CN1138081C - 一种管接头和其连接方法 - Google Patents

Abstract

一种包括管形内部构件(9)的接头，该内部构件构成一个管套，其大小正好可以容纳接头所要连接的管道。内部构件(9)放置在管状壳体(1)里面以构成一封闭的环形腔，而且设有一个穿过壳体的注入孔(2)以便与密封腔连通。使用时，加压流体比如可凝固树脂通过注入孔(2)注入密封腔中。注入流体的压力足以使管形内部构件(9)发生径向向内的变形，从而夹住装在管套里面的管子(13、14)。可以施加压力达到预定的极限，或直至密封失效。

Description

一种管接头和其连接方法

技术领域

本发明涉及一种接头，并涉及将某一元件比如管子连接到接头上的方法。

背景技术

已经知道有许多接头设计方案，它们设法在接头和***接头中的某一元件比如管子之间实现牢固的密封连接。许多已知的接头依靠接头套管和管道外表面之间的如可变形金属环的机械压缩。其它已知的接头利用热固性中间组分来实现管道与接头之间的密封。本发明涉及依靠接头部件机械变形的接头。

机械接头通常使用在负责安装的人员难以用***的方法来完成所有必要的工艺程序的情况下。例如，要相互连接的管道相对较易变形，比如在供水和供气工业中广泛使用的高密度聚乙烯管道，必须将一个衬管塞入接头所要连接的管道的端部，以防止当装配接头时管道径向向内过度变形，而且对于许多接头还必须将另外的部件安置在管道周围，最后装配完成时这些部件是看不见的。对已装配完的接头的外部检查并不能使检查员查出衬管和其它任何部件是否都已经适当地设置。并且也难以确保***接头中的管道端部没有被脏物污染至会破坏接头完整性的程度。这在使用的机械接头只依靠管道外表面和径向压缩接头部件之间的有限轴向接合的情况下确实是一个问题。而且也不可能通过外观检查来核实是否已有足够的力量施加到接头部件上以实现牢固的相互连接。例如，依靠压接工具或接头壳体的相对转动和螺纹压缩件来施加预定力量的接头，即使装配人员没有施加所要求的力量，也可能在外观检查时表现出已经正确装配。

某些已知接头的另一个问题是需要用复杂及笨重的工具如液压机来装配接头。对于大直径的接头情况更是如此。这样的工具很难在现场使用，例如在为接近埋藏的管道而挖开的壕沟中。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够避免或减轻上述问题的接头。

根据本发明所提供的接头，包括：一个管形的内部构件，形成一个用于容纳所述接头所要连接的可变形管形元件的管套；一个环绕所述管形内部构件的外部构件，与所述管形内部构件形成一个环形腔；一个与所述环形腔连通的注入孔，通过所述注入孔将流体输入所述环形腔中来加压，所述环形腔中的高压使所述内部构件径向压缩以夹住所述管套中的可变形管形元件，其特征在于，所述接头包括一个使用时插在所述接头要连接的可变形管形元件端部的管形衬管，所述衬管用来限制所述可变形管形元件的径向向内变形。

本发明还提供了一种将一个元件连接到接头上的方法，所述接头包括一个构成管套的可径向压缩的管形内部构件，所述可变形管形元件***其中，其中一个管形外部构件环绕该内部构件周围延伸并与该内部构件形成一个环形腔，并通过与所述环形腔连通的注入孔将加压流体注入所述环形腔中，注入流体的压力足以使所述管形构件径向向内变形而夹住所述可变形管形元件，其特征在于，所述接头包括一个插在所述接头要连接的可变形管形元件端部的管形衬管，所述衬管用来限制所述可变形管形元件的径向向内变形。

根据本发明的接头和方法，所设计出的接头使用户知道倘若有足够的压力传递到接头上，接头套管中的管形内部构件就会变形至足够的程度以确保牢固连接。如果该接头用于容易变形的元件比如高密度聚乙烯管道，而事先又没有将衬管放入管道里面，那么管道在相对较低的外加压力下就会发生十分明显的塌陷。没有部件会被偶然遗漏。因此可以很容易地发现不正确的接头装配。压力可以施加至预定的极限，此时由接头的设计知道已经发生适当的管道变形。另一种方法是，可以施加压力直至流体从密封腔的密封圈中泄漏，在这样情况下可以将密封失效认为是对已经施加要求压力的确认。例如可以装有一个防爆膜，当已经达到预定的压力极限时会破裂。比如，该预定的压力极限可以为3000磅/平方英寸(211公斤/平方厘米)。加压流体可以在环形腔里面凝固，结果在外加压力释放之后还能保持对管形内部构件的支撑。可以用简单的液压泵***来输送加压流体。

虽然该接头在将空心管道连接到一起时具有特别的实周性，但它也可用于连接任何可以***管套中的元件，元件的大小应在内部构件压缩之后能被夹住。

两个密封可以位于内部和外部构件之间，沿管形内部构件的长度方向间隔一段距离并位于注入孔的两侧，密封封闭环形腔的末端。例如，密封可以包括位于内部和外部构件之间的O型圈、***焊接接头、钎焊或黄铜焊接接头。可以设有两对密封，每一对密封分别构成与各自加压流体注入孔相通的密封腔。

如果设有当密封腔中的压力超过预定极限时将加压流体从密封腔中释放的装置，该加压流体释放装置可以包括设置在外部构件中的一个防爆膜，或者由内部和外部构件之间的一个密封圈组成，该密封圈在内部构件达到预定的径向压缩之后失效。

管形内部构件中可以设有一径向向内扩展部分以限制元件***管套的深度。

外部构件可以是具有足够强度的管子以阻止因密封腔加压而产生的膨胀。另一种方法是，外部构件可以变形而注入孔包括与支撑夹具中开孔接合的装置，接头可以容纳在支撑夹具里面，支撑夹具阻止外部构件因密封腔中的加压引起的径向向外膨胀，其中密封腔与注入孔是相通的。注入孔可以包括一径向向外贯穿可变形外部构件的管子，该管子适合于***夹具开孔中。夹具开孔可以支承一个密封圈，注入管与其接合以防止加压流体从夹具和可变形外部构件之间渗出。

可以设有用来防止加压流体从密封腔漏失的装置。这样的配置在密封腔中充有加压之后会凝固的流体时特别适宜。该失压防止装置可以由注入孔中的一个止回阀组成。

管形内部构件可以是一段铜管。

当该接头用于可变形的元件比如高密度聚乙烯管道时，可以将一个衬管***管道的端部，该衬管用来限制管道的径向向内变形。衬管最好具有表面构造，例如沿圆周延伸的齿、或是沿圆周延伸的凹槽、或是径向穿透衬管的开孔，以夹住径向向内变形之后的管道。衬管可以连在一个法兰上。首先塞入管道中的衬管末端可以向外张开，且衬管的长度小于管套的长度，因此管道径向向内变形的部分在衬管的张开末端两侧轴向延伸。

在使用时，衬管的一端可以***接头要连接的两根管道中某一根的端部，而另一端***两根管道中另一根的端部。衬管上可以设有突肋以形成膨胀接头，使管形衬管可以轴向伸缩。衬管上可以设有突出部以限制衬管***管道的深度。

管形内部构件中可以放入一个加强件，使加强件由于密封腔中的加压而径向压紧在元件上。加强元件可以是一个金属线圈。

在密封腔的加压过程中，元件里面可以放置一个加强件以防止元件的塌陷。加强件可以包括一个在接头加压之后还保留在接头里面的衬管，以及一个在接头加压之后被移去的活动支撑件。活动支撑件可以包括两个可相互接合的楔形件。

附图说明

现在将参考附图并通过实例来介绍本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的接头和在***接头之前的两个管道端部的剖视图；

图2与图1类似，是在管道端部***接头之后的视图；

图3与图2类似，是在接头部件变形以牢固地夹住***的管道端部后的视图；

图4是根据本发明的另一个接头的部件和准备***该接头的两个管道端部的剖视图；

图5与图4类似，是管道端部***接头之后的视图。

图6与图5类似，是在接头部件变形以夹住管道端部后的视图；

图7是可以按图6中所示方法使接头部件变形的装置的示意性局部剖视图；

图8与图7类似，是在该装置推进到与接头接合之后的视图；

图9示出了将加压流体注入图7和8的接头中；

图10是根据本发明的另一种接头的部件和***接头之前的两个管道端部的剖视图；

图11、12和13示出了图10中所示部件的顺序的装配过程；

图14示出了使用可凝固的树脂后图13中的装配组件；

图15示出了施加相当大的端部荷载后图14中的组件；

图16是根据本发明的另一种接头的装配组件的剖视图；

图17、18、19和20示出了图16中所示接头的顺序的装配过程；

图21和22示出了用于图16中接头的另一种可供选择的管道衬管；

图23和24示出了利用一个金属线圈来提高轴向强度；

图25是与图16类似的接头的剖视图，示出了一个防爆膜压力释放装置；

图26是类似于图16的接头的剖视图，但是加入了一个注入孔阀门；

图27是图26中注入孔阀门的详图；

图28示出了用接头将两根软管连接在一起的顺序的装配过程；

图29是将塑料管连接到装有法兰的插口上的接头的剖视图；

图30是将钢管连接到法兰上的接头的剖视图；

图31示出了用两个接头和一段塑料管来修理损坏的钢管的顺序的装配过程；

图32、33、34、35、36、和37是根据本发明另一种接头的顺序的装配过程的横断面视图和纵向剖视图；

图38是图33中右侧部分的放大视图；和

图39、40和41示出了将加强装置***本发明接头的衬管。

具体实施方式

参见图1，所示接头包括一个通常为管状的外壳体1，有穿透壳体的两个注入孔2，3以及一个排出孔4的管壁。四个O型圈5、6、7和8容纳在环绕接头壳体内壁的凹槽中。单个可变形的管子9***在接头壳体中，管子的端部10和11向外翻折以扣合接头壳体，从而使管子保持在壳体内。使管子的中部12变形以构成向内扩展的突出部，从而限定要用接头相互连接的两根管道13和14的***深度。

图2示出了管道13和14***由管子9构成的两个管套之后图1中的部件。确定密封环5和6与注入孔2的相对位置，以及密封环7和8与注入孔3的相对位置，管子9的外壁与壳体1之间就构成了两个密封腔。

参见图3，通过两个注入孔2和3注入加压流体后，接头就完成了。随着注入孔2和3中压力的增加，管子9逐渐向内变形直至其中一个密封环因流体挤出而失效。管子9的向内变形导致管道端部13和14的向内变形，管子9以及管道端部13和14的变形程度随施加的压力而变。当管子9的变形扩展到足够程度以至管子9和其中一个密封圈之间出现缝隙时，就发生了密封失效。此时注入的加压流体开始通过接头端部或排出孔4泄漏。这样的渗漏很容易用肉眼发现，此时就可切断加压流体的供应。变形程度以及管子9在管道端部的夹持稳固程度随施加的压力而变，而所施加的压力又随管子9和密封环的性能而变。假定接头部件是恰当制造的，因此接头安装人员可以确信一旦渗漏发生就形成牢固的连接。

在图1至3所示的本发明实施例中，假定相互连接的管道是用可变形至某个程度的材料制造，使得管子9也可以变形，但相互连接的管道在长期使用过程中仍保持所变形的形状。但很多时候情况并非如此，例如所要相互连接的管道是用一种塑性材料比如高密度聚乙烯制造时。在图4至6中所示的本发明实施例能够可靠地用于这样的管子材料。

参见图4，所示接头包括装有一对密封圈16和17并设有单个注入孔18的壳体15。单个管子19安装在接头壳体里面，管子中设有向内扩展的突出部20以限定管道的***深度。将***接头的管道端部21和22中先装入衬管23和24。如衬管23所示，先***管道端部中的衬管末端向外张开，另一个末端形成凸缘以限制衬管可以塞入管道的深度。

图5示出了将管道端部***接头之后的图4中的部件。可以注意到衬管比管道端部的***深度短很多，因此衬管张开的那端与最邻近的密封圈是有段距离的。

图6示出了将压力施加到注入孔18后的图5中的部件。加压流体充满在接头壳体、管子19以及密封圈16和17之间形成的密封腔。由于衬管的存在，在径向上位于衬管外面的管子部分的径向向内变形受到限制，但是管道在管子19和衬管之间被紧紧地夹住，且衬管的张开末端咬入管道的内表面。在衬管张开末端与密封圈16和17之间的管子19的两个部分和管道端部，其变形程度比位于衬管径向外面的部分更大。因此如果有端部荷载施加到管道上，只有当所施加的力量大到可将管道拉过其中一个衬管的张开末端，或大到足以拖动衬管经过衬管张开末端和密封圈之间相对狭窄的颈部时，管道才可以被拔出。因此，这样的布置能提供很好的抗拔出性能，即使是用于管道材料，如高密度聚乙烯，高密度聚乙烯采用已知接头会在长期使用过程中产生“蠕变变形”倾向。

参见图7、8和9，示出了可以用来将加压流体注入如图3或图6所示接头的装置。在图7、8和9中，所示接头假定为在图4至6中示出的接头。因此图7至9示出了接头壳体15、管子19、管道22和衬管24。

所示装置包括用来支承接头壳体15的角形托架25，因此注入孔18对准注入器26的注入嘴。如图7所示，注入器处于内缩位置使该装置能调整到将注入器26对准注入孔18的位置。

注入器接着被推进到图8中所示的位置，于是注入器的圆锥形注入嘴与注入孔18的埋头孔外端形成密封。接着如图9的阴暗区域所示注入加压流体，结果使管子19根据图4至6所述发生变形。

可以用任何适当的装置，例如手动或电动泵，来注入流体。注入流体可以是如矿物油，虽然在某些应用中比如在供水工业中，适合使用在任何情况下都不会引起不可接受的污染的不同流体。比如可以使用水或植物油作为注入流体。注入流体中可以加入比如染料，于是一旦密封失效后注入流体从接头中逸出，在随后的检查中会很明显。为了帮助检查装配好的接头，应当最好使因流体挤出而失效的密封可以在接头壳体外面看见。

所述接头可以用任何适当的材料制造。例如接头壳体可以用低碳钢制造，可变形管子可以用退火的铜制造，而图4至6中实施例的衬管可以用不锈钢制造。

现在参见图10至15，将介绍本发明的另一个实施例。图10示出了里面装有一根管子28的壳体27，管子在穿过壳体27管壁而形成的入口孔30附近设有向内扩展的突出部29。管子和壳体的轴向末端焊接在一起，因此在管子28和壳体27之间形成一个密封腔，通过开孔30可以注入加压流体。

所提供的衬管31上设有两个向外扩展的突肋32和向外张开的末端33。末端33的尺寸做成可在管道端部34中形成轻滑动配合。壳体27可以是钢制的，管子28可以是铜制的，而衬管31可以是不锈钢制的。

为了装配如图10所示的接头，先将衬管31塞入其中一个管道端部，如11所示。接着将该管道端部和衬管塞入接头壳体中，直至管道端部靠在管子28形成的突出部29上，如图12所示。接着将另一根管道塞入壳体中，使其从相邻的衬管31末端上滑过，直至靠在相邻的突肋32上，如图13所示。于是可以将加压流体通过开孔30注入组件中。

图14示出了通过开孔30注入树脂后的图13中的组件。注入的材料是由两种成分组成的，当混合后凝固成抗压缩的固体。树脂以足够大的压力注入，使管道端部压紧在衬管31上，并使位于衬管的张开末端与壳体27和管子28的焊接封口之间的管道部分进一步径向向内扩展。

如果有非常大的端部荷载施加到管道34上，可能会将管道端部从接头壳体中拔出一小段距离至图15中所示的位置。突肋32的存在使其得以实现，并实际上成为伸缩接头。当衬管的两个末端被拉开时，张开的衬管末端33移动到树脂径向相对较厚部分里面的位置，其中较厚的树脂是一开始在衬管末端和焊接封口之间形成的。这样管道上的夹持力就增加了，因为只有进一步将管道侧壁从直接相邻的衬管张开末端33挤过去，才能将衬管末端33从接头壳体中拔出更远。因此就可以达到很高的抗端部荷载性能。此外，如果端部荷载随后被释放或改变方向，使衬管末端聚在一起而又呈现图14中所示的位置，管道端部34外表面的任何损坏并不会引起渗漏，因为管道端部和衬管31之间没有发生相对运动。因此即使在施加了相当大的和变化的端部荷载的情况下，所示接头也是极其牢固的。

通过开孔30从泵中注入可凝固的树脂，树脂的两种成分在对着开孔30的喷嘴中混合。可以用一个简单的压力指示仪来指示所加压力的大小，因此安装人员能够确信有适当的压力施加到注入的树脂上。另一种方法是，使接头提供已施加了适当压力的实际信号，例如由于密封失效等等。

可以注意到在图10至15所示的布置中可以使用壁相对较薄的部件。这在接头的外径不允许比相互连接的管道的外径大很多的情况下是非常有利的，例如在接头必须穿过要替换的膨胀的管道的情况下。

现在参见图16，介绍本发明的另一个实施例。管接头35由一根用铜或其它适当材料制成的内管36和一个钢制的外壳体37组成。管子和壳体的轴向末端焊在一起以形成一个密封腔38。直径缩小的管子36中央区域构成了指向内部的凸缘39。外壳体37中设有密封腔38的注入孔40，从那里可以注入加压流体。

单件的钢制管道衬管41上带有一个中央突出部42，构成两个凸肩43、44。衬管41的阶梯形外表面构成具有锯齿形状的齿45。另一种方法是可以将衬管41做成两段，在装配好的接头里对接。这两段衬管可以带有平面凸缘，当内管36塌陷时将它们结合在一起，而且在凸缘之间可以装有一个适当的密封垫圈。另一种方法是凸缘的相对表面可以是圆锥形的、同心的或刚性连接的布置。两段之间还可以通过卡口类型的配合、带有O型圈或密封垫圈的公母螺纹连接、公螺旋式连接器和母卡圈、或其它任何适当的连接方法相互连接起来。通过内管36在塌陷的时候接合平面凸缘而将衬管结合在一起的好处是机械方式简单，而通过螺纹或别的方式相互接合的衬管则能承受更大的端部载荷。在衬管之间最好装有密封圈以包藏管道中的物质，而不是依靠管子36来包藏管道中的物质。

图17至20示出了图16中接头的装配顺序。先使第一根管道46准备好连接，比如将其一端47弄平。接着将衬管41的一端塞入管道46直至末端47紧靠在凸肩43上。接着将接头35套在管道46的端部和衬管41上，使突出部39紧靠在管道的末端47上。然后将第二根管道49的一端48从衬管41和内管36之间***接头35的另一端，直至末端48紧靠在凸肩44和凸缘39上。

接着用连接到注入孔40的泵将加压流体注入到密封腔38中，致使内管36塌陷，从而将管道端部密封在衬管41上。加压流体可以是油脂(可以用来防止水的侵入)、水、植物油(如果接头用于供水管时优先使用)、可硬化的树脂、或任何其它适当的流体。树脂特别适用于承受高压的管道，因为塌陷的内管36由于硬化树脂而从外管37获得一些支撑。注入孔40中可以装有一个单向阀比如滑脂嘴使油脂或其它流体保持在密封腔38中。通过注入流体在密封腔38中产生的压力为3000磅/平方英寸(211公斤/平方厘米)，内管36的塌陷使设在衬管41上的齿45夹住管道表面。

在图16所示类型接头的实施例中，外面钢制壳体37的全长可以为100毫米，除了锥形端部以外的外径为71.9毫米，锥形端部的内径为66.8毫米，壁厚为1.5毫米。内管36可以是由C106半硬铜制成的壁厚为16标准线规(SWG)的铜管。铜管的末端用铜焊接到外壳体37的锥形端部上。铜管的全长为100毫米，外径为66.7毫米。衬管41的外径可以为49.8毫米，最大齿深为0.5毫米。衬管可以是钢制的，厚度为10标准线规。

可以使用其它形式的管道衬管41。图21示出了带有矩形凹槽的衬管50，其中凹槽位于衬管外表面上用以代替齿45的突台51之间，而图22示出了带有圆孔53的衬管52，被夹持的管道可以向孔内变形。对于图21和22中的实施例，铜管以不规则的方式发生变形，即管道对着矩形凹槽或圆孔的区域变形更大。铜管中的这些不规则性有助于提高抗端部荷载性能(轴向强度)。此外，这种衬管形式的连接用相对较小的压力就可以形成。

图23和24示出了使用一个可放在管道外表面和内管36之间的金属线圈54。线圈54有助于防止因内管36塌陷而产生的压力使管道端部的衬管也向内塌陷。这样就可以使用相对较薄的管道衬管41。

注入流体时施加到密封腔的压力可以用如图25中所示的防爆膜55或简单的压力计或连接到液压泵的泄压阀来控制，当密封腔中已达到正常压力时可指示操作人员。

现在参见图26和27，注入孔40可以包括一个阀门，通过位于凸缘39里面的弹簧57使阀门中的浮球56偏移到注入孔40中的位置。弹簧使浮球56偏移以封闭注入孔40，当注入装置或泵加到注入孔40上时，浮球56克服弹簧57的偏移力被推回，于是流体在压力作用下被送入注入孔中。

图28示出了类似于图16的接头的装配顺序的过程，但其中的管道衬管做成两段58、59。这在管道已经在现场上而相互之间不能轴向相对运动时特别合适。管道46、49的端部各自侧向偏移开，因此可以接近管道的末端。将衬管58、59放入每一管道的端部，并将接头35放在其中一根管道的端部上。接着将管道端部靠拢并使接头35沿管道滑动以搭接两根管道的端部。在这种情况下，接头35上不能设有凸缘39。接着如前面所介绍的，将加压流体注入密封腔38中。

图29和30示出了用本发明的管接头将法兰连接到一根管道上。图29的配置用于连接法兰的钢插口和高密度聚乙烯或其它塑料管道的接头，而图30的配置用于连接法兰和钢制或其它金属管道之间的接头。参见图29，法兰60支承插口61。将接头35放在管道62的端部，接着将插口61装入管道端部中，然后就如前面所介绍的，将加压流体注入密封腔38中。法兰60可用来将管道62连接到另一个法兰上。参见图30，接头35焊接在法兰60的环形开口中。将一小段塑料管63套到刻有锯齿形的齿或凹槽64的金属管道上。接着将接头套在管子63上，这样齿64就位于塑料管63和接头35的里面。将加压流体注入接头35中，内管36的塌陷使塑料管63向内变形而与齿64接合在一起。塑料管63可以是热缩或冷缩塑料管，在将接头35放在管子63周围之前，就已收缩而与金属管道牢固接合。

图31示出了当修理不能侧向弯曲的管道时所遵循的步骤，比如假设管道是由铁制成的。将管道的损坏部分切除，使两个管道末端之间留出一段空隙。将两个接头65、66套在铁管的端部上，这两个接头类似于图30中所示的接头，但省去了法兰。接着将一段塑料管67套在其中一根铁管上，其深度足以使自由端可以套到另一根管道上。接着将塑料管67定位使其覆盖铁管之间的空隙。然后将接头65和66套在塑料管67的端部上，并如前面所介绍的用压力将其固定。用这种方法可以很容易地修理破裂的管道，而不必使用与破裂管道相同材料的管子。

现在参见图32至38，介绍本发明的另一个实施例。接头68由橡胶外管69和铜内管70组成。管子70最初沿整个长度都与管子69接触，因此这两个管子在图32和33中并未分开示出。在外管69中设有注入管71，并将管子69和70的末端密封在一起，比如用粘合剂，这样注入管71与管子69和70之间形成的密封腔是相通的。

为了将接头和管子装配起来，先将如图16中所示的管道衬管41***第一根管道的一端，再将接头68套到第一根管道上，然后将第二根管道套在衬管41上。接着用上下两件的夹具72围住接头68，并用跨过中心的锁扣将其卡紧。夹具72中设有对准管子69中注入管71的注入孔74。夹具72不必与管道完全配合，但必须有足够好的配合以防止橡皮管69轴向脱出。如图38所示，在每一半夹具72的内表面上设有嵌入胶管69的突肋75，这有助于将管子69保持在原位。

加压流体是通过注入孔74和71注入到内管70和胶管69之间的空隙里的。这导致内管70向内塌陷，而夹具72可限制胶管69向外膨胀。夹具72上的密封圈76与注入管71接合以防止加压流体进入胶管69和夹具72之间的空隙。因此注入的流体进入管子70和69之间的密封腔，管子70径向向内塌陷，使管道的内表面与衬管41接合。

接着将夹具72从管道上拆除，并可以切掉胶管69，只剩下管子70在管道的适当位置上。结果接头的突起很小，如图37所示。

应当知道在本发明的所有实施例中，将管道密封起来的内管并不是如介绍的那样必须用铜制成，而是可以用任何适当的材料(比如铝)制成，只要能按照需要变形，并能保持所变形的形状。

为了使本发明的实施例能有效工作，必须保证要连接的管道在接头中注入加压流体时，能抵抗所施加的径向向内压力。就塑料管而言，由接头施加的压缩负荷必须由塞入塑料管端部的衬管来承受。对于大直径的管道，要求有厚壁的衬管在加压过程中向塑料管提供必要的支撑，而有时也许并不想要使用具有规定壁厚的衬管。然而，通过在接头的加压过程中给相对薄壁的衬管提供加强物，可以防止所使用的衬管不够要求的壁厚，加强物随后可以移去。在图39至41中示出了可提供衬管加强物的一种布置。

参见图39至41，接头包括外壳体77、铜内管78、在外壳体中用来限制施加到外壳体和铜内管之间压力的防爆膜79、和设有凸缘81的衬管80。如图39所示，将衬管80塞入管道82的端部直至凸缘81靠在管道82的自由端上。接着将接头77、78套在管道82的端部上。然后将包含两个可相对滑动的楔形支撑件83和84的加强装置塞入衬管中。支撑件83和84具有斜坡状的相对表面，因此如果支撑件处于图39中所示的位置，加强装置的外径达到最大，此时加强装置在衬管80里面是紧贴滑动配合。通过杠杆85和86将支撑件83和84连接到缆绳87上。如图39所示加强装置在衬管80定位后，将另一根管道88套到衬管80上，绳索87也如图39所示贯穿管道88。

接着开始加压直至防爆膜79指示已经施加了适当的压力。虽然未在图39至41中示出，这样会使管道82和88的端部压入衬管80的凹槽中。衬管80由加强装置支撑，衬管的径向压缩导致衬管80与加强装置的紧密配合。

在施加的压力释放之后，通过拉紧绳索87可以将紧密配合在衬管中的加强装置拉出来，杠杆85和86使施加到绳索87上的轴向力最初拉着加强支撑件83相对于支撑件84运动到如图40中所示的位置。于是可以将加强件从衬管80中拉出，如图41所示，然后从整个管道88中拉过。

Claims (34)

1.一种接头，包括：一个管形的内部构件(9；19；28；36；70；78)，形成一个用于容纳所述接头所要连接的可变形管形元件(13；21；34；46；49；62；82)的管套；一个环绕所述管形内部构件的外部构件(1；15；27；37；69；77)，与所述管形内部构件形成一个环形腔；一个与所述环形腔连通的注入孔(2，3；18；30；40；71)，通过所述注入孔将流体输入所述环形腔中来加压，所述环形腔中的高压使所述内部构件径向压缩以夹住所述管套中的可变形管形元件(13；21；34；46；49；62；82)，其特征在于，所述接头包括一个使用时插在所述接头要连接的可变形管形元件(13；21；34；46；49；62；82)端部的管形衬管(23；31；41；58；59；61；80)，所述衬管用来限制所述可变形管形元件的径向向内变形。

2.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，有两个密封位于所述内部构件(9；19；28；36；70；78)和外部构件(1；15；27；37；69；77)之间，沿所述管形内部构件(9；19；28；36；70；78)的长度方向间隔一段距离并位于所述注入孔的两侧，所述密封封闭所述环形腔的末端。

3.根据权利要求2所述的接头，其特征在于，所述密封包括位于所述内部构件(9；19；28；36；70；78)和外部构件(1；15；27；37；69；77)之间的O型圈(5，6，7，8；16，17)。

4.根据权利要求2所述的接头，其特征在于，所述密封是通过***焊接形成的。

5.根据权利要求2所述的接头，其特征在于，所述密封是通过钎焊或黄铜焊接形成的。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的接头，其特征在于，所述接头包括至少两对密封，所述每一对密封分别构成与各自加压流体注入孔(2，3)相通的环形腔。

7.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述接头包括所述环形腔中的压力超过预定极限时将加压流体从所述环形腔中释放的装置。

8.根据权利要求7所述的接头，其特征在于，所述加压流体释放装置由设置在所述外部构件(1；15；27；37；69；77)中的防爆膜构成。

9.根据权利要求7所述的接头，其特征在于，所述加压流体释放装置包括位于所述内部构件(9；19；28；36；70；78)和外部构件(1；15；27；37；69；77)之间的密封，所述密封在所述内部构件(9；19；28；36；70；78)达到预定的径向压缩之后失效。

10.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述内部构件(9；19；28；36；70；78)中设有径向向内扩展部分以限制可变形管形元件***所述管套的深度。

11.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述外部构件(69)可以变形且所述注入孔包括与支撑夹具(72)中开孔接合的装置，所述接头可以容纳在支撑夹具里面，所述支撑夹具阻止所述外部构件(69)因所述环形腔中的加压引起的径向向外膨胀，其中所述环形腔与所述注入孔是相通的。

12.根据权利要求11所述的接头，其特征在于，所述注入孔包括一径向向外贯穿所述可变形外部构件(69)的管子(71)，所述管子适合于***所述夹具开孔中。

13.根据权利要求12所述的接头，其特征在于，所述夹具开孔中支承着一个密封(76)，所述注入管(71)与其接合以防止加压流体从所述夹具(72)和所述可变形外部构件(69)之间渗透。

14.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述环形腔中填充了在所述环形腔加压之后会凝固的流体。

15.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述接头包括防止加压流体从所述环形腔中漏失的装置。

16.根据权利要求15所述的接头，其特征在于，所述防止装置包括所述注入孔中的一个止回阀。

17.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述内部构件(9；19；28；36；70；78)是一根铜管。

18.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述衬管(23；31；41；58；59；61；80)具有表面构造可以夹住径向向内变形之后的所述可变形管形元件。

19.根据权利要求18所述的接头，其特征在于，所述表面构造是沿圆周延伸的齿(45)。

20.根据权利要求18所述的接头，其特征在于，所述表面构造(51)是沿圆周延伸的矩形凹槽。

21.根据权利要求18所述的接头，其特征在于，所述表面构造是径向穿透所述衬管的孔。

22.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述衬管(23；31)连在一个法兰(32)上。

23.根据权利要求1-5之一所述的管接头，其特征在于，首先塞入所述可变形管形元件(21；34)中的所述衬管(23；31)的末端向外张开，且所述衬管的长度小于所述管套的长度，因此所述可变形管形元件径向向内变形的部分在所述衬管的所述张开末端两侧轴向延伸。

24.根据权利要求1-5之一所述的管接头，包括一个衬管(31；41)，使用时将其一端***所述接头要相互连接的两个可变形管形元件中某一个的端部，并将另一端***所述两个可变形管形元件中另一个的端部。

25.根据权利要求24所述的管接头，其特征在于，所述衬管(31)上设有突肋以形成膨胀接头(32)，使所述衬管可以轴向膨胀和收缩。

26.根据权利要求24所述的管接头，其特征在于，所述衬管(23；31；41)上设有突出部以限制所述衬管***所述可变形管形元件中的深度。

27.根据权利要求1-5之一所述的接头，其特征在于，所述管形内部构件中放入一个加强件(54)，因此，所述加强件由于所述环形腔中的加压而径向压紧在所述可变形管形元件上。

28.根据权利要求27所述的管接头，其特征在于，所述加强件(54)是一个金属线圈。

29.用来将一个可变形管形元件连接到接头上的方法，所述接头包括一个构成管套的可径向压缩的管形内部构件(9；19；28；36；70；78)，所述可变形管形元件***其中，其中一个管形外部构件(1；15；27；37；69；77)环绕该内部构件周围延伸并与该内部构件形成一个环形腔，并通过与所述环形腔连通的注入孔将加压流体注入所述环形腔中，注入流体的压力足以使所述管形构件径向向内变形而夹住所述可变形管形元件，其特征在于，所述接头包括一个插在所述接头要连接的可变形管形元件(13；21；34；46；49；62；82)端部的管形衬管(23；31；41；58；59；61；80)，所述衬管用来限制所述可变形管形元件的径向向内变形。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述外部构件基本上不会由于所述加压流体注入所述环形腔中而膨胀。

31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述外部构件如果没有支撑就会由于所述加压流体注入所述环形腔中而膨胀，于是将所述接头支承在围绕所述外部构件(69)的夹具(72)中，这样在所述加压流体注入所述环形腔之后，所述外部构件的膨胀就会由于接触所述夹具而受到限制。

32.根据权利要求29、30或31所述的方法，其特征在于，所述可变形管形元件里面放置一个加强件(83，84)，并且(23；31；41；58；59；61；80)在环形腔的加压过程中是可以防止所述可变形管形元件的塌陷。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述加强件(83，84)包括一个在所述接头加压之后可以移去的活动支撑件。

34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述活动支撑件包括两个可相互接合的楔形件。

Images