專利名稱：具有間隔件的機(jī)械的管耦接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械的管耦接件，耦接件具有利用間隔件保持間隔關(guān)系的分段。
背景技術(shù)：
用于端對端連接管件的機(jī)械耦接件包括沿圓周圍繞同軸對準(zhǔn)的管件端部的互相分段。文中“管件”一詞用于代表任何的管狀物體或具有管形式的構(gòu)件。管件包括管道備品，管道耦接件，如彎頭，封閉蓋和三通管；以及流體控制元件，如閥門，減壓器，過濾器，限流器，壓力調(diào)節(jié)器和類似器件。
各機(jī)械分段包括具有弧形表面的外殼，弧形表面從外殼徑向向內(nèi)突出，可與平端的管件接合或與圍繞進(jìn)行連接的各管件延伸的圓周槽接合?；⌒伪砻婧凸芗g的接合提供了對接頭的機(jī)械拘束，使得管件保持連接，即使在內(nèi)部壓力和外部壓力很高的情況下。外殼上形成可容納墊圈或密封件的環(huán)形槽，密封件一般是彈性環(huán)件，可與各管件的端部接合并與分段配合提供流體密封。各分段設(shè)有連接件，一般具有從外殼向外突出的突起的形式。突起適合容納固定件，如螺帽和螺栓，可調(diào)節(jié)拉緊程度地互相拉近分段。
為了保證耦接件和管件之間有良好配合，現(xiàn)有技術(shù)的耦接件的弧形表面的曲率半徑基本上等于進(jìn)行接合的管件外表面的曲率半徑。對于與帶槽管件接合的耦接件，弧形表面的曲率半徑小于管件的槽外面的外表面的曲率半徑，以使弧形表面適當(dāng)?shù)嘏浜喜⑴c槽接合。
當(dāng)使用機(jī)械耦接件時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)耦接件中的耦接件的弧形表面和管件外表面的幾何關(guān)系導(dǎo)致了令人厭煩的和耗時(shí)的安裝工藝。通常，技術(shù)人員手中的耦接件的分段用螺栓連接到一起，環(huán)形密封件容納于分段的槽中。技術(shù)人員首先通過取下螺栓拆開耦接件，取出環(huán)形密封件，進(jìn)行潤滑(如果未預(yù)先潤滑)，使密封件圍繞進(jìn)行連接的管件的端部。安裝環(huán)形密封件要求進(jìn)行潤滑和拉伸以便容納管件，這通常是困難和骯臟的工作，因?yàn)榄h(huán)形密封件通常很硬，潤滑劑使得難以手工操作密封件。當(dāng)環(huán)形密封件位于兩個(gè)管件的適當(dāng)位置時(shí)，然后分段跨過管件的端部，將分段放置到管件上，與環(huán)形密封件對接。在設(shè)置期間，分段接合密封件，弧形表面對準(zhǔn)可能設(shè)置的槽，或?qū)?zhǔn)管件的外表面上的對正標(biāo)記，使螺栓穿過突起，螺帽螺紋連接到螺栓并擰緊，互相拉近分段，壓迫密封件并使弧形表面接合到槽內(nèi)。
如前面所證明的，安裝根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械的管耦接件要求技術(shù)人員一般處理至少七個(gè)零件(當(dāng)耦接件具有兩個(gè)以上的分段時(shí)，零件數(shù)更多)，必須完全拆卸然后再安裝耦接件。如果技術(shù)人員安裝機(jī)械的管耦接件能夠無需首先全部拆卸然后再一件一件地安裝的話，將節(jié)約大量的時(shí)間，勞動(dòng)和費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種管耦接件，可定位跨過一對管件的互相面對的端部，以端對端固定管件到一起。管件的端部具有基本為圓柱型式的外表面。管耦接件包括多個(gè)分段。各分段具有一對弧形表面，適于與管件的圓柱型式外表面對接。弧形表面縱長地互相間隔開。各分段具有連接件，可調(diào)節(jié)地連接一個(gè)分段到另一個(gè)。
間隔件設(shè)置在分段之間。間隔件保持分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系，所述間隔關(guān)系足以使管件的端部以端對端關(guān)系插入分段之間。連接件可調(diào)節(jié)拉緊程度地拉近分段。間隔件設(shè)置成，當(dāng)管件的端部以端對端關(guān)系插入分段之間時(shí)，拉緊連接件可使得弧形表面與管件的外表面接合。
在一實(shí)施例，間隔件設(shè)置成可在施加預(yù)定的由拉近連接件產(chǎn)生的壓力時(shí)塌縮。間隔件的塌縮允許弧形表面接合管件的外表面。
可塌縮的間隔件優(yōu)選包括位于連接件之間的管狀件。管狀件具有圓形截面，可用聚合物材料制造。也可以采用重量輕的金屬管。管狀件可以是波紋狀的或帶有壓痕，以便在拉緊連接件時(shí)幫助管狀件塌縮。
在另一實(shí)施例中，間隔件設(shè)置成可從分段之間取出。取出間隔件令拉緊連接件使弧形表面接合管件外表面?？扇〕龅拈g隔件優(yōu)選具有塊狀體的形式，其位于連接件之間。塊狀體可釋放地連接到一個(gè)耦接件。
在特定實(shí)施例中，分段的弧形表面的對向角小于180度，其曲率半徑大于管件的外表面的曲率半徑。在連接件可調(diào)節(jié)地拉緊時(shí)分段變形，使得弧形表面的曲率與管件的外表面的曲率一致。
在另一實(shí)施例中，弧形表面從分段沿徑向向內(nèi)突出。在各弧形表面形成一對槽，其靠近分段的各端部。槽提供了間隙，當(dāng)分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系時(shí)，供插入管件的端部到分段之間。
在又一實(shí)施例中，分段既不能夠變形也沒有間隙槽，耦接件使用間隔件以允許管件插入預(yù)先組裝狀態(tài)下的分開的分段之間。


圖1到1B是根據(jù)本發(fā)明的可變形的機(jī)械的管耦接件的縱向截面圖；圖2和3是圖1所示管耦接件的部分截面圖；圖4和圖5是用于根據(jù)本發(fā)明的管耦接件的密封件的部分剖開的透視圖；圖6，7和8是根據(jù)本發(fā)明的各種管耦接件實(shí)施例的軸向視圖；圖7A和9-13是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的縱向截面圖；
圖14是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件的透視圖；圖15是圖14所示的管耦接件的側(cè)視圖；圖16是沿圖14的剖面16-16的截面圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的部分剖開的軸向視圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的軸向視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的軸向視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的部分剖開的軸向視圖；圖21是圖20所示的管耦接件的部分截面圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的部分剖開的軸向視圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的軸向視圖；圖24-26是根據(jù)本發(fā)明的管耦接件實(shí)施例的軸向視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和2顯示了根據(jù)本發(fā)明的管耦接件10。耦接件10由分段12，14組成，分段可互相連接，跨過管件16，18的端部16a，18a，端對端連接管件到一起。管件的端部具有各自的基本為圓柱型式的外表面20，22。
分段12，14的互相連接通過連接件來實(shí)現(xiàn)，連接件優(yōu)選具有突起24，26的形式，如圖2清楚顯示。突起優(yōu)選位于各分段的各端部，從分段向外突出。突起24，26互相面對并可容納固定件，固定件優(yōu)選具有螺栓28和螺帽30的形式，其可調(diào)節(jié)地拉緊，可與突起24，26配合可調(diào)節(jié)地耦接分段，如下面進(jìn)行的詳細(xì)討論。
如圖1清楚地顯示，各分段12，14包括一對弧形表面32，34?；⌒伪砻婊ハ嚅g隔開，優(yōu)選朝管件16，18沿徑向向內(nèi)突出。該表面從外殼36延伸，外殼具有連接到后壁40的側(cè)壁38，后壁和側(cè)壁形成可容納密封件44的通道42。
密封件44的示例顯示于圖4和5。密封件44優(yōu)選是可變形的彈性環(huán)件，用彈性材料制成。密封件設(shè)有唇部46，利用管件內(nèi)的內(nèi)壓力提高密封件和管件16，18的外表面20，22之間的密封作用力。如圖5所示，密封件44還具有舌部48。舌部48位于唇部46之間，舌部繞密封件沿圓周面延伸并沿徑向向內(nèi)突出。舌部48提供了止動(dòng)面，止動(dòng)面可與管件16，18的端部結(jié)合，保證密封件44相對管件適當(dāng)定位，如下面的詳細(xì)介紹。管件與舌部48的接合還可實(shí)現(xiàn)弧形表面與槽(如果設(shè)置的話)的對準(zhǔn)，或與管件的外表面上的對正標(biāo)記對準(zhǔn)。
如圖2所示，弧形表面32，34的曲率半徑50大于管件16，18的外表面20，22的曲率半徑52。此外，弧形表面32的對向角54小于180度。角度54可在大約40度到大約179度之間。出于這樣的弧形表面幾何結(jié)構(gòu)，分段12，14可預(yù)先組裝成互相分隔開，使得管件16，18可直接插入耦接件10中，如圖1所示，無需首先拆卸耦接件。這個(gè)特點(diǎn)提供了與現(xiàn)有技術(shù)耦接件相比很大的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的耦接件必須一件一件地安裝到管件端部上。與現(xiàn)有技術(shù)的耦接件相比，將管件端部連接到根據(jù)本發(fā)明的耦接件10進(jìn)行的更平滑和更快速，因?yàn)榧夹g(shù)人員處理更少的零件，不必將螺帽擰到螺栓上。在圖1所示的實(shí)施例中，密封件44具有外徑56，其尺寸可保持分段12，14互相間隔開，間隔尺寸允許管件端部插入，如上面的介紹。通過推動(dòng)管件上的耦接件或通過插入管件到耦接件中，密封件的內(nèi)徑58的尺寸可容納管件的端部16a，18a。下面將介紹具有不同的使分段分隔開的特征的其他實(shí)施例。
在如圖1A所示將管件16，18插入耦接件10之后，旋緊螺帽30(還是參考圖2)。螺帽30與其螺栓28配合將分段12上的弧形表面32，34朝分段14上的弧形表面拉近。旋緊螺帽向突起24，26施加壓力，導(dǎo)致分段12，14變形，使得弧形表面32，34的曲率半徑50基本與管件16，18的曲率半徑52一致。通過比較圖2和圖3，及比較圖1A和圖1B，顯示出這個(gè)作用，當(dāng)弧形表面與管件端部的外表面接合時(shí)，弧形表面和管外徑之間的間隙60消失。分段12，14的變形優(yōu)選基本為彈性，當(dāng)松開螺帽30時(shí)，允許分段基本上回彈到原來的形狀，因此允許耦接件10通過文中介紹的本發(fā)明的方式重復(fù)使用。分段還可設(shè)計(jì)成具有相當(dāng)大的塑性變形，其中變形使分段產(chǎn)生永久變形。
對于實(shí)際的耦接件，通過安裝耦接件到管狀件和旋緊固定件，分段一般會(huì)存在一定程度的塑性和彈性變形。此外，當(dāng)分段12和14處于未變形的狀態(tài)時(shí)(見圖2)，突起24，26可互相傾斜。相對角度62達(dá)到大約10度是實(shí)際的。如圖3所示，當(dāng)分段變形時(shí)，突起24，26的相對傾斜角度可減少，幾何形狀可設(shè)計(jì)成，一旦弧形表面32，34基本符合管件外表面20，22時(shí)，使得突起基本互相平行。這樣是優(yōu)選的，因?yàn)楫?dāng)充分旋緊時(shí)，螺栓頭和螺帽基本上平面接觸突起，從而避免了螺栓產(chǎn)生彎矩，否則彎矩可造成螺栓永久變形。密封件44也在這個(gè)過程中變形，如圖1B所示，唇部46完全接合管件外表面20，22。因?yàn)槊芊饧?4基本上是不可塌縮的，必須向密封件提供當(dāng)受到分段塌縮時(shí)密封件擴(kuò)展的空間。該空間由位于側(cè)壁38之間的后壁40的凹面64提供。凹面64實(shí)際上可具有任何實(shí)際形狀，允許當(dāng)受熱或暴露于流體時(shí)密封件出現(xiàn)體積變化，因此使得密封件的變形更均勻地分布到整個(gè)圓周面，并減少了密封件從分段的突起之間向外擠出的傾向。凹面還可防止舌部48，如果存在的話，進(jìn)入管件的端部之間，阻擋流體通過。
如圖2和3所示，對于預(yù)先組裝的耦接件10，優(yōu)選保持螺帽30于螺栓28上的位置，這將保持分段12，14于希望的間隔關(guān)系，該間隔由分段和密封件44之間的接觸確定。這可通過變形螺栓28的螺紋29，優(yōu)選是通過鑿擊(striking)，方便地實(shí)現(xiàn)。鑿擊螺栓可阻止螺帽的轉(zhuǎn)動(dòng)，防止螺帽在振動(dòng)作用下從螺栓脫開，例如在運(yùn)輸期間，并保持耦接件處于預(yù)先組裝的狀態(tài)，安裝之前所有的零件都在一起。當(dāng)用扳手旋緊螺帽時(shí)很容易克服鑿痕。
分段的彎曲勁度可進(jìn)行調(diào)節(jié)以控制分段變形所需力的數(shù)量，以減少所要求的安裝扭矩和減少螺帽和突起之間的摩擦。如圖6所示，可通過減少分段的慣性矩區(qū)域在分段12，14的外殼36形成提高彎曲柔性的部分66。該減少優(yōu)選通過在后壁40和弧形表面32，34，或其中任一個(gè)，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)切口68來實(shí)現(xiàn)。
或者，如圖7所示，分段可具有包括向內(nèi)突出齒69的弧形表面32，34(未顯示)。齒69接合管件的外表面提供機(jī)械約束，在用于平端管件時(shí)尤其有優(yōu)越性。齒69基本上是連續(xù)的，如分段14所示，或是間斷的，如分段12所示。最適合小耦接件的單個(gè)齒也可采用。如圖7A所示，齒69還可成對設(shè)置于分段的相對側(cè)，以提高耦接件提供的機(jī)械約束。
盡管上面介紹的根據(jù)本發(fā)明的耦接件包括兩個(gè)分段，但這只是示例。帶有多于兩個(gè)分段的耦接件也是可行的，這尤其適合較大直徑的管件，因?yàn)橹圃斐杀据^低，減少分段的尺寸在經(jīng)濟(jì)成本上具有優(yōu)勢。另外的優(yōu)點(diǎn)是突起之間的間隔減少了，要求螺帽較少的圈數(shù)和較短的螺栓。安裝時(shí)可使用標(biāo)準(zhǔn)深度的套筒。圖8顯示了耦接件實(shí)施例72，其具有類似上面介紹的4個(gè)分段74。
到目前所介紹的耦接件中，所有的弧形表面具有基本相同的曲率半徑。因此這樣的結(jié)構(gòu)適合于連接具有基本相同的直徑的管件，圖9顯示了用于連接具有不同直徑管件的管耦接件實(shí)施例76。耦接件76由兩個(gè)分段78，80構(gòu)成(雖然可具有不止兩個(gè)分段)。各分段具有第一弧形表面82，其具有第一曲率半徑84，和第二弧形表面86，具有第二曲率半徑88，第二曲率半徑小于第一曲率半徑84。這使得耦接件76可連接具有較大直徑的管件90到具有較小直徑的管件92。類似于上面介紹的耦接件，曲率半徑84大于管件的外表面的曲率半徑90，曲率半徑88大于管件92的曲率半徑。這樣的幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系使得管件90，92可插入預(yù)先組裝的耦接件76，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)弧形表面接合管件時(shí)，分段78，80當(dāng)可調(diào)節(jié)的連接件施加力時(shí)可變形，以使曲率半徑與管件外表面的一致。
在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖10所示，耦接件10的向內(nèi)突出的弧形表面32，34與管件端部16a，18a的外表面20，22形成的槽94接合。弧形表面32，34和其對應(yīng)的槽94的相互作用使耦接件可提供較高的端部約束，以抵抗內(nèi)部壓力或外部載荷造成的作用力。為了得到較高的端部約束，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)施加第二組弧形表面是有效的，第二組弧形表面與管件的第二組槽相作用。該實(shí)施例在圖11顯示，其中耦接件96包括分段98，100，各分段具有兩對從分段向內(nèi)突出的弧形表面102，104?；⌒伪砻鎸臼瞧叫械暮突ハ嚅g隔開，與連接到一起的管件108，110的表面形成的成對槽106接合。
在另一實(shí)施例中，如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明的耦接件，如耦接件10，可用于管件112和114，管件設(shè)有突出的圓周肩部116，可與分段12，14的弧形表面32，34接合?；蛘?，如圖13所示，根據(jù)本發(fā)明的耦接件118設(shè)有分段120，122，分段具有各自的弧形表面124，126，耦接件用于帶有外展端部132，134的管件128，130。注意到在圖9-13所示的示例性實(shí)施例中，密封件44設(shè)有舌部48，其有效地用于當(dāng)插入時(shí)定位管件端部于耦接件中，舌部用作管件的止動(dòng)件，幫助定位管件端部于耦接件內(nèi)的適當(dāng)深度。
圖1 4顯示了另一耦接件實(shí)施例136。耦接件136包括兩個(gè)分段138，140，突起142，144從分段延伸，突起結(jié)合固定件146用作連接件，可調(diào)節(jié)地連接一個(gè)分段到另一個(gè)。如上面所介紹的，各分段具有一對弧形表面148，150，優(yōu)選從分段向內(nèi)沿徑向突出?；⌒伪砻娴膶ο蚪嵌?52小于180度。曲率半徑154大于耦接件連接的管件的曲率半徑。防轉(zhuǎn)動(dòng)齒70位于弧形表面附近，沿徑向向內(nèi)突出，與管件接合并提供另外的抗扭剛度。
如圖14清楚所示，各分段138，140具有一對傾斜的表面部分156，158，位于各突起142，144的附近。如圖所示，各分段的表面部分156的斜面相反于表面部分158的斜面(兩個(gè)表面還可以沿相同方向傾斜)。分段的表面之間相反的傾斜關(guān)系導(dǎo)致了具有相容斜率的表面在預(yù)先組裝的耦接件中互相面對，如圖15所示。當(dāng)固定件146旋緊時(shí)，弧形表面與管件的外表面的形狀一致，各分段的傾斜的表面部分156，158互相接合和相對滑動(dòng)，使得分段拉近，并繞基本正交于進(jìn)行連接的管件軸線的軸線160沿相反方向相對轉(zhuǎn)動(dòng)。分段138，140的移動(dòng)使得弧形表面148，150與管件的槽接合，并增加了接頭所有軸向的剛性，如前面所介紹的。對于具有相同斜面的表面部分的分段，耦接件通過類似動(dòng)作在管件上沿相反方向相對移動(dòng)。
如圖16的截面圖所示，分段138和140形成耦接件，耦接件具有由外殼164形成的凹槽162。外殼由后壁166和側(cè)壁168形成，并可容納密封件70，密封件的尺寸定位分段138，140成間隔開關(guān)系，允許管件插入預(yù)先組裝的耦接件，如圖14所示。凹面172設(shè)置在后壁，提供了密封件受熱或暴露于流體時(shí)進(jìn)行體積變化的空間，并可防止密封件受壓使舌部48從管件端部之間壓出，阻擋流體通過。
在另一耦接件實(shí)施例中，如圖17所示，耦接件174還包括至少兩個(gè)分段176，178，其具有如上所述的向內(nèi)突出的弧形表面180?；⌒伪砻?80設(shè)有位于其兩端的槽182，184。槽182和184在耦接件的三點(diǎn)鐘位置和九點(diǎn)鐘位置提供了間隙，在這些位置尤其需要間隙以允許管件插入預(yù)先組裝的耦接件174。在這些位置提供增大的間隙使得分段176，178在預(yù)先組裝的結(jié)構(gòu)中的間隔比弧形表面各端部沒有間隙的情況更接近。通過使預(yù)先組裝的耦接件的分段更接近，減少了使弧形表面與管件外表面形狀一致所要求的變形量，從而使旋緊固定件所需的能量減少。
圖18顯示了另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的耦接件實(shí)施例192。耦接件192包括圍繞中間的空間196的弧形帶194。帶194具有相對的端部198，200，端部設(shè)置成互相面對。端部198，200在預(yù)先組裝的耦接件中互相間隔開，并設(shè)有固定其上的連接件，其優(yōu)選具有突出的突起202，204的形式，適于容納固定件，如螺栓206和螺帽208。螺帽和螺栓與突起結(jié)合可使帶194變形，在管件插入中間的空間196后，使端部198，200拉近，形成端對端連接。帶194具有一對弧形表面210，在圖中只能看到一個(gè)。圖10所示和上面介紹的縱長地互相間隔開的弧形表面是另外的實(shí)施例。弧形表面210具有比進(jìn)行連接的管件端部的外表面更大的曲率半徑。這樣的幾何結(jié)構(gòu)以及端部198，200的分隔允許管件插入中間的空間196。當(dāng)旋緊螺帽208可使帶194變形，使得弧形表面210的曲率半徑與進(jìn)行連接的管件的外表面的曲率半徑一致。注意到在預(yù)先組裝的狀態(tài)下，突出的突起202，204優(yōu)選是相對傾斜，具有相對角度212達(dá)到大約20度。旋緊固定件可拉近突起，導(dǎo)致相對角度212減小，優(yōu)選是到達(dá)突起基本互相平行的位置。這對于可變形的耦接件是非常有利的，這種耦接件不根據(jù)管件來形成反應(yīng)點(diǎn)，使得變形要利用螺栓，在反應(yīng)點(diǎn)發(fā)生的摩擦阻擋變形。
耦接件192包括位于帶194內(nèi)的弧形表面210之間的密封件214。密封件214類似于圖4和圖5所顯示的密封件，其尺寸可容納管件，當(dāng)帶變形時(shí)可形成流體密封。
耦接件192的彎曲柔性可通過減少帶194的慣性矩區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)可通過在帶上設(shè)置切口216來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，如圖19所示，鉸鏈218可設(shè)置在端部198，200之間。鉸鏈218優(yōu)選設(shè)置在距帶的端部相同距離的位置，提供很大的彎曲柔度，減少固定件的拉近端部198，200所需的扭矩。帶194當(dāng)弧形表面210接合管件的外表面時(shí)仍變形使得表面的曲率半徑符合管件外表面的曲率半徑。當(dāng)設(shè)置鉸鏈時(shí)，密封件214的尺寸加工成可保持突起202，204間隔開，使得管件可插入。對于上面介紹的具有鉸鏈和沒有鉸鏈的耦接件，弧形表面優(yōu)選從帶沿徑向向內(nèi)突出，可具有不同的曲率半徑，如圖9所示，允許耦接件192可用于連接具有不同直徑的管件。
圖20顯示了預(yù)先組裝的耦接件220，其不利用密封件222來保持其分段224，226間隔開以接受管件，如管件228。耦接件220具有間隔件230，其在分段224，226之間延伸，并保持分段間隔開。在這個(gè)示例性的實(shí)施例中，間隔件230包括可塌縮的管狀件232，其位于互相面對的從分段延伸的突起234，236之間。管狀件232優(yōu)選是薄壁的具有圓形截面，可圍繞固定件238同軸設(shè)置。管狀件可用重量輕的金屬或聚合物材料制造，如聚丙烯，可在表面上設(shè)置刻痕線240，形成薄弱區(qū)，當(dāng)承受固定件238施加的壓載荷時(shí)可幫助管狀件塌縮。其他材料，如紙板和橡膠也可以采用。管狀件設(shè)計(jì)成足夠強(qiáng)，以便在運(yùn)輸，處理和安裝時(shí)支承分段間隔開，只在預(yù)定的壓載荷作用下塌縮，壓載荷由技術(shù)人員施加，優(yōu)選通過扳手手動(dòng)旋緊固定件。
使用中，進(jìn)行端對端連接的管件插入分段224，226之間。固定件238然后旋緊拉近分段，并與管件接合。旋緊固定件使得管狀件232承受壓載荷，使管狀件彎曲塌縮，如圖21所示，當(dāng)預(yù)定的載荷達(dá)到時(shí)，允許分段相向移動(dòng)，與管件結(jié)合實(shí)現(xiàn)連接。
位于分段之間的間隔件可用于任何形式的機(jī)械耦接件。注意到，在圖20和21，分段224和226具有弧形表面242，其曲率半徑基本上與進(jìn)行接合的管件228的外表面的曲率半徑相同，為了在管件228和分段之間設(shè)置間隙允許管件插入耦接件同時(shí)保持合理的耦接件長度，槽244和246設(shè)置在弧形表面242的相對端，如圖20所清楚顯示。槽在耦接件的三點(diǎn)鐘和九點(diǎn)鐘的位置提供了間隙，允許管件插入預(yù)先組裝的耦接件220。
圖22顯示了另一耦接件實(shí)施例254，其具有位于組成耦接件的分段256和258之間的間隔件230。在這個(gè)示例中，間隔件230包括管狀件260，也是與固定件262同軸設(shè)置，位于互相面對的從分段突出的突起264和266之間。管狀件260具有波紋部分268，有助于旋緊固定件時(shí)產(chǎn)生的壓載荷造成塌縮。注意到，分段256，258類似上面參考圖1和圖2所介紹的分段。其中，分段的弧形表面的曲率半徑大于管件的曲率半徑。
圖23顯示了保持分段間隔開的間隔件的另一示例。分段270包括分段272，274，其具有向外突出的突起266，264，當(dāng)分段預(yù)先組裝后，出于互相面對的關(guān)系。分段通過在突起之間延伸的固定件280保持到一起。間隔件282，優(yōu)選具有塊狀體284的形式，位于突起266和264之間。塊狀體284可從突起之間取出，允許固定件旋緊拉近分段，與進(jìn)行連接的管件接合。
塊狀體284可釋放地連接到分段，例如，通過與突起266和264之間的摩擦進(jìn)行保持。用可變形的彈性材料形成塊狀體具有很大的優(yōu)越性，因?yàn)橛眠@類材料形成的塊狀體可提供適合的強(qiáng)度和剛度，在初步處理期間保持耦接件處于間隔開的關(guān)系，并可在需要時(shí)容易變形便于以需要取出。如果使用聚合物材料來形成塊狀體，必須通過熱熔或通過粘接劑粘接到到突起，這樣可在塊狀體和分段之間提供可釋放的粘接。
圖24顯示了不能變形的耦接件實(shí)施例286，其使用間隔件288來保持分段290，292間隔開，使得管件可插入圖示的預(yù)先組裝狀態(tài)的分段之間。耦接件286未設(shè)置槽或其他結(jié)構(gòu)特征，以提供有助于插入管件到分段之間形成端對端連接的間隙；而是設(shè)置間隔件，提供產(chǎn)生足夠間隙的分隔。間隔件288可類似于文中介紹的任何間隔件。
根據(jù)本發(fā)明的間隔件可用于各種其他類型的耦接件。如圖19所示，間隔件288可用于鉸接的耦接件實(shí)施例192，以保持突起202，204間隔開，使得管件可插入。盡管顯示出了管狀間隔件，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到文中介紹的任何間隔件可用于這種耦接件。
圖25顯示了用來連接帶法蘭的管件到無法蘭管件，例如帶槽或平端管件，的適配耦接件294。耦接件294包括分段296，298，分別具有位于一側(cè)的徑向延伸的法蘭和位于另一側(cè)的弧形表面302。分段296，298通過間隔件304保持在間隔開的關(guān)系，間隔件包括可塌縮的管狀間隔件306，或可取出的間隔件308，或文中介紹的其他類型的間隔件。
圖26顯示了另一種類型的間隔件實(shí)施例310，其可容易地保持分段312，314成間隔開的關(guān)系。間隔件310包括彈簧件，當(dāng)受到固定件316施加的壓力時(shí)可變形，優(yōu)選是基本彈性的變形。彈簧件可采用許多的形式，如彈性橡膠柱狀件318或螺旋彈簧件320。間隔件采用彈簧件使得可精確地控制拉近分段所需的力，當(dāng)彈簧變形基本是彈性時(shí)，還有助于重新使用耦接件，而且不必如文中介紹的進(jìn)行完全拆卸。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，具有文中介紹的間隔件的耦接件還可包括舌部和凹部等結(jié)構(gòu)特征，如美國專利No.6,170,884和6,302,450所公開的；結(jié)合到分段的出口，如美國專利No.3,362,730所公開的；不使用槽的平端耦接件，如美國專利No.2,439,979，3,024,046，5,911,446和6,302,450所公開的，所有這些專利在本文中參考引用。
機(jī)械的管耦接件使用根據(jù)本發(fā)明的間隔件，可提供快速和可靠地安裝和形成管接頭，同時(shí)不必部分或全部地拆卸然后再組裝耦接件和處理各個(gè)零件。
權(quán)利要求
1.一種管耦接件，可定位跨過一對管件的面對的端部，用于端對端固定所述管件到一起，其中所述管件的所述端部具有基本為圓柱型式的外表面，所述管耦接件包括多個(gè)耦接分段，各耦接分段具有一對弧形表面，適于與所述管件的圓柱型式外表面對接，所述弧形表面縱長地互相間隔開；各所述耦接分段具有連接件，用于可調(diào)節(jié)地連接一個(gè)耦接分段到另一個(gè)；位于所述耦接分段之間的間隔件，所述間隔件用于以預(yù)定的間隔關(guān)系保持所述耦接分段，所述間隔關(guān)系足以允許所述管件的端部以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間；和所述連接件可調(diào)節(jié)地拉緊，以用于拉近所述分段，所述間隔件設(shè)置成允許拉緊所述連接件，當(dāng)所述管件的所述部分以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間時(shí)，允許所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成當(dāng)拉緊所述連接件造成施加預(yù)定的壓力時(shí)可塌縮，所述間隔件的塌縮允許所述弧形表面接合所述管件的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括位于所述連接件之間的管狀件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件具有圓形截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件用聚合物材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件是波紋狀的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件被刻痕以提供薄弱區(qū)，當(dāng)拉緊所述連接件時(shí)，便于所述管狀件塌縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成可從所述分段之間取出，取出所述間隔件可使得拉緊所述連接件并允許所述弧形表面與所述管件的外表面接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括位于所述連接件之間的塊狀體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管耦接件，其特征在于，所述塊狀體可釋放地連接到所述連接件中的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括彈簧件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管耦接件，其特征在于，當(dāng)拉緊所述連接件時(shí)，所述彈簧件基本上彈性變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括螺旋彈簧。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括彈性圓柱體。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管耦接件，其特征在于，所述弧形表面中的至少一個(gè)對向角小于180度，且其曲率半徑大于所述管件的所述外表面的曲率半徑，當(dāng)可調(diào)節(jié)地拉緊所述連接件時(shí)所述分段中的至少一個(gè)可變形，使所述弧形表面的曲率與所述管件的外表面的曲率一致。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管耦接件，其特征在于，所述弧形表面從所述分段沿徑向向內(nèi)突出，形成在所述弧形表面中的至少一個(gè)內(nèi)的至少一個(gè)槽靠近所述分段的一端，所述槽提供了間隙，當(dāng)所述分段處于預(yù)定間隔關(guān)系時(shí)，用于插入所述管件的所述端部到所述分段之間。
17.一種管耦接件，可定位跨過一對管件的面對的端部，用于端對端固定所述管件到一起，其中所述管件的所述端部具有基本為圓柱型式的外表面，所述管耦接件包括第一和第二耦接分段，各所述耦接分段具有一對弧形表面，適于與所述管件的外表面對接，所述弧形表面縱長地互相間隔開；各所述耦接分段具有一對突起，從耦接分段的相對端向外突出，所述第一分段上的所述突起面對所述第二分段上的所述突起；一對固定件，在各面對的所述突起之間延伸；一對間隔件，一個(gè)所述間隔件位于各面對的所述突起之間，所述間隔件保持所述耦接分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系，所述間隔關(guān)系足以允許所述管件的所述端部以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間；和所述固定件可相對所述突起調(diào)節(jié)拉緊程度，用于拉近所述分段，所述間隔件對拉緊所述固定件作出反應(yīng)而塌縮，當(dāng)所述管件的所述端部以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間時(shí)，允許所述弧形表面接合所述管件的外表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括在面對的所述突起之間延伸的第一和第二管狀件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件圍繞所述固定件定位。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的管耦接件，其特征在于，所述固定件與所述管狀件同軸定位。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件具有大致圓形的截面。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的管耦接件，其特征在于，所述管狀件是波紋狀的。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括彈簧件。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的管耦接件，其特征在于，所述彈簧件當(dāng)拉緊所述連接件時(shí)基本上彈性變形。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管耦接件，其特征在于，所述弧形表面的對向角度小于180度，其曲率半徑大于所述管件的所述外表面的曲率半徑，當(dāng)可調(diào)節(jié)地拉緊所述固定件時(shí)所述分段可變形，以便當(dāng)所述間隔件塌縮時(shí)，所述弧形表面的曲率與所述管件外表面的曲率一致。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管耦接件，其特征在于，還包括第一和第二所述耦接分段，所述弧形表面從所述部分沿徑向向內(nèi)突出，在各所述弧形表面內(nèi)形成的一對槽接近所述分段的各端部，所述槽提供了間隙，當(dāng)所述分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系時(shí)，用于插入所述管件的所述端部到所述分段之間。
27.一種管耦接件，可定位跨過一對管件的面對的端部，用于固定所述管件端對端到一起，其中所述管件的所述端部具有基本圓柱型式的外表面，所述管耦接件包括第一和第二耦接分段，各所述耦接分段具有適于與所述管件的外表面對接的一對弧形表面，所述弧形表面縱長地互相間隔開；各所述耦接分段設(shè)有一對突起，從其相對的端部向外突出，所述第一分段上的突起面對所述第二分段上的所述突起；一對固定件，在面對的各所述突起之間延伸；一對間隔件，一個(gè)所述間隔件位于面對的各所述突起之間，所述間隔件保持所述耦接分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系，以便允許所述管件的所述端部以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間；和所述固定件可相對所述突起調(diào)節(jié)拉緊程度，用于將所述分段拉到一起，所述間隔件可從所述突起之間取出，當(dāng)拉緊所述固定件時(shí)允許所述分段拉近，當(dāng)所述管件端部以端對端關(guān)系插入所述耦接分段之間時(shí)，一旦拉緊所述固定件，所述弧形表面接合所述管件的外表面。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件可釋放地連接到所述分段。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括位于面對的所述突起之間的塊狀體。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的管耦接件，其特征在于，所述塊狀體可釋放地連接到所述突起。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的管耦接件，其特征在于，所述弧形表面的對向角度小于180度，其曲率半徑大于所述管件的所述外表面的曲率半徑，當(dāng)從所述分段之間取出所述間隔件和可調(diào)節(jié)地拉緊所述固定件時(shí)，所述分段可變形，以便使所述弧形表面的曲率與所述管件的外表面的曲率一致。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的管耦接件，其特征在于，還包括第一和第二所述耦接分段，所述弧形表面從所述分段沿徑向向內(nèi)突出，在所述各弧形表面內(nèi)形成的一對槽接近所述分段的各端部，所述槽提供有間隙，當(dāng)所述分段處于預(yù)定的間隔關(guān)系時(shí)，用于插入所述管件的端部于所述分段之間。
33.一種管耦接件，可定位圍繞一對管件的面對的端部，用于端對端固定所述管件到一起，其中所述管件的所述端部具有基本為圓柱型式的外表面，其中所述管耦接件包括弧形帶，具有基本面對的第一和第二端部，所述帶圍繞中間的空間；鉸鏈，位于所述第一和第二端部之間，所述鉸鏈允許所述第一和第二端部彼此相對移動(dòng)；連接件，安裝在所述第一和第二端部上，所述連接件可調(diào)節(jié)拉緊程度，以彼此朝向地拉近所述第一和第二端部；間隔件，位于所述帶的第一和第二端部之間，所述間隔件用于保持所述第一和第二端部處于預(yù)定的間隔關(guān)系，以允許所述管件的所述端部以端對端關(guān)系插入所述弧形表面之間；和第一和第二弧形表面，縱向地沿所述帶在其一側(cè)上安裝，所述弧形表面彼此并排間隔開并基本上沿徑向向內(nèi)突出到所述中間空間；其中，所述間隔件設(shè)置成允許拉緊所述連接件，當(dāng)所述管件端部插入所述中間的空間時(shí)，以允許所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成可在施加由拉緊所述連接件產(chǎn)生的預(yù)定壓力時(shí)塌縮，所述間隔件的塌縮允許所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成可從所述帶的所述端部之間取出，取出所述間隔件使得拉緊所述連接件允許所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括彈簧件，當(dāng)拉緊所述連接件時(shí)所述彈簧件變形，所述間隔件變形使得所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
37.一種管耦接件，可定位跨過一對管件的面對的端部，用于端對端彼此固定所述管件，其中所述管件的其中之一的所述端部具有基本為圓柱型式的外表面，另一個(gè)所述管件具有安裝于其上的端部法蘭，所述耦接件包括多個(gè)耦接分段，各所述耦接分段具有弧形表面，適于與所述一個(gè)管件的外表面對接，法蘭安裝到各所述耦接分段，并與所述弧形表面間隔開，所述法蘭沿徑向向外延伸，可與所述另一管件的端部法蘭接合；各所述耦接分段還具有連接件，用于可調(diào)節(jié)地連接一個(gè)耦接分段到另一個(gè)，所述連接件可調(diào)節(jié)地拉緊以用于拉近所述分段的弧形表面與所述一個(gè)管件的外表面接合，以及使所述法蘭與所述端部法蘭對準(zhǔn)；間隔件，位于兩個(gè)所述耦接分段之間，所述間隔件用于保持所述弧形表面處于預(yù)定的間隔關(guān)系，所述間隔關(guān)系足以允許所述一個(gè)管件插入所述耦接分段之間；其中，間隔件設(shè)置成允許拉緊所述連接件，以允許所述弧形表面接合所述一個(gè)管件的所述外表面，且所述法蘭對準(zhǔn)所述端部法蘭，以實(shí)現(xiàn)端對端連接所述管件。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成當(dāng)施加拉緊所述連接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的預(yù)定壓力時(shí)可塌縮，所述間隔件的塌縮允許所述弧形表面接合所述一個(gè)管件的所述外表面，所述法蘭與所述另一管件的所述端部法蘭對準(zhǔn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件設(shè)置可從所述分段之間取出，取出所述間隔件允許拉緊所述連接件以使所述弧形表面接合所述一個(gè)管件的所述外表面，所述法蘭與所述另一管件的所述端部法蘭對準(zhǔn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的管耦接件，其特征在于，所述間隔件包括彈簧件，當(dāng)拉緊所述連接件時(shí)所述彈簧件變形，所述間隔件的變形允許所述弧形表面接合所述一個(gè)管件的外表面，所述法蘭與所述另一管件的所述端部法蘭接合。
41.一種端對端固定管件的互相面對端部的方法，所述管件的所述端部具有基本為圓柱型式的外表面，所述方法包括步驟提供具有多個(gè)耦接分段的管耦接件，互相端對端連接并圍繞中間的空間，所述耦接分段具有弧形表面，適于與所述管件的外表面對接，所述耦接分段通過位于兩個(gè)所述耦接分段之間的間隔件保持預(yù)定的間隔關(guān)系，所述間隔件設(shè)置成可允許所述分段彼此朝向地拉近；插入所述管件的端部到所述中間的空間；和充分拉近所述耦接分段，以使所述耦接件的所述弧形表面接合所述管件的所述外表面。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成可在承受壓載荷時(shí)塌縮，允許所述分段互相拉近，所述方法還包括使所述間隔件塌縮的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述間隔件設(shè)置成可從所述分段之間取出，以允許所述分段互相拉近，所述方法還包括取出所述間隔件的步驟。
全文摘要
公開了一種具有間隔件的可預(yù)先組裝的機(jī)械的管耦接件。該耦接件具有多個(gè)可互相連接的部分，各分段可跨過進(jìn)行連接的管件的端部。各分段具有可與管件外表面接合的弧形表面。位于分段之間的間隔件可保持分段間隔開，以足以令管件能插入分段之間。分段設(shè)有可調(diào)節(jié)拉緊程度的連接件，以連接分段和拉近分段。當(dāng)分段拉緊時(shí)，克服間隔件的作用，使得弧形表面與各管件的外表面接合。
文檔編號F16L25/14GK101091081SQ200580023221
公開日2007年12月19日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者J·吉布, D·R·多爾 申請人:維克托里克公司