用于波纹不锈钢管件的具有隆起缘的密封装置的制作方法

文档序号:5729699阅读:319来源:国知局
专利名称:用于波纹不锈钢管件的具有隆起缘的密封装置的制作方法
技术领域
本发明是关于气体与液体管道系统(piping system),且更具体地, 关于在一段波纹管件(corrugatedtubing)与接头(fitting)之间形成密 封的装置和方法,该接头以隆起缘与密封装置结合,且能控制密封轮 廓(sealing profile )。
背景技术
本申请案主张享有在公元2006年5月24日提出的美国专利申请 案号第11/440,740号与在公元2007年2月20日提出的美国专利申请 案号第11/708,825号的利益,这些申请案的揭露内容全部在此并入以 供参考。
已知有利用波纹不锈钢管件(「CSST」)和接头的气体与液体管道 系统。这样的管道系统可设计成结合高达约0.03百万帕斯卡(MPa) 或更多的升高的气体压力来使用,且在安装容易和速度、消除现场量 领"与减低需要例如弯管、T字形物、和连接器的某些接头方面上,提 供优于传统硬的黑铁矿管道系统的优势。令人不满意的是,常见使用 在CSST系统的一些接头包括会随时间而恶化的纤维密封垫片、或遭 受到可靠度问题的预外展(pre-flared)管件端。
不需要使用密封垫片的适当的自动对位与自动外展的接头组合件 系揭露在Mau的美国专利案第6,173,995号(「,995专利」)中,该案 在此并入作为参考。该,995专利系由本申请案的受让人Titeflex Corporation所拥有,且揭露和半挠性的、回旋的管件或管道一起使用 的自动外展的接头组合件,包含CSST系统。该接头组合件包括外 部带螺纹的转接器,其具有分成多个不同直径的区段的管路接收内径; 螺帽,其装到该转接器的第一端;以及开口衬套(split bushing)组合 件,其具有至少两个内部间隔的肋(rib),用来啮合该波纹管件的周围 沟槽的的,如该'995专利的第2至5图中所示。在该,995专利中揭露的该接头组合件系通过压紧在该转接器的内部停止肩部(shoulder)与 该开口衬套组合件的一端之间的端波纹(end corrugation)或回旋以形 成密封。如该,995专利的第3和4图所示,用来形成金属对金属密封 的密封表面是实质平坦的。根据上述机制形成的密封可适合用来避免 气体和/或液体经由该管件和接头连接而渗漏。然而,在一些例子中, 可能需要额外的扭力以在较大、较硬的管件上产生密封,这些管件可 能有例如凹部(dent)或焊接瑕疵的一些微小缺陷。
期望的是,能够提供确保在管件和接头之间有适当密封的改良的 密封配置。此种密封配置可较佳地与其它接头配置与其它管道和管件 系统来结合使用,特别是那些设计来传送气体和/或液体的管道和管件 系统。
在被设计以使用在CSST系统的一些接头中,该管件的端波纹系 被压紧以形成金属对金属的密封。此种密封配置的例子系包括Albino 等人的美国专利案第6,428,052号、Edler的美国专利案第6,877,781号、 与Moner的美国专利案第6,908,114号。然而,根据在这些专利中所揭 露的接头,密封系通过对着大致平坦的密封表面压紧该端波纹来完成。
期望的是,提供组构成用以连接一段波纹管件的改良的接头,其 中,该接头系以改良的密封几何(sealing geometry)与密封装置结合。 该接头与相关的密封装置和方法应该能克服目前可用的接头和密封配 置的缺点,这些目前可用的接头和密封配置是利用大致平坦的表面来 形成密封。而且,期望的是能够提供一种密封装置和方法,在该装置 和方法中能够控制一个或多个折叠波纹的外径,从而获得期望的密封 轮廓。

发明内容
提供结合具有多个隆起缘的密封装置的接头,用以连接该接头到 一段管件,例如一般使用在气体和液体管道系统的波纹不锈钢管件 (CSST)。本发明也包含使用该隆起缘来密封该接头到一段管件的方 法。本发明的该密封装置和方法还可用来连接两个接头。
根据本发明,密封隆起缘系形成在该接头的至少一个表面上,其 中,该隆起缘表面可取代在传统接头中的大致平坦表面。该密封隆起缘较佳地包括具有变化的形状、间隔、和密封面几何的环状隆起缘, 且可以不同材料来制造。
在此所描述的不同实施例中,结合本发明的该密封装置的该接头
可与一段管件形成金属对金属的密封(metal-to-metal seal),其中,该 密封较佳地通过折叠或压縮该段管件的至少一个波纹而形成。举例来 说,该管件的该端波纹可被密封到该接头,因而形成金属对金属的密 封。如在此所使用的,该术语「端波纹」包含该管件的一个或多个波 纹,且可包括约1至3个末端波形(endmost corrugation),以至于一个
或多个波形系较佳地被该密封装置所折叠及密封。
该金属对金属的密封系较佳地以不需要使用有时候使用在传统接 头的垫片或弹性体的方式来形成,其中,该垫片或弹性体的存在会因 为聚合物链的降解(degradation)和聚合物材料的吸取(leeching)(硬 化与剖面收縮)而使得该密封变得较不结实且不可预料,从而负面影 响长期的耐久性。此外,在依据本发明的该金属对金属密封中使用多 个隆起缘形成似隆起缘的几何,可提供优于传统密封技术(一般利用 平坦或平滑密封表面)的显著优势。举例来说,该密封隆起缘系通过 呈现出特征(亦即,该隆起缘)而易于形成更结实的密封,该隆起缘 会产生集中的环状应力和/或对于未对准或组件制造差异具有至少一些 总容忍度的变形环(deformation ring),因此避免掉传统接头所烦扰的 耐久性与可靠性问题。
根据本发明,用来形成该金属对金属密封的该隆起缘系以将密封 压力最大化的方式间隔开来,并产生应力集中和/或局部变形,以求产 生下列其中至少一个较低扭力的密封、在较硬管件上的密封、或在
可具有至少一个例如凹部或焊接点的微小瑕疵的管件上的密封。该密 封装置系对于密封使用在气体和液体管道系统中的接头中的管件的端 波纹是特别有用的。
可通过折叠在接头的第一和第二密封表面之间的端波纹以形成密 封。其中至少一个该密封表面系较佳地形成有多个隆起缘,包含至少 一个端隆起缘和一个或多个内部隆起缘。在该隆起缘之间的尺寸、形 状、几何、和间隔系决定以将密封压力最大化,且可导致局部应力集 中。合适的隆起缘形状包括U形、V形、和例如平坦形状、弧形、和曲线的其它不同组构。该隆起缘系可由不同材料所制成,例如不锈钢、
黄铜(brass)、和塑料。
根据本发明的第一较佳实施例,管件的至少一个波纹系密封在第 一和第二密封表面之间,其中,至少一个该密封表面系较佳地形成有 隆起缘。更具体来说,密封系在转接器的停止肩部(stop shoulder)或 主体之间实现,其中,该停止肩部系定义该第一密封表面,而该第二 表面构成衬套的至少一部分。
根据本发明的第二和第三较佳实施例,管件的该至少一个波纹的 折叠外径系受控制以产生实质圆形的轮廓或形状。在该第二实施例中, 该主体的内径系改变大小以保持所折叠的端波纹的大致圆形形状,其 中,该端波纹系在密封过程中可接触该主体的内壁。在该第三实施例 中,该衬套的内径系改变尺寸以保持所折叠的端波纹的大致圆形形状, 其中,该端波纹系在密封过程中可接触该衬套的内壁。在该第二和第 三实施例中,该主体或衬套的该内壁系分别地限制该端波纹的向外移 动,以至于该主体或衬套的内径与该端波纹基本上形成干涉配合 (interference fit)。结果,所折叠的端波纹系具有大致圆形形状,且仍 保持与该段长度管件的剩余部分实质同轴。
该一个或多个折叠的波纹的外径的控制系通过允许该管件接触该 接头和/或该衬套的该主体的内壁来达成,如在该第二和第三实施例中 所提供的。通过形成具有圆形轮廓或形状的该一个或多个折叠的波纹, 合适的密封接触系在该第一和第二密封表面与该折叠的波纹之间产 生,因此提供了可靠的密封。
本发明的其它态样和实施例在以下讨论。


为了更完整了解本发明的性质和期望的目的,将配合附加的图式 来参考下列叙述的实施方式,其中,相同的组件符号代表遍及各图中 的对应部分,且其中
图1为容置在接头中的一段波纹管件的剖面侧视图,其根据本发 明的第一范例实施例而结合密封装置,-
图2为穿过在图1中所描述的该管件和接头的剖面图;图3为图2的该管件和接头的放大剖面图4为依据图3的进一步放大的剖面图,其显示出密封隆起缘的 较多细节;
图5为根据本发明的结合密封装置的该接头的分离剖面侧视图; 图6为显示出图5的该密封装置的更多细节的放大剖面侧视图; 图7为根据本发明的结合密封装置的接头的斜视图; 图8为显示在图7中的该密封装置的放大斜视图; 图9为根据本发明而描述密封隆起缘的第一例子的示意图; 图IO为根据本发明而描述密封隆起缘的第二例子的示意图; 图11为具有在本发明中是有用的平坦面的密封隆起缘的示意图; 图12为具有在本发明中是有用的弯曲面的密封隆起缘的示意图; 图13A至13B为根据本发明的第二范例实施例而结合密封装置的 接头的剖面图14为能够被在图13A至13B和/或其它实施例中所述的该接头 所密封的一段管件的斜视图;以及
图15A至15B为根据本发明的第三范例实施例而结合密封装置的 接头的剖视图。
主要组件符号说明
管件10、 110、 210
波纹12
端波纹10a、 13、 110a、 210a 外罩14、 114、 214 接头20、 120、 220 主体(转接器)22、 122、 222 螺帽24、 124、 224 衬套26、 126、 226
内肋28a、 28b、 128a、 128b、 228a、 228b
第一端30
停止肩部32、 132、 232
端隆起缘40
内隆起缘42隆起缘50、 60 平坦面52 曲面62 密封区域lll 内壁122a、 226a 接触点127、 22具体实施例方式
参照下列定义可大致清楚了解本发明
如同使用在说明书和权利要求书中的,单数形式的「一(a)」、「一 (an)」和「该(the)」包括有复数参照,除非该内容清楚地以别的方 式指出。
如同在此所使用的,术语「波纹不锈钢管件」和「CSST」指的是 可容纳腐蚀性的或侵蚀性的气体或液体的任何形式的半挠性管件或管 道,且包括(但不限于)由热塑性塑料(thermoplastics).金属或金属 合金材料所制成的半挠性管件或管道,例如以烯烃为基础的 (olefin-based )塑料(例如聚乙烯(polyethylene) ( PE ))、氟碳 (fluorocarbon)聚合物(例如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene) (PTFE))、碳钢、铜、黄铜、铝、钛、镍、与上述的合金。
根据本发明的接头系结合具有隆起缘几何的密封装置,较佳为多 个密封隆起缘设于至少一个密封表面上。该接头可连接到一段管件, 例如通常使用在气体和液体管道系统的波纹不锈钢管件(CSST)。或 者,该管件可连接到使用该隆起缘几何的另一接头。
在此描述的不同实施例中,结合本发明的该密封装置的该接头系 与一段管件形成金属对金属密封,其中,该密封系较佳地通过折叠或 压紧该段管件的至少一个波纹来形成。举例来说,该管件的该端波纹 可密封到该接头,因此形成金属对金属密封。根据本发明而在该金属 对金属密封中使用以隆起缘为基础的几何,相较于利用大致平坦或平 滑的密封表面的传统密封技术而言是可改善可靠度和耐久性的。此外, 具有该隆起缘几何的密封装置可减少在密封中的接触面积,这样可产 生使用该相同施力的更高密封压力。参照图1至4,显示出根据本发明的密封装置的第一范例实施例, 其中,该密封装置系结合到被连接到一段管件(例如,使用在气体和
液体管道系统中的波纹不锈钢管件(CSST))的接头中。
如图1中所显示,接头20可连接到一段管件10,其中,该管件
10视需要地加上外罩,也就是,被由聚乙烯或相似材料所制成的平滑
外罩14所覆盖。或者,该管件IO可设成没有外罩。至少一部份的该
外罩14可在形成将该接头20与该管件10连接的密封之前被移除。如
图1中所显示的,该管件IO包括多个螺旋或波纹12。
参照到图2和3,该接头20系连接到该管件10,而密封系通过折
叠该管件10的端波纹来形成。该接头20的基本组件系实质与在此并
入作为参考的Mau的美国专利案第6,173,995号中所述的基本组件相
同。举例来说,该接头20较佳地包括具有用来容置该管件10的内径
的主休或转接器22,其中,该转接器22可包括具有不同直径的区段。
该接头20也包括具有内径和停止肩部的螺帽24。此外,开口衬套26
系容置在该转接器22中,其中,该开口衬套26可具有一对半圆形的
半衬套的内径、与用来啮合在该管件10中的周围沟槽的至少两个间隔
分开的内肋(intemalrib) 28a和28b。至少该转接器22和该开口衬套
26形成有密封表面,且可分别视作该接头的第一和第二组件。各种组
件的互连通过折叠该管件10的端波纹以形成密封的细节系在美国专利
案第6,173,995号中提供。因此,形成密封的方式将不在此进一步描述。
如在图4中所显示的,当以在美国专利案第6,173,995号中所提供
的方式来使用上述组件以实现密封时,该转接器22的停止肩部32定
义出第一密封表面,该第一密封表面较佳地包括在下方将进一步详细
讨论的多个密封隆起缘。该内肋28a的第一端30作为第二密封表面,
其中,该第二密封表面可为大致平坦的。虽然端波纹的该密封系描述
关于停止肩部和该内肋的第一端,但是可使用其它形式的密封表面,
包括不同于那些描述或显示在图1至4中的组件。本发明系包含任何
密封机制,举例来说,用于将管件与接头连接的密封机制,或是利用 在至少其中一个密封表面上的密封隆起缘连接两个接头的密封机制。
参照图4,密封隆起缘较佳地是设在该内肋28a的该第一端30上 或设在该停止肩部32上、或可举例来说,以伸縮接头(accordion)的配置方式设在该第一端30和该停止肩部32两者之上。为了图标的目 的,在此描述的该密封隆起缘系设于该停止肩部32上。经由在该,995 专利中描述较多细节的机制,该管件10的端波纹13系在该第一和第 二密封表面之间压紧或折叠以形成密封。
参照图5至8,该接头的该转接器22系显示为隔离的,用以图标 该第一密封表面的细节。由该转接器的该停止肩部32所定义的该第一 密封表面较佳地包括与多个内隆起缘42间隔分开的至少一个端隆起缘 40。该至少一个端隆起缘40可包括形成在靠近或邻接该停止肩部32 的一端的一个或多个隆起缘,如图6中所显示。为了形成最佳的密封, 该内隆起缘42系与该端隆起缘40间隔一预定距离,其中,最佳间距 可依据在该密封接口中的局部应力而决定。 一般说来,期望的是使用 多个隆起缘来取代平坦密封面,以求利用该端波纹将接触区域最小化, 从而增加局部接触力并导致密封压力与产生集中应力的区域。
举例来说,图9和10图标地描述由不同密封装置所产生的应力集 中,包括具有两个内隆起缘42的密封装置的第一例子(见图9),与具 有三个内隆起缘42的密封装置的第二例子。 一个或多个内隆起缘42 的使用系依据所期望的密封压力和预期的应力负载集中(stress load concentration)来决定。 一般说来,较大量的内隆起缘系应该用来密封 具有较大圆周的管件,举例来说,较大尺寸的波纹管件。同样地,较 少量的内隆起缘系应该用来密封较小圆周尺寸的管件。
根据本发明而用作为该隆起缘密封表面的该停止肩部32系描述在 图7和8中。该停止肩部32系较佳地沿着周围的方式围绕该转接器22 延伸,且设于该停止肩部32的该隆起缘40和42系可围绕该停止肩部 32延伸达360。,最好是围绕该停止肩部的该整个周围。
该隆起缘40和42可以不同形状和尺寸来提供,且具有不同形式 的面。如图11中所显示,根据隆起缘的一个例子,该隆起缘50系为V 形且具有大致平坦面52。在图12中,根据另一个例子,隆起缘60系 为U形且具有曲面62。可依照具体应用以选择不同形状,例如V形尖 端和凹处、U形尖端和凹处、混合U和V形的尖端和凹处、弯曲的尖 端和凹处、与例如平坦形状、弧形、和曲线的不均匀或不同的尖端和 凹处形状。该密封面几何系可依据具体应用来选择,且可包括圆锥形状、平坦面、或曲面。
在隆起缘40和42之间的间隔系可以最佳化局部应力集中、以及 在折叠至少一个波纹时达成形成最佳密封的设计的方式来决定。举例 来说,该隆起缘42可以从该端隆起缘40到第一个该隆起缘42之间的 较大距离均匀地间隔,如图10中所示,其中,这样的组构系可施加期 望的集中密封压力到所折叠的端波纹的特定区域上,以更佳防止展开 (unfolding)和所折叠波纹的过早失败。以此方式,至少一个该隆起 缘40和42可当作主要的密封隆起缘。或者,该隆起缘可以不同方式 来分离间隔以集中主要的密封在另一该隆起缘40和42中。
该隆起缘系可由使用在该转接器22的材料所制成,例如不锈钢, 或可由例如黄铜和不同塑料的其它材料所制成。密封系较佳地完成俾 以防止气体和/或液体从该管件中漏失。本发明的该密封装置可用来连 接具有接头的管件、连接两个接头、或连接其它形式的组件。
再次参照到图9和10,尖端应力集中系由显露出彼此较紧密的线 来表示。举例来说,如预期地,压縮应力集中系最接近该隆起缘的该 密封面。该隆起缘的配置、与在每个该内隆起缘42之间决定的最佳间 距、以及从该端隆起缘40到第一个该内隆起缘42的最佳间距系可变 更。术语「端隆起缘」系包含与该内隆起缘42间隔分开的一个或多个 隆起缘,且以达成最佳密封接口为目的。如在图9和10中所示,该隆 起缘的变形或局部屈服(yielding)可产生环状密封环,该环状密封环 可提供相对于平面或圆锥的接口还要好的密封。
如图11和12所示,范例隆起缘50和60标示有不同的尺寸。这 样的尺寸A、 B、 H、和W可经过变化以适合给定的应用。此外,如上 所描述的,隆起缘间隔系可变化以造成最佳密封状况。通过变化该密 封面的宽度W,可获得平坦或陡的尖端。参照到图12,可变化半径R 的尺寸,或该半径可消除成为无半径(non-mdial)的形状。
结合密封装置的接头的第二和第三实施例系分别地描述在图13A 至13B和图15A至15B中。图14系描述一段波纹管件,最好是具有 由图14中的该虛线所识别的隆起缘密封区域111的不锈钢波纹管件。 显示在图14中的该管件系具有组构来使用在描述在此的该第二或第三 实施例、或本发明的其它实施例中的大致圆形隆起缘密封区域。出现在对于该第一实施例的组件具有相似结构和/或功能的图13A至13B和 图15A至15B的该第二和第三实施例中的类似组件系加上「1」或「2丄 以表示该相似结构。
参照到图13A至13B的该第二实施例,接头120系连接到一段管 件IIO,其中,该管件110视需要地加以外罩,且可脱去外罩114以暴 露该管件的至少一个波纹,举例来说,至少一个端波纹110a。该端波 纹110a系也描述在图14中,其中,虚线表示该管件110的该隆起缘密 封区域111。尤其是,在根据本发明的该第二和/或第三实施例而密封 该端波纹110a后,该端波纹110a将沿着该隆起缘密封区域111被折叠 或压紧,因此在该端波纹110a的折叠和/或压紧后产生大致圆形的轮 廓。
再次参照到图13A至13B,该接头120的组件系与在图3和4的 该第一实施例中所描述的那些组件大致相同。该接头120系包括具有 用来容置该管件110的内径的主体(或转接器)122。该接头120也包 括容置在该接头的该主体122中的螺帽124和开口衬套126。如图13A 中所示,该开口衬套126系包括用来啮合该管件110的周围沟槽的至 少二个间隔分离的内肋128a和128b。该内肋128a和128b系可啮合并 对准该开口衬套126中的该管件110和/或外罩114,因此将该管件110 置中于该接头120内,使得该管件110的至少一个波纹被容置在该主 体122和该开口衬套的密封表面之间。该内肋128a和128b也提供应 变释放(strain relief),其中,该波纹管件的外径系啮合该开口衬套126。 此外,该开口衬套126可包括与该管件110和/或外罩114接触的一个 或多个额外的接触点127,用来对准在该接头120内的该管件110并释 放应变。换句话说,该幵口衬套包括不同接触点或区域,用来接触可 提供对准和应变释放功能的该管件和该外罩的至少其中一个。
至少该主体122和该开口衬套126系形成有密封表面,其中,该 主体122具有定义第一密封表面的停止肩部132。在图13A至13B中, 该停止肩部132系形成有多个隆起缘;或者,该第一密封表面可为平 坦的。
该接头120的上述组件的结构和功能系与描述关于该第一实施例 的那些组件大致相同。然而,在图13A至13B的该第二实施例中,当在该第一和第二密封表面之间折叠时,该主体122系具有变化尺寸的 内壁122a,以产生该管件的该端波纹110a的大致圆形形状或轮廓。换 句话说,该主体122的内径系变化尺寸以保持该折叠的端波纹110a的 大致圆形形状,其中,该端波纹110a系可在密封过程中接触该内壁 122a。通过在该端波纹110a和该内壁122a之间的此接触的优点,该端 波纹110a系较佳地对准并置中在该管件110之上,因此产生该端波纹 110a的大致圆形密封轮廓。
如图13B中所示,当该端波纹110a被容置在该第一和第二密封表 面之间时,该主体122的该内壁122a会限制该端波纹110a的向外移动。 换句话说,在该内壁122a和该端波纹110a之间的接口限制该端波纹 110a的外径,使得该主体122的内径(也就是该内壁122a)与该端波 纹110a基本上形成干涉配合。因此,该折叠的端波纹具有大致圆形形 状,且仍是与该段管件的剩余物实质同轴。
参照到图15A至15B,该接头220的组件包括具有用来容置一段 管件210的内径的主体(或转接器)222。该接头220也包括容置在该 接头的该主体222中的螺帽224和开口衬套226。在图15A至15B的 该第三实施例中,该接头220系形成有可啮合与对准在该开口衬套226 内的该管件210和/或外罩214的内肋228a和228b,以至于该管件210 的至少一个端波纹被容置在该主体222和该开口衬套226的密封表面 之间。该内肋228a和228b也提供应变释放,其中,该波纹管件的外 径啮合该开口衬套226。此外,该开口衬套226系包括与该管件210 和/或外罩214接触的一个或多个额外接触点227,用来对准该接头内 的该管件并释放应变。换句话说,该开口衬套226包括不同接触点或 区域,用来接触可提供对准和应变释放功能的该管件210和该外罩214 的至少其中一个。
至少该主体222和该开口衬套226形成有密封表面,其中,该主 体222具有定义第一密封表面的停止肩部232 (见图15B)。在该第三 实施例中,该停止肩部232形成有多个隆起缘;或者,该第一密封表 面可为平坦的。
该接头220的上述组件的结构和功能系与描述关于该第一实施例 的那些组件大致相同。然而,在图15A至15B的该第三实施例中,当
16在该第一和第二密封表面之间折叠时,该衬套226具有改变尺寸的内 壁226a,以用来产生该管件的该端波纹210a的大致圆形形状或轮廓。 换句话说,该衬套226的内径系改变尺寸以保持该折叠的端波纹210a 大致圆形形状,其中,该端波纹210a可在密封过程中接触该内壁226a。 通过在该端波纹210a和该内壁226a之间的此接触的优点,该端波纹 210a系适当地对准与置中在该管件210上,因此产生该端波纹210a的 大致圆形密封轮廓。该内壁226a也可当作密封表面,使得该管件的该 端波纹210a系以约0至10度的锥形角对着该内壁226a来密封,最佳 为约5度。
如图15B中所示,当在该第一和第二密封表面之间容置该端波纹 210a时,该衬套226的该内壁226a会限制该端波纹210a的向外移动。 换句话说,在该内壁226a和该端波纹210a之间的接口限制该端波纹 210a的外径,以至于该衬套226的内径(也就是该内壁226a)与该端 波纹210a基本上形成干涉配合。因此,该折叠的端波纹具有大致圆形 形状,且仍是与该段管件的剩余部分实质同轴。
分别根据描述在图13A至13B和图15A至15B中的该第二和第三 实施例,相较于可从图3至4的该第一实施例中的该端波纹10a的折 叠与密封而产生的椭圆形状,该端波纹110a或210a的折叠直径可被控 制以产生实质圆形轮廓或形状。虽然该折叠的端波纹的椭圆形状在某 些应用中产生合适的密封轮廓,但是在其它应用中,期望的是产生近 似剩余的该波纹管件的形状的密封轮廓。这样的圆形轮廓或形状也确 保在第一和第二密封表面之间造成合适的接触与至少一个折叠的波 纹。此外,在该第一和/或第二密封表面设有隆起缘之处,圆形轮廓可 确保在该隆起表面和该折叠管件之间的适当接触。换句话说,通过控 制该折叠管件的外径,该管件可合适地在该隆起缘上对准(同轴),因 此产生较可靠的密封。该一个或多个折叠波纹的外径的控制是通过允 许该管件来接触该接头和/或该衬套的该主体的内壁而达成,如在该第 二和第三实施例中所提供的。
根据本发明,术语「端波纹」包含该管件的一个或多个波纹,举 例来说,大约1至3个末端波纹,使得一个或多个波纹可被该密封装 置来折叠与密封。在此描述的该隆起密封表面可以不同轮廓来形成,如前面所描述 的。举例来说,可使用合适的剖面,其中,该隆起缘可具有一个或多
个下列形状:锥形的、螺旋状的(toroidal)、椭圆的、拋物线状的、和 平滑曲线(spline)。此外,在该衬套和该主体之间的接口可为笔直的 或锥形的,其中,锥形可经过变化以适合特定应用。合适的锥形衬套 可具有锥形形状、桶状、或其它适当的组构。
该密封装置已参照密封隆起缘的不同实施例和例子来描述,其中, 隆起缘的数量和/或形式是变化的。在本发明的范畴内提供一种包含隆 起缘的密封装置,该隆起缘具有多于一个所揭露的实施例的特性、或 以随着所揭露的实施例变化的方式来组构。
或者,在该第二和第三实施例中,可以不需要隆起缘而形成该第 一和第二密封表面。在这样的实施例中,可通过控制该一个或多个折 叠波纹的外径来适当地控制密封,因此产生大致圆形密封轮廓。
根据本发明而密封一段管件到接头的方法可包括下列步骤提供 该段波纹管件;提供具有第一密封表面的主体;提供容置在该主体中 的衬套,该衬套具有第二密封表面,该第二密封表面组构成将该第一 密封表面与容置在该第一和第二密封表面之间的该管件的至少一个波 纹嚯合;在该第一和第二密封表面的至少其中一个上形成多个隆起缘; 以及折叠在该第一和第二密封表面之间的该至少一个波纹,使得该隆 起缘接触该至少一个波纹以形成密封,其中,该衬套和该主体的至少 其中一个会变化尺寸以保持该至少一个波纹的X致圆形形状。
本发明也包含经由管道或管件来传送气体和液体的方法,其中, 至少一段管件密封到上述所提供的接头。该方法可包括传送该气体和 液体到例如锅炉、熔炉、或火炉的装置。 ^
本发明还包含用来安装在例如商业或住宅建筑的结构中的管道或 管件的方法,其中,该安装方法包括以上述提供的方式来安装被密封 到接头的至少一段管件。举例来说,该管道或管件系统可利用CSST 管件和接头。
虽然以利用特定术语来描述本发明的较佳实施例,但是这样的描 述只是作为例示的目的,且应了解到,可在不违反该下列权利要求书 的精神和范围下作改变和变化。在此提到的所有专利、公开的专利申请和其它参考资料的全部内 容在此全部并入作为参考。
权利要求
1、一种用于将一段波纹管件连接至接头的密封装置,包括该接头,包含具有第一密封表面的主体;衬套,容置在该主体中,该衬套具有用于将该第一密封表面与该管件的至少一个波纹啮合的第二密封表面,该管件的该至少一个波纹容置在该第一和第二密封表面之间;以及多个隆起缘,形成在该第一和第二密封表面的其中至少一个上,使得该隆起缘接触至少一个波纹以形成密封,其中,该衬套和该主体的其中至少一个变化尺寸以保持该至少一个波纹的大致圆形形状。
2、 如权利要求l所述的密封装置,其中,该至少一个波纹在该第 一和第二密封表面之间被折迭与密封之后具有实质上圆形轮廓。
3、 如权利要求l所述的密封装置,其中,该第一密封表面形成在 该主体的停止表面上。
4、 如权利要求1所述的密封装置,其中,该第二密封表面形成在 该衬套的内肋上。
5、 如权利要求l所述的密封装置,其中,该主体的内径变化尺寸 以保持该至少一个波纹的该大致圆形形状。
6、 如权利要求5所述的密封装置,其中,配置该主体的该内径以 接触该至少一个波纹的外径。
7、 如权利要求6所述的密封装置,其中,该主体的该内径与该至 少一个波纹形成干涉配合。
8、 如权利要求l所述的密封装置,其中,该衬套的内径变化尺寸以保持该至少一个波纹的该大致圆形形状。
9、 如权利要求8所述的密封装置,其中,该衬套的该内径与该至 少一个波形形成干涉配合。
10、 如权利要求8所述的密封装置,其中 额外密封表面。
11、 如权利要求1所述的密封装置,其中 用于对准该衬套中的该管件的内肋。
12、 如权利要求ll所述的密封装置,其中 管件和该衬套之间提供应变释放。
13、 如权利要求1所述的密封装置,其中 少一个端隆起缘和至少一个内隆起缘。
14、 如权利要求13所述的密封装置,其中 包含多个内隆起缘。
15、 如权利要求14所述的密封装置,其中 以预定的距离与该多个内隆起缘的第一个间隔分离,以使密封压力最 大化。
16、 如权利要求14所述的密封装置,其中,该多个内隆起缘为U形。
17、 如权利要求14所述的密封装置,其中,该多个内隆起缘为V形。
18、 如权利要求14所述的密封装置,其中,该多个内隆起缘具有 平坦密封面。,该衬套的该内径作为 ,该衬套包含至少一个 ,该至少一个内肋在该 ,该多个隆起缘包含至 ,该至少一个内隆起缘 ,该至少一个端隆起缘
19、 如权利要求14所述的密封装置,其中,该多个内隆起缘具有 弯曲密封面。
20、 如权利要求14所述的密封装置,其中,该多个内隆起缘具有 圆锥形密封面。
21、 如权利要求1所述的密封装置,其中,该多个隆起缘为环状 凸起隆起缘。
22、 如权利要求1所述的密封装置,其中,该至少一个波纹为该 管件的端波纹。
23、 如权利要求1所述的密封装置,其中,该至少一个波纹被折 迭与密封之后大致与该管件同轴。
24、 一种用于将一段波纹管件连接至接头的方法,包括下列步骤: 提供该段波纹管件;提供具有第一密封表面的主体;提供容置在该主体中的衬套,该衬套具有用于将该第一密封表面 与该管件的至少一个波纹啮合的第二密封表面,该管件的该至少一个 波纹容置在该第一和第二密封表面之间;在该第一和第二密封表面的其中至少一个上形成多个隆起缘;以及折迭在该第一和第二密封表面之间的该至少一个波纹,使得该隆 起缘接触该至少一个波纹以形成密封,其中,该衬套和该主体的其中 至少一个变化尺寸以保持该至少一个波纹的大致圆形形状。
25、 如权利要求24所述的方法,其中,该至少一个波纹在该第一 和第二密封表面之间经过折迭与密封之后具有实质上圆形轮廓。
26、 如权利要求24所述的方法,其中,该主体的内径变化尺寸以 保持该至少一个波纹的该大致圆形形状。
27、 如权利要求26所述的方法,其中,配置该主体的该内径以接 触该至少一个波纹的外径。
28、 如权利要求26所述的方法,其中,该衬套的内径变化尺寸以 保持该至少一个波纹的该大致圆形形状。
29、 如权利要求28所述的方法,其中,该衬套的该内径作为额外 的密封表面。
30、 如权利要求24所述的方法,其中,该至少一个波纹被折迭与 密封之后大致与该管件同轴。
31、 如权利要求24所述的方法,还包括下列步骤 啮合该管件与该衬套的至少一个内肋。
全文摘要
本发明涉及一种以接头来密封一段管件的密封装置与方法,其中,该密封装置包括至少一个形成有多个隆起缘的密封表面。该密封装置对于密封用在气体与液体管道系统的接头中的管件的至少一个末端波纹而言是特别有用的。该接头是在该波纹被折叠在该隆起的密封表面和另一密封表面之间后改变尺寸,以保持大致圆形的该末端波纹。具体来说,该接头的一个或多个组件的内径可改变尺寸,以使该波纹管件会具有提供最佳密封的圆形轮廓。
文档编号F16L25/00GK101449095SQ200780018028
公开日2009年6月3日 申请日期2007年4月19日 优先权日2006年5月24日
发明者F·凯勒, S·迪凯特 申请人:泰特弗莱克斯公司
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