专利名称：可重复使用的管道装配件的制作方法
背景技术：
挠性输气管(FGP)系统，也称作波纹不锈钢管(CSST)以及早先称作输气内管(IGP)，是在在日本得到开发，并且在80年代初期由大阪和东京燃气公司首先引入市场。该系统利用不锈钢波纹管将燃气从诸如仪表或调节器等的中心供应点分送到房屋或建筑物内的各种用具上，该不锈钢波纹管以卷或匝的形式供应(supplied in rolls or coils)并带有可现场接附的装配件。使得对房屋进行燃气管系安装的过程可比作对房屋进行电路连线的过程的所述技术，大大地减少了安装时间，进而减少了较高的相关人工成本。该技术由燃气研究院引入美国，所述燃气研究院将该技术看作一种使燃气装置更具竞争力的手段；通过该手段提高新建筑物中燃气管系的安装比例，并且提高国家范围内天燃气的总消费量。该技术得到主要燃气公司的热烈认同和支持，所述燃气公司已经将管路安装成本的明显偏高看作其销售更多燃气的唯一最大障碍。验收规范的出台需要更多时间和工作，但目前该产品已经得到所有模式规范以及ANSI(美国国家标准协会)、国家消防协会/国家燃气规范的认可，并且已由美国燃气协会进行测试并得到认可。该产品将最终取代目前占据全部燃气管道大概80％的黑铁管，以及将取代铜管，其中所述铜管尽管具有许多相同于FGP的优点，但在该应用上却逐渐被禁用。
已经有多类装配件投放到所属领域中。引入到所属领域中的一种装配件使用了形成密封的纤维衬垫，在组装该装配件时不需要专用工具。该装配件比其他制造商所采用的喇叭口金属对金属的密封具有较高的泄漏发生率。
引入到所属领域中的另一装配件首先使用一专用工具压平位于装配件将要接附于其上的CSST管的端部的环道(convolutions)，接着使用一第二工具在管子端部上制出一单一的喇叭口。该产品现已遭市场淘汰，原因为不锈钢在压平和扩口过程中所形成的加工硬化造成了管道的损坏。
不使用专用工具的另一类装配件已引入到所属领域中，通过将管子的环道(convolutions)折回到其自身上以形成双层喇叭口构形，从而形成金属对金属的密封。在所属领域中为时不久，该装配件的设计即被认识到在形成防漏密封方面不稳定。应对该问题的补救措施为设计出一种插入式扩口工具；这种设计使用了大约三年。重新设计出第二方案，将插入式工具更新为插座式扩口工具。
本申请的受让人引入了一些其它的装配件，这些装配件在美国专利第6,276,728号、第6,079,749号、第5,799,989号中进行了描述，所有这些专利的内容通过引用全部包含在本申请中。尽管这些装配件非常适合于其预期的用途，但是仍可在这些装配件的某些方面进行改进。
发明内容
本发明的实施方式包括一与波纹管结合使用的装配件，该装配件包括一具有一通道的螺母，所述通道穿过所述螺母，用于容纳管道，该管道为具有一系列峰部和谷部的波纹管；位于螺母前方的数个夹持件，所述夹持件具有一用于放置在波纹管谷部中的密封表面；一具有一周向环绕着夹持件而形成的环形凹处的主体，该主体具有一主体密封表面，其中一旦密封时，管道被压紧在所述密封表面和所述主体密封表面之间；一位于夹持件凹腔内的弹簧，当装配件未密封时，该弹簧将夹持件推到凹处内。
现参照附图，各图中的相同元件其标号相同，其中所述附图为图1为处于组装但未密封状态下的示例性装配件的剖视图；图2为一示例性螺母的剖视图；图3为一示例性夹持件的立体图；图4为一示例性主体的剖视图；图5为一示例性弹簧的平面图；图6为处于组装、已密封状态下的示例性装配件的剖视图。
具体实施例方式
图1为本发明实施方式中的装配件10的剖视图。装配件10包括一螺母100、一主体200、夹持件(retainers)300和弹簧400。图1所示为处于打开、部分组装状态下的装配件10。螺母100和主体200可由金属(如黄铜)制成，并且可以是机械加工或铸造而成。管道500可以是波纹不锈钢管(CSST)或其他波纹管。在图1中，装配件已经组装，但尚未密封。
所示的管道500被定位在螺母100和主体200中。管道500为环形波纹管，其外表面具有峰部和谷部。螺母100在第一、后向端部之处包括一凹槽102和密封件104(如O形环)，以密封地抵接在管道500上的护套502上，如在美国专利第6,695,353号中所述，该专利的全部内容通过引用而包含在本申请中。O形环104抵挡外部异物进入到装配件内。
螺母100包括与主体200上的内螺纹202接合的外螺纹106。如将在本文中作进一步详细描述，螺母100在第二、前向端部处包括一螺母表面108，其中当拧紧主体200和螺母100时，夹持件表面308抵靠(rideon)在所述螺母表面108上。类似地，主体200在第二、前向端部之处包括一主体表面204，其中当拧紧主体200和螺母100时，夹持件300抵靠(ride on)在所述主体表面204上。
夹持件300包括一用于容纳弹簧400的、位于夹持件300的前面的凹腔302。夹持件300包括一位于凹腔302后面的密封表面304。如将在文中作进一步详细描述，波纹管被压紧在密封表面304和主体密封表面206之间。当拧紧装配件时，位于夹持件300的第一、后向端部上的夹持件后空腔306容纳管道500的一峰部。当卸开或处于部分组装状态时，弹簧400将夹持件300推到周向环绕着夹持件300的、形成于主体200中的凹处210内。这使得夹持件300和弹簧400从管道500的外径上向外移动，以允许进行组装或拆卸。当夹持件300位于凹处210中时，可自由地将管道500插入到螺母内或使其从螺母上拆下。因而，装配件10可以重复使用。
在如图1所示的部分组装状态下，主体200与螺母100接合，但是螺纹106和202并未处于完全接合状态。夹持件300被弹簧400推入到凹处210内。管道500插入到装配件内直到其与位于主体的第二、前向端部上的主体密封表面206接触为止。
图2为螺母100的剖视图。如上面所提及的，螺母100在螺母100的第二、前向端部之处包括螺母表面。该螺母表面108呈角度偏斜，其相对于装配件100的纵向中心轴线的倾斜角度小于90度。夹持件300的第一、后向端部上的夹持件表面308以相同的角度倾斜。
图3为夹持件300的立体图。该装配件包括数个夹持件，可具有三个或更多夹持件。使弹簧400容纳在凹腔302中，在装配件尚未密封时，弹簧400被定位在管道500的外径外部。在示例性实施方式中，使用三个夹持件，每个夹持件跨越管道的120度。当对装配件进行密封时，三个夹持件在其端部邻接，从而形成一连续的夹持环。密封表面304将管道500中的一个或多个环道(convolutions)压到主体密封表面206上，从而形成金属对金属的密封。
图4为主体200的剖视图。主体200包括一朝向主体200的第一、后向端部延伸的环形凹部212。当装配件组装时，凹部212容纳夹持件300的前向部分。主体200包括一锥形表面214，该锥形表面214起到导向件的作用，以使主体200与管道500对准。锥形表面214相对于装配件的中线呈一斜角。锥形表面204也相对于主体密封表面206成角度偏斜，其中，图中所示的所述主体密封表面206垂直于主体200的中线。
图5绘出的是弹簧400。弹簧400为一卷绕成处于静止状态的线弹簧，其直径大于管道500的外径。弹簧端部上的突部402向里弯曲，以防止弹簧400卡(jamming)在夹持件300的表面上。当装配件处于如图1所示的部分组装状态或者拆卸状态时，弹簧400沿着径向方向向外推夹持件，使得夹持件300位于凹处210内。在打开状态下，即便装配件垂落或震动，夹持件300仍将保持在凹处210中。当将主体200拧紧到螺母100上时，夹持件300沿着径向方向向里移动，同时压紧弹簧400。夹持件300向里的移动由呈角度偏斜的螺母表面108以及呈角度偏斜的主体表面204推动，其中所述两个表面均相对于装配件10的中线形成一斜角。
图6绘出的是处于密封状态的装配件100。随着将主体200拧紧到螺母100上时，随着螺母100朝向主体200移动，夹持件300通过与表面108和204的相互作用得以径向向里推进。这促使密封表面304安置在位于波纹管500的一个或多个峰部的后面的一谷部中。随着螺母100和主体200进一步拧紧时，夹持件300进入到凹部212中。随着螺母进入到主体200中时，管道500的第一环道被压紧在密封表面304和主体密封表面206之间。从而在主体200和管道500之间以及在夹持件300和管道500之间形成金属对金属的密封。所述密封这样设置，即使得该密封的外径等于或者基本上不大于管道500的外径。使得当螺母100和主体200松开时，管道能够从螺母100上拆下。
将密封表面304的形状构造成能与管道500上的波纹几何形状紧密配合，并使形成所述紧密配合所需的力较小。通过密封表面304所形成的密封并非为喇叭口构形(flare)且并未延伸超出管道外径。与传统型喇叭口构形比较，密封表面304减少了施加于管道500上的应力。主体密封表面206为直线密封，以增大可靠性。
如果使螺母100从主体200上松开，弹簧400将径向向外推动夹持件300，直到密封表面304离开管道500的外径。接着，可将管道500拆下。从而使装配件10可以重复使用。
依据本发明的示例性实施方式的装配件提供许多优点。推入式设计(即可顺着管道500推入装配件)不需拆卸，并且可重复使用。装配件10的重要特征在于(staked)免除拆卸以及能够由多种材料制成。
尽管已经对优选实施方式进行了显示及描述，但是在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可对其进行各种修改和替换。因而应可理解，本发明所进行的描述出于示范而非限制目的。
权利要求
1.一种与波纹管结合使用的装配件，该装配件包括一具有通道的螺母，所述通道穿过所述螺母并用于容纳管道，该管道为具有一系列峰部和谷部的波纹管；数个位于螺母前方的夹持件，所述夹持件具有用于安置在波纹管的一谷部中的密封表面；一具有周向环绕着夹持件形成的环形凹处的主体，该主体具有一主体密封表面，其中，一旦密封时，管道被压紧在所述密封表面和所述主体密封表面之间；一弹簧，该弹簧位于夹持件的一凹腔内，当装配件未密封时，弹簧将夹持件推到所述凹处内。
2.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，所述螺母包括一位于螺母前向端部上的螺母表面，当螺母和主体接合时，所述螺母表面与夹持件上的一夹持件表面接合，以将夹持件朝向装配件的中线引导。
3.根据权利要求2所述的装配件，其特征在于，所述主体包括一位于主体前向端部上的主体表面，当螺母和主体接合时，所述主体表面与夹持件接合，以将夹持件朝向装配件的中线引导。
4.根据权利要求2所述的装配件，其特征在于，所述螺母表面相对于装配件的中线具有小于90度的斜角。
5.根据权利要求4所述的装配件，其特征在于，所述夹持件表面具有与所述斜角相同的角度。
6.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，所述夹持件包括一与密封表面相对的夹持件后空腔，该夹持件后空腔容纳波纹管的一个峰部。
7.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，当所述装配件未密封时，所述弹簧和夹持件均具有大于管道外径的内径。
8.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，所述主体密封表面大体上竖直于装配件的中线。
9.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，所述主体包括一位于主体前向端部上的锥形表面，该锥形表面提供用于使管道与主体对准的导向表面。
10.根据权利要求1所述的装配件，其特征在于，所述螺母包括与形成于主体内部上的螺纹接合的外螺纹。
11.一种与波纹管结合使用的装配件，该装配件包括一具有通道的螺母，所述通道穿过所述螺母并用于容纳管道，该管道为具有一系列峰部和谷部的波纹管；数个位于螺母前方的夹持件，所述夹持件具有用于安置在波纹管的一谷部中的密封表面；一具有周向环绕着夹持件形成的环形凹处的主体，该主体具有一主体密封表面，其中，一旦密封时，管道被压紧在所述密封表面与所述主体密封表面之间；一弹簧，该弹簧位于夹持件的一凹腔内，当装配件未密封时，弹簧将夹持件推到所述凹处内；其中，所述螺母包括一位于螺母第一、前向端部上的螺母表面，当螺母与主体接合时，该螺母表面与位于夹持件上的夹持件表面接合，以将夹持件朝向装配件的中线引导；所述螺母表面相对于装配件的中线具有一小于90度的斜角，所述夹持件表面具有与该斜角相同的角度；所述夹持件包括一与密封表面相对的夹持件后空腔，该夹持件后空腔容纳波纹管的一个峰部；当所述装配件未密封时，所述弹簧和夹持件均具有大于管道外径的内径；所述主体包括一位于主体前向端部上的锥形表面，该锥形表面提供用于使管道与主体对准的导向表面。
全文摘要
一种与波纹管结合使用的装配件，该装配件包括一具有通道的螺母，所述通道穿过所述螺母并用于容纳管道，该管道为具有一系列峰部和谷部的波纹管；数个位于螺母前方的夹持件，所述夹持件具有用于安置在波纹管的一谷部中的密封表面；一具有周向环绕着夹持件形成的环形凹处的主体，该主体具有一主体密封表面，其中，一旦密封时，管道被压紧在所述密封表面与所述主体密封表面之间；一位于夹持件的一凹腔内的弹簧，当装配件未密封时，该弹簧将夹持件推到凹处内。
文档编号F16L21/06GK101084395SQ200580020635
公开日2007年12月5日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月25日
发明者史蒂文·A·特雷克尔, 马克·米勒 申请人:奥美嘉福来克斯公司