[发明专利]具有深度变化的垫圈凹部的联接器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是国际申请，其要求2011年11月21日提交的美国发明专利申请No. 13/300,861的优先权，在此将该美国专利申请的全部内容通过引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及用于以端对端的关系连接管元件的机械联接件。

背景技术

用于将管元件端对端地结合在一起的机械联接件包括可相互连接的部段，这些部段能够围绕同轴对准的管元件的端部周向地定位。术语“管元件”在本文中用来描述具有管状形式的任何管状物品或部件。管元件包括管柱、管接头（例如弯管）、盖帽、T形管以及流体控制部件，例如阀、减压器、过滤器、限流器、调压器等等。

每个机械联接件部段均包括具有突出部的壳体，突出部从壳体径向向内延伸并且例如与平管口管元件（plain end pipe element）的外表面接合，这些管元件具有肩部和突缘（bead），或者围绕要结合的每个管元件延伸的周向槽。突出部与管元件之间的接合对接头提供了机械约束并且确保了管元件即使在大的内部压力和外力的作用下仍保持联接。壳体限定容纳环形垫圈或密封件的环形通道或凹部，该环形垫圈或密封件一般为与每个管元件的端部接合并且与部段和管元件协同配合以提供不透流体的密封的人造橡胶环。这些部段具有连接构件，这些连接构件一般为从壳体向外突出的凸部的形式。凸部适于容纳诸如螺母和螺栓之类的紧固件，这些紧固件能够可调节地拧紧以将部段拉向彼此。

现有技术的联接件上的突出部一般具有弧形表面，其曲率半径与要接合的管元件的外表面的曲率半径大致匹配。对于与带槽的管元件使用的联接件，这两个弧形表面的曲率半径小于槽外的管元件的外表面的曲率半径，使得突出部配合在槽内并与其接合。

当使用根据现有技术的机械联接件时，以端对端的关系紧固管元件的方法包括顺序安装过程。一般地，技术人员收到联接件，其中部段用螺栓连接在一起并且环形垫圈捕获在部段的通道内。技术人员首先通过松开螺栓连接而对联接件进行拆卸，取出环形垫圈，对其进行润滑（如果没有预润滑的话），并将其布置在要结合的管元件的端部周围。环形垫圈的安装通常要求其被润滑和拉伸以适应管元件。在环形垫圈在两个管元件上都处于适当位置的情况下，然后以一次一个的方式布置部段，使部段跨在管元件的端部上并以抵靠的方式捕获环形垫圈。在布置期间，部段与垫圈接合，突出部与槽对齐，将螺栓插入穿过凸部，将螺母旋拧到螺栓上并拧紧，从而将联接件部段拉向彼此，压缩垫圈，并使突出部接合在槽内。

从上文的描述显而易见的是，根据现有技术的机械管联接件的安装需要技术人员一般操作至少七个单件部分（当联接件具有多于两个部段时，则更多），并且必须完全拆卸联接件并重新组装。如果技术人员可以在不必首先完全拆卸机械管联接件以及随后逐件地重新组装的情况下安装机械管联接件，则可以节省大量的时间、人力和费用。

图1示出了具有联接件部段13和15的联接件11。这些部段通过连接构件17和19以端对端的方式结合，连接构件包括螺纹紧固件21。部段13和15示出为以彼此间隔开的关系支撑在环形垫圈23的外表面上，其中环形垫圈23捕获在部段之间。该构型是可能的，因为未变形的环形垫圈23的外表面的周长大于环形垫圈外表面所接合的部段上的表面的周长的总和。当部段以这种方式被支撑时，可以将管元件插入在部段之间的中央空间25中而无需拆卸联接件。然而，这种对安装机械联接件的问题的解决方案存在一些缺点。特别地，注意到在垫圈适当地座置在部段的垫圈凹部中之前，由于跨坐在环形垫圈的至少一部分上的紧密配合的部段的几何形状，环形垫圈23变形成椭圆形。如果环形垫圈的变形度得不到控制，那么该椭圆形状能够导致在部段13和15的连接构件17和19之间的区域中对垫圈的夹挤和损坏。

显然，需要这样一种管联接件：可以通过该管联接件控制与其使用的环形密封件的变形以避免环形密封件的损坏，并且仍将允许可靠地插入管元件而无需拆卸联接件。

发明内容