管连接器的制作方法

本发明涉及管道连接器，更具体地，涉及顶侧机械管道连接器。

技术实现要素：

顶侧机械管道连接器通常用于连接输送各种流体(例如，水，废物，排水等)或用于排气目的的管道。存在使用多种管夹持方法的各种小管道连接器，例如使用型锻，咬合，压制，扩口，机器开槽和狭缝型方法。然而，这些夹持方法可能涉及对管进行变形或加工，使得管将永久地改变形状。

在一个独立的方面，提供了一种管连接器，用于连接管道中的管。所述连接器可一般包括外本体，所述外本体形成有腔体；第一夹持环，所述第一夹持环支撑在所述腔体内，所述第一夹持环形成第一斜切口以允许所述第一夹持环减小直径以与其中之一管接合；第二夹持环，所述第二夹持环邻近所述第一夹持环；以及端部螺母，所述端部螺母形成收容所述第一夹持环和第二夹持环的螺母孔，螺母接合表面延伸至所述螺母孔内且能够与所述第一夹持环接合，所述端部螺母构造成用以相对于所述外本体径向向内移动以压缩并至少使所述第一夹持环与所述其中之一管接合。

在另一个独立的方面，提供了一种管连接器，用于连接管道中的管。所述连接器可一般包括外本体，所述外本体形成有腔体并设有延伸进入所述腔体内的径向表面；夹持环，所述夹持环支撑在所述腔体内，所述夹持环形成有斜切口以允许所述夹持环减小直径以与其中之一管接合；端部螺母，所述端部螺母形成收容所述夹持环的螺母孔，螺母接合表面延伸至所述螺母孔内且能够与所述夹持环接合，所述端部螺母构造成用以相对于所述外本体径向向内移动以压缩所述夹持环；密封件，所述密封件位于所述腔体内并位于所述径向表面和所述端部螺母之间，所述密封件能够接合于所述连接器的一部件和所述其中之一管之间；以及密封作动筒，所述密封作动筒支撑在所述腔体内，所述密封作动筒至少部分延伸进所述螺母孔内，所述端部螺母的轴向向内移动致使所述密封作动筒轴向向内移动以压缩所述密封件。

在另一个独立的方面，提供了一种将管连接器组装至管道中的至少一管的方法。所述连接器可包括设有腔体的外本体、支撑在所述腔体内并设有斜切口的第一夹持环、邻近所述第一夹持环的第二夹持环、以及设有螺母孔的端部螺母，所述螺母孔收容所述第一夹持环和第二夹持环，螺母接合表面延伸进入所述螺母孔内并能够与所述第一夹持环接合。所述方法可一般包括将第一管插入所述连接器；以及相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以压缩并使至少所述第一夹持环与所述第一管接合。

在另一个独立的方面，提供了一种将管连接器组装至管道中的至少一管的方法。所述连接器可包括设有腔体并设有延伸进入所述腔体内的径向表面的外本体、支撑在所述腔体内并设有斜切口的夹持环、设有螺母孔的端部螺母、位于所述腔体内的密封件、以及支撑在所述腔体内的密封作动筒，所述螺母孔收容所述夹持环，螺母接合表面延伸进入所述螺母孔内并能够与所述夹持环接合，所述密封件位于所述径向表面和所述端部螺母之间，所述密封作动筒至少部分延伸进入所述螺母孔内。所述方法可一般包括将第一管插入所述连接器；相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以压缩并使所述夹持环与所述第一管接合；以及通过所述端部螺母的轴向向内移动使所述密封作动筒相对于所述外本体轴向向内移动以在所述连接器和所述第一管之间压缩所述密封件。

在另一个独立的方面，提供了一种管连接器，用于连接管道中的管。所述连接器可一般包括：外本体，所述外本体形成有腔体；夹持环，所述夹持环支撑在所述腔体内，所述夹持环形成有间隙以允许所述夹持环减小直径以与其中之一管接合；以及端部螺母，所述端部螺母形成收容所述夹持环的螺母孔，螺母接合表面延伸至所述螺母孔内且能够与所述夹持环接合，所述端部螺母构造成用以相对于所述外本体径向向内移动以压缩并使所述夹持环与所述其中之一管接合。

在另一个独立的方面，提供了一种管连接器，用于连接管道中的管。所述连接器可一般包括：外本体，所述外本体形成有腔体并设有延伸进入所述腔体内的径向表面；夹持环，所述夹持环支撑在所述腔体内，所述夹持环形成有间隙以允许所述夹持环减小直径以与其中之一管接合；端部螺母，所述端部螺母形成收容所述夹持环的螺母孔，螺母接合表面延伸至所述螺母孔内且能够与所述夹持环接合，所述端部螺母构造成用以相对于所述外本体径向向内移动以压缩所述夹持环；密封件，所述密封件位于所述腔体内并位于所述径向表面和所述端部螺母之间，所述密封件能够接合于所述连接器的一部件和所述其中之一管之间；以及密封作动筒，所述密封作动筒支撑在所述腔体内，所述密封作动筒至少部分延伸进所述螺母孔内，所述端部螺母的轴向向内移动致使所述密封作动筒轴向向内移动以压缩所述密封件。

在另一个独立的方面，提供了一种将管连接器组装至管道中的至少一管的方法。所述连接器可包括设有腔体的外本体、支撑在所述腔体内并设有间隙的夹持环、以及设有螺母孔的端部螺母，所述螺母孔收容所述夹持环，螺母接合表面延伸进入所述螺母孔内并能够与所述夹持环接合。所述方法可一般包括：将第一管插入所述连接器；以及相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以压缩并使所述夹持环与所述第一管接合。

在另一个独立的方面，所述连接器可一般包括设有腔体并设有延伸进入所述腔体内的径向表面的外本体、支撑在所述腔体内并设有间隙的夹持环、设有螺母孔的端部螺母、位于所述腔体内的密封件、以及支撑在所述腔体内的密封作动筒，所述螺母孔收容所述夹持环，螺母接合表面延伸进入所述螺母孔内并能够与所述夹持环接合，所述密封件位于所述径向表面和所述端部螺母之间，所述密封作动筒至少部分延伸进入所述螺母孔内。所述方法可一般包括：将第一管插入所述连接器；相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以压缩并使所述夹持环与所述第一管接合；以及通过所述端部螺母的轴向向内移动使所述密封作动筒相对于所述外本体轴向向内移动以在所述连接器和所述第一管之间压缩所述密封件。

在另一个独立的方面，提供了一种管连接器，用于连接管道中的管。所述连接器可包括：外本体，所述外本体形成有腔体；夹持环，所述夹持环支撑在所述腔体内，所述夹持环形成有间隙以允许所述夹持环减小直径以与其中之一管接合；端部螺母，所述端部螺母形成收容所述夹持环的螺母孔，螺母接合表面延伸至所述螺母孔内且能够与所述夹持环接合，所述端部螺母构造成用以相对于所述外本体径向向内移动以压缩并使所述夹持环与所述其中之一管接合；以及销，所述销可活动地定位在所述间隙内以在所述端部螺母移动过程中限制所述夹持环的压缩。

在另一个独立的方面，提供了一种将管连接器组装至管道中的至少一管的方法。所述连接器可包括设有腔体并设有延伸进入所述腔体内的径向表面的外本体、支撑在所述腔体内并设有间隙的夹持环、设有螺母孔的端部螺母、可活动地定位在所述间隙内的销、位于所述腔体内的密封件、以及支撑在所述腔体内的密封作动筒，所述螺母孔收容所述夹持环，螺母接合表面延伸进入所述螺母孔内并能够与所述夹持环接合，所述密封件位于所述径向表面和所述端部螺母之间，所述密封作动筒至少部分延伸进入所述螺母孔内。所述方法可一般包括：将第一管插入所述连接器；相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以使所述夹持环与所述销接合从而限制所述夹持环朝向所述第一管的压缩；通过所述端部螺母的轴向向内移动使所述密封作动筒相对于所述外本体轴向向内移动以在所述连接器和所述第一管之间压缩所述密封件；之后，从所述间隙中移除所述销；以及，之后，相对于所述外本体轴向向内移动所述端部螺母以压缩并使所述夹持环与所述第一管接合。

通过阅读详细描述、附图和权利要求，对于本领域技术人员而言，本发明的独立特征和独立优点将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的管连接器的横截面示意图。

图2是图1的管连接器的分解示意图，例示了管连接器两侧的部件。

图3是图1的管连接器的分解示意图，例示了管连接器单侧的部件。

图4是图1的管连接器的横截面示意图。

图5是图1的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母和外本体之间的最大间隙。

图6是图1的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母和外本体之间减小的间隙。

图7是图1的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母和外本体之间进一步减小的间隙，其对应期望启动间隙尺寸。

图8是安装到管道中的图1的管连接器一部分的横截面示意图，例示了压力测试端口。

图9是用于启动图1的管连接器的手持式外部启动系统的各部件的多个立体示意图。

图10是图1的管连接器与图9的手持式外部启动系统的组合在各安装阶段的多个立体示意图。

图11是图1的管连接器与图9的手持式外部启动系统的组合在各安装阶段的多个立体示意图。

图12是安装到管道中的图1的管连接器一部分的横截面示意图，例示了压力测试端口。

图13是根据本发明一替代实施例的管连接器的横截面示意图。

图14是图13的管连接器的横截面示意图，例示了管连接器与两个连接的管接合。

图15是图13的管连接器一部分的横截面示意图，例示了夹持套筒与密封套筒之间的最大间隙。

图16是图13的管连接器一部分的横截面示意图，例示了夹持套筒与密封套筒之间减小的间隙。

图17是图13的管连接器一部分的横截面示意图，例示了夹持套筒与密封套筒之间进一步减小的间隙，其对应期望启动间隙尺寸。

图18是图13的管连接器一部分的横截面示意图，例示了压力测试端口。

图19A-19C例示了夹持环的各示意图。

图20是包括图19A-19C的夹持环的管连接器的分解示意图。

图21是图20的管连接器的横截面示意图。

图22是图20的管连接器的横截面示意图。

图23是图20的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母与外本体之间的最大间隙。

图24是图20的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母与外本体之间减小的间隙。

图25是图20的管连接器一部分的横截面示意图，例示了端部螺母与外本体之间进一步减小的间隙，其对应期望启动间隙尺寸。

图26是安装到管道中的图20的管连接器一部分的横截面示意图，例示了压力测试端口。

图27是根据本发明另一替代实施例的管连接器的立体横截面示意图。

图28A-28B是图27的管连接器做好安装准备的局部示意图。

图29A-29B是图27的管连接器在开始旋转端部螺母后的局部示意图。

图30是图27的管连接器在继续旋转端部螺母后的部分结构的立体横截面示意图。

图31是图27的管连接器的部分结构的立体横截面示意图，其中销被移除。

图32A-32B是图27的管连接器在继续旋转端部螺母后的部分结构的示意图。

图33是图27的管连接器的夹持环的立体示意图。

图34A-34E是图27的管连接器一部分的示意图。

图35是端部螺母、夹持环和定位销的一替代构造的立体示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、及类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。本文所使用的“由……构成”及类似措辞意为仅包含其后所列出之事项及其等同物。。

图1-4示出了根据本发明的实施例的夹持锁(grip-lock)管道连接器10。关于图1而言，所示的连接器10基本上关于中心竖轴对称，并且在一侧连接器10上引用的任何特征或元件同样属于连接器10的另一侧上的镜像特征或元件。作为示例，连接器10可以用于在1英寸至4英寸范围内的管道P(图8)上的地上使用并且具有大约150级(即31巴)的额定压力。在一些实施例中，连接器10可具有约300级(即78巴)的额定压力。

连接器10包括外本体14和一对端部螺母18，其相对于本体14沿轴向(即，沿着连接器10的纵向轴线)向内和向外移动，用于压缩保持在由连接器10限定的腔体内的各种部件。连接器10构造成用以夹持并流体连接管道P的第一管22和第二管26(图8)。端部螺母18和下面将描述的连接器10的各种其它部件均形成用于容纳管22、26的端部的圆柱形开口或孔28。

本体14具有在中间附近突出到腔体中的中心支座(center abutment)30。密封套筒或作动筒(seal ram)34位于支座30的每一侧上，并且间隙38形成在支座30的相反部分和密封作动筒34之间。密封作动筒34可相对于本体14向内移动(即，朝向支座30)，以减小间隙38的尺寸。本体14形成多个外本体驱动孔40。

虽然被称为“中心支座”，但是支座30不一定设有与管22、26中的其中一个抵接的反作用表面。中心支座30通常引导并集中管22、26并且具有宽度以适应管插入的宽松公差。例如，图8示出了管22、26的端部不需要抵接支座30的反作用表面或彼此接合，而是可以以间隔开的关系设置在由中心支座30定义的区域内。

支座30和密封作动筒34各自包括接合表面42、46，以在密封作动筒34轴向向内移动时在它们之间压缩多个密封件(例如两个密封件50)。多个密封件50由密封间隔件54和斜接的线型防挤出环58(AER)轴向间隔开。支座30的每一侧的密封件50之间(例如，在密封间隔件54中)轴向地限定有空隙62。

当密封作动筒34轴向向内移动(即，朝向支座30)时，密封件50的材料压缩并被径向向内迫使与相关联的管22、26的外表面接合以形成耐压密封。当被轴向压缩时，密封件50径向向内和向外挤压，以在相关联的管22、26的外表面和连接器10的部件(例如，所示构造中的本体14的内表面)之间提供密封。

所示的密封件50是在由Hydratight有限公司制造的工程机械水下连接器的市售产品线中使用的类型。密封件50可以是例如98％纯度的剥离石墨(exfoliated graphite)。密封件50可以包括层压石墨片，和/或由带子环绕或螺旋缠绕在芯轴上，所形成的缠绕结构随后被处理成用于连接器10的合适构造(例如，尺寸、形状等)。在其它结构中，密封件50可以包括多种其它密封填充材料中的任何一种。

在所示的结构中，通过防挤出环58防止密封件50被挤入管22、26和连接器10的相邻部件之间的间隙中，其可闭合到管22、26上(即，相对于管22、26径向向内移动)。具体地，邻近环58的部件(例如，支座30、密封间隔件54和密封作动筒34)包括倾斜的接合表面66，其用作引道以径向向内引导环58。

当密封件50，更具体地，密封件50的顶部被压缩时，密封件50的底部膨胀。这迫使环58进一步与倾斜表面66接合，以径向向内地引导环58。环58包括螺旋切口或斜切口70，使得它们能够收缩(即，减小直径)或膨胀(即，直径增加)而不发生塑性变形。

所示的密封作动筒34至少部分地收容在端部螺母18形成的开口中。间隙74形成在本体14的相反部分和端部螺母18之间。间隙74允许端部螺母18相对于本体14向内移动(即，朝向密封作动筒34和支座30)，以减小间隙74的尺寸。为了便于该向内运动，端部螺母18包括多个驱动孔78和与本体14的互补螺纹区域配合的螺纹区域。所示的端部螺母18可以通过以受控方式转动或旋转端部螺母18而轴向向内移动。

端部螺母18和密封作动筒34分别包括倾斜的接合表面82、86。当端部螺母18轴向向内移动时，接合表面82、86在其间压缩多个夹持环(例如，在所示构造中的两个夹持环90)，其中至少一些夹持环90至少部分地位于由相关联的端部螺母18形成的开口内。接合表面82、86可以涂覆有干膜润滑剂，以有助于在与夹持环90接触时减小接触摩擦。

每个所示的夹持环90具有大致三角形的横截面，该横截面具有径向内表面94、倾斜表面98和横向于纵向轴线延伸的表面102，该表面102面向并接合相邻夹持环90的内表面102。夹持环90的径向内表面94可以形成异型(即，形成有狭缝、凹槽、凸块等)以实现更大的夹持能力。夹持环90还包括螺旋切口或斜切口106，使得它们能够收缩(即，减小直径)或膨胀(即，增大直径)。在一些实施例中，夹持环90能够膨胀和收缩而不会发生塑性变形。内表面102还可涂覆有干膜润滑剂，以在夹持环90收缩或膨胀时有助于减少接触摩擦。

为了径向向内地引导夹持环90，倾斜的接合表面82、86以类似于接合表面66的方式用作引道。当端部螺母18轴向向内(即，朝向支座30)移动时，接合表面82、86接合夹持环90的倾斜表面98以压缩环90。环90径向向内受力以接合并适形相关联的管22、26的外表面，以保持连接器10与管22、26接合。

关于图8，连接器10还包括至少一个螺纹压力测试端口110。为了确认连接器10已正确安装，在连接器10的每个端部处的每个密封件50之间的空隙62可以通过压力测试端口110进入并且被加压到期望的液压压力。密封间隔件54可以包括孔(参见例如图18)，以允许流体从空隙62通到密封间隔件54和管22、26之间的容积，以更完全地填充密封件50之间的间隙。这确保了密封件50在密封件50与管22、26接触时被加压。液压保持适当的时间长度，以确认连接器10整体的密封完整性和夹持能力。

在图1中，连接器10被示出处于与管道P组装的状态。为了组装，管22、26的端部滑动到连接器10的孔28中(图10)。当管22、26插入孔28中时，间隙38、74处于它们的最大分开距离(图5)，连接器10的部件(例如，夹持环90、防挤出环58等)都没有被径向向内引导(即，进入孔28中)并且孔28完全打开以容纳管22、26，而不会损坏管22、26或连接器10。然后，连接器10由手持式外部启动系统启动，以通过内部夹持环90夹持在管上。

图9示出了用于启动连接器10的示例性外部系统126。外部启动系统126包括扭矩扳手130，反作用套筒134和分离式驱动插入件138。扭矩扳手130具有用于联接到反作用套筒134的法兰146的附接表面142。分离式驱动插入件138包括用于接合每个端部螺母18的驱动孔78的多个突出销150。

图19A-19C示出了夹持环190的替代结构。夹持环190类似于图1-8中所示的夹持环90。共同的部件采用的参考标号为参照夹持环90使用的相同参考标号加上100。除了下面描述的区别之外，上述部件的描述一般适用于夹持环190。

如图19A-19C所示，每个夹持环190一般是单件式的，并且具有由径向内表面194和一对倾斜表面198限定的大致三角形横截面。夹持环190的横截面类似于如图1-8所示的两个邻接的夹持环90的组合横截面。在所示的结构中，倾斜表面198具有近似相等的长度。夹持环190的径向内表面194可以形成异型(即，形成有狭缝、凹槽、凸块等)以实现更大的夹持能力。因为图19A-26的夹持环190基本上是图1-8的夹持环90的整体单件结构，所以夹持环190不包括图1-8的夹持环90的内表面102。

夹持环190还具有一对间隔开的端部208，其限定成角度的切割间隙206，使得夹持环190具有如图19A-19B所示的大致“C”形，以允许夹持环190收缩(即，减小直径)或膨胀(即，增大直径)。在一些实施例中，夹持环190能够膨胀和收缩而不会发生塑性变形。如图19B所示，所示的端部208是在内半径和外半径之间的平坦表面，其定义了沿着平行于夹持环190的中心轴线C延伸的相交轴线B相交的一对平面A。

在所示的结构中，端部208的表面和平面A的朝向相对于与每个端部208相交的径向平面具有相同的角度。在其它构造(未示出)中，端部208的表面和平面A的朝向可以相对于径向平面具有不同的角度。

在所示的结构中，相交轴线B从中心轴线C径向偏移大约为夹持环190的外半径的一半，并且大体上背离间隙206。然而，在其它实施例(未示出)中，相交轴线B可以与中心轴线C同轴，或者相交轴线可以大致在中心轴线C的最靠近间隙206的一侧。相交轴线B可大致位于夹持环190内侧或夹持环190外侧离中心轴线C的任何径向距离处。

平面A间隔开角度θ以形成间隙206。在所示的实施例中，对于各种直径(例如，4英寸的直径)的夹持环，角度θ在约25至约35度之间(例如，约30度)。然而，在其它构造(未示出)中，用于各种直径的夹持环的角度θ可以近似在约25至约60度之间。例如，在一些结构中，对于具有约2英寸直径的夹持环，角度θ在约27至约38度之间(例如，约33度)。在一些其它构造中，对于具有约1英寸直径的夹持环，角度θ在约50度至约60度之间(例如，约55度)。

在操作期间随着夹持环190被压缩，夹持环190的直径减小以与管22、26接合。在所示的实施例中，当夹持环190被完全启动时，夹持环190的直径减小，使得间隙206变窄(例如，至宽度为2mm)。在所示的实施例中，如果夹持环190被完全压缩，夹持环190的端部208彼此接触，以防止直径进一步减小，从而防止管22、26的意外变形。夹持环190可以构造成和/或端部208可以成角度，使得当夹持环190被完全压缩时端部208齐平地对接在一起。或者，夹持环190可以构造成和/或端部208可以成角度，使得当夹持环190被完全压缩时，端部208在内半径或外半径附近接触。

在其它实施例(未示出)中，相交轴线B以及因此平面A可以相对于中心轴线C成角度，从而形成类似于图1至图8所示的夹持环90的斜切缝隙106的间隙206。在另外的实施例中，平面A可以彼此平行。

图20-26示出了连接器10，其采用图19A-19C所示的夹持环190替代图1-8所示的夹持环90。除了夹持环190之外，图20-26中所示的连接器10的其它部件与图1-12中所示的相同，因此，相同编号的零件的描述与上述相同。

为了径向向内地引导夹持环190，倾斜的接合表面82、86以类似于接合表面66的方式用作引道。当每个端部螺母18轴向向内(即，朝向支座30)移动时，接合表面82、86接合夹持环190的倾斜表面198以压缩环190。如上所述，环190径向向内受力以接合并适形相关联的管22、26的外表面，以保持连接器10与管22、26接合。

将接合连接器10的一端(即，用于管22的端部)描述用于具有图1-8所示的夹持环90的构造以及用于具有图19-图26所示的夹持环190的构造的安装过程。应当理解，所示的安装过程以基本上相同的方式从连接器10的两端进行。此外，一些实施例可以包括在由连接器10限定的腔体内可滑动的中心支座，并且连接器10的两端可以同时启动，以平衡中心支座和石墨密封件的运动。

参考图10，在管22、26的端部滑动到连接器10中之后，分离式驱动插入件138被放置在邻近端部螺母18的管22的外径上。分离式驱动插入件138的销150与端部螺母18的驱动孔78对齐并插入。从外本体驱动孔40移除塑料运输暗榫140，这些塑料运输暗榫140设置在组装的连接器10中用于在安装之前限制或防止内部部件的移动。

扭矩扳手130和组装的预先附接的反作用套筒134放置在管22上并滑动到分离式驱动插入件138上。形成在反作用套筒134中的槽154与外本体驱动孔40对准。参考图11，一对金属(例如，钢)驱动暗榫144穿过“侧部”槽154和孔40，而留下“顶部”和“底部”槽154和驱动孔40用于观察。

在计算为达到所需应用需要的最小密封应力所需或要求的密封作动筒34的位移之后，使用者操作扭矩扳手130以使端部螺母18相对于本体14向内旋转。使用者观察“顶部”或“底部”槽154和驱动孔40以测量密封作动筒34的位移，因为其减小了间隙74(图11)。当间隙74为期望尺寸时，夹持环90、190夹持管22，并且密封件50在管22和连接器10的部件之间形成密封。

此时，扭矩扳手130的操作停止，并且移除剩余的安装设备(即，反作用套筒134、分离式驱动插入件138等)。保护盖(未示出)插入外本体驱动孔40中，以防止不需要的材料、污染物等进入。为了确认连接器10已正确安装，接入压力测试端口110以允许在将管道P投入使用之前进行用于密封验证的外部压力测试。

在安装过程中，首先通过与相关联的密封作动筒34相对的每个端部螺母18启动(即，径向向内导向以接合相关联的管22、26的外表面)夹持环90、190。通过轴向向内移动端部螺母18，密封作动筒34继而也被轴向向内移动(即，朝向支座30)，从而将密封件50径向压缩到管表面上。在遇到该阻力时，夹持环90、190接合倾斜表面82、86(图5)并且被迫使径向向内与相关联的管22、26(图7-8和25-26)接触。

每个端部螺母18继续向内运动，从而克服密封作动筒34的阻力。密封作动筒34继而也继续向内移动，继续压缩密封件50，从而形成更加密集的体积以实现耐压密封。进一步的轴向运动(例如，通过扭矩扳手130的转动)使得防挤出环58通过密封件50在被压缩时的流动性质的作用以类似于夹持环90、190的方式闭合到相关联的管22、26的外表面上。端部螺母18的继续轴向向内运动增加了夹持环90、190在相关管22、26的外表面上的径向接触载荷。

在一些实施例中，通过简单地替换密封件50并重新使用夹持环90、190，连接器10可以从一个应用(例如，第一管道P)移除，并且被重新安装或安装到另一个应用(例如，另一个管道(未示出))。移除连接器10的过程与安装过程大致相反。

具有图19A-19C的夹持环190的图20-26所示的连接器10结构的操作方式基本上与上面结合具有图1-8所示的夹持环90的连接器10所描述的相同。

图13-18示出了根据本发明的替代实施例的夹持锁管道连接器210。连接器210类似于以上描述并且在图1-12中示出的连接器10。关于图13，所示的连接器210基本上关于中心竖轴对称，并且在连接器210的一侧上引用的任何特征或元件同样地属于连接器210的另一侧上的镜像特征或元件。作为示例，连接器210可以用于在1英寸至4英寸范围内的管道P上的地上使用并且具有大约150级(即31巴)的额定压力。

连接器210包括外本体214和一对夹持套筒218，夹持套筒218相对于本体214向内和向外轴向(即，沿着连接器210的纵向轴线)移动，用于压缩保持在由本体214限定的腔体内的多个部件。连接器210构造成夹持并流体连接管道P的第一管222和第二管226(图14)。夹持套筒218和连接器210的其它部件中的每一个形成用于接收管222、226的端部的圆柱形开口或孔228。

连接器210包括容纳在本体214的腔体内并形成为与其分离的单件的中心支座230。支座230位于腔体的中间附近，在每一侧具有密封套筒234。支座230具有从支座230的本体径向向外延伸的凸肋238，其宽度小于支座230的本体的宽度。间隙242形成在支座230的相反部分和密封套筒234之间。密封套筒234可相对于本体214向内移动(即，朝向支座230)，以减小间隙242的尺寸。

虽然被称为“中心支座”，但是支座230不一定提供与管222、226中的其中一个抵接的反作用表面。中心支座230通常引导并集中管222、226并且具有宽度以适应管插入的宽松公差。例如，图14示出了管222、226的端部不需要接合支座230的反作用表面或彼此接合，而是可以以间隔开的关系设置在由中心支座230定义的区域内。

支座230和密封套筒234各自包括接合表面246、250，以在套管234轴向向内移动时在其间压缩多个密封件(例如两个密封件254)。密封件254由密封间隔件258和斜接的线型防挤出环262(AER)轴向间隔开。在支座230的每一侧上，密封件254之间(例如，在密封间隔件258中)轴向地形成有空隙260。

当套筒234轴向向内移动(即，朝向支座230)时，密封件254的材料压缩并被迫径向向内以接合相关联的管222、226的外表面，以形成耐压密封。当被轴向压缩时，密封件254径向向内和向外挤压，以在相关联的管222、226的外表面和连接器210的部件(例如，所示构造中的密封套筒234的内表面)之间提供密封。

如上所述，所示的密封件254是在由Hydratight有限公司制造的工程机械水下连接器的市售产品线中使用的类型。密封件254可以是由例如98％纯度的剥离石墨形成的石墨密封件。密封件50可以包括层压石墨片，和/或由带子环绕或螺旋缠绕在芯轴上，所形成的缠绕结构随后被处理成用于连接器10的合适构造(例如，尺寸、形状等)。在其它结构中，密封件254可以包括多种其它密封填充材料中的任何一种。

在所示的结构中，通过防挤出环262防止密封件254被挤入管222、226和连接器210的相邻部件之间的间隙中，其可闭合到管222、226上(即，相对于其径向向内移动)。具体地，邻近环262的部件(例如，支座230、密封间隔件258和密封套筒234)包括倾斜的接合表面266，其用作引道以径向向内引导环262。

当密封件254，更具体地，密封件254的顶部被压缩时，密封件254的底部膨胀。这迫使环262进一步与倾斜表面266接合以径向向内地引导环262。环262包括螺旋切口或斜切口270，使得它们能够收缩(即，减小直径)或膨胀(即，直径增加)而不发生塑性变形。

密封套筒234至少部分地收容在由夹持套筒218形成的开口中。密封套筒234还包括从密封套筒234的本体径向向外延伸的外部274。间隙278形成在夹持套筒218的部分和密封套筒234之间。间隙278允许夹持套筒218相对于本体214向内移动(即，朝向密封套筒234和支座230)，以减小间隙278的尺寸。为了便于这种向内运动，夹持套筒218可以包括与本体214的互补螺纹区域配合的螺纹区域。所示的夹持套筒218可以通过以受控方式转动或旋转夹持套筒218而轴向向内移动。

夹持套筒218和密封套筒234分别包括倾斜的接合表面282、286。当夹持套筒218轴向向内移动时，接合表面282、286在其间压缩多个夹持环(例如，在所示结构中的四个夹持环290)，其中的至少一些至少部分地位于由相关联的夹持套筒218限定的开口内。

在所示的构造中，夹持环290通过减摩垫圈或盘294和夹持环间隔件298而轴向间隔开，以防止当与管222、226接触时不利的相互作用。当夹持环290收缩或膨胀时，盘294减小了夹持环290的接触摩擦。盘294可以涂覆有干膜润滑剂，以有助于进一步减小接触摩擦。除了倾斜的接合表面282、286之外，夹持环间隔件298还包括倾斜表面302，倾斜表面用作引道以径向向内引导夹持环290。

应当理解，在图13-18所示的夹持锁管道连接器210的替代构造中，夹持环290和位于夹持环290之间的相应的减摩盘294可以用图19A-19C所示的夹持环190代替。当使用夹持环190而不是夹持环290和摩擦盘294时，关于图13-18的夹持锁管道连接器210的操作的描述应当理解为基本上等效。

每个所示的夹持环290具有大致三角形的横截面，其具有与倾斜表面282、286、302接合以径向向内引导夹持环290的倾斜表面306，以及横向于纵向轴线延伸并且与其中一个减摩盘294接合的表面308。夹持环290包括螺旋形或斜切口310，使得当它们被径向向内或向外引导时，它们能够分别收缩(即，减小直径)或膨胀(即，增大直径)而不发生塑性变形。

当套筒218轴向向内(即，朝着支座230)移动时，环290压缩并被迫径向向内接合并适形管222、226的外表面，以保持连接器210与管222、226接合。夹持环290的径向内表面可以形成异型(即，形成有狭缝、凹槽、凸块等)以实现更大的夹持能力。

为了径向向内引导夹持环290，倾斜的接合表面282、286、302用作引道。当夹持套筒218轴向向内(即，朝着支座230)移动时，接合表面282、286、302接合夹持环290的倾斜表面306以压缩环290。环290径向向内受力以接合并适形相关联的管222、226的外表面，以保持连接器210与管222、226接合。

关于图13和18，连接器210还包括至少一个螺纹压力测试端口314。为了确认连接器210已正确安装，在连接器210的每个端部处的每个密封件254之间的空隙260可以通过压力测试端口314进入并且被加压到期望的液压压力。液压保持适当的时间长度，以确认连接器210整体的密封完整性和夹持能力。

在图13中，连接器210被示出处于与管道P组装的状态。为了组装，管222、226的端部滑动到连接器210的孔228中(图14)。当管222、226插入孔228中时，间隙242、278处于它们的最大分开距离(图15)，连接器210的部件(例如，夹持环290、防挤出环262等)都没有被径向向内引导(即，进入孔228中)并且孔228完全打开以容纳管222、226，而不会损坏管222、226或连接器210。

然后，连接器210由手持式外部启动系统启动，以通过内部夹持环290夹持在管上。用于启动连接器210的手持式外部启动系统可以类似于上述启动系统126。利用单独的中心支座230，连接器210的每个端部被同时启动以平衡相反端部的部件的相对运动。

在安装过程中，通过推动或转动利用螺纹接触使夹持套筒218朝着支座230轴向向内移动，使得夹持套筒218遇到密封套筒234的阻力，从而首先启动夹持环290(即，被径向向内引导以接合相关联的管222、226的外表面)。通过使夹持套筒218轴向向内移动，密封套筒234也轴向向内(即，朝向支座230)移动，从而将密封件254径向压缩到管表面上。在遇到该阻力时，夹持环290接合倾斜表面282、286、302并且被迫径向向内与相关联的管222、226接触(图16)。

夹持套筒218继续向内运动，从而克服密封作动筒234的阻力。密封套筒234继而也继续向内移动，继续压缩密封件254，从而形成更密集的体积以实现耐压密封。进一步的轴向运动(例如，通过转动)使得防挤出环262通过密封件254在被压缩时的流动性质的作用以类似于夹持环290的方式闭合到相关联的管222、226的外表面上(图17)。夹持套筒218的继续轴向向内运动增加了夹持环290在相关管222、226的外表面上的径向接触载荷。

一旦夹持套筒218已经向内移动了预定距离(图17)，或者当夹持套筒218已经被拧紧以达到预定水平的扭矩(即，如果通过与本体214的螺纹接触向内移动)时，夹持套筒218的轴向向内运动就停止。为了确认连接器210已正确安装，接入压力测试端口314以允许在将管道投入使用之前进行用于密封验证的外部压力测试。

通过简单地替换密封件254并重新使用夹持环290，可以从一个应用(例如，第一管道P)移除连接器210并将其重新安装或安装到另一应用(例如，另一个管道(未示出))上。移除连接器210的过程与安装过程大致相反。

图27-32B示出了根据本发明的另一替代实施例的夹持锁管道连接器410。连接器410类似于以上描述并在图1-26中示出的连接器10和210。关于图27而言，所示的连接器410基本上关于中心竖轴对称，并且在连接器410的一侧上引用的任何特征或元件同样地属于连接器410的另一侧上的镜像特征或元件。连接器410的共同部件的附图标记为与连接器10相同的附图标记加上“400”。

在一些安装操作中，当通过转动第一端部螺母同时启动第一密封件和第一夹持环来启动第一端时，第一夹持环闭合到相关联的第一管上并且拉动管直到密封件压缩至预定距离或扭矩。当第二管与第一管对接时，当通过转动第二端部螺母同时启动第二密封件和第二夹持环从而以同样的方式启动第二端时，第二夹持环闭合到第二管上并试图拉动第二管，但由于与第一管的邻接以及相反的阻力而无法拉动。

克服第二夹持环和第二管之间的摩擦以移动而压缩第二密封件的扭矩是过量的，并且大大超过第一端所需的扭矩。管连接器通常不能在相反端以不同的扭矩值操作。这种情况可以通过在启动第二端之前使管不邻接来缓解，但管的这种相对定位无法得到保证。

连接器410通常包括用于将密封件450的启动与夹持环590的启动分离或解耦的结构。在所示的结构中，该结构包括一个或多个定位销700，这些定位销可接合在夹持环590的间隙606中以限制夹持环590的径向压缩以及与管(未示出)的接合。在该构造中，密封件450被启动，并且销500移动离开间隙606允许最终启动夹持环590以接合并夹持管。该结构保持夹持环590远离管，直到密封件启动，以防止管被拖动以供操作。当管连接器中没有夹持特征时，这种结构可能不是必需的。

端部螺母418形成开口704以收容每个销700(在所示的构造中为一个)。在其它构造(未示出)中，端部螺母418可以形成多个开口704，以允许欲被支撑在端部螺母418上的多个不同圆周位置的销700被收容在间隙606中。

销700和开口704包括配合结构(例如，螺纹)，以将销700可调节地定位在端部螺母418上。销700构造成用以选择性地延伸到夹持环590的间隙606中或移动离开间隙606。在所示的结构中，当间隙606中不需要销700时，从端部螺母418移除销700。

销700具有(参见图31)头部708，头部可与工具(未示出；例如，螺丝刀)接合以相对于端部螺母418调节。销700上的肩部712限制销700在端部螺母418上的轴向向内运动。销700具有用于与夹持环590接合的接合表面716。在所示的结构中，只有销700的一部分(例如，在肩部712和头部708之间)设有螺纹，并且接合表面716是相对平滑的。在所示的结构(也参见图19)中，夹持环590的端部608大体上是平坦的并且与接合表面716接合。端部608的平坦构造可以降低制造夹持环590的成本。

在另一种结构(参见图33)中，夹持环590的每个端部608包括异型(例如弯曲)部分720，该异型部分720在夹持环590启动并夹持管之前与销700的接合表面716接合。每个端部608还包括当销700被移除时可接合的接触部分724，以限制夹持环590的进一步直径减小/径向压缩，从而防止管的意外变形。接触部分724的长度小于销700的半径，以确保异型部分720与销700接合而接触部分724保持不接合。

图35示出了定位销结构的替代构造。在该结构中，设置了两个销700(以及端部螺母418中的至少两个对应的开口704)。每个销700可与夹持环590的一个端部608接合，以限制夹持环590的启动。在所示的结构中，每个端部608具有异型部分720，以与相关联的销700的接合表面716接合，并且每个异型部分720在销轴线的相对侧围绕销700的圆周的一部分延伸。所示的多销结构可以设置用于相对大的夹持环间隙606，以防止夹持环590闭合到管上。

销结构可以应用于斜切夹持环(例如上述的夹持环90)。在这样的结构(未示出)中，销(例如销700)定位成用以限制斜切夹持环的径向运动以夹持管P.夹持环的斜切口处于与上述销700不同的平面上。在一个示例中，如果端部螺母被构造成(例如，做得更长)使得夹持环在外本体的外部并且不进入外本体(同时邻近端部螺母的启动面)，可以径向插入并移除销，从而将类似结构应用到C形夹持环590。

图28A-32B示出了管连接器410的安装。如图28A-28B(以及图34A-34E)所示，管连接器410已组装并做好安装准备。如图29A-29B所示，端部螺母418开始被转动或扭转。端部螺母418旋转并前进，密封件450稍微压缩(例如，约1吨力)。在此期间，夹持环590闭合到销700上，并且不能进一步径向压缩以接合并夹持管。此后，如图30所示，端部螺母418继续旋转并前进，并且密封件450继续压缩。

由于石墨-钢的摩擦力低于钢-钢的摩擦力，作动筒434旋转，从而确保销700不用作驱动销。与夹持环590的端部608一样，销700仅处于压缩状态。由于销700不承受扭矩，端部螺母418不太可能被损坏，从而可以保持为细长的设计。

随着密封件450处于正确的压缩状态(参见图31)，销700被移除。如图32A-32B所示，端部螺母418继续转动到先前描述的扭矩水平(例如，一旦端部螺母418已经向内移动了预定距离或者已经被拧紧以达到预定水平的扭矩)，以启动夹持环590来接合并夹持管，同时保持密封件450的压缩。然后操作结束。

如上所述，通过简单更换密封件450并重新使用夹持环490，可以从一个应用(例如，第一管道P)移除连接器410并将其重新安装或安装到另一个应用(例如，另一个管道(未示出))上。移除连接器410的过程与安装过程大致相反。

连接器10、210、410的部件与管道P的材料以及由管道P输送的介质相容。在一些结构中，结构部件可以由合适的材料形成，例如钢、不锈钢、碳钢等。

虽然已经参考某些优选实施例详细描述了本发明，但是在如上所述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。

本发明的一个或多个独立特征和独立优点可阐述于权利要求中。