CN1388878A - 连接管状管路元件与导管的连接接头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连接接头(10),该接头包括:一个锁定导管(14)用的环形垫圈(18),其自静止状态弹性地变形,在该静止状态下,其具有一个名义内径;一个外紧固环套(16),其关联在管路元件(12)的端部上并套住环形垫圈(18);用于使紧固环套(16)轴向压向管路元件(12)的装置(26,28)。该连接接头包括在安装导管(14)前保持开口垫圈的内径大于名义内径的装置(70),而当导管(14)安装完毕后,该保持装置可取下。
Description
本发明涉及一种连接接头，其用于连接一个管状管路元件和一个***该管路元件中的塑料材质的导管，该连接接头包括：
——一个锁定导管用的环形垫圈，其能环束导管，且自静止状态可径向地弹性变形，在该静止状态下，其具有一个名义内径；
——一个外紧固环套，其关联在管路元件的端部上并套住环形垫圈；以及
——用于将紧固环套轴向压向管路元件的装置，其中，紧固环套与垫圈的相对表面为关联凸面，其能在紧固环套轴向压向管路元件时，确保将导管上的垫圈压向中心。
所要讨论的管路元件可以是排水管、配有法兰的连接元件，但也可以是管道附件，比如龙头开关元件。
这类连接接头尤其用于连接铸铁或其他金属材料制成的管状管路元件和外表面光滑的导管，尤其是由比如聚氯乙烯、聚乙烯或者聚丙烯以及其它各种塑性材料制成的导管。
这类的连接接头除了保证密封以外，还能将导管相对于管状管路元件轴向锁定，也就是，该两个元件没有轴向的相互移动。
这种锁定是通过当外紧固环套轴向压紧时施加在环形垫圈上的一个向心的力来保证。
这类连接接头在比如专利文件DE3002205中有所描述。在该文件中，环形垫圈由一个弹性的有开口的环套构成，在环套的内表面有覆盖着硬的接合颗粒。在组装前，该环套已套接着导管，沿着导管，该环套由自身弹力将垫圈内表面压紧在导管的外表面上。为了确保所谓的准确锁定，一个外紧固环套旋紧在管路元件上。
使用该文献所述的连接接头，需要在导管***管路元件前将锁定垫圈准确定位在导管上。这种定位必须是在将垫圈最终安装到导管的所在地方进行。这种定位相对难于达到，因为在导管安装在管路元件前很难预知导管占据管路元件的准确位置。
本发明的一个目的是，提出一种连接一个导管和一个管路元件的连接接头，导管和管路元件可在很大范围内的轴向定位。
为此，本发明提供一种上述类型的连接接头，用于连接一个管路元件扣一个***该管路元件中的导管，该连接接头包括在安装导管前保持开口垫圈的内径大于其名义内径的装置，而当导管安装完毕后，该保持装置可取下。
在下述的具体实施例中，该连接接头包括下述的一个或多个特征：
——垫圈沿其圆周上具有至少一个间隔，并且，所述的保持装置包括一个最初放置在间隔内的可拆卸的分隔垫块，该分隔垫块包括一个可从紧固环套的外部接触到的突出的把手；
——垫圈沿其圆周上包括至少两个弯曲的且为刚性的卡箍，并且有一个将两个卡箍向心地压合的弹性回复装置；
——紧固环套在其内表面上包括一个让所述垫块的把手通过的槽；
——该接头在锁定垫圈与管路元件端部之间包括一个在与管路元件端部相距一定距离处轴向压靠锁定垫圈的弹性装置；
——该压紧用的弹性装置包括一个至少可部分地轴向膨胀的环片；
——紧固环套包括一个凹槽，用于容纳所述至少可部分地轴向膨胀的环片的外缘部分；
——管路元件包括一个内环槽，和一个设置在内环槽内的密封垫圈；
——轴向压紧装置包括配置在紧固环套和管路元件上的互补螺纹元件；
——在紧固环套和垫圈上配置的关联凸面是圆锥台形表面；
——紧固环套(16)包括一个用于容纳销(82)的径向通孔(83)，销(82)用于将紧固环套(16)相对于管路元件(12)锁定，所述通孔(83)配置成穿过紧固环套(16)，以便当紧固环套(16)联接在管路元件(12)的端部并由轴向压紧装置(26，28)压紧时，将所述已安放的销沿所述锁止挡块(26)***至管路元件(12)的表面上；和
——该接头包括一个连接在所述分隔垫块上的销。
本发明还涉及一种连接方法，其借助于一种接头来连接一个管状管路元件和一个***该管路元件中的导管，该接头包括：：
——一个锁定导管用的环形垫圈，其能环束导管，且自静止状态可径向地弹性变形，在该静止状态下，其具有一个名义内径；
——一个外紧固环套，其关联在管路元件的端部上并套住环形垫圈；以及
——用于将紧固环套轴向压向管路元件的装置，其中，紧固环套与垫圈的相对表面为关联凸面，其能在紧固环套轴向压向管路元件时，确保将导管上的垫圈压向中心；
其特征在于，该方法包括以下的步骤：
——保持所述垫圈分开，使其直径大于导管的外直径，所述垫圈轴向位于接头内；
——将导管引入所述垫圈；
——松开所述垫圈以使其通过弹性力压紧导管；和
——将紧固环套轴向压向管路元件。
通过阅读下文中对实施例的描述，并参考附图可以更好地理解本发明：
图1是一个本发明的连接接头的纵向剖切透视图，但已经进行锁定；
图2是一个与图1相同的状态下连接接头的纵向剖视图；
图3是一个本发明的环形锁定垫圈的放大透视图，该垫圈处于分开的状态；
图4是一个本发明的连接接头的附件的透视图，该附件包括一个垫块和一个锁定销；
图5是一个与图2相似的视图，其处于建立锁定之前；
图6是一个图5中的包括分隔垫块的区域的放大视图。
图示的连接接头10适用于管状管路元件12和导管14的连接。它特别适用于连接由不同材料制成的元件，尤其适用于连接由铸铁或其他金属材料制成的管状管路元件与由塑性材料制成的导管，塑性材料可以是比如聚氯乙烯、聚乙烯或者聚丙烯以及其它各种材料。
管路元件12包括比如一个连接件，该连接件可通过本发明的连接接头在一端连接导管14，在另一端有比如一个法兰15或其它合适的元件以保证连接件与由同种材料制成的导管的连接。那么，所有已知类型的法兰连接都可用在管路元件12与所连的导管之间。
管路元件12用于在其内部容纳导管14的端部。因而，它的内直径要大于导管14的外直径。导管自其自由端***管路元件的内部。
导管14由圆形截面的管组成，其具有一个无凸起无凹陷的光滑外表面以保证连接。因此，导管14在其与管路元件12连接的区域中有一个平整的端部。
根据本发明的连接接头主要包括一个连在管路元件12的自由端部的紧固环套16和一个环绕导管14的环形锁定垫圈18。当紧固环套16轴向地压向管路元件12时，锁定垫圈18由紧固环套16压向中心。
在接纳紧固环套16的管路元件12的自由端的后方，管路元件12的外壁具有一个向外的环状变形部分20，该变形部分20的内部形成一个环槽22，在该环槽22中装有一个始终压靠着导管14外表面的密封垫圈24。该密封垫圈24保证导管14与管路元件12之间的密封。
在管路元件12的外表面上，靠近其自由端处，管路元件12带有那种能使紧固环套16旋紧在管路元件12端部的凸棱26。该凸棱26，比如四个，能与四个在环套16的内表面上凸起的螺旋形斜棱28配合。
凸棱26与斜棱28构成旋紧装置，在旋紧时，该旋紧装置可使紧固环套16轴向压向管路元件12。
紧固环套16一般在管路元件12的自由端之外环绕导管14，管路元件12的自由端仅被带斜棱28的那段紧固环套所套住。
紧固环套16在其位于管路元件之外的那部分上有一个凹台32，在凹台的后方形成一个用于部分接纳锁定垫圈18的环形腔室。
在凹台32的端部置有一个圆锥台状凸面36。该凸面36朝向管路元件12。因此，凹台32端部的圆周直径沿管路元件12的方向逐渐增加。
凸面36用于与在垫圈18上设置的互补凸面配合，垫圈18将在下文中详细描述。
在管路元件12的端部附近，但是在其之外，形成腔室34的侧表面具有一个环槽38，用于容纳轴向压住垫圈18的弹性装置40。
装置40由一个至少部分弹性的开口环片构成。该环片40有一个由硬塑料制成的有开口的支撑环42。该支撑环的外环面容纳在环槽38中。在朝着管路元件12的一面，靠近支撑环42底部的地方有一个由比如为泡沫塑料或橡胶之类的弹性材料制成的环形垫圈44。该垫圈能用于紧贴在管路元件12的端面上。该垫圈沿支撑环42的整个圆周延伸。环槽38的宽度大于支撑环42的厚度，因而至少部分弹性的环片能轴向游动。
正如在图3中更清晰地示出，锁定垫圈18包括两个半圆柱形的卡箍50A和50B，这两个卡箍彼此连接以形成链接环。该垫圈18还包括一个回复装置，在本实施例中，该回复装置由一个将卡箍50A和50B绕束在一起的弹性带51构成。通过将带51紧贴在卡箍的外表面上，带51就将两个卡箍压向中心。
卡箍50A和50B具有半圆柱形的内侧面52A和52B。所述侧面52A和52B配有沿每个卡箍从头至尾地延伸的叠层肋片(nervuresd’accrochage)54A和54B。
在其外侧壁上，每个卡箍具有一个基本圆锥台形的凸面56A和56B，其斜度对应着在紧固环套凹台32上设置的凸面36的斜度。
在凸面56A和56B的后面，沿每个卡箍纵向设置一个朝外开口的半圆柱形的槽58A和58B，且在该槽内部容纳弹性带51。因此，带51被轴向限定在槽的内部。
卡箍的第一端按一条与轴线平行的结合线60对接。这一对接是在两个半圆柱形卡箍的端面上进行。
每个卡箍的第二端之间形成一个间隔62，该间隔62的宽度按两个卡箍的开度而变化。第二端向外具有一个横断片(décrochement)，该横断片在卡箍的厚度内形成相向设置的横向凸肩66A和66B，圆柱形支撑面68A和68B设置在凸肩66A和66B的前面。
所述支撑面正好容纳一个可拆卸的分隔垫块70，该垫块70的侧边正好靠在凸肩66A和66B上，以便抵抗弹性带51的作用而使两个卡箍的第二端保持分开。因此，保持垫圈18的内径大于在两个卡箍的端部接触时确定的名义内径。
分隔垫块70被放大地显示在图4中。该垫块包括一个厚度较薄的矩形板72，其具有两个平行的侧边，用于压靠在凸肩66A和66B上。两个侧边的间距大于支撑面68A和68B的宽度之和。
板72的一端具有一个凸缘74，该凸缘构成一个能与弹性带51配合使用的限位块，当凸缘74越过弹性带51时，该限位块形成一个硬点。在另一端，板72与一个块体76合成一体，该块体76与铰接拉环78相连。拉环78具有拱弧形状。拉环在一个很薄的区域80处与块体76铰接，该区域80形成一个铰链。
此外，块体76与销82成为一体，在环套16紧固后，该销82能被放在径向通孔83中，该通孔83布置在环套16上的套接着管路元件12的区域上。更准确地说，当连接接头锁定后紧固环套旋紧在管路元件12上时，该通孔位于凸棱26附近。
销82具有一个纵向的槽84和多个周向的肋86。销82在一个端部与块体相连。
首先，如图5所示，在建立连接前，垫圈18被限制在腔34的内部，环套16松开，但仍套接着管路元件12。
在该位置处，在环片40的垫圈44的弹性作用下，垫圈18的每个卡箍都压靠在环套16的凸面36上。
通过将分隔垫块70插在卡箍的两个加工过的端面之间形成的间隔62中，将锁定垫圈18保持分开状态。
如图6所示，在环套16的内部圆周上有一个槽92，该槽92设置在凹台32内，延长垫块的端部的那部分垫块70位于槽92内，垫块容纳在由两个卡箍的端部所形成的凸肩之间。
块体76与拉环78凸出于腔34之外，尤其是凸出于紧固环套16之外。
由于卡箍56A和56B是分开的，可以理解，将导管14***管路元件12是容易的，因为导管通过该垫圈不会遇到困难，垫圈的内径大于导管的外径。
一旦导管和管路元件正确地轴向定位，就通过拉动环78取出垫块70。因此，垫块从槽92中脱出。
取出垫块70后，两个卡箍56A和56B在弹性带51的作用下自动彼此合拢。然后它们将导管14的外表面紧固在其中间。两个卡箍彼此合拢后，导管和管路元件的轴向位置得到保证。
为了确保接头的准确锁定，可进一步将紧固环套16旋紧在管路元件12上，直到互补的凸面36与56A和56B相接触为止。在进一步紧固时，在紧固环套的轴向压紧作用下，由凸面36向互补表面56A和56B施加的力产生一个作用于两个卡箍上的向心压缩力，这导致肋片54A和54B部分压入导管14的外表面中。
环套16紧固后，环片40压靠在管路元件12的端部，使垫圈18轴向压紧在凸面36上，因而确保与凸面良好地接触配合。
可以理解，环套16紧固后，垫圈18被环套16轴向抵住并且套着导管14与其连成一体，导管和管路元件之间的轴向锁定得到保证。
最后，为了避免紧固环套因为意外而没有旋紧，将销82***通孔83中。因此，当有松动的倾向时，销82与凸棱26接触形成限位块，阻止紧固环套的转动。
可以理解，上述的连接接头可简便地实现管路元件与一个平滑的管端部之间的连接，并且可以在轴向的任意位置将两个元件彼此相连。事实上，锁定垫圈18只在导管14相对于管路元件12正确地轴向定位后才压靠在导管14的外表面上。
在一个变换例中，紧固环套16可以没有那种将其旋紧在管路元件的端部上的螺纹。但紧固环套16包括一个外法兰，该法兰正对着一个与管路元件相连的互补法兰。穿过两个法兰的螺栓确保将紧固环套轴向压向管路元件。
Claims (13)
1.连接接头(10)，用于连接一个管状管路元件(12)和一个***所述管路元件(12)中的导管(14)，该连接接头包括：
——一个锁定所述导管(14)用的环形垫圈(18)，其能环束所述导管(14)，且自静止状态可径向地弹性变形，在该静止状态下，其具有一个名义内径；
——一个外紧固环套(16)，其关联在所述管路元件(12)的端部上并套住所述环形垫圈(18)；以及
——用于使所述紧固环套(16)轴向压向所述管路元件(12)的装置(26，28)，所述紧固环套(16)与所述垫圈(18)的相对表面为关联凸面(36，56A，56B)，其能在所述紧固环套(16)轴向压向所述管路元件(12)时，确保将所述导管(14)上的所述垫圈(18)压向中心；
其特征在于，所述连接接头包括在安装所述导管(14)前保持所述开口垫圈的内径大于名义内径的装置(70)，而当所述导管(14)安装完毕后，所述保持装置可取下。
2.如权利要求1所述的接头，其特征在于，所述垫圈(18)沿其圆周上具有至少一个间隔(62)，并且，所述保持装置包括一个最初放置在所述间隔(62)内的可拆卸的分隔垫块(70)，所述分隔垫块(70)包括一个可从所述紧固环套(16)的外部接触到的突出的把手(78)。
3.如权利要求2所述的接头，其特征在于，所述垫圈(18)沿其圆周上包括至少两个弯曲的且为刚性的卡箍(50A，50B)，并且有一个将所述两个卡箍向心地压合的弹性回复装置(51)。
4.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述紧固环套(16)在其内表面上包括一个让所述垫块(70)的所述把手(78)通过的槽(92)。
5.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述接头在所述锁定垫圈(18)与所述管路元件(12)端部之间包括一个在与所述管路元件(12)端部相距一定距离处轴向压靠所述锁定垫圈(18)的弹性装置(40)。
6.如权利要求5所述的接头，其特征在于：所述压紧用的弹性装置(40)包括一个至少可部分地轴向膨胀的环片(42，44)。
7.如权利要求6所述的接头，其特征在于，所述紧固环套(16)包括一个凹槽(38)，用于容纳所述至少可部分地轴向膨胀的环片(42，44)的外缘部分。
8.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述管路元件(12)包括一个内环槽(22)，和一个设置在所述内环槽(22)内的密封垫圈(24)。
9.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述轴向压紧装置包括配置在所述紧固环套(16)和所述管路元件(12)上的互补螺纹元件(26，28)。
10.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，在所述紧固环套(16)和所述垫圈(18)上配置的关联凸面(36，56A，56B)是圆锥台形表面。
11.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述紧固环套(16)包括一个用于容纳销(82)的径向通孔(83)，所述销(82)用于将所述紧固环套(16)相对于所述管路元件(12)锁定，所述通孔(83)配置成穿过所述紧固环套(16)，以便当所述紧固环套(16)联接在所述管路元件(12)的端部并由所述轴向压紧装置(26，28)压紧时，将所述已安放的销沿所述锁止挡块(26)***至管路元件(12)的表面上。
12.如上述权利要求中任一项所述的接头，其特征在于，所述接头包括一个连接在所述分隔垫块(70)上的销(82)。
13.连接方法，其借助于一种接头(10)来连接一个管状管路元件(12)和一个***所述管路元件(12)中的导管(14)，所述接头包括：
——一个锁定所述导管(14)用的环形垫圈(18)，其能环束所述导管(14)，且自静止状态可径向地弹性变形，在该静止状态下，其具有一个名义内径；
——一个外紧固环套(16)，其关联在所述管路元件(12)的端部上并套住所述环形垫圈(18)；以及
——用于使所述紧固环套(16)轴向压向所述管路元件(12)的装置(26，28)，所述紧固环套(16)与所述垫圈(18)的相对表面为关联凸面(36，56A，56B)，其能在所述紧固环套(16)轴向压向所述管路元件(12)时，确保将所述导管(14)上的所述垫圈(18)压向中心；
其特征在于，该方法包括以下的连续步骤：
——保持所述垫圈分开，使其直径大于导管(14)的外直径，所述垫圈轴向位于接头(10)内；
——将所述导管(14)引入所述垫圈(18)；
——松开所述垫圈以使其通过弹性力压紧所述导管(14)；和
——将所述紧固环套(16)轴向压向所述管路元件(12)。
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