[发明专利]具有成角度地定向的表面部分的突起物的联接件

说明书

相关申请案

本申请要求2011年11月21日提交的美国专利申请号13/300,756的优先权，所述申请以引用的方式整体并入本文。

技术领域

 本发明涉及用于以端对端关系接合管元件的机械联接件。

背景技术

用于将管元件端对端接合在一起的机械联接件包含互连段，其被定位成周向地围绕同轴对准的管元件的端部。术语“管元件”在本文中用于描述具有管状形式的任何管状项目或组件。管元件包括管材、管配件（例如，弯头、管帽和丁字管）以及流体控制组件（例如，阀、节流器、滤器、限流器、压力调节器等）。

每个机械联接段包含具有突起物的外壳，突起物从外壳径向向内延伸并且啮合例如平管口管元件的外表面，管元件具有围绕要接合的每个管元件延伸的肩和珠，或圆周槽。突起物与管元件之间的啮合提供对接头的机械约束，并且确保管元件甚至在高的内部压力和外力下也保持耦合。外壳界定环形通道或凹腔，其接收垫片或密封圈，垫片或密封圈通常是啮合每个管元件的端部并且与段和管元件合作以提供流体紧密密封的弹性环。段具有通常为凸耳形式的连接部件，凸耳从外壳向外突出。凸耳适合于接收紧固件（例如，螺母和螺栓），其可调整地收紧以朝向彼此拉段。

现有技术联接件上的突起物通常具有弧形表面，其具有大体匹配要啮合的管元件的外表面的曲率半径的曲率半径。对于用于带凹槽的管元件的联接件，弧形表面的曲率半径小于在凹槽外面的管元件的外表面的曲率半径，以使得弧形表面放入凹槽中并且啮合凹槽。

以端对端关系固定管元件的方法包含在使用根据现有技术的机械联接件时的顺序安装过程。通常，技术人员使用用螺栓固定在一起的段和在段的通道内捕获的环形垫片来接收联接件。技术人员首先通过为联接件拧开螺栓而拆卸联接件、去除密封环、使其润滑（如果没有预润滑）并且将其放置在要接合的管元件的端部周围。环形垫片的安装经常需要使其润滑和拉伸以适应管元件。使环形垫片位于两个管元件上的适当的位置，然后将段一次放置一个，从而使其横跨在管元件的端部上并且捕获紧靠着段的环形垫片。在放置期间，段啮合垫片，使突起物与凹槽对准，通过凸耳插入螺栓，将螺母拧到螺栓上并且变紧，从而朝向彼此拉联接段，压缩垫片并且将突起物啮合在凹槽内。

如从先前的描述中可以明显看出，根据现有技术的机械管联接件的安装通常需要技术人员在处理至少七个个别零件时（并且在联接件具有两个以上的段时处理更多零件时），整个地拆卸和重新组装联接件。如果技术人员可以在不首先整个地拆卸联接件且然后一件一件重新组装联接件的情况下安装机械管联接件，那么将节省显著的时间、精力和费用。

图1示出具有联接段13和15的联接件11。使用连接部件17和19端对端接合段，连接部件包括有螺纹的紧固件21。段13和15被示出为以彼此间隔的关系支撑在各段之间捕获的环形垫片23的外表面上。当以这种方式支撑段时，有可能在不拆卸联接件的情况下将管元件插入各段之间的中央间隙25。然而，安装机械联接件的问题的这种解决方案也有一些缺点。应特别注意，对联接件11可以接受的管元件直径公差的变化有限制。如果管元件失圆，或其端部向外张开接近规范所允许的最大程度，那么将难以不可能将管元件插入段13与段15之间的中央间隙25，因为管元件将不通过延伸到中央间隙中的突起物29。此外，当变形不被控制时，环形垫片本身可以抵抗管元件插入。许多大量生产的管元件失圆到某个程度，并且带滚槽的管元件可以向外张开到某个程度。因此，联接件11的使用把更严格的公差强加于这些参数，从而限制可以有效地用于此等联接件的管元件并且使管元件变得更贵，因为其必须是在容许公差的范围内的“选定”管元件，或确定制造合格的公差必须更严格。

因此，显然需要一种可以用于管元件的管联接件，其具有参数（例如，失圆度和张开度）的大的公差范围，但将允许在不拆卸联接件的情况下可靠地插入管元件。

发明内容

本发明涉及一种用于以端对端关系接合管元件的联接件。在一个示例性实施方案中，联接件包含端对端接合的多个段，其围绕中央轴并且界定用于接收管元件的中央间隙。段中的至少一个包含一对突起物，其以间隔开的关系位于一个段的相对侧上并且向中央轴延伸。每个突起物的至少一部分与管元件的各自的管元件啮合。每个突起物具有面向中央轴的弧形表面。后壁在突起物之间延伸。后壁具有面向中央轴的弧形表面。