本发明总体涉及用于连接管道系统中的不同部件的设备的领域。此外，本发明具体涉及用于泵送应用的管道系统的领域，该管道系统被构造成用于泵送可能含有固体物质的废水或污水。
根据第一方面，本发明涉及一种用于将第一部件连接到第二部件的管道连接器，其中该管道连接器包括具有第一端和第二端的管段，位于管段的第一端处并且被构造成连接到所述第一部件的第一凸缘以及位于管段的第二端处并且被构造成连接到所述第二部件的第二凸缘。
根据第二方面，本发明涉及一种用于将第二部件连接到管道系统的管道连接器单元，其中该管道连接器单元包括上述管道连接器。
背景技术：
本发明主要用于的泵送应用包括干式安装的离心泵和从水箱延伸到离心泵的吸入管。因此，本发明源于这样的应用，并且在这些应用中特别有利，但是应该认识到，本发明不限于仅用于这种应用。
术语“干式安装的离心泵”指的是这样安装的泵，其中泵不下降到泵被布置来泵送的液体/水中。相反，离心泵被布置在水箱外部，通常与水箱底部处于同一水平面。此外，这种泵送应用需要从水箱延伸到离心泵进口的吸入管。
在离心泵下降到将要泵送的液体中的泵送应用中，清洁或检查泵的进口通常不存在问题。泵简单地从水箱中升起，并且要么在由于重力而造成升起时自动清洁进口，要么当泵从水箱中提升出来时通过用水冲刷进口或通过手动清除固体物质来手动清洁进口。在具有所谓的开式叶轮的离心泵中，当泵从水箱中提升出来时，也容易检查并且在一些安装中调节设置在泵的叶轮叶片的下边缘与叶轮座之间的间隙。由于叶轮叶片的自然磨损的缘故，必须以反复出现的间隔来执行间隙检查和调节，通常每年至少两次。当由于叶轮磨损而造成间隙增大时，泵的性能会下降。
在离心泵干式安装的泵送应用中，泵的进口凸缘用螺栓固定到吸入连接件，并且在某些应用中，泵由吸入连接件支撑，因此而将压力管用螺栓固定到泵的出口凸缘上。泵进口的直径通常在300-1000毫米的范围内，泵可以重达几吨。换句话说，泵的液压单元拆卸非常麻烦。在此，将吸入连接件用螺栓固定到吸入管，其另一端连接到水箱。在几乎所有应用中，吸入管都包括可操作式截止阀的导管，所述阀在其截止状态下阻止当移除泵时水箱中的液体流出。因此，管道系统具有刚性锚固点。
根据一种已知的检查间隙并清洁泵的进口和叶轮的方式，必须将泵的驱动单元与由驱动轴悬挂的叶轮一起从泵的液压单元中移除。这通过将带子或类似物附接到驱动单元上并随后移除大量连接泵的驱动单元和液压单元的螺栓而实现。之后，驱动单元水平地远离液压单元移位，以露出叶轮。在调节泵的叶轮叶片的下边缘和叶轮座之间的上述间隙时，即在所谓的叶轮修整时，叶轮在远离驱动单元的方向上沿着驱动单元的驱动轴的轴向方向移位，和/或叶轮座在朝向驱动单元的方向上移位。这种移位有益于使得在装配和重新组装驱动单元时叶轮叶片接触叶轮座。此后维护人员测量在接触接口处所获得的驱动单元和液压单元之间的距离，于是驱动单元再一次提升离开液压单元并且叶轮沿着驱动轴在轴向方向上朝向驱动单元的方向移位，测量的距离加上间隙的预定高度。最后进行驱动装置的装配和重新组装，然后维护人员只能检查叶轮是否自由运转以及真正的接触表面是否相互接触，而在其他方面，维护人员必须依靠于测量和修整是否以令人满意的方式做出。应该指出的是，以毫米为单位的间隙的高度差将会影响泵的性能。
在申请人自己的us8,844,977中公开了另一种已知的接近泵进口的方法。在该文件中示出了包括第一管座的布置，该第一管座在操作位置和维修位置之间相对于第二管座沿轴向方向可伸缩移位。在维修位置，第一管座位于与泵相距一定距离的位置，从而允许接近泵进口。这种布置在泵的进口直径小于约350毫米的应用中特别有利。在泵的进口直径大于约300毫米的应用中，第一管座变重并且操作麻烦。
在us3,627,357中公开了一种管道连接器配件，其被构造成替代刚性锚固管道系统中的管段而不干扰管道的锚点。
技术实现要素：
本发明旨在消除先前已知的管道连接器的上述缺点和不足，并提供一种改进型管道连接器。本发明的主要目的是提供一种初始限定型的改进型管道连接器，该管道连接器易于在刚性锚固管道系统中安装和移除。
本发明的另一个目的是提供一种管道连接器，其使得可以在不必将驱动单元从液压单元移除的情况下检查和清洁离心泵的进口和/或叶轮。
本发明的另一个目的是提供一种管道连接器，该管道连接器允许在不将驱动单元从液压单元移除的情况下修整叶轮。
发明概要
根据本发明，至少主要目的通过具有在独立权利要求中限定的特征的初始限定的管道连接器和管道连接器单元来实现。在从属权利要求中进一步限定了本发明的优选实施例。
根据本发明的第一方面，提供了一种初始限定型的管道连接器，其特征在于管道连接器的第一凸缘包括：周向锚固凸缘，该周向锚固凸缘在第一端固定连接到管段；凸缘插入件，其沿管道连接器的轴向方向相对于锚固凸缘在缩回位置和伸展位置之间可移位；以及用于使所述凸缘插入件相对于所述锚固凸缘沿从管段的第二端朝向第一端轴向延伸的方向移位的装置，其中该伸展位置上的凸缘插入件沿相对于所述锚固凸缘的轴向方向突出。
根据本发明的第二方面，提供了一种管道连接器单元，该管道连接器单元具有根据本发明的管道连接器和适配器，其中该适配器包括：管段，其具有被构造成连接到管道系统的第一端和第二端；以及凸缘，其位于管段的第二端处并连接到管道连接器的第一凸缘。
因此，本发明基于这样的认识，即如果管道连接器的轴向长度可由于伸缩移位而增大/减小，则即使在具有大直径的应用中，这也将允许在具有刚性锚固点的管道系统中容易地安装/移除管道连接器。
在本发明的优选实施例中，用于移位凸缘插入件的装置包括至少三个单独的推动器。该推动器沿周向方向分布并确保凸缘插入件不倾斜/楔入。
根据优选实施例，管道连接器的第一凸缘包括至少一个周向垫圈，该周向垫圈被构造成位于第一部件和凸缘插入件之间。优选地，所述至少一个垫圈被构造成位于第一部件、凸缘插入件和锚固凸缘之间。由此确保液体密封接口。
本发明的其他优点和特征将从其他从属权利要求以及以下优选实施例的详细说明中显而易见。
附图说明
根据以下结合附图的优选实施例的详细描述，对本发明的上述和其他特征和优点的更加完全的理解将显然易见，在附图中：
图1是本发明的附接到以z型安装布置的离心泵的管道连接器单元的示意性侧视图；
图2是根据优选实施例的本发明的管道连接器的示意性侧视图；
图3是根据优选实施例的本发明的管道连接器单元的示意性侧视图；
图4是管道连接器的第一凸缘的锚固凸缘的示意性透视图；
图5是管道连接器的第一凸缘的凸缘插入件的示意性透视图；
图6是在管道连接器和适配器之间的接口的一部分的第一横截面处截取的放大横截面侧视图；
图7是作为管道连接器的移位装置的一部分的套筒的示意性透视图；
图8是在管道连接器与适配器之间的接口的一部分的第二截面处截取的放大横截面侧视图；
图9是在管道连接器和适配器之间的接口的一部分的第三横截面处截取的放大横截面侧视图；
图10是在管道连接器和适配器之间的接口的一部分的第一横截面处截取的放大横截面侧视图，其中凸缘插入件处于缩回位置；以及
图11对应于图7并且公开管道连接器的第一凸缘的替代实施例。
具体实施方式
本发明涉及总体上用附图标记1表示的管道连接器，其将结合泵安装进行描述。然而，应该指出的是，本发明的管道连接器1不限于仅用于这种应用。本发明还涉及包括这种管道连接器1的管道连接器单元。
首先参考图1，其公开了一种泵安装。图1公开了一种离心泵2，也被称为废水泵或污水泵，以所谓的z型安装方式布置，即泵2的轴向中心轴线沿水平方向延伸。应该指出的是，泵2的定向不限于所公开的定向，也包括其他定向，例如y型安装，其中泵2的轴向中心轴线在垂直方向上延伸。泵2和本发明的管道连接器1以所公开的配置干式安装，即不浸没在泵送的液体中。然而，应该认识到，泵2以及本发明的管道连接器1可以部分地或完全地浸没在泵送的液体中或其他液体中。
离心泵2包括液压单元3和驱动单元4。液压单元3是泵2中实际泵送发生在其中并且泵2的叶轮(未示出)位于其中的那部分。驱动单元4是泵2中包括马达、其他操作设备(例如vfd(未示出))和从其悬挂叶轮的驱动轴的那部分。泵2的液压单元3包括进口5和出口6。出口6直接或间接连接到压力管7，也称为出口管。每个液压单元3和驱动单元4都用螺栓固定到地面和/或由支架/托架支撑。液压单元3和驱动单元4可以彼此分离，并且分开以执行广泛的服务/维护、修整等。泵2的进口5的内径通常在300-1000毫米的范围内。
图1还公开了一种通常用附图标记8表示的适配器，该适配器连接到管道连接器1并连接到也称为进口管的吸入管9。在所公开的实施例中，适配器8被焊接到吸入管9。吸入管9连接到泵2要从其中泵送液体箱10。所公开的吸入管9还代表管道系统的任何其他可行的部件，例如管段、管座、止回阀、泵等。
管道连接器1和适配器8的组合产生了本发明的管道连接器单元。独立地或与适配器8一起的本发明的管道连接器1可以布置在管道系统中的任何其他合适的位置中，例如布置在泵2的出口6处、紧邻截止/止回阀、附接到箱10、在管道中的两个管段之间、用作更换部件来修理泄漏管道及其这些的组合等。因此，本发明的管道连接器1和本发明的管道连接器单元不限于所公开的泵安装。
本发明的最重要的优点是管道连接器1的轴向长度可以通过伸缩移位增加/减少，使得管道连接器1可以安装到刚性锚固的管道系统上或从刚性锚固的管道系统中移除，而不需要使用重型液压工具将相邻部件弯曲分开。
现在也参考图2和3。图2公开了本发明的管道连接器1的优选实施例，而图3公开了本发明的管道连接器单元的优选实施例。
管道连接器1(参见图2)布置成用于将第一部件连接到第二部件。第二部件可以由离心泵2、阀门、管道、管段、管座，止回阀等构成。第一部件可以由适配器8、吸入管9、压力管7、管段、管座、泵等构成。
管道连接器1包括管段11、总体标记为12的第一凸缘和第二凸缘13。
管段11具有第一端和第二端。在所公开的实施例中，第一端和第二端彼此相对并且具有相同的尺寸。然而，在替代实施例中，管段11的直径可以沿着管段11的长度变化和/或管段11可以弯曲。管段11的内径优选等于或大于300毫米，优选大于500毫米。管段11的内径优选等于或小于1000毫米。管道连接器1相对于管段11的内径和/或外径的轴向长度优选地由用于管道的阀门的当前标准来确定，由此管道连接器1可以在对阀门进行服务时更换阀门。紧邻阀门布置的管道连接器1允许容易地更换阀。在替代实施例中，管道连接器1的管段11本身可以包括截止阀或止回阀。
第一凸缘12位于管段11的第一端处并且被构造成连接到所述第一部件。下面将更详细地描述第一凸缘12。
第二凸缘13位于管段11的第二端处并且被构造成连接到所述第二部件。第二凸缘13可以由固定凸缘或松散凸缘构成。当使用松散凸缘时，将松散凸缘螺纹连接到管段11上，然后将凸缘环或焊接箍固定连接到管段11的第二端上。在替代实施例中，第二凸缘13由“第一凸缘12”构成。
管道连接器单元(参见图3)布置成用于将第二部件连接到管道系统。管道系统可以由截止管道、箱10的壁、具有凸缘的管道、吸入管9、压力管7等构成。
管道连接器单元包括管道连接器1和适配器8，其中该适配器8包括管段14和总体标记为15的凸缘。
适配器8的管段14具有被构造成连接到管道系统的第一端和第二端。在所公开的实施例中，管段14的第一端被构造成焊接到管道系统。在所公开的实施例中，第一端和第二端彼此相对并且具有相同的尺寸。然而，在替代实施例中，管段14的直径可以沿着管段14的长度变化和/或管段14可以弯曲。
适配器8的凸缘15位于管段14的第二端处并连接至管道连接器1的第一凸缘12。适配器8的凸缘15可以由固定凸缘或松散凸缘装置构成，后者公开在附图中。当使用松散凸缘16时，将松散凸缘16螺纹连接到管段14上，然后在第二端将凸缘环17或焊接箍固定连接到管段14。
当新泵2将在可以在不拆卸泵2的情况下检查泵进口的情况下替换现有管道系统中或者在泵安装中的旧泵时，优选使用管道连接器单元。在更换情况下，现有管道系统是刚性锚固的，并通常有不正确的凸缘图案和不正确的相对于新泵2的凸缘位置。因此，现有管道在距新泵2的进口凸缘的位置等于管道连接器单元的长度的距离处截止。然后将适配器8焊接到现有管道上并且将新泵2安装并连接到管道连接器1。
现在还参考图4和图5，其示出了管道连接器1的第一凸缘12的主要部件。
管道连接器1的第一凸缘12包括周向锚固凸缘18和凸缘插入件19。
图4中所公开的锚固凸缘18或固定凸缘部件被构造成在其第一端固定连接至管段11。锚固凸缘18优选地焊接到管段11，要么焊接在管段11的端部处，要么焊接在管段11外部。作为补充，锚固凸缘18也可以与管段11压配合接合。锚固凸缘18和管段11之间的接口是液密的。优选地，锚固凸缘18相对于管道连接器1的管段11沿轴向方向突出。在替代实施例中，锚固凸缘18和管段11可以位于彼此齐平的位置。
对于本发明来说重要的是，凸缘插入件19能够相对于锚固凸缘18沿管道连接器1的轴向方向在缩回位置和伸展位置之间移位。在伸展位置下，凸缘插入件19相对于锚固凸缘18沿轴向方向突出，而在缩回位置下，凸缘插入件19不会相对于锚固凸缘18沿轴向方向突出。优选地，凸缘插入件19是周向的，但是可以由多个弧形段构成。
现在还参考图6、7和8，其中该图6和图8分别是在管道连接器1和适配器8之间的接口的一部分的第一横截面和第二横截面处截取的横截面侧视图。图6和图8更详细地公开了管道连接器1的第一凸缘12和适配器8的凸缘15。
除了锚固凸缘18和凸缘插入件19之外，管道连接器1的第一凸缘12还包括用于使凸缘插入件19相对于锚固凸缘18沿从管道连接器1的管段11的第二端向第一端轴向延伸的方向移位的装置。用于移位凸缘插入件19的装置位于图6中公开的第一横截面处。所述用于移位/移动凸缘插入件19的装置优选地包括至少三个单独的推动器，然而实际上推动器的数量大约为九个或更多。所述推动器沿着锚固凸缘18的周向方向分布并且仅示出一个。当推动器沿正向被操纵时，凸缘插入件19从缩回位置向伸展位置移位。
根据优选实施例，每个推动器包括与锚固凸缘18螺纹接合的螺钉20，其中该螺钉20被构造成当该螺钉20沿正向操纵/拧紧时将凸缘插入件19从缩回位置朝向伸展位置移位。根据一个实施例(未公开)，螺钉20的自由端邻接凸缘插入件19。
根据图6和图7中公开的优选实施例，推动器还包括套筒21，其中该螺钉20经由所述套筒21间接地作用在凸缘插入件19上。在所公开的实施例中，套筒21包括纵向狭缝22，并且套筒21延伸穿过锚固凸缘18中的弧形狭缝23，而套筒21的自由端邻接并作用在凸缘插入件19上。在替代实施例中，套筒21被固定连接到凸缘插入件19。因此，螺钉20的头部的下侧邻接套筒21，并且当螺钉20被拧紧时，套筒21相对于锚固凸缘18移位并移位凸缘插入件19。根据所公开的实施例，套筒21具有止动表面24，该止动表面24防止进一步拧紧螺钉20并由此防止凸缘插入件19的过度移位。可以在螺钉20和套筒21之间布置垫圈。
管道连接器单元包括用于夹紧管道连接器1的第一凸缘12和适配器8的凸缘15的装置。在图8中所公开的优选实施例中，夹紧装置包括螺栓25和螺母26，然而，应该指出的是，可以想到其他夹紧装置。夹紧装置确定适配器8的凸缘15与管道连接器1的第一凸缘12的锚固凸缘18之间的最大轴向距离。所述夹紧装置优选包括至少三组螺栓和螺母，然而实际上夹紧装置的数量为大约九个或更多。所述夹紧装置沿着锚固凸缘18的周向方向分布并且仅示出一个。
在所公开的实施例中，夹紧装置还包括间隔件27。间隔件27的目的是确定/限定适配器8的凸缘15与管道连接器1的第一凸缘12的锚固凸缘18之间的最小轴向距离。间隔件27布置在凸缘插入件19与螺栓25的头部之间，并且延伸穿过锚固凸缘18。间隔件27可固定连接到凸缘插入件19或固定连接到螺栓25或其一部分上。在所公开的实施例中，间隔件27被螺纹连接到螺栓25上。当螺栓25和螺母26被拧紧时，间隔件27被夹紧在螺栓25和凸缘插入件19之间，凸缘插入件19被夹紧在间隔件27和适配器8的凸缘15之间，并且适配器8的凸缘15被夹紧在凸缘插入件19和螺母26之间。在所公开的实施例中，间隔件27的轴向长度使得所述最小轴向距离等于所述最大轴向距离，即螺栓25的头部邻接间隔件27和锚固凸缘18。
在所公开的实施例中，垫圈28位于螺栓25的头部下方，其中所述垫圈28在此被认为是螺栓25的头部的一部分。垫圈也可以布置在螺母26处。还应该理解的是，螺栓25和螺母26可以具有相对的构型，即螺栓25的头部可以布置成邻接适配器8的凸缘15，并且螺母26可以布置成邻接管道连接器1的第一凸缘12的锚固凸缘18。
当安装管道连接器单元的优选实施例时，夹紧装置牢固地拧紧，即，螺栓25的头部作用在间隔件27上，间隔件27作用在凸缘插入件19上，凸缘插入件19作用在适配器8的凸缘15上，适配器8的凸缘15作用在螺母26上。在此阶段，不确定锚固凸缘18的位置，即锚固凸缘18可位于邻接适配器8的凸缘15的位置。因此，下一步是将推动器牢固地拧紧。推动器的螺钉20被拧紧，从而套筒21相对于锚固凸缘18移位凸缘插入件19，直到锚固凸缘18邻接螺栓20的头部。
优选地，螺钉20的直径小于螺栓25的直径，螺栓20的直径优选为螺栓25的直径的大约50％。由此，不会因拧紧螺钉20而造成螺栓25伸长。
现在参考图9，其是在管道连接器1和适配器8之间的接口的一部分的第三横截面处截取的横截面侧视图。
管道连接器1的第一凸缘12优选地包括至少一个安全构件29，该安全构件被构造成限制凸缘插入件19相对于锚固凸缘18的轴向移位。因此，安全构件29防止凸缘插入件19意外地从管道连接器1移除。在所公开的实施例中，将销30连接到锚固凸缘18并且沿轴向方向朝向适配器8突出。优选地，销30与锚固凸缘18螺纹接合。凸缘插入件18的通孔31被螺纹连接到销30上，于是将簧环32添加到销30的自由端。
现在参考图10，其是在管道连接器1和适配器8之间的接口的一部分的第一横截面处截取的横截面侧视图。
为了移除管道连接器1，夹紧装置被移除并且推动器被移除。然后，通过手动或借助合适的工具将凸缘插入件19沿轴向方向推向管道连接器1的管段11的第二端。在所公开的实施例中，螺钉33被插入凸缘插入件19中的通孔34中并且与锚固凸缘18螺纹接合。在拧紧螺钉33时，凸缘插入件19相对于锚固凸缘18朝向管段11的第二端移位。在替代实施例中，处于松开状态的所述螺钉33也可以代替销30作为安全构件。
根据附图中公开的优选实施例(特别参见图4)，锚固凸缘18包括外环35、内环36和径向延伸的腹板37。腹板37连接外环35和内环36，凸缘插入件19位于外环35和内环36之间。在替代实施例中，锚固凸缘18仅由所述腹板37构成，而在另一替代实施例中，锚固凸缘18由内环36和腹板37构成。
根据优选实施例，管道连接器单元包括至少一个周向垫圈38，其位于适配器8的凸缘15和管道连接器1的第一凸缘12的凸缘插入件19之间的接口中。垫圈优选为具有圆形横截面的o形环，并且其直径大于锚固凸缘18与适配器8的凸缘15之间的最大轴向距离的两倍。优选地，所述至少一个周向垫圈38是管道连接器1的第一凸缘12的一部分。在所公开的实施例中，至少一个垫圈38位于凸缘插入件19中的底座/凹部39中。在优选实施例中，所述至少一个垫圈38被构造成位于适配器8的凸缘15、第一凸缘12的凸缘插入件19和锚固凸缘18的内环36之间。凸缘插入件19中的底座39优选地包括倾斜表面，使得将垫圈38朝向适配器8的凸缘15以及朝向锚固凸缘18的内环36挤压。
现在还参考图11，其公开了管道连接器1与适配器8之间的接口的替代密封。所公开的密封包括两个周向垫圈，即位于适配器8的凸缘15和第一凸缘12的凸缘插入件19之间的第一垫圈38以及位于凸缘插入件19和锚固凸缘18的内环36之间的第二垫圈40。在替代实施例中，凸缘插入件19与锚固凸缘18的内环36之间的接口是机械密封件。
本发明的可行修改
本发明不仅限于上述和附图中示出的实施例，其主要具有说明性和示例性目的。本专利申请旨在覆盖在此描述的优选实施例的所有调节和变型，因此本发明由所附权利要求及其等同物的措辞限定。因此，可以在所附权利要求的范围内以各种方式修改设备。
还应指出的是，关于/涉及诸如上方、下方、上部、下部之类的术语的所有信息应被解释/阅读为该设备根据附图而定向，该附图定向为使得能够正确阅读参考文献。因此，这些术语仅指示所示实施例中的相互关系，如果本发明的设备具有另一结构/设计，则该关系可能改变。
还应指出的是，即使也没有因此而明确指出来自特定实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合，但如果组合是可能的，则该组合应被认为是显而易见的。