CN106461132A - 将联接装置连接到两个管的相应端部的方法和所述联接装置的结构 - Google Patents

将联接装置连接到两个管的相应端部的方法和所述联接装置的结构 Download PDF

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CN106461132A CN201580022926.3A CN201580022926A CN106461132A CN 106461132 A CN106461132 A CN 106461132A CN 201580022926 A CN201580022926 A CN 201580022926A CN 106461132 A CN106461132 A CN 106461132A
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Abstract

描述了一种将联接部件紧固到待连接在一起的管(10，12)的相应端部(25，26)的方法，包括一对同轴的伸缩锥形壳体(18，22)，其中每个管端部上插有一个，锥形壳体对借助相应张紧体(14，16)相互推到一起，使得径向上的外壳体(18)挤压内壳体(22)使其抵靠管(10，12)表面紧固并且将管端部连接在一起，使得在管(10，12)的端部(25，26)之间实现紧密连接，其特征在于，使用被贯穿壳体壁的轴向定向的狭缝(30)分成若干区段的内锥形壳体(22)，所述狭缝(30)有助于在同时闭合狭缝(30)时能够使内壳体径向向内运动，从而在将壳体相互推到一起的过程中使内锥形壳体的内侧抵靠管表面紧固。还描述了一种联接构造和该联接构造的应用。

Description

将联接装置连接到两个管的相应端部的方法和所述联接装置 的结构
技术领域
本发明涉及一种用于将联接装置紧固到待连接在一起的管的相应端部的方法，其包括一对同轴的锥形壳体，所述锥形壳体能够伸缩地收缩到彼此之中并且***到分别的管端部上，锥形壳体对借助相应的收紧本体相互地推到一起，使得径向上的外壳体挤压内壳体使其抵靠管表面紧固并且将管端部连接在一起，从而实现管端部的紧密联接。
本发明还涉及一种用于将管、即首尾相连地放置的两个管联接在一起而不需要将管焊接或粘合在一起的构造。特别地，本发明涉及将金属管联接在一起，但是本发明还可以用于其它类型的管，例如塑料管。
背景技术
当两个管待以邻接的管端部放置成首尾相连的方式联接在一起时，其必须以在连接件处不发生泄漏使得随后由管运送的液体或气体不通过该连接件泄漏出去的方式实施。
如今，存在所谓的低温无焊接解决方案用于在不使用热量(焊接/钎焊)的情况下将管联接在一起，并且作为惯例这涉及使用凸缘。在市场中占主要地位的方法基于加工并预处理管以借助凸缘(即在每个管端部上的凸缘)将管固定在一起，然后将管端部放置成彼此抵靠并且在管之间放置有垫圈。若干轴向定向的螺纹螺栓***通过布置在联接件的每侧上的两个环形凸缘，并且通过将螺母旋紧在螺栓上，使管端部朝彼此旋拧，使得垫圈完全闭合管之间的开口并且提供紧密封。然而，这导致需要使用复杂的机器，该机器通常是较大且沉重的机器以便将联接件保持在管上的合适位置。
已知一系列这种连接件，其中之一使用弹性材料、例如塑料或橡胶的密封件，该密封件借助旋拧在一起的锥形管壳体在管之间围绕连接件挤压在一起。
对于已知装置，参照英国专利GB-502.386和中国实用新型CN-2303989。
所述英国专利GB-502.386描述了一种用于密封首尾相连地放置的两个管区段之间的间隙的构造，以便通过管运送流体、气体/液体。
短壳体被拧到管端部之间的间隙上并且覆盖并包封所述间隙，随后环形凸缘被事先拧到相应的管端部上，并且使管端部向前以抵靠覆盖连接件的壳体的相关端部。
当包括对应地形成的锥形内表面的两个环形凸缘4朝彼此旋拧在一起时，凸缘圆锥部将一起推动垫圈使其变形并在其端部处产生对管表面的抓持，所述端部因而紧密地保持在一起。
中国实用新型CN-2303989建议分别借助径向行进的螺栓7和3和两个面对的环形凸缘6和3将管端部连接在一起，将所述螺栓和环形凸缘带向彼此并带到松弛的壳体8上，所述壳体放置成包封管端部。凸缘通过轴向行进的螺栓1旋拧在一起，管端部借助贯通凸缘的径向螺栓保持彼此抵靠。
还已知围绕用楔形垫圈和壳体产生紧密联接这一基本原则的一系列变型例。例如，参照以下公开：TW 201043823、US-2005146139、US-3.284.112和BE-719.064。
这些已知解决方案的共同之处在于：位于最内侧的壳体状垫圈元件覆盖管之间的间隙，并且在首尾相连地放置的管端部之间没有单独的垫圈。此外，垫圈壳体的每个端部以一角度切割，以便在对应的切割元件(环形凸缘)之间/下方挤压在一起，对应的切割元件事先拧到管上，并且现在向回引导到垫圈壳体上并通过旋拧例如轴向行进的螺栓而与垫圈壳体挤压在一起。
发明目的
本发明的目的在于提供一种解决方案，其中，每个管端部包括自己的联接本体，因此没有覆盖间隙，联接本体已知自身包括对应地形成的楔形件，该楔形件通过朝彼此相互轴向移动到达挤压管的位置。
本发明的另一个目的在于使得能够将管联接在一起而不需要预先处理管表面。
此外，本发明的目的在于提供一种构造，其中，每个联接本体的唯一功能是将管联接在一起，而环形垫圈自身实施密封功能。
此外，本发明的目的在于在管端部之间提供密封件，该密封件呈挠性垫圈环的形式，该垫圈环的圆周尺寸适合管的直径和壁厚。
此外，本发明的目的在于提供一种解决方案，其中，当应用通过使用没有螺栓的凸缘螺母的另一种拉到一起的方法时，在管之间没有环形垫圈的情况下获得紧密的管连接。
因此，一个目的在于提供一种用于这种管联接的新的构造。
根据本发明的方法的特征在于，使用相应的内锥形壳体，该内锥形壳体由贯穿壳体壁的轴向定向的狭缝分成若干区段，所述狭缝有助于在同时闭合狭缝的过程中能够促使内壳体径向向内运动，使得在将壳体相互推到一起的过程中促使内锥形壳体的内侧抵靠管表面紧固。
根据优选实施例，相应的张紧体朝彼此引导并且将联接部件紧固到相应的管端部，并且还将管端部连接在一起，所述张紧体在壳体对的后侧的每侧上有一个。
优选的是使管的端部一起推动位于其间的环形垫圈，以产生牢固的密封。
根据优选实施例，应用内锥形壳体，该内锥形壳体的内侧包括例如锐缘凹槽、凸轮或尖状物的部件，在将壳体对推到一起的操作和将壳体对紧固到管上的过程中，所述部件挤压管的表面并挤压到管的表面中。
根据优选实施例，应用内壳体，该内壳体由对应数目的狭缝分成四个壳体区段，壳体区段作为完整的壳体保持在一起，其中，将例如粘合材料的连接剂施加到面向狭缝的邻接边缘，或者，狭缝没有被切割成完全贯穿壳体的整个壁厚，使得壳体区段通过壳体的更薄的可变形的剩余壁部分保持在一起。
根据优选实施例，外壳体的前端上的环形凸缘边缘(前侧)挤压内壳体的前端上的对应形成的环形凸缘边缘(后侧)，使相应的张紧体抵靠相应的外壳体的所述凸缘边缘以使管结合在一起。
特别优选的是使用由金属(例如，不锈钢或钛)、或塑料、纤维增强塑料材料、或包含碳纤维的复合材料(例如环氧树脂基碳纤维增强材料)制成的内壳体。
发明内容
根据本发明的构造的特征在于，内锥形壳体被贯穿壳体壁的轴向定向的狭缝分成若干区段，所述狭缝有助于在同时闭合狭缝的情况下能够促使内壳体径向向内运动，并且使得在将壳体相互推到一起的过程中促使内锥形壳体的内侧抵靠管表面紧固。
优选地，由贯穿壳体壁的轴向定向的狭缝分隔的分开的区段作为完整的壳体保持在一起，其中，将例如粘合材料的紧固剂添加到面向狭缝的邻接边缘表面，或者，狭缝没有被切割成贯穿壳体的整个壁厚，使得区段通过壳体的更薄的剩余壁部分保持在一起。
特别地，优选地，内锥形壳体的内表面包括呈锐缘凹槽、凸轮或尖状物形式的紧固部件，所述紧固部件设置成挤压到管表面中。
根据优选实施例，壳体的内表面包括密封层和所述锐缘凹槽、凸轮或尖状物，在促使锐缘凹槽、凸轮或尖状物进入到管中的同时，能够使密封层挤压管表面。
根据另一优选实施例，壳体由对应数目的狭缝分成四个壳体区段，所述狭缝由紧固部件保持在一起。
根据另一优选实施例，壳体的相应的前端包括凸缘边缘，在壳体被推到一起以紧固到管的端部时使所述凸缘边缘彼此抵靠。
根据另一优选实施例，采用的内壳体由金属(例如不锈钢或钛)、或塑料、或含碳纤维的复合材料(例如环氧树脂基碳纤维增强材料)制成。
根据本发明，使用一种构造以将两个管联接在一起，其中每个管端部包括所述构造，其中，使相应的张紧体一起抵靠其各自构造的后侧，并且张紧体彼此挤压，使得联接构造紧固到相应的管端部表面，并且在管的端部之间实现紧密联接。
因此，已知解决方案中均未示出这样的解决方案：将分开的壳体或两个或更多的成角度的锥形零件(形成为梯形)通过两个面对的管端部带到管连接件上，并且将对应的锥形壳体从任一侧拧到每个分开的壳体上。成角度的零件具有与管相同的内角度和小角度，即在材料厚度上从最外侧的小厚度到最内侧的更大厚度的小幅增加。
附图说明
参照附图将在下文中更加详细地描述本发明，附图中：
图1示出了本发明的透视图的展开概况图并且示出了涉及将联接在一起的两个管10、12的联接本体18、22的建设性构造的所有零件。
图2示出了连接在一起的管的横截面。图2还示出了可以***在管端部之间以在管端部之间形成额外的紧密封的环形垫圈32。
图3示出了管12与刚安装到管端部上的包封且分开的联接壳体的组件的横截面。还示意性地示出了将它们保持在一起的若干粘合点。
图4示出了在将夹紧壳体18推到联接区段上使其一起挤压在管12周围之后的组件。
图5示出了联接壳体的透视图，以便示出分开的狭缝30和卷绕在周围以将零件保持在一起的条带50。
图6示出了连接在一起的管的纵向延伸的透视概况图。
图7示出了替代例，其中，借助螺纹壳体40、42将具有***的新的联接构造18、22的管联接在一起，所述螺纹壳体分别从两侧旋拧到共同的壳体状中间零件50上，所述中间零件同时包括在旋拧在一起的位置中位于管端部之间的密封环形凸缘。
具体实施方式
首先，将结合图1和图2解释本发明。
因此，分别存在将首尾相连地联接在一起的两个管10和12，本发明将以图左侧的管10作为起点进行描述，在两个管完全联接在一起之前，联接到第二管12的元件相同。
首先，将联接壳体22拧到管10的端部25上。该联接壳体构成本发明的中心元件并且由例如钢、钛或铝的金属材料、或塑料/纤维/碳材料制成。基本材料是不锈钢或钛，但是可以使用其它材料，例如合成橡胶(氟橡胶材料)和含氟聚合物弹性体、纤维、碳或金属垫圈。
使用术语“联接壳体”指其通过径向挤压管表面形成抵靠管表面的紧固。
联接壳体中的材料分别取决于管10和12中的材料，联接壳体的内侧包括凹槽、小的尖状物或凸轮，所述凹槽、小的尖状物或凸轮将穿入到管的表面中并且形成紧固，该紧固非常强使得联接壳体不能开始轴向地滑离管。这意味着联接壳体优选地由比管更硬的材料制成。
如果管10、12将运送处于高压和高温条件下的气体和液体，例如油和天然气，则为此使用适当质量的钢，并且联接壳体也具有硬度略微更大的钢质量。另外，所述垫圈32可以***在管端部之间。
如果管将运送处于低压和低温条件下的其它液体和气体，例如水，则可以使用能够用纤维增强的塑料管。
联接壳体中的材料与塑料或橡胶垫圈的弹性方式不同，但其仍能够挤压管的表面以抵靠管形成紧固，联接壳体或者通过组装事先放在一起的单独的弧形件形成，或者形成为整体壳体，其中轴向狭缝切割贯穿管壁。当联接壳体部分放置成彼此靠近时，其限定了直径与管10、12的直径基本相等或略小于管10、12的直径的壳体，使得联接壳体部分粘附到管表面上。当联接壳体部分形成为松弛的部分(例如，四个部件)时，它们将放置成彼此紧挨，使得间隙30(图1)呈现为区段之间的清晰的轴向定向的狭缝或凹槽。为了在适当分开(相互间隔开)的情况下将联接壳体部分保持在一起，其通过紧固剂43(图3)(例如，胶水)保持在一起，使得操作者能够将组件作为整体单元保持。在将张紧壳体18轴向拧到联接壳体上时，区段彼此挤压在一起，使得狭缝/凹槽完全闭合并且促使内侧抵靠管表面，紧固剂也在侧部零件之间挤压在一起。在图1中，联接壳体22示出为“绘制成”分开的弧形部件环形盘。如图1所示，狭缝由附图标记30表示，并且示出的联接壳体22围绕其圆周具有四个所述狭缝30。根据变型例，狭缝可以形成为使得其不切割成贯穿壳体的整个壁厚，而是保留有壳体的更薄的可变形的剩余壁部分。由此，在装配过程中区段作为完整的壳体保持在一起，而在促使壳体区段朝管的外侧径向向内运动时所述壁部分完全挤压在一起并变形。
在一些实施例中，联接壳体24可以形成为完整的管状本体，该管状本体形成有几乎贯穿管壁的轴向延伸(纵向延伸)并贯穿延伸的凹槽。当颈状第二张紧壳体18被推动到联接壳体的外侧上时，将推动联接壳体并促使联接壳体朝管表面运，所述狭缝在来自位于外侧的张紧壳体18的径向定向的力的作用下闭合。这种狭缝由附图标记30表示，并且示出的联接壳体22围绕其圆周具有四个所述狭缝30，但是联接壳体当然可以形成有更多的这种平行狭缝。
联接壳体22具有适于管表面的外尺寸的纯环形内侧。联接壳体22的外表面从壳体前端(最靠近管端部)处的最厚壳体壁直径22a向下倾斜至壳体22的后端处的最薄壳体壁直径22b，在装配过程中，所述壳体前端是联接壳体的放置成邻接管端部的那个端部。在图2中清楚地示出了该渐缩。此外，壳体的前端22a包括围绕整个圆周的向上延伸的环形凸缘24。
在图5中示出了联接壳体的透视图，图5还在图左侧示出了尖锐的凹槽和凸轮41。如图4所示，当随后将位于外侧的颈部18(外圆筒体)推到和/或滑动到内壳体22上时，促使联接壳体抵靠管表面并且促使表面图案或凹槽/凸轮/尖状物41进入到管12的表面中，使得联接壳体被紧固到管端部。图3示出了放置成包封管12的联接壳体22的四个部分，以及抵靠管12的表面放置的内部凹槽或凸轮41。
根据替代解决方案，联接壳体的内侧与所述凸轮一起可以包括橡胶垫圈层，除了促使凸轮41进入到管表面中外，橡胶垫圈层挤压管表面从而实现良好的密封。
此外，两个管端部一起挤压位于其间的垫圈环32，使得确保管之间的完全的紧密联接。垫圈环可以由金属、“橡胶”(适于贯通管的介质)或金属和橡胶的组合(最外侧金属密封，最内侧“橡胶”，反之亦然)制成。
替代地，可以促使管端部金属抵靠金属地在一起，并且在不使用垫圈的情况下密封，当适当地加工管的端部并且以可接受的公差将管的端部装配在一起时这是可能的。
每个张紧壳体18a、18b具有对应的锥形壳体形状，并且在其前端处具有环形的径向向外延伸的凸缘20。当将张紧壳体18(从每侧各一个)推动到其相应的联接壳体22上时，锥形形状将确保促使联接壳体径向向内运动，使得锐缘凹槽图案“掘入”到管表面中并且使联接壳体朝管端部的任何进一步的轴向移动停止。此外，两个相应的径向凸缘一起起作用，使得张紧壳体18不仅在联接壳体20上滑动，而且张紧凸缘20将抵靠联接凸缘24，从而分别建立在两个壳体20和18之间的坚固的紧固。
如图3所示，分别借助两个对应的环14a和14b提供锥形联接件与张紧壳体22和18的分别的相互连接，将所述环事先分别拧到相应的管端部25和26上。当壳体对被拧到在其相应的管端部上时，从后方将环14a、14b引导到组件上并且将所述环推抵在张紧壳体的凸缘/肩状部20的后侧上并且借助作为已知技术的轴向螺栓16张紧在一起。
还可以利用螺纹壳体将两个壳体相互推到一起，所述螺纹壳体相互放在一起并且一起旋拧在壳体对18、22上。
螺纹壳体在内部包括环形倒钩，该环形倒钩挤压张紧壳体18的径向肩状部20的后侧。
参照图7，图7示出了对应的分开的联接构造，其中，借助螺纹壳体40、42将两个部件轴向地引导在一起，所述螺纹壳体从两侧旋拧到共同的壳体状中间零件50的外螺纹上。中间零件包括密封环132，其具有向内延伸的环形密封凸缘132，该密封凸缘匹配到管端部之间的环形狭缝中。当管端部10、12旋拧在一起时，促使张紧凸缘在一起并且在管之间形成牢固的密封。
因此，本发明的核心在于两个锥形壳体彼此轴向挤压，从而促使根据本发明的内联接壳体22抵靠管表面并且借助穿入或掘入管表面中的凹槽和凸轮形成牢固的紧固。由此，利用本发明，可以在无需事先准备管端部的情况下将两个管联接在一起。适当的是在联接壳体的外侧和张紧壳体的内侧之间施加一些润滑剂、例如油，以便确保在连接/滑动过程中产生最小摩擦。

Claims (15)

1.一种用于将联接部件紧固到将连接在一起的管(10，12)的相应的管端部(25，26)的方法，包括能够收缩到彼此中并且***在每个管端部上的同轴的锥形壳体对(18，22)，锥形壳体对借助相应的张紧体(14，16)相互推到一起，使得径向上的外壳体(18)挤压内壳体(22)使其抵靠管(10，12)的表面紧固，并且将管端部连接在一起，从而在管(10，12)的管端部(25，26)之间实现紧密连接，其特征在于，使用内锥形壳体(22)，所述内锥形壳体被贯穿壳体的壁的轴向定向的狭缝(30)分成若干区段，所述狭缝(30)有助于在同时闭合狭缝(30)的过程中能够促使内锥形壳体径向向内运动，并且使得在将壳体相互推到一起的过程中促使内锥形壳体的内侧抵靠管的表面紧固。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相应的张紧体(14，16)朝彼此引导并且将联接部件(18，22)紧固到相应的管端部，并且还将管端部连接在一起，所述张紧体在两个壳体对(18，22)的每个后端处有一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使管(10，12)的管端部(25，26)一起挤压中间环形垫圈(32)以实现牢固的密封。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，使用内锥形壳体(22)，所述内锥形壳体的内侧包括例如锐缘凹槽、凸轮或尖状物(41)的部件，在将壳体对推到一起并将壳体对(18，22)紧固到管(10，12)的过程中，所述例如锐缘凹槽、凸轮或尖状物的部件挤压管的表面并挤压到管的表面中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用内壳体(22)，所述内壳体被对应数目的狭缝(30)分成四个壳体区段，所述壳体区段作为完整的壳体保持在一起，其中，将例如粘合剂的紧固剂(43)施加到面向狭缝(30)的邻接边缘上，或者，狭缝没有被切割成完全贯穿壳体的整个壁厚，使得壳体区段通过壳体的更薄的可变形的剩余壁部分保持在一起。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，外壳体(18)的前端上的环形凸缘边缘(20)(前侧)挤压内壳体(22)的前端上的对应的环形凸缘边缘(24)(后侧)，使相应的张紧体(14，16)抵靠相应的外壳体(18)的所述环形凸缘边缘(24)以将管(10，12)结合在一起。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，使用由金属、或塑料、纤维增强塑料、或含碳纤维的复合材料制成的内壳体，其中，所述金属例如是不锈钢或钛，所述含碳纤维的复合材料例如是环氧树脂基增强材料。
8.一种用于将两个管(10，12)联接在一起的管端部的构造，包括能够收缩到彼此中以便插到相应的管端部上的一组同轴的内锥形壳体和外锥形壳体(18，22)，其中，内锥形壳体(22)包括用于在其因两个壳体(18，22)相互轴向地推到一起而径向挤压管端部时抵靠表面形成紧固的部件，其特征在于，内锥形壳体(22)被贯穿壳体的壁的轴向定向的狭缝(30)分成若干区段，所述狭缝(30)有助于在同时闭合狭缝(30)的过程中能够促使内锥形壳体径向向内运动，并且使得在将壳体相互推到一起的过程中促使内锥形壳体的内侧抵靠管的表面紧固。
9.根据权利要求8所述的构造，其特征在于，被贯穿壳体的壁的轴向定向的狭缝(30)分开的区段作为完整的壳体保持在一起，其中，将例如粘合剂的紧固剂(43)施加在面向狭缝(30)的邻接边缘表面中，或者，狭缝没有被切割成完全贯穿壳体的整个壁厚，使得区段通过壳体的壁的更薄的剩余部分保持在一起。
10.根据权利要求8所述的构造，其特征在于，内锥形壳体(22)的内表面包括呈锐缘凹槽、凸轮或尖状物(41)形式的紧固部件，所述紧固部件设置成挤压到管的表面中。
11.根据权利要求8至9中的一项所述的构造，其特征在于，内锥形壳体(22)的内表面包括密封层和所述锐缘凹槽、凸轮或尖状物(41)，在将所述锐缘凹槽、凸轮或尖状物(41)推到管中的同时，能够使所述密封层挤压管的表面。
12.根据前述权利要求8至11中的一项所述的构造，其特征在于，内锥形壳体(22)被对应数目的狭缝(30)分成四个壳体区段，所述壳体区段利用紧固剂连接在一起。
13.根据前述权利要求8至12中的一项所述的构造，其特征在于，壳体的相应的前端包括凸缘边缘(分别为20和24)，在壳体被推到一起以紧固到管端部时，使所述凸缘边缘彼此抵靠。
14.根据前述权利要求8至13中的一项所述的构造，其特征在于，使用由金属、或塑料、或含碳纤维的复合材料制成的内壳体，其中，所述金属例如是不锈钢或钛，所述含碳纤维的复合材料例如是环氧树脂基碳纤维增强材料。
15.一种根据权利要求8至14的构造的应用，用于将两个管连接在一起，其中每个管端部包括所述构造，其中，相应的张紧体(14，16)在每个构造的后部被引导到一起，并且张紧体彼此挤压，使得联接构造被紧固到相应的管端部表面并且实现管(10，12)的管端部(25，26)之间的紧密联接。
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