[发明专利]具有倾斜定向的凹腔的连接器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2005年10月26日提交的美国临时申请NO.60/730305的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用于以端对端的关系将管道元件结合在一起的机械连接器。

背景技术

机械管道连接器用于广泛的工业，例如采矿、石油提炼和精炼、化学品制造以及用于办公建筑物、工厂、学校的防火系统和类似物。机械连接器提供优于将管道元件结合在一起的例如焊接或铜焊的其它方法的显著优点，其中它们使得承载流体的管道网络通过相对没有技能的工人使用简单的工具组装。术语“管道元件”这里用来指的是任何管道式物品或者具有管道式形状的部件。管道元件包括管道主体、例如弯头、帽和三通的管道配件以及例如阀、节流器、过滤器、限制器、压力调节器和类似物的流体控制部件。

图1表示按照现有技术的机械管道连接器10的实例。连接器10包括可横跨密封构件16和管道元件18和20定位的两个(或多个)部段12和14。每个连接部段12和14具有各自接合管道元件18和20以便将其以端对端关系固定的弧形表面22和24。在图1所示的实例中，弧形表面22径向向内伸出，并且接合管道元件端部内的凹槽26。其它实例包括具有通过连接器接合的平滑端部、扩展端部或升高台阶的管道元件。

密封构件16接合管道元件18和20，并且确保液密结合。密封构件16最好是定位在连接器的通过连接在后壁34上的一对侧壁30和32限定的凹腔28内的柔性弹性环。在部段被拉在一起以便形成管道结合部时，通过与连接器部段12和14的侧壁和后壁接触，密封构件16被压缩以便与管道元件接合。

如图2和3所示，连接部段12和14可具有定位在相对端部处的倾斜定向的表面36和38。表面的倾斜在每个部段上相反地定向。在两个部段上的表面以面对关系定位，如在部段横跨管道元件18和20时，并且部段被拉在一起，表面的滑动接合造成部件相互之间在相反的方向上围绕大致垂直于管道元件16和18的纵向轴线42的轴线40转动。部段12和14的相对转动是需要的，这是由于它迫使弧形表面22和24与管道元件内的凹槽26的侧表面接合，并且为结合部围绕所有轴线(即弯曲和扭转)提供刚性，以及防止轴向膨胀或收缩。

除了这里描述的倾斜定向的表面之外，具有其它装置来实现连接部段的相对转动，例如美国专利NO.5246257(结合于此作为参考)披露的配合在月牙形凹槽内的月牙形突出部，或者美国专利NO.4861075(结合于此作为参考)披露的连接凸缘内的偏移开口。

为了连接部段12和14，每个部段具有定位在部段的相对端部处的连接构件。在图2和3所述的实例中，连接构件包括从部段向往延伸的凸耳形式的突出部44。突出部具有接收例如螺栓48和螺母50的紧固件的开口46，紧固件在紧固时，造成部段12和14相对拉动。

虽然在某些情况下有利的是通过围绕轴线40转动连接部段来增加结合部的刚性，部段的这种转动在它与侧壁30和32的接合过程中使得密封构件16变形。最好是在部段的转动过程中不变形密封构件的形状。

发明内容

本发明涉及可相连的管道连接部段，每个部段可横跨密封构件以及与密封构件接合的一对管道元件的端部定位，以便将管道元件以端对端的关系固定在一起。每个部段包括适用于与管道元件的外表面接口的一对弧形表面。第一和第二连接构件定位在弧形表面的相对端部处，以便将一个连接部段可调节地连接到另一个上。连接构件可调节地紧固，以便将部段拉在一起。第一和第二倾斜定向表面分别靠近第一和第二连接构件定位。倾斜定向表面具有相反的斜度。一个部段上的倾斜定向的表面可与另一部段上的倾斜定向表面以面对关系定位，并且在部段被拉在一起时相互接合。表面的接合造成部段相互之间围绕大致垂直于管道元件的轴线定向的轴线转动。凹口(concavity)定位在弧形表面之间并且围绕部段周向延伸。凹口相对于该轴线倾斜定向。在另一实施例中，凹腔(cavity)被分成多个区段，至少一个区段相对于该轴线倾斜定向。在特别实施例中，部段具有三个区段，两个区段定位在部段的相对端部处。这两个区段相对于所述轴线倾斜定向。

本发明还包括可横跨密封构件和一对管道元件的端部定位的管道连接器，以便以端对端关系固定管道元件。管道连接器包括如上所述的一对连接部段。

本发明还包括一种将管道元件的相对端部以端对端关系固定在一起的方法。该方法包括：