[发明专利]球形法兰接头

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月29日提交的美国临时专利申请No.61/246,842的受益权，该专利申请的全部内容以引用方式并入此处。

技术领域

本公开涉及一种用于将两个部件连接在一起的法兰接头，并且更具体地，涉及用于在适应两个部件之间的角度错位的同时将该两个部件连接在一起的球型法兰接头。

背景技术

法兰型接头被广泛地用于将两个部件联接在一起。一般而言，每个部件包括附接的法兰或整体法兰。部件的法兰被放在一起并且使用各种技术固定到彼此以形成接头。一个常规技术包括使用夹紧装置将法兰夹在一起。往往诸如垫片的密封构件定位在法兰之间以防止材料从法兰之间经过。在某些汽车应用中，法兰型接头将相对的管联接在一起，这些相对的管被用来容纳诸如空气、排气等的材料流。相应地，使用垫片来密封法兰型接头以防止流经这些管的材料的泄漏。

许多常规法兰型接头不能适应联接部件之间的角度错位。往往典型的法兰型接头被设计用以将仅同轴对齐的部件或平行的部件联接在一起。然而，在一些汽车应用中，将有意或无意错位的（即，不同轴或不平行）管联接在一起可能是期望的。例如，排气管可以有意地错位以避开排气或其它汽车系统内的其它部件或为其腾出地方。可替代地，当将管联接在一起时，排气管可能因人为误差而无意地错位。大多数常规法兰型接头不能充分地起到将有意或无意错位的部件适当地联接在一起的作用。

已经设计了一些常规接头来适应联接部件之间的角度错位。虽然这样的接头可以提供对错位部件的至少部分联接，但是一般而言， 这些接头不能在部件之间提供用于防止材料通过接头泄漏的充分的密封。另外，这些常规接头中的某些可以仅适应不太令人满意的错位量。

用于将部件连接在一起的某些典型的法兰型接头往往易受部件内不期望的反压增加的影响，这能够使系统堵塞并且造成不期望的后果。当一部件相比另一部件的内部尺寸具有显著减少的内部尺寸（例如，直径）时，能够引起这样的反压增加。

另外，许多利用垫片的典型的法兰型接头难以装配并且不能确保适当的密封。例如，典型接头中的垫片在装配接头期间被手动地保持就位，尤其是在竖直定向的应用中。而且，应该相对于部件居中的垫片在安装期间和之后易于随部件移出中心。另外，在常规法兰型接头中所使用的大多数垫片不能适应部件大小上的差异，这会导致垫片的不适当座置和泄漏。

发明内容

响应于本领域现状，并且具体地，响应于本领域中通过目前可用的法兰型接头尚未完全解决的问题和需求，而研发了本申请的主题。因此，本申请的主题被研发以提供克服现有技术法兰型接头的至少一些缺点的球形法兰接头以及关联的设备和系统。

根据一个实施例，用于将第一管连接到第二管的法兰接头包括适配器，该适配器联接到第一管。该适配器包括凸表面。该法兰接头还包括垫片，该垫片带有第一凹表面和第二凸表面。该垫片的第一凹表面可与适配器的凸表面匹配地接合。该第二凸表面可与第二管匹配地接合。垫片被支撑在第一管上。该法兰接头进一步包括夹具，该夹具包括凹表面，该凹表面可与第二管匹配地接合以将垫片固定到适配器。

在一些实施方式中，法兰接头的适配器的凸表面包括第一曲率半径，垫片的第一凹表面包括第二曲率半径，垫片的第二凸表面包括第三曲率半径，并且夹具的凹表面包括第四曲率半径。第一曲率半径能够等于第二曲率半径，第一曲率半径和第二曲率半径中的每一个能够小于第三曲率半径，并且第三曲率半径能够小于第四曲率半径。

根据某些实施方式，法兰接头的适配器的凸表面是第一凸表面，并且适配器进一步包括第二凸表面。 而且，夹具的凹表面能够是第一凹表面，夹具进一步包括第二凹表面。夹具的第二凹表面能够与适配器的第二凸表面匹配地接合。在一些实施方式中，适配器的第一凸表面的曲率半径能够小于适配器的第二凸表面的曲率半径。在特定的实施方式中，夹具的第一凹表面的曲率半径能够等于夹具的第二凹表面的曲率半径。

在某些实施方式中，法兰接头的夹具在横截面上能够是对称的。垫片能够包括脊部，该脊部形成在垫片的第一凹表面和第二凸表面中的至少一个中。根据一些实施方式，适配器包括中空内部。适配器也可以具有大体上V形的横截面。

在一些实施方式中，法兰接头的垫片具有限定了中央开口的基本上环形的形状。垫片可以进一步包括多个耳片(tab)，该多个耳片至少部分地延伸到该开口中。适配器、垫片、和夹具能够被构造用于当第一管和第二管在角度上错位达到预定的角度时，连接第一管和第二管。在某些实施方式中，该预定的角度能够是约2度。