[发明专利]管联接装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于在两个管元件之间提供预载连接的联接装置和方法。具体地，本发明涉及用于两个竖管的预载互连的装置和方法。

背景技术

如本领域技术人员已知的，竖管连接或管连接的预载限制了联接中的张力改变，这延长了装置的寿命。

专利申请公开US2008/0149390描述了预载竖管联接系统。在该系统中，锁定轮廓和可径向运动的锁定元件的面对接合轮廓之间的不对准使两个管元件相对彼此施加力，从而导致预载。

专利公开US4708513描述了用于管状元件的联接装置，其在连接中提供预载。通过采用工具，两个管状元件的箱和销端在预载下保持在一起。然后，当预载时，螺纹锁定环在螺纹上旋转到位，直到其接合销元件的环面，将销和箱端锁定在一起。然后移除该预载。

用于在竖管或其他管状元件之间提供预载连接的几种方法能够在现有技术中找到。然而，许多方案展现出关于磨损、材料疲劳、尺寸公差、互连方法等方面的缺点。这样，本发明的目的在于提供联接装置，其避免了现有技术中的缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于连接两个管元件的相面对的端部的联接装置，包括承载在第一管元件上的外螺纹。该螺纹装置还包括：

-第二管元件，其承载具有外锁定轮廓的可径向地运动的锁定元件；

-连接套筒，其包括适于螺纹连接到所述外螺纹上的内螺纹和适于接合所述外锁定轮廓的内锁定轮廓；

-其中，通过在所述外螺纹上旋转，所述连接套筒适于在第一轴向方向上朝着所述第一管元件运动，同时其内轮廓与所述外轮廓形成中间接合，直到当可能的轴向间隙由于所述第一轴向运动而已经闭合时，所述运动通过所述内和外轮廓的邻接面而被限制；

-其中至少一个所述邻接面具有倾斜度，当所述外锁定轮廓从所述中间接合径向向外地运动到内锁定轮廓的进一步接合的位置时，该倾斜度导致朝着与所述第一方向相反的轴向方向拉所述连接套筒。

通过根据本发明的第一方面的该联接装置，由于生产公差导致的任何间隙能够通过连接套筒在外螺纹上旋转时的轴向运动而抵消。也即，由于不同管元件的端部之间的尺寸变化，可能出现轴向间隙。通过使管端随着连接套筒的旋转朝着彼此运动，这些间隙被消除。这样，当使外锁定轮廓运动预定的径向距离而从中间接合进入进一步的接合时，轮廓的倾斜面将导致拉连接套筒，以提供连接套筒的预定预载。由于所述预定的径向距离是已知的，预载的量也将已知或预定。

通过调节所述径向距离、连接套筒的所述倾斜和/或尺寸(长度和横截面积)，预载能够相应地调节。

在中间接合的位置，外轮廓和内轮廓的相互位置使得它们径向地延伸的突起在径向方向上重叠。在该中间接合位置，一些窜动可以出现在轴向方向上。

为便于外轮廓的向外径向运动，联接装置可以包括楔形元件，其适于通过沿着锁定元件的内部面的轴向运动而径向向外地迫压锁定元件。该楔形元件能够有利地迫压到在锁定元件和管元件的管状本体之间的间隙中。

在优选实施方式中，所述楔形元件具有向外面向的表面，该表面分为多个平行于第二管元件的纵向轴线的轴向表面，其中所述轴向表面位于距离所述轴线不同距离处。在这样的实施方式中，过渡表面设置在所述轴向表面之间。所述过渡表面优选将具有相对于所述纵向轴线的角度。锁定元件向内面向的表面能够相应地设置。当楔形元件沿轴向运动时，其由此能够在过渡表面相对彼此滑动时沿径向向外迫压锁定元件，而在轴向表面相对彼此滑动时不使其沿径向运动。由于轴向表面平行于管元件的纵向轴线，楔形元件将不会从锁定元件和管元件之间的空间中滑出。

轴向表面可以例如绕着管元件的纵向轴线是严格地平面的或具有弧度。然而，在任何情形下，轴向表面基本上平行于管元件的纵向轴线，锁定元件承载在该管元件上。

而且，在该所述优选实施方式中，从中间接合的位置到进一步接合的位置的径向向外的运动的距离可以基本上等于两个相邻的轴向表面距离承载锁定元件的管元件的纵向轴线的径向距离的差。优选地，这两个相邻轴向表面是到所述纵向轴线具有最大距离的那两个。

优选地，管的两个所述相面对的端部分别包括销部和箱部，其中所述销部和箱部通过热形成而成形。特别地，根据本发明第一方面的联接装置有利地可以采用在它们的端部只具有小的直径增长的管元件。与现有技术中许多已知方案不同的是，由此能够制造和适用不具有焊接的管元件的端部。由于小的直径增长，端部的形成能够优选地采用在管状元件或管件中已知的材料完成。