴向可拉伸的套环R，以用于具有较高热膨胀系数的塑料管或聚乙烯管。比如，40英尺长的聚乙烯管在发生华氏100度的温度变化时会增长4英寸。在这种温度变化的情况下，不再使用图4中的卡爪以及卡爪拉拔器，套环位于接头体C1内，用以限制衬套跟随管子移动。该套环由与管道内的流体化学相容的、有弹性并有凸棱的材料制成。该套环是如此构成的：设置两个趾环R4和R5，二者被中间的框架分隔开，套环包括倾斜肋R2和R3以及中心环R1(具有预定的宽度和厚度)，该中间环经过中间肋R2和R3连接到R4和R5上。该套环由接头体以及衬套自身保持在合适的位置。对于接头的其他部分之前的附图对此已经有所介绍。

图9与图8大致相同，在套环R中，趾环R4和R5以及环R在一个平面内被分割开，除此之外其结构与图8中的相同。以S1表示环R的分割面。这种类型的环可以用于(用于聚乙烯管)水环境中，比如在海底、河底以及在湖床上，这些地方的温度大致保持稳定或者仅有几华氏度的较小变化。在水面处将戳刺管子，然后以连续的方式将管子向下推，并且通过排出管内的空气而使管子在水中下沉。趾R11和R12被压入管壁，以便咬合管壁。以多个螺栓R6制成的装置用来挤压套环R的趾R11和R12。通过拧动而使螺栓R6的杆R7的末端R8前进，环R的直径减小并且朝向管子和接头体的中心向内移动。螺栓的头部R6压紧衬套密封件R9，以便获得防水密封。可以在C1和R1之间围绕螺栓杆R7安装弹簧加载的可膨胀密封件。所述趾R11和R12压缩V形衬套15和15A并将其保持在合适的位置，或者向两侧推压衬套，使其分开。如果管道很长并且会有水流扰动，那么可以设置沟槽g1和g2并且将趾R11和R12装入这些沟槽，以便将其锁定在沟槽内的适当位置处。通过松动螺栓，趾R11和R12退出沟槽g1和g2，从而取消对管子的限制。接头的其他部分在之前参考其他附图已经有所介绍。该种类型的结构也可以用于图11所示的实施例。需要指出的是，类似R6的螺栓可以与图8中的套环一起使用，以便将15和15A保持在适当的位置或者推动15和15A分离并借此向外推动卡爪60和62。还要指出的是，如果图9中的套环没有切口(如图8所示)并且将该套环用于图10和图4中的接头，那么可以省略图4所示的带有盲端98的盲孔94。

图10与图4相似，区别在于衬套密封件1有所变动。该接头与图8中的接头所解决的问题相同，即管子随着温度变化而线性膨胀过大的问题。图8中的接头或许可以用于不需要考虑能量损失的靠重力流的管道，但是当使用泵将水通过管道泵送到沙漠时，就不能忽视运转泵的经济成本。因此，图10的实施例提供了一种节能密封。在管子14和14A的管端16和16A之间，安装有衬套1的椭圆形部分。椭圆形部分的内壁9A的厚度可以小于相对的壁9。壁9A带有多条线性切缝，类似平行与管道轴线延伸的切口S。当发生热膨胀时，管子14和14A的端部16和16A相向移动，各切口S之间的带状物向外偏斜，但是偏斜仅在切口之间形成很小的间隙。这些缝状的切口S平行于水流，因此，可以将涡流和能量损失减至最小。应该认识到，图10中的椭圆形密封也可以用在其他附图的实施例中。接头的其余部分已经在之前的附图中有所介绍。

在图12所示的接头中，取代圆柱形的接头体，将接头的垂直横向截面设置为八边形。以60、60a、60b、60c、60d、60e、60f和60g表示每个卡爪，每个卡爪紧靠着管子14A的外表面21A处于接合锁定位置。以21A和20A表示管子的内径和外径。直线64表示任意两个卡爪之间的共用平面。该接头也可以构造成任意的多边形截面。该接头的其余部分在图4中已经有所描述。

图13所示的接头与图1中的接头相似，不同之处在于，每个管子的端部带有如图6所示的沟槽14B。如图6所示，每组中的每个卡爪60和62带有朝向管子轴线径向凸起的径向凸键60B和62B。键60B和62B的高度与周向沟槽14B的深度相等。通过朝接头中心向内移动卡爪，卡爪60、62组的键60B和62B随着如之前所述卡爪的提高而被径向地抬起，从而不受其所插入的沟槽的限制。同样地，键60B和62B可以下落到沟槽14B内，以便可滑动地与沟槽14B锁定。在线性切口73A内可直线移动的螺栓73将卡爪保持为与接头体C1相连。以73C表示切口73A的上端，以73D表示下端。

图14所示的接头与图1所示接头相似，区别在于每个管子具有环绕其端部的周向台肩挡圈r1。对于塑料管，该挡圈r1可以是围绕管子端部设置的开口环，加热该环以使得挡圈r1在塑料管中熔出一个沟槽，从而定位该挡圈r1。以60G和62G表示卡爪60和62内的沟槽。首先，围绕第一根管子的端部推动接头的第一接收端，由于台肩挡圈r1与可滑动卡爪60和62的外表面之间的干涉而使得接头的第一组卡爪扩大。一旦卡爪横贯挡圈r1，第一组卡爪的沟槽60G和62G会下降并包围挡圈r1，以便靠着围绕第一管子端部的挡圈r1将卡爪锁定。随后，将第二根管子的端部推入接头的第二接收开口，通过靠着卡爪的干涉外表面进行推动，接头的第二组卡爪被抬起，直到这些卡爪跨过围绕第二管子端部的挡圈r1。一旦卡爪跨过挡圈r1，第二组卡爪的沟槽60G和62G就会下降并围绕挡圈r1，以便靠着围绕第二管子端部的挡圈r1将卡爪锁定。

如上文针对图6、7的实施例所述，预先确定图13中的管子的沟槽14B的长度以及图14中的卡爪的沟槽60G、62G的长度，用以适应管子长度的热变化。安装后的管子要能适应预期的热膨胀，该预期热膨胀的膨胀量与间隙G的长度相等。因此，当管子膨胀和收缩时，管子的端部可以在接头内自由滑动，但是在卡爪凸键与管子沟槽的相互作用或者管子挡圈和卡爪内沟槽的相互作用下，管子被保持在接头内。

尽管如图所示采用螺栓来连接卡爪件和接头体，但是也可以使用其他的连接方式。例如，除了图14中的螺栓73之外，可以将Z、Z1和Z2所表示的支杆或支架固定在接头体C1的端面或端部，比如将Z2焊到接头体C1上，将Z或Z2拧紧到接头体C1上，或者借助其他连接装置，将Z1部分延伸入卡爪件60和62的接收孔中，以使得卡爪件被Z1保持并且能够沿则Z1滑动。需要指出的是，也可以将Z和Z2部分穿过接头体C1的径向开口安装，而不是安装在接头体C1的端部，而且Z和Z2部分也不是必须像图14所示的那样在接头体之外紧靠端面F2。可以将这样的连接用于本发明的任何一个实施例，并且可用于接头的任意一端或两端。将卡爪件与接头体相连能够确保在被向内移动进入接头体、以便允许管子插入、或者从接头中释放管子时，卡爪件将会保持在它们的相关位置上。此外，尽管本发明的各实施例公开了所使用的各种紧固和调节装置，但是这些装置也可以用于其他实施例，或者可以进行各种改变以适应各实施例。应该认识到，本发明接头的一端可以具有不同类型的连接，比如凸缘连接、螺纹连接、环连接或任意形式的卡爪连接，以便符合与管子、软管、管子和软管配件以及阀等相连接时的不同要求和条件。还应认识到的是，接头体的形状可以是多边形，卡爪的外周可以为多边形而内表面为圆柱形。而且，还应理解的是，如果需要，接头的任何一个拐角，包括衬套都可以做成圆角。还应认识的是，可以在不脱离更宽泛的发明概念的情况下对本发明进行适应性的改动以获得新的实施例，以下的权利要求公开并限定了本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于连接到管子端部的接头，包括

接头体，用于紧密地容纳待连接的管子的端部，所述接头体包括端部内锥面；

一组卡爪件，所述一组卡爪件可滑动地位于接头体的端部内锥面内，由此使得卡爪件朝向端部内锥面的接近接头体末端的一端的直线移动引起卡爪件沿接头体径向向内的移动并靠着插入接头体内的管子的端部；以及

用于将卡爪件连接到接头体上的装置。

2.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于将卡爪件连接到接头体上的装置包括穿过接头体的线性槽，以及从卡爪件伸出且可滑动地穿过所述槽的螺栓。

3.如权利要求2所述的用于连接到管子端部的接头，其中，螺栓具有位于其一端的头部，并且其中至少一个线性槽具有朝向端部内锥面的、接近接头体末端的一端的端部，以及在所述端部中的螺栓头部容纳凹陷，用于容纳螺栓的螺栓头部；所述螺栓从卡爪件上伸出并穿过所述槽，以便将螺栓和卡爪件锁定在朝向端部内锥面的、接近接头体末端的一端的合适位置上。

4.如权利要求2所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述接头以端对端的方式连接两根管子，每根管子具有端部，其中所述接头体适于紧密地容纳将以端对端的方式相连的两根管子中的每根管子的端部，所述一组卡爪件朝向接头体的一端定位，以便咬合待连接的两根管子之一的端部，所述接头还包括：

邻近接头体另一端的第二接头体端部内锥面；

可滑动地位于接头体的第二端部内锥面内的第二组卡爪件，从而使得第二组卡爪件的卡爪件朝向第二端部内锥面末端的直线移动引起第二组卡爪件的卡爪件沿接头体径向向内移动并靠着插入接头体内的有待连接的两根管子中的另一根管子的端部；以及

用于将第二组卡爪件的卡爪件连接到接头体上的第二装置。

5.如权利要求4所述的用于连接到管子端部的接头，其中，螺栓在其一端具有头部，并且其中在端部内锥面和第二端部内锥面中的每一锥面处的至少一个线性槽具有朝向端部内锥面或第二端部内锥面的、接近接头体末端的一端的端部以及在所述端部内的螺栓头部容纳凹陷，所述凹陷容纳穿过所述槽延伸的螺栓的螺栓头部，以便将卡爪件和从卡爪件延伸的螺栓锁定在朝向端部内锥面或第二端部内锥面的、接近接头体末端的一端的合适位置上。

6.如权利要求4所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述一组卡爪件以及第二组卡爪件至少其中之一的至少一个卡爪件包括用于朝端部内锥面以及第二端部内锥面的末端线性向外机械地移动所述至少一个卡爪件、以便将卡爪件围绕插入接头的管子紧固的装置。

7.如权利要求6所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于机械地向外移动所述至少一个卡爪件的装置包括紧固螺栓。

8.如权利要求7所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述一组卡爪件以及第二组卡爪件至少其中之一的至少一个卡爪件包括用于离开端部内锥面以及第二端部内锥面的末端线性向内机械地移动所述至少一个卡爪件、以便将卡爪件围绕插入接头的管子松开的装置。

9.如权利要求8所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于机械地向内移动所述至少一个卡爪件的装置包括松动螺栓。

10.如权利要求9所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于机械地紧固或者机械地松动所述至少一个卡爪件的装置包括从带有螺纹通孔的连接件主体上伸出的突起，以便有选择地螺纹连接紧固螺栓和松动螺栓，并且其中，从所述至少一个卡爪件伸出并穿过槽的螺栓的螺栓头具有两个孔，其中一个是通孔，另一个是盲孔，当通孔与贯穿凸起的孔相对准的时侯，紧固螺栓能够穿过所述通孔，当盲孔与凸起对准时，松动螺栓的末端能够进入所述盲孔。

11.如权利要求10所述的用于连接到管子端部的接头，其中，可以有选择地使用相同的螺栓作为紧固螺栓和松动螺栓，这取决于螺栓穿过凸起中的孔的方向。

12.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述一组卡爪件的至少一个卡爪件包括用于朝端部内锥面的末端线性向外机械地移动所述至少一个卡爪件、以便将卡爪件围绕插入接头的管子紧固的装置。

13.如权利要求12所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于机械地移动所述至少一个卡爪件的装置包括紧固螺栓。

14.如权利要求13所述的用于连接到管子端部的接头，其中，紧固螺栓被拧入卡爪件，并且紧固螺栓的旋转致使紧固螺栓抵靠接头体作用，以便相对于接头体移动卡爪件。

15.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述一组卡爪件组的至少一个卡爪件包括用于离开端部内锥面的末端线性向内机械地移动所述至少一个卡爪件、以便将卡爪件围绕插入接头的管子松开的装置。

16.如权利要求15所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于机械地移动所述至少一个卡爪件的装置包括松动螺栓。

17.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，用于将卡爪件连接到接头体上的装置包括穿过接头体的线性槽和从卡爪件伸出的穿过所述线性槽可滑动的螺栓，其中所述一组卡爪件的至少一个卡爪件包括紧固螺栓，其用于朝向端部内锥面的末端线性向外机械地移动所述至少一个卡爪件，以及松动螺栓，其用于离开端部内锥面的末端线性向内机械地移动所述至少一个卡爪件，其中用于机械地向外移动至少一个卡爪件的装置以及用于机械地向内移动至少一个卡爪件的装置包括从连接件主体伸出的凸起，所述凸起带有螺纹通孔，以便有选择地以螺纹连接紧固螺栓和松动螺栓，并且其中从至少一个卡爪件伸出并穿过所述槽的螺栓的螺栓头部包括通孔和盲孔，当所述通孔与贯穿凸起的螺纹通孔对准时，紧固螺栓能够穿过所述通孔；当所述盲孔与凸起对准时，松动螺栓的端部能够延伸进入所述盲孔。

18.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，将被插入接头的管子具有端部沟槽，当管子插入接头体时，卡爪件适于咬合管子端部内的所述沟槽。

19.如权利要求18所述的用于连接到管子端部的接头，其中，卡爪件可以放松对沟槽的咬合，以便在管子膨胀或收缩时允许管子末端相对于卡爪件滑动。

20.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，将被插入接头的管子具有从其上突起的台肩挡圈，而卡爪件具有沟槽，当管子插入接头体时，所述沟槽适于与管子端部内的台肩挡圈相咬合。

21.如权利要求20所述的用于连接到管子端部的接头，其中，卡爪件可以放松对凸缘的咬合，以便在管子膨胀或收缩时允许管子末端相对于卡爪件滑动。

22.如权利要求1所述的用于连接到管子端部的接头，其中，接头适于连接两根管子的端部，并且接头体包括用于围绕待连接管子端部进行密封的至少一个衬套密封装置，以防止从此处泄漏。

23.如权利要求22所述的用于连接到管子端部的接头，其中，至少一个衬套为钟形衬套。

24.如权利要求22所述的用于连接到管子端部的接头，其中，待连接的管子在接头体内的管子末端之间形成间隙，并且衬套在接头体内跨接所述间隙，同时接触并密封各个管子端部。

25.如权利要求24所述的用于连接到管子端部的接头，其中，还附加地具有配合衬套密封件使用的套环，以便伸展所述密封件使其跨过所述间隙。

26.如权利要求25所述的用于连接到管子端部的接头，其中，所述套环具有外周，并且还附加带有用于将所述外周压靠在插入接头的管子端部的装置。

27.如权利要求24所述的用于连接到管子端部的接头，其中，衬套大致平滑地延伸跨过间隙，并且在间隙之间也大致平滑，由此基本防止流经管子的流体产生涡流，并且衬套具有位于切缝之间的条带，以便当管子热膨胀和收缩期间造成管子端部彼此相对移动时允许条带偏斜。