专利名称：力集中的单式管接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及供输送高压流体的导管用的管接头组件，该组件包括具有基座和许多彼此分开的并从基座向外伸出的扇形夹块的管接头体，其中，施力装置将外力施加到许多扇形夹块上，该外力在每一扇形夹块上围绕夹紧部分产生弯矩并迫使夹紧的扇形夹块同在夹紧部分的导管外表面啮合，在和夹紧部分开的每个扇形夹块的自由端形成一弯曲支承面，该支承面消除在夹紧部分和导管的外表面的夹紧啮合点上在导管振动期间产生的在导管上的应力。
使用不同壁厚的金属管或导管来装载如液体、气体等流体介质以供高压液压系统、气体传输系统、空气调节系统等诸方面使用，是具有重要的技术价值和商业价值的领域。连接这种管道的管接头以各种形式存在，但都必须完成某些基本的功能，这些功能包括在机械上将多根管道或导管固定在一起，或以另外一种结构固定单根导管。上述的功能还包括对导管中的液体或气体提供防漏的密封。所提到这种管接头另外一种重要功能。它能抵抗由该管接头夹着的管子的运动引起的弯曲疲劳。最好的管接头结构还应该提供或提高重复使用性能，使管接头能够装上去，卸下来，然后再使用时再重新装上去。所述最佳管接头还应该是抗振动的，以抵抗上述的弯曲疲劳。
在先有技术中存在的力图克服上述问题的一类管接头包括使用压环或金属箍。在这种管接头中，压环或金属箍受力压在导管的外表面上，从而箍压导管形成压力密封，这种压环或金属箍是一整片成形为环状或锥状结构的硬化金属，不是拼合的。这种管接头不是单式的，固定和密封的基本功能由压环来完成。在先有技术显示的一些设计中需要2个环，如在美国专利NO4304422中所示范的那样。
另一类包括利用拼合式的套筒，或拼合式的圆锥或圆环形结构。在这类先有技术的管接头中，拼合式套筒用螺母紧固压在管上或管的外部，如某些可在商店买到的和由Lenz公司制造的管接头所显示的那样。
带有楔销或带有锥形螺母的拼合式夹头构成了第三类先有技术的管接头。在这类管接头中，使用“0”形密封环，它与金属管配合形成压力密封。机械夹紧力由拼合式夹头提供，拼合式夹头或者直接压在管子上，或者压在一个插入的拼合式环上，然后环再压在管子上。后一种方法不是单式的。例如，在固定时采用拼合环作中介物已在Wise的美国专利NO3843169和Turner的英国专利No345764中公开和说明了。
在拼合式夹头直接压在外表面的情况下，管接头的固定或夹紧能力来源于管接头夹头的内表面和管子外表面的摩擦接触。因此在锥形夹头管接头的先有技术中，总是设法将夹头内表面和管子外表面之间的表面接触区增加到最大。这类先有技术的例子已在Forges的法国专利No2442392中公开。许多本身不是管接头的装置也设法用摩擦接触来固定对象物。固定头、轴向轴和各种类型的固体圆棒的夹具大多是这类装置。这些形成扇形夹头的夹具的一些例子包括Ross的英国专利No1047869和Thompson的美国专利No4095914及Garretson的美国专利No923014。
重要的是要认识到，在用来抓住和固定固体金属轴的装置和用来抓住和固定金属管的管接头之间有基本的差别。将利用表面摩擦的拼合式夹头管接头同也利用表面摩擦的拼合式夹头夹具进行比较时，这种差别或许并不明显。然而，如在下面要详细叙述的本发明中要见到的那样，包括本发明在内的一类新式的管接头不依靠在夹头和管子或导管的外表面之间的表面摩擦来进行固定。如本发明用实例证明的那样，同上述先有技术管接头相比，这种差别是相当大的并且是基本的差别。
采用锥形螺母配合内外都有螺纹的夹头已在Smith的美国专利No2383692中提出。Smith设法利用使内螺纹“咬入”管子外表面的方法来改进固定能力。在Smith设计的管接头中要注意的关键点是，内螺纹遍布在整个夹头的内表面上，一直到夹头的端部。如下面要见到，这就使Smith的设计不能有效减少或消除弯曲疲劳。
在先有技术中说明的各种形成扇形端部的管接头中要注意的关键点是，在扇形夹块的外表面上几乎完全由螺纹复盖了。一般说来，扇形夹块的外表面从扇形夹块的末端到靠近扇形夹块同管接头的主体或基座相接的地方都加工了螺纹。不管是在前面都参考过的上述Smith的设计还是Forges的设计中都是如此。切成扇形的，本身不是管接头的夹具装置可以说是同样的，如在Hooley的美国专利No1659268，Heyner的瑞典专利No87205和Habler的德国专利No7628297中所说明的那样。先有技术已经演变到似乎很自然地要尽可能增大由螺纹复盖的扇形夹块或夹夹头的外表面，因为产生了大量的力矢量，每个螺纹面上产生一个，这样便使夹紧力总的分布达到最大，从而增加管接头的咬入固定能力或夹紧能力。在下面会看到，先有技术的这种推理是方向错误，利用本发明证明的新颖的力分布原则，可以大大改进夹紧能力。
在如前所述的Hooley专利中要注意的另一点是，导管连接器包括在夹头内表面上的小肋条或螺栓。这种肋条或螺栓不适合于管接头，因为这种突出部与在“0”形密封环和管子表面之间要求小间隙以便有效设计和密封是互相冲突的。
在先有技术中还实例说明了不带锥形夹头或螺母的拼合式夹头和不带异形或倾斜夹头端部的拼合式夹头。这种类型的管接头设计在Proni的美国专利No4544186中单独地进行了说明。Proni的结构是唯一的依靠由凸轮系统反作用力产生的完全径向位移来工作的管接头结构。在Proni结构中，力作用在夹头外表面的螺纹上，使夹头径向向内移动。在Proni结构的一种实施例中，夹头的内表面上有一尖头，它位于夹头扇形夹块的末端。这种夹头结构在抗弯曲疲劳方面不起作用，或者效能低。位于夹头端部的尖头是一个应力提升器，在管的弯曲或振动下，导致过早的失效。
另外，如同其它先有技术的拼合式夹头管接头的结构一样，在Proni结构中，完全没有考虑将力集中在扇形夹块或夹头外表面上特定的位置。事实上，Proni的管接头结构如同前面参考过的Heyner的夹具结构一样，最大的力作用在紧接凸轮系统作用表面或肩形突出部的夹头螺纹表面上;第二最大的力作用在第二夹头螺纹表面上，而第三最大力作用在第三螺纹表面上，等等。如像已证明的那样，此法在提供夹持力方面不是很有效，因最靠近的螺纹面的弯矩是很小的，当接头的螺纹面离Proni管接头的肩形突出部或凸轮系统表面的距离增加时，每个螺纹的力减小了，导致不能有效夹紧。Proni设计中仅考虑使螺纹同凸轮系统表面分离，这是为了增加夹头扇形夹块本身的挠性或弯曲性。完全没有考虑或暗示空间力的集中或分布。
因此显而易见，在克服先有技术中存在的问题时，特别要求拼合式夹头管接头或扇形夹块管接头，这种管接头在进行夹紧和密封载有高压流体的导管或管子同时，还能极好地抗弯曲疲劳。特别需要这样的管接头设计，这种设计将执行密封、夹紧和抗疲劳的管接头内部构件在空间上分开，从而能将这些功能分离。据本发明人所知，在先有技术中还不存在这样一种单式管接头结构。
为了达到特别要求，本身便提出了第二个特别要求。此第二特别要求是空间结构的力作用在每个夹头或扇形夹块的外表面上。这种力的空间结构必须使得力在离开夹头或扇形夹块的末端或自由端的某个特定距离范围内达到最大。利用这样一种空间结构力，可以产生合适的运动和第二弯矩。根据本发明人所知，在先有技术中，还没有一种单式管接头，它能在离开扇形夹块自由端的地方在选定的距离范围内，提供作用在扇形夹块外表面上的空间集中的力。
只选择螺纹的结构不能得到这种在规定的距离范围内作用在扇形夹块外表面上的空间集中力。这种集中是一种重要的认识，它需要本发明下面要说明的新颖的结构特征。
本发明涉及一种供空心导管的夹紧、固定和连接等用的管接头组件，而空心导管本身专供输送高压流体用。本发明的管接头组件包括具有基座部分和整体固定在上面的切成扇形的部分的管接头体。中心通道配置在中心共轴位置，至少部分穿入基座部分和切成扇形的部分。该通道装置的大小可在其中放置导管，在导管放在其中以后，一当管接头组件，或者更具体说，一当管接头体被部署进入，或被迫使进入夹紧位置后，导管便被管接头组件固定或被“夹紧”。
将施力装置加在管接头体上，或者更具体说以外包的形式加到切成扇形的部分上，采用这种方法来确定夹紧位置和实现夹紧定位。施力装置在结构上特别和切成扇形的部分配合，使得它仅同切成扇形部分的第一外表面形成力传送啮合，因而切成扇形的部分，或者更具体说，在其上形成的夹紧装置受力咬入已放置在通道装置内的导管外表面，或者至少部分穿入该外表面。
虽然本发明管接头组件的特殊结构部件下面还要用许多实施例进行详细的说明，但很重要的是要注意到，切成扇形的部分包括许多扇形夹块，每个扇形夹块具有细长的形状，并整体固定在管接头体基座部分的贴紧端部。许多扇形夹块包围着中心通道装置和其中放置的导管，沿此向外伸出。每个扇形夹块包括沿其长度伸展的外表面，其中外表面特别由从自由端沿其长度伸向基座部分但明确地与基座部分隔的第一部分构成。第一外表面部分的形状是这样，使得它可同上述施力装置配合，从而实现同该装置的啮合，利用这种啮合，使施力装置的力传送到每个扇形夹块。每个扇形夹块包括第二外表面部分，该部分从基座部分沿每个夹块的长度延伸到第一外表面部分。第二外表面的形状是使得它不同施力装置啮合，达到力不通过第二部分传到扇形夹块上。
本发明另外一个重要特征是以固定构件的形式构成固定装置，固定构件最好在与每个扇形夹块自由端或末端相距约为第一外表面部分长度的三分之二但不超过第一表面部分全长的地方成形在每个扇形夹块的内表面上。另外，每个扇形夹块包括下切部或下凹部，固定构件从下凹部对着通道装置的中心轴向外伸出。因此，将在外围的并形成力传送啮合的施力装置总的加到切成扇形的部分，具体加到每个扇形块的第一外表面部分时，由于通过在第一外表面部分和施力装置之间的力传送啮合将外力作用在每个扇形块上，因而导致产生弯矩，该弯矩大体在每个扇形夹块的夹紧构件附近形成。由此产生的弯矩使在大体上靠近或邻接的每个扇形夹块自由端的地方成形的弯曲支承面，在离开夹紧构件和导管外表面之间的夹紧接触位置的地方，支承导管的外表面，因而如前所述，导管上的弯曲疲劳被减小了，这是由于弯曲支承面大体上在每个扇形夹块的末端同导管的外表面构成支承啮合。为了使弯矩达到正确的位置，使大体位于每个扇形夹块的夹紧构件附近，重要的是要知道，在达到最大夹紧能力的最佳实施例中，第一外表面部分的长度基本上等于或小于每个扇形夹块总长的50%。然而，依赖于中心通道装置内的导管中预定要传送的流体压力或其它设计参数，所述管接头也可以以充分的效能运转，以致第一部分的长度可以大到扇形夹块全长的三分之二，如前所述，这段长度是从扇形夹块的自由端开始向基座部分延伸，但明显地与基座部分分开。
如下面要进一步强调那样，在最佳实施例中，第一外表面部分的形状可以是外螺纹形状。同样，施力装置的啮合内表面部分也被加工成内螺纹，从而在施力装置的内表面和切成扇形的部分之间，仅沿每个扇形夹块的第一外表面部分形成螺纹啮合。然而，应当强调，为了达到将适当的外加力加在离开扇形夹块自由端的适当的地点，从而在扇形夹块上大体在夹紧构件的附近产生每个扇形夹块的上述弯矩，以便上述的弯曲支承面在向外离开每个扇形夹块夹紧构件穿入点的地方同导管的外表面形成支承啮合，本质上并不需要加工成螺纹形状。重要的是还要知道，特定的螺纹或螺纹的形状不决定被施加的力，或被加到扇形夹块上的力的集中，因而弯矩大体在夹紧构件的附近产生，以便使弯曲支承面定位到同导管的外表面构成支承啮合。因此，夹紧位置由同导管外表面形成穿入啮合的夹紧构件和在离开夹紧构件基本上邻接扇形夹块自由端的地方同导管外表面形成支承啮合的弯曲支承面所确定。
图1是沿图2的1-1线剖开的纵向切面图，部分表示为示意图。
图2是沿图1的2-2线剖开的端示图。
图3是许多扇形夹块中一个的切面示意图，示出了扇形夹块同管接头体的基座部分的相互连接，特别具体地示出了每一个扇形夹块的外表面部分的相对形状大小和位置以及将施力装置加在其上时力在上面的集中。
图4是处于上述夹紧位置的图1实施例的示意图，为清楚起见，图中未具体示出施力装置。
图5是处于夹紧位置的扇形夹块和在三种倾斜状况中的管道或导管的切面示意图。
图6是一般代表先有技术结构的处于夹紧位置的扇形夹块和在三种倾斜状况中的管道或导管的切面示意图。
图7和7A分别是扇形夹块和待加到其上与其配合的施力装置的切面图和部分示意图。
图8和8A分别是扇形夹块和待加在其上的施力装置的另一实施例。
图9是一种施力装置的切面图，该施力装置处于同本发明管接头体的扇形夹块进行力传送啮合状态，其中部分省去，部分为示意图。
图9A是特别地制造来同图9所示实施例的扇形夹块啮合的施力装置一部分的切面图，和部分示意图。
图10是本发明的管接头组件，包括施力装置，其中管接头组件处于夹紧位置。
图10A是切面图，示出了施力装置一个实施例的内部结构细节。
图11是先有技术结构的切面和部分示意图。
图12是图11的结构产生的力的曲线图。
图13是在本发明管接头体上许多扇形夹块中一块的切面图，其中示出力正施加其上，部分为示意图。
图14是图13实施例的力的曲线图。
图15和15A表示沿其上的第一外表面部分具有不同螺纹结构的实施例。
图16是一个扇形夹块和弯矩正被加在其上的切面示意图。
图17和17A是具有低效尺寸的扇形夹块的切面示意图。
图18是又一个本发明的实施例，它在每一个扇形夹块的内表面上具有不同的下凹部形状。
图19和19A是具有随意下凸部形状的先有技术扇形夹块的切面和部分示意图，示出横向力正施加其上，并且有不同的外螺纹结构。
图20是本发明又一个实施例，施力装置具有特殊结构。
图21是图20实施例的施力装置的切面详图。
如图1和2所示，本发明的重要结构特征包括管接头组件，该组件包含总的用10表示的管接头体，管接头体具有基座部分12和总的用14表示的切成扇形的部分。切成扇形的部分14包括许多扇形夹块16，这些扇形夹块彼此由细长的槽口分开，槽口从每一个扇形夹块的自由端或末端22向内延伸到基座上的23，或延伸到每个扇形夹块最靠近的端部。细长槽口可使扇形夹块相对基座作径向运动。通道装置18配置在中心，与基座和切成扇形的部分均同轴，因而许多扇形夹块16的每一都围绕着通道18配置，进而也围绕着置于通道内的，因而也置于管接头体10内的导管15配置。在图1的实施例中，管接头体10还包括在基座部分12的内部构成的，并以圆形密封或以“0”形环结构的形式表示的密封构件20，密封构件围绕着配置在通道18内的导管15，从而在其间形成不泄漏流体的密封。
另外一个结构特征包括每一个扇形夹块具有下凹部24，下凹部沿扇形夹块的大部分内表面延伸，大体上从靠近基座12的一个点延伸到每个扇形夹块16的自由端或末端22。
形状为夹紧尖头或夹紧构件26的夹紧装置从下凹部分24向外对着通道装置的中心纵轴推出，如象在后面要更详细说明的那样，这将导致夹紧导管15的外表面并至少部分穿入导管15的外表面。
本发明另外一个重要特征是每一个扇形夹块16具有总的用30表示的第一外表面部分，该表面部分从其上相应的自由端22向内伸向基座12，但与基座12明显地分开。同样，每个扇形夹块具有总的用32表示的第二外表面部分，该第二外表面从基座部分12向外延伸到第一表面部分30。如图1和3清楚示出的那样第一表面部分30的外部结构包括螺纹结构(或其它特殊的表面结构)，该结构是用来同以后要详细叙述的施力装置(见图2至10A)进行啮合和进行有效的配合。
本发明的重要结构特征包括第一表面部分30，该表面部分从每一个扇形夹块的自由端部22向内伸向基座一段距离，这段距离最好至少是整个扇形夹块长度的50%或更小，但如后面要详细叙述的那样，也可能大到整个长度的三分之二。然而在每一种情况下，每个扇形夹块要使外表面部分30与基座12分开相当的距离，其中，由于第二表面部分32的存在或长度，确定了这样一种重要的空间关系。
如图4所示，表示了处于被确定为夹紧位置的管接头体10，夹紧位置本身由每个扇形夹块16确定，这些夹块利用每一扇形夹块的夹紧构件26咬入或事实上至少部分穿入导管15外表面的方法同导管15的外表面构成夹紧啮合。另外，在靠近或邻接每个扇形夹块的自由端或末端形成了弯曲支承面25，其中，在离开每个扇形夹块16的夹紧部分26的地方，这样的弯曲表面部分25同外表面15形成支承啮合。由于在离开构件26和导管15的外表面之间的夹紧啮合点的地方提供了实际上啮合和有效地支承导管外表面的弯曲支承面25，在啮合点26′上的弯曲疲劳事实减小了或相当地减轻了，从而如后面要详述的那样，可允许或适应导管的振动，或重复使用。应该注意到，夹紧构件26的外表面形状是这样的，如图4和5所清楚示出的那样，使得夹紧结构穿入或咬入导管的外表面。利用下面要详细叙述的施力装置附件，将外力施加在每一个扇形夹块上可以实现这种夹紧状态。为了达到管接头体10有效地夹紧导管15，最佳实施例将夹紧构件26配置在离开每个扇形夹块自由端22约整个第一部分30长度的三分之二的长度，或距离的地方。但是，应当注意到，在实践中，夹紧构件26距自由端的长度事实上大约等于或至少稍小于从每个扇形夹块的自由端22延伸的第一部分30的长度。
参考图4、5和6，建立关于夹紧构件26的弯矩38的关键因素是表示在图3中的长度40、42、43和45的相互关系。长度43是每个扇形夹块的夹紧构件26和那个扇形夹块16的末端22之间的距离。为了大体上在夹紧构件26的附近形成大小适当而方向指向导管15或指向其中配置有导管的中心通道的弯矩38，力44必须只施加在第一表面部分30的外表面上，或者更具体说，必须只施加在沿第一外表面部分30的长度延伸的有螺纹的表面上。如图所示，第一外表面部分30的长度42是从末端22到第二表面部分32的起始处，特别和基座12分开一段距离。长度43最好是长度42的三分之二，这两个长度均从相应扇形夹块16的末端22起度量。第二表面部分32一定不能有螺纹，或者具体说，沿它在16上的整个长度，一定不能同施力装置啮合。如果它有螺纹，或者和施力装置沿第二表面部分32形成啮合，则在夹紧构件26的附近将产生一种相反的弯矩(见图17和17A)，因而减小了所需弯矩38的效力。因为夹紧构件26的位置与它到基座12的距离相比较时，必须更靠近相应扇形夹块16的自由端或末端，所以长度42最好是最大为扇形夹块整个长度的三分之二，或者在最佳实施例中，是扇形夹块长度的50%或更小。长度45构成了能使夹紧构件26穿入导管的外表面需要的基本下凹部的长度。成形下凹部是用来使夹紧构件26同导管15的外表面形成啮合，同时又如图1所示，不妨碍密封构件20同导管15的外表面的密封啮合，使得在那点在其间形成不泄漏流体的密封。在图5中示出处于啮合位置的一个扇形夹块16的切面图。这个啮合位置代表夹紧位置，仅为了解释和清楚起见，才示出一个扇形夹块。如图所示，夹紧位置也由啮合导管15外表面的弯曲支承面25确定。图5所示的是导管的三种位置15、15′和15″。在位置15导管不被倾斜。在位置15′，导管向一个方向倾斜，而在位置15″，导管向相反方向倾斜。当导管15承受弯曲时，在导管15的外表面和弯曲支承面25之间的接触点上产生了相当大的应力。在图5中所示的切面202上发生导管最大的弯矩。在切面202上导管的外表面是完整的，不被弯曲支承面穿入或切伤，因而能使导管抵抗许多次操作过程的疲劳应力，如振动或周期性载运(重复使用)中产生的疲劳应力。与此相反，在图6中示出了一种管接头，其中距离43大大减小到接近零。像图5一样，示出了导管的三种位置15、15′和15″。当导管15受到弯曲和振动时，导管的最大弯矩发生在图6中的切面201上。然而，因为由于夹紧构件26的穿入，直径减小了，因而惯性矩较小，所以这个切面相当容易破损。另外，如果示于图6中夹紧构件26很锐，则在导管壁上的穿入槽26′成为应力提升器。结果是，由于在很少次数的弯曲或振动周期中引起的疲劳，管道在切面201处(图6)受到损坏。相反，在图5中的夹紧构件26向内，与扇形夹块16的末端22相距距离43。因此在图5中，包括夹紧构件26的切面201穿入导管15的外表面并和切面202隔开，在切面202上，如前所述，弯曲支承面25啮合承受最大弯矩的导管15。
相对于图7到图9A，力44在图3中表示最清楚，它可以用各种结构的施力装置中的任何一种施力装置来产生，在上述图中，施力装置总的用39表示，并以螺母39、39′和39″的形式来表示。选择特别的螺纹用于在螺母和每个扇形夹块的第一部分30之间进行力的传送连接是一种选择的问题，本质上对本发明的操作特征、对产生合适的弯矩或产生集中的力38(见图5)是不重要的。在图7和7A中，螺母39′包含标准的螺纹33′以及楔形的凸出的表面33″。凸出的表面33″抵住扇形夹块的表面33″′，因此产生了力44(见图3)。在图8和8A中，圆锥形螺纹35和35′分别配置于管接头扇形夹块16的第一部分30上和螺母39″上。当螺母39″上紧到扇形夹块16上时，将产生力44(见图3)。图9和9A示出了局部具有标准螺纹37′的螺母39和具有标准螺纹37的每个扇形夹块的第一部分30。如图9所示，螺母39的紧接端53同横向面55接触，从而产生反作用力和产生力44(见图3)。
图10和10A详尽示出了管接头体以及加在其上的施力装置39，因而各个扇形夹块便以这种方式进入与导管15的夹紧啮合，就是使夹紧构件26穿入导管15的外表面，而在同时，通过产生适当的弯矩(见图3中的38)，迫使弯曲支承面25在离开夹紧构件26夹紧穿入导管15的位置一定距离的地方和在大体上靠近或邻接相应扇形夹块的末端的地方，同导管16的外表形成支承啮合。另外，如图10所示的夹紧位置还由另外一个带有密封构件20的接触点确定，该密封构件20同位于中心通道内的导管15的外表面啮合，因而基本上形成三个啮合点。如前所述，这三个啮合点由下面三种啮合确定密封构件20同导管外表面的啮合，夹紧构件26同导管外表面的穿入夹紧啮合，以及弯曲支承面25同导管15的外表面的支承啮合。
图11代表先有技术的实施例，其中，无螺纹的距离52远小于有螺纹的第一部分54或距离50。采用短的无螺纹距离52的目的是要增加扇形夹块相对于基座12的弯曲性或弹性。为了进一步增强扇形夹块相对于基座12的弹性，在靠近扇形夹块贴紧端的地方，在扇形夹块上形成凹槽53。在图12上清楚示出了在图11的螺纹上力56的量值分布，该量值分布曲线总的用60表示。如在图12中所见到的那样，最大的力是在最靠近基座12的螺纹表面上，而在以下的每个螺纹上的力减小了。这就导致不能充分弯曲图11的扇形夹块，减弱了对插入管道或导管15的夹紧作用。图13示出的实施例，其扇形夹块的有螺纹外表面42(的长度)小于扇形夹块无螺纹外表面40(的长度)。图14示出了力44在第一外表面部分42的有螺纹表面上和在第二外表面(无螺纹)40上的量值分布。
当长度50超过长度52一个相当的量时，或当长度50大于扇形夹块整长的大约三分之二时，在图11所示实施例的扇形夹块表面上可以明显看到很不合适的力分布和由此而发生的夹紧本领。另外，管接头重复使用性能的关键因素扇形夹块的弹性，由于凹槽53的存在，或者由于在长度52上材料总的减小，而并没得到增强。
图15和15A表示真正产生力的集中与螺纹的设计无关，其中，第一部分从末端22沿长度延长，但小于全长距离的三分之二。
通过图16、17和17A用实例示范证明了，当施力装置(未示出)正常地旋上去时，示于图18的本发明的最佳实施例将导致应力的适当集中，或使弯矩38′大体沿着夹紧构件26或在其附近。
然而图17和17A示出了很无效的结构，因为当螺纹结构事实上从末端22几乎沿整个扇形夹块的外表面长度延续时，无论如何改变螺纹结构，人们都不能得到适当的弯矩或力的集中。很清楚，当图17和17A中的螺纹70、72的长度几乎扩展到各个扇形夹块的整个外表面时，在图17和17A中将分别产生负的或相反的弯矩98和99。弯矩98和99是围绕点26′的负的反时针方向的弯矩，它和需要的正的或顺时针方向的弯矩38′相反。因此，弯曲支承面不能有效地达到同导管15的外表面啮合，不像在图4和图5中说明的，由正确夹紧位置所示出的那样。
这一点在图18、19和19A中进一步作了说明，其中，不管表面24′的形状(在图18至19A中用实线表示)如何，只要有螺纹的第一部分(总的用30表示)小于扇形夹块整长的50%并最好不超过扇形夹块长度的三分之二，便能大体上在夹紧构件26附近产生适当的弯矩。如前所述，螺纹的长度越长(如图19和19A所示)，不管螺纹结构如何，力的集中或弯矩38便越靠近基座12，如图10清楚示出的那样，在相对于导管的外表面准确配置弯曲支承面25时，这是无益的。
图20和21示出了本发明又一实施例，其中，管接头体100处于正常的夹紧位置，夹紧位置由具有夹紧构件26的各个扇形夹块16确定，夹紧构件26被迫使同导管15的外表面形成穿入啮合。在这样一个实施例中，密封构件82和84配置在施力装置80的相反两端部的周边上。在此实施例中，在施力装置80的内表面上的螺纹87和第一部分30的外表面上加工的螺纹之间发生了适当的啮合。如图20所清楚示出的那样，卡住密封构件84的周缘端面实际上构成了一个合适的弯曲支承面，如图20和21示出的那样，它确定了本发明实施例的夹紧位置。
根据上面的叙述，本发明可以概括如下一种特别设计的供夹紧、装配，换言之，供相互连接这样的导管用的管接头组件，该导管用于保持和输送高压流体。管接头组件包括具有基座和整体成形并向外伸出的扇形夹块的管接头体，其中基座和扇形夹块环绕基本上共轴配置的中心通道，该中心通道的大小可供在其中放置导管。施力装置从外层旋紧在许多扇形夹块上，同每个扇形夹块的第一外表面形成力传送啮合，而和每个扇形夹块的第二部分不形成力的传送关系，其中，大体上在夹紧部分的附近产生了弯矩，因而靠近每个扇形自由端弯曲支承面被向内推到中心通道装置中的导管上并同其外表面啮合，因而释放在夹紧部分和导管的穿入点或咬紧啮合点产生的应力。
权利要求
1.一种连接导管用的管接头组件，该导管供在其中流过高压流体用，上述管接头组件包括a.管接头体，它包括基座和切成扇形的部分，切成扇形的部分整体固定到上述基座并从基座向外延伸到上述管接头体的末端；b.供放置导管的通道装置，它构成在上述管接头体内，并从上述基座和切成扇形的部分延伸，大体在上述末端上出口；c.上述切成扇形的部分包括许多分开的细长扇形夹块，每个扇形夹块整体固定在上述基座上，并由此向外延伸，在上述末端或自由端结束，这些扇形夹块都配置在上述通道四周；d.上述每个扇形夹块包括沿其长度延伸的外表面，该表面具有第一部分和第二部分，上述第一部分从其上的上述自由端对着上述基座伸出，伸出距离基本上不大于每个扇形夹块长度的三分之二，并与上述基座隔开；e.每个扇形夹块的上述第二部分从上述基座沿每个扇形夹块的长度延伸到上述第一部分；f。夹紧构件成形在每个扇形夹块的内表面上，该构件和其上的上述自由端隔开一段距离，它被建立来和配置成同上述通道装置中的导管外表面形成夹紧啮合，g.施力装置可被固定到上述切成扇形的部分，同每个夹块的上述第一部分形成力传送啮合，用以同时将外力加到上述的许多扇形夹块上；h.每个扇形夹块的上述第一部分和夹紧构件在尺寸和结构上相互配合，使得当外力加到上述第一部分时，在每个扇形夹块上大体在上述夹紧部分的附近形成指向通道的装置中导管的弯矩；和i.上述管接头体包括由每个扇形夹块的上述夹紧构件和其上的自由端确定的夹紧位置，在上述外力的作用下，上述的夹紧构件和自由端同时受力，和上述通道中的导管外表面形成啮合。
2.如权利要求1所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述夹紧构件和其上的上述自由端隔开一段距离，隔开的距离大体上等于或小于上述第一部分的长度。
3.如权利要求2所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述夹紧构件和其上的上述自由端隔开一段距离，隔开的距离大体上等于上述第一部分长度的三分之二。
4.如权利要求3所述的管接头组件，其中，上述夹紧构件包括在每个扇形夹块的上述内表面上成形的凸出部，该凸部由此向外伸出可同导管的外表面形成啮合。
5.如权利要求4所述的管接头组件，其中，每个上述扇形夹块上的上述突出部大体上均共面装置。
6.如权利要求4所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述突出部包括一个成形的尖头，以使当外力加到其上的上述的第一部分时，该尖头在啮合点穿入导管的外表面。
7.如权利要求6所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的自由端被成形为以不穿入导管外表面的方式同导管的外表面啮合。
8.如权利要求1所述的管接头组件还包括密封构件，该构件以可同导管外表面啮合的方式装在上述管接头体上，位于上述通道内，以便在其间实现不泄漏流体的密封。
9.如权利要求6所述的管接头组件，其中，上述密封构件配置得既离开上述夹紧构件，又离开上述许多扇形夹块的上述自由端，因此，导管的外表面至少在三个分开的位置分别由上述密封构件、每个扇形夹块的夹紧构件和其上述的自由端啮合。
10.如权利要求9所述的管接头组件，其中，上述密封构件包括“0”形环，该环装在上述基座上，位于上述通道内，可被配置成同上述导管的外表面形成连续的环绕密封啮合。
11.如权利要求10所述的管接头组件，其中，“0”形环用具有韧性的材料制造，它安装在整体凹入上述基座内表面上的环形凹槽中，上述“0”形环的大小是使它可以从上述凹槽和上述基座的上述内表面上向外凸出，形成同导管外表面的密封啮合。
12.如权利要求1所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述第一部分包括沿其长度的螺纹结构。
13.如权利要求12所述的管接头组件，其中，上述施力装置包括内螺纹结构，该螺纹结构的大小可同时啮合上述许多扇形夹块的每个上述第一部分的上述螺纹结构，从该处形成力传送关系。
14.如权利要求1所述的管接头组件，其中，当上述管接头体位于上述夹紧位置时，上述施力装置同上述第二部分不构成力传送关系。
15.如权利要求14所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述第一部分包括沿其长度的螺纹结构，上述施力装置包括内螺纹结构，该内螺纹结构的大小可同时啮合上述许多扇形夹块的每个上述第一部分的上述螺纹结构，从该处构成力传送关系。
16.如权利要求14所述的管接头组件，其中，上述施力装置包括贴紧端部，当上述管接头体位于上述夹紧位置时，该贴紧端部同上述基座的横向部分形成端接啮合。
17.如权利要求1所述的管接头组件，其中，上述许多扇形夹块的每个包括沿其内表面形成的下凹部，下凹部基本上沿其长度的主要部分延伸，上述许多扇形夹块的每一个和相应的上述基座的壁部分比较，具有较薄的厚度，因此，当上述施力装置将外力加到每个扇形夹块时，每个扇形夹块大约在上述夹紧部分的弯曲变得更为容易。
18.如权利要求17所述的管接头组件。其中，上述夹紧构件包括在每个扇形夹块的上述内表面上形成的，并从沿其上述相应内表面长度构成的上述下凹部伸出的凸出部，假如上述的管接头体进入上述的夹紧位置，则上述的凸出部伸向上述通道的中心纵轴，并且同在上述通道中的导管外表面形成穿入啮合。
19.如权利要求18所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述凸出部与其上相应的自由端隔开，隔开的距离基本上小于相应第一部分的长度。
20.如权利要求19所述的管接头组件，其中，上述夹紧位置还由在彼此隔开的位置同导管外表面啮合的每个扇形夹块的上述凸出部和上述自由端确定。
21.如权利要求19所述的管接头组件还包括位于上述通道装置(18)内装在上述管接头体(10)上的密封构件(20)，该构件可同导管(15)的外表面啮合，用以在其间确立不泄漏流体的密封，上述夹紧位置还分别由彼此在隔开的位置同导管(15)外表面啮合的每个扇形夹块的上述凸出部，其上的上述自由端和上述密封构件确定。
22.如权利要求1所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述第一部分(30)从其上的上述自由端伸向上述基座(12)并与基座隔开，伸出的长度大体上不超过每个扇形夹块(16)长度的三分之一。
23.如权利要求22所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块(16)的上述夹紧构件(26)与其上的自由端隔开，隔开的距离(43)大体上等于或小于上述第一部分(30)的长度(44)。
24.如权利要求23所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块(16)的上述夹紧构件(26)与其上的自由端隔开，隔开的距离(43)大体上等于上述第一部分(30)长度(42)的三分之二。
25.一种连接导管(15)用的管接头组件，该导管供在其中流过高压流体用，上述管接头组件包括a.管接头体(10)，它包括基座(12)和切成扇形的部分(14)，切成扇形的部分固定到上述基座(12)并从基座向外延伸到上述管接头体(10)的末端(22);b.供放置导管的通道装置，它构成在上述管接头体内，并从上述基座和切成扇形的部分延伸，大体在上述末端上出口;c.上述切成扇形的部分包括许多分开的细长扇形夹块，每个扇形夹块整体固定在上述基座上，并由此向外延伸，在上述末端或自由端结束，这些扇形夹块都配置在上述通道的四周;d.上述每个扇形夹块包括沿其长度延伸的外表面，该外表面具有第一部分和第二部分，上述第一部分从其上的上述自由端对着上述基座伸出，伸出距离基本上不大于每个扇形夹块长度的三分之二，与上述基座隔开，e.每个扇形夹块的上述第二部分从上述基座沿每个扇形夹块的长度延伸到上述第一部分;f.夹紧构件成形在每个扇形夹块的内表面上，该构件被建造来和配置成同上述通道装置中的导管外面形成夹紧啮合;g.施力装置可被固定到上述切成扇形的部分，同每个扇形夹块的上述第一部分形成力传送啮合，用以同时将外力加到上述的许多扇形夹块上和相对于上述通道装置中的导管形成上述管接头体的夹紧位置;h.每个扇形夹块的上述第一部分和夹紧构件在尺寸上和结构上相互配合，使得当上述管接头体处于上述夹紧位置，外力施加在上述第一部分时，将每个扇形夹块相对于上述基座推向上述通道装置中的导管，和i.上述夹紧位置还由上述施力装置的贴紧端、上述施力装置的末端和每个扇形夹块的上述夹紧构件确定，施力装置的贴紧端同上述的基座啮合，施力装置的末端配置成与导管的外表面均相隔小限度的距离，夹紧构件在离开上述施力装置的上述末端同时受力而与导管的外表面形成夹紧啮合。
26.如权利要求25所述的管接头组件还包括分别在上述施力装置的贴紧端和上述基座之间以及在上述施力装置的上述末端和导管的外表面之间以啮合的方式安装的密封构件，用以在其间形成不泄漏流体的密封。
27.如权利要求26所述的管接头组件，其中，上述密封构件包括第一密封组件，该密封组件安装在上述施力装置的上述贴紧端上，当上述管接头体位于上述夹紧位置时，它同上述基座形成密封啮合。
28.如权利要求27所述的管接头组件，其中，上述密封构件包括第二密封组件，该密封组以同导管外表面形成密封啮合的方式安装在上述施力装置的上述末端。
29.如权利要求28所述的管接头组件，其中，上述第一和第二密封组件分别包括“0”形环构件，该环构件均安装在上述施力装置上，并由此向外伸出，分别同上述基座和导管外表面构成啮合。
30.如权利要求25所述的管接头组件，其中，上述第一部分从其上的上述自由端伸出，伸出距离不超过每个扇形夹块长度的三分之二。
31.如权利要求30所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述夹紧构件与相应的其上构成该夹紧构件的扇形夹块的自由端隔开，但基本上和该自由端邻接，该夹紧构件在里侧同导管的外表面形成夹紧、穿入的关系。
32.如权利要求25所述的管接头组件，其中，上述第一部分从其上的上述自由端伸出，伸出距离不超过每个扇形夹块长度的二分之一。
33.如权利要求32所述的管接头组件，其中，每个扇形夹块的上述夹紧构件与相应的其上构成该夹紧构件的扇形夹块的自由端隔开，但基本上和该自由端邻接，该夹紧构件在里侧同导管的外表面形成夹紧、穿入的关系。
全文摘要
一种连接流通高压流体用的导管的管接头组件。它包括具有基座和向外伸出的扇形夹块的管接头体。基座和夹块环绕同心配置的放置导管的中心通道，施力结构从外层旋紧到许多夹块上，同每个夹块的第一外表面部分形成力传送啮合，而每个夹块的第二部分不形成力传送关系，其中弯矩围绕夹紧部分产生，因而靠近每个夹块自由端的弯曲支承面被推向中心通道中的导管上，同其外表面啮合，从而释放在夹紧部分和导管的穿透点上产生的应力。
文档编号F16L19/14GK1031888SQ88104360
公开日1989年3月22日 申请日期1988年7月14日 优先权日1987年7月15日
发明者奥斯卡·普罗尼 申请人:普罗尼制作公司