管接头的固有测量的制作方法

专利名称：管接头的固有测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用卡紧管子端部的一个或多个卡套的形式的管接头。尤其是，本发明涉及用于可视校验接头已恰当地拉紧的装置及方法。
背景技术：
卡套式接头在技术上是人们熟知的。两个卡套接头是由Lennon等人发明的-美国专利NO.3,103,373-曾高度成功地使用30年以上，其全部公开内容被包含在本文作参考。
在典型的卡套式管接头组件中有个连接装置，连接装置含有连接本体和连接螺母，连接螺母以螺纹与连接本体的一个端部上的螺纹相结合。连接本体含有通常是六角形法兰的扭矩法兰。连接本体的其它端部可与另一个本体、流量控制装置等连接或与它们构成一个整体。连接本体包含轴向斜开口或斜锁口(camming mouth)和台肩或止动部，止动部与斜开口在轴向上相间隔。两个卡紧部件或卡套，包含后卡套与前卡套，被布置在连接螺母内并被置于连接本体与连接螺母之间。前卡套的斜前端部初始时与连接本体的斜锁口结合，而后卡套的斜前端部初始时与前卡套后端部的斜锁表面结合。连接螺母具有与后卡套后壁驱动地结合的台肩。管子端部轴向地插入接头，直至管子端部抵靠连接本体的内台肩止动部。当连接本体与驱动连接部件轴向地相向运动的连接螺母相对转动时，斜的卡套被轴向地拉在一起，技术上通常称为“拉紧”，而径向上向内的移动引致管子的后续的向内卡紧。由于挤压作用(swaging action)，卡套紧紧地卡住管壁。
通常，如上描述的管接头组件以已组装的状态运送给客户，具有安装在连接螺母中的卡套，而以螺纹拧在连接本体上的连接螺母被拧至手指拧紧状态。然后组装者使管子端部轴向地滑入接头，直至它到达底部或抵靠连接本体上的内止动台肩为止。由于接头处于初始的手指拧紧状态，组装者例如使用扳子或扳钳或例如类似物，然后在连接本体与连接螺母之间赋予相对转动至完成安装的预定转动圈数。对于较小的管接头，例如用在1/4-1英寸管子的管接头，通常具有“超过手指拧紧”11/4圈(“TPFT”)位置的相对转动来实现恰当的初始拉紧。
恰当地拉紧接头组件的(相对转动)圈数由一些因素决定，包括螺纹节径，和连接螺母相对于连接本体的恰当轴向移动以保证卡套恰当地挤压在管壁上。虽然接头的各种零件被加工成具有高精度并组装至手指拧紧位置，但仍然难于记住为拉紧接头的整转圈数和分数转圈数。许多时候，接头是在对扳手具有限间隙的区域内安装的，因此，为完成一次完整的转动，需要一些不相连的扳手操作。
如颁给Lennon等人的美国专利NO.3,287,813中所描述的，为查验恰当地拉紧的成功和普遍地应用的解决方法是不过规，其整个公开被完全包含在本文作参考。这个不过规有效地查验连接本体法兰与连接螺母的前端部之间的间隙或相对间隔是否为正确尺寸。组装者首先赋予连接螺母与连接本体之间所要求的相对转动，如果不过规不能装在连接本体与连接螺母之间，组装者就知道连接螺母至少是已被恰当地拉紧。
虽然以上描述的测量工具继续获得极佳的商业成功及使用，但仍有许多量规使用不方便的场合。对于不要求单独测量工具的量具需求特别有兴趣，这可能就是接头的固有零件。
此外，不过(NO-GO)规主要用于接头组件的初始拉紧。在某些情况下，为修理或更换连接于管子端部的装置，可通过从连接本体上拧退连接螺母来拆卸连接。在接头的重构建期间，通常连接螺母与连接本体之间的相对转动，要求比初始拉紧所需的更多的分数圈数，换句话说，每次拉紧时连接螺母朝向连接本体的轴向位移都比先前的拉紧操作略大些。制造商可确定推荐的重构建的次数或连接螺母相对于连接本体的轴向位移，所述轴向位移是建立在超出初始拉紧的预定的量或轴向位移的基础上。要加以考虑的结构因素包括接头的额定压力及温度，管子及接头部件等使用的材料。
给定的接头组件能经受重构建并仍呈现满意的性能特性的实际次数，可明显高于超出初始拉紧位置的附加轴向位移的推荐距离，但在某些情况下仍希望能对组装者提供指示接头组件已被重构建若干次，以便把连接螺母与连接本体向前推动在一起达到超出初始拉紧的预定的轴向位移。因为以上讨论的手动量规需具有固定的轴向尺寸，对重构建接头时查验附加轴向位移是无用的。
因此本发明的目的是提供用于查验初始拉紧时的卡套式管接头的恰当拉紧的装置及方法。另一个目的是提供查验初始拉紧以及也用于提供指示的装置及方法，所述指示是接头已被重构建若干次，以致指示出连接螺母相对于连接本体的预定的轴向位移。

发明内容
为完成上述的及其它的目的，根据本发明的一个实施例，固有测量装置含有在连接本体上的精密形成及定位的标记，当连接处于手指拧紧位置时所述标记是可视感觉到的，而当接头已被恰当地拉紧时它是被盖住的或是目视看不到的。在优选形式中，标记被实现为加工在连接本体的表面中的精密槽或凹口。槽诸如可通过使表面变粗糙或滚花或例如使表面上颜色而制得更易目视看得到。因此固有的测具的应用避免了需要计算或记忆赋予连接螺母及连接本体的相对转动的整圈数及分数圈数。标记的位置对应于初始拉紧时连接螺母相对于连接本体的预定的轴向位移。
本发明还设想了在这样一种固有测量装置应用中实施的方法以及另一个实施例，用于在卡套式接头中测量连接螺母在连接本体上的恰当拉紧的方法包含步骤把可视感觉到的标记定位在连接本体上；制作具有对应于连接螺母相对于连接本体的预定的轴向位移的轴向长度的标记；组装接头至手指拧紧状态；和把连接螺母拧紧在连接本体上直至标记刚好被螺母隐藏住而看不见。
根据本发明的另一个方面，标记可被制得具有预定的轴向尺寸并精确地位于连接本体上，使得在恰当地初始拉紧时连接螺母与标记的前边沿对准；在后面重构建期间，在连接螺母相对于连接本体处于预定的附加轴向位移时，螺母盖住标记或与标记的后边沿对准。
本发明还设想了通过提供安装在接头上或与接头制成一体的装置来查验初始拉紧及重构建位置的设备及方法，所述接头改变了形状或当接头已被初始拉紧时改变了可视感觉到的方法。在本发明的另一个方面中，提供了一种装置，所述装置提供了初始拉紧位置及接头重构建时螺母的附加轴向位移的目视指示；其中所述装置被安装在接头上或与接头制成一体并改变了形状，或是当接头已被初始拉紧及重构建引致螺母在本体上的附加轴向位移时改变了可视感觉到的方法。在本发明的其它方面，对管子施加可视感觉到的标记以提供目视指示螺母已被安装至初始拉紧位置，并到达轴向前进了预定的轴向位移的位置，超出了初始拉紧位置。
考虑到附图，从优先实施例的下列说明，对于任何一个技术人员，本发明的这些及其它方面和优点都将是明显的。


本发明在某些零件中及零件的结构中采用的物理形式、优先实施例及其方法，将在这个说明中被详细描述和在附图中被图释，附图构成说明书的一部分，而其中图1是含有根据本发明的固有测量卡套的卡套式接头，显示的是处于手指拧紧位置的接头的纵剖面；图2是被显示处于恰当地拉紧状态的图1接头；和图3图释另一个实施例，其中标记是升高部分形式的；图4图释另一个实施例，其中升高部分限定了前及后边沿；图5图释与本体的螺纹相间隔的标记；图6图释双升高部分形式的标记；图7图释台阶形式的升高标记；
图8图释圆柱部分的标记，圆柱部分轴向上邻接斜的本体颈部；图9图释制成为本体颈部的倾斜部分的标记；图10图释应用螺纹作为标记；图11A-H图释各种标记槽的轮廓；图12图释带形式的标记；图13图释带形式的标记，所述带具有升高的唇部或边沿；图14图释带形式的标记，所述带具有两个升高部分；图15图释两部分形式的标记，所述两部分以预定的方式搭接；图16图释搭接带形式的标记，其中较大直径的带滑过另一个带；图17图释观察标记的视窗的应用；图18图释改变形状作为目视指示标记的带；图19、19A及19B图释可折叠的凸出部形式的标记；图20图释应用改良的螺母的另一个实施例；图21A-D图释应用可折叠的环的实施例；图22图释应用可折叠的凸出部的延长部分的环；图23A及23B图释其中标记被制作在管子上的实施例；图24图释图23的实施例的制作标记工具；图25及26图释应用转动位置指示器的实施例；图27及28图释具有传统的T式接头本体的本发明的应用；图29图释应用激光蚀刻的另一个实施例；和图30A及30B图释本发明的附加实施例；图31图释使用内凹式连接组件的另一个实施例；图32图释具有带螺纹的螺柱件的另一个实施例，带螺纹的螺柱件含有固有测量；以及图33图释接头及用于组装这种接头的工具。
具体实施例方式
参考图1，本文将以包含在标准的双卡套式管接头组件中的示例的方式描述本发明，然而，这个说明书的意图本质上是用于解释及图释本发明的概念及优点的示例，而因此不应认为有限制的意义。初级技术人员将容易明白及理解本发明可在各种各样的接头及连接件中进行实践，这些接头及连接件被相对地转动以构建组件。例如，并无限制目的，本发明可方便地用于单卡套管接头或具有任何两部分的连接件，其中合适的组件部分地由两个带螺纹的部分的相对转动来决定。
标准的接头组件10包含连接本体12和连接螺母14。连接本体12含有在标号18处的外螺纹的第一端部16。连接螺母在标号20处有内螺纹，并且通过本体12与螺母14之间的相对转动可使螺母14容易地安装在连接本体12上。本文使用了术语“相对的”转动，因为虽然接头10的一般组装程序涉及到限制本体12转动而用扳手转动螺母14，但在实践本发明时不需要这样一种程序。曾设想本体12被转动，同时保持螺母14静止，或另一种方法是可把转矩施加在螺母及本体两者上来使它们在相反方向上转动，与此同时构建了接头10。本体及螺母通常分别设置有六角形部分22、24，以帮助用扳手或其它工具来赋予相对的转动。
本体12的带螺纹端部16具有中心孔或通路26，中心孔26纵向延伸穿过连接本体12的全长。这个孔26被制成在连接本体12的前端部具有斜锁口(tapered camming mouth)。连接本体12含有诸如沉孔的内台肩30，内台肩30在轴向上与斜锁口28相间隔。
接头组件10还含有前卡套32及后卡套34。前卡套32具有与连接本体12的斜锁口28结合的斜尖头部分36。前卡套32还被制成在其后端部具有斜锁口38。后卡套34含有与前卡套32的斜锁口38结合的斜尖头部分40。所有的接头10部件都可从Swagelok Company，Solon，Ohio购买到。
通常，当从制造商接收接头时，图1中所图释的接头组件10处于“手指拧紧位置”或FTP。
附图还图释了管子端部A已插入接头10之后的接头10。因为接头部件12、14仅是手指拧紧的，管子端部A容易滑入接头组件10中，直至管子端部壁B抵靠连接本体12的内台肩30为止。前及后卡套32、34两者分别具有普通圆柱孔32a及34a，它们紧密地容纳着管子外壁C。
指出下述情况是重要的本发明不局限于附图中图释的卡套几何形状。许多不同卡套构造可使用本发明。
连接螺母14含有向内地延伸的台肩42，台肩42用作与后卡套34的后壁34b结合的驱动表面。由于连接螺母14被向下(前)拧紧到连接本体12上，后卡套34被向前驱动进入前卡套32的后端部处的斜锁口中，并发生如上面参考专利中描述的后续卡紧操作，以引致卡套32、34的向内径向移动来挤压它们进入在管壁C上的强烈的及液密的卡紧(见图2)。
连接螺母14在连接本体12上的相对轴向位移涉及本体12与螺母14之间相对转动的整圈数及分数圈数。螺母14相对于本体12被推向前至足于由卡套32、34在管壁C上赋予强烈的卡紧作用。因此，通常的组件指导书将指出例如赋予连接螺母14的转动整圈数及分数圈数，同时保持连接本体12静止。
由于接头10部件的材料及结构方面的技术进步，构建接头10所需的扭矩趋于减小。例如，构建扭矩的这个减小可由改进而导致减少螺母14与后卡套34之间的拉毛。无论是什么理由，减小扭矩容易让组装者无意地使螺母14轴向地前进超出足于初始拉紧接头10的点。螺母14相对于本体12过度向前超出这个点，这通常由接头结构来调节，因为某些应用需要允许重构建。然而，初始拉紧期间，螺母14在本体12上的这种过度前进，减小了适于后面重构建时的附加相对轴向位移，因此这依次减少了重构建的有效次数。
根据本发明的特点，提供了在连接本体上的固有测量装置。所谓“固有测量”简单地是指测量装置和/或功能或方法被内在地实施在或组装于或安装于一个或多个接头部件中，而因此可被应用而不要任何外部的或单独的测量工具。在优选的但非要求的形式中，固有测量被实现为在连接本体上的精确布置的、可视感觉到的记号。在这个示例性实施例中，标记是制成在连接本体颈部52上的精密加工的槽或凹口50。更好的是，槽50布置得邻接于或靠近带螺纹的本体12的端部螺纹54。槽50具有前边沿50a及后边沿50b。当接头处于如图1所图释的FTP时，对于组装者槽50是可视感觉到的。槽50较好但仍不是需要地是圆周形的。另一种情况，例如，槽50可被制成在绕本体颈部52的精确部分中。实际上任何几何形状都可被加工在本体12中以形成标记50，只要它具有良好确定的及可视感觉到的边沿或多个边沿或其它合适的边界，如同从下列讨论中将变得明显的。
槽50的后边沿50b的轴向位置是被精确加工的，所以如图2中所示的，当接头10已被恰当地及初始地拉紧时，连接螺母前端部14a基本与边沿50b对准，而螺母14基本挡住了槽50而目视看不到，特别是从相对于接头10的纵向轴线X的横向视角看时是如此。后边沿50b的精确布置及定位被用作标记制作者，使得组装者能通过使连接螺母14相对于连接本体12前进至恰当的初始位置来拉紧接头10，在本文中称为“预定的初始拉紧”。这个预定的初始拉紧状态对应于为初始拉紧至卡套32、34挤压在管壁C上，螺母14相对于本体12的预定的初始轴向位置。在组件处于拉紧状态之前，为帮助使槽50可视感觉到，当通过对可视感觉到的表面涂漆或另外对材料上色时，槽50可被上色，所述表面诸如是底部槽表面58。例如，具有合适颜色的胶带可放置在槽50中。还有，槽表面58可被滚花，或者组织及外观上被改变而成为人眼容易看到。还有，卡环可被安装在槽50中。
仍是作为制造槽50的另一个选择，诸如再次通过滚花、点刻、粗糙化等使被加工的带被制成于颈部52之中或之上。
对于本发明的初始拉紧测量方面，槽的应用改善了边沿50b的可视感觉到性能。技术人员将容易理解标记50可被实现为任何合适的边沿、直线或其它边界形式的，或者是升高的或者是凹入连接本体12的或者是涂覆于连接本体12的，而这在拉紧期间是可视感觉到的，它向组装者指示已到达预定的初始拉紧位置因而不再要求使螺母14进一步前进。当然，组装者可能仍转动螺母14超过这个位置，但在任何情况下，固有测量已提供了指示螺母14至少已被拉紧至初始拉紧位置。
作为固有测量的示例性组装程序及方法，组装者把管子端部A装入接头中。应用扳手或其它合适的工具，使连接本体12保持静止，而螺母14被转动直至标记50刚好被挡住而看不见。对于使用简单边界的标记50的实施例，螺母14被转动直至螺母的边沿14a基本对准标记50。因此，依照本发明就不需要计算或记住本体12与螺母14之间相对转动的整圈数及分数圈数。
对于将被构建及重构建的接头10，前边沿50a也可被精确地轴向布置，使得在FTP中前边沿50a将与螺母14的前端部14a在轴向上相间隔。前边沿50a布置成这样当已达到恰当的拉紧，螺母14的前端部14a与前边沿50a对准。在后面的重构建期间，螺母14每次轴向前进一小点至实现恰当拉紧。在预定次数的重构建之后，螺母14的前端部14a与标记50的后边沿50b对准，由此基本盖住标记50，而组装者知道接头10已被重构建至一个点，在所述点上连接螺母14已相对于连接本体12轴向地前进了预定的量，超过了初始拉紧状态。标记50的前与后边沿50a、50b之间的轴向长度由结构分析及经验数据决定，使得在若干次重构建之后标记50变得被螺母14所覆盖，所述重构建对应于连接螺母14相对于连接本体12的预定的前进，它超出了预定的初始拉紧位置。虽然可确定精确的距离Y，并且如果需要，可被加工在本体12中，为实践本发明不需后边沿具有精确的位置。这是因为在某些应用中，可能仅要求给出超出初始拉紧位置的所需附加轴向位移的很近似的值。
在加工本体12的轮廓的基础上，不论其形式如何，都可精确加工标记50，使得标记50为确定接头10的恰当拉紧提供精确及永久的可视感觉到的记号。
参考其余的附图，我们图释了本发明的各种不同实施例。这些变化的意图本质上是示例性的，而不应认为在本发明的范围上有限制的意义。此处接头10使用的类似零件，诸如本体、螺母及卡套，与上文图1及2的实施例方面描述的相对应的零件使用了相同的标号。
然后，在图3中，标号50被实现为本体12上的颈部52的升高部分100形式的。升高部分100可被上色或者被处理成对接头组装者是可视感觉到。升高部分100限定了边沿102。螺母14(在图3中被略去了)安装在本体12上，直至螺母后端部14a盖住了升高部分100。在此情况下，螺母14将至少是与边沿102对准或盖住它。然后这个边沿102对应于螺母的所需初始拉紧位置，类似于图1的后边沿56的方式。在图3中，升高部分100被制成邻接本体螺纹18的后端部；然而，对于每个尺寸的接头，标记50的精确位置将如同先前本文上面描述的那样决定。
在图4的实施例中，升高部分100限定了前边沿104，而边沿102是与前边沿104相对的后边沿。前边沿104被布置得对应于初始的恰当拉紧位置，而后边沿102被布置得和用于在后面接头重构建期间向组装者指示螺母已轴向前进了预定的距离“Y”，超过了初始的拉紧位置。当螺母1 4与后边沿102对准时，组装者知道接头10已被重构建了若干次，这对应于螺母移动的预定的轴向距离，超过了初始拉紧位置。
指出下述是重要的在本文的各种实施例中，虽然标记50可被用来指示目标初始拉紧位置，但不要求螺母14与标记的精确对准。组装者例如可有意地或无意地超越初始拉紧位置的标记。因此本发明设想在图1的例子中，标记的前边沿例如向组装者提供了可视的指示，而如果螺母14至少被安装在该位置，则已经达到初始拉紧位置。因此，本文图释的距离“Y”不需要被限制在标记50的两个边沿或边界之间的距离，但更多说明了应该是理解为在从初始拉紧位置开始重构建期间，螺母14的附加轴向位移的距离，而不论初始拉紧位置是对应于螺母14与目标初始拉紧位置56的精确对准，或是对应于轴向稍为超出目标位置的初始拉紧位置。因此，例如，在图4中升高部分100的轴向长度向组装者提供了目视指示对于初始拉紧，螺母前端部14a应该至少是前进至前边沿104，但也可能是前进至部分100的轴向长度之内的位置。因此部分100的后边沿102被用作超出目标初始拉紧位置56的附加轴向位移距离的目视指示。
图5类似于图3，但对于一些尺寸的接头具有与本体螺纹18轴向相间隔的升高部分100。
在图6的实施例中，标记50的两个升高部分110、112被制在本体颈部52上。第一或前升高部分110被用于指示初始拉紧位置，而第二升高部分112在后面重构建期间被用于指示螺母(未图示)从初始拉紧位置56已轴向前进了预定的距离Y。注意在图6中初始拉紧位置对应于升高部分110的后边沿110a，所以当螺母处于初始拉紧位置时，升高部分110基本被盖住了；而另外，附加拉紧位置指示对应于第二升高部分112的后边沿112a，所以当螺母从初始拉紧位置已轴向前进了预定的距离时，第二升高部分112基本被盖住了。正如本文的所有实施例的情况，部分110、112的升高表面可被处理成具有颜色或变粗糙，或是有助于标记50的可视感觉到。
在图7的实施例中，除去标记50被制成为本体12的颈部52的台阶120之外，标记50的实现方式类似于图4。台阶120构成前边沿120a及后边沿120b，它们被用于初始拉紧位置56和指示接头的后面重构建期间的距离Y。
在图8的实施例中，本体12的颈部52在52a处是轴向倾斜的。
颈部52倾斜至圆柱部分130，圆柱部分130在这个实施例中被布置得邻接本体螺纹18的后端部。因此标记50被实现为可视感觉到的圆柱形部分130形式的。螺母在本体12上前进，直至标记50基本被螺母盖住为止，由此指示螺母处于初始拉紧位置。
在图9的实施例中，本体12的颈部52轴向地倾斜越过颈部52的预定部分140。倾斜部分140轴向上邻接槽142，因此限定了槽142与倾斜部分140之间的边沿144。边沿144对应于初始拉紧位置56，所以当螺母已安装至初始拉紧位置56时，槽142基本被螺母14盖住。在接头的后面重构建期间，倾斜部分140的轴向延伸部分确定了螺母14的另一个预定的轴向位移的距离Y，所以在后面重构建期间，当螺母前进了距离Y时，斜部分140基本被螺母盖住。因此这个实施例中的标记50含有槽142及倾斜部分140。
在图10的实施例中，精确地制造了本体12的螺纹18，所以螺纹18的后端部18a对应于初始拉紧位置56。而后在这个实施例中，标记50被实现成螺纹18的端部形式的。
图11A-11F图释了制成于本体12的颈部52的各种槽的外形或几何形状，在本文中它们可用作应用槽的本发明的各种实施例的标记。其意图本质上是用于解释的示例，特别是槽的外形对实践本发明不是关键性的。特别是图11H图释了具有椭圆边沿的槽。
图12图释了固有量具的发明的实施例，它应用了安装在本体12的颈部上的带，而不是加工的槽或颈部52的升高部分。带150可被涂上颜色或是可视感觉到的，并且是足够薄使得螺母(未图示)可容易地延伸过带150。带150含有可视感觉到的标记50，标记50限定了前及后边沿50a及50b，前及后边沿50a及50b与初始拉紧位置56及后面重构建期间的螺母移动的预定的轴向距离Y相对应。图13图释这个概念的另一个形式，其中带150含有升高唇部152，升高唇部152限定了对应于螺母14的初始拉紧位置56的边沿154。图14图释另一个实施例，其中带150含有第一及第二升高部分160、162。这些升高部分160、162限定了相应的边沿160a及162a，边沿160a及162a分别指示初始拉紧位置56及后面重构建期间的预定的轴向距离Y。再如本文以前指出的，距离Y可对应于初始拉紧目标位置56与附加轴向位移位置(例如图12的50b或图14的162a)之间的轴向距离，或可对应于螺母14已被拧在本体12上时的实际初始拉紧位置与附加移动位置之间的轴向距离。
图15图释本发明的另一个实施例。在这个例子中，普通的圆柱体带或套筒200被连接于接头本体12。本体带200轴向延伸至部分202，部分202被精确地确定对应于螺母14在本体12上的初始拉紧位置56。接头螺母14含有连接于螺母14前端部的螺母凸片204。螺母凸片204被制成具有小于本体带200的内直径的外直径，并具有后端部204a。当螺母14通过螺母14与本体12之间的相对转动而在本体螺纹18上前进时，螺母凸片204朝本体带200前进。当凸片后端部204a与本体带200的前端部202对准时，组装者就知道螺母14处于初始拉紧位置。任选地，凸片204的轴向尺寸可被预定成对应于接头10的后面重构建期间螺母前进的轴向距离Y。在这个实施例的另一个解决方法中，螺母14在后面重建期间继续前进直至本体带200的前端部202盖住凸片204或碰撞螺母14的前端部14a为止。
在图16的实施例中，螺母凸片204′的尺寸被制成具有大于本体带200外直径的内直径。在此情况下，当螺母14前进在本体12螺纹上时，凸片204′可滑过本体带200′。当凸片204′与本体带200的前端部202′对准时就指示出了初始拉紧位置。
在图15及16的实施例中，带200、200′可例如由不锈钢的金属制成。所述带可连接于本体12或由本体12加工制成。螺母凸片204、204′也被加工成螺母14的一部分。
在图17图释的另一个实施例中，标记50被布置在本体12上邻接于螺纹18。标记50可以是带或加工的表面、槽或可视感觉到的合适的标记。较好的是标记50连续地延伸，并且圆周上绕本体颈部52。在这个例子中，提供了透过螺母14的径向视窗220。螺母14被安装在连接本体12上面，直至标记50首先在窗220中可看到为止。这个位置对应于初始拉紧位置。标记50的轴向长度也可选择得对应于接头10的后面重构建期间螺母14的预定的轴向位移Y。当螺母14前进至在窗220中不再见到标记50的点时，则组装者就知道螺母14已轴向地前进了预定的距离Y。
迄今已描述的实施例中，固有的量具被实现为标记50形式的，标记50具有一个或多个边界，所述一个或多个边界初始是可视感觉到的，并且在初始拉紧位置或附加轴向位移位置处变得目视对准或看不到。本发明的一般概念也可以含有接头10的附加特点的另外方法来实现。这些另外的实施例在本文中也称为固有测量，因为它们可被结合在接头组件10中及被应用，而不需要单独的或外部的测量工具。
然后参考图18，诸如金属冲压件的升高带300被布置在本体颈部52上。带300的自由端部302被升高，使得螺母14的前端部14a与带300结合，并当螺母14已到达初始拉紧位置56时移动带300。带300还可被制成当螺母14已达到初始拉紧状态或当螺母14在接头的后面重构建期间再轴向前进了预定的距离Y之时，带300会碎裂掉。
参考图19，本发明可被实现成使用可折叠的凸片。在这个例子中，指示环400(图19B)被安装在本体12上围绕颈部52。指示环400含有多个轴向延伸的凸片402。在这个例子中每个凸片402含有径向法兰403。每个法兰403的前端面404是与螺母14的初始拉紧位置56精确对应的位置。
对于初始拉紧，螺母14被安装在本体12上，直至螺母14的前端部14a与凸片402(图19B)的前端面404接触或对准。通过对组装者的目视指示螺母14已接触环400、特别是已接触法兰403，来避免过度组装。如果螺母14继续相对于本体12转动，凸片402将开始被折叠或向内弯曲。如果需要这样，凸片402的这个压缩可被用作后面重构建期间的附加轴向位移距离Y的指示器。在这种情况下，在后面重构建期间，螺母14在本体12上的附加轴向前进将引致凸片402的进一步压缩或折叠。凸片402的完全压缩可被用作目视指示螺母14已前进了距离Y，超出了初始拉紧位置56。
参考图20，以使用改良的螺母450的方式来图释本发明。接头10的所有方面及标记50与例如图1及2的实施例是相同的，但螺母450已被改进，所以六角端面452被制成在螺母的管子端部，而不是在本体的端部。以这种方式，螺母450具有邻接于标记50区段的减小的直径454，使得标记易于目视检查，以及也改进了确认螺母端部456与标记50对准的目视精度。
图21A-C图释使用可连接环500的另一个本发明实施例。环500较好是金属的，并能通过任何合适方法被连接。环500以刚性的本体502与可压缩或可折叠的部分504为特征。在本例子中可压缩部分504含有通过一些薄肋状腿508连接于刚性的本体502的薄壁506。腿508可通过在可折叠部分504的圆柱壁中加工孔来制成。
图21A图释处于手指拧紧位置的接头10。在图21B中，螺母14已被安装在本体12上面到达前壁506接触本体12的前端面12b的位置。这可被用作初始拉紧位置。在后面重构建期间，随着每次重构建，当螺母轴向进一步前进时，薄肋508将塌陷，如图21C所图释。对于组装者，腿508的完全压缩可用作附加轴向移动的位置的目视指示，并也可被用作防止进一步重构建的刚性止动件，如果需要这样的话。
在图21D-F的实施例中，可压缩的止动圈850被安装在本体12上面，其安装方式是例如通过在螺母14安装至手指拧紧位置(图21E)之前允许在圈850与螺母14之间有轴向间隙852，来使圈850在接头未被重构建时自由地转动。在图21E中，螺母14已安装至手指拧紧位置，使得螺母的前壁14a触及圈850。螺母14与圈850之间的这个接触防止或阻止了圈850自由地转动，而因此可被用作恰当的初始拉紧的指示。关于后面的重构建，如图21F图释的，由于螺母14进一步轴向地前进超出其初始拉紧位置，包括薄延伸部分或凸片系列854的圈850在螺母14的预定的轴向前进处被压扁或折叠。为清晰起见，卡套在图21E、21F中被略去。
图22图释可折叠部分504′的另一个实施例。在图22的例子中，环500′的可折叠或可压缩部分504′被实现为从主要本体502′轴向延伸的一系列凸片延伸部分510。在接头10的初始拉紧期间，当这些凸片510与本体12结合时，这些凸片510塌陷了。
参考图23A及23B，在本发明的另一个形式中，应用在管子T上的标记600可视地指示了初始拉紧位置56及附加轴向移动位置(及距离Y)。在这个例子中，标记600被实现成两个边界或线602及604形式的。边界602、604可被制成于管壁606中，或涂成带、漆线等形式的。在手指拧紧位置，对于组装者，两条线602、604被螺母14遮住而看不到。第一条线602这样布置初始拉紧期间，螺母14在本体12上前进直至可看见第一条线602，如图23A中所图释。第二条线604这样布置在后面的重构建期间，在螺母14已前进了附加轴向位移Y、超出初始拉紧位置56之后，第二条线变得可看见。
图24图释根据图23A及23B的实施例用于在管子T上作标记的合适工具650。工具650在本例子中被实现为中空的单封头圆柱套筒652形式的。套筒652含有后壁654，管子端部656到达底部时抵靠在后壁654上。一对径向孔658、660制成于套筒652中并盛纳有关的刻标记工具662、664。工具662、664轴向上相间隔预定的距离Y。当管子T在套筒652内转动时，工具662、664在管子T表面上划痕或形成线，所述划痕或线对应于本文根据图23A及23B描述的线602、604。
参考图25，在本发明的这个实施例中，位置指示器带700连接于连接本体12上。这个带含有“起始”位置标志702及“结束”位置标志704。螺母14初始安装在本体12上至手指拧紧位置。然后螺母14以合适的方式被作上标记，或者是在制造商处或是由组装者进行。在螺母上施加对准标记(未图释)，以便与起始位置标志702轴向对准，并且通常对准标志可加在螺母的前端面14a或螺母体六角表面的一个表面上。然后螺母相对于本体转动规定的整圈数和分数圈数，其中螺母14被转动直至螺母的对准标记在轴向上与结束位置标志704对准为止。虽然这个技术要求组装者记住整圈数及分数圈数，但更准确地达到了初始拉紧位置，因为有了良好确定的起始及停止位置标志。图26图释了一个例子，其中标志带700′安装在螺母14上，当接头10安装至手指拧紧位置时，对准标记以与带700′上的起始位置标志702′轴向上对准的方式被加在本体12上。然后螺母14相对地转动了规定的整圈数及分数圈数，直至本体12上的对准标记与带700′上的结束位置标志704′在轴向上对准为止。
参考图27及28，图释本发明与T接头800一起使用情况。接头800包含主体802，主体802具有3个相同的接头端部804。在这个例子中，每个接头端部804含有根据本发明的标记50，虽然是不需要所有3个端部都具有标记50。
如在图28中最佳地看到的，标记50被实现为槽806形式的，槽806被加工在每个接头端部804的颈部22上。槽前边沿808轴向上与带螺纹端部18的最后螺纹18a相间隔，由此形成台阶810。后边沿812可被用于指示后面重构建期间螺母14(未图释)的附加轴向位移。在此情况下，正如本文的其它例子一样，初始拉紧位置56通过螺母14前端部与槽806的前边沿808的对准来指示，或者可简单地规定为螺母14的前端部轴向上对准槽806区域内的任何地方。
图29图释另一个实施例，其中在接头已被组装至手指拧紧的位置之后，线标记900a及900b被施加至螺母14及本体12上。线标记900可通过包括激光蚀刻的任何合适方法来制成。为了安装并然后用与标记900a、900b对准来重构建至手指拧紧状态，可由使用者拆卸接头。之后，通过转动螺母整圈数直至标记重新对准来查验初始拉紧。这个实施例特别适合于使用单个整圈数(转动)来初始拉紧的接头。线标记900a、900b可与诸如槽的其它标记结合使用，以在后面重构建期间指示超出初始拉紧的附加轴向位移。
下一个参考图30A及30B，根据本发明的另一个方面，可视感觉到的标记50可实现为施加在带阳螺纹的本体12上的材料形式的，以区别加于或结合在本体12中的物理特点。在一个实施例中，所述材料可以是诸如在接头拉紧期间通常用于减小扭矩及拉毛的润滑剂950。合适的润滑剂材料包括但不局限于钨或二硫化钼。如图30A的实施例所图释的，润滑剂950通常被施加在阳螺纹952上。根据本发明，润滑剂950被施加得上至预定的终止点954，终止点954对应于阴螺母14的恰当初始拉紧位置。合适的掩膜层被用于防止润滑剂施加在诸如六角头的区域。在施加润滑剂之后掩膜随后被除去。掩膜还能用于为终止点954提供良好确定的线或边沿。螺母14(为清晰起见从图30A及图30B略去)轴向地拧在本体12上直至螺母的前边沿14a至少是轴向地邻接或略微超过润滑剂涂层的端部954。通常润滑剂具有明显的区别于本体12的材料的颜色，而因此容易地被觉察看到。
在某些情况下，表面激活步骤可在把润滑剂950粘在本体12之前被完成。技术人员对这种激活步骤是熟知的。激活步骤同样也提供了可看到的消色作用。图30B中图释了一个实施例，其中激活步骤被施加于未遮掩的螺纹952及本体12至第一位置960。然后润滑剂950被施加在终止点962上，由此在终止点960与962之间留下一条带。因此，提供了两个边界，此处第一边界962可对应于螺母14在本体12上的初始拉紧位置，而第二边界960对应于螺母14在本体12上的超出初始拉紧位置的附加预定的轴向位移。
在使用润滑剂的两个实施例中，可减少或消除螺纹的镀银，因为润滑剂涂层已被施加至接头螺纹。在图30B的实施例以及本文以上描述的使用带颜色的带作标记50的类似实施例中，所述带可通过首先在本体12上高至外线或终止点960施加合适的带颜色材料。然后带颜色的材料可通过对终止点962的例如化学腐蚀的任何适合工艺被除去，因此在终止点960与962之间提供了带颜色的带。
在本发明的另一个实施例中，应用了固有测量在内凹式接头上提供恰当的拉紧的指示。这样一种接头的例子在1989年5月2日为COUPLING DEVICE FOR HEAVY-WALLED TUBULAR MEMBERS颁发的美国专利No.4,826,218中作了描述，其整个公开被结合在此处作参考。如图31中所示，接头组件10′包含具有相关管件1010的连接本体1000，连接螺母1020及卡套装置1030。连接本体或连接件1000具有彼此相间隔的第一端部1040及第二端部1042。将会懂得连接本体1000可取为任何形式的件，例如联合的、T形的、交叉的或弯头的，并且可被直接造在阀、过滤器、仪器等上面。也应该理解连接本体1000或连接螺母1020可含有一个或多个硬化的部分，诸如通过在连接本体1000的外表面1002上滚压螺纹(未图示)而加工硬化的那些部分。
第一或内孔1044与贯通通路1046同轴并限定了径向台肩1048，管形件1010的第一或内端部1050在轴向插入连接件的抵靠径向台肩1048。与内孔1044同轴的第二或外埋头孔1051被确定成与连接本体的轴向外端部相邻。斜锁口或表面1052与内孔1044及外孔1051相交。内螺纹区域1054被确定成邻接于连接本体1000的第二端部1042，并与内孔1044同轴。这个带螺纹的区域与连接螺母相结合以实现有关管件的密封及卡紧结合。
卡套装置1030可包含一个或多个卡套，图31中显示了第一或前卡套1031和第二或后卡套1032。在这个装置中，前卡套1031的尖头1033适于与斜锁表面1052相配结合。同样地，前卡套1031的轴向外端部1034适于与后卡套1032抵靠结合。然而，应该理解这仅是卡套装置的例子，而其它的卡套装置，包括但不局限于单卡套装置也可被使用。
连接螺母1020含有与连接件1000的带螺纹区域1054相配合的带螺纹部分1022。在图31所示的实施例中，对连接螺母1020增加了固有测量，使得连接螺母在连接件1000上的恰当拉紧可被检测。如所显示的，固有测量是位于连接螺母1020的颈部1055上的两个边界。第一边界1060代表前边沿而第二边界1062代表后边沿。应该理解固有测量可采取各种形式，使得可视感觉到的标记在连接螺母1020上可被看到。这种其它的固有测量的例子包括但不局限于蚀刻，凹口，滚花，带颜色的区段，带颜色的带，槽，带颜色的槽，或带、环或其它可连接物体，所述可连接物体不妨碍螺母的拉紧。
在图31中所示的固有测量可以、3种不同的方式起作用。第一种固有测量结构使用第一标记、边界或前边沿1060作为螺母1020在连接本体1000上的手指拧紧位置，而第二标记、边界或后边沿1062作为螺母1020在连接本体1000上的恰当初始拉紧位置。应用这种结构，使用者知道当固有测量变得基本看不到时，接头组件10′已恰当地拉紧。例如，如果固有测量是槽，当槽变得基本上看不到时，螺母1020将被恰当地拉紧在连接件1000上。接头组件可被构造成这样有个超出恰当的初始拉紧位置的预定的轴向长度，以允许接头的后面重构建。在这些实施例中，接头组件被合适地构建成在超出盖住固有测量的任何点上，但不需提供有关后面重构建方面的最大拉紧的信息。在第二种固有测量的结构中，第一边界代表恰当的初始拉紧位置，同时第二边界代表超出恰当的初始拉紧位置的预定的轴向长度，用于允许后面重构建接头。在这个意义上，第二边界代表后面重构建的最大附加轴向长度。因此，使用这种构造时使用者将知道当螺母1020到达第一边界或前边沿1060时，接头组件已被恰当地拉紧。因此，使用者通过评估拉紧与最大拉紧之间的附加轴向长度，将能够确定进行多少次接头组件10′的后面重构建。应该理解可应用第三种构造，其中使用了3个边界。第一边界将代表手指拧紧位置，第二边界将代表恰当的初始拉紧位置，而第三边界将代表后面重构建的最大附加轴向长度。
在图32所示的另一个实施例中，带螺纹的连接件1000与带螺纹的螺柱件1100连接以构成接头组件10。接头组件10的其余部分可能与图31中所示的相似，或可能包含不同的部件、装置或构造。带螺纹的螺柱件1100包含带螺纹的段1110和头部段1120。带螺纹的螺柱件1100的头部区段1120含有将决定接头组件10的恰当拉紧的固有测量。固有测量可采取一些形式。如一个图释的例子，图32提供带螺纹端部1130作为第一边界，而带螺纹的螺柱件1100的端部1135作为第二边界。如此，当接头组件10处于手指拧紧位置时，带螺纹端部1130将到达连接件1000的端面1140。此外，当带螺纹的螺柱件1100的端部1135与连接件1000的端面1140对准时，接头组件10将处于恰当的初始拉紧位置。在另一个实施例中，螺纹端部1130可标示恰当的初始拉紧位置，而带螺纹的螺柱件1100的端部1135可标示后面重构建的附加轴向长度或最大的拉紧位置。在另一个实施例中，螺纹端部1130可标示手指拧紧位置，诸如蚀刻、凹口、滚花、带颜色的区段、带颜色的带、槽、带颜色的槽或带、环或其它连接物体的边界将标示恰当的初始拉紧位置，而带螺纹的螺柱件1100的端部1135或其它边界将标示接头组件10的后面重构建的最大轴向长度。这些实施例在确定诸如图33中所示的那些接头的恰当拉紧是有帮助的。在这些接头中，间隙或凹口1150位于接头的前端面1152中，而诸如图33中所示的工具1155用于拧紧或松开接头。
已参考优选的及示例性的实施例描述了本发明。在阅读和理解本说明书的基础上，会产生改良及变换。本文的意图是所有这些改良及变换的范围都纳入所申请的发明或其等效物之中。
权利要求
1.卡套式管接头的固有测量组件，包括连接本体，它具有带螺纹端部和斜锁表面(camming surface)，斜锁表面与装在连接本体中的至少一个卡套的尖头结合；带螺纹的连接螺母，它与连接本体的所述带螺纹端部相配；在带螺纹的螺母体上的可视感觉到的标记，当接头处于手指拧紧状态时标记是可看见的，而在接头已被组装在管子端部到达初始拉紧位置时标记基本是看不到的。
2.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是滚花。
3.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是带颜色的区段。
4.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是带颜色的带。
5.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是环。
6.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是一个或多个蚀刻部分。
7.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是槽。
8.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是凹口。
9.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记位于所述连接螺母的颈部上。
10.如权利要求1的固有测量组件，其特征在于连接本体的一部分是被硬化加工的。
11.卡套式管接头的固有测量组件，包括连接本体，它具有带螺纹端部和内斜锁表面(internal cammingsurface)；带螺纹的连接螺母，它与所述连接本体的带螺纹端部相配；至少一个卡套，被保持在连接固有部，使得卡套尖头与斜锁表面结合；和在连接螺母上的可视感觉到的标记，其中所述标记含有第一边界及第二边界；其中所述第一边界对应于初始拉紧位置，而所述第二边界对应于最大拉紧位置。
12.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是滚花。
13.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是带颜色的区段。
14.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是带颜色的带。
15.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是环。
16.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述第一边界及第二边界是蚀刻部分。
17.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是槽。
18.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记是凹口。
19.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于所述可视感觉到的标记在所述连接螺母的颈部上。
20.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于连接本体的一部分是被硬化加工的。
21.如权利要求11的固有测量组件，还包括第三边界，当接头处于手指拧紧状态时第三边界是可看到的，而当接头处于初始拉紧位置时第三边界通常是看不见的。
22.如权利要求11的固有测量组件，其特征在于连接本体的一部分是被硬化加工的。
23.卡套式管接头的固有测量组件，包括连接本体，它具有带螺纹端部和装在连接固有的至少一个卡套；带螺纹的螺柱件，它具有与连接本体的所述带螺纹端部相配的带螺纹部分，使得当拧紧时带螺纹的螺柱件的端部变得基本与连接本体对齐；位于所述带螺纹的螺柱件上的固有测量装置，其中所述固有测量装置在所述带螺纹的螺柱件被恰当拉紧时进行指示。
24.如权利要求23的固有测量组件，其特征在于所述固有测量装置含有所述带螺纹的螺柱件的所述带螺纹部分的端部和带螺纹的螺柱件的端部，所述带螺纹的螺柱件的所述带螺纹部分的所述端部与所述带螺纹螺柱件的所述端部之间具有轴向长度，所述长度提供了关于组件的拉紧的信息。
25.如权利要求24的固有测量组件，其特征在于当所述带螺纹的螺柱件的所述带螺纹部分的所述端部与所述连接本体的前端面对准时，带螺纹的螺柱件处于手指拧紧位置；而当所述带螺纹的螺柱件的所述端部与所述连接件的所述前端面对准时，带螺纹的螺柱件处于拉紧位置。
26.如权利要求24的固有测量组件，其特征在于当所述带螺纹的螺柱件的所述带螺纹部分的所述端部与所述连接本体的前端面对准时，带螺纹的螺柱件处于初始拉紧位置；而当所述带螺纹的螺柱件的所述端部与所述连接件的所述前端面对准时，带螺纹的螺柱件处于最大拉紧位置。
27.如权利要求23的固有测量组件，还包括一个标记，其中所述带螺纹的螺柱件的所述带螺纹部分的所述端部、所述带螺纹的螺柱件的所述端部及所述标记，每个都指示所述组件的拉紧位置。
28.如权利要求23的固有测量组件，其特征在于连接本体的一部分是被加工硬化的。
29.如权利要求23的固有测量组件还包括用于拧紧所述带螺纹的螺柱件的工具。
30.卡套式管接头的固有测量组件包括(a)连接本体，它具有带螺纹端部和斜锁表面，斜锁表面与装在连接固有的至少一个卡套的尖头结合；(b)带螺纹的连接螺母，它与连接本体的所述带螺纹端部相配；和(c)指示拉紧位置的至少3个标记；(i)第一标记指示手指拧紧位置；(ii)第二标记指示初始拉紧位置；和(iii)第三标记指示最大拉紧位置。
31.如权利要求23的固有测量组件还包括位于所述第一与第二标记之间的轴向长度，其中当所述组件处于初始拉紧位置时所述轴向长度基本上看不到。
全文摘要
具有连接螺母(1100)、连接本体(1000)及至少一个卡套这种形式的卡套式管接头的固有测量装置(10)包含精密制成在连接螺母上的标记，标记是可视感觉到的，它指示管接头组件的拉紧位置。
文档编号F16L19/075GK101018968SQ200580030468
公开日2007年8月15日 申请日期2005年9月1日 优先权日2004年9月13日
发明者P·C·威廉斯, L·E·约翰斯顿, J·D·卡科西亚克, G·A·巴布德尔, S·S·莫赫 申请人:斯瓦戈洛克公司