专利名称：用于管状构件的螺纹护环的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以连接于管端的装置，以保护管端在运输过程中不受其它物体冲击和由于暴露于腐蚀物质受损害。特别地，本发明涉及的这种螺纹护环用于无涂料(dopeless)连接，即由于干膜润滑剂涂层能够不使用任何油脂或者涂料装配。
背景技术：
用于保护管的螺纹连接的装置是已知的。本文所用的术语“管”应该广义的理解为包含任何管状构件，包括但不限于管、筒、连接、导管、配件以及其它类似构件。
一种已经使用的保护管不受粉尘和腐蚀性液体侵蚀的螺纹连接的技术是利用塑料膜包裹管端。
已经开发了各种其它螺纹护环。这些传统的螺纹护环通常采用塑料保护以防止机械损伤螺纹区域，同时防止使用化合物或者油存放时腐蚀。已经使用多种不同的方法处理腐蚀。例如，美国专利号5352383公开了在管上使用一种液体阻蚀剂。美国专利号5452749公开了利用外密封装置防止外接触，但其不包括内密封装置。
美国专利号4,582,090和4,796,668公开了利用内外密封装置的螺纹护环。在这两份专利中公开的内外密封装置与螺纹护环体构成整体。相应地，密封装置与螺纹护环由相同的材料制成。采用这种安排，密封构件受螺纹护环体强度需要的限制。在’668专利中公开的所需的提供给螺纹护环体刚性的相对硬的物质不能充分的密封管。需要足够柔性的密封构件保证适当的密封。’090专利试图通过在保护体外部提供金属壳以给螺纹护环提供刚性来解决这一问题。在’090中公开的螺纹护环附加外壳增加了螺纹护环的成本和复杂性。并且，由于’090专利中螺纹护环体是与密封构件一样相对软的材料制成，螺纹护环和管之间的螺纹介面没有由较硬材料制成的强度高。
发明内容
本发明弥补现有技术中的上述及其它缺陷，提供了一种有效地保护管丝不受环境和粉尘侵蚀的螺纹护环。已经发现，本发明特别适宜于保护无涂料螺纹管。无涂料管在螺纹区域沉积有特别干的涂层，允许管在现场立即使用而无需诸如油脂的润滑剂。此外，本发明的螺纹护环抗污染密封，因此不需要在现场清理管连接。这对于清理操作的人员和空间都有限的沿海自动钻塔是特别有用的。根据本发明，无需为了防止腐蚀而施用存储油脂，并且涂层保持干燥、清洁，随时可用。
根据本发明的一个方面，本发明涉及一种管螺纹护环，其包含工件(case)，第一密封构件和第二密封构件。所述工件可附着于管的一端以保护管的螺纹区域。工件具有一个圆柱形或者截头圆锥体状部分，至少部分长度上由螺纹以与管的螺纹区域配合，和一个配置用于邻接管末端的环形端部。第一密封构件布置在工件的圆柱形部分，第二密封构件布置在工件的环形部分。至少第一和第二密封构件中的一个(i)与工件可分，和(ii)包含与工件材料不同的材料。
根据本发明一个优选的方面，第一和第二密封构件都与工件可分。
根据本发明的另一个优选的方面，第一和第二密封构件都包含一种与工件材料不同的材料。
根据本发明的另一个优选的方面，第一和第二密封构件都包含弹性材料。
本发明的上述及其它特征及优点可通过参考附图以及随后的说明更加清楚，其中示例和描述了本发明优选的实施例。
图1是根据本发明的一个优选实施方式部分剖面图。
图2是图1螺纹护环第一密封构件的放大详图。
图3A是图1螺纹护环第一密封构件的放大详图。
图3B是图1螺纹护环第二密封构件的放大详图。
图4A-4I是图1的第一密封构件各种构型的放大剖面图。
图5是根据本发明另一优选实施方式的螺纹护环的部分剖面图。
图6是根据本发明另一优选实施方式的螺纹护环的部分剖面图。
全部附图中，相同或者相应的序号用于相同或者相应的部分。
具体实施例方式
图1整体示出了根据本发明一种优选实施方式的螺纹护环。
螺纹护环1包含附着于管P一端的工件2以保护管P的螺纹区域T，和一对第一和第二密封构件4、6，其配合防止污染物如粉尘和腐蚀物质进入管P的螺纹区域T。至少第一和第二密封构件中的一个(i)与工件可分，和(ii)包含与工件材料不同的材料。但优选地，第一和第二密封构件都与工件可分且由与工件不同的材料制成。此外，至少第一和第二密封构件中的一个，但优选二者，由弹性材料制成。
如图1所示，工件2包含圆柱形或者截头圆锥体状部分8，其至少在其部分长度上带有螺纹以与管螺纹区域T配合，和一个配置用于邻接管P末端的环形端部D。工件2未管P端部提供机械保护。工件2的螺纹部分10与管P的螺纹区域T安装配合并将工件2保留在管P的端部。工件2的环形端部12连接管P的末端D，并限制工件2可压在管P上的距离。优选地，工件2是单一的并且由半刚性塑料或者聚合物制成，以提供充足的强度在使用中保持螺纹护环1在管P的位置，和保护管P的端部。优选的用于工件的材料包括，聚氨酯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙稀(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)。但是，工件2可有益地由具有足够的刚硬和耐磨制成以保护和密封管端部。
第一密封构件4(或者末端密封构件)在工件2的圆柱形部分以密封管P的圆柱形表面。优选地，第一密封构件4包含位于径向沟槽80的弹性的、实质上圆柱形带，形成于工件2的圆柱形部分8。多个弹性肋40从圆柱形带突出。各个肋40构成独立的密封表面以配合管P的圆柱形表面，因此在污染物通道上提供冗余密封。
如图2所示，管表面由于制造变化或者管的物理损害可能不规则，管由于温度变化膨胀和收缩。因此，虽然管具有标称直径，管直径可能实际上在某些最大值和最小值之间波动。肋40的弹性特质允许密封构件4弯曲，并有效地密封甚至不规则的管表面。肋40的柔性还允许密封4相应地适应管P在最大直径和最少直径之间的膨胀和收缩，同时保持有效地密封。
图1中所示的第一密封构件4的肋40有一个实质上三角形的截面。可替换地，密封构件可构造成带有能够有效地提供多个密封表面的任何截面的肋，包括但不限于梯形截面、拱顶形截面、环形截面、矩形截面。第一密封构件4的某些典型的截面在图4A-4I中示出。某些优选的密封材料具有优选的肖氏A硬度。但是，所述截面应该足够柔以适应管P的螺旋区域T而无刮擦或者在安装或者移去螺纹护环1的时候损伤管P的螺旋区域T的无涂料涂层。虽然不严格，但需要选择的密封构件抗管道可能接触的矿物油、植物油以及各种酸，同时保持良好的伸长特性，足够的弹性、抗拉和压缩变形。
肋的形状、尺寸、材料以及硬度可根据随后的特殊应用的设计变化，例如管特征(如尺寸、材料、表面抛光等)，预期环境(如湿度、污染的类型、温度等)，所要抗的化学物质、密封标准等。
第二密封构件6(或者近侧密封构件)置于工件2的环形端部12以相对于管P末端D密封。第二密封构件6可与工件2的环形部分12一体形成(如图3A的6a1所示)或者，优选地，位于至少部分的包含环形衬垫6a2工件2的环形端部12中形成的环形槽120中(如图3B所示)。环形衬垫6a2优选作为具有拱顶形截面的单个环形成，如在图3B中所示。但是，第二密封构件6可有效地制成任何可有效防止管螺纹被污染的构型，例如实质上环形、长方形或者梯形的截面。此外，第二密封构件6可制成带有多个环形边缘突出，以提供多个密封表面。在此情况下，多个边缘的每一个都可以构造成具有上述关于第一密封构件4的任一截面。
至少第一和第二密封构件4、6中的一个(但优选的是两个)可与工件2分离，和包含与工件2不同的材料。优选的是第一和第二密封构件4、6包含弹性材料，如橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)或者聚氨酯。但是，其它众多的弹性材料也可以使用，取决于特殊的应用。
本发明的另一优选的实施方式在图5中示出。螺纹护环1b具有梯形截面，位于工件2的环形端部12的表面，而不是在如上述实施方式中环形端部上形成的槽内。
另一优选的实施方式在图6中示出。在该实施方式中，螺纹护环1c安装在带有内螺纹连接的管P端部。螺纹护环1c包括带有圆柱形部分8c的工件2c和环形端部12c。圆柱形部分8c的表面包括与管P的螺纹区域T2相配合的螺纹10c以保持螺纹护环1c在管P的端部。在此实施例中，第一/近侧密封构件4c具有梯形截面，配合和密封在管P内部形成的内部、环形密封表面16。第二/末端密封构件6c也具有梯形截面，位于环形端部12c的表面以配合和密封管P的末端D。
工件的环形端部可以是立体圆盘状(如图5所示)，有效地闭塞了流通过管。在此配置下，一旦螺纹护环安装在管两端，管内部实质上密封了流通通道。可选择地，环形端部可以构造成中部开口的环(如图6所示)，由此保护了管P的螺纹区域T，但管P的端部未闭塞。这种配置允许在安装或者相似情况下在管中插入工具或者其它设备。这种配置还允许水从管中排放因此防止管内部的腐蚀。在前述的两种配置中，环形端部或者，对于阳螺纹管的螺纹护环，在如果必需或者需要安全安装的情况下，圆柱形部分可提供两个或者多个相对的平面以通过扳手配合。
在一个优选的方面，蒸汽腐蚀抑制剂(VCI)膜可以使用于邻近管的螺纹护环工件表面以在密封区域提高腐蚀保护。适宜的VCI膜包括淀粉和聚乙烯基质膜和可生物降解膜，并且可通过通常的应用技术施用，例如喷涂、粉末涂敷，通过刷子或者其它工具施用，浸渍等。
本发明的各种实施方式通过施用于阳螺纹管连接(如图1和5中所示)和阴螺纹管连接(如图6)而说明。应该理解，各个公开的实施方式可以通过简单地再排列密封构件相对于工件的位置、形状和朝向容易地变形，以保护阳螺纹或者阴螺纹管连接，但都未脱离本发明的精神和范围。
在安装时，密封构件滑过管P的螺纹部分T。这种滑动接触易于磨损密封构件和沉积在螺纹区域T的无涂料涂层。为了最小化这种磨损，特别是当图1和5中的第一密封构件是圆柱形带时，密封构件应该足够柔地滑过螺纹区域T而不刮擦或者损伤管P的螺纹区域T的无涂料涂层。使密封构件与工件分离运行密封构件的材料和硬度选择上独立于工件材料的约束。这允许密封构件在磨损或者损害时更换，而不更换整个螺纹护环。这还允许密封构件由较软的材料制成，使得较易滑过管P的螺纹区域而不损害螺纹护环涂层，并允许螺纹护环滑过管端而不需要工具。密封构件由不同于工件的材料制成的另一个优点是螺纹护环可以呈现昂贵密封材料的优点，但不需要整个螺纹护环由昂贵的密封材料制成的高成本。因此，本发明以相对低的成本提供了优良的密封能力。
上述实施方式是本发明优选实施方式的代表，仅仅以说明的目的提供。而不是为了限定本发明的范围。虽然具体的结构、尺度、构成等已经示出和描述，但不是限定。本发明的范围仅仅由所附的权利要求限定，预期的变形和改变在其之内。
权利要求
1.一种管螺纹护环，包含可附着于管一端保护管的螺纹区域的工件，该工件具有一个圆柱形或者截头圆锥体状部分，其至少部分长度上设有螺纹与管的螺纹区域配合，和一个配置用于邻接管末端的环形端部；设置在工件的圆柱形部分的第一密封构件；和设置在工件的环形部分的第二密封构件，至少第一和第二密封构件中的一个(i)与工件可分，和(ii)包含与工件材料不同的材料。
2.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件配置用于在管螺纹护环安装在管端时密封管的螺纹区域防止污染。
3.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第一密封构件和第二密封构件中的一个包含弹性材料。
4.根据权利要求3所述的管螺纹护环，其特征在于所述的弹性材料包含选自由橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)和聚氨酯组成的组。
5.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件都可与工件可分离。
6.根据权利要求5所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件都包含与工件不同的材料。
7.根据权利要求6所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件都包含弹性材料。
8.根据权利要求7所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件的每一个都包含选自由橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)和聚氨酯组成的组的材料。
9.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件都包含与工件不同的材料。
10.根据权利要求9所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件都包含弹性材料。
11.根据权利要求7所述的螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件的每一个都包含选自由橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)和聚氨酯组成的组的材料。
12.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第一和第二密封构件包含位于在工件圆柱形部分形成的圆柱形沟槽内的基本上为圆柱形的带。
13.根据权利要求12所述的管螺纹护环，具特征在于第一和第二密封构件还包含多个从圆柱形带上突出的肋。
14.根据权利要求13所述的管螺纹护环，其特征在于多个肋中的每一个为基本上的三角形截面、基本上的梯形截面、基本上的拱顶形截面、基本上的环形截面，基本上的矩形截面中的一种。
15.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第二密封构件与工件的环形部分一体形成。
16.根据权利要求15所述的管螺纹护环，其特征在于环形衬垫为基本上的三角形截面、基本上的梯形截面、基本上的拱顶形截面、基本上的环形截面，基本上的矩形截面中的一种。
17.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于第二密封构件包含至少部分位于在工件环形端部形成的环形槽内的环形衬垫。
18.根据权利要求17所述的管螺纹护环，其特征在于环形衬垫为基本上的三角形截面、基本上的梯形截面、基本上的拱顶形截面、基本上的环形截面，基本上的矩形截面中的一种。
19.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于工件附着于具有阳螺纹连接管的端部。
20.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于工件附着于具有阴螺纹连接管的端部。
21.根据权利要求1所述的管螺纹护环，其特征在于还包含至少覆盖邻近管的工件的一部分表面的蒸汽腐蚀抑制剂膜。
全文摘要
一种包含工件(2)，第一密封构件(4)和第二密封构件(6)的管螺纹护环(1)。所述工件(2)可附着于管(P)的一端保护管(P)的螺纹区域(T)。工件(2)具有一个圆柱形或者截头圆锥体状部分(8)，其至少部分长度上设有螺纹(10)与管的螺纹区域(T)配合，和一个配置用于邻接管(P)末端(D)的环形端部(12)。第一密封构件(4)设置在工件(2)的圆柱形部分(8)，第二密封构件(6)设置在工件的环形部分。至少第一和第二密封构件(4，6)中的一个(i)与工件(2)可分，和(ii)包含与工件(2)材料不同的材料。
文档编号F16L15/04GK1922433SQ200580003405
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月31日 优先权日2004年2月2日
发明者迭戈·德莱尔巴, 加布里埃尔·E·卡尔卡尼奥 申请人:特纳瑞斯连接股份公司