具有带凸片保持器和观察孔口的配件的制作方法

本申请基于且请求享有2016年5月16日提交的美国临时专利申请号62/336893的优先权，且特此通过引用并入。

本发明涉及用于连结平端管元件的配件。

背景技术

用于将管元件端对端地连结在一起的机械配件包括可互连的壳体部分，壳体部分可周向地围绕管元件的端部定位。用语"管元件"在本文中用于描述任何管状物品或具有管状形式的构件。管元件包括管块(pipestock)、管配件如弯头、盖和三通，以及流体控制构件，如，阀、减压器、过滤器、限流器、压力调节器等。

齿形保持器可用于形成用于连接平端管元件的配件的凸起。当保持器在壳体部分中适当地定向时，齿和管元件之间的接合为接头提供机械约束并确保管元件即使在高内压和/或外力下也保持联接。壳体还限定了环形通道，环形通道接收环形垫圈，通常是弹性体环，其与每个管元件的端部接合并与壳体部分和管元件协作以提供不透流体密封。壳体部分具有连接部件，其通常是布置成面对关系的凸耳的形式。凸耳适于接收紧固件，如，螺母和螺栓，其能可调整地上紧来朝彼此拉动壳体部分。

一些保持器使用齿，齿相对于距管元件中心的半径成角地定向。适合的角定向允许齿"自促动"，即，齿与管元件之间的机械接合随试图将管元件拉出配件的管元件上的力增大而加强。因此，抵抗收回的力随施加的力增大，否则其将引起收回。然而，如果此保持器的定向不正确，例如，如果保持器在配件内反向，则其将不会提供足够的机械接合以防止收回，并且管元件将不会牢固地保持在配件内。对于具有保持器的配件，可能难以在接头加压之前确定保持器是否正确定向。如果管配件可设计成使得在接头组装期间存在保持器在接头组装期间没有正确定向的指示，则这将是有利的。

技术实现要素：

本发明关于一种用于连接多个管元件的配件。在一个示例实施例中，配件包括至少第一壳体部分和第二壳体部分，其附接到彼此上，且限定所述多个容置部中的至少第一容置部和第二容置部，以用于接收管元件。在一个示例实施例中，配件可包括不超过两个容置部。第一容置部和第二容置部分别包绕第一轴线和第二轴线。第一轴线与第一容置部同轴地定向，且第二轴线与第二容置部同轴地定向。第一轴线相对于第二轴线成角地定向。举例来说，每个壳体部分包括分别定位在第一容置部和第二容置部内的至少第一通道和第二通道。第一通道面对第一轴线，且第二通道面对第二轴线。每个通道具有第一底面和第二底面。第一底面比第二底面具有更大的曲率半径。至少第一保持器和第二保持器分别定位在第一通道和第二通道中。在示例实施例中，每个保持器包括具有相对地设置的端部的带。多个齿沿带的一个边缘定位。第一保持器的齿朝第一轴线突出，且第二保持器的齿朝第二轴线突出。借助于另一个示例，至少一个凸片沿带的相反边缘定位。在保持器定位在通道内时，带上覆第一底板，凸片上覆第二底板。示例实施例可具有多个凸片。

借助于另一个示例，配件包括定位在第一容置部附近的第三通道。第三通道面对第一轴线。第四通道定位在第二容置部附近。第四通道面对第二轴线。第一环形密封件和第二环形密封件分别定位在第三通道和第四通道内。环形密封件具有尺寸设计成接收管元件的内表面和尺寸设计成支承壳体部分的外表面，壳体部分成充分间隔开的关系，以允许管元件插入容置部，同时所述壳体部分附接到彼此上。

在示例实施例中，保持器带尺寸设计成与环形密封件协作，以成间隔开的关系支承壳体部分。在另一个示例中，管在第一环形密封件与第二环形密封件之间延伸。借助于另一个示例，管与环形密封件集成形成。

在特定示例实施例中，第一保持器的齿相对于从第一轴线延伸的半径成角地定向。此外，举例来说，第二保持器的齿相对于从第二轴线延伸的半径成角地定向。在另一个示例实施例中，第一保持器的凸片(或多个凸片)垂直于从第一轴线延伸的半径定向。此外，举例来说，第二保持器的凸片(或多个凸片)垂直于从第二轴线延伸的半径定向。在示例实施例中，第一保持器的凸片(或多个凸片)朝第三通道突出，且第二保持器的凸片(或多个凸片)朝第四通道突出。

在特定示例实施例中，配件还包括：定位在第一容置部附近的第一附接部件；定位在第二容置部附近的第二附接部件；以及定位在第一容置部和第二容置部两者附近的第三附接部件。在该示例中，附接部件能可调整地上紧来将第一壳体部分和第二壳体部分朝彼此拉动。

举例来说，附接部件包括分别定位在第一壳体部分和第二壳体部分上的第一凸耳和第二凸耳。第一凸耳和第二凸耳成面对关系。紧固件在第一凸耳与第二凸耳之间延伸。紧固件的上紧使壳体部分朝彼此拉动。

具体示例实施例还包括第一容置部中的第一孔口。第一孔口提供横穿第一轴线的视线。在示例实施例中，第一孔口定位在第一壳体部分与第二壳体部分之间。此外，举例来说，第一孔口与第一通道对齐。另一个示例实施例包括第二容置部中的第二孔口。第二孔口提供横穿第二轴线的视线。在具体示例实施例中，第二孔口定位在第一壳体部分与第二壳体部分之间。此外，举例来说，第二孔口与第二通道对齐。

本发明还包含用于连接管元件的配件的另一个实施例。举例来说，配件包括第一壳体和第二壳体，其附接到彼此上，限定用于接收管元件的至少第一容置部和第二容置部。第一容置部和第二容置部分别包绕第一轴线和第二轴线。第一轴线定向成与第一容置部同轴，第二轴线定向成与第二容置部同轴。第一轴线相对于第二轴线成角地定向。每个壳体部分包括分别定位在第一容置部和第二容置部内的第一通道和第二通道。第一通道面对第一轴线，第二通道面对第二轴线。第一保持器和第二保持器分别定位在第一通道和第二通道中。每个保持器包括具有相对地设置的端部的带。多个齿沿带的一个边缘定位。第一保持器的齿朝第一轴线突出，第二保持器的齿朝第二轴线突出。第一孔口定位在第一容置部中。第一孔口提供横穿第一轴线的视线。

在示例实施例中，第一孔口定位在第一壳体部分与第二壳体部分之间。此外，举例来说，第一孔口与第一通道对齐。

在另一个示例实施例中，第二孔口定位在第二容置部中。第二孔口提供横穿第二轴线的视线。在特定示例实施例中，第二孔口定位在第一壳体部分与第二壳体部分之间。在另一个示例中，第二孔口与第二通道对齐。

示例配件实施例还包括定位在第一容置部附近的第三通道。第三通道面对第一轴线。第四通道定位在第二容置部附近。第四通道面对第二轴线。第一环形密封件和第二环形密封件分别定位在第三通道和第四通道内。环形密封件具有尺寸设计成接收管元件的内表面和尺寸设计成支承壳体部分的外表面，壳体部分成充分间隔开的关系，以允许管元件插入容置部，同时所述壳体部分附接到彼此上。

在特定示例实施例中，保持器带尺寸设计成与环形密封件协作，以支承成间隔开的关系的壳体部分。

本发明还包含可定位在用于连结管元件的配件内的保持器。在一个示例实施例中，保持器包括具有相对地设置的端部的弧形带。带包绕与带同轴的轴线。多个齿沿带的边缘定位。齿朝轴线突出。至少一个凸片(但在另一个示例实施例中，多个凸片)沿带的相反边缘定位。凸片(或多个凸片)沿远离齿的方向突出。凸片(或多个凸片)朝轴线从带偏移。

在示例实施例中，齿相对于从第一轴线延伸的半径成角地定向。借助于另一个示例，凸片(或多个凸片)定向成垂直于从第一轴线延伸的半径。

本发明还包含一种连结管元件的方法。在一个示例实施例中，该方法包括：

将至少第一管元件插入由第一壳体部分和第二壳体部分限定的第一容置部中，第一壳体部分和第二壳体部分端对端地附接到彼此上，成充分间隔开的关系，以允许插入第一管元件；以及

通过至少一个壳体部分中的第一孔口观察第一管元件是否正确地就位于第一容置部内。

示例性方法还可包括：

将至少第二管元件插入由第一壳体部分和第二壳体部分限定的第二容置部中，第一壳体部分和第二壳体部分端对端地附接到彼此上，成充分间隔开的关系，以允许插入第二管元件；以及

通过至少一个壳体部分中的第二孔口观察第二管元件是否正确地就位于中心空间内。

另外举例来说，该方法还可包括：

如果管元件未正确就位于容置部内，则调整容置部内的管元件的位置；以及

一旦观察到管元件正确就位于容置部内，则将壳体部分朝彼此拉动且与管元件接合。

附图说明

图1为示为处于预组装状态的根据本发明的示例配件的等距视图；

图2为图1中所示的配件的分解等距视图；

图2a为用于图1中所示的配件中的构件的分解等距视图；

图3为图1中所示的配件的部分的局部截面图；

图4为用于图1中所示的配件中的示例保持器的等距视图；

图5为图1中所示的配件的部分的局部截面图；

图6为示出图1中所示的配件的使用的等距视图；以及

图7为示出图1中所示的配件的使用的截面图。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的用于连接管元件的示例配件10。示例配件10包括第一壳体部分12和第二壳体部分14，其附接到彼此上以限定接收管元件(下文所述)的第一容置部16和第二容置部18。第一容置部16包绕第一轴线20，第一轴线20定向成与第一容置部同轴。第二容置部18包绕第二轴线22，第二轴线22定向成与第二容置部同轴。第一轴线20和第二轴线22相对于彼此成角地定向。示出了大约90°的定向角24，其中其它定向角是可行的。

如图1和2中进一步所示，第一通道26定位在第一容置部16内，且第二通道28定位在第二容置部18内。第一通道26面对第一轴线20，且第二通道28面对第二轴线22。如图3中所示，每个通道26和28(示出28)由与彼此成间隔开的关系定位的侧壁30和32限定。每个通道还包括定位在侧壁30和32之间的第一底板34和第二底板36。第一底板34具有大于第二底板36的曲率半径40的曲率半径38。在该示例实施例中，第一底板34定位在最外侧壁30附近。

如图1-3中进一步所示，通道26和28分别接收相应的保持器42。保持器42在图4中详细示出，且包括具有相对地设置的端部46和48的弧形带44。带44因此形成"开口环"，其在受径向压缩时，将形变至较小的曲率半径。多个齿50沿带44的一个边缘52定位。取决于保持器42占据哪个容置部，齿50从带44朝轴线20或22中的一者突出。图3示出了第二容置部18内的保持器42，保持器的齿50相对于从第二轴线22延伸的半径54成角地定向，第二轴线22与第二容置部同轴。齿的角定向有利于保持如下文所述的管元件。

如图4中进一步所示，至少一个，但在该示例实施例中，多个凸片56沿与边缘52相反地设置的带44的边缘58定位。如图3中所示，凸片56定向成大致垂直于半径54，且沿齿50突出的方向从带44朝轴线20或22偏移。当保持器42正确接收在如图2和3中所示的相应通道26和28内时，凸片56的该偏移允许凸片上覆第二底板36，且带44上覆第一底板34。保持器42正确组装在通道26和28内允许了管元件插入如下文所述的预组装配件10中。然而，如图5中所示，通道26和28(示出28)和保持器42尺寸设计成使得如果配件10与上覆第二底板36的带44和上覆第一底板34的凸片56不正确地组装，则齿50抵抗管元件插入配件，也在下文描述。

图1和2还示出了由壳体部分12和14限定的第三通道60和第四通道62。第三通道60定位在第一容置部16附近，且面对第一轴线20。第四通道62定位在第二容置部18附近，且面对第二轴线22。在该示例中，第一通道26中的保持器42的凸片56沿轴向(沿轴线20)朝第三通道60突出，且第二通道28中的保持器42的凸片56沿轴向(沿轴线22)朝第四通道62(见图3)突出。第一环形密封件64和第二环形密封件66分别定位在第三通道60和第四通道62内。环形密封件确保配件10与连接的管元件之间的不透流体的接头。环形密封件有利地由回弹性的弹性材料形成，如，epdm或其它橡胶复合物。管68在环形密封件64和66之间延伸。管68确保壳体部分12和14之间的不透流体的路径。管68可与如图2中所示或如图2a中所示的环形密封件64和68集成形成，管可与它们分开。当与环形密封件64和66集成形成时，管68为与环形密封件相同的回弹性弹性材料。当管68是单独构件(图2a)时，有利的是由硬聚合物形成管，如，聚偏二氟乙烯。当环形密封件在壳体部分12和14之间压缩时，如下文所述，更大刚性的管允许单独的环形密封件形成内表面70与管68之间的不透流体的密封。

如图2和2a中所示，环形密封件64和66分别具有内表面70，在插入容置部16和18时，如下文所述，其尺寸设计成接收管元件。每个环形密封件还可包括定位在内表面70附近的管止挡件71。相应的环形密封件64和66上的管止挡件71朝相应的轴线20和22突出，且如下文所述接合正确就位的管元件的端部。在一些实施例中，每个环形密封件64和66还具有外表面72，其尺寸设计成支承壳体部分12和14，壳体部分成充分间隔开的关系以允许管元件插入容置部16和18中，而不从图1中所示的预组装状态拆卸配件，即，壳体部分12和14附接到彼此上时。保持器42的带44还可尺寸设计成与环形密封件64和66协作来支承壳体部分12和14。如果环形密封件64和66和带44具有足够刚度来在运输、处理和安装期间支承成间隔开的关系的壳体部分，则是很有利的。

如图1中所示，壳体部分12和14使用多个附接部件74附接到彼此上。配件10的示例实施例包括三个附接部件：定位在第一容置部16附近的第一附接部件74a；定位在第二容置部18附近的第二附接部件74b；以及定位在第一容置部16和第二容置部18两者附近的第三附接部件74c。在该示例实施例中，每个附接部件包括分别定位在第一壳体部分12和第二壳体部分14上的第一凸耳76和第二凸耳78。凸耳76,78成面对关系，且如图2中所示，具有孔80，孔80接收在凸耳之间延伸的紧固件82。在该示例中，紧固件包括螺栓84和螺母86，且螺栓和螺母的上紧朝彼此拉动壳体部分，以形成如下文所述的管元件之间的不透流体的连接。

如图1和2中所示，壳体部分12和14还限定配件10中的第一孔口88和第二孔口90。孔口88和90位于容置部16和18中，且提供相应地横穿第一轴线20和第二轴线22的视线。孔口88和90允许技术人员视觉地确认保持器存在，且确定管元件至少穿过保持器42安装。在实施例10的示例配件中，孔口88和90在壳体部分12和14汇合的对接表面92和94处形成在第一壳体部分12和第二壳体部分14之间。在每个容置部中具有多个孔口88,90是方便的。

根据本发明的配件不限于两个容置部。例如，除所示的弯头配件之外，配件可具有第三容置部，且采用"t"或"y"型的配件的形式。

图6和7中示出了示例配件10的操作。如图6中所示，配件10在预组装状态中提供，其中壳体部分12和14使用附接部件74(在该示例中是紧固件82和凸耳76和78)附接到彼此上。壳体部分12和14在预组装状态由环形密封件64和66支承，环形密封件64和66具有外表面72(见图2)，其尺寸设计成使得它们支承成如图6中所示的间隔开的关系的壳体部分12和14。一个或多个带44可与环形密封件协作，以有助于支承壳体部分12和14。当由环形密封件64和66和/或带44支承时，在联接件在如图6中所示的预组装状态时，壳体部分12和14的分离足以允许管元件96和98插入其相应的容置部16和18中。有利的是，环形密封件64和66和/或带44具有足够的刚度，以在运输和处理期间和在安装期间支承成间隔开关系的壳体部分12和14。参看图3，在管元件98插入容置部18中时，正确地定向成带44上覆第一底板34和凸片56上覆第二底板36的保持器42具有曲率半径，其允许管元件清理齿50，在配件10在预组装状态时，齿50朝轴线22突出。然而，如果如图5中所示，保持器42不正确地定向，其中带44上覆第二底板36，保持器的曲率半径较小，且齿50有效地抵抗管元件98插入容置部18中，其中节段12和14在预组装状态中成间隔开关系。容置部18中的孔口90允许组装后的检查，且允许人们视觉地确定保持器42是否存在，以及管元件是否安装成至少穿过保持器。保持器42、其凸片56、齿50和通道26和28的第一底板34和第二底板36之间的协作防止使用配件10的管接头的不正确组装。如果保持器齿50面向错误方向(图5)的情况下可插入管元件96和98，则将有防止受损的接头性能不太有效的机械接合。

一旦两个管元件96和98插入其相应的容置部16和18中，接合管止挡件71和相应环形密封件64和66的相应内表面70，则紧固件82上紧。上紧紧固件82将壳体部分12和14朝彼此拉动，且如图7中所示，节段对着管元件压缩环形密封件64和66和保持器42，以形成齿50与管元件96和98的外表面之间的不透流体的密封和机械接合。齿50的角定向的优点是显而易见的，因为其引起齿自致动，且抵抗轴向力，轴向力将趋于将管元件拉出与配件10的接合。

示例配件10的使用的操作示出了连结管元件的示例方法。在该示例中，方法包括：

至少将第一管元件插入由第一壳体部分和第二壳体部分限定的第一容置部中，第一壳体部分和第二壳体部分端对端地附接到彼此上，成充分间隔开的关系以允许插入第一管元件；以及

通过至少一个壳体部分中的第一孔口观察第一管元件是否正确就位于第一容置部内。

示例方法还可包括：

至少将第二管元件插入由第一壳体部分和第二壳体部分限定的第二容置部中，第一壳体部分和第二壳体部分端对端地附接到彼此上，成充分间隔开的关系，以允许插入第二管元件；以及

通过至少一个壳体部分中的第二孔口观察第二管元件是否正确地就位于中心空间内。

举例来说，该方法还可包括：

如果管元件未正确就位于容置部内，则调整容置部内的管元件的位置；以及

一旦观察到管元件正确就位于容置部内，则将壳体部分朝彼此拉动且与管元件接合。

根据本发明的配件预计会改善使用平端管元件形成管接头的效率和可靠性。