專利名稱：具有楔形圓周槽的管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有圓周槽的管道和端對端連4妄管道在其間實現(xiàn)基 本為剛性或柔性的流體密封接頭的連接機構(gòu)。
背景技術(shù)：
端對端連接管道到一起的連接機構(gòu)包括弧形部分，沿圓周圍繞 同軸對準(zhǔn)的管道并接合各管道的端部附近的圓周槽。該連接機構(gòu)還
用于連接管道到流體控制件，如閥門，減壓器，過濾器，限流器， 壓力調(diào)節(jié)器等，還可用于連接部件到部件。盡管在下面的介紹中對 管道進行介紹，但只是示例而已，本發(fā)明不只限于與管道一起使用。 應(yīng)當(dāng)指出，文中"管道" 一詞是指直管以及彎頭，三通管和其他類
型的連接件。
包括連接機構(gòu)的各部分設(shè)有圓周鍵部，沿徑向向內(nèi)朝管道延伸， 可安裝到圍繞管道的槽中。鍵部一般比槽稍窄些，使得鍵部可安裝 到槽中，靠在槽形成的肩部，保持管道在一起使得其可抵抗內(nèi)部壓 力和可能施加到管道的外力。因為溫度變化管道熱膨脹或收縮以及 管道或部件，如連接到管道的閥門，的重量變化，外力可能升高。 這對于大直徑管和閥門影響很大。風(fēng)載和地震載荷也是影響因素。
管道連接最好基本為剛性，以抵抗管道繞其縱軸線的相對轉(zhuǎn)動， 抵抗管道由于內(nèi)部壓力而出現(xiàn)的相對軸向移動，和抵抗管道的相對 角度偏轉(zhuǎn)。剛性連接不大可能泄漏，要求很少的維修，當(dāng)承受很大 的內(nèi)部壓力時，可通過消除或至少減少對工程師計算管網(wǎng)中管道軸 向移動的需要來筒化管網(wǎng)的設(shè)計。剛性連接機構(gòu)連接的管道要求較 少的支撐來限制不希望的偏轉(zhuǎn)。此外，閥門和其他部件因為重心偏離管道軸線容易轉(zhuǎn)動失位，在管道連接基本為剛性時，在重力作用 下容易保持其適當(dāng)位置并不會繞縱軸線轉(zhuǎn)動。
現(xiàn)有技術(shù)的許多連接機構(gòu)不能可靠地提供希望程度的剛性，主 要因為其使用比接合槽的寬度窄的矩形截面的鍵部。這種情況可導(dǎo) 致連接機構(gòu)和管道之間不均勻接觸，造成管道之間過大的自由間隙 和相對移動，如軸向的，轉(zhuǎn)動的或偏斜的。還難以確保這種4定部與 槽適當(dāng)接合。提供更剛性連接的連接機構(gòu)可能難以令管道端部相距 要求的距離，難以使得鍵部和槽適當(dāng)對準(zhǔn)和管道適當(dāng)間隔開。當(dāng)管 道適當(dāng)間隔開時，管道端部和連接機構(gòu)結(jié)合了位于連接機構(gòu)和管道 端部之間的密封件，以保證流體密封。當(dāng)連接機構(gòu)互相接合及連接 機構(gòu)和管道接合時，出現(xiàn)盡管很小的管道移動，可能需要施加很大 的扭矩到夾緊連接機構(gòu)到管道的固定件。當(dāng)進行連接的管道垂直互 相疊置時，這種情況更突出，接合連接機構(gòu)到管道須將一個管道相 對另一個升高，以便管道端部之間有適當(dāng)間隙。對于這樣的連接， 難以進行可靠的觀察，難以確保連接機構(gòu)適當(dāng)裝配、使鍵部接合槽、 管道按照要求間隔開，用于保證流體密封。
最好能夠提供一種連接機構(gòu)，其可提供更高的剛性，同時可減 少接合連接機構(gòu)與管道端部形成適當(dāng)間距所需的力，另外還可提供 可靠的觀測指示，指示連接機構(gòu)已適當(dāng)安裝到管道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有位于其一端部附近圓周槽的管道和連接件。槽
包括第一側(cè)表面，位于所述管道或連接件的端部附近；和第二側(cè) 表面，與所述第一側(cè)表面間隔開。第二側(cè)表面遠(yuǎn)離管道的端部。底 面在第一和第二側(cè)表面之間延伸。第一側(cè)表面或笫二側(cè)表面相對底 面傾斜，傾斜角度大于90度。在另一實施例中，第一側(cè)表面或第二 側(cè)表面具有以一定角度傾斜于底面的第一表面部分，笫二表面部分 基本正交于底面。最好第二側(cè)表面包括第一和笫二表面部分，第二表面部分位于底面附近，第一側(cè)表面基本正交于底面。
本發(fā)明還包括一種管道或連接件，具有在其端部附近的圓周槽。 所述槽位于管道或連接件的表面，由互相間隔開的側(cè)面部分形成。 底面連接側(cè)面部分。槽具有在管道表面測得的第一寬度；和在底面
測得的第二寬度；第一寬度大于第二寬度。 一個側(cè)面部分可具有凸 出或凹進的截面形狀。
根據(jù)本發(fā)明的連接件可包括彎頭連接件，法蘭連接件，三通連 接件，縮徑連接件和閥門連接件，以及其他連接件。


圖1是端對端連接兩個管道的連接機構(gòu)的透視圖，管道用虛線 表示；
圖1A是顯示圖1的連接機構(gòu)細(xì)節(jié)的透視圖2是圖1所示管道連接機構(gòu)的分解透視圖2A是根據(jù)本發(fā)明的管道連接機構(gòu)的可選實施例的分解透視
圖2B是圖2 —部分的》丈大透#見圖3是圖1所示的包括連接機構(gòu)的部分的側(cè)視圖4是圖3所示的部分的底視圖4A是部分的可選實施例的側(cè);現(xiàn)圖，其中部分具有一個鍵部和 一法蘭，可與帶有法蘭的管道或連接件配合； 圖5是圖1中沿剖面5-5的截面圖5A和5B是沿圖1的剖面5-5的截面圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明
的連接機構(gòu)的可選實施例；
圖6和7是形成管上的槽的滾軋工具的側(cè)視圖7A-7G是顯示形成管道上的槽的各種滾軋工具的實施例的側(cè)
視圖8是連接機構(gòu)的可選實施例的截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的連接機構(gòu)的可選實施例的部分透視圖； 圖10-15是根據(jù)本發(fā)明的具有圓周槽的管道的實施例的縱向截面 視圖；和
圖16到圖21顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有圓周槽的各種連接件和 部件。
具體實施例方式
圖1顯示了端對端同軸連接兩個管道12, 14的管道連^^機構(gòu)10。 如圖2所示，連接機構(gòu)10包括至少兩個部分16, 18。各個部分16， 18分別具有突部20， 22,突部位于各部分的端部或端部附近。位于 部分16各端部的突部20與部分18各端部的突部22對準(zhǔn)。突部20, 22可容納固定件，最好是螺栓24和螺帽26,以圍繞管道12, 14端 對端互相連接所述部分。在一實施例中，如圖l所示，突部20通過 所謂的"墊對墊接合"的方式接合突部22,當(dāng)部分16, 18如下面所 述適當(dāng)接合管道12, 14時，突部互相接觸。當(dāng)部分16, 18如圖1A 所示與管道12, 14適當(dāng)4妄合時，突部還可以間隔形式互相連4婁。
盡管突部是端對端互相連接所述部分的優(yōu)選機構(gòu)，但應(yīng)認(rèn)識到， 還有其他的連接方式，如圓周帶，軸向銷和鎖定把手。這些連接機 構(gòu)在美國專利No. 1，541，601, 2,014,313, 2,362,454, 2,673，102, 2,752,174 3,113, 791和4,561,678進行了介紹，所有這些連接方式在本文中參 考引用。
對于大直徑管道，有時最好用不止兩個部分來形成連接機構(gòu)10。 如圖2A所示，管道連接機構(gòu)10包括互相連才矣的部分16a, 16b并連 接到部分18a, 18b,部分18a,18b也互相連接。各個部分最好在各端 部設(shè)有突部20, 22,各部分通過固定件，如螺栓24和螺帽26,端 對端互相連接。下面通過示例，根據(jù)具有帶端部突部的兩個部分的 連接機構(gòu)，介紹連接機構(gòu)IO。所介紹的各個方面可應(yīng)用于各種可選 實施例，與包括連接機構(gòu)的部分的數(shù)量或互相連接部分的方式無關(guān)。
9如圖2所示，各部分16, 18具有向內(nèi)朝向管道12, 14的弧形 表面28。 一對4定部30從圓弧表面28沿徑向向內(nèi)突出。各部分的4定 部30互相間隔開，其間形成間距32。如圖5清楚顯示，為實現(xiàn)管道 12和14之間的連接，鍵部30分別接合繞管道12, 14圓周延伸的槽 34, 36。鍵部30與槽34, 36的接合基本剛性連接互相同軸的管道12, 14并保持預(yù)定的間隔，如間隙38所示。密封件40位于間距32內(nèi)， 位于部分16, 18的圓弧表面28和管道12, 14之間。管道12, 14 之間的間隙38提供了便于安裝連接機構(gòu)的公差，允許壓力流體施加 液壓力到密封件40,確保管道12， 14之間流體密封。
如圖2和3清楚所示，M部30最好具有一對凸面42,位于突 部20, 22的附近或靠近各部分的端部。凸面42最好從間距32面朝 外，并如圖2B所示，相對軸線43傾斜和與^fet部30相切。凸面具有 傾斜角度45,在各突部附近形成楔形面46,可參見圖4。當(dāng)各部分 16, 18與槽34和36接合，如圖5所示連接管道12到管道14時， 凸面42 (見圖2)是接合槽34和36的第一表面。由凸面42形成的 楔形面46機械上具有優(yōu)點，當(dāng)部分16, 18的突部20, 22朝對方移 動進入墊對墊接合時，可驅(qū)使管道12和14互相分開。當(dāng)管道12, 14 之間實現(xiàn)連接時，楔入作用可保證管部端部之間的分隔間隙38的實 現(xiàn)(見圖5)，同時減少使突部20, 22朝對方移動所需的力。突部 20, 22通常通過旋緊螺帽26 (見圖1)互相拉近。使用楔形面46得 到的機械上的優(yōu)點可極大地減少施加到螺帽26使突部20, 22墊對 墊接合的扭矩，使管道12, 14被間隙38分隔，允許大直徑的重型 管手動連接，即使在互相垂直疊置的情況下。疊置結(jié)構(gòu)的問題是， 當(dāng)將鍵部30插入槽34， 36時，必須升高管道的全部重量以形成間 隙38。楔形面46使得這個升高更容易。最好是，如圖2B所示，凸 面42的傾斜角45相對軸線43的角度最好是大約5度，對于具體設(shè) 計也可以是大約10度。
使用具有凸面的鍵部不限于互相連接帶槽管道的連接機構(gòu)，實際上還可用于具有至少一個鍵部的連接機構(gòu)。圖4A顯示了用于連接
類似連接部分的連接部分51,可將帶槽管道連接到帶法蘭的管道。 連接部分51具有弧形鍵部30,其兩端設(shè)有凸面42。如上面所介紹 的，凸面可相對4定部30傾斜相切，形成如圖4所示的楔形面46。相 對鍵部設(shè)置了法蘭53,可與帶法蘭管道的相配合法蘭接合。法蘭通 過穿過螺栓孔55的固定件固定，這稱作法蘭連接。連接部分51通 過連接機構(gòu)，最好是位于連接部分的端部附近的突部20，端對端連 4妄到相關(guān)連4妄部分，突部互相對準(zhǔn)并通過固定件互相接合，如上面 所介紹的和現(xiàn)有技術(shù)已知的。
如圖5和5A所清楚顯示，鍵部30最好具有當(dāng)與槽34, 36接合 時可實現(xiàn)楔入的形狀。圖5顯示了一種結(jié)構(gòu)，其中鍵部30具有楔形 截面。鍵部30由面對間距32的內(nèi)表面50,朝向間距32外的外表面 52,和位于內(nèi)和外表面之間并沿徑向向內(nèi)面對連接機構(gòu)接合的管道 的徑向面54組成。內(nèi)表面50最好基本正交于軸線48，外表面52相 對軸線48傾斜，以形成4定部30的楔形截面形狀。徑向相對4建部測 得的外表面52和軸線48之間的相對角度56的范圍達到大約70度， 優(yōu)選是50度(可參見圖1)，其中軸線48基本與管道12和14的縱 向軸線同軸。
盡管圖5的截面圖顯示出表面52, 54具有平面形狀，也可以凸 出，凹進或具有其他形狀，當(dāng)與槽34, 36接合時仍可實現(xiàn)楔入。鍵 部30的可選實施例在圖5A顯示，其中表面50具有彎曲截面形狀， 具有與徑向面54基本結(jié)合的凸出半徑。
如圖4所示，凸面42的徑向傾斜角度44最好基本等于鍵部外 表面52的相對縱向軸線48測得的徑向傾斜角度56。當(dāng)安裝連接機 構(gòu)及各表面與槽34, 36的面對表面接合時，最好使凸面42和鍵部 外表面52的徑向傾斜角度互相配合，避免點接觸，以減輕可由點對 點接觸導(dǎo)致的表面之間的擦傷。
鍵部30接合的槽34和36具有的形狀最好與^t部的楔形截面形狀互補。
一般地，鍵部的截面形狀最好可基本填充槽，即使槽和鍵
部的形狀不完全互補。下面詳細(xì)介紹槽36,槽34基本相類似不必進 行單獨介紹。槽36由位于管道14的端部14a附近的第一側(cè)表面58, 與第一側(cè)表面58間隔開并遠(yuǎn)離端部14a的第二側(cè)表面60,和在第一 和第二側(cè)表面之間延伸的底面62組成。槽36和鍵部30的形狀互補 的實現(xiàn)是通過使底面62基本平行于徑向面54,使第一側(cè)表面58基 本正交于底面62 (因此基本平行于內(nèi)表面50),使第二側(cè)表面60 基本平行于外表面52 (因此傾斜于底面62)。
鍵部30和突部20, 22的尺寸和公差最好設(shè)置成，當(dāng)突部20以 墊對墊形式接合突部22時，即如圖l所示互相接觸時，鍵部30接 合槽34,使得鍵部的外表面52以所謂的"線-線間隙"形式接觸笫 二側(cè)表面60 (見圖5的左半部)，或者與槽的第二側(cè)表面60形成間 隔，由不大于0.035英寸的間隙64構(gòu)成(如圖5的右半部所示)。 此外，徑向面54也以線-線間隙形式與底面62接觸(見圖5的左半 部)，或與底面62形成間隔，由不大于0.030英寸的間隙66構(gòu)成(見 圖5的右半部)。內(nèi)表面50名義上接觸第一側(cè)表面58,如圖5所示， 對于某些^^差條件，還是存在間隙。實際上，使得管道和連接機構(gòu) 具有完全圓形和具有所要求的精確尺寸是難以實現(xiàn)和代價過高的， 所以沿圓周圍繞管道接頭形成有效剛性接頭的4定部30和槽34, 36 的各表面之間斷續(xù)接觸。接頭剛性可通過使用從鍵部30的各表面向 外突出的齒31來進一步增強，如圖2清楚顯示。齒31咬入管道的 槽表面以增大摩擦，有助于防止管道相對連接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動位移。上 面^R到的各表面之間的同樣關(guān)系也可以通過圖1A所示的以間隔關(guān)系 互相連接的突部來實現(xiàn)。
即使4建部沒有與槽互補的形狀，也可實現(xiàn)#:部表面和具有槽的 表面之間的類似關(guān)系，如圖5A所示。具有如凸出圓形^:部30這樣 的4建部的連接機構(gòu)可具有表面52，可以線-線間隙的形式接觸第二側(cè) 表面60 (見圖5A的左側(cè))，或與表面60間隔開(見圖5A的右側(cè))，表面52和60之間的間隙64大約是0.035英寸。另外，表面54和66 還可具有線-線間隙或^皮間隙62間隔開，間隙最好不大于0.030英寸。
還可選擇，如圖5B所示，當(dāng)內(nèi)表面50和外表面52分別"f妄觸槽 表面58, 60, ^^徑向面54與槽的底面62以間隙66間隔開時，鍵部 30的楔入也可保證。圖5B的右側(cè)顯示了各個直線4建部側(cè)表面50, 52 和54及對應(yīng)的直線槽側(cè)表面58, 60和62,使得槽和4定部具有基本 上互補的形狀。圖5B的左側(cè)顯示了外凸的彎曲側(cè)表面52接合直線 表面60,其作為鍵部和槽的形狀基本不互補的示例。注意到在左側(cè) 顯示的槽的底面62相對管道12的表面傾斜。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，結(jié)合上面介紹的公差條件，墊對墊接合的突部20， 22 形成的優(yōu)選結(jié)構(gòu)具有多種優(yōu)點。內(nèi)表面50與第一側(cè)表面58的接合 使得管道12, 14基本上具有精確的相對軸向位置。因為當(dāng)連接機構(gòu) 安裝到管道時這些表面互相相對支承，當(dāng)施加內(nèi)部流體壓力時不會 軸向移動。因此設(shè)計人員不必考慮使用時的內(nèi)部壓力而延長管道網(wǎng) 絡(luò)，從而筒化了設(shè)計。相對較小的間隙64, 66 (可能是零)保證了 滿意的剛度和防止了管道和連接機構(gòu)之間過大的角度位移，同時用 于將間隙限制在要求限度內(nèi)的公差使得可經(jīng)濟地制造連接機構(gòu)10。 這還使得管道，閥門或其他連接件上的槽可經(jīng)濟地加工。間隙根據(jù) 實際管道的名義上的不圓度設(shè)置可有益地提供剛性接頭。突部20, 22 的墊對墊接合提供了可靠視覺指示，即連接機構(gòu)10與管道12, 14 適當(dāng)接合。
如果希望具有更柔性的連接機構(gòu)10,允許更大的角度偏轉(zhuǎn)，可 使位于連接機構(gòu)一端或兩端的間隙64大于前面提到的限度0.035英 寸。對于柔性的連接機構(gòu)，發(fā)現(xiàn)最好使表面52和60之間的間隙64 為圖5所示的管道12， 14的端部之間間隙38的尺寸的1/2。
還可以在所有公差條件下使得鍵部30沒有間隙地接合槽34， 36。 這樣的結(jié)構(gòu)具有鍵部楔入并提供剛性接頭的優(yōu)點。但是，使這樣的 結(jié)構(gòu)也保持突部20, 22墊對墊接合就不太實際了，因為難以經(jīng)濟地
13制造達到要求公差的連接機構(gòu)和管道，以保證墊對墊接合以及鍵部 和槽的全接觸圓周^TV接合。對于墊對墊接合不能在名義上保持的
結(jié)構(gòu)，如圖9所示，最好使用位于部分16的突部20附近的舌部110， 其可卡接到部分18的突部22附近的凹部112。當(dāng)接頭承受內(nèi)部高壓 力時，舌部可防止密封件40不會通過突部20， 22之間的間隙推出。
如圖6所示，槽36最好通過對形成管道的材料冷加工形成。在 優(yōu)選實施例中，槽36包括第一側(cè)表面37,其位于管道14的端部附 近；第二側(cè)表面60,位于相對第一側(cè)表面間隔開的位置并遠(yuǎn)離管道 的端部；和底面41,其在笫一和第二側(cè)表面之間延伸。第二側(cè)表面 最好相對底面傾斜角度43，角度43大于90度。
采用的滾軋工具68的周邊截面形狀與槽的希望形狀基本相同。 可通過圍繞管道移動滾軋工具或繞縱軸線48相對滾軋工具移動管 道，驅(qū)使?jié)L軋工具68繞圓周接合管道14的外表面70。支承滾輪72 最好相對于滾軋工具68接合管道14的內(nèi)表面74。管壁76在滾軋工 具68和支承滾輪72之間受壓縮。使用支承滾輪72提供了滾軋工具 的反作用表面。支承滾輪還可通過在滾軋槽期間幫助材料流動保證 實現(xiàn)精確槽形狀。
在冷加工形成具有傾斜第二側(cè)表面60的槽36期間，發(fā)現(xiàn)滾軋 工具68和管道14之間產(chǎn)生很大的摩擦。摩擦由滾軋工具68的傾斜 表面78和傾斜表面形成的槽36的傾斜第二側(cè)表面60之間的接觸產(chǎn) 生。因為是傾斜的，傾斜表面78上的各個點距滾軋工具68的旋轉(zhuǎn) 軸線80的距離不同。由于距軸線80的距離不同，對于具體的滾軋 工具68角速度，表面78上的各點相互以不同的線速度移動。距離 軸線80最遠(yuǎn)的點移動最快，最接近軸線的點移動最慢。因此，沿傾 斜表面78存在速度差，這使得當(dāng)滾軋工具68相對管道14轉(zhuǎn)動形成 槽時，表面78相對槽36的第二側(cè)表面60滑動。滾軋工具和管道之 間的相對滑動產(chǎn)生摩擦。摩擦產(chǎn)生的過大熱量可造成滾軋工具軸承 潤滑劑分解，當(dāng)對不同尺寸的管道更換工具時，滾軋工具過熱難以操作。滾軋工具必須進行冷卻，然后進行更換，這造成時間損失。
為了減少過多熱量的產(chǎn)生，滾軋工具82,如圖7所示，用于形
成管道14的槽84。在槽84,第二側(cè)表面86具有相對底面90傾斜 的第一表面部分88，和位于底面90附近的笫二表面部分92,其基 本正交于底面，因此減少了傾斜的第二側(cè)表面86的尺寸。通過減少 滾軋工具82和槽84上的傾斜表面區(qū)的尺寸，減少了冷加工形成槽 期間產(chǎn)生的摩擦。傾斜的第一表面部分88仍能提供上面介紹的第二 側(cè)表面60的優(yōu)點。接合槽84的連接機構(gòu)10的示例在圖8顯示。
滾軋工具82的圓周面94的截面形狀與槽84互補，該形狀包括 第一圓周表面99,基本上正交于滾軋工具82的旋轉(zhuǎn)軸線80;笫二 圓周表面98，與第一圓周表面99間隔開并基本上正交于軸線80; 徑向面100,在第一和第二圓周表面之間延伸并基本上平行于軸線 80;及傾斜表面102,位于圓周面100的附近并傾斜于軸線80。傾 斜表面102最好相對軸線80傾斜達約70度，最好是大約50度。表 面102從第二圓周面傾斜，因此當(dāng)形成槽84時與管道接觸。
對于與上面介紹形狀不同的槽截面形狀也可以實現(xiàn)<睫部30和管 道的槽之間的楔入。對于楔入的主要判據(jù)是，管道表面的槽寬度大 于槽底面的寬度。圖10-15顯示了滿足這個判據(jù)的各種槽結(jié)構(gòu)。圖10 顯示了槽114,其部分由具有凹進截面形狀的側(cè)部116形成。圖11 顯示槽118,其部分由具有凸起截面形狀的側(cè)部120形成。圖12中， 槽122部分由具有笫一和笫二傾斜部分124a,124b的側(cè)部124形成。 第一傾斜部分124a的斜率大于第二傾斜部分124b。圖13顯示了槽 126,其部分由具有第一和第二傾斜部分128a,128b的側(cè)部128形成。 第一傾斜部分128a的斜率小于第二傾斜部分128b的斜率。也可以對 半徑部分和傾斜部分進行結(jié)合，如圖14所示，其中槽130具有半徑 部分132和傾斜部分134。圖15顯示了具有楔形截面形狀的槽136 的示例，與其他示例的槽相比，沒有明顯的底部。槽136由互相相 對傾斜的側(cè)部136a和136b形成。所有這些設(shè)計的共同特征是，管道表面的槽的寬度138大于槽底面的槽寬度140。注意到，盡管底面最
好基本上平行于管道表面，底面也可以是曲面，如圖10所示，或沒 有底面，如圖15所示，底面寬復(fù)基本為零。底面還可以是傾斜的， 如圖5B所示。
如上所述的形成槽的滾軋工具在圖7A-7G中顯示。圖7A中， 滾軋工具101可繞軸線80轉(zhuǎn)動，具有與第一表面部分105和第二表 面部分107側(cè)面相4妄的徑向表面部分103。滾輪表面部分105最好正 交于軸線80,可導(dǎo)致形成基本垂直的槽側(cè)表面。滾輪表面部分是凹 進的，可導(dǎo)致凸起的槽側(cè)表面120,如圖11所示。
類似地，滾軋工具109,如圖7B所示，具有在正交表面部分113 和凸起表面部分115之間延伸的徑向部分111。這樣的滾輪可產(chǎn)生帶 有凹進側(cè)表面116的槽，如圖IO所示。
圖7C和7D顯示了另外的滾輪實施例117, 119，分別具有表面 部分121,其具有相對軸線80傾斜的第一表面123和也相對軸線80 傾斜的第二表面125,但傾斜的角度不同。在滾軋工具117,第一表 面部分的斜率大于第二表面部分的斜率，該滾輪可產(chǎn)生如圖12所示 的槽122。在滾軋工具119,笫一表面部分的斜率小于第二表面部分 的斜率，該滾輪可產(chǎn)生槽126,具有如圖13所示的傾斜側(cè)表面124。
滾軋工具127,如圖7E所示，沒有徑向面，傾斜表面129相交 于表面部分131,表面部分131基本正交于旋轉(zhuǎn)軸線80。滾軋工具127 可用于形成圖15顯示的槽。
滾軋工具133,如圖7F所示，具有彎曲的徑向面135和傾斜表 面135，以及正交表面137。彎曲表面可以是凸起的，凹進的，正弦 曲線，雙曲線或不規(guī)則曲線。
如圖7G所示，滾輪139可具有徑向面141,其相對旋轉(zhuǎn)軸線80 傾斜。該滾軋工具可產(chǎn)生圖5B所示的槽。
盡管在已經(jīng)介紹的連接機構(gòu)的鍵部施加到管道端部時這些槽可 實現(xiàn)明顯的楔入作用，這些槽也可以用于連"f妻管道連"f妾件。例如，圖16顯示了彎頭連接件140,其兩端具有圓周槽142。槽142可具 有如圖5和10-15所示的任何截面形狀或如上所述的變化。類似地， 圖17所示的三通連接件144設(shè)有最好位于各端部附近的槽146，槽 可形成楔入作用，將連接件連接到管道或其他連接件，如文中所介 紹的。圖18顯示了連接件148,在其一端附近設(shè)有楔形槽150,在 相對的端部設(shè)有法蘭152。連接件148允許使用機械連接機構(gòu)的管道 連接到使用法蘭的另一管道。此外，如圖19和20所示，其他類型 的連接件，如用于連接不同直徑管道的漸縮管154 (見圖19),或 短接管156 (見圖20),其也可從設(shè)有槽158, 160受益，槽158， 160 類似于上面所介紹的和所顯示的，可增加連接機構(gòu)和槽之間的楔入 作用，保證更大剛性或更大柔性的接頭，這取決于上面介紹的連接 才幾構(gòu)的7^差。
如圖21所顯示的，涉及控制流體流動的部件，如閥門162也可 設(shè)有類似于上面介紹的槽164來連接閥門到管道、連接件或其他使 用如文中介紹的機械連接機構(gòu)的部件。
根據(jù)本發(fā)明的管道和管道連接機構(gòu)結(jié)合了剛性連接和可靠視覺 指示的優(yōu)點，可確定連接機構(gòu)適當(dāng)?shù)亟雍瞎艿溃⒌玫搅肆黧w密封 接頭。連接機構(gòu)具有公差，使得可經(jīng)濟地生產(chǎn)連接機構(gòu)，并仍可在 管道之間產(chǎn)生基本剛性的接頭。
權(quán)利要求
1. 一種管道，具有在其一端部附近的圓周槽，所述槽包括第一側(cè)表面，位于所述管道的端部附近；第二側(cè)表面，與所述第一側(cè)表面間隔開并遠(yuǎn)離所述管道端部；和底面，在所述第一和第二側(cè)表面之間延伸，所述第一側(cè)表面和第二側(cè)表面的其中一個相對所述底面成角度取向，所述角度大于90度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于，所述第二側(cè)表面 具有所述角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管道，其特征在于，所述底面相對所 述管道的表面成角度取向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于，所述第二側(cè)表面 包括第一和第二表面部分，所述第一表面部分位于所述底面附近并 定向成基本正交于底面，所述第二表面部分的角度取向大于90度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道，其特征在于，所述第一側(cè)表面 -故定向成基本正交于所述底面。
6. —種管道，具有在其一端部附近的圓周槽，所述槽形成于所 述管道的表面并由互相間隔開的相對的側(cè)面部分和連接所述側(cè)面部 分的底面組成，所述槽具有在所述管道表面測得的第一寬度和在所 述底面測得的第二寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道，其特征在于， 一個所述側(cè)面部 分具有凸出的截面形狀。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所迷的管道，其特征在于， 一個所述側(cè)面部 分具有凹進的截面形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道，其特征在于，所述底面是彎曲的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道，其特征在于， 一個所述側(cè)面部 分包括位于所述管道表面附近的第一角度取向部分和位于所述底面 附近的第二角度取向部分。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的管道，其特征在于，所述第一角度 取向部分的斜率大于所述第二角度取向部分的斜率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的管道，其特征在于，所述笫一角度取向部分的斜率小于所述第二角度取向部分的斜率。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管道，其特征在于， 一個所述側(cè)面 部分包括位于所述管道表面附近的第一角度取向部分和位于所述底 面附近的第二部分，所述笫二部分具有凹進的截面形狀。
14. 一種管道，具有在其端部附近的圓周槽，所述槽形成于所述 管道的表面并由互相間隔開的相對的側(cè)面部分組成，所述側(cè)面部分 互相角度取向，形成基本為楔形的截面形狀。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的管道，其特征在于， 一個所述側(cè)面 部分定向成基本上正交于所述管道的表面。
16. —種連接件，具有在其一端部附近的圓周槽，所述槽包括； 第一側(cè)表面，位于所述連接件的端部附近；第二側(cè)表面，與所述第一側(cè)表面間隔開并遠(yuǎn)離所述連^l妄件的端 部j禾口底面，在所述第一和笫二側(cè)表面之間延伸，所述笫一側(cè)表面和 第二側(cè)表面的其中一個相對所述底面成角度取向，所述角度大于90 度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的連接件，其特征在于，所述第二側(cè) 表面具有所述角度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的連接件，其特征在于，所述底面相 對所述管道表面成角度取向。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的連接件，其特征在于，所述第二側(cè) 表面包括第一和第二表面部分，所述第一表面部分位于所述底面附近并基本正交于底面，所述第二表面部分的角度取向大于90度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的連接件，其特征在于，所述笫一側(cè) 表面基本上正交于所述底面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的連接件，其特征在于，所述連接件 可/人包括彎頭連4妄件，法蘭連4妄件，三通連4妄件，縮徑連4妄件，和 閥門連接件的一組連接件中選擇。
22. —種連接件，具有其一端附近的圓周槽，所述槽形成于所述 連4妄件的表面并由互相間隔開的相對的側(cè)面部分和連接所述側(cè)面部 分的底面組成，所述槽具有在所述連接件的表面測得的第一寬度和 在所述底面測得的第二寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接件，其特征在于， 一個所述側(cè) 面部分具有凸出的截面形狀。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接件，其特征在于， 一個所述側(cè) 面部分具有凹進的截面形狀。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接件，其特征在于， 一個所述側(cè) 面部分包括位于所述連接件表面附近的第一傾斜部分和位于所述底 面附近的第二傾斜部分。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的連接件，其特征在于，所述第一傾 斜部分的斜率大于所述第二傾斜部分的斜率。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的連接件，其特征在于，所述第一傾斜部分的斜率小于所述第二傾斜部分的斜率。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接件，其特征在于， 一個所述側(cè) 面部分包括位于所述連接件表面附近的第一傾斜部分和位于所述底 面附近的第二部分，所述第二部分具有凹進的截面形狀。
29. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的連接件，其特征在于，所述連接件 可從包括彎頭連接件，法蘭連接件，三通連接件，縮徑連接件和閥 門連接件的 一組連接件中選擇。
30. —種連接件，具有其一端附近的圓周槽，所述槽形成于所述連接件的表面并由互相間隔開的側(cè)面部分組成，所述側(cè)面部分互相 成角度取向，形成基本楔形的截面形狀。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的連接件，其特征在于， 一個所述側(cè)面部分基本上正交于所述管道的表面。
全文摘要
公開了具有端部附近圓周槽的管道和連接件。槽由互相間隔開的第一和第二側(cè)表面形成。底面在第一和第二側(cè)表面之間延伸。第一側(cè)表面位于管道的端部附近，正交于底面。第二側(cè)表面由第一和第二表面部分組成。第二表面部分位于底面附近并正交于底面。第一表面部分傾斜于底面。第二側(cè)表面可具有凸出或凹進形狀。各個槽在管道表面的寬度大于底面的寬度，有助于槽和連接機構(gòu)之間的楔入。
文檔編號F16L35/00GK101427063SQ200580016552
公開日2009年5月6日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者D·R·多勒 申請人:維克托里克公司