专利名称：管子连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管子连接器，更具体地涉及一种连接在或邻接于平端管子端部的连接器，从而能够将上述管子联接到另一个管子、泵、阀或类似构件上。
背景技术：
对平端管子提供使用摩擦环或硬化夹具的连接器是已经确立的做法，利用相关的螺母和螺栓将力加到环或夹具上。但是，对于此类装置，通过螺母和螺栓外加的力常常只有一部分传送到摩擦环或夹具上，结果是连接的压力等级相当低(通常在10和20巴之间)，因为管子趋于沿纵向相对移动。
曾有人提出缓解这个管子移动问题的方法，是在沿管子有规律的间隔处对管子设置固定的锚，但这是一种复杂、费时而又昂贵的做法。
最近，已经引入稍许更为有效的连接器，它使用一种不可压缩的流体如油脂来推动一个硬化钢锯齿环形式的夹具与管子接触，此种连接器还包括附加的密封机构，用于在连接器和管子的外表面之间进行密封。
但是这些已知的装置存在各种缺点，不仅是环形的夹具围绕并非精确圆形的管子的整个周边不能有效地夹住，而且与夹具分开的密封机构要求独立的驱动。
发明的公开最好能够提供这样一种管子连接器，它不仅可以有效地连接圆形管子，而且可以有效地连接偏离圆形的管子。
根据本发明，提供一种用于连接到平端管子上的管子连接器，该连接器包括一个安置在管子上面用的外套，在外套的内表面中形成一个围绕管子的环形凹槽，安置在上述凹槽内的夹具机构，用于在外套的内表面和管子之间起作用的密封机构，以及输入上述凹槽的入口机构，用于在压力下供应流体以推动夹具机构进入与管子的夹持啮合，其特征在于，该夹具机构包括许多个围绕凹槽安置并具有沿圆周互相间隔并在与管子沿径向间隔的非操作位置的拱形(弧形)区段，该密封机构由上述区段载带，该装置是这样的，使得在压力下将流体外加到环形凹槽上时，区段从其非操作位置与密封机构一起位移到操作位置中，在操作位置中该区段牢固地夹住管子以将外套连接到管子上，而密封机构啮合管子从而在外套和管子之间形成流体密封。
因此可以理解，对于这样一种包括许多区段的装置，围绕非圆形的管子可以获得一种可靠的夹持效果，各个区段的取向彼此独立并取决于管子周面有关部分的表面形状。
其次，可与区段一起移动的密封机构形成一种动态的密封配置，其效果随外加到夹具机构上的流体压力的增加而增加。
在本发明的一种优选实施例中，该连接器还包括一个安置在环形凹槽中的弹性密封环，在后者的径向内表面上固定上述许多个区段，在压力下的流体作用在上述密封环的径向外表面上，从而将区段位移到其操作位置上。
最好该弹性密封环的径向外表面为大体凹形，由此，在将流体压力外加到其上面时，该环的相对侧部边缘被推入与凹槽的相对侧壁的密封接触。
该密封机构可以包括一个O形环密封件，安置在区段的径向最内端表面中形成的相应凹槽内，最好区段的上述内表面为锯齿形。
围绕管子最好有三至十六个区段，通常为六或八个区段，而处在压力下的流体最好为油脂。
当将两个平端管子连接到一起时，可以提供两个上述的连接器，每个用于一个管子，两个连接器的外套结合成整体，形成一个单一的装置。
在另一种结构中，连接器可以包括一个与外套成为整体并沿径向向外伸出的环形法兰，用于连接一个部件上的相应法兰，该部件准备连接平端管子。
附图的简要说明
图1是沿图2中I—I线截取的纵向截面图；图2是根据本发明的第一管子连接器的部分剖面端视图；图3是沿图4中III—III线截取的纵向截面图；图4是根据本发明的第二管子连接器的端视图；图5是沿图6中V—V线截取的纵向截面图；图6是根据本发明的第三管子连接器的端视图。
优选实施例的详细说明参照图1和2，图中示出本发明的第一连接器，用于连接两个不同外径的平端管子。
更详细地说，该连接器包括一个大体上为平头截锥形的空心金属外套2，其每个端部中安置一个管子夹紧装置，每个用于一个管子，将只有一个装置得到详细说明，另一个完全以同一方式操作。
在邻近外套2端部的外套2内表面中形成一个环形的槽或凹部4，其中安置一个弹性材料制成的环6。环6的外表面大体为凹形，环6的内表面的直径小于外套的内径，而环6的宽度稍大于槽4的宽度。在槽4内在环6的外表面和槽4的底部之间形成一个环形容积8，一个油脂喷嘴10输入上述容积8，一个与上述喷嘴10存在角位移的泄放螺孔12从上述容积8输出。
在弹性环6的内表面上结合多个用硬化钢制成的拱形区段14，其内表面是锯齿形的，而在连接器的停靠位置中，其位置大体上与外套2的内表面齐平。
如可从图2中最清楚地看到的，在图示连接器的每个端部中存在16个区段14，它们沿圆周互相间隔，使得在相邻的区段14紧靠之前在槽4中可以允许一定程度的沿径向向内移动。
每个区段14在邻近外套2的最内部边缘处的内部形状形成一个凹槽，其中安置一个连续的“O”形环密封件16，该密封件从上述凹槽沿径向向内伸出区段14的锯齿形内表面。
上述连接器的操作如下。外套在空心洞孔中紧密配合的相应管子的平端上滑动，管子端部紧靠在外套2内形成的台肩18上，以确定管子上外套的操作位置。在图示连接器的这种状态下，区段14的锯齿形内表面刚巧与管子的表面不接触，相邻的区段彼此不接触，而O形环密封件16在管子表面上滑动。
随着释放孔12打开，油脂通过喷嘴10泵入容积8，直到其中的所有空气被迫通过洞孔12排出。洞孔而后由相应的泄放螺钉关闭，后者锁紧在其位置中。
然后将更多的油脂在压力下外加到现已封闭的容积8中，结果油脂作用在弹性环6的外部凹面上，弹性环被推入与槽4的壁密封啮合并携带区段14被均匀地沿径向推向上述槽4的内部。因此区段14的锯齿形内表面的齿可靠地啮合并埋入管子的外表面，该“O”形环密封件16同时被区段14推入到与管子的上述外表面啮合，从而实现与后者的高压动力密封。
相邻区段14之间的间隔是这样选定的，使得达到管子所要夹持的必需程度的区段14的沿径向向内运动可以实现而不在相邻区段14之间产生干扰。
在图1和2的实施例中，通过使另一管子的端部滑入外套2的另一端而紧靠其中的台肩20并重复上述步骤，实现第一次提到的管子与另一个直径更大的平端管子的连接。
这样两节管子牢固地连接在一起，每个管子通过相应的夹持装置可靠地夹持在共用的外套2中。
上述连接器超过先有装置的优点有很多个。
单个区段14的独立作用使得可以可靠地夹住非圆形的管子，其中区段14可以使它们自己与管子的外表面对准，从而适应管子的任何椭圆度或类似情况。
油脂可以在7000psi的压力下加入并围绕环6的均匀地作用，以保证由区段14产生的可靠的圆周形夹持，区段14的硬化的齿埋入管子，由此管子本身可以此从前经受更高的内部流体压力，通常为55巴量级。
连接管子的平端可以不用焊接也不用螺母和螺栓，它仅需使用合适的高压流体如油脂。
通过“O”形环密封件16可以防止管子中的任何泄漏，密封件16是连接器的整体部分并与区段14同时移动，因此这样起作用的密封件是一种动力学性质。由于环16从上述区段14伸出，环16的密封效果经常稍许超前于夹持效果。
连接器可以与大多数类型的管子(不管是金属的、聚乙烯的或其它)连接使用，可以与大多数有刻痕的、有凹坑的或腐蚀过的管子相容。
连接器可以十分快速地在受限制的空间内连接到有关的管子上，能够节省修理，维护和安装费用。
连接器中装入的区段14的数目决定于所要连接的管子的尺寸，通常可以从对50mm直径管子的3个到对300mm管子的16个。
图3和4例示一种适合于将两个同样直径的平端管子结合在一起的连接器，与图1和2的实施例中的部件等价的部件采用同样的编号。
图5和6例示一种用于以上述方式连接到管子平端上的连接器，外套2组合或焊接一个带螺栓孔24的环形法兰22，这使得连接器可以用螺栓连接在相应的装置上，后者可以是另一个固定于类似的带法兰的连接器上的平端管子、一个阀、一个泵或类似构件。同样，与图1和2的实施例中的部件等价的部件采用同样的编号。
权利要求
1.一种用于连接到平端管子上的管子连接器，该连接器包括一个安置在管子上面用的外套(2)，在外套(2)的内表面中形成一个围绕管子的环形凹槽(4)，安置在上述凹槽(4)内的夹具机构，用于在外套(2)的内表面和管子之间起作用的密封机构(16)，以及输入到上述凹槽(4)中的入口机构(10)，用于在压力下供应流体以推动夹具机构进入与管子的夹持啮合，其特征在于，该夹具机构包括许多个围绕凹槽(4)安置并具有沿圆周互相间隔并与管子沿径向间隔的非操作位置的拱形区段(14)，该密封机构(16)由上述区段(14)载带；其结构是这样的，使得在压力下将流体外加到环形凹槽(4)上时，区段(14)从其非操作位置与密封机构(16)一起位移到操作位置中，在操作位置中该区段(14)牢固地夹住管子以将外套(2)连接到管子上，而密封机构(16)啮合管子从而在外套(2)和管子之间形成流体密封。
2.一种如权利要求1中所述连接器，还包括一个安置在环形凹槽(4)中的弹性密封环(6)，在后者的径向内表面上固定上述许多个区段(14)，在压力下的流体作用在上述密封环(6)的径向外表面上，从而将区段(14)位移到其操作位置上。
3.一种如权利要求2中所述的连接器，其中，该密封环(6)的径向外表面为大体凹形，由此，在将流体压力外加到其上面时，环的相对侧部边缘被推入与凹槽(4)的相对侧壁密封接触。
4.一种如权利要求1至3中任何一项所述的连接器，其中，该密封机构包括一个“O”形环密封件(16)，安置在区段(14)的径向最内端表面中形成的相应凹槽内。
5.一种如权利要求1至4中任何一项所述的连接器，其中，区段(14)的内表面为锯齿形。
6.一种用于将两个平端管子连接到一起的连接器，它包括两个如权利要求1至5中任何一项所述的连接器，后两个连接器的外套(2)彼此成为整体。
7.一种如权利要求1至5中任何一项所述的连接器，包括一个与外套(2)成为整体并沿径向从外套(2)向外伸出的环形法兰(22)。
全文摘要
一种用于连接到平端管子上的管子连接器，包括一个用于安置在管子上面的外套(2)，在外套(2)的内表面中的环形凹槽(4)，用于将流体在压力下输入该凹槽(4)中的入口机构(10)以及凹槽(4)内的多个拱形区段(14)，将流体在压力下加到凹槽(4)上时，拱形区段可移至操作位置而夹住管子，区段(14)载带密封机构(16)，在区段(14)移入操作位置时，密封机构(16)移入与管子密封啮合而在外套(2)和管子之间形成流体密封。
文档编号F16L37/06GK1132546SQ9419358
公开日1996年10月2日 申请日期1994年9月23日 优先权日1993年9月30日
发明者迪耐尔·G·鲍尔 申请人:迪耐尔·G·鲍尔