[发明专利]具有波浪形保护件的和具有带有压力导向槽的环形垫圈的开环式压盖管道连接件

说明书

技术领域

本发明涉及管道连接件和接头，特别涉及用于连接和密封具有相同或不同直径的两个管道的相邻端部的管道连接件。

背景技术

用于连接和密封两个管道相邻端部的普通管道连接件包括：连接套筒或卡圈，从每个管道端部延伸至连接套筒的各个端部。垫圈设置在套筒的两端，用来覆盖管道部分。一个环形法兰或压盖与每个垫圈以及套筒的端部连接，收紧所述法兰或压盖使垫圈压缩管端从而密封管道连接件。在先的美国专利（US6168210）展示了一种管道连接件，并使用了法兰，所述法兰通过螺栓连接所述套筒被连接在一起。法兰、套筒端和垫圈之间有着特殊的关系，当法兰互相拉紧时，这种关系对密封有影响，而且可以使所述连接件在不同管道尺寸范围内起作用，使垫圈压缩管端。

尽管这种具有连续法兰式的管道连接件具有诸多优点，我们提供了另一种类型的管道连接件，在该连接件中，每个法兰上具有开环式压盖，所述开环式压盖上具有可以咬合的开口端，所述开口可以通过螺栓落在相应的垫圈上而合在一起。因此，不再需要连接套筒的螺栓，也不需要使压盖向彼此移动。相反，套筒的两端可独自与各自的管道端口相连接。

为了能够与不同直径的管道相连接，设计开环式压盖的大小以使其在大多数套筒端和垫圈的圆周的范围内，但不是相咬合的开口端限定的开口那部分。然而，重要的是垫圈不应该径向暴露在所述间隔的外面，因为垫圈将会成为泄漏源和/或无法安装。为此，开环式压盖类型的管道连接件包括一个架接板或“保护件”，所述保护件连接垫圈的开口并且保护件的每个端部都延伸到压盖中。保护件的形状与压盖和垫圈的弧度一致，从而很好的确保压盖上与垫圈相对的一面的连续性。因此，当压盖关闭时，垫圈会移动并坐落在压盖和保护件组成的整个圆环上以便于安装并实现理想的密封。

插入到开环式压盖中的垫圈通常是一种环形垫圈，所述环形垫圈形成了面对开环式压盖的外圆周面、面对管道的内圆周面以及内外侧面。一个这样的垫圈还有一个大体上为环形的压力导向槽。所述导向槽延伸至垫圈主体，所述垫圈主体沿所述垫圈的内侧面具有一个开口。任何从管道中经内侧面漏出的高压流体通过其内侧面处的开口被收集到压力导向槽内。压力导向槽内收集的高压流体迫使垫圈向外扩张，使得其可以与管道、开环式压盖以及保护件更好的密封连接。

然而，收紧压盖时，压力导向槽的开口可能会被挤压封闭，从而阻碍承压流体流入到压力导向槽中。因此建议沿内侧面设置独立的排气孔并从压力导向槽的开口处径向向外分布。该排气孔通过垫圈主体与开口另一端的压力导向槽的内部相连接。但包含该排气孔的设计在垫圈的制造和使用上都会有缺陷。

发明内容

本发明的一个方面包括一种改进的环形垫圈，所述环形线圈具有排气孔的优点且克服了其缺点。为此，依照本发明的特定的原理，垫圈的内侧面设有一个或多个凹槽式的十字槽，所述十字槽与内侧面的压力导向槽的开口相邻并延伸至压力导向槽的开口处。每个十字槽从导向槽开口处沿内侧面形成了径向延伸的通道，但十字槽在内侧面的另一端凹入，这样，即使压力导向槽的开口由于开环式压盖压缩垫圈而关闭，也可以提供一条进入压力导向槽内部的流体通道。当用与形成压力导向槽相同的装置铸造垫圈时，也可以形成十字槽，这与设置单独的排气孔相比，制造过程更加简单、可靠且成本更低。此外，由于十字槽从导向槽开口处开始延伸，所有十字槽被其他的管道连接件封堵住的可能性也比排气孔被封堵住的可能性要小。

本发明的另一个方面是提供了一种用于开环式压盖管道连接件的改进保护件。传统的保护件是不锈钢经冷成型制成的，而且与垫圈的外表面接触的面通常为平滑表面。依照本发明的原理，至少部分垫圈相对表面为波浪形。也就是说沿接触面有许多波纹。波纹能够提高保护件的性能，出乎意料的是，波纹也方便管道连接件的组装。而波纹可以通过冷加工很方便的形成。因此，与传统保护件相比，带有波纹的保护件可以提高保护件的抗弯刚度和抗拉强度。