TWI558938B - 具有變化深度之密封墊凹穴之管接頭 - Google Patents

Description

具有變化深度之密封墊凹穴之管接頭

本發明係關於用於以末端對末端之關係結合管道元件的機械管接頭。

用於將管道元件末端對末端地結合在一起之機械管接頭包括可互連區段，該等可互連區段可圍繞同軸對準之管道元件之末端部分周圍定位。術語「管道元件」在本文中用於描述任何類似管道物品或具有一類似管道形式之組件。管道元件包含管道料；諸如彎頭、管帽及岐形管接頭之管道配件；及諸如閥、漸縮管、濾器、節流閥、壓力調節器等之流體控制組件。

每一機械管接頭區段包括具有凸起部之一外殼，該等凸起部自該外殼向內徑向延伸並且銜接例如平端管道元件之外表面、具有一凸肩及卷邊之管道元件、或繞要結合之管道元件之每一者延伸的圓周凹槽。該等凸起部與該等管道元件之間的銜接對該結合處提供機械約束，並且確保該等管道元件即使在高內部壓力及外部力之下仍維持耦合。該等外殼界定容納一環形密封墊或密封物(通常係銜接每一管道元件之末端、並且與該等區段及該等管道元件協作以提供一流體緊密密封的一彈性環)之一環狀通道或凹穴。該等區段具有連接組件，通常呈自該等外殼向外凸起之凸出物之形式。該等凸出物經調適以容納諸如螺母及螺栓的緊固件，該等緊固件係可調整地可緊固以將該等區段朝向 彼此而牽引。

先前技術管接頭上之凸起部29通常具有具一曲率半徑之弧形表面，該曲率半徑實質上匹配所欲銜接之管道元件之外表面的曲率半徑。針對用於有凹槽之管道元件的管接頭，弧形表面之曲率半徑小於該等凹槽外側之該等管道元件之外表面的曲率半徑，使得該等凸起部配合於該等凹槽內部並且銜接該等凹槽。

當使用根據先前技術之機械管接頭時，以末端對末端之關係固定管道元件的方法包括一序列之安裝程序。通常，當技術人員拿到管接頭時，該等區段係用螺栓固定在一起、並且該環形密封墊係鎖定於該等區段之通道內。技術人員首先藉由鬆開螺栓拆卸該管接頭、取出該環形密封墊並加以潤滑(在未預先潤滑之情況下)並且將其繞要結合之管道元件之末端放置。該環形密封墊之安裝通常需要其經潤滑及拉伸以容納該等管道元件。當該環形密封墊已在兩個管道元件上之適當位置中，該等區段接著經依次放置為跨裝該等管道元件之末端並且將該環形密封墊抵著其等夾鎖住。在放置期間，需將該等區段銜接該密封墊，該等凸起部與該等凹槽對準，該等螺栓通過該等凸出物插入，該等螺母旋擰至該等螺栓上並且緊固，從而將該等管接頭區段朝向彼此牽引，壓縮密封墊並且銜接該等凸起部於凹槽內。

自先前描述顯而易見，根據先前技術之機械管道管接頭之安裝要求技術人員通常得掌握至少七個個別單一零件 (並且在該管接頭具有兩個以上區段時得掌握更多)，並且必須完全拆卸並且重新裝配該管接頭。若技術人員不用首先依次完全拆卸一機械管道管接頭然後將其重新裝配，則可節省大量時間、努力及成本。

圖1展示具有管接頭區段13及15之一管接頭11。該等區段藉由連接組件17及19末端對末端地結合，該等連接組件包含螺紋緊固件21。該等區段13及15經展示呈彼此分隔之關係支撐於夾鎖於該等區段之間之該環形密封墊23的外表面上。此組態可行，因為一未變形之環形密封墊23之外表面的圓周長大於與該環形密封墊外表面接合之該等區段之表面之圓周長的和。當以此方式支撐該等區段時，可不拆卸該管接頭而將管道元件插入至該等區段之間的中央空間25中。然而，安裝機械管接頭之問題的此解決方案存在一些缺點。尤其注意在該密封墊適當地定位於該區段之密封墊凹穴中之前，該環形密封墊23藉由騎跨於該環形密封墊之至少一部分上之一緊密配合區段的幾何形狀扭曲為一橢圓形狀。若該環形密封墊之扭曲程度未經控制，則該橢圓形狀可導致對於該等區段13及15之該等連接組件17與19之間的區域中之該密封墊的折皺及損壞。

因此明顯需要一管道管接頭，可藉其控制環形密封物之扭曲以避免對於其所使用之環形密封物的損壞，並且亦將允許不拆卸該管接頭而可靠地插入該等管道元件。

本發明係關於一種用於以末端對末端之關係結合管道元 件的管接頭。在一例示性實施例中，該管接頭包括圍繞一中央軸末端對末端地結合、並且界定用於容納該等管道元件之一中央空間的複數個區段。該等區段之至少一者包括一對凸起部，其等呈分隔開之關係定位於該一區段之相反側上並且朝向該中央軸延伸。該等凸起部之每一者之至少一部分可與該等管道元件之各別一者銜接。該等凸起部之每一者具有面對該中央軸之一弧形表面。該弧形表面具有測量自一第一曲率中心之一第一曲率半徑。一後壁延伸於該等凸起部之間。該後壁具有面對該中央軸之一弧形表面。該後壁之該弧形表面具有測量自一第二曲率中心之一第二曲率半徑。在垂直於該中央軸之一平面中測量時，該第二曲率中心與該第一曲率中心並不重合。

在一實施例中，當測量至與該等第一及第二曲率中心共線之後壁之弧形表面上的一點時，該第一曲率中心距該後壁之弧形表面較該第二曲率中心更近。在另一實施例中，該等第一及第二曲率中心及該後壁上之點沿一第一線共線，該第一線經定向垂直於延伸於該一區段之一第一末端與該一區段之一第二末端之間的一第二線。

該第二曲率中心可自該第一曲率中心偏移達自約0.01英寸至約0.1英寸之一距離，或達約0.02英寸至約0.04英寸之一距離，或達約0.03英寸之一距離。

在根據本發明之管接頭之一特定例示性實施例中，僅該等區段之一第一者與一第二者圍繞該中央軸末端對末端地結合。在此實例中，該管接頭進一步包括定位於該等第一 與第二區段之間的一環形密封墊。該環形密封墊以分隔開之關係支撐該等第一及第二區段，該分隔開關係係足以將該等管道元件插入該等區段之間，且該環形密封墊可具有扭曲為一橢圓的一形狀，或其實質上未扭曲並且呈現一圓形狀。該環形密封墊之扭曲程度係由該等第一及第二曲率中心的偏移而決定。

根據本發明用於將管道元件以末端對末端之關係結合之一管接頭的另一例示性實施例包括複數個末端對末端地結合的區段，其等圍繞一中央軸並且界定用於容納該等管道元件之一中央空間。在此例示性實施例中，該等區段之至少一者包括一對凸起部，該等凸起部呈分隔開之關係定位於該一區段之相反側上。該等凸起部朝向該中央軸延伸。該等凸起部之每一者之至少一部分可與該等管道元件之各別一者銜接。該等凸起部之至少一者具有面對該中央軸之一弧形表面。一後壁延伸於該等凸起部之間。該後壁具有面對該中央軸之一弧形表面。沿自該中央軸延伸之一徑向射線測量，在該至少一區段之末端中間之一第一點處，該後壁之弧形表面與至少一凸起部之弧形表面之間的距離係一第一值，而在靠近該至少一區段之該等末端之至少一者之一第二點處則係一第二值。該第一值小於該第二值。一環形密封墊定位於由該等區段界定之中央空間內。該環形密封墊的一外圓周之一長度大於該等區段之後壁之弧形表面之長度的和。該環形密封墊以分隔開之關係支撐該等區段之至少兩者。

在該至少一區段之該等末端中間的該第一點處，該後壁之弧形表面與該至少一凸起部之弧形表面之間的距離可係一最小值，而在該第二點處則係一最大值。該第二點可定位於該至少一區段之該至少一末端處。在定位於該至少一區段之該等末端之另一者處的一第三點處，該後壁之弧形表面與該至少一凸起部之弧形表面之間的距離可係一第三值，該第三值大約等於該第二值。

在一特定例示性實施例中，該後壁之弧形表面包括具有一彎曲表面之一第一部分，及具有一彎曲表面之一第二部分。該第二部分經定位靠近該至少一區段之該至少一末端。該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。後壁之弧形表面可進一步包括具有一彎曲表面之一第三部分。該第三部分經定位靠近該至少一區段之末端之另一者。該第三部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。

該後壁之弧形表面之第二部分可對向自約5°至約80°、或自約5°至約45°的一角度。該後壁之弧形表面之第三部分可對向自約5°至約80°、或自約5°至約45°的一角度。

在根據本發明之一管接頭之另一例示性實施例中，該後壁之弧形表面包括具有一第一曲率半徑之一第一部分，及具有一無限大曲率半徑之一第二部分。該第二部分經定位靠近該至少一區段之至少一末端。該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。該後壁之弧形表面可進一步包括具有一無限大曲率半徑之一 第三部分。該第三部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。該第三部分經定位靠近該至少一區段之末端之另一者。該後壁之弧形表面之第二部分可對向自約5°至約45°、或自約5°至約30°的一角度。該後壁之弧形表面之第三部分可對向自約5°至約45°、或自約5°至約30°的一角度。在另一例示性實施例中，該後壁之弧形表面可進一步包括該後壁之弧形表面的複數個第二部分，該等第二部分之每一者具有無限大曲率半徑。此外，該後壁之弧形表面可進一步包括該後壁之弧形表面的複數個第三部分，每一者具有一無限大曲率半徑。該後壁之弧形表面之第三部分經定位靠近該至少一區段之末端的另一者。該後壁之弧形表面之該複數個第二部分可對向自約5°至約80°、或自約5°至約30°的一角度。該後壁之弧形表面之該複數個第三部分可對向自約5°至約80°、或自約5°至約30°的一角度。

在一例示性實施例中，根據本發明之一管接頭可包括圍繞該中央軸末端對末端地結合之該等區段的僅一第一者及一第二者。該管接頭可進一步包括定位於該等第一與第二區段之間的一環形密封墊。該環形密封墊以分隔開之關係支撐該等第一及第二區段，該分隔開關係係足以將該等管道元件插入該等區段之間。該環形密封墊可具有一橢圓形狀或該環形密封墊可具有一圓形狀。

圖2展示根據本發明之一管接頭10的一例示性實施例。 管接頭10包括圍繞一中央軸16彼此末端對末端地結合、並且界定一中央空間18的區段12及14。中央空間18容納將呈末端對末端之關係結合之管道元件，該等管道元件之縱向軸實質上與該中央軸16對準。該等區段12及14之每一者在每一末端處具有連接組件20及22。在此實例中，該等連接組件包括自該區段凸起、並且容納一螺紋緊固件26的一凸出物24。緊固件26可調整地可緊固以將該等區段12及14朝向彼此及該中央軸16牽引以銜接該等管道元件並且形成結合。區段12及14在工廠呈分隔之關係預先裝配，該分隔關係係足以容許不拆卸該管接頭而將該等管道元件插入至該中央空間18中。

如圖4中之截面圖中展示，每一區段(展示為區段12)具有呈分隔開之關係定位於該區段之相反側上的一對凸起部28及30。該等凸起部朝向該中央軸16延伸，並且每一凸起部之至少一部分可與一各別管道元件銜接以提供機械銜接並且將該等管道元件呈末端對末端之關係固持住。該等凸起部28及30銜接該等管道元件之外表面，該外表面可係例如一平坦表面、形成一圓周凹槽之一表面、或具有一增高凸肩之一表面、或一凸肩及卷邊。該等凸起部可具有經定位鄰近該等連接組件20及22以促進該等管道元件至該中央空間18中之插入的一或多個凹口31(察看圖2)。如圖3及圖4中展示，每一凸起部具有面對中央軸16的一弧形表面32。每一凸起部之弧形表面32具有測量自該弧形表面之一曲率中心35的一曲率半徑34。

該等區段12及14亦具有側壁36及38，該等凸起部28及30即自其等延伸。該等側壁36及38附接至一後壁40，該等側壁及復壁一起界定一凹穴42。凹穴42容納定位於該等區段12與14之間(察看圖2)以確保一液密密封的一環形密封墊43(圖4)。在此例示性管接頭中，在裝配完成時，該環形密封墊支撐呈分隔開關係之該等區段12及14。後壁40延伸於凸起部28與30之間，並且如圖3及圖4中展示具有面對該中央軸16的一弧形表面44。該後壁之弧形表面44具有測量自該後壁弧形表面之一曲率中心48的一曲率半徑46。當在經定向垂直於該管接頭10之該中央軸16的平面50觀測或測量時，凸起部28及30上之弧形表面32之曲率中心35不與該後壁40之弧形表面44之曲率中心48重合。在圖3中展示之實例中，當測量至與該等曲率中心35及48共線之該後壁之弧形表面44上的一點52時(如藉由線段54展示)，曲率中心35至該後壁40之弧形表面較後壁之弧形表面44之該曲率中心48更近。如圖3中進一步展示，該等曲率中心35及48及該後壁弧形表面44上之點52沿線54共線，該線54經定向垂直於延伸於該等區段12及14(僅展示區段12)之末端56與58之間的一第二線55。

該曲率中心35與該曲率中心48之間的偏移距離60導致一偏心形狀之變化深度的密封墊凹穴42，其中在沿該後壁自該區段12之中間至末端56或58行進時，該後壁之弧形表面44自一真實圓進一步向外延伸。若在該區段之中間處，測量自該凸起部之弧形表面32至該後壁之弧形表面44之該凹 穴42的深度62係值「h」，則在該區段12之末端56、58處之深度62a大約係「h」(62)+偏移距離60。該深度62可界定為沿自該中央軸16延伸之一徑向射線測量之該凸起部30之弧形表面32與該後壁40之弧形表面44之間的距離。在此例示性實施例中，此距離(深度62)不同於在該區段12之末端56與58之間之一點處的一值h，及在該區段之每一末端處之點處的一更大值h+偏移。位於該等區段之末端處之此經增加深度提供更多向外徑向之餘地給該等區段之末端處的密封墊，歸因於密封墊43及密封墊凹穴42之幾何形狀，其通常將接觸該密封墊並且將其扭曲成非圓形如圖1中展示。然而，因為該密封墊凹穴係42偏心的，在該等區段12及14之末端56及58處其偏心度h+偏移距離達一最大值(並且在該等末端中間處達一最小值「h」)，在管接頭10在工廠裝配時，後壁40之弧形表面44與環形密封墊43之外表面64之間的接觸可控制，並且因此控制該環形密封墊扭曲成非圓形之程度，其中該等區段12及14呈分隔之關係支撐於該環形密封墊43之外表面64上，使得可不拆卸該管接頭而將管道元件插入至中央空間18中。因為一未變形之環形密封墊43之外表面64之圓周長大於該環形密封墊外表面64與其接合之該等區段12及14上之弧形表面44之圓周長的和，所以可以分開之關係支撐區段12及14。環形密封墊43之扭曲程度範圍可係自提供圖2中展示之圓形狀的實質上未扭曲至如圖1中針對環形密封墊23展示之一橢圓形狀。當偏移距離60增加時，環形密封墊之橢圓程度減少。雖然可能 實質上消除該環形密封墊之所有扭曲，但是針對實際設計，提供一經控制之扭曲程度有時係有利的。當扭曲程度使其避免環形密封墊之折皺，同時維持足夠偏心度，使得在其插入至該中央空間中時該環形密封墊握緊該等管道末端之一者並且將其固持於管道元件上時，顯現出優點。此允許管道結合之方便裝配，因為技術人員無需將該管接頭及第一管道元件固持在一起而可操縱該第二管道元件與該管接頭銜接。已發現對於適合於具有十英寸或更少之一標準外直徑之管道元件的管接頭，約0.01英寸至約0.1英寸之偏移距離60係實用的。該偏移距離範圍可進一步係自約0.02英寸至約0.04英寸，約0.03英寸之一偏移距離對於管接頭及管道元件之一些組合係有利的。

圖5及圖6圖解說明各別區段66及68，其中在沿自該中央軸16延伸之一徑向射線70測量時，在該等區段66及68之末端56與58中間的一點72處之該凸起部30之弧形表面32與後壁40之弧形表面44之間的距離62較靠近該等末端之一者之一點74處者更小。

對於圖5中展示之區段66，後壁40之弧形表面44包括具有一第一曲率半徑78之一第一表面部分76，及經定位靠近區段66之末端56、具有一第二曲率半徑82的一第二表面部分80。該第二表面部分80上之任何點距該中央軸16較該第一表面部分76上之任何點距該中央軸16更遠。因此在該第一表面部分76對向之角度84上方之該凸起部30之弧形表面32與後壁40之弧形表面44之間的距離62較在該第二表面部 分80對向之角度86上方者更小。第二表面部分80可對向自約5°至約80°之一角度86。自約5°至約45°的一對角亦係實用的。

在此實例中，弧形表面44進一步包括位於該區段66之相反末端58處的一第三表面部分88。第三表面部分88具有一曲率半徑90。(該第二表面部分80及該第三表面部分88之各別曲率半徑82及90可係彼此相等。)該第三表面部分88上之任何點距該中央軸16較該第一表面部分76上之任何點距該中央軸16更遠。因此在該第一表面部分76對向之角度84上方之該凸起部30之弧形表面32與後壁40之弧形表面44之間的距離62較在該第三表面部分88對向之角度92上方者更小。第三表面部分88可對向自約5°至約80°的一角度92。自約5°至約45°的一對角亦係實用的。

注意為清楚之目的誇大了距離62以及曲率半徑之間的差異。雖然針對一區段66上之一凸起部30而描述該等弧形表面32與44之間的幾何形狀關係，但是應瞭解如圖4中展示包括一管接頭之每一區段可在該區段之相反側上具有兩個此類凸起部，並且兩個凸起部上之弧形表面與後壁之弧形表面之間的幾何形狀關係可係相同。

針對圖6中展示之區段68，後壁40之弧形表面44包括具有一第一曲率半徑96之一第一表面部分94，及經定位靠近區段68之末端56的一第二表面部分98。該第二表面部分98具有一無限大曲率半徑，意謂該第二表面部分係一平面100。該面100經配置使得在該第一表面部分94對向之角度 102上方之該凸起部30之弧形表面32與後壁40之弧形表面44之間的距離62較該第二表面部分98(即該面100)對向之角度104上方者更小。第二表面部分98可對向自5°至約45°的一角度104。自約5°至約30°的一對角亦係實用的。

在此實例中，該弧形表面44進一步包括位於該區段68之相反末端58處之一第三表面部分106。在此實例中，該第三表面部分106亦具有一無限大曲率半徑，藉此形成一面108。該面108經配置使得在該第一表面部分94對向之角度102上方之該凸起部30之弧形表面32與後壁40之弧形表面44之間的距離62較該第三表面部分106對向之角度110上方者更小。第三表面部分106可對向自約5°至約45°的一角度110。自約5°至約30°之一對角亦係實用的。雖然該區段68之該第二表面部分98及第三表面部分106每一者經展示為由單個面100及108形成，但是形成靠近該區段68之每一末端的複數個面係有利的。此多面結構之一實例在圖7中以一經放大比例展示，其中區段68之表面44包括複數個第二表面部分98a、98b、98c，每一者具有一無限大曲率半徑並且形成各別面100a、100b、100c。該複數個表面部分98a、98b、98c可對向自約5°至約80°的一角度112。自約5°至約30°的一對角亦係實用的。

注意為清楚之目的而誇大距離62。雖然針對一區段68上之一凸起部30而描述該等弧形表面32與44之間的幾何形狀關係，但是應瞭解包括一管接頭之每一區段可在該區段之相反側上具有兩個此類凸起部，如圖4中展示，並且兩個 凸起部上之弧形表面與後壁之弧形表面之間的幾何形狀關係可係相同。

允許控制該環形密封墊之扭曲程度的變化深度之該密封墊凹穴提供優於具有深度係一常數之凹穴之先前技術管接頭區段的數個優點。當工廠裝配管接頭時，密封墊可具有在橢圓與圓形之間的一經控制形狀。選擇一組態，其中環形密封墊具有較少扭曲構件，在一管道元件插入至中央空間中時其將更均勻地銜接該密封墊內之管道擋板(圖1中之物品27；圖4中之物品45)，藉此促進管道元件在該管接頭中之適當定位。而且，針對具有較小扭曲之一環形密封墊，存在折皺該等管接頭區段之末端之間的密封墊的較小可能性。然而，包含對該環形密封墊之形狀的一些合理程度的扭曲允許其在裝配期間握緊並且固持於該管道元件上，其對於技術人員係有利的。

上文描述及本發明主張之變化深度的密封墊凹穴可用於剛性及撓性管接頭二者。剛性管接頭可有利地使用於具有圓周凹槽之管道元件。剛性管接頭之區段具有關於彼此相反角度定位之接合表面。當把將此等區段結合在一起之緊固件緊固在一起時，一區段上之接合表面接觸相配區段上之對應表面，並且迫使該等區段以相對於彼此相反之方向繞一垂直軸旋轉。此引起該等凸起部銜接該等管道元件中之圓周凹槽之側壁，並且將其等鎖於適當位置中以提供針對外部彎曲力及施加至該結合之扭力的大量抗性，藉此限制該等管道元件之相對偏轉。剛性管接頭之實例在本文中 之圖1、圖2、圖5及圖6中展示。剛性管接頭係在美國專利第4,611,839號及美國專利第4,639,020號中揭示，兩個專利在此處以參考之形式併入本文中。

在一撓性管接頭中，該等區段之間的接合表面無角度，並且在其等彼此銜接時，其等不引起該等區段之任何相對旋轉。因此歸因於導致一較撓性結合之該等區段之扭轉動作，該等凸起部不銜接圓周凹槽之側壁，其中扭轉及軸向地彎曲之該等管道元件之相對偏轉大於針對相同施加之負載之剛性結合(上文描述)的相對偏轉。圖3展示一例示性撓性管接頭。

上文描述及本發明主張之變化深度的密封墊凹穴亦可用於容許不同標準大小之管道元件呈末端對末端之關係耦合的轉接管接頭。在轉接管接頭中，每一區段具有經匹配以符合並且銜接一不同大小管道元件之不同曲率半徑的凸起部。用於耦合有凹槽之管道元件之轉接管接頭之實例係在美國專利第3,680,894及美國專利第4,896,902中揭示，兩個專利以參考之方式併入本文中。

根據本發明之管道管接頭容許無變形之管接頭用作即可安裝之管接頭並且需要較少能量來安裝，因為在產生該管道結合時未花費很大能量來使該等管接頭變形。在憑藉手動工具人工地形成結合時此對應於較小疲勞，並且在使用無線電動工具時之較少電池更換。

10‧‧‧管接頭

11‧‧‧管接頭

12‧‧‧區段

13‧‧‧管接頭區段

14‧‧‧區段

15‧‧‧管接頭區段

16‧‧‧中央軸

17‧‧‧連接組件

18‧‧‧中央空間

19‧‧‧連接組件

20‧‧‧連接組件

21‧‧‧螺紋緊固件

22‧‧‧連接組件

23‧‧‧環形密封墊

24‧‧‧凸出物

25‧‧‧中央空間

26‧‧‧螺紋緊固件

27‧‧‧管道擋板

28‧‧‧凸起部

29‧‧‧凸起部

30‧‧‧凸起部

31‧‧‧凹口

32‧‧‧凸起部之弧形表面

34‧‧‧凸起部之弧形表面之曲率半徑

35‧‧‧凸起部之弧形表面之曲率中心

30‧‧‧側壁

38‧‧‧側壁

40‧‧‧後壁

42‧‧‧凹穴

43‧‧‧環形密封墊

44‧‧‧後壁之弧形表面

45‧‧‧管道擋板

46‧‧‧後壁之弧形表面之曲率半徑

48‧‧‧後壁之弧形表面之曲率中心

50‧‧‧平面

52‧‧‧點

54‧‧‧線段

55‧‧‧線

56‧‧‧末端

58‧‧‧末端

60‧‧‧偏移距離

62‧‧‧凹穴之深度/距離

62a‧‧‧凹穴之深度

66‧‧‧區段

68‧‧‧區段

70‧‧‧線

72‧‧‧點

74‧‧‧點

76‧‧‧第一表面部分

80‧‧‧第二表面部分

82‧‧‧曲率半徑

84‧‧‧第一表面部分對向之一角度

86‧‧‧第二表面部分對向之一角度

88‧‧‧第三表面部分

90‧‧‧第三表面部分之曲率半徑

92‧‧‧第三表面部分對向之角度

94‧‧‧第一表面部分

96‧‧‧第一曲率半徑

98‧‧‧第二表面部分

98a‧‧‧第二表面部分

98b‧‧‧第二表面部分

98c‧‧‧第二表面部分

100‧‧‧平面

100a‧‧‧面

100b‧‧‧面

100c‧‧‧面

102‧‧‧角度

104‧‧‧角度

106‧‧‧第三表面部分

108‧‧‧面

110‧‧‧第三表面部分對向之一角度

112‧‧‧角度

圖1係根據本發明之一例示性機械管道管接頭的一正視 圖；圖2係根據本發明之一例示性機械管道管接頭的一正視圖；圖3係根據本發明之一例示性機械管道管接頭之一區段的一截面圖；圖4係沿圖3之線4-4所取之一例示性機械管道管接頭之該區段的一截面圖；圖5係根據本發明之一例示性機械管道管接頭之一區段的一截面圖；圖6係根據本發明之一例示性機械管道管接頭之一區段的一截面圖；及圖7以一經放大比例展示一例示性區段之一部分截面圖。

12‧‧‧區段

16‧‧‧中央軸

18‧‧‧中央空間

30‧‧‧凸起部

32‧‧‧凸起部之弧形表面

34‧‧‧凸起部之弧形表面之曲率半徑

35‧‧‧凸起部之弧形表面之曲率中心

38‧‧‧側壁

40‧‧‧後壁

42‧‧‧凹穴

44‧‧‧後壁之弧形表面

46‧‧‧後壁之弧形表面之曲率半徑

48‧‧‧後壁之弧形表面之曲率中心

50‧‧‧平面

52‧‧‧點

54‧‧‧線段

55‧‧‧線

56‧‧‧末端

58‧‧‧末端

60‧‧‧偏移距離

62‧‧‧凹穴之深度/距離

62a‧‧‧凹穴之深度

Claims (59)

1. 一種用於以末端對末端之關係結合管道元件之管接頭，該管接頭包括：複數個區段，其等圍繞一中央軸末端對末端地結合並且界定用於容納該等管道元件之一中央空間，該等區段之至少一者包括：一對凸起部，其等呈分隔開之關係定位於該一區段之相反側上並且朝向該中央軸延伸，該等凸起部之每一者之至少一部分可與該等管道元件之各別一者銜接，該等凸起部之至少一者具有面對該中央軸之一弧形表面；延伸於該等凸起部之間的一後壁，該後壁具有面對該中央軸之一弧形表面，如沿自該中央軸延伸之一徑向射線測量，在該至少一區段之該等末端中間的一第一點處時，該後壁之該弧形表面與該至少一凸起部之該弧形表面之間的一距離係一第一值，並且在靠近該至少一區段之該等末端之至少一者處的一第二點處係一第二值，該第一值小於該第二值；及定位於該中央空間內之一環形密封墊，該環形密封墊具有具一長度的一外圓周長，該長度大於該等區段之該等後壁之該等弧形表面之長度的和，該環形密封墊以分隔開之關係支撐該等區段之至少二者。
2. 如請求項1之管接頭，其中該距離在該至少一區段之該等末端中間之該第一點處係一最小值。
3. 如請求項2之管接頭，其中該距離在該第二點處係一最大值，該第二點定位於該至少一區段之該至少一末端處。
4. 如請求項3之管接頭，其中在定位於該至少一區段之該等末端之另一者處的一第三點處時，該後壁之該弧形表面與該至少一凸起部之該弧形表面之間的該距離係一第三值，該第三值大約等於該第二值。
5. 如請求項1之管接頭，其中該後壁之該弧形表面包括具有一彎曲表面之一第一部分，及具有一彎曲表面之一第二部分，該第二部分經定位靠近該至少一區段之該至少一末端，該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
6. 如請求項5之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步包括具有一彎曲表面之一第三部分，該第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端的另一者，該第三部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
7. 如請求項5之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約80°的一角度。
8. 如請求項5之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約45°的一角度。
9. 如請求項6之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第三部分對向自約5°至約80°的一角度。
10. 如請求項6之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第 二部分對向自約5°至約45°的一角度。
11. 如請求項1之管接頭，其中該後壁之該弧形表面包括具有一第一曲率半徑之一第一部分，及具有一無限大曲率半徑之一第二部分，該第二部分經定位靠近該至少一區段之該至少一末端，該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
12. 如請求項11之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步包括具有一無限大曲率半徑之一第三部分，該第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端的另一者。
13. 如請求項11之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約45°的一角度。
14. 如請求項11之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約30°的一角度。
15. 如請求項12之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第三部分對向自約5°至約45°的一角度。
16. 如請求項12之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約30°的一角度。
17. 如請求項11之管接頭，其進一步包括該後壁之該弧形表面之複數個該第二部分，該等第二部分之每一者具有無限大曲率半徑。
18. 如請求項17之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步包括複數個第三部分，每一者具有一無限大曲率半徑，該後壁之該等弧形表面之該等第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端的另一者。
19. 如請求項17之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第二部分對向自約5°至約80°的一角度。
20. 如請求項17之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第二部分對向自約5°至約45°的一角度。
21. 如請求項18之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第三部分對向自約5°至約80°的一角度。
22. 如請求項18之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第三部分對向自約5°至約30°的一角度。
23. 如請求項1之管接頭，其僅包括圍繞該中央軸末端對末端地結合之該等區段之二者。
24. 如請求項23之管接頭，其中該環形密封墊具有一橢圓形狀。
25. 如請求項23之管接頭，其中該環形密封墊具有一圓形狀。
26. 如請求項1之管接頭，其中：該至少一凸起部之該弧形表面具有測量自一第一曲率中心之一第一曲率半徑；該後壁之該弧形表面具有測量自一第二曲率中心之一第二曲率半徑，該第二曲率中心不與在垂直於該中央軸之一平面中測量之該第一曲率中心重合。
27. 如請求項26之管接頭，其中在測量至與該等第一及第二曲率中心共線之該後壁之該弧形表面上之一點時，該第一曲率中心至該後壁之該弧形表面較該第二曲率中心至該後壁之該弧形表面更近。
28. 如請求項27之管接頭，其中該等第一及第二曲率中心及該後壁上之該點沿一第一線共線，該第一線經定向垂直於延伸於該一區段之一第一末端與該一區段之一第二末端之間的一第二線。
29. 如請求項28之管接頭，其中該第二曲率中心自該第一曲率中心偏移達自約0.01英寸至約0.1英寸的一距離。
30. 如請求項28之管接頭，其中該第二曲率中心自該第一曲率中心偏移達約0.02英寸至約0.04英寸的一距離。
31. 如請求項28之管接頭，其中該第二曲率中心自該第一曲率中心偏移達約0.03英寸的一距離。
32. 如請求項28之管接頭，其僅包括圍繞該中央軸末端對末端地結合之該等區段之二者。
33. 如請求項32之管接頭，其中該環形密封墊具有一橢圓形狀。
34. 如請求項32之管接頭，其中該環形密封墊具有一圓形狀。
35. 一種用於以末端對末端之關係結合管道元件之管接頭，該管接頭包括：第一及第二區段，其等圍繞一中央軸末端對末端地結合並且界定用於容納該等管道元件的一中央空間，該等區段之每一者包括：第一及第二凸起部，每一者呈分隔開之關係定位於該等區段之相反側上並且朝向該中央軸延伸，該等凸起部之每一者之至少一部分可與該等管道元件之各別 一者銜接，該等凸起部之每一者具有面對該中央軸之一弧形表面；一後壁，其延伸於該等第一與第二凸起部之間，該後壁具有面對該中央軸之一弧形表面，沿自該中央軸延伸之一徑向射線測量，在該等區段之該等末端中間的一點處時，該後壁之該弧形表面與該等凸起部之該等弧形表面之間的一距離係一第一值，並且在靠近該等區段之每一者之一末端的一點處係一第二值，並且在靠近該等區段之每一者之一相反末端的一點處係一第三值，該第一值小於該第二值及該第三值；及定位於該中央空間內之一環形密封墊，該環形密封墊具有具一長度之一外圓周，該長度大於該等第一及第二區段之該等後壁之該等弧形表面之長度的和，該環形密封墊以分隔開之關係支撐該等第一及第二區段。
36. 如請求項35之管接頭，其中該距離在該至少一區段之該等末端中間之該第一點處係一最小值。
37. 如請求項36之管接頭，其中該距離在該第二點處係一最大值，該第二點定位於該至少一區段之該至少一末端處。
38. 如請求項37之管接頭，其中在定位於該至少一區段之該等末端之另一者處的一第三點處時，該後壁之該弧形表面與該至少一凸起部之該弧形表面之間的該距離係一第三值，該第三值大約等於該第二值。
39. 如請求項35之管接頭，其中該後壁之該弧形表面包括具有一彎曲表面之一第一部分，及具有一彎曲表面之一第二部分，該第二部分經定位靠近該至少一區段之該至少一末端，該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
40. 如請求項39之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步包括具有一彎曲表面之一第三部分，該第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端之另一者，該第三部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
41. 如請求項39之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約80°的一角度。
42. 如請求項39之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約45°的一角度。
43. 如請求項40之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第三部分對向自約5°至約80°的一角度。
44. 如請求項40之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約45°的一角度。
45. 如請求項35之管接頭，其中該後壁之該弧形表面包括具有一第一曲率半徑之一第一部分，及具有一無限大曲率半徑之一第二部分，該第二部分經定位靠近該至少一區段之該至少一末端，該第二部分上之任何點距該中央軸較該第一部分上之任何點距該中央軸更遠。
46. 如請求項45之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步 包括具有一無限大曲率半徑之一第三部分，該第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端的另一者。
47. 如請求項45之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自與5°至約45°的一角度。
48. 如請求項45之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約30°的一角度。
49. 如請求項46之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第三部分對向自約5°至約45°的一角度。
50. 如請求項46之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該第二部分對向自約5°至約30°的一角度。
51. 如請求項45之管接頭，其進一步包括該後壁之該弧形表面之複數個該第二部分，該等第二部分之每一者具有無限大曲率半徑。
52. 如請求項51之管接頭，其中該後壁之該弧形表面進一步包括複數個第三部分，該等第三部分之每一者具有一無限大曲率半徑，該後壁之該等弧形表面之該等第三部分經定位靠近該至少一區段之該等末端的另一者。
53. 如請求項51之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第二部分對向自約5°至約80°的一角度。
54. 如請求項51之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第二部分對向自約5°至約30°的一角度。
55. 如請求項52之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複數個第三部分對向自約5°至約80°的一角度。
56. 如請求項52之管接頭，其中該後壁之該弧形表面之該複 數個第三部分對向自約5°至約30°的一角度。
57. 如請求項35之管接頭，其僅包括圍繞該中央軸末端對末端地結合之該等區段之二者。
58. 如請求項57之管接頭，其中該環形密封墊具有一橢圓形狀。
59. 如請求項57之管接頭，其中該環形密封墊具有一圓形狀。