TWI437179B - 用於爪形軸環之總成，相對應的爪形軸環及管形接頭 - Google Patents

Description

用於爪形軸環之總成，相對應的爪形軸環及管形接頭

本發明是有關一種爪形軸環總成，包含：一基體，繞著一中央軸線延伸而涵蓋小於180°的第一角度範圍，一爪節段，繞著該中央軸線延伸而涵蓋比第一角度範圍為小的第二角度範圍，且設有複數齒以固持至一管路的外表面。

其尤指用以夾緊兩管形管口末端的爪形軸環。

EP-A-1245889專利文件經揭示一種爪形軸環，具有一條帶或基體，而其末端可藉兩螺栓牢固繫緊。爪形軸環也具有一爪節段，設於條帶內且適用於固持至一管路的外表面。

為了將爪節段保持在可促使齒固持在該管上的一位置，該基體將狹條加以切割及徑向向內折疊在爪節段的內緣嵌入的部分上。

此等經切割的狹條的數量相對的較少且尺寸較小，故無法提供爪節段優良的強度。此外，該等狹條使得基體的片段弱化。

本發明的目的在於增加爪節段的強度，為了達此目的，較佳者是係藉可簡化製造作業的裝置來為之。

因此，本發明的標的是一種上述種類的總成，其特徵為該總成具有拱台裝置，適用於限制爪節段沿一垂直於一徑向平面的軸線扭轉變形，該拱台裝置是固定至基體，及其中該拱台裝置是沿一拱台角度範圍繞著該中央軸線連續或間歇地延伸，該拱台角度範圍至少是第二角度範圍的30%，且較佳者至少是其70%。

依據本發明總成的一獨特具體實施例，其具有一或更多的下列特徵：- 爪節段包含兩圓周末端及一界定在兩圓周末端的任一側上的主要部位，各圓周末端是涵蓋第三角度範圍延伸，該第三角度範圍是第二角度範圍的3%至10%之間，且主要部位涵蓋第四角度範圍延伸；- 拱台裝置涵蓋一至少為爪節段的主要部位的第四角度範圍的70%的角度範圍延伸；- 爪節段是藉其兩圓周末端、拱台裝置及基體的一前壁來固持在基體內；- 拱台裝置係相對於主要部位的一圓周中心成對稱；- 拱台裝置及爪節段界定一接觸點，用以限制爪節段相對於中央軸線的傾斜；- 當該總成在其未套合狀態時，爪節段的主要部位及及拱台裝置在其等之間界定一軸向間隙，以使得主要部位可相對於基體產生受到限制的運動；- 拱台裝置包含基體的一塑性變形部位；- 拱台裝置包含基體的一內部肋； - 基體具有一中央部位及兩固定凸緣，其中兩固定凸緣的壁厚度係大於中央部位的壁厚度；及- 各固定凸緣包含一與中央部位形成一體的層(layer)，及一固定至該層的強化板。

本發明的另一標的是一種爪形軸環，其特徵為爪形軸環包含至少兩個上述界定的總成，且較佳者是確切的包含二、三或四個此一總成。

依據爪形軸環的一獨特具體實施例，當總成的固定凸緣相互接觸時，固定至複數層的強化板可確保在壓力阻抗下夾緊兩管口末端。

此外，本發明的標的是一種管形接頭，包含：一爪形軸環、一封閉接頭及兩管口末端，該封閉接頭連接兩管口末端，而爪形軸環固定兩管口末端之間的連接，其特徵為爪形軸環是如上所述的爪形軸環。

圖1顯示依據本發明的管形接頭2的軸向剖面圖。

管形接頭2具有兩管口末端(spigot end)4、6，各由一管或連接管的末端所形成，一以密封方式將管口末端4連接至管口末端6的封閉接頭8及一爪形軸環10。

管口末端4、6係由金屬(例如鑄鐵)或塑膠材料(例如聚乙烯)製成。

封閉接頭8係如習知者，以密封方式連接兩管口末端4、6。封閉接頭包含一環，具有至少兩個密封唇、一夾緊 軸環，圍繞該環、及用以扣緊該夾緊軸環的裝置。

爪形軸環10適用於將兩管口末端4、6相互夾緊，及防止當兩管口末端4、6內存有加壓流體時其等的軸向分離。

爪形軸環10繞著一中央軸線X-X(即是管形接頭2的中央軸線)延伸。下文中針對此中央軸線X-X的相關敘述將使用詞句如「軸向」、「徑向」及「圓周向」等。

爪形軸環10具有第一總成12及第二總成14。第一總成12及第二總成14，除了夾緊裝置(詳見下文)之外，是相同的。因此，下文僅將敘述第一總成12。

如圖2及3所示者，爪形軸環總成12包含一基體16或半籠(semi-cage)，具有一中央部位54(見圖6)，其繞著中央軸線X-X延伸而涵蓋小於180°的第一角度範圍20，以確實夾緊兩管口末端。

總成12額外的設有兩爪節段18，各設於基體16的各軸向側邊上。

爪節段18繞著中央軸線X-X延伸而涵蓋第二角度範圍22；該第二角度範圍22係小於第一角度範圍20。爪節段18在其徑向內部設有齒24，適用於嚙合其中一管口末端4、6的外表面。爪節段18具有部分截頭錐的一般形狀，且界定一平滑的徑向外緣26及一攜帶有齒24的徑向內緣28(見圖4及5)。如圖4所示，總成12的爪節段18的兩內緣28係相互成軸向相對。

再次參見圖3，爪節段18具有兩圓周末端30。各圓 周末端30延伸而涵蓋第三角度範圍32；第三角度範圍32的值是在第二角度範圍22的3%至10%之間，以便利爪節段嵌入基體16內及使其作用在管口末端4、6上的效果達到最理想。爪節段18也具有一主要部位34，界定在兩圓周末端30的兩側上。

爪節段18的主要部位34延伸而涵蓋第四角度範圍36。

爪節段18是被建構及處理成使得齒的表面硬度係大於用以製造管口末端4、6的材料。爪節段18例如，是由鋼製成。

爪形軸環總成12也設有拱台裝置(abutment means)40，適用於限制爪節段18沿一相對於中央軸線X-X，與一節段或一徑向平面成垂直的軸線的扭轉變形。更具體言之，拱台裝置40適用於在爪形軸環10固緊在管口末端4、6上時，防止主要部位34扭轉。此等拱台裝置40包含一設於基體16上的肋42(見圖4及5)。肋42延伸而涵蓋拱台角度範圍44(見圖2)圓周向及連續，此拱台角度範圍44至少為爪節段18主要部位34的角度範圍36的70%。因此，爪節段18其大部分的圓周可保持不變形，且齒24特別穩固的嚙合管口末端4、6。

一般上，拱台裝置40可沿整體的拱台角度範圍44繞著中央軸線X-X連續或間歇地延伸。該拱台角度範圍44至少是第二角度範圍22的30%，且較佳者至少是70%。

在一徑向平面上的斷面中，肋42大致具有一V或U 形，其兩分枝42A、42B的末端固定至基體16(見圖4及5)。肋42是徑向向外的開口。

內部肋42較佳者是由基體16的塑性變形形成。具體言之，肋42是藉模鍛基體16來形成。因此，拱台裝置40是連接至基體16且與其形成一體。由於不需切割基體16，故基體的片段沒有弱化。因此，基體16對變形具有高阻抗。

一般上，拱台裝置40較佳者是相對於主要部位34的一圓周中心C成對稱。

如圖5及7所示，肋42是配置成使得在節段18及此肋42之間有一接觸點18A(參圖7)。接觸點18A係位在節段18的徑向一半高度附近。此接觸點18A限制節段18的傾斜，及防止當爪形軸環10定位在管口末端4、6時，其在該等齒所在的區域內承受過度的拉應變(不論此等管口末端4、6的尺寸、公差及定位變化為何均可達此效益)。

參見圖5，基體16具有一前壁46。爪節段18插入肋42及此前壁46之間。當總成12在其未套合狀態時，爪節段18的主要部位34及肋42在其等之間界定一軸向間隙，使得主要部位34可相對於基體16產生受到限制的軸向運動。

總成12設有裝置48，用以將爪節段18徑向的相對於基體16固持在內側。該等固持裝置48包含兩凸耳50，設於爪節段18的圓周末端30上。此等凸耳50嵌入兩個形 成於基體16內的互補開口52內。因此，爪節段18藉其兩末端30、肋42及前壁46而固持在基體16內。

基體16包括一中央部位54及兩固定凸緣56。各固定凸緣56具有一與中央部位54形成一體的層58，及一固定至層58的強化板60。兩固定凸緣56的壁厚度係大於中央部位54的壁厚度。因此，在爪形軸環10夾緊的過程中，固定凸緣56的變形減少且受控制，而可確實的夾緊兩管口末端4、6。而不論此等管口末端4、6的尺寸、公差及定位變化為何均可達此確實夾緊效益。

爪形軸環10也具有可將第一總成12及第二總成14相互夾緊的裝置。該等夾緊裝置具有螺釘62及螺帽64。較有利者，所有螺帽64是固定至其中一總成，在本處是固定至總成14的固定凸緣56，而其他總成，例如總成12則沒有攜帶螺帽，但具有設於固定凸緣56(見圖8)內的孔66，以接納螺釘62。

除了供螺釘62及螺帽64通過的孔66之外，總成12、14可以是相同的，以便利後備作業及製造。

此外，兩總成12、14可分離，且其中一總成12的中央部位54可疊置在另一總成14的中央部位54上，此可減少運輸時所佔據的空間。

基體16也具有一窗口F，供用以夾緊封閉接頭8的裝置通過。

在一修飾例中，肋42並非與基體16形成一體，而是藉例如焊接來與基體16相連接。

在另一修飾例中，拱台裝置40包含部分鄰接肋，係圓周向的相互間隔，且各個部分鄰接肋涵蓋該拱台角度範圍的一部份延伸。此等部分鄰接肋係間歇性地作用在爪節段上。在此情形中，拱台角度範圍是由與一爪節段相關連的部分鄰接肋組所涵蓋的角度範圍所界定。

在一修飾例中，爪形軸環10包含正好是三個或甚至四個總成。在此情形中，基體16或其中央部位54繞著中央軸線X-X，延伸而涵蓋分別大致為120°或90°的範圍。此時，夾緊裝置即可以與上述具體實施例不同的基準來分佈。

2‧‧‧管形接頭

4‧‧‧管口末端

6‧‧‧管口末端

8‧‧‧封閉接頭

10‧‧‧爪形軸環

12‧‧‧第一總成

14‧‧‧第二總成

16‧‧‧基體

18‧‧‧爪節段

18A‧‧‧接觸點

20‧‧‧第一角度範圍

22‧‧‧第二角度範圍

24‧‧‧齒

26‧‧‧外緣

28‧‧‧內緣

30‧‧‧圓周末端

32‧‧‧第三角度範圍

34‧‧‧主要部位

36‧‧‧第四角度範圍

40‧‧‧拱台裝置

42‧‧‧肋

42A‧‧‧分枝

42B‧‧‧分枝

44‧‧‧拱台角度範圍

46‧‧‧前壁

48‧‧‧固持裝置

50‧‧‧凸耳

52‧‧‧開口

54‧‧‧中央部位

56‧‧‧固定凸緣

58‧‧‧層

60‧‧‧強化板

62‧‧‧螺釘

64‧‧‧螺帽

66‧‧‧孔

JA‧‧‧軸向間隙

X-X‧‧‧中央軸線

C‧‧‧圓周中心

F‧‧‧窗口

本發明將在參考下文的範例及圖式說明後有進一步的認知，圖式中：圖1顯示依據本發明的管形接頭的軸向剖面圖；圖2是依據本發明的一爪形軸環的立體圖；圖3是如圖2所示的爪形軸環的軸向視圖；圖4是沿圖3所示的線III-III截取得的軸向剖面圖；圖5是圖4所示的細節IV的放大視圖；圖6是具有依據本發明爪形軸環的管形接頭的軸向視圖；圖7是圖1所示的細節VII的放大視圖；及圖8是依據本發明的爪形軸環總成的立體圖。

2‧‧‧管形接頭

4‧‧‧管口末端

6‧‧‧管口末端

8‧‧‧封閉接頭

10‧‧‧爪形軸環

12‧‧‧第一總成

14‧‧‧第二總成

F‧‧‧窗口

Claims (15)

1. 一種用於爪形軸環之總成(12,14)，包含：一基體(16)，繞著一中央軸線(X-X)延伸而涵蓋小於180°的第一角度範圍(20)，一爪節段(18)，繞著該中央軸線(X-X)延伸而涵蓋比該第一角度範圍(20)小的第二角度範圍(22)，且該爪節段(18)設有複數齒(24)，適用於固持至一管路的外表面；其特徵為該總成具有拱台裝置(40)，適用於限制該爪節段(18)沿一與一徑向平面垂直的軸線的扭轉變形，該拱台裝置係固定至該基體，該拱台裝置(40)繞著該中央軸線(X-X)沿一拱台角度範圍(44)連續或間歇地延伸，該拱台角度範圍(44)至少是該第二角度範圍(22)的30%，且最好至少是其70%，該爪節段包含兩圓周末端(30)及一主要部位(34)，由該兩圓周末端定界於兩側，且其中各圓周末端(30)延伸而涵蓋第三角度範圍(32)，該第三角度範圍(32)是該第二角度範圍(22)的3%至10%之間，且其中該主要部位(34)延伸而涵蓋第四角度範圍(36)，以及當該總成在其未套合狀態時，該爪節段的主要部位(34)及該拱台裝置(40)在兩者之間界定出一軸向間隙(JA)，以使得該主要部位(34)相對於該基體(16)產 生受到限制的運動。
2. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該拱台裝置(40)延伸而涵蓋一至少為該爪節段(18)的主要部位(34)的該第四角度範圍(36)的70%之角度範圍。
3. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該爪節段(18)是藉其兩圓周末端(30)、拱台裝置(40)及該基體(16)的一前壁(46)來固持在該基體內。
4. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該拱台裝置(40)係相對於該主要部位(34)的一圓周中心(C)成對稱。
5. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該拱台裝置(40)及該爪節段(18)界定一接觸點(18A)，用以限制該爪節段相對於該中央軸線(X-X)的傾斜。
6. 如申請專利範圍第5項的總成，其中該接觸點(18A)係位在該爪節段(18)的徑向一半高度處。
7. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該拱台裝置(40)包含一內部肋(42)。
8. 如申請專利範圍第7項的總成，其中該內部肋(42)是藉由該基體(16)的塑性變形而形成。
9. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該基體(16)具有一窗口(F)，供用以夾緊一封閉接頭(8)的裝置通過。
10. 如申請專利範圍第1項的總成，其中該基體(16)具有一中央部位(54)及兩固定凸緣(56)，且其 中兩固定凸緣(56)的壁厚度係大於該中央部位(54)的壁厚度。
11. 如申請專利範圍第10項的總成，其中各固定凸緣(56)包含一層(58)，與該基體的該中央部位(54)形成一體，及一強化板，固定至該層(58)。
12. 一種爪形軸環，其特徵為該爪形軸環包含至少兩個如申請專利範圍第1至第11項中任一項所述的總成(12、14)，且最好是正好包含二、三或四個此一總成。
13. 如申請專利範圍第12項的爪形軸環，其中該爪形軸環包含至少一個如申請專利範圍第11項所述的總成，且其中當總成(12)及(14)的固定凸緣(56)相互接觸時，該等固定至該等層(58)的強化板確保在壓力阻抗下夾緊兩管口末端(4、6)。
14. 一種管形接頭，包含：一爪形軸環(10)，一封閉接頭(8)，及兩管口末端(4、6)，該封閉接頭連接兩管口末端(4、6)，而該爪形軸環(10)鎖定兩管口末端之間的連接，其特徵為該爪形軸環是如申請專利範圍第12或13項所述的爪形軸環(10)。
15. 如申請專利範圍第14項的管形接頭，其中該封閉接頭(8)包含一環，具有至少兩密封唇、一圍繞該環的夾緊軸環、及用以扣緊該夾緊軸環的裝置。