[发明专利]联接件和密封件

说明书

用于端对端地连接管元件的机械联接件具有容纳环圈密封件的通道。该通道由相对设置的侧壁限定并且环圈密封件在相对侧上具有凸瓣。这些凸瓣具有面向通道的侧表面的表面。当环圈密封件置于通道内时，每个凸瓣表面与相应的侧表面接触使得凸瓣朝向通道的中心而向内变形。

本申请是申请日为2015年9月3日、申请号为201580048840.8、发明名称为《联接件和密封件》的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请基于2014年9月11日提交的美国临时专利申请第62/048,905号并且要求该美国临时专利申请的优先权，并且该美国临时专利申请在此通过引用并入本文中。

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以及与这样的联接件相关联的密封件。

背景技术

用于以端对端的关系连接管元件的机械联接件通常使用环圈密封件来桥连管元件，这些环圈密封件在联接件的段和管元件之间被压缩以确保机械连接的流体紧密性。当环圈密封件由非弹性材料制成时使密封件围绕管元件定位能够是具有挑战性的，所述非弹性材料（诸如，热塑性或聚合的复合材料以及金属、复合材料及其组合）适于极端（高和低）温度工作，在该极端温度工作中传统的弹性材料是不适合的。由这样的化合物或金属制成的环圈密封件趋于是相对地硬的，具有低弹性和低回弹性，特别是当与由弹性材料（诸如，人造的和天然的橡胶化合物）制成的密封件相比时。

具有特定规格的任意商用管的外直径将在可接受的制造公差范围内围绕标称值变化（较大和较小）。同样地，存在引起环圈密封件的表面的直径以及联接件壳体的内表面的直径的变化性的制造公差，该环圈密封件与管元件对接，该联接件壳体与密封件接合并且产生创建流体紧密的连接所必需的压缩力。为了确定这样的连接是流体紧密的，机械联接件的实际实施例通常被设计成具有密封件的显著的径向压缩变形，使得在密封件、联接件和管元件的制造公差的整个组合范围内存在足够的密封力，特别是在其中管元件的外直径处于其公差范围的下限并且密封件和联接件的内直径处于它们的相应公差范围的上限的状况下。为了适应该显著的径向压缩变形，密封件材料被选择成能够承受该变形而不翘曲或挠曲，同时还保持足够的回弹性和弹性。理想地，这样的材料将具有相对低的弹性模量（弹性模量是材料的变形和导致该变形所需的力之间的关系），从而确保机械联接密封件要求的高径向压缩变形能够通过常用机构（诸如，利用螺栓）来施加，并且联接件不需要为了承受这些力而由不切实际的重的部分和结实的材料制成。这样的材料通常是高弹性的，这意味着在材料自身损坏之前这样的材料能够经历显著的总体变形。因此，在这种情况下通常使用具有相对低的弹性模量的高弹性材料（诸如，弹性体），因为它们具有在适度施加的力的情况下适应该高度的径向压缩变形的能力，而不损坏材料，并且没有以将损害其有效性的方式的密封件扭曲或翘曲。然而，这样的密封材料具有缺点，诸如，耐高温或低温环境或者耐某些化学品的能力有限。替代的密封材料（诸如，金属、热塑性材料、氟聚合物或复合材料）提供适于更多种类的流体和处于这些高温或低温环境中的改善的性能，但是这样的材料通常具有显著较高的弹性模量接合较低的弹性、回弹性，以及在密封件、联接件和管元件的组合公差范围内承受确保有效密封所需的变形而不损坏材料的能力。在例如没有过大的螺栓扭矩的情况下，在这些替代材料上施加要求的径向压缩所需的大的力可能不能容易地实现，因为这些替代材料具有较高的弹性模量。即使能够施加这样的大的力，但由这样的替代材料制成的密封件可能不能容易地适应这些力，并且可能会翘曲或挠曲，从而损害密封件的有效性。为了适应这些大的力并且试图防止密封件发生足以损害该密封件的有效性的翘曲或挠曲，需要将联接件壳体制成较硬且较重的。这些替代材料的相对低的弹性可能不允许它们在不损坏材料自身的情况下承受机械联接密封件所需的大的变形。试图克服与必须在组合的制造公差的范围内保持流体紧密的机械联接件中的这样的替代材料相关联的挑战的一种方法是通过对联接件、密封间和管元件进行精密地加工而试图降低这些组合公差的效果。另一种方法是将密封件设计成具有最大的内直径，该最大的内直径小于管元件（该密封件被设计成用于该管元件）的最小可接受外直径，因为该初始过盈能够减小所需的径向压缩变形的量。然而，精密加工是高成本的（在本领域中执行通常是不现实的）并且限制可以用于被加工的管元件的类型。另外，技术人员难以将由这些替代材料制成的密封件安装在具有比密封件的内直径大的外直径的管元件之上。由于该初始过盈连同这些材料的相对高的弹性模量，所以当必需用显著的力将密封件定位在管元件周围时产生困难。这样的力可能不能容易地手动施加，并且可能导致对密封表面的损坏或者需要特殊设备和技术以便实现安装，从而导致较不现实且较不可靠的连接。显然有机会改进由机械联接器提供的连接部的密封，特别是对于较宽的化学兼容性以及对于采用由具有相对高的弹性模量、较低的弹性和较低的回弹性的替代材料制成的密封件的高温或低温应用而言。