專利名稱：用于金屬管材和管道系統(tǒng)的配裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于管材和管道系統(tǒng)的配裝件的領(lǐng)域。更 具體地，本發(fā)明涉及包括了帶有淺角傾斜表面的配裝件主體和諸如套箍 或管夾持環(huán)這樣的管夾緊裝置的非擴(kuò)口配裝件。本申請整體援引了于2002年2月6日提交的題為"用于不銹 鋼管的管配裝件(TUBE FITTING FOR STAINLESS STEEL TUBING )，， 的國際專利申請PCT/US02/03430號的全部披露內(nèi)容作為參考。
背景技術(shù)：
某些已知的管配裝件利用了至少在尺寸或構(gòu)形方面部分標(biāo)準(zhǔn) 化的零部件，因而被普遍采用。例如，許多配裝件主體具有淺的凸輪入 口 ( camming mouth )或傾斜表面，例如，12度(12"或20度(20。)， 當(dāng)套箍被螺母推壓抵靠所述凸輪入口或傾斜表面時通過套箍來接合。許 多螺母在它們的接觸套箍以驅(qū)動套箍抵靠主體的凸輪入口的驅(qū)動表面 上具有45度(45°)角。主體上的12。的凸輪角的漸變特性有助于將套 箍嵌入管表面以提供夾持。然而，該12。角無助于在套箍與主體之間建 立良好的密封。因而，在使用這樣的零部件的配裝件中，夾持和密封功 能常常相互不一致。常通過增加彈性密封件到配裝件來增強密封功能。 盡管使用彈性密封件的配裝件大致有效地密封，但它們可能具有某些缺 點。例如，由于彈性(非金屬的)元件的存在，可能在配裝件上設(shè)置溫 度限制?？赡茉趶椥悦芊饧湍承┫到y(tǒng)流體之間存在不兼容性。另外， 在構(gòu)造配裝件期間，可能發(fā)生密封限制(seal clipping)或損壞,或者密 封件可能在構(gòu)成配裝件之前脫落或遺失。本發(fā)明是針對改進(jìn)使用了配裝件主體和如上所述的某些普遍 使用的尺寸的螺母的配裝件的密封能力，而同時保持夾持能力。這是通 過提供以"金屬到金屬"方式抵靠主體而有效地密封的金屬配裝件來完 成的，而同時呈示了較淺的凸輪入口用于與套箍接合。部件的這種組合 使得有效的管夾持、流體密封和振動保護(hù)可行。


如上所述，考慮到附圖，從優(yōu)選實施例的下列說明，本發(fā)明 的這些和其它方面和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的，其
中圖1是本發(fā)明的用于包括適配環(huán)(或適配器環(huán))的單一套箍
管配裝件的實施例；圖2是包括適配環(huán)的類似于圖1的另一實施例；圖3是包括適配環(huán)的類似于圖1的另一實施例；圖4是包括適配環(huán)的類似于圖1的另一實施例；圖5是包括適配環(huán)的類似于圖1的另一實施例；圖6是包括適配環(huán)的類似于圖1的另一實施例；圖7到9是作為本發(fā)明的其它實施例的部分適配環(huán)的示意圖；圖10圖示出與單一套箍管配裝件一起使用的另一適配環(huán)；圖11圖示出與兩個套箍管配裝件一起使用的適配環(huán)；圖12圖示出本發(fā)明的管配裝件的自激勵效應(yīng)；圖13是配裝件的另一實施例的適配環(huán)和套箍的部分的示意
圖；以及圖14是圖13圖示的套箍和適配環(huán)的各部分在配裝件拉動(或 拉升(pullup))狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式在許多管配裝件中，套箍的鼻狀部(nose)通過配裝件主體 上的傾斜表面或淺的(例如，12°或20°)凸輪表面向內(nèi)朝著管而凸輪式 驅(qū)動、并進(jìn)入管。該角度適合于通過套箍實現(xiàn)管的夾持效果、但對于同 時由套箍實現(xiàn)主體上的密封效果則不是最佳的。另一方面，較陡峭(例
如，45°)的凸輪角在由套箍實現(xiàn)密封效果方面可能更好，但是在產(chǎn)生 所需的夾緊方面則可能效能更低。如下所述的參考了具體(但非限制性 的)實施例的本發(fā)明解決了此問題。圖1到4圖示出根據(jù)本發(fā)明的不同的管配裝件400、 400a、 400b 和400c。各種配裝件400-400c包括不同的結(jié)構(gòu)(或特點或者部件)及 這些結(jié)構(gòu)的組合。根據(jù)本發(fā)明的管配裝件可以包括不同組合中的 一 個或 多個這樣的結(jié)構(gòu)。示出一個典型實施例，圖1圖示出根據(jù)本發(fā)明的管配裝件 400,用于在將管410聯(lián)接到主體420中使用。配裝件400包括驅(qū)動(或 傳動)器或驅(qū)動螺母440、適配環(huán)450和套箍302。主體420和驅(qū)動螺 母440可以具有某些"標(biāo)準(zhǔn)的，，結(jié)構(gòu)或尺寸，即，如下所述的在某些配 裝件上通常發(fā)現(xiàn)的若干結(jié)構(gòu)或方面。如圖示的管410具有在軸線414上居中的圓柱形側(cè)壁412。 側(cè)壁412限定出在管410中的流體流動通道416。側(cè)壁412具有在軸線 414上居中的圓柱形外表面418。(如本文中所使用的，術(shù)語"管"意 在包含不同的且變動直徑的中空圓柱形管，包括那些通常被稱為管子、 管道或?qū)Ч艿墓艿馈?主體420具有在軸線上居中的圓柱形內(nèi)表面422。表面422 限定出其中接納了管410的端部的孔或管座424。主體420具有外螺紋 旋圈426用于接合螺母440。如下面所述。配裝件400適于在主體420 和管410之間密封、以及適于將它們相互緊固從而使得管不會從主體中 的孔424脫離出來。主體420具有/人螺紋旋圈426徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形端表面或 背面428。主體420也具有在內(nèi)表面422與端表面428之間延伸的截頭 圓錐形凸輪表面或傾斜表面430。凸輪表面430以一個角度延伸到軸線 414。在一個具體實施例中，如所示的，凸4侖表面430以大約12。角向軸 線414延伸。凸輪表面可以按例如20。的另一淺角延伸。凸輪表面430 呈現(xiàn)為在徑向上向內(nèi)朝著軸線414、且在軸向上在朝向驅(qū)動螺母440的 方向上。凸輪表面430位于鄰近表面422處、并限定出位于鄰近管座424 處的主體420的凸輪入口 432。主體420具有在凸輪表面430和端表面 428的交叉處的邊緣434。驅(qū)動器或螺母440包括在軸線414上居中的第一圓柱形表面 或內(nèi)表面442。表面442限定出管410貫穿延伸的孔444。在徑向向外 并與內(nèi)表面442軸向間隔開的位置處，螺母440具有內(nèi)螺紋旋圈446用 于與主體420上的外螺紋426接合。螺母440具有在內(nèi)表面442與內(nèi)螺紋446之間徑向和軸向延 伸的截頭圓錐形驅(qū)動(或傳動)表面或驅(qū)動面448。驅(qū)動面448以一個 角度向軸線414延伸，并呈現(xiàn)為在徑向上朝向軸線且在軸向上朝向主體 420。在圖l所示的實施例中，驅(qū)動表面448以大約45。角向軸線414延 伸。螺母傳動角可以是除45。外的角度。適配環(huán)450和套箍302位于螺母440的驅(qū)動表面448與主體 420之間的空間內(nèi)。適配環(huán)450可以是由與套箍302相同的材料制成， 但不必須是這樣的。圖1中的實施例的適配環(huán)450具有由頸部456結(jié)合的徑向外 部452和徑向內(nèi)部454。適配環(huán)450的外部452具有平4亍于軸線414延 伸的圓柱形外表面458。適配環(huán)450的外部452具有在與外表面和軸線 414正交的方向上、,人外表面458的后端徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形背面460。 背面460呈現(xiàn)為在軸向上位于朝螺母440的方向。環(huán)450的外部452也具有在與外表面458和軸線414正交的 方向上、/人外表面458的前端徑向向內(nèi)延伸的環(huán)一犬前面462。前面462 呈現(xiàn)為在軸向上位于朝主體420的端表面428的方向。在圖l所示的特 定適配環(huán)450中，前面462具有比背面460更大的徑向?qū)挾?或范圍)， 例如，兩倍于背面的徑向?qū)挾?。在朝向螺?40的驅(qū)動表面448的方向上，適配環(huán)450具有 呈現(xiàn)為在徑向上向內(nèi)朝向軸線414且也呈現(xiàn)為在軸向上朝向配裝件的后 方的凸輪表面464。凸輪表面464以一個角度朝軸線414延伸，這個角 度在圖1所示的實施例中是大約45。的角。適配環(huán)450的內(nèi)部454具有平4亍于軸線414延伸的圓柱形內(nèi) 表面466。內(nèi)表面466限定出滑動地接納管410的孔468。在構(gòu)成配裝 件400以前，內(nèi)表面466覆蓋管410的外表面418并與之間隔開。適配 環(huán)450具有在內(nèi)表面466和凸輪表面464的交叉處的邊緣470。環(huán)450的內(nèi)部454具有在與內(nèi)表面和與軸線414正交的方向 上、/人內(nèi)表面466徑向向外延伸的環(huán)狀前面472。前面472呈現(xiàn)為在軸
向上位于朝向主體420的凸4侖入口 432的方向上。環(huán)的內(nèi)部454的前面 472與環(huán)的外部452的前面462相比，是在配裝件400內(nèi)的向前更遠(yuǎn)處， 即，位于更接近主體420并更遠(yuǎn)離螺母440處。 一個斜面截斷了由表面 462和表面472限定的邊緣。適配環(huán)450的內(nèi)部也具有在環(huán)的內(nèi)部454的前面472與環(huán)的 外部452的前面462之間延伸并將此二者互連的接合表面474。接合表 面474可以是單一凹入的或平坦的表面、或可以是一系列凹入或平坦的 表面、或者各種類型的表面的組合。接合表面474跨越在內(nèi)部454的前 面472和外部452的前面462之間延伸的適配環(huán)450的頸部456。接合 表面474呈現(xiàn)為朝向主體420、且準(zhǔn)確地是朝向主體上的邊緣434。在 適配環(huán)450的相對側(cè)上，適配環(huán)450的凸輪表面464跨越了在內(nèi)表面466 與外部452的背面460之間延伸的適配環(huán)的頸部456。
的凸4侖入口 432，而同時徑向外部452不能移入。準(zhǔn)確地i兌，如下面i兌 明的，通過適配環(huán)接合表面474 (或前面462)與主體420的接合，阻 擋適配環(huán)450在軸向朝主體420的凸輪入口 430的方向的運動。當(dāng)構(gòu)成配裝件400時，螺母一皮擰緊在主體420上，并在軸向 朝主體(在如圖1所示的向左的方向上)運動。螺母的45。的驅(qū)動面448 接合套箍302的后壁324。向前驅(qū)動套箍302直至其接合適配環(huán)450。 套箍302的鼻狀部310接合適配環(huán)450的45。背面464。通過套箍302向前移動適配環(huán)450直至其接合主體420。適 配環(huán)450的接合表面474接合主體420上的邊緣434以用作適配環(huán)的止 動件。此接合阻」礙了適配環(huán)450朝主體420的任^T其它顯著運動，且可 以通過檢測螺母400上的扭矩來感測此接合以確定足夠的張力(或拉動 作用(pull up ))。適配環(huán)450被固定(或鎖位)在套箍302和主體420 之間，且套箍-皮固定(湖或鎖位)在適配環(huán)和螺母440之間。適配環(huán)450的內(nèi)部454位于主體420的凸輪開口 432內(nèi)，在 徑向上在凸輪表面430之內(nèi)、但是不與凸輪表面接合。備選地，適配環(huán) 450可以接合凸4侖表面430。適配環(huán)450的外部452定位在徑向上在主 體420的凸輪表面430之外，且在軸向上介于主體的端面428和螺母440 的驅(qū)動面448之間。隨著螺母440纟皮進(jìn)一步擰緊，套箍302 ^皮壓縮并發(fā)生塑性變
形，且^:驅(qū)動到與適配環(huán)450和管410成夾緊密封接合。套箍302可以 4交接和/或鑲嵌、且可以^皮硬化以^吏其更適于以適配環(huán)450的相對陡峭的 45。凸輪角來使用。如上文所述，在單一套箍配裝件中，套箍可以接合配裝件主 體的淺凸輪表面(例如12?；?0。)。使用單一套箍需要套箍同時夾持管 并密封抵靠非優(yōu)化設(shè)計的配裝件主體。相反，在圖l所示的例子中，套 箍的鼻狀部310接合適配環(huán)上的45。凸輪表面464，而不是接合可以限定 12°、 20。、或其它淺凸輪角的淺凸輪表面430。因而，套箍302的鼻狀 部310徑向向內(nèi)朝管410作凸輪傳動，并以45。的凸輪表面、而不是以 諸如12°或20。的凸輪表面這樣的淺凸輪表面朝向管410進(jìn)入管410。在適配環(huán)450的接合表面474與主體420的邊緣434之間建 立密封。這個密封防止了來自管410的流體徑向向外流出適配環(huán)450。 這個密封不是滑動密封，即，不是當(dāng)套箍抵靠配裝件主體的凸輪表面作 凸輪傳動或滑動時所建立的那種類型的密封。相反，適配環(huán)450主動停 止其相對于主體420的運動，且接合表面474因而以固定的方式抵靠主 體的邊緣434密封。適配環(huán)450不必建立4氏靠管410的密封。在套箍302的鼻狀部310與配接件405的凸輪表面464之間 建立另一密封。在套箍302的鼻狀部310與管410之間建立第三密封。 這些密封一起提供了配裝件400所需的密封功能，防止流體徑向向內(nèi)流 入適配環(huán)。與此同時，套箍302的鼻狀部310#:驅(qū)動到鼻狀部310的材 沖+中以形成大致徑向肩部476,阻止管/人主體420中的孔424移出并因 而提供配裝件400的所需的夾緊功能。適配環(huán)的下側(cè)可以被構(gòu)造為留出 空間，用于凈皮套箍鼻狀部巻起的管的石f片。因而，在^f吏用適配環(huán)450情 況下，配裝件400可以;故棄諸如12°或20。凸4侖表面這樣的淺凸4侖表面的 增強夾持的好處，因為通過適配環(huán)的45。凸輪表面凸輪式驅(qū)動到管中的 套箍302提供了良好的夾持。圖2圖示出類似于管配裝件400但使用了不同的適配環(huán)的管 配裝件400a。用于在將管410聯(lián)接到主體420時使用的配裝件400a包 括相同的驅(qū)動螺母440和相同的套箍302。配裝件400a也包括與圖1示 出的適配環(huán)450略有不同的適配環(huán)450a。準(zhǔn)確地J兌，在適配環(huán)450a中， 徑向內(nèi)部454a與適配環(huán)450中的徑向內(nèi)部454不同。同^^,在適配環(huán) 450a中的接合表面474a與適配環(huán)400中的接合表面474不同。適配環(huán)450a的徑向內(nèi)部454a具有凸起構(gòu)形，所述凸起構(gòu)形 包括呈現(xiàn)為朝向主體420的凸輪表面430的凸起外表面478。凸起外表 面478合并到凹入接合表面474a內(nèi)，凹入接合表面474a歸并入適配環(huán) 450a的徑向外部452a的前面462a。適配環(huán)450a的最終構(gòu)形包括"牛鼻" 形內(nèi)部454a，所述"牛鼻"形內(nèi)部454a仍配裝到主體420的凸4侖入口 432、但也充分地徑向向外突出，以在構(gòu)成配裝件400a時接合主體的凸 庫侖表面430。當(dāng)驅(qū)動螺母440將套箍302 4焦入適配環(huán)450a時，適配環(huán),皮推 壓成與主體420接合，如圖2所示。適配環(huán)的內(nèi)部454a的外表面478 被楔入為與主體420的凸輪表面430緊密接合。適配環(huán)450的外部452a 的徑向延伸的前面462a優(yōu)選地接合主體的端面428以提供止動。適配 環(huán)450a的凹入接合表面474a可以是或不是與主體420的邊緣434接合 的。在圖2的實施例中，適配環(huán)450a居間置于套箍302和主體420 之間，從而使得套箍的鼻狀部310接合適配環(huán)上的45。凸輪表面464a、 而不是接合主體420上的諸如12°或20。凸輪表面這樣的淺凸4侖表面 430。在適配環(huán)450a的徑向內(nèi)部454a上的凸起外表面478與主體420 的凸輪表面430之間建立一個密封。在套箍302的鼻狀部310與適配環(huán) 450a的凸輪表面464a之間建立另一密封。在套箍302的鼻狀部310與 管420之間建立第三密封。這些密封一起提供了配裝件400a的所需的 密封功能。與此同時，套箍302的鼻狀部31(M皮驅(qū)動到鼻狀部310的材 料內(nèi)，以形成大致徑向肩部476,阻止管從主體420移出并因而提供了 配裝件400a的所需的夾緊功能。圖3圖示出類似于配裝件400和400a但包括不同的適配環(huán)的 管配裝件400b。用于在將管410聯(lián)接到主體420時使用的配裝件400b 包括相同的驅(qū)動螺母440和相同的套箍302 (帶有縮短的后壁324)。 配裝件400b也包括與圖1所示的適配環(huán)450和圖2所示的適配環(huán)450a 不同的適配環(huán)450b。適配環(huán)450b具有在軸向比環(huán)450和450a中4壬一個的外部更 長的外部452b。適配環(huán)450b的外部452b包才舌向前突伸的(在朝向主體 420的方向上)、^隻蓋環(huán)的內(nèi)部454b并延伸經(jīng)過表面474b的鼻狀部480。 外部452b也包括向后突伸的(在朝向螺母440的方向上)、比適配環(huán)
450的外部452 (圖1 )覆蓋套箍302的顯著更大部分(在圖示的實施例 中，大部分套箍上方)的尾部482。如圖3所示，當(dāng)構(gòu)成配裝件400b時，適配環(huán)的鼻狀部480接 合主體420的端面428以作為適配環(huán)的運動的止動件。這個接合限制了 適配環(huán)450b在朝主體420的方向上的進(jìn)一步運動，并在適配環(huán)和主體 間提供了密封。套箍302的鼻狀部310接合適配環(huán)450b的凸輪表面464b 以提供密封、且如上所述，所述鼻狀部31(^皮凸輪式驅(qū)動進(jìn)入管410內(nèi)
來夾持并提供額外的密封。當(dāng)構(gòu)成配裝件400b時，尾部482接合螺母440的驅(qū)動面448 以作為限制螺母440在朝主體420的方向上的運動的止動件。這可以提 供扭矩傳感以確保配裝件400b的足夠張力。圖4示出了類似于配裝件400、 400a和400b、且包括不同的 適配環(huán)和套箍的管配裝件400c。用于在將管410聯(lián)接到主體420時<吏用 的配裝件400c包括相同的驅(qū)動螺母440。配裝件400c也包括與適配環(huán) 450、 450a、和450b不同的適配環(huán)450c。配裝件400c也包括與套箍302 不同的套箍302c。套箍302c的后壁324c比套箍302的后壁324 (圖1 )徑向向 外延伸更遠(yuǎn)。在套箍302c的后壁324c上的止動表面480呈現(xiàn)為朝向主 體420。適配環(huán)450c的外部452c包括向后突伸的(在朝螺母440的 方向上)、較之適配環(huán)450的外部452 (圖1 )覆蓋套箍302的明顯更 多部分的尾部482c。適配環(huán)450c的尾部482c包括呈現(xiàn)為朝向螺母440 和套箍302c的后壁324c的止動表面486。與適配環(huán)450的內(nèi)部454相比(圖1),適配環(huán)450c的內(nèi)部 454c在向前的方向上軸向伸長。適酉己環(huán)450c的內(nèi)部454c,如同適配環(huán) 454a上的"牛鼻，，般(圖2)，移入主體420的凸輪入口 432、并接合 主體的凸輪表面430。適配環(huán)450c的內(nèi)部454c密封抵靠主體420的傾 斜表面430。適配環(huán)450c的凹入接合表面474c、以及環(huán)的外部452c的 徑向延伸的前面462c,可以是、或不是與主體420的邊緣434和/或主 體的端面428接合的。當(dāng)構(gòu)成配裝件400c時，適配環(huán)450c的尾部482c上的止動表 面486接合套箍302c的后壁324c上的止動表面480。與此同時，適配
環(huán)450c的前面462c接合主體420的端表面428。結(jié)果，適配環(huán)450c的 外部452c和套箍302的后壁324c —起作為止動件，以限制螺母440在 朝主體420的方向上的運動。這可以提供4丑矩傳感以確保配裝件400c 的足夠的張力。圖5圖示出用于在將管410聯(lián)接到配裝件主體420時4吏用的 管配裝件400d。配裝件主體420具有限定出凸4侖入口 432的12。的凸4侖 表面430。配裝件400d包括驅(qū)動螺母440。配裝件400d也包括適配環(huán) 450d和套箍302d。適配環(huán)450d具有配裝入凸輪表面432的延伸鼻狀部490。鼻 狀部490具有在組裝時深入凸輪表面430以提供介于適配環(huán)450d和配 裝件主體420間的密封的尖銳邊緣492。套箍302d具有相對小的鼻狀部 496,所述鼻狀部496適配在適配環(huán)450d的相對小的45。凸輪入口 494 下面。套箍302d密封抵靠該45。后端或適配環(huán)450d的凸輪入口 494,并 夾緊到管410上。配裝件400d不具有內(nèi)建的主動止動件。替代地，配裝件400d 設(shè)計為被向上拉動了特定數(shù)目的螺母轉(zhuǎn)數(shù)，由此確保了配裝件的足夠張 力。圖6圖示出用于在將管410聯(lián)接到配裝件主體420時使用的 管配裝件400e。配裝件400e包括驅(qū)動螺母440。配裝件400e也包括圖 示的三個適配環(huán)500、 502和504之一，以及圖示的三個套箍510、 512 和514之一。結(jié)果，有九種圖示部件的可能組合。 —個適配環(huán)500具有配裝入凸輪入口 432的細(xì)長鼻狀部520。 鼻狀部520具有深入凸輪表面以提供介于適配環(huán)500和配裝件主體420 間的密封的尖銳邊緣522。因為鼻狀部520是細(xì)而長的，當(dāng)構(gòu)成配裝件 400d時，其產(chǎn)生了較小的使配裝件主體420隆起的趨勢。相反，適配環(huán)504具有在適配環(huán)與配裝件主體420之間密封 的較短較厚的鼻狀部524。因為適配環(huán)504的鼻狀部524橫截面較短較 厚，其在負(fù)荷下具有對軸向壓縮的較大阻力。圖示的中間適配環(huán)502的 質(zhì)量介于環(huán)500和504的質(zhì)量之間。這三個鼻狀部設(shè)計-故圖示出以顯示 鼻狀部的長度和厚度是變量，且設(shè)計者可以在它們之間選擇、或可以選 擇具有不同長度和厚度的鼻狀部。配裝件400e具有內(nèi)建的主動止動件。這可以提供扭矩傳感以
確保配裝件的足夠張力。準(zhǔn)確地說，螺母44(M皮設(shè)計為在適配環(huán)500-504 上觸底(bottomout)。圖6中圖示的三個不同套箍510-514具有不同長度 和高度，且因此當(dāng)螺母440在適配環(huán)500-504的背部上觸底之前容許有 不同量值的螺母行程。三個套箍設(shè)計510-514圖示為示出了套箍大小 可變且設(shè)計者可以在它們之間選擇、或可以選擇具有不同尺寸的套箍。 適配環(huán)的選擇取決于哪個適配環(huán)有效地形成了4氏靠凸輪開口的密封而 不使主體隆起、且同時在負(fù)荷下承受軸向壓縮。套箍的選擇是基于截 止到螺母抵靠適配環(huán)的后側(cè)止動時，需要有什么程度的套箍夾緊。如上所述，套箍夾緊管以防止管從配裝件主體中的管座脫離 出來。在高壓下，可以呈示出管內(nèi)有大量張力，被證明為是作用于管上 的、以及附接到管的或夾持管的任何構(gòu)件上的軸向向外指向的力。管上 的充足的張力如果傳導(dǎo)到適配環(huán)，則可以破壞或減少適配環(huán)和主體間的 密封。優(yōu)選的是防止這種情況發(fā)生。如圖7所示，適配環(huán)532的鼻狀部530即位于凸4侖表面534 的徑向向內(nèi)處的部分，可以具有圓形頂端536。這有助于避免高壓下管 張力傳導(dǎo)到適配環(huán)。在第二種方式中，適配環(huán)的鼻狀部即凸輪表面徑向向內(nèi)的部 分，可以徑向向外斜彎或斜切、遠(yuǎn)離管的外表面，如圖8中示意性示出 的。圖8中示出的適配環(huán)圖示為具有內(nèi)部殺牛i皮表面或4斗面542，正如在 從環(huán)后部朝向環(huán)頂端的方向上測出的，所述斜面542徑向向外傾凍+。第三，適配環(huán)的鼻狀部可以同時是圓形和斜面形的，正如圖 9中圖示的適配環(huán)544示意性示出的。以這些方式或其它方式，使用這樣構(gòu)造的適配環(huán)，隨后在高 壓下管可以自由地移動和向外張緊。如其它例子，可以提供橢圓形端部、 或鼻狀部可以例如^L拉削破碎，來提供所需的不銳利的構(gòu)造用于鼻狀部 或適配環(huán)端部。錐形和彎曲表面的組合也是有可能的。圖7到9所示的
拉動期間，如果適配環(huán)的內(nèi)部向前部分與管接觸，則其以相對于管表面 的負(fù)的傾角發(fā)生接觸，即，介于管表面和適配環(huán)的內(nèi)部向前部分的表面 之間的4兌角。圖10和11示出了本發(fā)明的兩個其它實施例。圖10圖示出管 配裝件590,其包括具有接納了管596的一端部的管座594的配裝件
主體592、套箍598和適配環(huán)600。適配環(huán)600圖示為具有錐度和圓形 頂端602。圖11圖示出兩個套箍管配裝件560，其包括具有接納了管568 的一端部566的管座564的配裝件主體562。螺母形式的驅(qū)動器570聯(lián) 接至配裝件主體562以驅(qū)動后套箍572、前套箍574、和適配環(huán)576。適 配環(huán)576具有^fe靠配裝件主體562上的相對淺的、12度到20度的傾斜 表面582而密封的鼻狀部578。適配環(huán)576具有形成了在大約30度到大 約45度范圍內(nèi)的相對較淺的凸輪表面的背面584，所述凸輪表面^皮前套 箍574的鼻狀部接合。后套箍572祐匸鎖位在前套箍574和螺母570之間。 在構(gòu)造配裝件560 (未示出)時，前套箍574和后套箍572都夾持并密 封到管568上。在此實施例中，以及在圖IO的實施例中，可以通過4丑 矩傳感或另外的方式(諸如通過確保由螺母的轉(zhuǎn)數(shù)決定的螺母的充分軸 向行程)確保足夠的配裝件張力。圖12圖示出根據(jù)本發(fā)明的適配環(huán)在高壓下的自激勵效應(yīng)。圖 示的環(huán)是參考圖4在上面討論的適配環(huán)450c。在非常高的壓力下，管 410可以開始脫離出配裝件主體420中的管410。隨著這種情況發(fā)生， 套箍302c更深地咬入管410的材料以更好地阻擋管退出并密封。受壓 流體流入位于管410的徑向向外處和適配環(huán)450c的徑向向內(nèi)處的環(huán)形 空腔。流體壓力推壓適配環(huán)450c遠(yuǎn)離管410。適配環(huán)450c的鼻狀部454c 更緊密地壓靠配裝件主體420的凸輪表面430。適配環(huán)450c也更緊密地 壓靠套箍302c。結(jié)果，由于管410中增加的壓力，適配環(huán)450c的密封 能力增加。圖13和14圖示出另一個典型的配裝件700。在此實施例中， 配裝件700包括配裝件主體420 (在圖1 - 12中示出)、驅(qū)動件440、 適配環(huán)706、和套箍708。如圖1 - 12所示4殳，配裝件702 4妻納管410 的端部。驅(qū)動件440可以如圖1 - 12所示^:、或以任何其它適合的4支術(shù) 與主體420結(jié)合。驅(qū)動件440具有套箍驅(qū)動表面或面448。適配環(huán)706 可以采取圖1 - 12所示的任何適配環(huán)的形式、或可以具有不同構(gòu)造。當(dāng) 配裝件纟皮拉動時(見圖1 - 12的例子)，適配環(huán)706與配裝件主體420 成密封接合。適配環(huán)706包括限定出凸輪表面710的后部。在圖13和 14圖示的實施例中，套箍708具有接合凸輪表面710的傾斜鼻狀部712。 套箍708具有限定/人動表面718的后部716。在圖示的實施例中，在4立
動前，套箍708的/人動表面718以差角cj)與驅(qū)動件的驅(qū)動表面448相交 合。參看圖14，當(dāng)拉動配裝件700時，驅(qū)動表面448接合從動表面718 以向前推壓傾斜的鼻狀部712的前邊緣448與管成夾緊密封接合。在套 箍的鼻狀部712和適配環(huán)的凸輪表面710之間也形成了密封。在圖14 所示的例子中，套箍708變形，使得套箍承受鉸接動作。在具體實施例 中，當(dāng)拉動配裝件時，配接件706保持與配裝件主體702成密封接觸， 而同時允i午管410相對于配接件軸向運動。參看圖13和14,差角小優(yōu)選地確保驅(qū)動件的驅(qū)動表面448 與套箍的從動表面718之間的初始接觸是與管410徑向間隔開的、且不 齊平。隨著配裝件被拉動，差角(J)導(dǎo)致后套箍部分716的從管410的外 表面徑向向外的運動。結(jié)果，套箍708承受圖14所示的鉸接動作。當(dāng) 鉸接動作發(fā)生以增強密封和管夾持時，套箍708塑性變形并模壓入管。 當(dāng)套箍708承受鉸接動作時，傾斜的鼻狀部712不僅隨著驅(qū)動件440結(jié) 合到主體702而^皮軸向向前驅(qū)動，還以受控和預(yù)定的方式纟皮徑向移位或 驅(qū)動成與管410的外表面接合。鼻狀部712的前端720因而被壓縮并帶 著產(chǎn)生的應(yīng)力梯度而嵌入管壁、或嚙入圖14中標(biāo)記為732的區(qū)域。前 端咬合區(qū)域732產(chǎn)生了由塑性變形的管端材料形成的大致徑向延伸的壁 或肩部734。肩部734接合套箍708的嵌入前端720,以因此形成在專支 高壓力下對管滑移的特別強的機械阻力。嵌入的鼻狀部712因而在管 410上提供了極好的密封和強力的夾具。套箍708還^皮設(shè)計成展示前述 的徑向向內(nèi)的鉸接動作，以便將圓柱形壁714模壓或嵌入成在軸向鄰近 應(yīng)力梯度咬合區(qū)732的卩立置處、或在此p支合區(qū)732后方#1大致標(biāo)記為數(shù) 字740的位置處4氐靠管410。嵌入?yún)^(qū)域或部分740保護(hù)咬合區(qū)732不受 振動。隨著套箍承受鉸接動作，后部716被徑向推壓遠(yuǎn)離管410。為了完成所需的模壓動作和管夾持，套箍被設(shè)計為展示鉸接 動作，即，隨著傾斜的鼻狀部712接合適配環(huán)的傾斜的凸輪表面710, 所述鉸接動作允許傾斜的鼻狀部712和介于鼻狀部712與后部716之間 的部分740徑向向內(nèi)壓縮。此4交接動作也被用作提供圓柱形壁714的顯 著的徑向位移和壓縮，以將套箍708才莫壓到軸向鄰近應(yīng)力梯度732或與 應(yīng)力梯度732間隔開的管410上。在圖13和14的實施例中，通過提供 在軸向上介于鼻狀部712和后部716之間的、優(yōu)選的(盡管不要求均一 的)徑向外圓周凹口 746，便利了鉸接動作。凹口 746合適地構(gòu)形以允
許套箍708以受控方式塑性變形，以便用所需的"嵌入效應(yīng)"徑向壓縮 圓柱形壁714抵靠管端。將因而設(shè)計套箍708的特殊的幾何形狀，從而 使得隨著驅(qū)動件440聯(lián)接到主體702,套箍708鉸接并塑性變形以夾持 管端并同時密封抵靠管端和傾斜的凸輪表面710。套箍708可以采取多種不同形式。在圖13和14所示的例子 中，套箍708具有傾斜的鼻狀部712和后部716。圓柱形孔延伸貫穿套 箍708以限定連續(xù)的圓柱形壁714。在圖13和14所示的例子中，在圓 柱形壁714中沒有限定凹部。凹口 746在后部716和冠部802之間徑向 向內(nèi)延伸。在圖13和14圖示的例子中，后部的/人動表面718大致與圓 柱形壁714正交。在圖13所示的例子中，,人動表面718包^r以直角相 對于圓柱形壁714徑向向外延伸的徑向內(nèi)部804、和朝向鼻狀部712以 小角度/人內(nèi)部804徑向向外延伸的徑向外部806。介于內(nèi)部804和外部 806之間的圖示角度大約為2度。盡管從動表面718圖示為由兩個相交 的平坦表面形成，從動表面718也可以采取多種不同形式，包括但不限 于平坦表面、彎曲表面或另外的波狀表面。凹口 746和差角d)產(chǎn)生明 顯的鉸接效應(yīng)，如圖14所示。當(dāng)管是薄壁的、或是在配裝件構(gòu)成期間 易于變形的時候，冠部802作用為防止套箍708的鼻狀部在適配環(huán)706 下面的滑移(例如，以伸縮方式)。在一個實施例中，配接件是表面硬 化的。例如，配接件的整個暴露的外表面可以是表面硬化的。配接件706可以采取多種不同形式，以允許配接件保持與配 裝件主體702成密封4妻合、而同時在4立動配裝件700時允i午管410相對 于配接件軸向運動，包括但不限于圖1 - 12所示的例子中圖示的形式。 例如，配接件706可以包括在構(gòu)成配裝件之前與所述管徑向間隔開的內(nèi) 部傾殺+前端部， <象圖8和9圖示的配接件540和544。當(dāng)構(gòu)成所述配裝 件時，內(nèi)部傾斜前端部可以與所述管接觸、并仍允許在管410和配接件 706之間的相對軸向運動。當(dāng)構(gòu)成所述配裝件時，內(nèi)部傾4斗前端部可以 與所述管徑向間隔開。內(nèi)部傾斜前端部可以包括4+面以提供徑向間隙。 配接件706可以包括具有圓形頂端的前端部，像圖7-9所示的配接件。 在一個實施例中，配接件是表面硬化的。例如，配接件的整個暴露外表 面可以是表面-更4t的。當(dāng)拉動配裝件時，套箍的前端720被推壓成與管410接合， 從而使得前端部夾緊管。套箍的后部716被徑向推壓離開管。套箍708
塑性變形，使得套箍后部承受關(guān)于套箍前部的鉸接動作。允許管端部相 對于配接件的相對軸向運動，而同時保持配接件與聯(lián)接件之間的密封接 合。從本發(fā)明的上述說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到本發(fā)明的 改進(jìn)、變化和修改。在本領(lǐng)域的4支術(shù)內(nèi)的這樣的改進(jìn)、變化和修改意在 被包括在所附權(quán)利要求的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于與管的端部液密連接的配裝件，所述配裝件包括配裝件主體，其接納管的端部；驅(qū)動件，其可以與所述主體結(jié)合并具有套箍驅(qū)動表面；適配器，當(dāng)配裝件被拉動時其與配裝件主體密封接合；所述適配器包括限定出凸輪表面的后部；套箍，其具有接合所述凸輪表面的傾斜鼻狀部、緊密圍繞管端的大致連續(xù)圓柱形壁、和包括相對于套箍驅(qū)動表面形成差角的從動表面的后部。其中當(dāng)拉動配裝件時，套箍驅(qū)動表面接合從動表面以迫使傾斜鼻狀部的前邊緣與管成夾緊接合，并使套箍變形，從而使得在軸向上在所述前邊緣之后的所述大致連續(xù)壁的嵌入夾頭部分發(fā)生徑向變形抵靠管端的所述外表面；和其中適配器保持與配裝件主體的密封接合，而同時當(dāng)拉動配裝件時允許管相對于適配器軸向運動。
2、 如權(quán)利要求1所述的配裝件，其特征在于，在驅(qū)動表面和從動 表面之間的接合導(dǎo)致鉸接動作，所述鉸接動作包括將嵌入夾頭的后方的 一部分套箍從所述管的外表面徑向向外移動。
3、 如權(quán)利要求2所述的配裝件，其特征在于，套箍包括便于所述 鉸接動作的外直徑凹部。
4、 如權(quán)利要求1所述的配裝件，其特征在于，所述適配器包括在 構(gòu)成配裝件之前與所述管徑向間隔開的內(nèi)部傾斜前端部。
5、 如權(quán)利要求4所述的配裝件，其特征在于，當(dāng)構(gòu)成所述配裝件 時，內(nèi)部傾斜前端部與所述管接觸。
6、 如權(quán)利要求4所述的配裝件，其特征在于，當(dāng)構(gòu)成所述配裝件 時，內(nèi)部傾斜前端部與所述管徑向間隔開。
7、 如權(quán)利要求4所述的配裝件，其特征在于，所述內(nèi)部傾斜前端 部包4舌斜面。
8、 如權(quán)利要求1所述的配裝件，其特征在于，適配器是表面硬化的。
9、 如權(quán)利要求1所述的配裝件，其特征在于，套箍是表面硬化的。
10、 一種用于與管的端部液密連接的配裝件，所述配裝件包括 配裝件主體，其接納管的端部；驅(qū)動件，其可以與所述主體結(jié)合并具有套箍驅(qū)動表面；適配器，當(dāng)配裝件被拉動時其與配裝件主體成密封接合；所述適配 器包括限定出凸輪表面的后部；套箍，其具有接合所述凸輪表面的傾斜鼻狀部、緊密圍繞管端的大 致連續(xù)圓柱形壁、和限定出從動表面的后部。其中當(dāng)拉動配裝件時，套箍驅(qū)動表面接合從動表面以迫使傾斜鼻狀 部的前邊緣與管成夾緊接合；其中適配器保持與配裝件主體的密封接合，而同時當(dāng)拉動配裝件主 體時允許管相對于適配器軸向運動。
11、 如權(quán)利要求10所述的配裝件，其特征在于，從動表面形成相 對于套箍驅(qū)動表面的差角。
12、 如權(quán)利要求10所述的配裝件，其特征在于，配裝件的拉動使 套箍變形，從而使得套箍承受鉸接動作。
13、 如權(quán)利要求11所述的配裝件，其特征在于，套箍的整個外表 面是表面硬化的。
14、 一種用于與管的端部液密連接的配裝件，所述配裝件包括 配裝件主體，其接納管的端部；驅(qū)動件，其可以與所述主體結(jié)合并具有套箍驅(qū)動表面；適配器，當(dāng)配裝件被拉動時其與配裝件主體成密封接合；所述適配器包括限定出凸輪表面的后部；套箍，其具有接合所述凸輪表面的傾斜鼻狀部、緊密圍繞管端的大致連續(xù)圓柱形壁、和包括相對于套箍驅(qū)動表面形成差角的從動表面的后部。其中當(dāng)拉動配裝件時，套箍驅(qū)動表面接合從動表面以迫使傾斜鼻狀 部的前邊緣與管成夾緊接合，并使套箍變形，從而使得套箍承受鉸接動 作；其中適配器保持與配裝件主體的密封接合，而同時當(dāng)拉動配裝件主 體時允許管相對于適配器軸向運動。
15、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，鉸接動作包括 作為在驅(qū)動件驅(qū)動表面與套箍從動表面之間以所述差角接合的結(jié)果，將 后部從管的所述外表面徑向向外移動。
16、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，鉸接動作形成在 軸向上在徑向變形抵靠管端的所述外表面的所述前邊緣之后的所述大 致連續(xù)壁的嵌入夾頭部分。
17、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，套箍包括便于所 述4交接動作的外直徑凹部。
18、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，所述適配器包括 在構(gòu)成配裝件之前與所述管徑向間隔開的內(nèi)部傾斜前端部。
19、 如權(quán)利要求18所述的配裝件，其特征在于，當(dāng)構(gòu)成所述配裝 件之前，內(nèi)部傾斜前端部與所述管4妻觸。
20、 如權(quán)利要求18所述的配裝件，其特征在于，當(dāng)構(gòu)成所屬配裝 件之前，內(nèi)部傾在牛前端部與所述管徑向間隔開。
21、 如權(quán)利要求18所述的配裝件，其特征在于，所述徑向傾斜前 端部包括4牛面。
22、 如權(quán)利要求18所述的配裝件，其特征在于，所述前端部包括 圓形頂端。
23、 如^又利要求18所述的配裝件，其特征在于，所述內(nèi)部傾斜前 端部在從后部朝前部的方向上徑向傾斜遠(yuǎn)離管的外表面。
24、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，配裝件主體限定 出相對于配裝件的縱向軸線形成大約12度或大約20度的角度的傾斜管座。
25、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，適配器是表面硬 化的。
26、 如權(quán)利要求14所述的配裝件，其特征在于，套箍是表面硬化的。
27、 一種將管端部連接到包括聯(lián)接件、適配器、套箍的配裝件的方 法，所述套箍包括緊密圍繞管端部的大致連續(xù)圓柱形壁，所述方法包括迫使套箍的前部與管端部接合；將管端部與套箍前部夾緊；迫^f吏后部徑向上遠(yuǎn)離管端部；使套箍塑性變形，從而使得套箍的后部承受相對于套箍的前部的鉸 接動作；允許管端部相對于適配器的軸向運動；和 在所述相對軸向運動期間，維持在適配器和聯(lián)接件之間的密封接合。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，在拉動之前，通過 在適配器和管端部之間提供逐漸徑向增加的空間，便于相對的軸向運 動。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，在拉動配裝件之后， 在適配器和管之間保持至少 一 部分徑向增加的空間。
30、 如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，在拉動配裝件之后， 消除一部分徑向增加的空間。
31、 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其還包括，使得在 徑向上位于所述套箍的前邊緣之后的一部分所述大致連續(xù)壁變形而徑 向抵靠所述管端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種配裝件構(gòu)造(700)，其具有用于在使用配裝件主體(420)的配裝件中使用的配接件(706)、和如上所述的某些通常使用的尺寸的螺母(440)，并同時保持夾緊能力。配接件是有效地抵靠主體密封的環(huán)，而同時呈示了用于與套箍(708)接合的較淺的凸輪表面。這種部件組合使得有效的管夾持、流體密封和振動保護(hù)可行。
文檔編號F16C19/08GK101356383SQ200680050367
公開日2009年1月28日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者D·C·阿斯坦, J·M·拉賓斯基, M·A·貝內(nèi)特, P·C·威廉斯, R·J·梅德維克 申請人:斯瓦戈洛克公司