具有带凸片的固持器的联接器的制作方法

本申请基于在2016年5月16日提交的美国临时申请no.62/336,885并且要求其优先权，该临时申请以引用的方式并入到本文。

本发明涉及用于连接平坦端管元件的管联接器。

背景技术

用于将平坦端管元件端部对端部地连接到一起的机械联接器包括可互连的节段，所述节段能够周向定位成围绕同轴对齐的管元件的端部。术语“管元件”在本文被用于描述任何管状物体或者具有管状形状的部件。管元件包括管件、管配件（例如，弯头、管帽和t形件）以及流体控制部件，例如阀、减小器、约束器、限流件、压力调节器等等。

每个机械联接器节段包括具有凸起部的壳体，所述凸起部从壳体向内延伸。带齿固持器可被用于形成用于平坦端管元件的联接器的凸起部。当固持器被合适地取向在所述节段中时，齿与管元件之间的接合提供了对于接头的机械约束并且确保了甚至在高内部压力和/或外力下管元件都保持被联接。壳体还限定环形通道或凹槽，其接收环垫圈或密封件，典型地是弹性体环，其接合每个管元件的端部并且与所述节段和管元件协作以提供防流体泄漏的密封。节段具有连接构件，其典型地呈从壳体向外突出的凸耳的形式。凸耳适于接收诸如螺母和螺栓的紧固件，其能够可调节地拧紧以将所述节段朝向彼此拉动。

一些固持器使用这样的齿，所述齿相对于从与所述中心空间同轴的轴线径向地延伸的线成角度地取向。合适的角度取向允许所述齿是“自促动的”，即，齿与管元件之间的机械接合随着在管元件上的试图将其拉出或推出联接器的力增加而增加。因此，对抗脱出的力随着否则会导致脱出的被施加的力而增加。但是，如果这种固持器被错误地取向，例如如果固持器被反向安装在联接器内，则齿将不会对抗会将管元件拉出或推出联接器的力而自促动。因此，固持器不会提供对抗拉出的足够机械接合并且管元件将不会被牢固地保持在联接器内。对于具有固持器的联接器来说，难以确定在联接器已经被安装之后固持器是否被合适地取向。有利的会是，管联接器会被设计成使得如果在组装接头期间固持器未被合适地取向则警告使用者。

技术实现要素：

本发明涉及用于连接管元件的联接器。在一个示例性实施例中，所述联接器包括多个节段，所述节段端部对端部地彼此附接从而围绕用于接收所述管元件的中心空间。举例来说，可存在不超过第一节段和第二节段。所述节段中的每者包括定位在所述节段的相对侧上的第一和第二通道。所述通道中的每者在所述节段的所述端部之间延伸并且具有面向所述中心空间的第一底部和第二底部。所述第一底部具有比所述第二底部更大的曲率半径。第一和第二固持器分别定位在所述第一和第二通道中。所述固持器中的每者包括具有相对地设置的端部的带。多个齿沿所述带的一个边缘定位并且朝向所述中心空间突出。至少一个凸片沿所述带的相对边缘定位。当所述固持器定位在所述通道内时，所述带安置在所述第一底部上并且所述凸片安置在所述第二底部上。多个凸片是有利的。

示例性联接器还包括第三通道，所述第三通道定位在所述节段中的每者内。所述第三通道面向所述中心空间。环密封件定位在第三通道内。所述环密封件具有定尺寸成接收所述管元件的内表面并且可具有外表面，所述外表面定尺寸成支持所述节段处于间隔开的关系成足以当所述节段被附接到彼此时允许将所述管元件插入到所述中心空间中。还举例来说，固持器带可定尺寸成与所述环密封件协作以支持所述壳体部分处于间隔开的关系。

在具体的示例性实施例中，第三通道定位在第一通道和第二通道之间，或者如果不存在第二通道则邻近于第一通道。还举例来说，所述齿相对于从与所述中心空间同轴的轴线径向地延伸的线成角度地取向。还举例来说，一个或多个凸片相对于从与所述中心空间同轴的轴线径向地延伸的线垂直地取向。在特定示例中，一个或多个凸片朝向第三通道突出。

另一示例性联接器实施例还包括在所述节段中的至少一者中的第一孔口。所述第一孔口提供朝向所述中心空间的视线，并且可与第一通道对齐。在特定示例性实施例中，第一孔口定位在所述节段中的两个之间。所述孔口可包括位于所述节段之间的分界面处的槽。还举例来说，第二孔口定位在所述节段中的至少一者中。所述第二孔口提供朝向所述中心空间的视线，并且可与第二通道对齐。在特定示例中，所述第二孔口定位在所述节段中的两个之间。所述第二孔口可包括位于所述节段之间的分界面处的槽。

另一示例性实施例包括定位在所述节段的相对端处的第一和第二附接构件。所述附接构件中的至少一者能够被可调节地拧紧，以用于将第一和第二节段朝向彼此拉动。在一个示例性实施例中，所述第一附接构件包括分别定位在所述第一和第二节段上的第一和第二凸耳。所述第一和第二凸耳处于面向关系。第一紧固件在所述第一和第二凸耳之间延伸。拧紧所述第一紧固件会将所述节段朝向彼此拉动。在另一示例性实施例中，所述第二附接构件包括分别定位在所述第一和第二节段上的第三和第四凸耳。所述第三和第四凸耳处于面向关系。第二紧固件在所述第三和第四凸耳之间延伸。拧紧所述第二紧固件会将所述节段朝向彼此拉动。

本发明还包括用于连接管元件的联接器，举例来说，所述联接器包括多个节段（例如，不超过第一和第二节段），所述节段端部对端部地附接到彼此从而围绕用于接收管元件的中心空间。在该示例性实施例中，所述节段中的每个包括定位在所述节段的一侧上的至少一个通道。所述至少一个通道在所述节段的所述端部之间延伸，并且具有面向中心空间的第一底部和第二底部。所述第一底部具有比所述第二底部更大的曲率半径。固持器定位在所述至少一个通道中。所述固持器包括具有相对地布置的端部的带。多个齿沿所述带的一个边缘定位并且朝向所述中心空间突出。至少一个凸片沿所述带的相对边缘定位。当所述固持器定位在所述至少一个通道内时所述带安置在所述第一底部上且所述凸片安置在所述第二底部上。多个凸片是有利的。

本发明还包括连接管元件的方法。在一个示例性实施例中，所述方法包括：

将至少第一管元件插入到由多个节段限定的中心空间中，所述节段端部对端部地附接到彼此处于间隔开的关系成足以允许插入所述管元件；以及

通过在所述节段中的至少一者中的第一孔口来观察在所述中心空间内是否存在所述第一管元件。

该示例性方法还可包括：

将至少第二管元件插入到所述中心空间中；以及

通过在所述节段中的至少一者中的第二孔口来观察在所述中心空间内是否存在所述第二管元件。

此外举例来说，根据本发明的方法还可包括：

如果在所述中心空间内不存在所述管元件，则调节所述管元件在所述中心空间内的位置；以及

一旦观察到在所述中心空间内存在所述管元件，则将所述节段朝向所述中心空间拉动并且形成与所述管元件的接合。

附图说明

图1是根据本发明的联接器的示例性实施例的立体图；

图1a是如图1所示的联接器绕线3-3旋转90°的局部立体图；

图2是如图1所示的示例性联接器的轴向图；

图3是在图1的线3-3处截取的截面图；

图4是如图1所示的示例性联接器的部分的局部截面图；

图5是结合图1的示例性联接器使用的示例性固持器的立体图；

图6是如图1所示的示例性联接器的部分的局部截面图；

图7是立体图，其示出了使用如图1所示的联接器来组装管接头；以及

图8是截面图，其示出了使用如图1所示的联接器来组装管接头。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的示例性联接器10。联接器10包括以端部对端部的方式附接到彼此从而围绕中心空间16的多个节段，在该示例性实施例中是第一和第二节段12和14。通过定位在节段12和14的相应相对端22和24处的第一和第二附接构件18和20来实现节段12和14的附接。在该示例性实施例中，第一附接构件18包括第一和第二凸耳26和28以及紧固件30，该紧固件包括螺栓32和螺母34（见图2）。凸耳26和28处于彼此面向的关系并且从相应节段12和14的端部22延伸。凸耳具有接收第一紧固件30的孔36，所述紧固件在第一和第二凸耳之间延伸。包括凸耳26、28和紧固件30，第一附接构件能够被可调节地拧紧，以用于将节段12和14朝向彼此拉动以连接管元件，如将在下文描述的。此外在该示例性实施例中，第二附接构件20包括第三和第四凸耳27和29以及第二紧固件31，该第二紧固件包括螺栓33和螺母35。凸耳27和29处于彼此面向的关系并且从相应节段12和14的端部24延伸。凸耳具有接收第二紧固件31的孔36，所述紧固件在第三和第四凸耳之间延伸。包括凸耳27、29和紧固件31，第二附接构件也能够被可调节地拧紧，以用于将节段12和14朝向彼此拉动以连接管元件，如将在下文描述的。

如图3中的截面图示出的，每个节段12和14包括分别定位在每个节段的相对侧58和60上的第一和第二通道54和56。第一和第二通道54和56在节段12和14的端部22和24（见图1）之间延伸并且面向中心空间16。如在图4中详细地示出的，每个通道54、56（节段14中的通道56被示出）由相对于彼此以间隔开的关系定位的侧壁62和64限定。此外，每个通道54、56具有定位在侧壁62和64之间的第一和第二底部66和68。底部66和68面向中心空间16并且当其在节段12和14的端部22和24之间延伸时是弓形形状的。如图4所示，第一底部66定位成更接近节段14的侧面60并且具有比第二底部68更大的曲率半径70，第二底部具有曲率半径72。如图3所示，通道54和56及其底部66和68的布置关于横向地延伸通过联接器10的轴线74是对称的。

如在图3和4中进一步示出的，通道54和56均接收相应的固持器76。固持器76在图5中被详细地示出并且包括弓形带78，所述弓形带具有相对地布置的端部80和82。因此，带78形成“分离环”，其当被径向压缩时将会变形至更小的曲率半径（见图8）。在一些实施例中，每个带78定尺寸成使得在带78与相应节段12和14之间在通道54和56内的接触会允许一个或两个带78以间隔开的关系支持节段12和14，如图1所示。多个齿84沿带78的一个边缘86定位。齿84从带78朝向中心空间16突出。如图3和4所示，齿84相对于线88朝向轴线74成角度地取向，所述线88从与中心空间16同轴地布置的轴线40径向地延伸。成角度取向有利地用于固持管元件，如将在下文描述的。

如图5所示，至少一个凸片90（在该示例中，多个凸片）沿与边缘86相对地设置的边缘92定位。如图4所示，凸片90取向成大致垂直于线88并且从带78朝向与中心空间16同轴地布置的轴线40偏移。当固持器76如图3和4所示合适地取向在相应通道54和56内时，凸片90的这种偏移允许其安置在第二底部68上并且带78安置在第一底部66上。将固持器76合适地组装在通道54和56内允许将管元件插入到预组装的联接器10内，如将在下文描述的。然而如图6所示，通道54和56（56被示出）以及固持器76定尺寸成使得，如果联接器10被错误地组装成带78安置在第二底部68上并且凸片90安置在第一底部66上，则防止管元件插入到联接器中，这也将在下文进行描述。

如图3所示，节段12和14还包括第三通道94。通道94定位在第一和第二通道54和56之间（或者，如果不存在第二通道的话则邻近于第一通道），并且面向中心空间16。通道94接收环密封件96，该环密封件确保防流体泄漏的接头。环密封件96由诸如epdm或其他橡胶复合物的柔性的弹性材料形成并且具有内表面98，所述内表面定尺寸成当管元件被插入到中心空间16中时接收所述管元件，如将在下文描述的。管止动件100定位在内表面98之间。管止动件突出到中心空间16中，并且通过在管元件被插入到联接器10中达期望深度时接合所述管元件来限制管元件的插入。环密封件96还具有外表面102，其定尺寸成接合并支持节段12和14处于间隔开的关系，如图1和3所示。一个或多个带78还可与环密封件94协作以支持节段12和14处于间隔开的关系。当由环密封件96和/或一个或多个带78支持时，节段12和14的分离足以当联接器处于其预组装状态（图1、2、3）时允许管元件插入到联接器中。图3示出了示例性通道构造，其中，第二底部68定位在第一底部66和第三通道94之间。在该示例中，当固持器76被合适地取向在联接器10内时，凸片90朝向第三通道94突出。

如图1所示，联接器10还包括在节段12中的第一孔口42。在该示例中，孔口42与第一通道54对齐并且提供朝向中心空间16的视线44。在该示例性实施例中，孔口42定位在节段12和14之间的分界面46处并且被形成为在节段12和14两者中的槽48。在节段12和14的每者中的槽48被对齐以使得当所述节段被拉动成接合（图8）时，所述槽提供朝向中心空间16的视角以允许视觉确认管元件存在并且被安放成至少经过固持器。如图1a所示，第二孔口50也定位在节段12和14中的至少一者中。第二孔口50在该示例性实施例（见图3）中也与第二通道56对齐并且也提供朝向中心空间16的视线44。同样地在所示的示例性实施例10中，第二孔口50定位在节段12和14之间。孔口50也通过在节段12和14之间的分界面46处的槽48形成。第二孔口也允许视觉确认在中心空间16内存在管元件。

如图1、1a和3所示，每个节段12和14还包括分别定位在侧壁62和64上的第一和第二弓形表面63和65。弓形表面63和65面向中心空间16，并且多个凸起部67可定位在每个弓形表面63、65上。凸起部67沿弓形表面63和65相对于彼此间隔开地设置并且朝向中心空间16突出。凸起部67当被夹持成接合管元件的外表面时增加接头刚度并且吸收关于管外径的更宽公差，如将在下文描述的。

在图7和8中示出了示例性联接器10的操作。如图7所示，联接器10被设置在预组装状态，其中使用附接构件18（包括凸耳26和28以及紧固件30）和附接构件20（包括凸耳27、29和紧固件31）将节段12和14端部对端部地彼此附接。借助于环密封件96、固持器76、或者借助于固持器76和环密封件96的组合，节段12和14被保持处于间隔开的关系成足以允许将管元件104和106插入到中心空间16中。参考图4，当管元件106被插入到中心空间16中时，固持器76（被合适地取向成使得带78安置在第一底部66上并且凸片90安置在第二底部68上）具有如下曲率半径，该曲率半径允许管元件从齿84畅通，当联接器10处于预组装状态时所述齿突出到所述中心空间16中。但是，如果如图6所示固持器76被错误地取向成带78安置在第二底部68上，则固持器的曲率半径更小并且齿84有效地防止管元件106插入到中心空间16中，其中节段12和14在预组装状态中处于间隔开的关系。固持器76、其凸片90、齿84与通道54和56的第一和第二底部66和68之间的这种协作防止利用联接器10错误地组装管接头。如果管元件104和106能够在固持器齿84面向错误方向（图6）的情况下被插入，则齿将不会克服会将管元件拉出或推出联接器的力而自促动。因此，固持器会提供减少的机械约束。

一旦管元件104和106两者都被插入到中心空间中从而接合管止动件100以及环密封件96的相应内表面98（图8），则紧固件30和31被拧紧（见图1）。拧紧紧固件30和31会将节段12和14朝向彼此拉动，并且如图8所示，这些节段会将环密封件96和固持器76压靠在管元件104和106上。环密封件96的压缩形成防流体泄漏的密封，并且固持器76的压缩会迫使齿84与管元件104和106的外表面形成机械接合，以形成牢固的接头。齿84的成角度取向的优点是显而易见的，因为其将使得齿是自促动的并且对抗会将管元件拉出或推出与联接器10的接合的轴向力。如图7所示，与通道54和56对齐的孔口42和50（42被示出）允许得到朝向中心空间16的视线44，该视线允许确认管元件104和106由固持器76的齿84接合。

当节段12和14被朝向彼此拉动时，凸起部67也被迫使形成与管元件104和106的接合。凸起部67在其与管元件的外表面接合之后会向联接器10与管元件104和106之间的接头添加刚度。此外，凸起部67允许联接器10吸收更大的管外径公差以及联接器10的公知制造公差。当管元件104和106的外径接近公差范围的下限时，存在凸起部67确保了联接器10与管元件104和106之间的机械接合。但是当管直径在公差范围的上限处时，凸起部将趋向于使得管元件的外表面局部地变形，并且凸起部67也可变形。对于结合平坦端管元件使用的联接器10来说这是尤其有利的，因为平坦端联接器被典型地设计成使得弓形表面63、65（见图3）不会接合管元件的外表面。该布置确保了，由紧固件30和31（见图2）提供的夹持力被完全地施加到固持器76。如果联接器10的弓形表面63、65直接接合管外表面，则夹持力会在弓形表面与管的接触以及固持器76与管元件之间的接触分流。由于凸起部67的表面区域相对于弓形表面63、65是小的并且仅仅在离散点处接触管元件外表面，因此来自紧固件30和31的仅极小夹持力需要被分流到凸起部67与管元件104和106之间的接触中以提供增强的刚度，而不损害由固持器76提供的轴向固持。

示例性联接器10的操作可被视为描述了连接管元件的方法，所述方法包括：将第一管元件（106）插入到由多个节段（12、14）限定的中心空间（16）中，所述节段以端部对端部间隔开的关系附接到彼此以允许插入管元件（图7，示出了联接器10处于预组装状态）。接下来，通过在所述节段中的至少一者中的第一孔口（50）来观察在所述中心空间中是否存在第一管元件。另一方法步骤包括：将至少第二管元件（104）插入到中心空间中；然后通过在所述节段中的至少一者中的第二孔口（42）来观察在所述中心空间中是否存在第二管元件。该方法还可包括：如果在中心空间内不存在管元件，则调节所述管元件在中心空间内的位置；然后一旦观察到在中心空间内存在管元件，则将所述节段朝向彼此拉动并且形成所述节段与所述管元件的接合，如图8所示。