的法兰时，例如对应的管(未示出)的整体法兰，该法兰环26被压靠在定位环22上，因此被定位环22保持在出口管14的端部的适当位置。例如，可以通过用螺栓穿过螺栓孔30并进入相应法兰的方式，将法兰环26耦合到相应的法.~~.0
[0041]法兰接头通常被拧紧，以将相邻法兰压缩在一起，并在其间形成密封。因此法兰接头经受高的轴向压缩载荷。在使用定位环22的法兰接头中，轴向载荷通过定位环22从法兰环26被传送到的管14。因此，定位环22必须有足够的强度，以抵抗轴向负载，而不会过度的弯曲或剪切。
[0042]本发明的某些实施例中，例如，在螺栓孔的位置30限制了可用于定位环22的径向向内空间的情况下，或其中希望尽可能减小法兰接头20的尺寸(即外轮廓)的情况下，法兰接头20被设计成使定位环22靠在法兰环26上的承载面积尽可能大。这是可取的，因为高承载面积减小了法兰接头20的部件所承受的压力，进而降低了法兰接头20遭受材料失效或由于法兰接头的过度紧固而造成失效的可能性。
[0043]如图7所示，定位环22具有非圆形的外边缘，其限定了具有大致圆形的外部轮廓的第一类型扇区36 (或标准扇区)和外轮廓相对于第一类型扇区或标准扇区减小的第二类型扇区34 (或轮廓减小的扇区)。法兰环26的凹部32具有轮廓减小的部分38，其对应于定位环的轮廓减小的扇区34的外边缘，因此，当定位环22的外轮廓减小的扇区34和法兰环26的轮廓减小的部分38对齐时，定位环22只能被接纳在法兰环26的凹部32中。
[0044]在此特定实施例中，定位环22是具有相对的截断平行边(opposing truncatedparallel sides)的环的形式。该相对的截断平行边限定了在螺栓孔30的区域中的定位环22的轮廓减小的扇区34。轮廓减小的扇区34由标准扇区36彼此隔开，标准扇区的外边缘限定了一个圆弧。轮廓减小的扇区34的外边缘偏离该圆弧，并位于该圆弧内。换句话说，轮廓减小的扇区的径向范围小于所述标准扇区36的径向范围(即定位环22的其余部分)，或轮廓减小的扇区34的外边缘偏离定位环22的外接圆，并位于定位环22的外接圆内。
[0045]在本实施例中，螺栓孔30的节圆半径由通用标准限定，法兰接头20必须符合该标准。标准型扇区36和轮廓减小的扇区34的作用是使螺栓孔30的节圆半径(或节圆直径)符合该通用标准，同时确保该法兰接头的结构完整性。特别是，这需要在螺栓孔30和凹部32的凹部壁之间保持有足够的间隙，并在定位环22和法兰环26之间提供有足够的承载面积。
[0046]在本实施例中，定位环22的半径，以及因此到凹部壁的径向距离，从50毫米的最大半径减小到螺栓孔30的局部区域中的45毫米，以及因此节圆半径可以低至62.5毫米，同时在螺栓孔30和凹部壁之间保持1mm的间隙。
[0047]此外，如上面所讨论的，希望定位环22和法兰环26之间的承载面积尽可能最大，或至少弥补与所述轮廓减小的扇区34相关联的承载面积的相对减少。从图7中可以看到，在轮廓减小的扇区34的面向法兰的表面之间的承载面积按比例小于标准扇区34的承载面积，这是由于在这些扇区34中定位环22的径向范围减小。换句话说，定位环22的径向范围沿远离轮廓减小的扇区34的方向而增加，以增加定位环22抵靠法兰环26的总体的承载面积。
[0048]因此，可以看出，定位环22的承载面积沿远离轮廓减小扇区34 (即远离螺栓孔30)的方向而成比例增加。这意味着，轮廓减小的扇区34的每单位角度的承载面积小于总体的定位环22的每单位角度的承载面积，这使得螺栓孔的节圆半径符合通用标准，同时在螺栓孔和所述凹部壁之间保持有足够的间隙，并同时使抵靠法兰的定位环的承载面积最大化。
[0049]相反，如果定位环为圆形(如在现有技术中)，为了与螺栓孔30保持同样的10毫米间隙，定位环的最大半径将被限制到45毫米，则定位环22和法兰环26之间承载面积可能不足以保证该法兰接头的结构完整性。
[0050]在可替代实施例中，螺栓孔30的节圆半径和直径可以不被预先确定，并且法兰接头20的设计可以是旨在尽量减小其外部轮廓，例如，定义一个新的通用标准或用于定制法.~~.0
[0051]再次，需要将法兰环26中的螺栓孔30定位于定位环22的径向外侧。因此，使用根据本发明的定位环22(其在螺栓孔30的区域中具有轮廓减小的扇区34)允许螺栓孔30的节圆半径(并且因此法兰接头的轮廓)被最小化，同时在螺栓孔和所述凹部壁之间保持足够的间隙，并且同时在定位环和法兰环之间提供足够的承载面积。同样，承载面积沿远离螺栓孔的扇区(即标准型扇区36)的方向而增加。
[0052]作为对照，如果定位环为圆形，使得没有轮廓减小的扇区(如在现有技术中)，则其半径必然比轮廓减小的扇区34大，例如为50mm，以在定位环和法兰环之间提供足够的承载面积。因此，在螺栓孔的节圆半径也将是更大，例如为67.5毫米，以保留相同的10毫米间隙。
[0053]虽然对本发明的一个实施方式进行了描述，其中所述定位环是一个大致圆形的环，以及轮廓减小的扇区由环的截断平行边所限定，应理解的是，轮廓减小的扇区可由许多不同的方法形成。例如，轮廓减小的扇区可以具有圆形的外边缘，其具有相对于所述定位环的标准扇区减小的半径，其中径向壁在每个外轮廓减小的扇区和相邻的标准扇区之间延伸。可替代地，可以在其它的通常为圆形的定位环上形成切口，以限定轮廓减小的扇区。例如，切口可以是半圆形，以便保持围绕螺栓孔的恒定间隙。
[0054]此外，定位环不必是大致圆形的。例如，所述定位环可以是一个多边形的形式，同时仍然可以适当装配在大致圆形的法兰环的凹部内。在其它实例中，法兰环可以是非圆形的，例如它可以是正方形，带有用于管的圆形孔。定位环可以被相应地修改。
[0055]虽然对本发明的一个实施方式进行了描述，其中，所述定位环的位于轮廓减小的扇区之外的扇区的径向范围不与螺栓孔的径向范围重叠，但是应当理解，在其他实施例中可能不是这种情况。例如，所述定位环的外边缘的最大半径(或径向距离)可以大于到固定孔的径向内边缘的径向距离。
【主权项】
1.一种用于管的法兰接头，包括: 法兰环，其用于围绕所述管定位，所述法兰环具有多个成角度间隔的固定孔；和定位环，其用于围绕所述管定位在所述管的外表面上的凹槽内，所述定位环在使用时限制所述法兰环在所述管上的轴向移动； 其中所述定位环具有多个成角度间隔的在对应于所述固定孔的位置的区域中的轮廓减小的扇区。2.根据权利要求1所述的法兰接头，其中每个轮廓减小的扇区的每单位角度的横截面面积小于总体的所述定位环的每单位角度的横截面面积。3.根据权利要求1或2所述的法兰接头，其中所述定位环包括交替并成角度地设置的多个第一类型扇区和多个第二类型扇区，其中所述第二类型扇区是轮廓减小的扇区，其中所述第二类型扇区的外轮廓相对于所述第一类型扇区的外轮廓是减小的。4.根据权利要求3所述的法兰接头，其中所述第一类型扇区的外边缘限定公共圆的圆弧。5.根据权利要求4所述的法兰接头，其中由所述第一类型扇区的所述外边缘限定的所述公共圆的半径大于到所述法兰环的所述固定孔的径向距离。6.根据权利要求3-5中任一项所述的法兰接头，其中所述第二类型扇区的外边缘实质上是线性的。7.根据权利要求3-6中任一项所述的法兰接头，其中包括两个第一类型扇区和两个第二类型扇区。8.根据权利要求7所述的法兰接头，其中所述两个第二类型扇区在直径方向上相对。9.根据权利要求3-8中任一项所述的法兰接头，其中所述第二类型扇区的扇形角小于所述第一类型扇区的扇形角。10.根据前述任一项权利要求所述的法兰接头，其中所述定位环包括两个独立的部11.根据权利要求10所述的法兰接头，其中所述两个独立的部分被布置成沿着平分所述定位环的两个直径方向上相对的轮廓减小的扇区的线被接合。12.根据前述任一项权利要求所述的法兰接头，其中所述定位环是旋转对称的。13.根据前述任一项权利要求所述的法兰接头，其中所述定位环是环形形式，所述环形具有限定相应的所述轮廓减小的扇区的所述外边缘的截断边。14.根据前述任一项权利要求所述的法兰接头，其中所述法兰环具有用于接纳所述定位环的凹部，所述凹部对应于所述定位环的所述外轮廓。15.一种法兰组件，其包括在其外表面上具有凹槽的管和根据前述任一项权利要求所述的法兰接头，其中，所述法兰接头的法兰环围绕所述管定位，并且其中所述法兰接头的定位环围绕所述管被定位在所述凹槽内，以限制所述法兰环在所述管上的轴向运动。
【专利摘要】本发明公开了一种用于管(14)的法兰接头(20)，包括：用于围绕所述管(14)定位的法兰环(26)，其中该法兰环(26)具有多个成角度间隔的固定孔(30)；和用于围绕所述管(14)定位在该管的外表面上的凹槽(16)内的定位环(22)，该定位环在使用时限制该法兰环(26)在该管(14)上的轴向移动；其中所述定位环(22)具有多个成角度间隔的在对应于固定孔(30)的位置的区域中的轮廓减小的扇区(34)。
【IPC分类】F16L23/028
【公开号】CN105202287
【申请号】CN201510315923
【发明人】查尔斯·赞恩塔西, 基思·法夸尔
【申请人】斯普瑞斯-萨克有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年6月10日
【公告号】CA2894373A1, EP2957813A1, US20150369408