專利名稱：限制誤調(diào)整的分段式管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分段式管接頭，該管接頭包括在向下擰緊它時(shí)能夠彼此相對(duì)地橫向移動(dòng)的結(jié)合段。在這種管接頭中，結(jié)合段的互相面對(duì)的端面相對(duì)于它安裝于其上的管子或配件的縱向軸向軸線反向地移動(dòng)，以便使相應(yīng)的結(jié)合段上的鍵與在該管子或配件的外周邊上切出或形成的凹槽的對(duì)置的側(cè)壁相嚙合。
分段式管接頭通常包括兩個(gè)用于管子尺寸為12英寸(或更小)的結(jié)合段。
對(duì)于更大尺寸的管子直徑，可以使用三個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段，更通常的是使用四個(gè)或更多這樣的結(jié)合段。
在管接頭是由兩個(gè)結(jié)合段組成的情況下，先把相應(yīng)的結(jié)合段施加于管子的外部，然后用一個(gè)牽引螺栓穿過在管接頭一側(cè)處的相鄰的螺栓底座。然后把一個(gè)螺母安裝在該牽引螺栓上，更通常的是把該螺母向下扭轉(zhuǎn)，以便把結(jié)合段固定連接在管子上，在此之后再把一個(gè)牽引螺栓穿過結(jié)合段的對(duì)置端處的相鄰的螺栓底座，然后再裝上一個(gè)螺母并把它向下扭轉(zhuǎn)。
但是，存在著這樣一種可能性，一個(gè)粗心的或者沒受過足夠教育的工人可能把第一個(gè)牽引螺栓在另一牽引螺栓向下扭轉(zhuǎn)以前就全部向下扭轉(zhuǎn)到最大扭矩。
這種情況可能導(dǎo)致管接頭的誤調(diào)整，從而造成管接頭在相關(guān)的管子或配件上的不是最佳的固定。
在使用普通板手(這是可以預(yù)料到的工人將可能使用普通板手而不是限扭矩板手)來把第一個(gè)安裝的牽引螺栓向下扭轉(zhuǎn)的情況下，可能會(huì)使結(jié)合段的鍵咬入到管子的側(cè)壁中。這樣又將在位于結(jié)合段的對(duì)置端處的牽引螺栓向下扭轉(zhuǎn)以前，在管接頭的一端處引起相應(yīng)的結(jié)合段的端部的反向的橫向移動(dòng)比期望的更大。
在結(jié)合段的第一端被過分地向下擰緊到某個(gè)距離使得鍵咬入凹槽的側(cè)壁中的情況下，將引起相應(yīng)的結(jié)合段沿著管子圓周的周向彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)，其結(jié)果使得在向下擰緊處于結(jié)合段的對(duì)置端的牽引螺栓時(shí)，結(jié)合段的端面將可能不會(huì)接合，并且鍵將可能不會(huì)與凹槽的側(cè)面相嚙合，也不會(huì)與該側(cè)面實(shí)現(xiàn)夾緊嚙合。
如果這種情況發(fā)生，該管接頭形成一個(gè)完全剛性的管接頭的能力將受到損害，即在鍵正確地與在結(jié)合段的一端處的凹槽的側(cè)壁相嚙合以及在結(jié)合段中央位置的鍵與該凹槽的底部正確地嚙合的情況下，在鍵與結(jié)合段的對(duì)置端處的凹槽的側(cè)壁之間仍然存在著空隙。這樣就可能使管子或配件彼此相對(duì)地發(fā)生傾斜移動(dòng)，而不是管子與其相應(yīng)的縱向軸線保持不變的直線對(duì)準(zhǔn)。
當(dāng)把結(jié)合段施加在大于12英寸直徑的管子上時(shí)也會(huì)發(fā)生類似的問題，為了鑄造的經(jīng)濟(jì)性、尺寸精度和便于輸送比較重的結(jié)合段，這種直徑的管子需要兩個(gè)以上的結(jié)合段。
例如，在管接頭是由三個(gè)結(jié)合段組成的情況下，由于每個(gè)相應(yīng)的結(jié)合段必須對(duì)著120°角，因而就需要先把第一個(gè)結(jié)合段先放在管子上，然后再把第二個(gè)結(jié)合段使其端面以與第一結(jié)合段相對(duì)接的關(guān)系放在管子上，然后再在該位置處裝上一個(gè)牽引螺栓。必須采用這種步驟是因?yàn)閮蓚€(gè)結(jié)合段對(duì)著一個(gè)240°的弧度，這樣就排除了先互相進(jìn)行預(yù)裝配然后再套在管子圓周上的可能。
當(dāng)使用四個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段時(shí)，一對(duì)結(jié)合段可以在它們放在管子圓周上以前先互相進(jìn)行預(yù)裝配，然后再把另一對(duì)預(yù)裝配好的結(jié)合段放在管子圓周上，并且使用牽引螺栓把該對(duì)結(jié)合段與第一對(duì)預(yù)裝配好的結(jié)合段相固定。
但是，這些步驟將導(dǎo)致結(jié)合段和組合的管接頭的可能的誤調(diào)整源的增加，也更使在只使用兩個(gè)結(jié)合段的分段式管接頭中碰到的問題擴(kuò)大。
背景技術(shù)：
被稱做分段式管接頭的這類管接頭可以從Rung的美國專利U.S.4611839中獲知，該專利已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的共同受讓人，該專利涉及一種具有可提供剛性管接頭能力的分段式管接頭，這種管接頭由具有端面的結(jié)合段組成，該端面相對(duì)于結(jié)合段的縱向軸線是傾斜的。該相應(yīng)的結(jié)合段在被向下擰緊在管子或配件上時(shí)，能夠在其相應(yīng)的端部在軸向彼此相對(duì)地沿相反的方向移動(dòng)，從而使相應(yīng)的結(jié)合段的鍵與設(shè)置在管子或配件中的凹槽的對(duì)置的側(cè)壁產(chǎn)生所需的嚙合。
但是，這并不能消除相應(yīng)的結(jié)合段的端部的誤調(diào)整，因?yàn)樵诮Y(jié)合段放在管子上以前，結(jié)合段可以彼此相對(duì)地沿相反方向自由移動(dòng)，直到由于鍵與管子凹槽的側(cè)壁的嚙合而把它們的這種進(jìn)一步移動(dòng)阻擋住為止。然后，在牽引螺栓所提供的夾緊力足夠的情況下，就能產(chǎn)生對(duì)鍵的側(cè)壁的壓實(shí)，如同管子凹槽的側(cè)壁可以進(jìn)行冷加工一樣，在管子凹槽的側(cè)壁中產(chǎn)生壓坑，由此又允許結(jié)合段的端部彼此相對(duì)地再移動(dòng)一個(gè)較小的距離。
本發(fā)明的說明本發(fā)明的目的是，保存已知的分段式管接頭的所需特征，同時(shí)通過限制結(jié)合段在它們的端部彼此相對(duì)地橫向移動(dòng)所能達(dá)到的距離的方法，消除在分段式管接頭最后的向下擰緊的前相應(yīng)的結(jié)合段的誤調(diào)整的可能性。
雖然這種能力在由兩個(gè)結(jié)合段組成的管接頭中是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，但在由兩個(gè)以上的結(jié)合段組成的分段式管接頭中，這種能力是更大的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在管接頭由三個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段組成的情況下，這種能力還可以減少在裝配管接頭時(shí)結(jié)合段的附加誤調(diào)整的可能性。
此外，在管接頭由四個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段組成的情況下，存在著在把結(jié)合段放在管子或配件的圓周上以前把結(jié)合段一個(gè)對(duì)另一個(gè)地預(yù)裝配成對(duì)的機(jī)會(huì)，這種預(yù)裝配以一種在把結(jié)合段放在管子或配件的圓周上以前能使相應(yīng)的結(jié)合段具有彼此相對(duì)的位置穩(wěn)定性的方式進(jìn)行。
通過在結(jié)合段之間提供穩(wěn)定的互相連接，極大地方便了相應(yīng)的互相連接的結(jié)合段對(duì)在它們放在管子或配件的圓周上以前的輸送，隨后該相應(yīng)的互相連接的結(jié)合段對(duì)可以以同樣方式作為具有相同的弧形范圍的單個(gè)結(jié)合段進(jìn)行輸送。本發(fā)明簡(jiǎn)介根據(jù)本發(fā)明，止動(dòng)部分被設(shè)置在結(jié)合段的相應(yīng)的端部處，它們可以通過在下一個(gè)相鄰的結(jié)合段上的相應(yīng)的止動(dòng)部分進(jìn)行嚙合，該止動(dòng)部分可以限制相應(yīng)的結(jié)合段的端部彼此相對(duì)地沿橫向反向地移動(dòng)的初始距離。
該相應(yīng)的止動(dòng)部分只在一端處經(jīng)過機(jī)械加工，或者不作機(jī)械加工而處于其“鑄造狀態(tài)”，由此得到的互相面對(duì)的表面是粗糙的和可壓實(shí)的，并且是由類似桔子皮的卵石表面組成的。
該表面的初始嚙合可以對(duì)于相應(yīng)的結(jié)合段的端部彼此相對(duì)地沿橫向移動(dòng)所能達(dá)到的距離提供初始的限制，即為管接頭裝配時(shí)所使用的結(jié)合段提供一個(gè)初始的調(diào)整。
在整個(gè)管接頭裝配好以后，把牽引螺栓向下扭轉(zhuǎn)到一個(gè)足以使得鑄造狀態(tài)的表面壓實(shí)的距離，這樣就可以提供相應(yīng)的結(jié)合段彼此相對(duì)地移動(dòng)的另一個(gè)較小的距離，從而允許相應(yīng)的鍵完全移入與凹槽的側(cè)壁的完全的座式嚙合。因此，由相應(yīng)的鍵所作用的夾緊力在單位面積上的力是基本上均等的，同時(shí)管子或配件的圓周上的結(jié)合段的任何移動(dòng)也是基本上均等的，由此保證了由管接頭作用的力在管接頭的全部圓周范圍內(nèi)都基本上是均等的。
這項(xiàng)改進(jìn)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，使得兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段在它們裝在管子或配件的圓周上以前的互相之間的裝配變得容易了，此外相應(yīng)的止動(dòng)部分與反向地面對(duì)的止動(dòng)部分的壓縮嚙合可以使組合件穩(wěn)定并且使它可以作為單個(gè)部件輸送。
盡管在相應(yīng)的結(jié)合段的每個(gè)端部上的一個(gè)止動(dòng)部分就足以提供對(duì)于在結(jié)合段的端部之間的相對(duì)移動(dòng)的距離的限制，但最好是把兩個(gè)分別配置在結(jié)合段的對(duì)置側(cè)的這樣的止動(dòng)部分設(shè)置在相應(yīng)的結(jié)合段的端部，由此保證了相應(yīng)的結(jié)合段彼此相對(duì)地與相應(yīng)的結(jié)合段的縱向軸線(該軸線與下一個(gè)相鄰的結(jié)合段的縱向軸線相一致)的正確的對(duì)準(zhǔn)。
附圖簡(jiǎn)介通過對(duì)下面的說明書的閱讀并參照形成其一部分的下面的附圖將可以更容易地理解本發(fā)明，附圖中

圖1是諸如在Rung的美國專利U.S.4611839中所述的管接頭根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)后的透視圖；圖2是由圖1中所示的結(jié)合段組裝的管接頭的側(cè)視圖，該結(jié)合段包括了本發(fā)明的技術(shù)特征；圖2A-2D與圖2相對(duì)應(yīng)，圖中示出了包括本發(fā)明的技術(shù)特征的幾種可供選擇的結(jié)構(gòu)；圖3是貫穿圖2的縱向橫斷面圖，圖中更加清晰地示出了相應(yīng)的結(jié)合段的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖4是結(jié)合段的端面處于初始嚙合狀態(tài)下的透視圖，圖中示出了示于圖1-3中的一對(duì)結(jié)合段的并置的端部；圖5是與圖4相對(duì)應(yīng)的視圖，但圖中示出了相應(yīng)的結(jié)合段處于這樣一種嚙合狀態(tài)，其中該相應(yīng)的結(jié)合段已經(jīng)彼此反向地相對(duì)移動(dòng)；圖6示出了由四個(gè)結(jié)合段組成的管接頭，該相應(yīng)的結(jié)合段除了其弧形區(qū)以外在所有方面都與圖1中所示的結(jié)合段相類似；圖7是與圖6相對(duì)應(yīng)的圖，圖中示出了那些結(jié)合段在相互配合以前的兩個(gè)結(jié)合段；圖8是示于圖6和7中的結(jié)合段中的一個(gè)結(jié)合段的側(cè)視圖；圖9是沿圖8中的9-9線截取的橫斷面圖；圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)的相應(yīng)的結(jié)合段的裝配方式，該結(jié)合段不包括本發(fā)明的改進(jìn)措施；以及，圖11和12是與圖10相對(duì)應(yīng)的視圖，但圖中包括了本發(fā)明的改進(jìn)措施，以便說明本發(fā)明的改進(jìn)措施的優(yōu)點(diǎn)。
最佳實(shí)施例詳述首先參看圖1-3，圖中示出了Rung的美國專利U.S.4611839中所述的基本的分段式管接頭在作出包括本發(fā)明的改進(jìn)措施的變更以后的結(jié)構(gòu)。
該管接頭由兩個(gè)沿著Y-Y軸線彼此相對(duì)地移動(dòng)的相同的結(jié)合段12和14組成，沿著該方向的移動(dòng)是由穿過相應(yīng)結(jié)合段的螺栓底座18的牽引螺栓(未示出)所產(chǎn)生的，擰動(dòng)該螺栓可以沿Y-Y軸線方向牽引相應(yīng)的結(jié)合段12和14，并使它們沿著用20表示的相應(yīng)的牽引螺栓的縱向軸線互相嚙合。
相應(yīng)的結(jié)合段的相應(yīng)的端面16a和16b各自都沿著一個(gè)z-z軸線的縱向方向延伸，并且相對(duì)于x-z平面反向地傾斜。
因此，當(dāng)結(jié)合段12和14彼此相對(duì)地沿著Y-Y軸線移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的端面16a和16b就互相進(jìn)入嚙合，而隨后當(dāng)該結(jié)合段彼此相對(duì)地沿Y-Y軸線作進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)則將引起相應(yīng)的結(jié)合段圍繞Y-Y軸線以使得由相應(yīng)的結(jié)合段12-14的鍵22-22所限定的管接頭的有效的內(nèi)周長減少的方式反向地轉(zhuǎn)動(dòng)。
相應(yīng)的牽引螺栓20-20穿過設(shè)置在相應(yīng)的螺栓底座18中的孔24-24，孔24應(yīng)適當(dāng)?shù)貥?gòu)形成能允許結(jié)合段的端部沿z-z軸線方向的這種相對(duì)的橫向運(yùn)動(dòng)。
至此，該結(jié)合段的結(jié)構(gòu)及其工作方式都是在Rung的美國專利U.S.4661839中所公開的內(nèi)容。在管接頭向下擰緊時(shí)，管接頭的內(nèi)周長尺寸這樣地減少，以便在相應(yīng)的結(jié)合段12和14圍繞Y-Y軸線彼此反向地轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，使鍵22的每個(gè)底部落在相關(guān)的管子或配件中的凹槽的底壁上，從而使鍵22與凹槽的反向地面對(duì)的側(cè)壁形成夾緊接觸。
現(xiàn)在參看圖2，由圖可以看出，結(jié)合段12的一端可以沿箭頭A的方向移動(dòng)，而結(jié)合段14的對(duì)應(yīng)端可以沿箭頭B的方向移動(dòng)。
現(xiàn)在參看圖3，由圖可以看出，結(jié)合段12的對(duì)置端可以沿箭頭B的方向移動(dòng)，而結(jié)合段14的對(duì)置端可以沿箭頭A的方向移動(dòng)。
在沒有一種用來限制結(jié)合段12和14的相應(yīng)端部沿箭頭方向A和B的移動(dòng)距離的結(jié)構(gòu)的情況下，結(jié)合段的相應(yīng)的端部實(shí)際上可以沿著相應(yīng)的箭頭A和B的方向隨意移動(dòng)，除非另有結(jié)構(gòu)來限制這種移動(dòng)。
如圖3中所示，相應(yīng)的結(jié)合段包圍在密封襯墊26的周圍，該襯墊設(shè)置在管28和30的端部上面并且在把管接頭向下擰緊時(shí)它被迫與管端進(jìn)入密封嚙合。
假設(shè)管接頭的向下擰緊是由受過訓(xùn)練和充分教育的工人進(jìn)行的，可以預(yù)期結(jié)合段的相應(yīng)的端部彼此反向地移動(dòng)一個(gè)近似相等的距離，因而在向下擰緊管接頭時(shí)就可以產(chǎn)生結(jié)合段的對(duì)稱的對(duì)準(zhǔn)。
但是，如果該操作是由不熟練和無知的工人進(jìn)行的，情況很可能是，僅僅為了他自己的方便，該工人把一個(gè)牽引螺栓全部向下擰緊，由此把結(jié)合段固定在管子圓柱面上，他的兩只手對(duì)于在該部位把牽引螺栓裝入結(jié)合段的對(duì)置端來說都是自由的。
然而，隨著該操作而來的情況很可能是，最初被向下擰的牽引螺栓將受到過度的扭轉(zhuǎn)，并且將使在結(jié)合段該端部處的結(jié)合段上的鍵產(chǎn)生“過調(diào)整”，以及在該過程中使鍵嵌入在管子凹槽的側(cè)壁內(nèi)。
如果發(fā)生了這種情況，在管接頭該端處的螺栓底座將被拉動(dòng)到彼此更加靠近的位置，而這又將使相應(yīng)的結(jié)合段圍繞管子的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)并且相對(duì)于z-z軸線形成角度。因而，結(jié)合段就形成誤調(diào)整，使得在相應(yīng)的結(jié)合段的對(duì)置端處的相應(yīng)的螺栓底座相對(duì)于x-z平面傾斜。這種情況在管接頭最后裝配時(shí)仍將保持，因?yàn)闋恳菟ū旧韺?duì)于諸如為使相應(yīng)的螺栓底座反向移動(dòng)到與x-z平面準(zhǔn)確的平行所需要的伸長的阻力非常大。
在發(fā)生了誤調(diào)整的情況以后，當(dāng)把牽引螺栓在管接頭的對(duì)置端中插入并且向下擰緊時(shí)，首先存在的可能性是，相應(yīng)的鍵不可能接近凹槽的側(cè)壁并且產(chǎn)生夾緊力，或者即使鍵能夠與凹槽的側(cè)壁相嚙合并足以產(chǎn)生一個(gè)夾緊力，但它們也不可能產(chǎn)生一個(gè)其大小與結(jié)合段的對(duì)置端處的鍵所產(chǎn)生的夾緊力相當(dāng)?shù)膴A緊力。其次存在的可能性是，相應(yīng)的結(jié)合段的端面處于彼此間隔一定距離的位置上，在這種情況下就不存在可以有效的把鍵移動(dòng)到與結(jié)合段的該端部處的側(cè)壁進(jìn)入夾緊嚙合的力。
此外，另一種可能性是，相應(yīng)的管子的縱向軸線被迫彼此脫離軸向?qū)?zhǔn)。改進(jìn)結(jié)構(gòu)詳述本發(fā)明的改進(jìn)措施致力于解決上述問題，并且業(yè)已發(fā)現(xiàn)，它可以把相應(yīng)的結(jié)合段的誤調(diào)整的可能性減少到這樣的程度，使得管接頭的裝配可以委托給一個(gè)比較不熟練和無知的工人進(jìn)行，并且可以保證最后裝配好的管接頭受到正確的調(diào)整以及作用在相應(yīng)管子上的夾緊力在管接頭沿直徑方向的所有位置上都是均勻的。
本發(fā)明使用設(shè)置在螺栓底座在每個(gè)對(duì)置側(cè)上的止動(dòng)部分30和32來代替設(shè)置在相應(yīng)的結(jié)合段上能沿z-z軸線方向彼此相對(duì)地任意移動(dòng)的端面，相應(yīng)的止動(dòng)部分的互相面對(duì)的端面34可任選地位于結(jié)合段的x-z平面內(nèi)，如圖2中所示。
止動(dòng)部分30和32沿著端面16a，16b的徑向向外間隔一定距離，并且故意地使其處于“鑄造后不加工”狀態(tài)，以便使相應(yīng)的止動(dòng)部分的每個(gè)并置的端面34在竣工時(shí)是粗糙的，并且具有類似于桔子皮表面的可壓實(shí)的粒狀粗表面，該表面是鑄造工序的直接結(jié)果。
因此，當(dāng)把相應(yīng)的結(jié)合段互相裝配時(shí)，在向下扭轉(zhuǎn)在結(jié)合段的另一端處的牽引螺栓以前，與在結(jié)合段的這一端處的牽引螺栓是否已被向下扭轉(zhuǎn)無關(guān)，結(jié)合段圍繞Y-Y軸線彼此相對(duì)地移動(dòng)能夠在相應(yīng)的止動(dòng)部分30和32的互相面對(duì)的端面34互相接觸以前繼續(xù)進(jìn)行。在該端面互相接觸時(shí)就可以保證每個(gè)螺栓底座平行于x-z平面延伸并且它們都處于在最后向下擰緊管接頭之前的正確的調(diào)整位置。
當(dāng)最后向下擰緊管接頭時(shí)，止動(dòng)部分30和32的該比較粗糙和未加工的互相面對(duì)的端面34就被壓實(shí)到一個(gè)較小的距離。對(duì)壓實(shí)的阻力隨著牽引螺栓的進(jìn)一步向下扭轉(zhuǎn)面逐漸地增加，結(jié)果使得牽引螺栓的向下扭轉(zhuǎn)的增加與結(jié)合段的端面彼此相對(duì)的反向移動(dòng)距離的逐漸減少相會(huì)合。
這種對(duì)于結(jié)合段的端部的相對(duì)移動(dòng)的逐漸增加的約束作用最終導(dǎo)致下列完全有利的保證作用的形成，即保證管接頭所作用的夾緊力在該管接頭的任何直徑上的對(duì)置點(diǎn)上都是互相十分接近的。
在圖2中，示出了止動(dòng)部分30和32的互相面對(duì)的端面34在相應(yīng)的結(jié)合段的x-z平面內(nèi)延伸，因而也就是在裝配好的管接頭的x-z平面內(nèi)延伸的情況。
端面34在管接頭的x-z平面內(nèi)的定位不是需要主要考慮的問題，需要主要考慮的問題是在管接頭最后向下擰緊的前限制相應(yīng)的結(jié)合段12和14沿著Y-Y軸線的方向彼此相對(duì)地移動(dòng)的問題。
結(jié)合段的相應(yīng)的端部的位置關(guān)系可以通過改變止動(dòng)部分30和32的形狀而獲得，下面通過圖2A至2D來進(jìn)行說明。
在圖2A中，止動(dòng)部分30a作成減少的高度，止動(dòng)部分32a作成增加的高度，止動(dòng)部分30a和32a的組合高度決定了結(jié)合段12和14的端部可以沿著Y-Y軸線的方向彼此相對(duì)地移動(dòng)的距離，而且這又限制了相應(yīng)的結(jié)合段的端部沿著箭頭A和B的方向彼此反向地移動(dòng)的距離。
在圖2B中，相應(yīng)的止動(dòng)部分30b和32b使用端面34b來取代平行于x-z延伸的端面，每個(gè)端面34b都相對(duì)于x-z平面傾斜一個(gè)角度，該角度小于結(jié)合段的端面16a，16b相對(duì)于x-z平面的傾斜角。
通過以這樣的方式使相應(yīng)的止動(dòng)部分30b和32b形成斜角，將會(huì)產(chǎn)生端面34b彼此之間較小的相對(duì)滑動(dòng)，從而許可相應(yīng)的端面34b的發(fā)生磨料磨損并且還有助于在管接頭向下擰緊時(shí)壓實(shí)端面34。
在圖2C中，止動(dòng)部分30c和32c位于相應(yīng)的結(jié)合段的對(duì)置側(cè)向內(nèi)的位置，并且以包圍的關(guān)系設(shè)置有螺栓孔24，由此提供了許可牽引螺栓20易于插入的導(dǎo)向件。在圖2c中，相應(yīng)的止動(dòng)部分30c-32c的端面34c平行于x-z平面延伸。同樣，它們也可以以上述圖2B中所述的方式相對(duì)于x-z平面形成傾斜角。
在圖2D中，螺栓底座18向下延伸，由此提供了一個(gè)圍繞牽引螺栓延伸的護(hù)罩或外緣。相應(yīng)的螺栓底座18的端面34d可以設(shè)置在x-z平面內(nèi)，或者它們?nèi)鐖D2B所述的方式適當(dāng)?shù)貎A斜。
止動(dòng)部分的其它形狀也已經(jīng)浮現(xiàn)在熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員的心中，例如互相配合的榫舌和凹槽裝置可以提供限制結(jié)合段12和14沿著Y-Y軸線彼此相對(duì)地初始移動(dòng)的同樣能力，并且隨后可以通過相應(yīng)的止動(dòng)部分的互相嚙合的表面的壓實(shí)限制沿Y-Y軸線方向的進(jìn)一步移動(dòng)。
在分段式管接頭的已知結(jié)構(gòu)中，結(jié)合段的誤調(diào)整的距離是可相加的。例如，在使用三個(gè)結(jié)合段的管接頭情況下，誤調(diào)整的可能性是雙倍的，其中誤調(diào)整的第一距離發(fā)生在兩個(gè)結(jié)合段的端部通過牽引螺栓互相連接時(shí)，以及誤調(diào)整的第二距離發(fā)生在結(jié)合段的另外兩個(gè)端部通過牽引螺栓相連接時(shí)，因此，在最后的牽引螺栓被插入第一結(jié)合段的并置端面和第三結(jié)合段的互相面對(duì)的端面時(shí)就使誤調(diào)整的距離加倍。
在管接頭由四個(gè)或更多個(gè)結(jié)合段組成的情況下，上述問題將更進(jìn)一步擴(kuò)大，也就是說，在由四個(gè)結(jié)合段組成的管接頭中可能發(fā)生誤調(diào)整的三倍距離，該誤調(diào)整將在第一與第四結(jié)合段的互相面對(duì)的端面處出現(xiàn)并且可能是一個(gè)足以防止相應(yīng)的第一與第四結(jié)合段的端面互相達(dá)到實(shí)際的平面嚙合的距離。在這種情況下，將不會(huì)有用來使第一和第四結(jié)合段的互相面對(duì)的端面相對(duì)于z-z軸線沿著相反的方向移動(dòng)的力產(chǎn)生，這種情況又將導(dǎo)致鍵不能在管子凹槽的相鄰側(cè)壁上夾緊，并且還將降低使管接頭制成一個(gè)真正的剛性管接頭的能力。
這些作用可以通過研究圖4和5而更好地看出來，圖中示出了為由任意數(shù)目的結(jié)合段組成的管接頭所共有的結(jié)合段的端部的情況，這種情況將在后面參照?qǐng)D6-12通過一個(gè)由四個(gè)這類結(jié)合段形成的管接頭實(shí)例進(jìn)行說明。
圖4示出于一對(duì)結(jié)合段的端部位于初始位置的情況，在已被插入到相應(yīng)的螺栓底座18中的孔24中的牽引螺栓(未示出)向下扭轉(zhuǎn)以前，該端部就處于該初始位置上。
當(dāng)結(jié)合段12和14開始互相裝配時(shí)，結(jié)合段應(yīng)在x-y平面內(nèi)處于基本上對(duì)準(zhǔn)的位置，端面16a和16b將互相嚙合。
在這種情況下，相應(yīng)的止動(dòng)部分30和32的端面34將彼此間隔一個(gè)距離，在止動(dòng)部分30和32的端面34之間的間距決定了端面16a和16b在牽引螺栓向下扭轉(zhuǎn)時(shí)所能夠彼此相對(duì)地反向移動(dòng)的距離。
現(xiàn)在參看圖5，與結(jié)合段的相鄰端部中的那一個(gè)端部先被向下擰緊無關(guān)，結(jié)合段的這些端部只能沿橫向彼此相對(duì)地移動(dòng)一個(gè)由相應(yīng)的結(jié)合段的并置端面34的間距所允許的距離。一旦相應(yīng)的止動(dòng)部分30和32的端面已經(jīng)互相嚙合時(shí)(這是一種工人可以手動(dòng)感覺出來的情況)，進(jìn)一步向下擰緊這些端部就受到阻止，直到工人在與這些端面相關(guān)的牽引螺栓上施加一個(gè)足以使這些粗糙和未加工的端面34壓實(shí)的扭矩時(shí)為止。但是，端面34的壓實(shí)需要由工人在用來向下擰緊牽引螺栓的板手上施加一個(gè)巨大和逐漸增加的力。
除非工人在向下扭轉(zhuǎn)牽引螺栓時(shí)施加明顯地過大的力，相應(yīng)的結(jié)合段將有效地停止在第一調(diào)整位置上，該第一調(diào)整位置是這樣的位置，它將在最終裝配管接頭時(shí)拒絕相應(yīng)的結(jié)合段的端面的誤調(diào)整。
在使用由兩個(gè)結(jié)合段組成的管接頭的情況下，操作在結(jié)合段的對(duì)置端處重復(fù)進(jìn)行，然后把牽引螺栓充分向下扭轉(zhuǎn)，以便造成對(duì)止動(dòng)部分30和32的粗糙的端面34的壓實(shí)。但是，在該最后操作開始以前，應(yīng)保證相應(yīng)的結(jié)合段彼此相對(duì)地處于一個(gè)正確的調(diào)整位置，該調(diào)整位置的正確性與管接頭中所使用的結(jié)合段的數(shù)目無關(guān)。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)在管接頭由許多結(jié)合段組成例如下面將參照?qǐng)D6-12進(jìn)行說明的一個(gè)由四個(gè)結(jié)合段組成的管接頭的情況下將更加明顯。
現(xiàn)在參看圖6，該分段式管接頭由四個(gè)相同的結(jié)合段50組成，該結(jié)合段已經(jīng)一個(gè)與另一個(gè)互相裝配并且每個(gè)結(jié)合段對(duì)應(yīng)著一個(gè)90°的弧度。相應(yīng)的結(jié)合段中的每個(gè)結(jié)合段包括有螺栓底座52、54并且構(gòu)成了真正是一種互相為半陰陽體的結(jié)合段，因此，該結(jié)合段可以利用朝向螺栓底座54的螺栓底座52而一個(gè)與另一個(gè)地互相裝配，或者當(dāng)把一個(gè)結(jié)合段頭尾相連地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)合段將使相應(yīng)的端部52和54顛倒，使得端部52變成端部54以及端部54變成端部52。
該半陰陽體結(jié)構(gòu)在圖7中更清楚地顯示出來，圖中示出的兩個(gè)結(jié)合段50處于它們?cè)谕ㄟ^一個(gè)牽引螺栓互相裝配和互相連接以前的位置上。
如圖中可以見到的，端面56a沿著與Y-Z平面形成的一個(gè)角度延伸，而對(duì)置的端面58a則沿著與y-z平面形成的一個(gè)相等但相反的角度延伸。如果現(xiàn)在把結(jié)合段50a轉(zhuǎn)動(dòng)180°，則將造成端面56a和58a的顛倒，端面58a將變成端面56a，反之亦然。同樣，當(dāng)把結(jié)合段50b圍繞管接頭的中央半徑轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，將造成結(jié)合段50b的端面56b和58b的顛倒。
假如保持相應(yīng)的結(jié)合段的相應(yīng)端部的這種非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，那么在制作一個(gè)分段式管接頭時(shí)就可以使用任何數(shù)目的結(jié)合段，在圖6和圖7中所示的結(jié)合段之間的唯一不同之處在于，在管接頭由四個(gè)以上結(jié)合段組成的情況下，相應(yīng)的結(jié)合段將對(duì)著一個(gè)小于90°的角，而在管接頭由三個(gè)結(jié)合段組成的情況下則對(duì)著一個(gè)120°的角。
為了使所需要的工人數(shù)目減少到一個(gè)，第一對(duì)結(jié)合段不可避免地必須最初用一個(gè)牽引螺栓互相連接。在結(jié)合段對(duì)著一個(gè)小于90°的角度的情況下，牽引螺栓能夠方便地在第一對(duì)結(jié)合段與管子以跨立關(guān)系和與所容納的密封襯墊60以包圍關(guān)系(如圖9所示)定位在管子圓周上以前施加。
兩個(gè)結(jié)合段(例如圖7的結(jié)合段50a和50b)的預(yù)裝配可以由一個(gè)工人在把這些結(jié)合段應(yīng)用于管子圓周上以前方便地進(jìn)行。另一個(gè)辦法是，工人可以先把一個(gè)結(jié)合段施加在管子圓周上，然后再把另一個(gè)結(jié)合段就位，再通過一個(gè)牽引螺栓把該兩個(gè)結(jié)合段互相固定，然后再繼續(xù)發(fā)展直到該分段式管接頭完成為止。
如參照?qǐng)D10-12所說明的，在使用本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容裝配管接頭時(shí)，可以避免相應(yīng)的結(jié)合段的互相面對(duì)的端部的過量或超量調(diào)整，從而可使相應(yīng)的結(jié)合段的鍵裝配在管子凹槽內(nèi)。此外，通過使用本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，可以保證相應(yīng)的結(jié)合段在開始向下擰緊牽引螺栓時(shí)相對(duì)于x-y平面彼此相對(duì)地處于正確的位置。
現(xiàn)在參看圖10，圖中示出了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合段70與另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合段72處于互相面對(duì)的端面嚙合狀態(tài)。
正如可明顯看到的那樣，結(jié)合段70可以沿著箭頭A的方向自由移動(dòng)，直到該移動(dòng)由于牽引螺栓與在相關(guān)的螺栓底座中的孔的側(cè)壁相接合而被阻止為止。同樣，結(jié)合段72可以沿著箭頭B的方向任意移動(dòng)。此外，相應(yīng)的結(jié)合段70和72可以容易地通過圍繞牽引螺栓的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而從x-y平面移出。
現(xiàn)在參看圖11和12，圖中示出了包括本發(fā)明的改進(jìn)措施的結(jié)合段，當(dāng)結(jié)合段50a面對(duì)著結(jié)合段50b時(shí)，至少一個(gè)止動(dòng)部分30將與互相面對(duì)的止動(dòng)部分32相接觸。當(dāng)一個(gè)牽引螺栓插入相應(yīng)的螺栓底座18中后，相應(yīng)的結(jié)合段50a和50b將圍繞該嚙合的一對(duì)止動(dòng)部分30和32作鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使止動(dòng)部分30和32在結(jié)合段的對(duì)置端處相嚙合，這樣一來就使結(jié)合段50a和50b與x-y平面相平行。
在達(dá)到上述組合后，該已裝配好的一對(duì)結(jié)合段(它們處于尚于開始定位在管子上的情況下)可以容易地施加到管子上，此時(shí)止動(dòng)部分30和32可以保證在相應(yīng)的結(jié)合段的內(nèi)周邊上的鍵22，22不會(huì)超出該管子凹槽的側(cè)壁的范圍，實(shí)際上它們被配置在比在管子凹槽的側(cè)壁之間的距離稍微小一點(diǎn)的距離處。
在把第一對(duì)結(jié)合段裝配在管子圓周上后，就可以加上一個(gè)第三結(jié)合段并且把該結(jié)合段一開始就用一個(gè)牽引螺栓固定，然后再由一個(gè)工人重復(fù)上述步驟直到整個(gè)分段式管接頭完成為止。
由于相應(yīng)的結(jié)合段的互相面對(duì)的端部的超量調(diào)整被消除了，結(jié)合段的逐步增加的誤調(diào)整也就被消除，從而使在該系列中的第一個(gè)和最后一個(gè)結(jié)合段的互相面對(duì)的表面與下一個(gè)鄰近的結(jié)合段的并置端面的端面正確地對(duì)準(zhǔn)，整個(gè)結(jié)合段的組合件中的每個(gè)結(jié)合段均以緊密平行的關(guān)系接近x-y平面并且垂直于Z軸線，因而也垂直于相關(guān)管子的縱向軸線。
在達(dá)到上述所要求的位置后，工人只需要做的一件事情是把相應(yīng)的螺栓向下扭轉(zhuǎn)到推薦數(shù)值，這樣就可以保證每個(gè)結(jié)合段的牙齒以基本上相等的力與管子凹槽的相關(guān)的側(cè)壁相嚙合。
牽引螺栓的最后的向下扭轉(zhuǎn)將引起大大增加的壓縮力作用在相應(yīng)的止動(dòng)部分30-32的端面34上，并且還伴隨有相應(yīng)的止動(dòng)部分30-32沿相反方向上的少許橫向位移。這樣將通過直接的壓縮力或者由于在相應(yīng)的端面之間的橫向移動(dòng)而產(chǎn)生的磨損而造成端面34的壓實(shí)，壓實(shí)和磨損的程度在相應(yīng)的結(jié)合段的每個(gè)止動(dòng)部分30和32的端面上是基本上相同的。
因此，按照本發(fā)明的內(nèi)容來做，首先可以保證一對(duì)結(jié)合段(只要在它們裝在管子上以前先進(jìn)行互相之間的預(yù)裝配)以正確的關(guān)系相對(duì)于x-y平面定位，此外，可以保證在結(jié)合段的互相面對(duì)的端部之間的任何橫向移動(dòng)被限制在一個(gè)距離之內(nèi)，從而可以保證相應(yīng)的結(jié)合段的鍵處在能使它們被容納在管子凹槽內(nèi)的位置上。
此外還可以保證，不管是先把一對(duì)結(jié)合段互相進(jìn)行預(yù)裝配，然后再把它們施加到管子圓周上，還是先把相應(yīng)的結(jié)合段施加到管子圓周上，然后再把它們互相固定，結(jié)合段的相對(duì)橫向移動(dòng)的距離都可以限制在一個(gè)預(yù)測(cè)位置上。
在消除了第一對(duì)結(jié)合段的對(duì)準(zhǔn)誤差源后，就可以繼續(xù)發(fā)展而無需擔(dān)心累積對(duì)準(zhǔn)誤差，同時(shí)還能保證每個(gè)結(jié)合段基本上在x-y平面內(nèi)并且完全垂直于z-z軸線(由此也垂直于管子的縱向軸線)延伸。
在最后向下扭轉(zhuǎn)牽引螺栓時(shí)，相應(yīng)的鍵就接近管子凹槽的相關(guān)的側(cè)壁以產(chǎn)生對(duì)管子凹槽側(cè)壁的所需的固定作用，這樣就可以保證每一個(gè)鍵都與管子凹槽的側(cè)壁正確地嚙合，而且可以保證消除相應(yīng)的結(jié)合段的相鄰的一對(duì)端面16a和16b的任何間距，由此提供了一個(gè)能夠防止相應(yīng)管子的相應(yīng)軸線的任何傾斜移動(dòng)的完全剛性的管接頭。
權(quán)利要求
1.一種用于分段式管接頭的結(jié)合段，包括一個(gè)弧形體，該弧形體具有可使密封襯墊受壓縮地與管子的相鄰端部保持密封嚙合的構(gòu)形，該結(jié)合段在所述弧形體的相應(yīng)的對(duì)置端處包括反向傾斜的端面，該結(jié)合段還包括在所述弧形體的每個(gè)所述相應(yīng)的對(duì)置端處包括至少一個(gè)止動(dòng)部分，所述止動(dòng)部分具有可限制一個(gè)所述端部相對(duì)于另一個(gè)所述結(jié)合段的一個(gè)并置端部的初始的移動(dòng)距離的構(gòu)形；所述止動(dòng)部分分別有一個(gè)與所述弧形體制成一個(gè)整體的構(gòu)件；至少每個(gè)所述止到部分的一端是處于未加工的鑄造狀態(tài)，以及至少最初具有一個(gè)粗糙表面能夠在所施加的壓縮力作用下被壓實(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合段，其中每個(gè)所述止動(dòng)部分提供一個(gè)處于該結(jié)合段的x-z平面內(nèi)的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合段，其中每個(gè)所述止動(dòng)部分提供一個(gè)平行于所述結(jié)合段的x-z平面延伸的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合段，其中所述止動(dòng)部分提供一個(gè)平行于該結(jié)合段的x-x軸線延伸的表面，以及該表面相對(duì)于該結(jié)合段的x-z平面是傾斜的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合段，其中該結(jié)合段在所述弧形體的每個(gè)所述相應(yīng)的端部包括兩個(gè)所述止動(dòng)部分，所述止動(dòng)部分分別位于鄰近所述結(jié)合段的對(duì)置的側(cè)向邊緣處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)合段，其中該結(jié)合段與至少一個(gè)另外的所述結(jié)合段相組合，以便形成一個(gè)分段式管接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)合段，其中所述止動(dòng)部分是用來限制所述相應(yīng)的結(jié)合段的所述相應(yīng)的端面的橫向滑動(dòng)的，在壓縮載荷作用下將所述止動(dòng)部分的所述端面壓實(shí)可以進(jìn)一步限制所述相應(yīng)的結(jié)合段的所述端部的相對(duì)橫向移動(dòng)。
全文摘要
具有傾斜的端面的結(jié)合段在其相應(yīng)的端部處設(shè)有止動(dòng)部分,它在把結(jié)合段裝配到管子或配件的相鄰的端部上時(shí)可防止結(jié)合段的對(duì)準(zhǔn)誤差。止動(dòng)部分在管接頭最后擰緊時(shí)將被壓實(shí),這樣就可以進(jìn)一步限制結(jié)合段端部的橫向移動(dòng),因此可以提供一個(gè)能夠消除相應(yīng)的管子或配件的軸線的傾斜的完全剛性的管接頭。
文檔編號(hào)F16L21/06GK1231026SQ97198104
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1997年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月26日
發(fā)明者D·R·多勒, P·G·德賴蒙德 申請(qǐng)人:美國維克托里克公司