[发明专利]用于联接金属管的夹紧环管接头

说明书

本发明涉及一种用于联接具有套装管端的金属管的夹紧环管接头，它由一个管形金属夹紧环构成，当其处于装配位置时，能沿轴向压在管端部外侧上，对管端形成径向压力，当其处于未装配位置时，在其内侧具有一个锥形引入部分，一个直径小于管端外侧直径的园柱形中间部分，和一个渐缩的锥形尾端部分。

上述类型的夹紧环管接头是已知的。这种管接头的装配是依靠沿轴向推动夹紧环来实现的。由于其内径最初小于位于外侧管端的外径，推进夹紧环一方面使套装的管端产生径向收缩，另一方面由于夹紧环所具有的膨胀性质会产生变形。在已知管接头的那种情况下，夹持力（即可以有效地防止拔开管端的力）和密封力基本由夹紧环的渐缩的内侧锥形尾端部分确定。

例如如果夹紧环的载荷沿管的轴向分布，那么载荷曲线在最初略微增加后，直至达到尾端部分将是一个基本平行的载荷曲线，并且该曲线从上述位置将锐增，直至达到其峰值。

尽管这种管接头在许多情况下也是安全可靠的，但是夹紧环仅仅由其轴向长度上的一部分提供夹持力总是不能令人满意的。其缺点主要反映在相对较小尺寸的管接头中。

本发明的目的在于适当地改进用于上述管接头的夹紧环，该夹紧环在其装配位置时，与已有管接头相比使得套装管端在较大的轴向长度上形成变形，以便增加夹持力和抗扭力。

按照本发明能够解决上述问题，即使得夹紧环外表面的中部具有一个与基本为柱形的端部相比壁厚相对较薄的环形薄壁部分。

外表面端部沿其轴向长度大致与内侧的锥形部分的长度相一致。

但是，使得引入端外表面轴向长度大于内侧的锥形引入部分也是有益的。

最好壁厚减小区基本为园柱形表面，在其端部通过微园倒角插入端部接头。

本发明所能获得的主要优点基于下述事实，即通过夹紧环中部壁厚的减小，提供相对较大的膨胀，它表现为一种桶形变形。与上述变形相对应的是套装管端的变形，因此使得整个管端形成一种起伏形的管壁。由于上述变形的结果，使得相互联接的管子增加了抗轴向拉伸力和抗扭力。

通过在壁厚减小区域中选定壁厚的尺寸，能够确定组装后夹紧环的变形负荷，以达到材料的预定的弹性极限。这样，与已有结构相比，夹紧环的变形作用大致延伸至夹紧环轴向的3/4长度。

此外，减小夹紧环中部的壁厚，能够降低装配力。显然很希望获得上述结果，并且这也是本发明的另一个优点。此外，仅通过改变夹紧环外表面的形状也能够获得上述优点。

参考附图对本发明的夹紧环管接头的具体实施例进行说明和解释。

图1是两个套装管端和夹紧环的半剖侧视图，此时夹紧环尚未沿轴向压到管端上。

图2是图1所示夹紧环管接头装配了夹紧环后的侧视图。

需要联接的两管（1和2）具有平滑的管壁，管端（3）可靠地插入另一管的被扩宽的管端（4）中。两管端相互套装之前，将一个金属夹紧环（5）装在管端（3）上，其引入端朝向管端（4）。

金属夹紧环（5）内表面由一个锥形引入部分（6）、柱形中间部分（7）和一个渐缩的锥形尾端部分（8）组成，在此具体实施例中，一个短的柱形部分（9）与尾端部分（8）联接。也可以省去上述柱形部分。柱形中间部分的直径小于管端部（4）的外径。锥形引入部分（6）使得夹紧环（5）能够较容易地被推至管端（4）上。

从图中可以看出，夹紧环（5）外侧中部具有环形薄壁部分（10）。由基本为柱形的端部（11和12）限定上述薄壁部分。在端部（11）的引入端具有一个微锥形表面（13），它对于夹紧环（5）的夹紧作用是不重要的，仅仅用它清楚地指明推动夹紧环（5）的方向。环形薄壁部分（10）具有一个与管轴同心的柱形表面，其端部通过园倒角（14）与端部（11和12）平滑地过渡相联。

一种用于上述管接头的夹紧环是已知的，其形状与图示夹紧环相似，但其外侧没有环形薄壁部分，它具有或大或小的固定壁厚。当上述夹紧环处于装配位置时，需要联接在一起的管端的径向力主要由渐缩的锥形尾端部形成。这意味着，这种夹紧环仅仅在其轴向长度的一部分上使相联的管端产生变形并形成所希望的夹持力。

但是，当使用按照本发明设计的夹紧环时情况就不同了。当夹紧环被压向套装管端（3和4）上时，最初由夹紧环（5）的引入端的有效的径向力使管端产生微变形（即受压）。在此产生向外的弹性恢复力。当进一步推进夹紧环（5）时，由于夹紧环中部壁厚较薄，不能提供与引入端相同的反作用力，因此在管端（3和4）的固有弹性性质作用下，中间部分以腰鼓形方式进行膨胀，如图2所示。当进一步沿轴向推进夹紧环（5）时，渐缩的锥形尾端部分（8）最终起作用，产生比引入端部更大的径向变形。

夹紧环（5）中部的载荷能够这样分布，即使其达到0.2倍的极限值，也就是说未使其达到材料的弹性极限。这样，夹紧环（5）的弹性作用几乎能够延伸至其轴向长度的3/4。用这种方法，能够增加夹持力，即抗拉伸力和抗扭力，从而可以形成更牢固的联接。另一方面，由于夹紧环（5）的中间部分具有较小的反作用力，所以可以降低所需的装配力。