本實用新型涉及一種用于緊固件的防拆組件,以及具有該防拆組件的變送器。
背景技術:
本節(jié)僅提供與本實用新型相關的背景知識,其未必構成現有技術。
在很多應用中,產品的制造商希望阻止用戶或其它未經授權的人對產品的緊固件進行拆卸,因為這種拆卸有可能導致產品的損壞,并且,在產品被復原之后,制造商無法得知緊固件曾被拆卸過。
例如,在工業(yè)現場中會用到變送器,變送器是把傳感器的輸出信號轉變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號的轉換器,例如在石化領域用于測量過程流體的壓力和液位的壓力變送器、液位變送器等。在變送器中,常使用螺栓將過程法蘭密封地固定至變送器的本體。有些用戶會拆卸螺栓,這種不允許的操作會破壞過程法蘭的密封性,從而導致液壓油泄漏,最終導致產品性能降低甚至失效。然而當用戶將螺栓復原之后,制造商無法得知產品的損壞是由用戶造成的還是產品本身的質量問題,從而付出不必要的維修成本。
現有的一些螺栓防拆方案主要有以下兩種思路:一種是將螺栓頭部設計成具有特殊形狀或構造,使得僅能使用專用的扳手進行旋擰;另一種是在螺栓中設置強度較弱的部分,使得當旋擰扭矩超過閾值時,該部分斷裂,使得部分螺栓陷在緊固對象中,無法被完整拆除。然而,這兩種防拆方案都涉及對螺栓本身的改造,無法使用標準緊固件,從而增加了成本。
圖1至3示出了現有的一種能夠用于標準緊固件的防拆方案。將變送器100的過程法蘭102固定至變送器主體104的四個螺栓110均為外六角螺栓。參見圖3,每個螺栓110包括桿部112和外六角形頭部114,桿部112旋擰到過程法蘭102的孔103和變送器主體104的孔105中。
為該螺栓110設置了防拆件120。參見圖2,防拆件120具有連接在一起的基本相同的第一防拆件單元1201和第二防拆件單元1202,每個防拆件單元用于一個螺栓110。以防拆件單元1201為例,其包括墊圈部122、側壁部124以及頂壁部126。在圖3所示的安裝完成的狀態(tài)下,墊圈部122中的孔123環(huán)繞桿部112,并且在螺栓110的安裝過程中夾在過程法蘭102與螺栓110的頭部114之間;頂壁部126與頭部114的頂面大致平行;側壁部124位于頭部114的側面,并且大致垂直地連接于墊圈部122和頂壁部126兩者,使得當從螺栓110的側面觀察時,防拆件單元1201呈大致U形。第一防拆件單元1201和第二防拆件單元1202通過連接部1203連接在一起,連接部1203的寬度小于兩個防拆件單元的頂壁部126的寬度。
在安裝防拆件120之前,頂壁部126與側壁部124呈直線,即,不覆蓋螺栓110的頭部114。在安裝時,首先將墊圈部122放置在過程法蘭102上,然后將兩個螺栓110分別穿過兩個防拆件單元的墊圈部122中的孔123以及孔103、105并擰緊,最后將頂壁部126彎折大致90度,使其大致與頭部114的頂面平行。當有人希望拆卸螺栓114時,必須將頂壁部126撬起以取出螺栓114,由此會在防拆件120上留下彎折和撬動的痕跡。
然而,在實踐中發(fā)現,該防拆件120存在以下缺陷:首先,在安裝過程中需要用鉗子彎折頂壁部126,容易割傷操作者的手;其次,用戶仍有可能將頂壁部126打開、拆除螺栓110并裝回,再謹慎地恢復頂壁部126原來的形狀,制造商并不能完全確認該防拆件120是否被打開過。
技術實現要素:
本實用新型的一個目的是提供一種用于緊固件的防拆組件,其至少解決現有技術中的一種缺陷。
根據本實用新型的一個方面,提供了一種用于緊固件的防拆組件,緊固件包括桿部和頭部。其中,防拆組件包括設置有第一卡扣結構的墊圈和設置有第二卡扣結構的帽,其中,在防拆組件的使用狀態(tài)下,緊固件的桿部穿過墊圈,帽覆蓋緊固件的頭部上的操作面,并且帽的第二卡扣結構以不可拆卸的方式與墊圈的第一卡扣結構卡合。
這里的“不可拆卸”指的是當帽已經移動成與墊圈卡合之后,無法在不破壞第一或第二卡扣結構或使之變形的情況下將帽與墊圈拆開。
可選地,第一卡扣結構由設置在墊圈的周向邊緣的第一鉤部形成,并且/或者第二卡扣結構由設置在帽的周向邊緣的第二鉤部形成。
可選地,相對于帽朝向墊圈移動的移動方向而言,第一鉤部朝向移動方向上的前方開口,第二鉤部朝向移動方向上的后方開口。
可選地,第一卡扣結構和第二卡扣結構均在周向上連續(xù)地延伸。
可選地,第一卡扣結構和第二卡扣結構中的一者包括在周向上間隔開的至少兩個部段,另一者在周向上連續(xù)地延伸。
可選地,第一卡扣結構和第二卡扣結構中均包括在周向上間隔開的至少兩個部段,每個第一卡扣結構的部段的周向尺寸都大于任意兩個相鄰的第二卡扣結構的部段之間的周向間隙,且每個第二卡扣結構的部段的周向尺寸都大于任意兩個相鄰的第一卡扣結構的部段之間的周向間隙。
可選地,墊圈包括在墊圈的本體部與第一卡扣結構之間軸向延伸的環(huán)形凸緣部。
可選地,帽包括環(huán)繞頭部的周壁,第二卡扣結構在周壁的第一端處設置在周壁的徑向內側。
可選地,帽的周壁具有圓柱形外表面。
可選地,帽還包括頂壁,頂壁在周壁的與第一端相反的第二端與周壁連接,頂壁形成封閉表面,或者在頂壁中設置有開口。
可選地,周壁的與第一端相反的第二端設置有向徑向內側或徑向外側折回的卷邊部。
可選地,頭部與桿部一體地連接。
可選地,桿部是螺桿,頭部是與螺桿螺紋連接的螺母。
可選地,帽包括頂壁,頂壁在周壁的與第一端相反的第二端與周壁連接,在頂壁中設置有開口,在第一卡扣結構與第二卡扣結構卡合的狀態(tài)下,螺桿穿過螺母以及頂壁中的開口。
本實用新型還提供了一種變送器,包括過程法蘭和變送器主體,過程法蘭通過緊固件固定至變送器主體,緊固件具有桿部和頭部。該變送器還包括安裝在緊固件上的如上所述的防拆組件。
根據本實用新型的用于緊固件的防拆組件能夠提供以下優(yōu)點中的至少一項:能夠適用于現有的緊固件、安裝過程方便安全、以及確保指示出緊固件曾被拆卸過。
附圖說明
通過以下參照附圖的描述,本實用新型的特征和優(yōu)點將變得更加容易理解,其中:
圖1是安裝有現有技術的防拆件的變送器的立體圖;
圖2是圖1所示的防拆件的立體圖;
圖3是圖1的變送器的局部剖視立體圖;
圖4是安裝有根據本實用新型的防拆組件的變送器的局部剖視立體圖;
圖5是圖4中所示的防拆組件的墊圈的立體圖;
圖6是圖4中所示的防拆組件的帽的局部剖視立體圖;
圖7是根據本實用新型的防拆組件組裝在一起的局部剖視立體圖;
圖8是根據本實用新型的防拆組件與螺栓組裝在一起的剖面圖;
圖9至圖12示出了根據本實用新型的一種變型的防拆組件,其中,圖9和圖10分別是帽的局部剖視立體圖和剖視平面圖,圖11和圖12分別是墊圈的立體圖和局部剖視立體圖;
圖13和圖14示出了根據本實用新型的另一變型的防拆組件,其中,圖13是帽的局部剖視立體圖,圖14是墊圈的立體圖;
圖15和圖16示出了根據本實用新型的另一變型的防拆組件,其中,圖15是帽的局部剖視立體圖,圖16是墊圈的立體圖;
圖17至圖19分別示出了墊圈的不同變型的立體圖;
圖20和圖21示出了帽的一種變型,分別是該帽與墊圈組裝在一起的立體圖和局部剖視立體圖;
圖22和圖23分別是帽的另一變型的立體圖和局部剖視立體圖;
圖24和圖25分別是帽的另一變型的立體圖和局部剖視立體圖;
圖26和圖27分別是帽的另一變型的立體圖和局部剖視立體圖;
圖28是示意性地示出了變送器的局部剖視立體圖,其中根據本實用新型的防拆組件用于螺栓螺母組件;
圖29是圖28中所示的防拆組件和螺栓螺母組件組裝在一起的剖面圖;
圖30是示意性地示出了變送器的局部剖視立體圖,其中根據本實用新型的一種變型的防拆組件用于螺栓螺母組件;
圖31是圖30中所示的防拆組件和螺栓螺母組件組裝在一起的剖面圖。
具體實施方式
下面對優(yōu)選實施方式的描述僅僅是示范性的,而絕不是對本實用新型及其應用或用法的限制。
本文中參照圖示的方向使用了“向上”、“上方”、“向下”、“下方”等用語,其中“上方”對應于“遠離緊固對象的一側”或者說“帽朝向墊圈移動的方向上的后方”,而“下方”對應于“朝向緊固對象的一側”或者說“帽朝向墊圈移動的方向上的前方”。能夠理解,這些方向性用語并無限制意義,當產品的定向改變時,各零件之間的相對方向也會改變。
在說明書和權利要求書中,周向方向、軸向方向、徑向方向分別指的是相對于緊固件的桿部而言的周向方向、軸向方向和徑向方向。
圖4示出了根據本實用新型的變送器1的局部剖視圖,其中示出了根據本實用新型第一實施方式的用于緊固件10的防拆組件20的安裝狀態(tài),每個防拆組件20用于一個緊固件10。緊固件10用于將變送器1的過程法蘭2固定至變送器主體4(能夠理解,這里的過程法蘭2和變送器主體4僅僅是緊固對象的示例,螺栓10可以用于任何緊固對象)。具體地,緊固件為外六角螺栓,其包括桿部12和外六角形頭部14,頭部14的徑向尺寸大于桿部12的徑向尺寸,使得當桿部12插入到緊固對象的緊固孔中、即過程法蘭2的緊固孔3以及變送器主體4的緊固孔5中時,頭部14留在過程法蘭2的緊固孔3外部。頭部14的外六角形表面形成螺栓10的操作面。
防拆組件20包括墊圈30和帽40,二者都可以由塑料、金屬等材料制成。參見圖5,墊圈30包括本體部32、環(huán)形凸緣部33、以及第一鉤部H1。本體部32大致呈扁平環(huán)狀,具有中央孔36,中央孔36的尺寸大于桿部12的尺寸而小于頭部14的尺寸,從而使得本體部32能夠環(huán)繞桿部12并夾在過程法蘭2(或其它緊固對象)與頭部14之間。環(huán)形凸緣部33設置在本體部32的周向邊緣處,并且大致軸向向上延伸。第一鉤部H1包括在周向方向上等距離地間隔開的六個部段34(鉤部部段)。每個部段34均包括固定段341和自由段342,參見圖7,其中固定段341與環(huán)形凸緣部33連續(xù),自由段342指向徑向外側,由此,固定段341和自由段342形成朝向下方開口的V形。
參見圖6,帽40包括周壁42、設置在周壁42的下端的第二鉤部H2以及設置在周壁42的上端的頂壁45。周壁42大致呈圓筒形,其周向尺寸和軸向尺寸略大于螺栓10的頭部14的相應尺寸。周壁42的圓筒形外表面使得其不便于被扳手夾持著旋轉,并且容易因夾持而變形或留下痕跡。當然,周壁42也可以呈其它不便于夾持的形狀。第二鉤部H2包括在周向上連續(xù)地延伸的環(huán)形鉤部44,環(huán)形鉤部44從周壁42的下端周緣朝向徑向內側并朝向上方傾斜,以形成朝向上方開口的V形。雖然圖中并未示出,但環(huán)形鉤部44(以及以下描述的帽的各種變型的鉤部)也可以朝向徑向外部,此時墊圈30的鉤部相應地朝向徑向內部,以與帽的鉤部卡合。頂壁45呈封閉平面的形式。
圖4、圖7和圖8均示出了帽40與墊圈30組裝在一起的狀態(tài)。在安裝時,首先將墊圈30放置在過程法蘭2上方,使得墊圈30的中央孔36與過程法蘭2的緊固孔3以及變送器主體4的緊固孔5對齊,然后將螺栓10的桿部12插入穿過中央孔36和緊固孔3、5。在旋擰螺栓10的頭部14將墊圈30夾在頭部14與過程法蘭2之間后,可以手動地或借助工具來從上向下按壓帽40。在帽40朝向墊圈30移動的過程中,第一鉤部H1的部段34的自由段342抵靠著環(huán)形鉤部44(第二鉤部H2)受到壓縮而略微彈性變形,并且在移動經過環(huán)形鉤部44之后復位,從而使得墊圈30上的第一鉤部H1與帽40上的第二鉤部H2以不可拆卸的方式卡合在一起。
由于帽40的軸向和周向尺寸略大于頭部14的相應尺寸,頭部14的外六角形操作面被覆蓋和保護,防止有人使用扳手或套筒來拆卸螺栓10。另外,當試圖暴力拆卸墊圈30與帽40時,由于帽40上的環(huán)形鉤部44的強度高于墊圈30上的鉤部部段34的強度,所以鉤部部段34會變形或脫落,使得在拆卸并裝回螺栓10之后,無法將墊圈30和帽40復原。
第一卡扣結構和第二卡扣結構的變型
雖然在以上方案中,描述了在墊圈30上設置有離散的鉤部部段34,而在帽40上設置有環(huán)形鉤部44,但二者是可以互換的。如圖9至12所示,可以在墊圈30A上設置環(huán)形鉤部34A作為第一鉤部H1,而在帽40A上設置離散的多個鉤部部段44A作為第二鉤部H2。環(huán)形鉤部34A和鉤部部段44A的橫截面分別與以上方案中的鉤部部段34和環(huán)形鉤部44的橫截面相同,在按壓帽40A時,鉤部部段44A傾向于變形并回彈,從而與環(huán)形鉤部44以不可拆卸的方式卡合在一起。該方案能夠實現與以上描述的方案相同的優(yōu)點。
替代性地,如圖13至14所示,匹配的墊圈30B和帽40B上可以均設置有沿周向連續(xù)延伸的環(huán)形鉤部,即環(huán)形鉤部34B(H1)和環(huán)形鉤部44B(H2),它們也與上述鉤部部段34和環(huán)形鉤部44具有相同的橫截面形狀,由此也能夠以不可拆卸的方式卡合在一起。
如圖15和16所示,匹配的墊圈30C和帽40C上可以均設置有離散的多個鉤部部段(圖中均示出為六個),即鉤部部段34C(H1)和鉤部部段44C(H2),它們也與上述鉤部部段34和環(huán)形鉤部44具有相同的橫截面形狀。另外,鉤部部段34C的周向尺寸大于鉤部部段44C之間的周向間隔,而鉤部部段44C的周向尺寸大于鉤部部段34C之間的周向間隔,由此,在墊圈30C和帽40C通過這些鉤部部段卡合在一起之后,無法通過使帽40C與墊圈30C相對旋轉而將它們拆開。
墊圈的變型
如圖17所示,墊圈30D可以不包括圖5中所示的環(huán)形凸緣部33,而是僅包括本體部32D和設置在本體部32D的周緣處的第一鉤部H1。第一鉤部H1包括多個分離的鉤部部段34D,鉤部部段34D的固定端341D直接垂直地連接至本體部32D,所以當拆卸卡合在一起的帽40與墊圈30D時,在鉤部部段34D與本體部32D的連接處產生應力集中,鉤部部段34D很容易與本體部32D分離,顯示出螺栓10曾經被拆卸。
墊圈30上的鉤部部段34D的數量不限于六個,而是可以是兩個以上的任意數量(事實上,圖11所示的墊圈30A設置有環(huán)形鉤部34A的情況,可以理解成只有一個鉤部部段34A)。圖18示出了墊圈30E具有四個部段34E(H1),而圖19示出了墊圈30F具有八個部段34F(H1),它們均能與圖6所示的帽40卡扣配合。
另外,墊圈還可以不是一個整體,而是由幾個部分拼成的,例如由相同的兩個半部拼成。即,“墊圈”未必指的是單個零件,其可以由若干分離的部分組成。
帽的變型
雖然在以上描述的方案中,帽40的頂壁45形成封閉表面,從而覆蓋頭部14的頂面,但這種覆蓋并不是必需的。
圖20和圖21示出了帽40G與墊圈30配合的狀態(tài)。帽40G的頂壁45G呈環(huán)形,具有中央孔46G。這種形狀的帽40G能夠通過對圓管進行加工而容易地形成。并且,雖然帽40G中設置有中央孔46G,但是由于螺栓的六角形操作面被周壁42G覆蓋,所以無法通過中央孔46G對內部的螺栓進行操作,從而能夠起到與以上描述的方案相同的作用。
圖22和圖23示出的帽40H僅設置有周壁42H以及設置在周壁42H的下端的第二鉤部H2,而沒有設置任何頂壁。這種帽40H能夠適用于操作面位于頭部側面的緊固件,如外六角螺栓。
圖24至25示出的帽40J與以及圖26至27中示出的40K與圖22至23所示的帽40H類似,但是在帽40J中,在周壁42的上端(與第二鉤部H2相反的一端)設置有向徑向內側折回的卷邊部47J,而在帽40K中,在周壁42的上端設置有向徑向外側折回的卷邊部47K。卷邊部47J和47K分別能夠增強周壁42J和42K的強度。能夠理解,卷邊部47J和47K還能夠具有比圖示的方案更大的徑向寬度,以方便按壓帽40J和40K。
上述的帽40H、40J和40K都能夠通過圓管容易地加工而成。
緊固件的變型
雖然以上參照外六角螺栓10描述了防拆組件20的用法及結構,然而能夠理解,根據本實用新型理念的防拆組件并不局限于外六角螺栓,而是能夠用于各種具有桿部和頭部的緊固件,其中桿部用于伸入到緊固對象的孔中,而頭部上設置有操作面。桿部和頭部可以是一體連接的,例如一字螺釘、十字螺釘、內六角螺栓,或具有其它形狀的操作面的螺栓、螺釘;也可以包括分離的桿部和頭部,例如螺桿螺母組件。
除外六角形螺栓之外,對于具有其它形狀的操作面的螺栓/螺釘,由于其操作面通常設置在頂面上,可以使用圖6所示的帽40來覆蓋其頂面,以避免未經允許的拆卸。此處未提供相應的附圖。
對于螺桿螺母組件,也可以應用圖5至圖7所示的防拆組件。參見圖28和圖29,螺桿12L作為桿部,與螺桿12L螺紋連接的螺母14L作為頭部。在螺桿12L和螺母14L在緊固對象(在圖28中示意性地示出)中安裝就位后,螺桿12L的軸向高度可以低于、等于或略高于螺母14L的軸向高度??梢允褂脠D5中所示的墊圈30和圖6中所示的帽40的組合來保護該螺桿螺母組件。帽40的高度大于螺桿12L和螺母14L中較高一者的高度,以容納螺桿12L和螺母14L。因此,通過與以上參照圖5至圖7所描述的安裝過程,能夠將墊圈30和帽40組裝至該螺桿螺母組件,實現螺桿螺母組件的防拆。能夠理解,為實現防拆的目的,螺桿12L的與螺母14L所在端相反的一端應埋在零件中,或者以其它的方式實現固定、不可接觸、或不可操作(例如也安裝有根據本實用新型的防拆組件)。
類似地,參見圖30至31,其示出了在螺桿螺母組件的安裝狀態(tài)下,螺桿12M的軸向長度明顯高于螺母14M。此時可以使用墊圈30與帽40G、40H、40J和40K(參見圖20至21、圖22至23、圖24至25以及圖26至27)中的任一者,圖中示出了墊圈30與帽40G的組合。螺桿12M穿過螺母14M以及帽40G的頂壁45G中的中央孔46G伸出。在螺桿12M的與螺母14M相反的一端固定的情況下,由于螺母14M被保護從而無法旋轉,所以能夠防止拆卸該螺桿螺母組件。
能夠理解,雖然以上單獨描述了卡扣結構的變型、墊圈的變型、帽的變型以及緊固件的變型,但是在不沖突的情況下,可以選擇性地結合使用以上的多種變型。例如,各種墊圈與各種帽可以混合搭配,并且它們組成的防拆組件可以應用于螺桿螺母組件。
雖然以上描述的第一卡扣結構和第二卡扣結構均呈鉤部的形式,但是能夠理解,它們也可以呈其它形式,例如其中一個卡扣結構具有實心三角形剖面或呈棘爪形式,只要它們能夠以不可拆卸的方式卡扣配合即可。
以上描述的防拆組件至少存在以下優(yōu)點之一:
(1)其能夠直接應用于現有的緊固件,不必針對緊固件本身進行改造,因此制造和使用的成本均較低廉。
(2)在安裝之后,帽和墊圈將以不可拆卸的方式相連接,并且緊固件的操作面被帽覆蓋。由此,如果希望拆除緊固件,必須首先將帽和墊圈分離,而這種分離必然導致第一卡扣構件和第二卡扣構件中的至少一者被破壞或變形,導致無法再次安裝。因此,該防拆組件能夠準確地指示出緊固件曾被拆卸過。
(3)帽的鉤部位于周壁的徑向內側,使得在帽與墊圈組裝之后,二者的鉤部都位于周壁的徑向內側,這防止了有人試圖將工具伸入到帽與墊圈的鉤部之間、以無損的方式將二者分離。
(4)不需要很大的力就能將帽按壓成與墊圈卡合在一起,操作簡便,不易傷手。
盡管在此已詳細描述本實用新型的各種實施方式,但是應該理解本實用新型并不局限于這里詳細描述和示出的具體實施方式,在不偏離本實用新型的實質和范圍的情況下可由本領域的技術人員實現其它的變型和變體。所有這些變型和變體都落入本實用新型的范圍內。而且,所有在此描述的構件都可以由其他技術性上等同的構件來代替。