專利名稱：管端連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將兩個管端連接到一起的壓配合連接件。
背景技術(shù)：
在連接幾根管子時，傳統(tǒng)的方法是將它們熱熔連接即焊接到一起；或者使用機械裝配。
熱熔連接的一個實例是對接焊。在對接焊接幾根管子時，傳統(tǒng)方法所用的設(shè)備對兩個管端提供支承，并且與加工和焊接元件相配合。在使用時，管子被端對端地放置和支承在它們所處的設(shè)備中，然后將管端準備好并且焊接到一起。焊接之后，該設(shè)備將管子保持在支承狀態(tài)，直到焊接充分冷卻，以便能夠?qū)⒐茏訌脑O(shè)備中取下而不會損壞焊縫。因而在焊縫充分冷卻之前不能移動焊接設(shè)備。由此看出這是低效率的。
而且，焊接的質(zhì)量還取決于一個合格的焊接工在預(yù)定設(shè)備中的操作水平。重復(fù)性的焊接工作以及場地不舒適的工作條件，常常導(dǎo)致偏離操作規(guī)范，造成焊接失效。
使用機械裝配是另一種將管子連接到一起的傳統(tǒng)方法。例如，連接聚乙烯管時要將適配器焊接到管端上，以便為后續(xù)的機械裝配作好準備。這增加了連接成本，因為這需要兩次對接焊、兩個適配器和一次機械裝配。這種機械裝配通常由金屬制造，并且適用于在應(yīng)力下變形的塑料管。
傳統(tǒng)的機械裝配都要使用螺栓和螺母，以便在管子上施加壓力。由于螺栓在安裝和使用時經(jīng)常損壞，以及螺母可能沒有充分擰緊，業(yè)已發(fā)現(xiàn)機械裝配也不是很有效的。
現(xiàn)已了解到廣泛使用的聚乙烯管所存在的一個特殊問題是，這些管子在壓力下持續(xù)一段時間后，當管線中的壓力去除，以及管子的溫度明顯地降低到安裝溫度以下時，管的外徑會減小。
另一種類型的傳統(tǒng)裝配不需要適配器裝配和對接焊，而且通過在管子上施加壓力而能夠防止將管子拉出。然而當這種配件是由金屬制造時，業(yè)已發(fā)現(xiàn)當聚乙烯管的外徑減小時，這種類型的裝配所進行的連接實際上不能保持住壓力。

發(fā)明內(nèi)容
所作出的本發(fā)明其目的在于，提供一種用于連接管端的簡單和有效的壓配合連接件(fitting)，它是自鎖的和自調(diào)整的，以在使用中保持壓應(yīng)力，而且沒有焊接和機械裝配的那些缺陷。
在整個說明書中，術(shù)語“包括”一詞的使用是廣義的，其含義為本發(fā)明可能還包括一些“其他的特征或步驟”，這些“其他的特征或步驟”在隨后定義和描述的特征或步驟中沒有對其特別作出解釋或使之被充分領(lǐng)悟，所述這些“其他的特征或步驟”包含的哪些內(nèi)容在閱讀了整個說明書之后將是顯而易見的。
按照本發(fā)明的一種形式，提供了一種用于將第一管端連接到第二管端上的壓配合連接件，該壓配合連接件包括多個可拆卸地裝在所述第二管端上的可傾斜的環(huán)箍；以及與所述第一管端相連的一個流體密封殼體，用于容納所述的環(huán)箍并且限制所述環(huán)箍在一側(cè)的軸向運動。所述殼體被成形為能夠接納處于環(huán)箍內(nèi)的所述第二管端；因而在使用中，當對第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力時，所述殼體限制位于殼體一側(cè)的每一環(huán)箍的運動，從而使得每個環(huán)箍從基本垂直于殼體的狀態(tài)發(fā)生傾斜，而所述的傾斜減小了每個環(huán)箍內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致對第二管端施加壓力，以此將所述的第二管端夾持在殼體中。
每個環(huán)箍最好具有連接于其周邊某點處的機械約束部，該機械約束部最好由從環(huán)箍外周面伸出的突耳構(gòu)成。所述的殼體最好設(shè)有孔，用以容納該突耳并限制每個相應(yīng)環(huán)箍的縱向運動。所述的孔最好具有足夠的尺寸，以容納所述突耳，并且允許所述突耳在每個環(huán)箍發(fā)生傾斜時有縱向運動但又不會將突耳從孔中拉出。
殼體最好還具有止檔，以便有助于所述的管端在裝配時的正確定位。
殼體最好還包括至少一個設(shè)在殼體和所述第二管端之間的流體密封件。所述的流體密封件最好包括一個或幾個O形圈。
所述環(huán)箍應(yīng)具有充分的剛性，以便在拉力作用下不會發(fā)生永久變形?；蛘?，環(huán)箍可設(shè)有剛性增強件，所述的剛性增強件通常是連接于環(huán)箍彎曲面上的一個翼片。該翼片最好是連接于環(huán)箍彎曲面上的多個翼片中的一個。
管端最好由聚乙烯制造，由高分子量的聚乙烯制造則更好。
環(huán)箍最好由鋼制造，鋼的環(huán)箍用聚合物涂覆則更好。
殼體最好由聚乙烯制造。
或者，本發(fā)明的壓配合連接件還可以包括一個使環(huán)箍回復(fù)到基本垂直于殼體狀態(tài)的釋放機構(gòu)，從而很容易將殼體從所述管端上拆下。該釋放機構(gòu)最好包括多個長形的釋放件，每個釋放件機械連接于相應(yīng)的環(huán)箍。所述釋放件具有一定的長度，從而能夠向環(huán)箍傳遞作用力，因此在使用時，一旦向環(huán)箍施加所述的作用力，每個環(huán)箍的傾斜便回復(fù)到基本垂直于管端的位置。
按照本發(fā)明的另一種形式，提供了一種用于在第一管端和第二管端的間隙處連接這兩個管端的連接器(joiner)，該連接器包括可拆卸地安裝在所述第一和第二管端上的、并且適合跨接兩管端之間間隙的一個流體密封殼體；以及可拆卸地安裝在所述管端上的、容納在所述流體密封殼體中并且其相對于該殼體向一側(cè)的軸向運動受到限制的多個可傾斜的環(huán)箍；因而在使用中，當對第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力時，所述殼體限制位于殼體一側(cè)的每一環(huán)箍的運動，從而使得每個環(huán)箍從基本垂直于殼體的位置發(fā)生傾斜，而所述的傾斜減小了每個環(huán)箍內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致對第一管端和/或第二管端施加壓力，以此在殼體中將所述第一管端連接于第二管端。
每個環(huán)箍最好具有連接于其周邊某點處的機械約束部。
該機械約束部最好由從環(huán)箍外周面伸出的突耳構(gòu)成。
所述的殼體最好設(shè)有孔，用以容納所述突耳并限制每個相應(yīng)環(huán)箍的縱向運動。
所述的孔最好具有足夠的尺寸，以容納突耳，并且允許每個突耳在環(huán)箍發(fā)生傾斜時有充分的側(cè)向運動，但又不會將突耳從孔中拉出。
殼體最好還具有止檔，以便有助于所述的管端在裝配時的正確定位。
殼體最好還包括至少一個設(shè)在殼體和所述第二管端之間的流體密封件。所述的流體密封件最好包括一個或幾個O形圈。
所述環(huán)箍應(yīng)具有充分的剛性，以便在拉力作用下不會發(fā)生永久變形?；蛘?，環(huán)箍可設(shè)有剛性增強件，所述的剛性增強件通常是連接于環(huán)箍彎曲面上的一個翼片。所述翼片最好是連接于環(huán)箍彎曲面上的幾個翼片中的一個。
管端最好由聚乙烯制造，由高分子量的聚乙烯制造則更好。
環(huán)箍最好由鋼制造，鋼的環(huán)箍用聚合物涂覆則更好。
殼體最好由聚乙烯制造。
或者，本發(fā)明的連接器還可以包括一個使環(huán)箍回復(fù)到基本垂直于殼體位置的釋放機構(gòu)，從而很容易將殼體從所述管端上拆下。該釋放機構(gòu)最好包括多個長形的釋放件，每個釋放件機械連接于相應(yīng)的環(huán)箍。所述釋放件具有一定的長度，從而能夠向環(huán)箍傳遞作用力，因此在使用時，一旦向環(huán)箍施加所述的作用力，每個環(huán)箍的傾斜便回復(fù)到基本垂直于殼體的位置。


為了有助于更詳細地理解本發(fā)明的實質(zhì)，下面將參照附圖僅以舉例的方式詳細地描述本發(fā)明的管端壓配合連接的實施例，其中圖1是本發(fā)明壓配合連接件的一個實施例的整體立體圖；圖2是壓配合連接件的一個實施例的局部截面立體圖，表示了在組裝時和在管端上施加拉出力之前的內(nèi)部元件布置；圖3是局部截面立體圖，表示了對管端施加拉出力之后的效果；圖4是壓配合連接件的截面?zhèn)纫晥D，為了清楚地表示出環(huán)箍在安裝和管端外拉之后的狀態(tài)，截去了殼體的另一半；圖5是本發(fā)明第二實施例的局部截面立體圖，表示了插件的狀態(tài)。
具體實施例方式
在本發(fā)明的第一實施例中，要將兩個分別具有管端6，8的管子1，2連接到一起。為簡單起見，下文以及圖1～3所描述的、有關(guān)壓配合連接件或連接器的操作只針對管端6進行。該操作過程同樣也應(yīng)用于管端8。
在圖1～3中，只示出了管端6，8，應(yīng)當理解，管子1，2從該連接點沿兩個方向反向延伸。
圖2～4表示了環(huán)箍17，18相對于管端6和殼體11在位置上的內(nèi)部細節(jié)。應(yīng)當理解，管端8也具有相同的元件設(shè)置，但在圖2，3中未顯示。
當管端6插入殼體11時，它穿過環(huán)箍17，18。當完全插入之后，通常由于管線的增壓，連接處受到向外的拉力，拉力使管端6趨向于移出殼體11，因而象圖4中清楚所示那樣，使環(huán)箍17，18傾斜。應(yīng)當注意，在管端8處也發(fā)生同樣的作用。環(huán)箍的這一傾斜運動減小了每個環(huán)箍內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致了對管端施加壓力，使得環(huán)箍17和18夾緊在管端外面，因而防止了管端進一步移出殼體的向外運動。
每個環(huán)箍17，18的橫向運動受到作為環(huán)箍一部分的突耳5的機械限制。突耳5能位于殼體11上徑向相對的孔7a(圖1所示)和孔7b(未示出)中。在管端6插入殼體之前，先將環(huán)箍17，18插入殼體11，并通過使環(huán)箍17的突耳5插入到孔7a中、環(huán)箍18的突耳5插入到孔7b中而使兩個環(huán)箍定位。在管端6插入之前和插入過程中，環(huán)箍17，18保持著與管端的運動方向基本上垂直的位置。
每個突耳5必須具備足夠的橫截面積，以防止它在壓力下在殼體11的孔7中發(fā)生明顯的變形。如圖1中清楚所示，當環(huán)箍裝配到殼體內(nèi)時，突耳5從孔7中伸出?？椎某叽邕@樣確定使環(huán)箍由于管端拉出所導(dǎo)致的傾斜不會受到殼體11的限制。當管端被拉出時，環(huán)箍在管子中移動，直至每個環(huán)箍的突耳5連接相應(yīng)的孔7的邊緣。
最好由一對環(huán)箍來對每個管端的拉出進行限制，每個環(huán)箍的突耳之間以180°彼此相對。環(huán)箍突耳的方向是由管端與殼體保持平行這一要求所決定的。如果需要，還可以采用附加的保障措施，以防止管端被拉出和殼體上的應(yīng)力分布過大，這些措施包括采用帶有多個突耳的附加環(huán)箍，這些突耳位于均布在殼體周面上的多個孔中。
包含在殼體11中并且位于其縱向軸線中央的是連接于殼體內(nèi)表面的止檔13。殼體11的內(nèi)徑確定了止檔13的外徑；而止檔13的內(nèi)徑則取決于管端6的外徑。止檔13將阻止管端插入時的運動。
同樣也包含在殼體中的還有兩個相同的沿著殼體的縱軸線呈鏡像設(shè)置的環(huán)14，以及橡膠密封圈15。殼體11的外徑確定了環(huán)14的外徑；而環(huán)14的內(nèi)徑則確定為這樣的尺寸它允許管端自由地穿過，并阻止受壓的橡膠密封圈15穿過。
環(huán)14以這樣的方式連接于殼體的內(nèi)表面使它能夠防止內(nèi)含液體的外溢，以及能夠阻止環(huán)14在壓力下的運動。密封圈保持環(huán)16連接于環(huán)14，兩者一起容納著密封圈15并使之定位。保持環(huán)16的內(nèi)徑取決于密封圈15的尺寸。
環(huán)箍17，18具有使它們能夠與管端6緊密接合的內(nèi)徑。環(huán)箍的外徑則由防止管端6拉出所需要的剛性確定。殼體的內(nèi)徑要保證環(huán)箍的傾斜不受限制。如有必要，可通過連接于環(huán)箍彎曲面的翼片來增加環(huán)箍的剛性，從而能夠減小環(huán)箍17，18的有效橫截面面積，也就能夠減小殼體11的內(nèi)徑。
圖5表示了本發(fā)明的第二實施例。環(huán)箍212，213如第一實施例所述那樣包含在殼體11中。在本實施例中還包括一個由元件211a，211b構(gòu)成的釋放機構(gòu)。第一元件211a的長度由兩個相鄰環(huán)箍212，213之間的距離確定；第二元件211b的長度則由從環(huán)箍213的背離殼體中心的那個端面到殼體一端的距離確定。元件211的作用是通過對靠近殼體11一端的元件211施力而能夠?qū)んw11從管端6上拆下來，所述作用力使傾斜的環(huán)箍朝著垂直于管端縱軸線復(fù)位。
在這個使傾斜度減小的過程中，環(huán)箍213將接觸到元件211a，使得環(huán)箍212也沿相同的方向減小傾斜。一直施加這個作用力，直到兩個環(huán)箍212，213接近于與殼體相垂直的位置。繼續(xù)施加作用力將能使管端從殼體中抽出。同樣的操作也可用于將另一管端從殼體中抽出。
第二實施例中的元件211的替換形式是在環(huán)箍212，213的前面設(shè)置一個穿過殼體的銷214，使得銷214處于垂直于管子的位置。當抽出管端時，銷214阻止環(huán)箍212，213傾斜，因而便于管子的拆卸。
釋放機構(gòu)的設(shè)置是選擇性的?？梢酝ㄟ^朝著殼體的方向向管端施加足夠的縱向力而使環(huán)箍回到基本上垂直于殼體的位置。
從說明書的上文顯然可以看出，本發(fā)明的壓配合連接件和連接器的優(yōu)選實施例具有許多顯著的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括但不局限于以下幾項a.與任何其他現(xiàn)有的連接管子的裝置相比更為簡單且同樣有效；b.自鎖和自行調(diào)整；c.在使用中能夠保持壓應(yīng)力，無需象機械裝配那樣反復(fù)調(diào)整；
d.管端的插入和壓力的建立是在一個操作步驟中完成的；e.從管端上拆除連接也可以在一個操作步驟中完成；f.可以拆除和更換連接件，在重新使用之前，對無需管端作準備工作。
在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思范圍條件下，除了已經(jīng)描述的內(nèi)容外，還可以向管子連接領(lǐng)域的技術(shù)人員提供眾多的變型和改進建議。例如，盡管優(yōu)選實施例描述的是聚乙烯管的連接，但權(quán)利要求書中的裝置也可用于連接其他材質(zhì)的管。此外，本發(fā)明并非只能用來安裝和連接一對以端對端形式安裝的長形元件，也可用于在同時進行的幾個連接工序、或依次進行的幾個連接工序中需要對兩個或多個交叉元件或組件進行支承的場合。所有的這些變化和改進都將認為是屬于本發(fā)明的范圍，這一范圍的實質(zhì)是由上述說明書和所附權(quán)利要求書所確定的。
權(quán)利要求
1.一種用于將第一管端連接于第二管端的壓配合連接件，該壓配合連接件包括可拆卸地裝在所述第二管端上的多個可傾斜的環(huán)箍；以及與所述第一管端相連的一個流體密封殼體，用于容納所述的環(huán)箍并且限制所述環(huán)箍向一側(cè)的縱向運動；所述殼體被成形為能夠接納環(huán)箍內(nèi)的所述第二管端；因而在使用中，當對第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力時，所述殼體限制位于殼體一側(cè)的每一環(huán)箍的運動，從而使得每個環(huán)箍從基本垂直于殼體的位置發(fā)生傾斜，而所述的傾斜減小了每個環(huán)箍內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致對第二管端施加壓力，以此將所述的第二管端夾持在殼體中。
2.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中每個環(huán)箍具有連接于其周邊某點處的機械約束部。
3.如權(quán)利要求2所述的壓配合連接件，其中所述機械約束部由從環(huán)箍外周面伸出的突耳構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中所述的殼體設(shè)有孔，用以容納所述突耳并限制每個相應(yīng)環(huán)箍的縱向運動。
5.如權(quán)利要求4所述的壓配合連接件，其中所述的孔具有足夠的尺寸，以容納突耳，并且允許所述的突耳在每個環(huán)箍發(fā)生傾斜時有縱向運動但又不至于將突耳從孔中拉出。
6.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中殼體還具有止檔，以有助于所述的管端在裝配時的正確定位。
7.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中殼體還包括至少一個設(shè)在殼體和所述第二管端之間的流體密封件。
8.如權(quán)利要求7所述的壓配合連接件，其中所述的流體密封件包括一個或幾個O形圈。
9.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中所述環(huán)箍具有充分的剛性，以便在拉力作用下不會發(fā)生永久變形。
10.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中環(huán)箍可設(shè)有剛性增強件。
11.如權(quán)利要求10所述的壓配合連接件，其中所述的剛性增強件是連接于環(huán)箍彎曲面上的一個翼片。
12.如權(quán)利要求11所述的壓配合連接件，其中所述的這個翼片是連接于環(huán)箍彎曲面上的多個翼片中的一個。
13.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中管端最好由聚乙烯制造。
14.如權(quán)利要求13所述的壓配合連接件，其中管端由高分子量的聚乙烯制造。
15.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中環(huán)箍由鋼制造。
16.如權(quán)利要求15所述的壓配合連接件，其中鋼制環(huán)箍用聚合物涂覆。
17.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中殼體由聚乙烯制造。
18.如權(quán)利要求1所述的壓配合連接件，其中還包括一個使環(huán)箍回復(fù)到基本垂直于殼體位置的釋放機構(gòu)，從而很容易將殼體從所述管端上拆下。
19.如權(quán)利要求18所述的壓配合連接件，其中所述的釋放機構(gòu)包括多個長形的釋放件，每個釋放件機械連接于相應(yīng)的環(huán)箍；所述釋放件具有一定的長度，從而能夠向環(huán)箍傳遞作用力，因此在使用時，一旦向環(huán)箍施加所述的作用力，每個環(huán)箍的傾斜便回復(fù)到基本垂直于管端的位置。
20.一種用于在第一管端和第二管端之間的間隙處連接這兩個管端的連接器，該連接器包括可拆卸地安裝在所述第一和第二管端上的、并且適合跨接所述管端之間間隙的一個流體密封殼體；以及可拆卸地安裝在所述管端上的、容納在所述流體密封殼體中并且其相對于該殼體向一側(cè)的縱向運動受到限制的多個可傾斜的環(huán)箍；因而在使用中，當對第一管端和/或第二管端施加向外拉出的力時，所述殼體限制位于殼體一側(cè)的每一環(huán)箍的運動，從而使得每個環(huán)箍從基本垂直于殼體的位置發(fā)生傾斜，而所述的傾斜減小了每個環(huán)箍內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致對第一管端和/或第二管端施加壓力，以此在殼體中將所述第一管端連接于第二管端。
21.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中每個環(huán)箍具有連接于其周邊某點處的機械約束部。
22.如權(quán)利要求21所述的連接器，其中該機械約束部由從環(huán)箍外周面伸出的突耳構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求22所述的連接器，其中所述的殼體設(shè)有孔，用以容納所述突耳并限制每個相應(yīng)環(huán)箍的縱向運動。
24.如權(quán)利要求23所述的連接器，其中所述的孔具有足夠的尺寸，以容納突耳，并且允許每個突耳在環(huán)箍發(fā)生傾斜時有充分的橫向運動，但又不會將突耳從孔中拉出。
25.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中殼體還具有止檔，以有助于所述的管端在裝配時的正確定位。
26.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中殼體還包括至少一個設(shè)在殼體和所述第二管端之間的流體密封件。
27.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中所述環(huán)箍具有充分的剛性，以便在拉力作用下不會發(fā)生永久變形。
28.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中環(huán)箍可設(shè)有剛性增強件。
29.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中還包括一個使環(huán)箍回復(fù)到基本垂直于殼體位置的釋放機構(gòu)，從而很容易將殼體從所述管端上拆下。
30.如權(quán)利要求20所述的連接器，其中所述的釋放機構(gòu)包括多個長形的釋放件，每個釋放件機械連接于相應(yīng)的環(huán)箍；所述釋放件具有一定的長度，從而能夠向環(huán)箍傳遞作用力，因此在使用時，一旦向環(huán)箍施加所述的作用力，每個環(huán)箍的傾斜便回復(fù)到基本垂直于殼體的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于連接管端的壓配合連接件和連接器，它包括以可拆卸方式安裝于管端(6，8)上的多個可傾斜的環(huán)箍(17，18)，以及一個流體密封殼體(11)。流體密封殼體(11)容納著環(huán)箍(17，18)。通過插入到殼體(11)上的孔(7)中的突耳(5)，對環(huán)箍(17，18)向一側(cè)的縱向運動加以限制。當拉出力作用于管端(6，8)時，殼體(11)限制了位于殼體一側(cè)的每一環(huán)箍(17，18)的運動，從而使得每個環(huán)箍從基本垂直于殼體的位置發(fā)生傾斜。這種傾斜減小了每個環(huán)箍(17，18)內(nèi)部的有效橫截面面積，導(dǎo)致對相應(yīng)的管端(6)施加壓力，以此將管端(6)夾持在殼體中。為了隨后將管端(6)從殼體(11)中卸下，施加一個作用力，以解除環(huán)箍(17，18)的傾斜。
文檔編號F16L37/084GK1436290SQ01811306
公開日2003年8月13日 申請日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月11日
發(fā)明者亞德里安·譚 申請人:澳大利亞工程有限公司