TWI607172B - 具有不同深度墊片槽之有缺口之凸起部之連接器 - Google Patents

Description

具有不同深度墊片槽之有缺口之凸起部之連接器 相關申請案之交叉參考

本申請案主張2012年9月11日申請之美國臨時專利申請案第61/699,628號及2013年3月12日申請之美國非臨時專利申請案第13/794,930號的優先權，該等專利申請案中每一者之全文係以引用方式併入本文中。

本發明係關於用於以端對端關係接合管元件之機械連接器。

用於端對端地將管元件接合在一起之機械連接器包含可定位成沿圓周環繞經同軸對準之管元件之末端部分的可互連區段。術語「管元件」在本文中用以描述具有類管形式之任何類管物品或組件。管元件包括：管原料；管配件，諸如，彎管、帽蓋及T形管；以及流體控制組件，諸如，閥門、減壓器、過濾器、節流器、壓力調節器及其類似者。

每一機械連接器區段包含具有凸起部之外殼，該等凸起部自該外殼徑向地向內延伸且嚙合(例如)平端管元件之外表面、具有肩部及珠粒之管元件之外表面，或圍繞待接合管元件中每一者而延伸之圓周溝槽之外表面。凸起部與管元件之間的嚙合提供對接頭之機械限制，且確保管元件即使在高內壓及外力下亦保持連接。外殼界定收納環形 墊片或密封件之環狀通道或槽，該環形墊片或密封件通常為彈性體環，其嚙合每一管元件之末端且與區段及管元件合作以提供不透流體密封。區段具有連結構件，該等連結構件通常呈自外殼向外凸起之凸耳的形式。凸耳經調適以收納諸如螺帽及螺栓之扣件，該等扣件可調整式地鎖緊以將區段拉向彼此。

先前技術連接器上之凸起部通常具有弓形表面，該等弓形表面之曲率半徑實質上匹配於意欲嚙合之管元件之外表面的曲率半徑。對於與有溝槽之管元件一起使用之連接器，弓形表面之曲率半徑小於在溝槽外部之管元件之外表面的曲率半徑，使得凸起部配合於溝槽內且嚙合溝槽。

當使用根據先前技術之機械連接器時，以端對端關係緊固管元件之方法包含循序安裝程序。通常，連接器係由技術員收納，其中區段係用螺栓栓在一起且環形墊片被俘獲於區段之通道內。技術員首先藉由鬆掉連接器之螺栓而拆卸連接器、移除環形墊片、潤滑環形墊片(若未被預潤滑)，且圍繞待接合管元件之末端置放環形墊片。環形墊片之安裝常常要求其應被潤滑及拉伸以適應管元件。在環形墊片處於兩個管元件上之適當位置的情況下，接著一次一個地置放區段，該等區段橫跨管元件之末端且抵靠該等末端而俘獲環形墊片。在置放期間，區段嚙合墊片、使凸起部與溝槽對準、將螺栓插入通過凸耳、將螺帽旋擰至螺栓上且進行鎖緊，從而將連接器區段拉向彼此、壓縮墊片且在溝槽內嚙合凸起部。

自先前描述顯而易見，根據先前技術之機械管連接器之安裝要求技術員通常處置至少七個個別零件(且當連接器具有兩個以上區段時處置更多個別零件)，且必須完全地拆卸及重新裝配連接器。若技術員可在不首先完全地拆卸機械管連接器且接著逐件地重新裝配機械 管連接器的情況下安裝機械管連接器，則將節約顯著時間、努力及費用。

圖1展示具有連接器區段13及15之連接器11。該等區段係藉由連結構件17及19而端對端地接合，該等連結構件包括有螺紋之扣件21。區段13及15被展示為彼此以間隔關係支撐於環形墊片23之外表面上，環形墊片23被俘獲於該等區段之間。此組態係可能的，此係因為未變形之環形墊片23之外表面的圓周大於與該環形墊片外表面界接之區段上之表面的圓周之總和。當以此方式支撐區段時，有可能在不拆卸連接器之情況下將管元件插入至區段之間的中心空間25中。然而，對安裝機械連接器之問題的此解決方案存在一些缺點。尤其應注意，在環形墊片23已適當地安置於騎在該環形墊片之至少一部分上之緊密配合區段的墊片槽中之前，該墊片係藉由該區段之幾何形狀而扭曲成卵形形狀。若環形墊片之扭曲度未受到控制，則卵形形狀可在區段13及15之連結構件17與連結構件19之間的區域中引起對該墊片之捏縮及損壞。

清楚地，需要一種管連接器，在運用該管連接器的情況下可控制環形密封件之扭曲以便避免對與其一起使用之環形密封件之損壞，仍亦將允許在不拆卸該連接器之情況下可靠地插入管元件。

本發明係關於一種用於以端對端關係接合管元件之連接器。在一實例實施例中，該連接器包含複數個區段，該複數個區段端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於收納該等管元件之一中心空間。該等區段中至少一者包含一對凸起部，該對凸起部以隔開關係定位於該一個區段之相對側上且延伸朝向該中心軸線。該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙合。該等凸起部中每一者具有面對該中心軸線之一弓形表面。該弓形表面具有自一第一曲 率中心起量測之一第一曲率半徑。一後壁在該等凸起部之間延伸。該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面。該後壁之該弓形表面具有自一第二曲率中心起量測之一第二曲率半徑。該第二曲率中心與該第一曲率中心非重合，如在垂直於該中心軸線之一平面中所量測。

在一實施例中，當對該後壁之該弓形表面上與該第一曲率中心及該第二曲率中心共線之一點進行量測時，該第一曲率中心相比於該第二曲率中心較靠近該後壁之該弓形表面。在另一實施例中，該第一曲率中心及該第二曲率中心與該後壁上之該點沿著一第一線而共線，該第一線經定向成垂直於在該一個區段之一第一末端與該一個區段之一第二末端之間延伸的一第二線。

該第二曲率中心可以自約0.01吋至約0.1吋之一距離而自該第一曲率中心位移，或以約0.02吋至約0.04吋之一距離而自該第一曲率中心位移，或以約0.03吋之一距離而自該第一曲率中心位移。

在根據本發明之該連接器之一特定實例實施例中，僅該等區段中之一第一區段及一第二區段端對端地接合而環繞該中心軸線。在此實例中，該連接器進一步包含定位於該第一區段與該第二區段之間的一環形墊片。該環形墊片以足以將該等管元件插入於該第一區段與該第二區段之間的隔開關係支撐該等區段，且可具有扭曲成一卵形或實質上未扭曲且呈現一圓形形狀之一形狀。該環形墊片之扭曲度係藉由該第一曲率中心及該第二曲率中心之該位移判定。

根據本發明的一種用於以端對端關係接合管元件之連接器之另一實例實施例包含複數個區段，該複數個區段端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於收納該等管元件之一中心空間。在此實例實施例中，該等區段中至少一者包含一對凸起部，該對凸起部以隔開關係定位於該一個區段之相對側上。該等凸起部延伸朝向該中心軸線。該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙 合。該等凸起部中至少一者具有面對該中心軸線之一弓形表面。一後壁在該等凸起部之間延伸。該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面。如沿著自該中心軸線延伸之一徑向凸起線量測的該後壁之該弓形表面與該至少一凸起部之該弓形表面之間的距離在該至少一區段之該等末端之間的中途之一第一點處為一第一值，且在緊接於該至少一區段之該等末端中至少一者之一第二點處為一第二值。該第一值小於該第二值。一環形墊片定位於由該等區段界定之該中心空間內。該環形墊片具有一外圓周，該外圓周之一長度大於該等區段之該等後壁之該等弓形表面的長度之總和。該環形墊片以隔開關係支撐該等區段中至少兩者。

該後壁之該弓形表面與該至少一凸起部之該弓形表面之間的該距離可在該至少一區段之該等末端之間的中途之該第一點處為一最小值，且在該第二點處為一最大值。該第二點可定位於該至少一區段之該至少一末端處。定位於該至少一區段之該等末端中另一者處之一第三點處的該後壁之該弓形表面與該至少一凸起部之該弓形表面之間的該距離可為一第三值，該第三值大致等於該第二值。

在一特定實例實施例中，該後壁之該弓形表面包含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。該第二部分經定位成緊接於該至少一區段之該至少一末端。該第二部分上之任何點相比於該第一部分上之任何點較遠離於該中心軸線。該後壁之該弓形表面可進一步包含具有一彎曲表面之一第三部分。該第三部分經定位成緊接於該至少一區段之該等末端中另一者。該第三部分上之任何點相比於該第一部分上之任何點較遠離於該中心軸線。

該後壁之該弓形表面之該第二部分可對向自約5°至約80°或自約5°至約45°之一角度。該後壁之該弓形表面之該第三部分可對向自約5°至約80°或自約5°至約45°之一角度。

在根據本發明之一連接器之另一實例實施例中，該後壁之該弓形表面包含具有一第一曲率半徑之一第一部分，及具有一無限曲率半徑之一第二部分。該第二部分經定位成緊接於該至少一區段之該至少一末端。該第二部分上之任何點相比於該第一部分上之任何點較遠離於該中心軸線。該後壁之該弓形表面可進一步包含具有一無限曲率半徑之一第三部分。該第三部分上之任何點相比於該第一部分上之任何點較遠離於該中心軸線。該第三部分經定位成緊接於該至少一區段之該等末端中另一者。該後壁之該弓形表面之該第二部分可對向自約5°至約45°或自約5°至約30°之一角度。該後壁之該弓形表面之該第三部分可對向自約5°至約45°或自約5°至約30°之一角度。在另一實例實施例中，該後壁之該弓形表面可進一步包含該後壁之該弓形表面之複數個該等第二部分，該等第二部分中每一者具有無限曲率半徑。另外，該後壁之該弓形表面可進一步包含該後壁之該弓形表面之複數個該等第三部分，該等第三部分各自具有一無限曲率半徑。該後壁之該等弓形表面之該等第三部分經定位成緊接於該至少一區段之該等末端中另一者。該後壁之該弓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°之一角度。該後壁之該弓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°之一角度。

在一實例實施例中，根據本發明之一連接器可僅包含該等區段中之一第一區段及一第二區段，該第一區段及該第二區段端對端地接合而環繞該中心軸線。該連接器可進一步包含定位於該第一區段與該第二區段之間的一環形墊片。該環形墊片以足以將該等管元件插入於該第一區段與該第二區段之間的隔開關係支撐該等區段。該環形墊片可具有一卵形形狀，或該環形墊片可具有一圓形形狀。

10‧‧‧連接器

11‧‧‧連接器

12‧‧‧連接器區段

13‧‧‧連接器區段

14‧‧‧連接器區段

15‧‧‧連接器區段

16‧‧‧中心軸線

17‧‧‧連結構件

18‧‧‧中心空間

19‧‧‧連結構件

20‧‧‧連結構件

21‧‧‧有螺紋之扣件

22‧‧‧連結構件

23‧‧‧環形墊片

24‧‧‧凸耳

25‧‧‧中心空間

26‧‧‧有螺紋之扣件

28‧‧‧凸起部

30‧‧‧凸起部

31‧‧‧缺口

32‧‧‧弓形表面

34‧‧‧曲率半徑

35‧‧‧曲率中心

36‧‧‧側壁

38‧‧‧側壁

40‧‧‧後壁

42‧‧‧墊片槽

43‧‧‧環形墊片

44‧‧‧後壁弓形表面

46‧‧‧曲率半徑

48‧‧‧曲率中心

50‧‧‧平面

52‧‧‧點

54‧‧‧線段/線

55‧‧‧第二線

56‧‧‧末端

58‧‧‧末端

60‧‧‧位移距離

62‧‧‧深度/距離

62a‧‧‧深度

64‧‧‧外表面

66‧‧‧區段

68‧‧‧區段

70‧‧‧徑向凸起線

72‧‧‧點

74‧‧‧點

76‧‧‧第一表面部分

78‧‧‧第一曲率半徑

80‧‧‧第二表面部分

82‧‧‧第二曲率半徑

84‧‧‧角度

86‧‧‧角度

88‧‧‧第三表面部分

90‧‧‧曲率半徑

92‧‧‧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‧‧‧平坦琢面

100a‧‧‧琢面

100b‧‧‧琢面

100c‧‧‧琢面

102‧‧‧角度

104‧‧‧角度

106‧‧‧第三表面部分

108‧‧‧琢面

110‧‧‧角度

112‧‧‧角度

圖1為根據本發明之實例機械管連接器的正視圖； 圖2及圖2A為根據本發明之實例機械管連接器的正視圖；圖3及圖3A為根據本發明之實例機械管連接器之區段的橫截面圖；圖4為以圖3之線4-4截取的實例機械管連接器之區段的橫截面圖；圖5及圖5A為根據本發明之實例機械管連接器之區段的橫截面圖；圖6及圖6A為根據本發明之實例機械管連接器之區段的橫截面圖；及圖7以放大比例尺展示實例區段之部分橫截面圖。

圖2展示根據本發明之連接器10之實例實施例。連接器10包含區段12及14，區段12及14彼此端對端地接合而環繞中心軸線16且界定中心空間18。中心空間18收納待以端對端關係接合之管元件，該等管元件之縱向軸線與中心軸線16實質上對準。區段12及14中每一者在每一末端處具有連結構件20及22。在此實例中，該等連結構件包含凸耳24，凸耳24自區段凸起且收納有螺紋之扣件26。扣件26可調整式地鎖緊以便將區段12及14拉向彼此及中心軸線16，以嚙合管元件且形成接頭。區段12及14以足以准許在不拆卸連接器之情況下將管元件插入至中心空間18中的間隔關係在工廠被預裝配。

如圖4中之橫截面所示，每一區段(區段12被展示)具有一對凸起部28及30，凸起部28及30以隔開關係定位於該區段之相對側上。該等凸起部延伸朝向中心軸線16，且每一凸起部之至少一部分可與一各別管元件嚙合以提供機械嚙合且以端對端關係固持該等管元件。凸起部28及30嚙合管元件之外表面，該外表面可為(例如)平整表面、形成圓周溝槽之表面，或具有隆起肩部或肩部及珠粒之表面。凸起部可具有 經定位成鄰近於連結構件20及22之一或多個缺口31(參見圖2、圖2A、圖3A、圖5A及圖6A)，以促進將管元件插入至中心空間18中，如下文詳細地所描述。如圖3及圖4所示，每一凸起部具有面對中心軸線16之弓形表面32。每一凸起部之弓形表面32具有自該弓形表面之曲率中心35起量測之曲率半徑34。

區段12及14亦具有側壁36及38，凸起部28及30自側壁36及38延伸。側壁36及38附接至後壁40，且該等側壁及該後壁一起界定槽42。槽42收納定位於區段12與區段14(參見圖2)之間的環形墊片43(圖4)以確保不透流體密封。在此實例連接器中，在進行裝配時，正是環形墊片以隔開關係支撐區段12及14。後壁40在凸起部28與凸起部30之間延伸，且如圖3及圖4所示，具有面對中心軸線16之弓形表面44。後壁之弓形表面44具有自該後壁弓形表面之曲率中心48起量測之曲率半徑46。當在經定向成垂直於連接器10之中心軸線16之平面50中進行檢視或量測時，凸起部28及30上之弓形表面32之曲率中心35與後壁40之弓形表面44之曲率中心48非重合。在圖3所示之實例中，當對後壁之弓形表面44上與曲率中心35及48共線之點52進行量測時，曲率中心35相比於後壁之弓形表面44之曲率中心48較靠近後壁40之弓形表面，如由線段54所示。如圖3進一步所示，曲率中心35及48以及後壁弓形表面44上之點52沿著線54而共線，線54經定向成垂直於在區段12及14(僅區段12被展示)之末端56與末端58之間延伸的第二線55。

曲率中心35與曲率中心48之間的位移距離60引起具有不同深度之偏心塑形墊片槽42，其中隨著自區段12之中間沿著後壁前進至末端56抑或末端58，後壁之弓形表面44自真圓(true circle)進一步向外延伸。若自凸起部之弓形表面32至後壁之弓形表面44量測的槽42之深度62在區段之中間處為值「h」，則在區段12之任一末端56、58處之深度62a為大約「h」(62)+位移距離60。深度62可被定義為沿著自中心軸 線16延伸之徑向凸起線量測的凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離。在此實例實施例中，此距離(深度62)自區段12之末端56與末端58之間的點處之值h變化至該區段之每一末端處的點處之較大值h+位移。位於區段之末端處之此增加深度在區段之末端處為墊片提供較多向外徑向空間，該等末端歸因於墊片43及墊片槽42之幾何形狀而通常將接觸該墊片且使其扭曲為不圓，如圖1所示。然而，因為墊片槽42偏心，其中其偏心率h+位移距離在區段12及14之末端56及58處為最大值(且在該等末端之間的中途為最小值「h」)，所以後壁40之弓形表面44與環形墊片43之外表面64之間的接觸可受到控制，且藉此在連接器10經工廠裝配成使得區段12及14以間隔關係支撐於環形墊片43之外表面64上時控制該環形墊片不圓之扭曲度，使得可在不拆卸該連接器之情況下將管元件插入至中心空間18中。有可能以間隔關係支撐區段12及14，此係因為未變形之環形墊片43之外表面64的圓周大於與環形墊片外表面64界接之區段12及14上之弓形表面44的圓周之總和。環形墊片43之扭曲度之範圍可為自提供圖2所示之圓形形狀之實質上無扭曲至如圖1中針對環形墊片23所示之卵形形狀。隨著位移距離60增加，環形墊片之卵形度減低。儘管有可能消除環形墊片之實質上全部扭曲，但對於實務設計，有時有利的是提供受控制之扭曲度。當扭曲度係使得避免環形墊片之捏縮同時維持足夠偏心率，使得環形墊片夾緊管末端中之一者且在管元件插入至中心空間中時將該管末端固持於管元件上時，獲得優點。此優點允許方便地裝配管接頭，此係因為技術員無需在其將第二管元件操縱成與連接器嚙合時將連接器及第一管元件固持在一起。對於適合於具有10吋或更小之標稱外徑之管元件的連接器，約0.01吋至約0.1吋之位移距離60被發現為實務。該位移距離之範圍可進一步為自約0.02吋至約0.04吋，其中約0.03吋之位移距離對於連接器與管元件之一些組合有利。

圖2A及圖3A中有益地展示凸起部28及30中之缺口31之額外實例。諸如31之缺口在管元件與連接器區段12及14之間提供額外間隙，藉此准許將管元件插入至經預裝配之連接器10中，同時允許該等區段在預裝配安裝就緒狀態下較靠近在一起。缺口允許將較短扣件用於較緊致且實務之連接器總成。缺口31可具有弓形表面32之總長度之自約5%至約30%的長度，且有利地鄰近於連結構件20及22而定位於凸起部28及30之一或兩個末端處。當與具有不同深度之墊片槽之連接器10一起使用時，缺口31在與剛性型連接器(圖2)及可撓性型連接器(圖3)兩者一起使用時有效。下文詳細地描述區分剛性連接器與可撓性連接器之特徵。

圖5、圖5A、圖6及圖6A說明各別區段66及68，其中如沿著自中心軸線16延伸之徑向凸起線70所量測，凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離62在區段66及68之末端56與末端58之間的中途之點72處相比於在緊接於該等末端中之一者之點74處較小。

對於圖5所示之區段66，後壁40之弓形表面44包含具有第一曲率半徑78之第一表面部分76，及具有第二曲率半徑82之第二表面部分80，其經定位成緊接於區段66之末端56。第二表面部分80上之任何點相比於第一表面部分76上之任何點較遠離於中心軸線16。因此，凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離62遍及由第一表面部分76對向之角度84相比於遍及由第二表面部分80對向之角度86較小。第二表面部分80可對向自約5°至約80°之角度86。自約5°至約45°之對向角亦實務。

在此實例中，弓形表面44進一步包含位於區段66之相對末端58處之第三表面部分88。第三表面部分88具有曲率半徑90。(第二表面部分80及第三表面部分88之各別曲率半徑82及90可彼此相等。)第三表面部分88上之任何點相比於第一表面部分76上之任何點較遠離於中 心軸線16。因此，凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離62遍及由第一表面部分76對向之角度84相比於遍及由第三表面部分88對向之角度92較小。第三表面部分88可對向自約5°至約80°之角度92。自約5°至約45°之對向角亦實務。

應注意，距離62及曲率半徑之間的差出於清楚起見被誇示。儘管弓形表面32與弓形表面44之間的幾何關係係針對一個區段66上之一個凸起部30予以描述，但應理解，包含連接器之每一區段可在該區段之相對側上具有兩個此類凸起部，如圖4所示，且應理解，兩個凸起部上之弓形表面與後壁之弓形表面之間的幾何關係可相同。如圖5A所示，如上文所描述，缺口31亦可與區段66一起使用，以藉由在管元件與該等區段之末端之間提供間隙而促進在連接器總成處於預裝配狀態下時將管元件插入至連接器總成中。缺口亦提供如先前所觀察的較緊致且實務之連接器總成。

對於圖6所示之區段68，後壁40之弓形表面44包含具有第一曲率半徑96之第一表面部分94，及經定位成緊接於區段66之末端56之第二表面部分98。第二表面部分98具有無限曲率半徑，此意謂該第二表面部分為平坦琢面100。琢面100經配置成使得凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離62遍及由第一表面部分94對向之角度102相比於遍及由為琢面100之第二表面部分98對向之角度104較小。 第二表面部分98可對向自約5°至約45°之角度104。自約5°至約30°之對向角亦實務。

在此實例中，弓形表面44進一步包含位於區段68之相對末端58處之第三表面部分106。在此實例中，第三表面部分106亦具有無限曲率半徑，藉此形成琢面108。琢面108經配置成使得凸起部30之弓形表面32與後壁40之弓形表面44之間的距離62遍及由第一表面部分94對向之角度102相比於遍及由第三表面部分106對向之角度110較小。第三 表面部分106可對向自約5°至約45°之角度110。自約5°至約30°之對向角亦實務。儘管區段68之第二表面部分98及第三表面部分106各自被展示為由單一琢面100及108形成，但有利的是緊接於區段68之每一末端形成複數個琢面。圖7中以放大比例尺展示此多琢面化結構之實例，其中區段68之表面44包含複數個第二表面部分98a、98b、98c，其各自具有一無限曲率半徑且形成各別琢面100a、100b、100c。複數個表面部分98a、98b、98c可對向自約5°至約80°之角度112。自約5°至約30°之對向角亦實務。

應注意，距離62出於清楚起見而被誇示。儘管弓形表面32與弓形表面44之間的幾何關係係針對一個區段68上之一個凸起部30予以描述，但應理解，包含連接器之每一區段可在該區段之相對側上具有兩個此類凸起部，如圖4所示，且應理解，兩個凸起部上之弓形表面與後壁之弓形表面之間的幾何關係可相同。如圖6A所示，如上文所描述，缺口31亦可與區段68一起使用，以藉由在管元件與該等區段之末端之間提供間隙而促進在連接器總成處於預裝配狀態下時將管元件插入至連接器總成中。缺口亦提供如先前所觀察的較緊致且實務之連接器總成。

允許環形墊片之扭曲度受到控制的具有不同深度之墊片槽相比於具有深度恆定之槽的先前技術連接器區段提供若干優點。當連接器被工廠裝配時，墊片可具有在卵形與圓形之間的受控制形狀。選擇環形墊片具有較少扭曲之組態意謂：當管元件插入至中心空間中時，其將較均一地嚙合該墊片內之管擋板，藉此增進管元件在連接器中之適當安置。此外，對於具有較少扭曲之環形墊片，存在使墊片在連接器區段之末端之間捏縮的較少可能性。然而，對環形墊片之形狀誘發某合理扭曲度會允許其在裝配期間夾緊及固持至管元件上，此情形對於技術員有利。

上文所描述且本文所主張的具有不同深度之墊片槽適用於剛性連接器及可撓性連接器兩者。剛性連接器有利地與有圓周溝槽之管元件一起使用。剛性連接器之區段具有界接表面，該等界接表面相對於彼此具有相對角定向。當將此類區段接合在一起之扣件被鎖緊時，一個區段上之界接表面接觸其在配合區段上之對應物表面，且該等區段被迫使相對於彼此在相對方向上圍繞垂直軸線而旋轉。此情形造成凸起部嚙合管元件中之圓周溝槽之側壁且將其鎖定於適當位置，以便提供對施加至接頭之外部彎曲力及扭力之顯著抵抗，藉此限制管元件之相對偏轉。本文在圖1、圖2、圖5及圖6中展示剛性連接器之實例。美國專利第4,611,839號及美國專利第4,639,020號中揭示剛性連接器，該兩個專利係特此以引用方式併入。

在可撓性連接器中，區段之間的界接表面不成角度，且當其彼此嚙合時，其不會造成區段之任何相對旋轉。因此，凸起部歸因於引起更具可撓性之接頭的區段之扭轉動作而不會嚙合圓周溝槽之側壁，其中對於相同外加負載，管元件以彎曲、扭轉及軸向形式之相對偏轉相比於針對剛性接頭(上文所描述)之情形較大。圖3展示實例可撓性連接器。

上文所描述且本文所主張的具有不同深度之墊片槽亦適用於配接器連接器，該等配接器連接器准許以端對端關係連接具有不同標稱大小之管元件。在配接器連接器中，每一區段具有經匹配以配合及嚙合不同大小管元件的具有不同曲率半徑之凸起部。美國專利第3,680,894號及美國專利第4,896,902號中揭示用以連接有溝槽之管元件的配接器連接器之實例，該兩個專利係特此以引用方式併入本文中。

根據本發明之管連接器准許將非變形連接器用作安裝就緒連接器且需要較少能量進行安裝，此係因為在實現管接頭時無需花費顯著 能量來使連接器變形。此情形在運用手工工具來手動地形成接頭時對應於較低疲勞，以及在使用無線電動工具時對應於較少電池更換。

11‧‧‧連接器

13‧‧‧連接器區段

15‧‧‧連接器區段

17‧‧‧連結構件

19‧‧‧連結構件

21‧‧‧有螺紋之扣件

23‧‧‧環形墊片

25‧‧‧中心空間

Claims (42)

1. 一種用於以端對端關係接合管元件之連接器，該連接器包含：第一及第二區段，其端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於收納該等管元件之一中心空間，該等區段中之每一者界定一偏心塑形墊片槽，該等區段各包含：第一及第二凸起部，各以隔開關係定位於該一個區段之相對側上且延伸朝向該中心軸線，該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙合，該等凸起部中每一者具有第一及第二缺口，其分別位於相對端，該凸起部之每一者具有面對該中心軸線之一弓形表面；一後壁，其在該第一及第二凸起部之間延伸且相對於該凸起部偏心，可由該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面顯示出，介於該後壁之弓形表面與該凸起部之弓形表面之間之距離，在由沿著該中心軸延伸之徑向凸起之線量測，在該區段端部間之中途之點稱為第一值，介於該後壁之弓形表面與該凸起部至少一者之弓形表面之間之距離在接近每一區段之端部之點係第二值，且介於該後壁之弓形表面與該凸起部至少一者之弓形表面之間之距離在接近該每一區段之相對端之點係第三值，該第一值小於該第二值與該第三值；及定位於該中心空間中一環形墊片，該環形墊片具有一外圓周，該外圓周之一長度大於該第一區段及該第二區段之該等後壁之該等弓形表面的長度之總和，該環形墊片以隔開關係支撐該第一區段及該第二區段，該偏心塑形墊片槽控制該環形墊片不圓之扭曲度。
2. 如請求項1之連接器，其中該距離在該等區段端部間中途之第一 點係最小值。
3. 如請求項2之連接器，其中該距離在該第二點係最小值，該第二點係位於該各區段端部至少一者。
4. 如請求項3之連接器，其中該第三值大約相等於該第二值。
5. 如請求項1之連接器，僅包括端對端接合而環繞該中心軸線之該區段之第一及第二者。
6. 如請求項5之連接器，其中該環形墊片具有一卵形形狀。
7. 如請求項5之連接器，其中該環形墊片具有一圓形形狀。
8. 一種用於以端對端關係接合管元件之連接器，該連接器包含：第一區段及第二區段，其端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於收納該等管元件之一中心空間，該等區段中每一者界定一偏心塑形墊片槽，該等區段各包含：第一凸起部及第二凸起部，其各自以隔開關係定位於該區段之相對側上且延伸朝向該中心軸線，該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙合，該等凸起部各分別具有第一及第二凹口，位於其相對端部，每一該凸起部具有面對該中心軸線之一弓形表面，每一該弓形表面具有自一第一曲率中心起量測之一第一曲率半徑；一後壁，其在該第一凸起部與該第二凸起部之間延伸且相對於該凸起部偏心，可由該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面顯示出，該後壁之該弓形表面具有自一第二曲率中心起量測之一第二曲率半徑，該第二曲率中心與該第一曲率中心非重合，如在垂直於該中心軸線之一平面中所量測，使得在該後壁之弓形表面與該凸起部之弓形表面之間之距離，在由沿著該中心軸延伸之徑向凸起之線量測，在該區段端部間之中途之第一點稱為第一值，介於該後壁之弓形表面與該凸起部之弓形表面 之間之距離在接近每一區段之端部之點係第二值，且介於該後壁之弓形表面與該凸起部之弓形表面之間之距離在接近該每一區段之另一端之點係第三值，該第一值小於該第二值與該第三值。
9. 如請求項8之連接器，其中，對於該等區段中每一者上之該等凸起部中每一者，如在該平面中所量測，當對該後壁之該弓形表面上與該第一曲率中心及該第二曲率中心共線之一點進行量測時，該第一曲率中心相比於該第二曲率中心較靠近該後壁之該弓形表面。
10. 如請求項9之連接器，其中，對於該第一區段且對於該第一區段上之該等凸起部中每一者，該第一曲率中心及該第二曲率中心與該後壁上之該點沿著一第一線而共線，該第一線經定向成垂直於在該第一區段之一第一末端與該第一區段之一第二末端之間延伸的一第二線。
11. 如請求項10之連接器，其中，對於該第二區段且對於該第二區段上之該等凸起部中每一者，該第一曲率中心及該第二曲率中心與該後壁上之該點沿著一第一線而共線，該第一線經定向成垂直於在該第二區段之一第一末端與該第二區段之一第二末端之間延伸的一第二線。
12. 如請求項11之連接器，其中，對於該等區段中每一者上之該等凸起部中每一者，該第二曲率中心以自約0.01吋至約0.1吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
13. 如請求項11之連接器，其中，對於該等區段中每一者上之該等凸起部中每一者，該第二曲率中心以約0.02吋至約0.04吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
14. 如請求項11之連接器，其中，對於該等區段中每一者上之該等凸 起部中每一者，該第二曲率中心以約0.03吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
15. 如請求項11之連接器，其進一步包含定位於該第一區段與該第二區段之間的一環形墊片，該環形墊片以足以將該等管元件插入於該第一區段與該第二區段之間的隔開關係支撐該等區段，該偏心塑形墊片槽控制該環形墊片不圓之扭曲度。
16. 如請求項15之連接器，其中該環形墊片具有一卵形形狀。
17. 如請求項15之連接器，其中該環形墊片具有一圓形形狀。
18. 一種用於以端對端關係接合管元件之連接器，該連接器包含：複數個區段，其端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於收納該等管元件之一中心空間，該等區段中之至少一者界定一偏心塑形墊片槽，該至少一區段包含：一對凸起部，其以隔開關係定位於該區段之相對側上且延伸朝向該中心軸線，該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙合，該等凸起部各分別具有面對該中心軸線之弓形表面，該等凸起部各具有第一及第二凹口，位於其相對端部，該弓形表面具有自一第一曲率中心起量測之一第一曲率半徑；一後壁，其在該等凸起部之間延伸且相對於該凸起部偏心，可由該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面顯示出，該後壁之該弓形表面具有自一第二曲率中心起量測之一第二曲率半徑，該第二曲率中心與該第一曲率中心非重合，如在垂直於該中心軸線之一平面中所量測，使得在該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表面之間之距離，在由沿著該中心軸延伸之徑向凸起之線量測，在該至少一區段端部間之中途之第一點稱為第一值，介於該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表 面之間之距離在接近該至少一區段之至少一端部之第二點係第二值，且介於該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表面之間之距離在接近該至少一區段之另一端之第三點係第三值，該第一值小於該第二值與該第三值。
19. 如請求項18之連接器，其中當對該後壁之該弓形表面上與該第一曲率中心及該第二曲率中心共線之一點進行量測時，該第一曲率中心相比於該第二曲率中心較靠近該後壁之該弓形表面。
20. 如請求項19之連接器，其中該第一曲率中心及該第二曲率中心與該後壁上之該點沿著一第一線而共線，該第一線經定向成垂直於在該一個區段之一第一末端與該一個區段之一第二末端之間延伸的一第二線。
21. 如請求項20之連接器，其中該第二曲率中心以自約0.01吋至約0.1吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
22. 如請求項20之連接器，其中該第二曲率中心以約0.02吋至約0.04吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
23. 如請求項20之連接器，其中該第二曲率中心以約0.03吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
24. 如請求項20之連接器，定位於該中心空間中一環形墊片，該環形墊片具有一外圓周，該外圓周之一長度大於該第一區段及該第二區段之該等後壁之該等弓形表面的長度之總和，該環形墊片以隔開關係支撐該第一區段及該第二區段，該偏心塑形墊片槽控制該環形墊片不圓之扭曲度。
25. 如請求項24之連接器，其中該環形墊片具有一卵形形狀。
26. 如請求項24之連接器，其中該環形墊片具有一圓形形狀。
27. 一種用於以端對端關係接合管元件之連接器，該連接器包含：複數個區段，其端對端地接合而環繞一中心軸線且界定用於 收納該等管元件之一中心空間，該區段中之一者界定一偏心塑形墊片槽，該至少一區段包含：一對凸起部，以隔開關係定位於該一個區段之相對側上且延伸朝向該中心軸線，該等凸起部中每一者之至少一部分可與該等管元件中之一各別管元件嚙合，該凸起部之至少一者具有面對該中心軸線之一弓形表面；一後壁，其在該等凸起部之間延伸且相對於該至少一凸起部偏心，可由該後壁具有面對該中心軸線之一弓形表面顯示出，介於該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表面之間之距離，在由沿著該中心軸延伸之徑向凸起之線量測，在該至少一區段端部間之中途之第一點稱為第一值，介於該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表面之間之距離在接近該至少一區段之端部之一第二點係第二值，且介於該後壁之弓形表面與該至少一凸起部之弓形表面之間之距離在接近該至少一區段之至少另一端部之一第三點係第三值，該第一值小於該第二值與該第三值；及定位於該中心空間中一環形墊片，該環形墊片具有一外圓周，該外圓周之一長度大於該等區段之該等後壁之該等弓形表面的長度之總和，該環形墊片以隔開關係支撐該等區段之至少二者，該偏心塑形墊片槽控制該環形墊片不圓之扭曲度。
28. 如請求項27之連接器，其中該距離在該至少一區段之該等末端之間的中途之該第一點處為一最小值。
29. 如請求項28之連接器，其中該距離在該第二點處為一最大值，該第二點定位於該至少一區段之該至少一末端處。
30. 如請求項29之連接器，其中該第三值大致等於該第二值。
31. 如請求項27之連接器，其僅包含該等區段中之一第一區段及一 第二區段，該第一區段及該第二區段端對端地接合而環繞該中心軸線。
32. 如請求項31之連接器，其中該環形墊片具有一卵形形狀。
33. 如請求項31之連接器，其中該環形墊片具有一圓形形狀。
34. 如請求項27之連接器，其中該至少一凸起部之該弓形表面具有自一第一曲率中心起量測之一第一曲率半徑；該後壁之該弓形表面具有自一第二曲率中心起量測之一第二曲率半徑，該第二曲率中心與該第一曲率中心非重合，如在垂直於該中心軸線之一平面中所量測。
35. 如請求項34之連接器，其中當對該後壁之該弓形表面上與該第一曲率中心及該第二曲率中心共線之一點進行量測時，該第一曲率中心相比於該第二曲率中心較靠近該後壁之該弓形表面。
36. 如請求項35之連接器，其中該第一曲率中心及該第二曲率中心與該後壁上之該點沿著一第一線而共線，該第一線經定向成垂直於在該一個區段之一第一末端與該一個區段之一第二末端之間延伸的一第二線。
37. 如請求項36之連接器，其中該第二曲率中心以自約0.01吋至約0.1吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
38. 如請求項36之連接器，其中該第二曲率中心以約0.02吋至約0.04吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
39. 如請求項36之連接器，其中該第二曲率中心以約0.03吋之一距離而自該第一曲率中心位移。
40. 如請求項36之連接器，其僅包含該等區段中之一第一區段及一第二區段，該第一區段及該第二區段端對端地接合而環繞該中心軸線。
41. 如請求項40之連接器，其中該環形墊片具有一卵形形狀。
42. 如請求項40之連接器，其中該環形墊片具有一圓形形狀。