用于管道配件的组件保持结构的制作方法

文档序号:16359439发布日期:2018-12-22 08:04阅读:142来源:国知局
用于管道配件的组件保持结构的制作方法

本申请要求2016年2月4日提交的美国临时专利申请系列号62/291098的“用于管道配件的组件保持结构”,以及2016年11月4日提交

的美国临时专利申请序列号62/417457的“用于管道配件的组件保持结构”的优先权和全部权益,两者的全部公开内容通过引用的方式全部并入本文。

发明技术领域

本公开内容涉及用于在管道和另一流体组件之间进行机械连接的配件,用于容纳液体或气体。更具体地,本公开内容涉及用于管和管道的配件,其使用一个或多个管道夹持装置,例如一个或多个套圈。

发明概要

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的实施方式,用于管道配件的预组装件包括环形装配组件和至少保持在环形装配组件内的第一管道夹持装置。环形装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括具有第一直径的内侧表面,具有小于第一直径的第二直径的外侧表面,以及中间表面,其通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第一管道夹持装置包括突出部,其从第一管道夹持装置的外圆周表面径向向外延伸,并且轴向地朝向第一管道夹持装置的内侧端,突出端部轴向地被捕获在内侧径向壁和外侧径向壁之间。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,用于管道配件的预组装件包括环形装配组件和至少保持在环形装配组件内的第一管道夹持装置。环形装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括具有第一直径的内侧表面,具有小于第一直径的第二直径的外侧表面,以及中间表面,其通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第一管道夹持装置包括从第一管道夹持装置的外表面径向向外延伸到端部的突出部,该突出部可围绕突出部的径向向内铰接部分塑性变形。当突出部相对于中心轴线以约30°至约70°的第一角度延伸时,该突出端部径向位于外侧表面的外部并且径向位于内侧表面的内部,用于将第一管道夹持装置插入环形装配组件内并且突出端部与外侧径向壁邻接。当突出部相对于中心轴线以约70°至约130°的第二角度延伸时,突出部径向地位于每个内侧表面和外侧表面的外部,用于捕获内侧表面和外侧表面之间的突出部。当突出部相对于中心轴线以约145°至约180°的第三角度延伸时,突出端部位于内侧表面的径向内部,用于从环形装配组件移除第一管道夹持装置。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,用于管道配件的预组装件包括环形装配组件和至少保持在环形装配组件内的第一管道夹持装置。环形装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括内侧表面、外侧表面以及中间表面,该中间表面通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第一管道夹持装置包括从第一管道夹持装置的外表面径向向外延伸的突出部,其相对于中心轴线以约70°至约130°的第一角度延伸到端部,该端部是轴向地捕获在内侧径向壁和外侧径向壁之间。该突出部可围绕径向向内的铰接部分塑性变形,使得施加到第一管道夹持装置的轴向力足以使突出部弯曲,以相对于中心轴线位置以约145°至约180°的第二角度延伸,所述突出端部在所述内侧表面的径向内侧,用于从所述环形装配组件移除所述第一管道夹持装置。

根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,用于管道配件的预组装件包括环形装配组件和至少保持在环形装配组件内的第一管道夹持装置。环形装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括具有第一直径的内侧表面,具有小于第一直径的第二直径的外侧表面,以及中间表面,其通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第一管道夹持装置包括从第一管道夹持装置的外表面径向向外延伸的突出部,其延伸到轴向捕获在内侧径向壁和外侧径向壁之间的端部。突出部通过径向向内的易碎部分附接到第一管道夹持装置的外圆周表面,使得当轴向向外的力施加到第一管道夹持装置以使易碎部分轴向地向外侧径向壁的外部移动,突出部与第一管道夹持装置分离,允许第一管道夹持装置从环形装配组件上移除。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,装配组件包括环形第一装配组件和第二装配组件以及至少第一管道夹持装置。第一装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括内侧表面、外侧表面和中间表面,该中间表面通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第二装配组件与第一装配组件组装,以限定由第一装配组件的内壁围绕的内部容积。第一管道夹持装置布置在内部容积内,并包括从第一管道夹持装置的外表面径向向外延伸的突出部,其相对于中心轴线以约70°至约130°的第一角度延伸到端部,该端部轴向地捕获在内侧径向壁和外侧径向壁之间。当配件至少部分地在管道端部拉紧时,突出端部接合外侧径向壁,并且该突出部铰接为相对于中心轴线成约145°至约180°的第二角度,并将突出端部定位成从内侧表面径向地向内,以允许当第一装配组件从第二装配组件拆卸时,第一管道夹持装置从第一装配组件移除。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,装配组件包括环形的第一装配组件和第二装配组件以及至少第一管道夹持装置。第一装配组件具有沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁。内壁包括具有第一直径的内侧表面,具有小于第一直径的第二直径的外侧表面,以及中间表面,其通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并通过面向内的外侧径向壁从外侧表面凹进。第二装配组件与第一装配组件组装,以限定由第一装配组件的内壁围绕的内部容积。第一管道夹持装置保持在第一装配组件内,并包括从易碎部分径向向外延伸的突出部,该易碎部分附接到第一管道夹持装置的外表面以及附接到轴向捕获在内侧径向壁和外侧径向之间的端部。当配件至少部分地在管道端部拉紧时,第一管道夹持装置的易碎部分从外侧径向壁轴向向外移动,使得突出部与第一管道夹持装置分离,允许当第一装配组件从第二装配组件拆卸时,第一管道夹持装置从第一装配组件的移除。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,设想了一种将环形装配组件与至少第一管道夹持装置组装的方法。在示例性方法中,第一管道夹持装置插入环形装配组件的内侧端,使得从第一管道夹持装置径向向外延伸至第一直径的突出部通过环形装配组件的内壁的内侧表面沿中心轴线松散地接收。突出部与内壁的环形凹槽轴向对准,环形凹槽布置在面向外的内侧径向壁和面向内的外侧径向壁之间,该内侧径向壁径向地向内延伸到大于第一直径的第二直径的内壁的内侧表面,面向内的外侧径向壁径向地向内延伸到小于第一直径的第三直径的内壁的外侧表面。向外的轴向力施加到第一管道夹持装置,以迫使突出端部抵靠外侧径向壁,使得突出部弯曲以将突出端部定位在大于第二直径的第四直径处,并轴向捕获内侧径向壁和外侧径向壁之间的突出部。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,设想了一种将环形装配组件与第一和第二管道夹持装置组装的方法。在示例性方法中,第一管道夹持装置插入环形装配组件的内侧端。第二管道夹持装置插入环形装配组件的内侧端,使得第一管道夹持装置轴向地捕获在第二管道夹持装置和环形装配组件的外侧端之间。面向外的轴向力施加到第二管道夹持装置,使得第二管道夹持装置的第一保持结构接合第一管道夹持装置的一部分以将第一和第二管道夹持装置保持在一起作为第一子组件,并且第二管道夹持装置的第二保持结构接合环形装配组件的一部分,以将第二管道夹持装置和环形装配组件保持在一起作为第二子组件。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,用于管道配件的预组装件包括环形装配组件和至少保持在环形装配组件内的第一管道夹持装置。环形装配组件包括沿着中心轴线从内侧端延伸到外侧端的内壁,该内壁包括具有第一直径的内侧表面,具有小于第一直径的第二直径的外侧表面,以及中间表面,其通过面向外的内侧径向壁从内侧表面凹进并从外侧表面凹进。第一管道夹持装置包括从第一管道夹持装置的外圆周表面径向向外延伸的突出部,该突出部包括轴向捕获在内侧径向壁和外侧表面之间的端部,邻近外圆周表面的第一铰接部分以及径向地布置在第一铰接部分和端部之间的第二铰接部分。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,套圈包括限定锥形外侧表面的主体部分,圆柱形内壁,从圆柱形内壁向外和向后延伸的锥形内部凸轮口以及从第一管道夹持装置的外圆周表面径向向外延伸的保持突出部,该突出部包括端部、邻近外圆周表面的第一铰接部分以及径向布置在第一铰接部分和端部之间的第二铰接部分。

根据本公开内容中呈现的一个或多个发明的另一个实施方式,装配组件包括装配螺母,与装配螺母组装以限定由装配螺母的内壁围绕的内部容积的装配体以及布置在内部容积内的前后套圈。前套圈包括前凸轮表面和后凸轮口,后凸轮口包括以第一角度延伸的内锥形部分和以小于第一角度的第二角度延伸的外锥形部分。当装配组件在管道端部拉紧时,后套圈的前端部分在拉紧第一部分期间最初接合前套圈的外锥形部分,并且随后在拉紧第二部分期间接合前套圈凸轮口的内锥形部分,使得后套圈在拉紧第一部分期间比拉紧第二部分时更快速地相对于前套圈轴向地前进。

鉴于附图,本领域技术人员将容易理解和明白本文描述的本发明的这些和其它方面和优点。

附图简要说明

通过参考附图进行以下详细描述,本发明的其它特征和优点将变得显而易见,附图不一定(但可以)按比例绘制,其中:

图1是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入在装配螺母中;

图1a是图1的圆圈区域的放大视图;

图1b是图1的装配螺母和松散插入的套圈的纵向剖视图,示出了示例性安装工具;

图1c是图1的螺母和套圈的放大的局部剖视图,示出了在向后方向上安装的后套圈;

图2是图1的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为带有图1b的安装工具的卡扣子组件;

图2a是图2的圆圈区域的放大视图;

图3是图1的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为带有另一个示例性安装工具的卡扣预组装件;

图3a是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图3b是图3a的装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图3c是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图3d是图3c的装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图3e是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图3f是图3e的装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图4是使用图2的子组件的管道配件的纵向剖视图,示出的装配组件为指形张紧状态;

图4a是图2的子组件的螺母和套圈的局部放大剖视图;

图5是图4的管道装配组件的纵向剖视图,以第一拉紧状态示出;

图5a是图5的圆圈区域的放大视图;

图6是图4的管道装配组件的纵向剖视图,以第二进一步拉紧状态示出;

图6a是图6的圆圈区域的放大视图;

图7是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图7a是图7的圆圈区域的放大视图;

图7b是图7的装配螺母和松散插入的套圈的纵向剖视图,示出了具有示例性安装工具;

图8是图8的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为带有图8的安装工具的卡扣预组装件;

图8a是图8的圆圈区域的放大视图;

图9是图7的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为带有另一示例性工具的卡扣预组装件;

图10是使用图8的子组件的管道装配组件的纵向剖视图,示出的装配组件为指形张紧状态;

图11是图10的管道装配组件的纵向剖视图,以第一拉紧状态示出;

图11a是图11的圆圈区域的放大视图;

图12是图10的管道装配组件的纵向剖视图,以第二进一步拉紧状态示出;

图12a是图12的圆圈区域的放大视图;

图13是具有卡扣突出部的示例性前套圈的局部纵向剖视图;

图14是松散地组装有装配螺母和第二套圈的图13的套圈的纵向剖视图,示出了具有示例性安装工具;

图15a是示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带锥形铰接部分的保持突出部;

图15b是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带颈缩铰接部分的保持突出部;

图15c是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带颈缩铰接部分的保持突出部;

图15d是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带颈缩铰接部分的保持突出部;

图15e是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带颈缩铰接部分的保持突出部;

图16a是示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带径向地位于前套圈的外径向表面内部的铰接部分的保持突出部;

图16b是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带径向地位于前套圈的外径向表面内部的铰接部分的保持突出部;

图16c是另一示例性装配螺母和套圈的放大的局部视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中,该套圈带有前套圈,其具有带径向地位于前套圈的外径向表面内部的铰接部分的保持突出部;

图17是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图17a是图17的圆圈区域的放大视图;

图18是图17的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图18a是图18的圆圈区域的放大视图;

图19是使用图18的子组件的管道装配组件的纵向剖视图,示出的装配组件为指形张紧状态;

图20是图19的管道装配组件的纵向剖视图,以第一拉紧状态示出;

图20a是图20的圆圈区域的放大视图;

图21是图19的管道装配组件的纵向剖视图,以第二进一步拉紧状态示出;

图21a是图21的圆圈区域的放大视图;

图22是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图22a是图22的圆圈区域的放大视图;

图22b是另一示例性套圈的卡扣部分的放大的局部剖视图;

图23是图22的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图23a是图23的圆圈区域的放大视图;

图24是使用图22的子组件的管道装配组件的纵向剖视图,以拉紧状态示出;

图24a是图24的圆圈区域的放大视图;

图25是示例性套圈的透视图;

图26是具有卡扣突出部的示例性前套圈的局部纵向剖视图;

图26a是配件预组装件的局部纵向剖视图,该配件预组装件包括图26的前套圈,其卡扣有螺母和后套圈;

图26b是包括图26的前套圈的装配组件的局部纵向剖视图,示出了配件在管道端部拉紧;

图27是具有卡扣突出部的示例性前套圈的局部纵向剖视图;

图27a是配件预组装件的局部纵向剖视图,该配件预组装件包括图27的前套圈,其卡扣有螺母和后套圈;

图27b是包括图27的前套圈的装配组件的局部纵向剖视图,示出了配件在管道端部拉紧;

图28是具有卡扣突出部的示例性前套圈的局部纵向剖视图;

图28a是配件预组装件的局部纵向剖视图,该配件预组装件包括图28的前套圈,其卡扣有螺母和后套圈;

图28b是包括图28的前套圈的装配组件的局部纵向剖视图,示出了配件在管道端部拉紧;

图29是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图29a是图29的圆圈区域的放大视图;

图29b是图29的螺母和套圈的放大的局部剖视图,示出了在向后方向上安装的后套圈;

图30是图29的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图30a是图30的圆圈区域的放大视图;

图31是图29的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装有配件主体并在管道端部拉紧;

图31a是图31的圆圈区域的放大视图;

图32是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图32a是图32的圆圈区域的放大视图;

图33是图32的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图33a是图33的圆圈区域的放大视图;

图34是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图34a是图34的圆圈区域的放大视图;

图35是图34的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图35a是图35的圆圈区域的放大视图;

图36是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图36a是图36的圆圈区域的放大视图;

图37是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图37a是图37的圆圈区域的放大视图;

图38是图37的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图38a是图38的圆圈区域的放大视图;

图39是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图39a是图39的圆圈区域的放大视图;

图40是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图40a是图40的圆圈区域的放大视图;

图41是图40的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图41a是图41的圆圈区域的放大视图;

图42是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图42a是图42的圆圈区域的放大视图;

图43是图42的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图43a是图43的圆圈区域的放大视图;

图44是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图44a是图44的圆圈区域的放大视图;

图45是图44的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图45a是图45的圆圈区域的放大视图;

图46是图44的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装有配件主体并在管道端部拉紧;

图46a是图46的圆圈区域的放大视图;

图47是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图47a是图47的圆圈区域的放大视图;

图48是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图48a是图48的圆圈区域的放大视图;

图49是图48的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图49a是图49的圆圈区域的放大视图;

图50是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图50a是图50的圆圈区域的放大视图;

图51是图50的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为卡扣预组装件;

图51a是图51的圆圈区域的放大视图;

图52是使用图51的子组件的管道装配组件的纵向剖视图,示出的装配组件为指形张紧状态;

图53是图52的管道装配组件的纵向剖视图,示出了部分拉紧的状态;

图53a是图53的圆圈区域的放大视图;

图54是示例性装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了套圈松散地插入装配螺母中;

图54a是图54的圆圈区域的放大视图;

图54b是图54的装配螺母和松散插入的套圈的纵向剖视图,示出了具有示例性安装工具;

图55是图54的装配螺母和松散插入的套圈的纵向剖视图,示出了组装为具有图54b的安装工具的卡扣预组装件;

图55a是图55的圆圈区域的放大视图;

图56是图54的装配螺母和套圈的纵向剖视图,示出了组装为具有另一示例性工具的卡扣预组装件;以及

图57是另一管道装配组件的纵向剖视图,示出为指形张紧状态。

示例性实施方式的描述

尽管本文的示例性实施方式是在不锈钢管配件的背景下呈现的,但是本文的发明不限于这些应用,并且将发现可用于许多不同的管道,例如管子和导管以及不同于316号不锈钢的材料,包括用于管道的金属和非金属,夹紧装置或装配组件或其任何组合。本发明还可用于液体或气体系统。尽管本文的发明是关于管道夹持装置和装配组件的特定设计进行说明的,但是本发明不限于用于这种设计,并且将发现可以应用于使用一个或多个管道夹持装置的许多不同的配件设计中。我们使用术语“常规”来指代商业上可获得的或以后开发的部件或多个部件,其通常是已知的、使用的或本领域普通技术人员通常熟悉的,区别于可根据本文的教导修改的部件。我们使用术语“套圈组”来指代管道夹持装置的组合,其具有或不具有其它部件,这些部件形成实现管道夹持和密封的装置。尽管不需要所有的配件设计,但通常设置套圈包括两个套圈,其有目的地彼此匹配并且与装配组件匹配,例如基于材料、制造商、相互关联的设计和几何特征等。在一些配件中,除了管道夹持装置之外,还可以有一个或多个附加部件,例如密封件。因此,术语“套圈组”在一些实施方式中还可以包括一个或多个管道夹持装置与一个或多个其它部件的组合,套管组在完全拉紧(pull-up)之后通过该组件实现管道夹持和密封。本发明可以与管子或导管一起使用,因此我们使用术语“管道”来包括管子或导管或两者。我们通常可互换地使用术语“装配组件”或“配件”作为通常第一和第二装配组件以及一个或多个管道夹持装置的组件的简写参考。因此,“装配组件”的概念可包括将部件组装到管道上,或者处于指形张紧位置、或者部分拉紧位置或完全拉紧位置;但是术语“装配组件”也意指包括在没有管道的情况下将部件组装在一起,例如用于运输或处理,以及即使没有组装在一起也可以包括组成部件本身。

本文所用的术语“完全拉紧”和衍生形式是指将装配组件连接在一起,以使一个或多个管道夹持装置变形,通常但不一定是塑性变形,以形成装配组件在管道上的流体密封和夹紧。本文所用的“部分拉紧”和衍生术语是指将阳装配组件和阴装配组件部分地但足够地紧固在一起,以便使管道夹持装置或多个装置变形,以便径向压缩并因此附接到管道上,但不一定在完全拉紧后实现已形成流体密封连接或所需的管道夹持。因此,术语“部分拉紧”也可以理解为包括本领域中通常所称的预锻,其中使用锻造工具使套圈充分变形到管道上,从而使套圈和螺母在与第二装配组件配合之前保持在管道上以形成完整的装配组件。指形张紧位置或状态指的是装配组件和管道夹持装置松散地组装到管道上,但没有将阳装配组件和阴装配组件明显紧固在一起,通常以管道夹持装置或未经历塑性变形的装置为代表。

配件通常包括连接在一起的两个装配组件,以及一个或多个夹持装置,然而,本文的发明可以与包括附加零件和部件的配件一起使用。例如,联合配件可包括主体和两个螺母。我们还使用术语“配件重制”和本文中的衍生术语来指代已经至少一次紧固或完全拉紧、松开然后重新紧固到另一个完全拉紧位置的装配组件。例如,可以用相同的装配组件部件(例如螺母、主体、套圈)进行重制,或者可以包括更换装配组件的一个或多个部件。这里提到的“外侧”、“轴向向外”、“内侧”和“轴向向内”是为了方便而简单地指代方向是朝向配件的中心(内侧或轴向向内)或者远离中心(外侧或轴向向外)。在附图中,为了清楚或由于附图的比例,部件之间的各种间隙和空间(例如,在指形张紧位置套圈和管道之间的间隙)可能有些夸大。

虽然本发明的各种创造性的方面、概念和特征可以在本文的示例性实施方式中以组合方式体现来描述和说明,但是这些不同方面、概念和特征可以在许多替代实施方式中单独地或以其各种组合及其子组合来使用。除非在此明确排除,否则所有这些组合和子组合都在本发明的范围内。更进一步,尽管关于本发明的各个方面、概念和特征的各种替代实施方式--例如替代材料、结构、配置、方法、电路、设备和组件、软件、硬件、控制逻辑,关于形式、适配和功能等的替代方案在本文中可以描述,这些描述并不旨在是可用的替代实施方式的完整或详尽列表,无论是目前已知的还是以后开发的。本领域技术人员可以容易地将一个或多个创造性的方面、概念或特征采用到本发明范围内的其它实施方式和用途中,即使这些实施方式未在本文中明确公开。另外,即使本发明的一些特征、概念或方面可以在本文中描述为优选的布置或方法,但是除非明确说明,否则这种描述并不意味着要求或必须具有这样的特征。更进一步地,可以包括示例性或代表性的数值和范围以帮助理解本公开内容,然而,这些数值和范围不应被解释为限制意义,并且仅在如此明确说明的情况下意味着关键数值或范围。除非另有明确说明,否则标识为“近似”或“约”指定值的参数意味着包括指定值和指定值的10%以内的值。此外,应该理解,伴随本申请的附图可以但不是必须按比例绘制,因此可以理解为教导附图中显而易见的各种比率和比例。此外,虽然各种方面、特征和概念在本文中可以明确地标识为具有创造性或形成本发明的一部分,但是这样的标识不旨在是排他性的,而可以是存在本文中充分描述的创造性方面、概念和特征,没有明确地将其识别为特定发明或作为特定发明的一部分,本发明改为在附加权利要求中阐述。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤,也不应将呈现的步骤顺序视为需要或必要的,除非明确说明。此外,虽然各种方面、特征和概念在本文中可以明确地标识为具有创造性或形成本发明的一部分,但是这样的标识不旨在是排他性的,而可以是存在本文中充分描述的创造性方面、概念和特征,没有明确地将其识别为特定发明或作为特定发明的一部分,本发明改为在附加权利要求中阐述。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤,也不应将呈现的步骤顺序视为需要或必要的,除非明确说明。

一些本发明的重要特征是提供一种保持结构,通过该保持结构一个或多个管道夹持装置在装配该装配组件以及匹配的装配组件之前与装配组件(在此也称为保持装配组件)保持在一起。对于“卡扣”我们是指一组部件保持在一起作为不连续的单元、子组件或预组装件。因此,我们在不连续结构的上下文中同义地使用术语卡扣、单元、子组件和预组装件。我们在此还使用术语“卡扣螺母”或“管道装配卡扣”来指代这样的卡扣、单元或子组件,例如,其中一个或多个管道夹持装置与诸如阴螺母的装配组件保持在一起。我们还使用术语“套圈盒”或“管道夹持装置卡扣”来指代由至少一个套圈或管道夹持装置构成的单元或子组件,至少一个其它部件保持在一起作为分立单元。特别地,“套圈卡扣”包括保持在一起作为分立单元或子组件的两个或更多个套圈,并且可包括附加部件,例如密封件。在本文的示例性实施方式中,卡扣包括一个或多个利用装配组件例如内螺纹螺母保持的套圈。因此,这里的示例性实施方式可以被称为卡扣螺母设计,然而在替代实施方式中,“卡扣螺母”可以包括阳螺纹卡扣螺母设计或卡扣主体设计。

我们使用术语“不连续”来描述卡扣或预组装的联合性质,在此意义上一个或多个管道夹持装置和保持装配组件,例如本文所描述的所示实施方式中的阴螺纹螺母制造为单独或分立的组件,并且保持单独或分立的组件,虽然根据本发明这些组件可以保持在一起作为分立卡扣、子组件或预组装件,并且进一步地,其中在最终组装之后或者甚至完全拉紧之后,这些组件保持分立,并且可以拆卸成它们的组成分立部件,如果需要的话。术语“不连续的”或“联合的”在本文中用于区分配件设计,其中管道夹持装置附接到装配组件或与其制成一体,其中管道夹持装置可保持整体或可在某些设计中在完全或部分拉紧期间折断或从装配组件上拆下。在不连续型结构中,如在本公开内容中使用该术语,一个或多个管道夹持装置可以在部分或完全拉紧期间可选地从保持装配组件上释放或变得可分离,而不需要断裂、剪切或保持装配组件材料或粘合剂的其它分离。术语“不连续的”或“联合的”进一步旨在广泛地包括这样的构思:一个或多个管道夹持装置可松散地或可替代地利用保持装配组件紧贴地保持。

作为本申请的一个方面,使用不连续的装配组件卡扣可以有助于为最终用户提供套圈组,其中套圈和螺母在制造商处被适当地定向、匹配和组装。这可以显著简化库存控制并缩短最终装配时间。本文的实施方式还允许卡扣设计,其中保持装配组件可用于装配不需要或具有保持构件的组件。换句话说,本文的卡扣设计使用螺母或保持装配组件,其与最终用户可能不需要保持结构的装配组件向后兼容。还可以使用不需要修改的套圈组来实现卡扣设计。因此,可以可选地为最终用户提供本文的卡扣概念,而不必制造具有不同几何形状和操作或性能的螺母或套圈。这允许制造和销售装配组件和套圈作为单独部件的便利性,而不管这些单独部件的最终用途,无论是用于卡扣还是用于非卡扣使用。

作为本申请的另一个方面,具有阴装配组件的卡扣设计可以包括套圈或多个套圈,其保持在阴装配组件(例如阴螺纹螺母)的机加工插座内,内侧装配组件端部优选但不一定轴向延伸超过前套圈的前端。因此套圈或多个套圈稍微被遮盖并且保护套圈表面免受可能的破坏性冲击。

在2016年8月26日提交的名称为“componentretainingstructureforconduitfitting(用于管道配件的组件保持结构)”的共同拥有美国专利号8931810(“’810专利”)和美国专利非临时申请系列号15/248288(“’288申请”)中描述了示例性的卡扣螺母装置,两者的整个公开内容均以引用的方式并入本文。在’810专利和’288申请的一些实施方式中(例如,参见’810专利的图23-42的实施方式和’288申请的图1a-6b的实施方式),保持组件或卡扣结构包括单独的保持环,其可在保持装配组件(例如装配螺母)内的第一位置和第二位置之间的移动,在第一位置保持或捕获管道夹持装置在保持装配组件内的一部分,在第二位置与管道夹持装置的一部分径向间隔开,以允许管道夹持装置从保持装配组件中退出或移除。在’810专利和’288申请的其它实施方式中(例如参见’810专利的图1-22的实施方式和’288申请的图7-17的实施方式),管道夹持装置或套圈的径向外部部分在安装或卡扣期间接合保持装配组件或螺母的径向内部部分,径向外套圈部分和径向内螺母部分中的任一个或两者弹性变形以允许径向外套圈部分沿轴向朝向径向内螺母部分的外侧移动,然后弹回到径向对准中,以将径向外套圈部分保持在径向内螺母部分和螺母的外侧环形肩部之间。

根据本申请的示例性方面,用于管道夹持装置的保持装置可以至少部分地依赖于径向外套圈部分在卡扣期间的塑性变形,以便于保持管道夹持装置与该保持装配组件。例如,管道夹持装置(例如两个套圈装配组件的单个套圈或前套圈)可设置有从管道夹持的外圆周表面径向向外延伸的突出部(例如裙部、翼片或凸缘)。保持装配组件(例如装配螺母)可以包括具有变窄或更小直径的内侧部分的内壁,该内侧部分的尺寸设置成将突出部径向和轴向向内弯曲,以允许突出部从变窄的内侧部分轴向向外推进到内壁的阶梯式凹陷部分中。一旦突出部轴向推进经过变窄的内侧部分,突出部径向和轴向地向后向外(即,由于弯曲变形的弹性分量)而保持轴向向内成角度的定向(即,由于弯曲变形的塑性分量)。当管道夹持装置轴向向内移动(即,从保持装配组件朝向退出)时,在卡扣管道夹持装置上的突出部的这种向内成角度的定向以及在变窄的内侧部分与凹入部分之间的陡峭径向表面提供了对突出部的轴向向外弯曲的阻力。

参考图1-6,呈现了一个或多个本发明的示例性实施方式。请注意,在本文的附图中,包括图1-6,配件或装配组件以纵向或半纵向横截面示出,本领域技术人员能理解的是装配组件实际上是围绕纵向中心轴线或中心轴线x的环形部件,并且可以但不必须是周向连续的。除非另有说明,否则本文中对“径向”和“轴向”的所有引用均参考该中心轴线。此外,本文对“相对于中心轴线”的角度的所有参考都指向在向外方向上的中心轴线x(即,0°表示沿着中心轴线朝向配件的外侧端的方向,并且180°表示沿着中心轴线朝向配件的内侧端的方向),除非另有说明。

在本公开内容中,除非另有说明,否则装配组件10可包括第一联接或装配组件12和第二联接或装配组件14(如图6所示)。这些部件在本领域中分别通常称为主体和螺母,其中配件主体12容纳管道端部18,并且装配螺母14可在配件的组装期间连接到主体12。尽管我们在此使用主体和螺母的共同术语作为方便,但是本领域技术人员将理解,本发明不限于其中可以使用这样的术语来描述部件的应用。主体12可以是如图所示的独立组件,或者可以与另一个构件或组件成一体或集成或组装,例如阀、罐或其它流动装置或流体容纳装置。主体12可以具有许多不同的构造,例如活接头、三通或弯头,仅举几个本领域公知的构造。尽管本文中主体12和螺母14通常描述为通过螺纹连接件16螺纹连接在一起,但在所有用途中不需要螺纹连接件。例如,一些配件具有夹在一起的部件。配件在本领域中通常也称为阳配件或阴配件,区别在于对于阳配件(图1-5),阳主体12包括外螺纹部分16a,并且阴螺母14包括内螺纹部分16b。对于阴配件(未示出),阳螺母包括外螺纹部分,阴主体包括内螺纹部分。例如,本文的许多示例性实施方式示出了阳装配组件实施方式,但是本文的发明也可以方便地适用于阴装配组件。当装配组件例如主体和螺母连接时,它们形成用于管道夹持装置或其它可选密封组件的通常封闭的内部空间或容积。

装配组件10可用于使用一个或多个管道夹持装置在管道端部18和主体12之间形成流体密封连接,在本文的示例性实施方式中可以一个或多个套圈的形式实现。然而,除了在本领域中可以理解为“套圈”的那些之外的管道夹持装置也可以用于本文的发明。如众所周知的,管道端部18通常是底部抵靠径向肩部19,该径向肩部19是主体12的一部分。主体12包括锥形(例如周向连续的截头圆锥形)凸轮表面20,其接合第一或前管道夹持装置或套圈24的前部22。前套圈24包括在其后端的锥形端表面或凸轮口26,其接合第二或后管道夹持装置或套圈30的前部或锥形(例如周向连续的截头圆锥形)凸轮表面28。后套圈30包括与阴螺丝螺母14的驱动表面34接合的从动表面32。后套圈前部28可以可选地包括径向延伸的冠部36。如图4所示,前套圈和后套圈包括圆柱形内壁37,39,其封闭地容纳在管道18的外表面38上。后套圈可任选地包括一个或多个径向凹槽39a。尽管本文的示例性实施方式示出了使用具有两个管道夹持装置或套圈的管道夹持装置或套圈组的装配组件,但是本发明将容易地在以下找到应用:可仅使用单个管道夹持装置的配件,以及可使用具有两个以上的管道夹持装置的套圈组的配件,或除了套圈或管道夹持装置之外的附加部件,例如附加的密封件。

重要的是要注意,本文所述的所有实施方式的主体和螺母12,14以及前后套圈24,30的示例性几何形状、配置和设计是设计选择的问题,并且将在很大程度上取决于所使用的材料,以及配件的预期设计和性能标准。许多不同的联接组件和管道夹持装置设计在本领域中是已知的并且可以在将来设计。本公开内容和在此描述并在示例性实施方式的上下文中示出的发明涉及利用一个或第一装配组件保持至少一个管道夹持装置的结构和方法,该一个或第一装配组件作为不连续的子组件或卡扣,其后可以与另一个或第二装配组件连接以形成装配组件。

图1-6的实施方式的套圈保持结构包括在前套圈24上的径向向外延伸的突出部45,当套圈与螺母卡扣时,该突出部45轴向地捕获在形成于螺母14的内壁50中的周向凹槽55中,如下所述。虽然本文描述的示例性实施方式包括具有围绕套圈的整个圆周的均匀横截面的连续圆周突出部,但是在其他实施方式(未示出)中,套圈(或其它管道夹持装置)可以设置有不均匀的、不连续或多个离散的突出部,例如一系列翼片或凸缘。

圆周突出部可以各种各样的取向延伸,以适应不同的装配几何形状,例如,相对于中心轴线以约70°至约175°的任何合适的角度。在所示的实施方式中,在将套圈24卡扣在螺母14中,或者至少稍微地轴向向内(例如相对于中心轴线x在约90°至约120°之间)之前,圆周突出部45大致横向向外地延伸(例如相对于中心轴线x在约70°至约120°之间的角度)。周向凹槽55由面向外的内侧径向壁54和面向内的外侧径向壁56限定并布置在两者之间,该内侧径向壁54从螺母内壁50的向外变窄的锥形内侧表面53径向向外延伸,该外侧径向壁56从螺母内壁50的向外变窄的锥形外侧表面57径向向外延伸。如图所示,外侧径向壁56径向向内延伸至比内侧径向壁54更小的直径。在其它实施方式(未示出)中,内侧径向壁可以径向向内延伸至与外侧径向壁相同的直径或更小的直径。

图1、1a和1b示出了处于松散或预先卡扣状态的装配螺母14和套圈24,30,其中后套圈30轴向地布置在前套圈24和装配螺母14的径向延伸的肩部或驱动表面34之间。在卡扣之前,突出部40径向向外延伸,使得突出部45的端部46的直径大于内壁50的内侧表面53的最小直径。施加到前套圈24上的轴向力抵靠锥形内侧表面,使得突出部弯曲或围绕径向内部铰接部分43枢转(或轴向和径向变形),以容纳突出部经过内侧表面53的变窄部分,并且使突出部45与螺母14中的周向凹槽55轴向地对准(见图2和2a)。在该对准位置,变形的突出部45向外弹回,以与内侧径向壁54径向重叠或对准,同时由于突出部45的部分塑性变形保持轴向向内成角度的位置(例如相对于中心轴线x在约90°至至约120°之间)。卡扣的突出部45的向内角度与内侧径向壁54的大致横向取向相结合(例如相对于中心轴线x约90°,或相对于中心轴线x逐渐变细到约45°至至约90°,例如为了便于制造),当前套圈24轴向向内碰撞时(例如当卡扣的装配子组件碰撞或下降时)提供了对突出部45进一步弯曲的阻力。卡扣的突出部45的向外径向范围可以限制卡扣的套圈24在螺母14内的横向移动,以防止套圈24从螺母14的任何移位或使移位最小化。

如图2a所示,卡扣的突出部45可以定位成使得端部46接触或几乎接触周向凹槽55的表面,以最小化或消除突出部和凹槽之间的任何径向间隙。任何径向间隙的消除或最小化有效地减少或消除了卡扣的套圈24在螺母14内的横向移动,并且导致卡扣的套圈更牢固地保持在螺母内。在一些实施方式中,可能需要非常小的径向间隙(例如约0.002英寸),以在插入管道端部时提供前套圈的自由移动以便对准,并且确保在配件的指形张紧状态中套圈和螺母驱动表面的接触。

为了将套圈24,30预组装或“卡扣”到螺母14中,可以将受控的轴向力施加到前套圈24的轴向面向内的部分。所施加的力可以是足以弯曲突出部45的量,以使突出部轴向前进通过螺母内壁50的锥形内侧表面53并与周向凹槽55对准,而不会使突出部进一步向内塑性弯曲,向内塑性弯曲将有可能带卡扣的套圈24移位。在卡扣过程中,通过配置该保持装置可以促进这种受控的轴向位移和突出部变形,使得当突出部45轴向推进到与周向凹槽55卡扣对准时(图4),前套圈24的外侧端面或凸轮口26邻接后套圈30的内侧端或凸轮表面28,并且后套圈30的外侧端面32邻接螺母14的外侧环形肩部或驱动表面34。在前套圈24、后套圈30和螺母14邻接的该位置处对轴向推进增加的阻力提供了套圈24,30已与螺母14卡扣的正向指示。

根据另一示例性实施方式,如图1b和2所示,安装工具60可用于将受控的轴向力施加到前套圈24,以用螺母将套圈卡扣。如图所示,工具60可以设置有环形鼻部61,其插入螺母14中位于前套圈24的凸轮表面22和螺母的内壁50之间。鼻部61使套圈24,30在螺母14内对中,并且可以接合前套圈24的外凸缘或凸台部分25的面向内表面27,使得轴向力施加到外凸缘部分25而不是凸轮表面22。如图所示,通过将定位销工具65的轴部分67通过螺母的内壁50插入并进入安装工具60的中心孔63,以及内肩部66与螺母14的外侧端面17的邻接,定位销工具65可以(但不是必须)另外与螺母14组装在一起。工具60的后肩部62可配置为当鼻部61已经推进前套圈24使突出部45与周向凹槽55轴向对准时(如图2所示)邻接螺母14的内侧端面15,使得工具肩部62与螺母端面15的邻接提供了套圈24,30已卡扣到螺母14中的正向停止指示,并且可以防止突出部45过度弯曲超过卡扣位置。

可以使用其它类型的安装工具来向套圈施加轴向卡扣力。作为一个实施例(未示出),轴或销形工具可以插入螺母的内侧端以接合前套圈的鼻部。作为另一个实施例(未示出),轴或管状安装工具可以插入螺母的内侧端并被操纵以在前套圈上施加不均匀或偏心轴向载荷,以提供用于一部分突出部的初始局部变形以及突出部的剩余部分随后变形而进入螺母凹槽(例如前套圈处于初始竖起状态),这可以减小将套圈安装在卡扣状态下所需的轴向力。作为又一个实施例(未示出),可以通过将装配螺母拧到配合配件主体或螺纹安装工具上而将轴向力施加到松散插入的前套圈,使得螺纹主体/工具相对于螺母增加的轴向推进使主体/工具的外侧端轴向地将前套圈推进到卡扣位置。当使用配件主体或螺纹工具将套圈与螺母一起卡扣时,对应于前套圈的外侧端面的邻接的可测量扭矩上升邻接后套圈的内侧端表面,并且对应于后套圈的外侧端面的邻接的可测量扭矩上升邻接螺母的外侧环形肩部或驱动表面。可替代地,螺纹工具可以设置有肩部或其它结构,该肩部或其它结构配置为当工具端部已经推进前套圈使突出部与周向凹槽55轴向对准时接合螺母的内侧端面,使得工具肩部与螺母端面的邻接提供了套圈已卡扣到螺母中的正向停止指示。

虽然突出部45进入到周向凹槽55中的弹性回弹或恢复可以在突出端部46和内侧径向壁54之间提供足够的干涉以轴向地捕获该突出部,但是在另一个实施方式中,卡扣过程进一步包括将受控向内轴向力施加到卡扣前套圈24上,随后应用向外轴向力,使得突出端部46和内侧径向壁54之间的轴向接合使突出部45轴向和径向地向外弯曲。该轴向和径向向外弯曲(例如相对于中心轴线x在90°-120°之间的角度)可以在突出端部46和内侧径向壁54之间提供更大的径向干涉,并且减小突出端部和周向凹槽之间的径向间隙,例如用于补偿套圈卡扣突出部,为此弹性回弹可能不足以确保安全卡扣。如图3所示,第二安装工具(以虚线70表示)可用于将受控的向内轴向力通过后套圈30施加到前套圈24,以使突出部45径向膨胀成与内侧径向表面54增强的径向相互接合。该示例性的第二安装工具70包括中心轴部分71,其插入穿过套圈24,30以使套圈在螺母14内对中,以及凸起的周向带72,其尺寸适于通过螺母的外侧端容纳,用于与后套圈30的外侧端面32接合,使得向内的轴向力施加到后套圈30,并传递到前套圈24。第二安装工具70的后肩部73可配置为当所述带72已轴向缩回前后套圈24,30时,邻接螺母14的外侧端面17,缩回量足以使突出部45与内侧接合径向表面54接合,用于使突出部在凹槽55内径向膨胀,使得肩部73与螺母端面17的邻接提供了前套圈突出部45已充分膨胀的正向停止指示。可以使用其它轴向向内的施力工具,例如包括夹紧或钩住前套圈的外侧端面26的内径或前套圈的外凸台部分25(未示出)的外径的工具。可替代地,可以通过螺母的内侧插入工具,以在初始卡扣处理(未示出)之后直接接合并使突出部轴向向外弯曲。

根据本申请的另一示例性方面,可以使用向套圈或多个套圈施加向内轴向力的工具来从螺母移除卡扣的套圈,例如对套圈执行特殊的清洁或涂覆操作,用不同的套圈(例如不同的材料、硬度等)更换先前安装的套圈,或者在不同的装配装置上使用螺母(例如使用不需要套圈的适配器,或者使用已被压缩到管道端的其它套圈)。在这样的实施方式中,工具(例如图3的工具70)可以包括后肩部分73,其配置为当工具的凸起套圈接合带72已轴向缩回前后套圈24,30时邻接螺母14的外侧端面17,缩回量足以使突出部45向螺母内壁50的变窄内侧表面53的内侧轴向移动,使得肩部73与螺母端面17的邻接提供了卡扣的前套圈24(随之是后套圈30)已从螺母14上释放的正向指示。可以使用其它轴向向内的施力工具,例如包括夹紧或钩住前套圈的外侧端面26的内径或前套圈的外凸台部分25(未示出)的外径的工具,用于在轴向向内的方向拉紧动前套圈24。作为另一个实施例,轴或管状安装工具插入螺母的内侧端并被操纵以在前套圈上施加不均匀或偏心的轴向载荷,以使前套圈24在螺母14内倾斜或竖起,使得前套圈突出部的一侧轴向向内受力,以便与螺母的周向凹槽脱离。

根据本申请的另一个方面,在用户需要从卡扣螺母中移除卡扣的套圈的实施方式中,前套圈和螺母中的任一个或两个的卡扣特征可以配置为提供更容易释放或“轻微卡扣”的套圈状况。例如,可以减小与内侧径向壁径向重叠的卡扣突出端部的部分(例如通过在螺母中设置较浅的周向凹槽,径向较短的突出部或具有较陡的向内角度的卡扣突出部,例如在约120°至约175°之间)。图3a和3b示出了示例性螺母14a和前套圈24a的保持部分,其中螺母包括较浅的周向凹槽55a,并且套圈包括径向较短的突出部45a。当套圈24a已用螺母14a卡扣时(例如使用上述的一种或多种工具和方法),如图3b所示,减少了突出部45a与内侧径向壁54a的径向重叠,从而提供更有利于移除卡扣套圈的卡扣条件。

作为另一实施例,内侧和/或外侧径向表面可设置有较浅的锥角(例如相对于中心轴线x在约30°至约60°之间的内侧径向表面,和/或相对于中心轴线在约120°至约150°之间的外侧径向表面)。因此,施加到前套圈的向内轴向力(在较浅的内侧径向壁的情况下)产生了抵靠突出部的较大的径向向内的力分量,并且施加到套圈的横向摇摆力(在较浅的外侧径向壁的情况下)允许前套圈更明显的竖起运动以移动套圈。图3c和3d示出了示例性螺母14b和前套圈24b的保持部分,其中螺母包括具有浅锥形内侧径向壁54b和外侧径向壁56b的周向凹槽55b。当套圈24b已与螺母14b卡扣时(例如使用上述的一种或多种工具和方法),如图3d所示,突出部45b轴向地被捕获在浅锥形内侧和外侧径向壁54b,56b之间,从而提供更有利于移除卡扣套圈的卡扣条件。

作为另一个实施例,内侧径向表面和外侧径向表面可以由弯曲或扇形周向凹槽的轮廓侧或圆角侧限定,类似地提供凹槽的浅轮廓侧以产生抵靠突出部的更大的径向向内的力分量,允许前套圈更明显的竖起运动以移动套圈,如上所述。图3e和3f示出了示例性螺母14c和前套圈24c的保持部分,其中螺母包括轮廓或扇形周向凹槽55c,其限定了浅轮廓的内侧径向壁54c和外侧径向壁56c。当套圈24c已用螺母14c卡扣时(例如使用上述的一种或多种工具和方法),如图3f所示,突出部45c轴向地被捕获在浅轮廓内侧和外侧径向壁54c,56c之间,从而提供更有利于移除卡扣套圈的卡扣条件。

作为又一个实施例,突出部可以包括更薄或以其它方式更柔性的铰接部分,允许在套圈移除过程期间更容易地轴向向外弯曲突出部(例如使用上述的一个或多个工具)以从周向凹槽撤出该突出部。这些相同的“轻微卡扣”的卡扣特征还可以便于套圈与螺母的重新卡扣(或者去卡扣螺母与新套圈卡扣,或者新螺母与去卡扣套圈卡扣),使用上述的一种或多种工具和/或方法,例如通过减小用于卡扣的轴向力。

当在此描述的任何实施方式的套圈(或其它管道夹持装置)卡扣到装配螺母(或其它保持装配组件)中时,预组装件可配置为使得套圈被紧紧地保持在一起并与装配组件一起保持。在这样的实施方式中,变形突出部可紧紧地或甚至紧密地容纳在装配螺母的周向凹槽中。在其它应用中,可能更希望使套圈稍微松散地保持在一起并与装配组件保持在一起,并且当轻轻摇晃螺母时甚至可能有轻微的嘎嘎声。在一些应用中,这种松动可以促进与第二或配合装配组件(在该实施例中为主体)的最终组装,尤其是在装配组件的拉紧期间允许套圈居中和对准而不干扰套圈的对中,因为螺母最初相对于主体旋转,并且不会抑制管的插入或在配件中提供管触底的错误指示。

如本文所使用的,可以认为松散或松散地保持的卡扣组件包括可在卡扣组件内轴向移动的组件,使得它们可以定位在与限定轴向移动极限的表面不接触的位置处,如下面更详细讨论的那样。该轴向移动范围可以是最小的(例如0.002英寸)。也可以认为松散或松散地保持的卡扣组件包括可在卡扣组件内径向移动的组件,使得它们可以定位在与限定径向移动极限的表面不接触的位置处。该径向移动范围可以是最小的(例如足以允许卡扣组件的旋转和/或无阻力的轴向移动)。这种松散或松散地保持的卡扣状态可以允许或便于套圈孔与插入管的对准,或套圈彼此之间以及与主体和螺母的适当径向对准。可以认为紧紧保持的卡扣组件包括在卡扣组件内不能轴向和/或径向可移动的组件,使得通过接触限制轴向和/或径向移动的表面而抵抗卡扣组件的轴向和/或旋转运动。可以认为紧紧保持的卡扣组件包括被迫与限制轴向和/或径向移动的表面接触的组件,使得这些接触表面已经发生至少一些变形(例如塑性和/或弹性变形)。

为了在卡扣螺母和套圈预组装件中提供前后套圈期望的轴向和径向对准,前套圈可设置有后沉头孔,后套圈的前端或鼻部可容纳到后沉头孔中。这样的设置可以有利于前后套圈在卡扣子组件内的适当对准,并且可以防止套圈在子组件内的错位(例如由于冲击或振动)。

作为一个实施例,如图4a所示,前套圈24可设置有后部29,其在凸轮口26的轴向后方延伸,并且在套圈保持突出部45的径向内侧(或在套圈上的其它这样的径向外保持件特征)延伸。后部29限定后孔23,其从后凸轮口26向后延伸,后套圈30的径向外前部28可以容纳在后凸轮口26中。如图所示,径向外前部28可以但不必相对于后套圈的中心轴向部分(例如附加地或替代地促进套圈卡扣的径向扩大的冠部,如本文所述)径向扩大。在套圈与螺母14的卡扣期间以及在卡扣子组件内,这种设置可以促进前后套圈24,30合适的轴向和径向对准。作为一个益处,这种对准可确保前后套圈彼此充分的径向对准,例如用于前后套圈的轴向孔的基本径向对准以便于管安装,用于前套圈凸轮口26与后套圈前部28的基本径向对准,并且防止套圈在卡扣组件内的错位(例如由于冲击或振动)。作为另一个益处,这种对准可以为后套圈30在螺母14内提供足够的同心度,例如用于后套圈从动表面32与螺母驱动表面34的适当径向对准。作为另一个益处,这种对准可以为前套圈24在螺母14内提供足够的同心度,例如用于前套圈保持突出部45和螺母保持凹槽55的适当径向对准,以防止前套圈与卡扣组件的螺母错位和移位(例如由于撞击或振动)。

为了控制套圈24,30彼此以及与卡扣螺母14的径向和轴向对准,螺母和套圈的尺寸可以使得当在纵向轴线x上对中时(例如如图4所示)螺母和套圈相互接合的表面之间的径向间隙最小化,如图4a所示,例如包括:前套圈保持突出部45的外径与螺母14的保持凹槽55之间的径向间隙g1(例如在前套圈的最前面的卡扣位置);前套圈24的外径向表面25与螺母内壁的对准部分之间的径向间隙g2(例如在前套圈的最向后的卡扣位置);后套圈的径向外前部36和对准的前套圈后孔23之间的径向间隙g3(例如在前套圈的最前面的卡扣位置和后套圈的最后面的卡扣位置)以及后套圈从动表面32的径向外边缘和螺母锥形壁表面35的对准的锥形端部之间的径向间隙g4(例如在后套圈的最前面的卡扣位置)。这些间隙的尺寸可以设计得足够大,以避免螺母和套圈的相互接合表面之间的压配合或过盈配合,同时减小或最小化径向和轴向移动,如上所述。例如,径向间隙g1,g2,g3,g4中的一个或多个尺寸可以在约0.00005英寸至约0.015英寸,或者在约0.00005英寸至约0.006英寸,或者在约0.00005英寸至约0.003英寸,或者在约0.0005英寸至约0.001英寸。在一个实施方式中,后套圈径向间隙g3,g4中的任一个或两个可以小于前套圈螺母径向间隙gl,g2中的任一个或两个,并且可以减小或最小化以进一步限制前套圈24的径向移动,超出由前套圈螺母径向间隙g1,g2引起的前套圈径向移动的限制,例如以防止或阻止保持突出部45和凹槽55的错位以及前套圈从螺母和套圈子组件的意外脱离。例如,后套圈径向间隙g3,g4的总和可以小于前套圈螺母径向间隙g1,g2中的任一个或两个。

作为另一实施例,前套圈可设置有延伸的后端部分,该后端部分限定悬挂在后套圈前端或鼻部上的沉头孔,这可防止后套圈的向后安装,因为向后安装的后套圈将阻止将前套圈安装到螺母中。

此外,前套圈24的后部29可以通过确定后部的尺寸来防止后套圈30的向后安装,使得向后安装的后套圈将防止前套圈24卡扣式安装卡扣到螺母14中。为了防止这种误组装,后部29的尺寸可以设定成使得当前套圈24处于向后最不卡扣或未保持位置时(即,套圈保持突出部45的后表面接合螺母内壁的内侧表面53,如图1所示),螺母驱动表面34的向后后套圈接合部分34x与外侧轴向突出部29的向后后套圈接合部分29x之间的轴向距离ad1小于后套圈前部36的向后后套圈接合部分36x与后套圈从动表面32的向后后套圈接合部分32x之间的轴向距离ad2(如图1c所示)。此外,当后套圈处于向后方向时,堆叠的前后套圈的总的端到端长度可以显著更大,使得在安装之前对套圈进行视觉或基于测量的检查可以确认后套圈的不正确方向。附加地或替代地,外侧轴向突出部的尺寸可以设定成使得前套圈的外侧轴向突出部与向后安装的后套圈的从动表面之间的接合防止装配螺母的螺纹与配件主体的螺纹接合。

如上所述,为了避免额外的卡扣步骤,和/或避免在组装期间前后套圈之间的任何阻力,前套圈24的后孔23的尺寸和形状可以设置为提供后套圈30的径向外前部36的滑动配合容纳,或者其尺寸设计成允许后套圈的前端部插入而后套圈的前端部不接触后孔的内表面。这样,孔23可以是大致圆柱形或向外渐缩的(或以其它方式向外或向后不减小),以消除后孔23中后套圈径向外前部36插入或退出的任何阻力。在示例性实施方式中,孔23可以设置有选择的向外渐缩,以便于在后套圈30的前端鼻部上组装。在另一个实施方式(未示出)中,后孔在前套圈上限定外侧轴向突出部,后孔的尺寸适于松散或滑动配合插入后套圈的径向外前部(例如冠部),该后孔可以配置为在插入后套圈冠部之后向内渐缩或可选地卷曲、轧制、喷丸或以其它方式径向压缩,用于后套圈与前套圈的卡扣保持,至少在将套圈安装到作为装配组件的一部分的管端之前。

图4示出了处于指形张紧状态的装配组件10,这意味着各种部件12,14,24和30已经组装到管道18上,但是通过手动将螺母14和主体12连接在一起而松散地组装或稍微紧固或紧贴。通过从指形张紧位置计算螺母14相对于主体12的完全和部分转动,通常将配件拉紧至完全拉紧位置。然而,本发明可以与装配设计一起使用,该装配设计可替代地可以通过扭矩拉紧。

在许多应用中,可能希望在部分或完全拉紧之后能够在不干扰一个或多个管道夹持装置的情况下移除保持装配组件。例如,在将装配组件10完全拉到管道上之后,虽然不一定,但管道夹持装置通常已经塑性变形成抵靠管道18的外表面夹紧接合。组装的配件随后被拆卸以便允许维护和维修流体系统中的一个或多个流体组件并不罕见。在维修或维护完成后,重新组装配件并重新拧紧。该过程在本领域中通常称为拆卸和重制。但是为了执行许多维修和维护活动,通常必须移除螺母14,或者至少轴向向后滑动或远离主体12滑动螺母14,以允许管道从主体12中抽出。通常,我们希望使一个或多个管道夹持装置与管道18连接,并且即使这不是所希望的结果,通常也希望允许将螺母轴向拉回远离套圈,这不太可能,除非螺母和套圈在拉紧过程中已经释放或彼此分离。因此,在这种情况下,螺母和管道夹持装置在部分或完全拉紧期间变得可分离,至少在不妨碍将保持装配组件从配合装配组件和导管夹持装置上移开的程度上可能是理想的选择。本发明设想,即使在管道夹持装置已完全安装在管道上之后,保持的管道夹持装置和保持装配组件,特别是最初以不连续的卡扣形式组装的保持结构也可以分离或脱离。换句话说,保持结构可以设计成在将装配组件部分或完全拉起到管道上之后将一个或多个管道夹持装置与螺母(或其它这样的保持装配组件)分离。在上面引用的‘810专利和‘288申请中描述了在拉紧时可释放的各种保持结构的实施例。

根据本申请的示例性方面,螺母内壁的外侧径向壁和外侧表面可配置为在配件在管道端部上完全或部分拉紧期间进一步轴向和径向向内弯曲或枢转突出部,使得突出端部位于螺母内壁的内侧表面的径向内侧,以便当螺母从主体拆卸时允许套圈从螺母中退出。在示例性实施方式中,如图5和5a所示,当装配组件10紧固到示例性拉紧状态(例如部分拉紧、初始完全拉紧或重制)时,螺母14相对于前套圈24的相对向内轴向移动使得前套圈突出部45通过外侧表面57和外侧径向壁56轴向和径向向内弯曲(其大致横向延伸,例如相对于中心轴x成大约90°,或相对于中心轴x在约90°至约135°之间逐渐变细)。当前套圈突出部45弯曲到一定角度(例如相对于中心轴线x在130°-160°之间)足以将突出端部分46定位在螺母内壁50的变窄内侧表面53的径向内侧时,前套圈可与螺母轴向脱离,并且套圈从螺母中释放或不再卡扣到螺母中。可以选择该释放条件以与一部分拉紧相一致,该一部分拉紧足以使套圈24,30开始使管道18塑性变形,使得螺母14随后从主体12松开或分离允许释放的套圈24保持与变形的管道表面夹紧接合。可替代地,该释放条件可以与不同的拉紧条件(例如初始完全拉紧或重制)一致。保持在管道18上的释放套圈24,30可以与配件主体和螺母(来自先前组件的配件主体和螺母,或新的主体和螺母)重新组装,以重新制造管道上的配件连接。

当示例性配件10紧固(例如初始完全拉紧位置)时,如图6和6a所示,突出部45进一步轴向和径向向内弯曲(例如相对于中心轴线x在150°-180°之间的角度),以便在周向凹槽55的整个轴向外侧容纳弯曲的突出部。弯曲的突出部45与螺母内壁50的锥形外侧表面57的接合可以提供突出部45的额外塑性变形,相对于中心轴线达到约170°至约180°,而锥形外侧表面57在释放轴向螺母载荷时提供套圈的释放。在共同拥有的美国专利号8007013中进一步描述了这种锥形螺母表面的优点,其全部的公开内容通过引用的方式并入本文。前套圈24还可以设置有外周环形凹槽或槽42,其可以邻近突出部45定位并从突出部45轴向向内,为突出部45的进一步向内弯曲提供间隙。

根据本申请的另一个方面,如上所述,适于更容易可释放或轻度卡扣的装配组件也可以在至少部分拉紧时保持套圈突出部的塑性变形的向内弯曲状态,如图5,5a,6和6a所示,用于在拉紧时从螺母中完全释放套圈。

根据本申请的另一方面,管道夹持装置(例如单个套圈或两个套圈装置的前套圈)上的保持突出部可以最初(即,在卡扣之前)沿轴向向外成角度的取向延伸(例如相对于中心轴线在30°-70°之间,或相对于中心轴线在约35°至约55°之间)以形成裙部,使得突出端部布置为从内表面径向向内,该内表面是在保持装配组件(例如装配螺母)中的保持凹槽的内侧。在这样的实施方式中,突出部可以松散地容纳为与保持凹槽轴向对准,而没有弹性变形以及突出部与凹槽的卡扣接合。为了将管道夹持装置与保持装配组件一起卡扣,保持装配组件包括面向内的外侧径向壁,其限定凹槽的外端并径向向内延伸以与突出端部对准。当轴向向外的力施加到管道夹持装置以使突出端部与外侧径向壁接合时,突出部轴向向前并径向向外弯曲或枢转到突出端部与内侧径向壁径向对准的位置,该内侧径向壁限定凹槽的内端,使得向外弯曲的突出部轴向地捕获在内侧径向壁和外侧径向壁之间的凹槽中。

参考图7-12,示出了一个或多个发明的示例性实施方式,包括配件主体112,螺母114以及前后套圈124,130(如图10所示),复制了图1-6的实施方式的装配组件12,14,24,30的许多特征,如上面更详细描述的。图7-12的实施方式的套圈保持结构包括在前套圈124上的径向向外延伸的突出部145,当前套圈与螺母卡扣时,该突出部145轴向地被捕获在形成于螺母114的内壁150中的周向凹槽155内,如下所述。在所示实施方式中,突出部145包括基本上平行的内侧壁表面141和外侧壁表面144,在它们之间限定壁厚,壁厚足够小以允许围绕突出部145的径向内部铰接部分143弯曲。

图7,7a和7b示出了处于松散或预先卡扣状态的装配螺母114和套圈124,130,其中后套圈130轴向地布置在前套圈124和螺母114的径向延伸环形肩部或驱动表面134之间。在卡扣之前,周向突出部或裙部145沿轴向和径向向外延伸,例如以相对于中心轴线x成30°-70°之间的角度,以相对于中心轴线x成约35°至约55°的角度延伸,或以相对于中心轴线x成约45°的角度延伸。周向凹槽155由面向外的内侧径向壁154和面向内的外侧径向壁156限定并设置在它们之间,面向外的内侧径向壁154从螺母内壁150的内侧表面153径向地向外延伸,面向内的外侧径向壁156从螺母内壁150的外侧表面157径向地向外延伸。如图所示,外侧径向壁156径向向内延伸至比内侧径向壁154小的直径。在卡扣之前,突出部145的端部146位于螺母内壁150的内侧表面153的径向内侧,并且在螺母内壁的外侧表面157的径向外侧,使得前套圈124的突出端部146可以松散地容纳成与周向凹槽155轴向对准并且与外侧径向壁156邻接。

利用突出端部接合外侧径向壁156而施加到前套圈124的轴向力使得突出部145绕径向内部铰接部分143在轴向向内和径向向外的方向上弯曲或枢转(或轴向和径向变形),使得突出端部146径向膨胀成与内侧径向壁154径向对准,如图8和8a所示。在该对准位置,塑性变形突出部145轴向地被捕获在内侧径向壁154和外侧径向壁156之间。如图所示,突出部145可以基本横向延伸的方向(例如相对于中心轴线x在85°-95°之间)设置,以使突出部145和内侧径向壁154之间的径向重叠最大化,并使卡扣套圈124的横向移动最小化,用于更牢固地保持卡扣套圈。在一个这样的示例性实施方式中,变形的卡扣突起145可以至少略微向内的角度(例如相对于中心轴线x在90°-130°之间)设置。当前套圈24轴向向内撞击时(例如当卡扣装配子组件被撞击或下降时),与内侧径向壁154的大致横向定向相结合的卡扣突出部145的向内角度可以提供对突出部145向外弯曲的阻力。

通过在卡扣期间使套圈突出部145径向向外变形,当突出部安装在螺母凹槽155中时,卡扣螺母和套圈组件不依赖于突出部的弹性或回弹变形,与图1-6的实施方式相反。这样,径向向外变形的突出部145可以提供与螺母凹槽更刚性的互锁接合,以及与内侧径向壁154具有更大的径向重叠。另外,与具有基本上横向延伸的突出部的预先卡扣的套圈相比,使用具有浅角度的卡扣突出部的预先卡扣的套圈可以允许从较小的棒料加工套圈,同时仍然为具有带有基本上径向重叠的径向向外变形的突出部的卡扣套圈提供卡扣螺母凹槽。在示例性实施方式中,如图7和7a所示,具有外径向套圈凸台表面125(其可以,但不必在完全拉紧时限定前套圈的最外径向表面)以及从套圈的后端148轴向和径向向外延伸的卡扣突出部145的预先卡扣的套圈124配置为使得突出部145的外径d1与外径向表面125的外径d2的比率(图7)小于约1.06,或约1.02-1.06,或约1.04。当套管124已经与装配螺母114卡扣时,使得突出部145基本上径向地(和/或略微轴向向内)延伸,如图8,8a和9所示,膨胀突出部145的外径dl'与外径向表面125的外径d2'(图9)大于约1.03,或大于约1.04,或约1.02至约1.12,或约1.05至约1.10,或约1.07。

为了将套圈124,130预组装或“卡扣”到螺母114中,可以将受控的轴向力施加到前套圈124的轴向面向内的部分。施加的力可以是足以弯曲突出部145的量,至少足以使突出端部146径向膨胀成与内侧径向壁154径向对准;足以使突出端部146径向膨胀成横向向外延伸的方向,以使卡扣套圈的横向移动最小化;和/或将突出部弯曲成向内成角度的方向(例如以提供对突出部145向外弯曲的阻力)。通过配置保持装置可以便于在卡扣期间的这种受控的轴向位移和突出部变形,使得当突出端部146如上所述的径向膨胀时,前套圈124的外侧端面或凸轮口126邻接后套圈130的内侧端接触表面128,并且后套圈130的外侧端面132邻接螺母114的外侧环形肩部134。对前套圈、后套圈和螺母邻接的该位置处的轴向前进增加的阻力提供了套圈124,130已与螺母114卡扣的正向指示。

根据另一示例性实施方式,如图7b和8所示,安装工具160可用于将受控的轴向力施加到前套圈124,以将套圈与螺母卡扣。如图所示,工具160可设置有环形鼻部161,其插入前套圈124的凸轮表面122与螺母114的内壁150之间的螺母114中。鼻部161使套圈124在螺母114内居中,并且可以接合前套圈124的外凸缘或凸台部分125的面向内表面127,使得轴向力施加到外部分125而不是凸轮表面122(例如防止凸轮表面损坏)。如图13的替代实施方式所示,套圈124'可包括面向内表面127',其基本上更多地(但不一定完全地)径向延伸,并且通过凹口形成轴向延伸表面123'在凸轮表面122'内凹陷或与其分离,例如以允许工具鼻部161'和面向内表面127'之间更大的径向接触,如图14所示,并且使工具160'施加的轴向力最大化(并且使径向压缩力最小化),同时使工具与凸轮表面122'的接触最小化。在图31,32,43,44,46和47中示出了包括在前套圈上的类似阶梯状或带凹口的外凸台部分的附加实施方式。

如图7b和14所示,通过插入定位销工具165,165'的轴部167,167'穿过螺母的内壁并进入安装工具160,160'中的中心孔163,163',以及将内肩部166,166'与螺母114,114'的外侧端面117,117'邻接,可以(但不必)另外将定位销工具165,165'与螺母114,114'组装在一起。工具160,160'的后肩部162,162'可以配置为当鼻部161,161'使前套圈124,124'前进以使前套圈124,124'的突出部145,145'弯曲成径向扩展方向时,邻接螺母114,114'的内侧端面l15,115',使得肩部162,162'与螺母端面115,115'的邻接提供了套圈124,124',130,130'已卡扣到螺母114,114'中的正向停止指示,并且可以防止突出部145,145'过度弯曲超过卡扣位置。可以使用其它类型的安装工具来向套圈施加轴向卡扣力,包括例如前套圈鼻端接合工具、套圈倾斜或竖起工具或螺纹安装工具,如上面更详细描述的。

如图9所示,第二安装工具(在170处以虚线示出)可用于将受控的向内轴向力通过后套圈130施加到前套圈124,以使突出部145径向膨胀成与内侧径向表面154增强的径向相互接合。示例性第二安装工具170包括中心轴部分171,其插入穿过套圈124,130以使套圈在螺母114内对中;以及凸起的周向带172,其尺寸适于通过螺母114的外侧端部容纳,用于与后套圈130的外侧端面132接合,使得向内的轴向力施加到后套圈130,并传递到前套圈124。第二安装工具170的后肩部173可以配置为当带172轴向缩回前后套圈124,130时邻接螺母114的外侧端面117,缩回量足以接合突出部145和内侧径向表面154,用于使突出部在凹槽155内径向膨胀,使得肩部173与螺母端部表面117的邻接提供了前套圈突出部145已充分膨胀的正向停止指示。可以使用其它轴向向内的施力工具,包括例如夹紧或钩住前套圈的外侧端面126的内径或前套圈的外凸台部分125的外径的工具(未示出)。可替代地,可以将工具插入穿过螺母的内侧以在初始卡扣处理(未示出)之后直接接合突出部并使突出部轴向向外弯曲。

根据本申请的另一示例性方面,可以使用向套圈或多个套圈施加向内轴向力的工具来从螺母上移除卡扣的套圈,例如以在套圈上执行特殊的清洁或涂覆操作,用不同的套圈替换以前安装的套圈,或者在不同的配件装置上使用螺母。在这样的实施方式中,工具170可以包括后肩部,其配置为当工具的套圈接合肋或带172已轴向缩回前后套圈124,130时邻接螺母114的外侧端面117,缩回量足以轴向移动突出部145到螺母内壁150的变窄的内侧表面153的内侧,使得肩部173与螺母端面117的邻接提供了卡扣的前套圈124(随之,后套圈130)已经从螺母114释放的正面指示。可以使用其它轴向向内的施力工具,包括例如夹紧或钩住前套圈的外侧端面或凸轮口126的内径或者前套圈的外凸台部分125的外径的工具(未示出),用于沿轴向向内的方向拉动前套圈124。可以附加地或替代地使用其它类型的套圈移除工具,包括例如套圈夹持/拉动工具或套圈倾斜/竖起工具,如上面更详细描述的。此外,前套圈和螺母中的任一个或两者的卡扣特征可以配置为提供更容易可释放或“轻微卡扣”的套圈状态,如上面更详细描述的。

图10示出了处于指形张紧状态的装配组件100,意味着各种部件112,114,124和130已经组装到管道118上,但是通过手动将螺母114和主体112连接在一起而松散地组装或稍微紧固或紧贴。

根据本申请的另一示例性方面,螺母内壁的外侧径向壁和外侧表面可配置为当在管道端部上完全或部分拉动配件期间从横向向外的卡扣状态轴向和径向向内弯曲或枢转突出部,使得突出端部位于螺母内壁的内侧表面的径向内侧,以允许当螺母从主体拆卸时套圈从螺母中抽出。在示例性实施方式中,如图11和11a所示,当装配组件100紧固为示例性拉紧状态(例如部分拉紧、初始完全拉紧或重制)时,通过外侧径向壁156和外侧表面157将前套圈突出部145轴向和径向向内弯曲一定角度(例如相对于中心轴线x在145°-165°之间),足以将突出端部146定位成从螺母内壁150的内侧表面153径向向内。可以选择该释放状态以与部分拉紧一致,该部分拉紧足以导致套圈124,130开始使管道118塑性变形,使得螺母114随后从主体112的松开或分离允许释放的套圈124保持与变形的管道表面的夹紧接合。可替代地,该释放状态可以与不同的拉紧状态(例如初始完全拉紧、重制)一致。保持在管道118上的释放的套圈124,130可以与配件主体和螺母(来自先前组件的配件主体和螺母,或新的主体和螺母)重新组装,以重新制造管道上的装配连接件。

随着示例性配件100被进一步紧固(例如,至完全的拉紧位置),如图12所示,突出部145进一步轴向和径向向内弯曲(例如,至相对于中心轴线x成160°-180°的角度),以容纳周向凹槽155的轴向外侧的弯曲突出部。弯曲突出部145与螺母内壁150的锥形外侧表面157的接合可以提供突出部145的额外塑性变形,直至相对于中心轴线约170°至约180°,而锥形外侧表面157在释放轴向螺母载荷时提供套圈的释放。前套圈124还可以设置有外周凹槽或槽142,其可以定位在突出部145附近并且从突出部145轴向向内,以为突出部145的这种进一步向内弯曲提供间隙。外周凹槽142的深度和形状可以配置为或确定尺寸与突出部145的厚度和形状相结合,以在突出部145完全变形或弯曲状态下限定前套圈124基本齐平或混合的外径。可以选择该最终直径等于或超过套圈凸台125的直径,以利用进一步的螺母推进减小或消除套圈凸台和保持构件凹槽外侧径向壁156和锥形内壁157之间的接触,以使组装扭矩最小化。进一步优选的是限定凹槽的轴向长度,以便为突出部145的向内弯曲提供最小或有限的间隙,从而支撑突出部响应轴向拉伸和压缩载荷,这可能在与螺母114的内部锥形壁157潜在接触期间产生,并在进一步向内轴向移动期间由于螺母的进一步拉紧而产生,从而在装配组装或重制期间限制或抑制突出部145的伸长和/或断裂,这是由于螺母相对前套圈124的相对向内轴向移动而造成的。如图所示,限定凹槽142的内侧边缘的前套圈凸台部分125的外侧径向表面可以是锥形的或以其它方式成形为基本上匹配突出部145的内侧端表面。

作为在拉紧期间影响套圈释放的特征的另一实施例,套圈的卡扣突出部可适于在较小或更集中的铰接位置处弯曲或铰接,使得在拉紧期间突出部的外径向部分更快地径向压缩或收缩。这种较小的、更集中的铰接位置可以例如通过在突出部的径向最内部分处或附近的较窄或颈缩部分来限定。在示例性实施方式中,套圈保持突出部的内侧和外侧壁表面可以具有轮廓,使得突出部的内径向铰接部分具有比突出部的外径向部分更小的厚度,例如内侧和外侧壁表面在径向向外的方向上彼此分开。较窄的铰接部分可以将弯曲集中在更不连续的铰接部分(与沿着突出部的更大纵向部分延伸的弯曲相比),从而在弯曲期间提供突出端部的径向取向的更快速的变化。另外,集中的内部铰接部分有助于保持卡扣突出部的更大有效长度(例如,用于增加与内侧径向壁的干涉并且使螺母中卡扣的套圈的横向移动最小化),可以减小所需的轴向力来弯曲该突出部,例如便于卡扣和配合拉紧,并且可以通过减小突出部的该部分处的等效塑性应变来减小铰接部分处开裂的可能性。

套圈突出部可设置有各种合适的表面轮廓,以提供具有减小的厚度的内径向铰接部分。图15a,15b,15c,15d和15e示出了套圈124a-e的示例性实施方式,套圈124a-e包括卡扣突出部145a-e,其在突出部的内径向铰接部分143a-e处具有减小的壁厚,以便于突出部的集中弯曲。在图15a的实施方式中,突出部145a的内侧壁表面141a和外侧壁表面144a是平坦的锥形表面,其在轴向横截面中形成棒球棒状形状,在窄端形成更集中的铰接部分143a。在图17-21,25-51,55和56中示出了包括具有类似棒球棒形保持突出部的前套圈的附加实施方式。

虽然突出部可以关于突出部的中心轴基本对称,但是如上所述的棒球棒形的实施方式中所示,在一些实施方式中,突出部可以包括非对称部分,例如用于在配件拉紧期间控制突出部的铰接变形、载荷分布和/或浮雕轮廓。作为一个实施例,如图15b,15c和15d的实施方式所示,在内侧壁表面141b(图15b),外侧壁表面144c(图15c)或者内侧壁表面141d和外侧壁表面144d(图15d)上形成不连续的切口或颈缩表面,以提供厚度减小的铰接部分143b,143c,143d。在图52中示出了包括具有类似的带切口的突出壁表面的前套圈的另外实施方式。

作为另一实施例,如图15e的实施方式中所示,突出部145e的外侧壁表面144e可以是凸出的或以其它方式扩大,导致底部铰接部分143e具有相对于突出部的扩大部分减小的厚度。凸出的外侧壁表面144e可以通过将折叠的突出部145e(在拉紧时)和螺母内表面150之间的接触限制到凸出表面的径向最外部分(在折叠状态下)来另外提供浮雕轮廓。在图22-24中示出了包括具有类似凸出外壁突出部的前套圈的另外的实施方式,并在下面更详细地描述。内侧壁表面141e可以基本上是平的。可替代地,在另一个示例性实施方式中,如图47和47a所示,套圈2241可设置有突出部2451,其具有基本平坦的外侧壁表面和凸出的内侧壁表面,导致底部铰接部分具有相对于突出部的扩大部分减小的厚度。在又一个示例性实施方式(未示出)中,内侧壁表面和外侧壁表面都可以是凸出的,以提供厚度减小的底部铰接部分。

如图15e所示,平坦的内侧壁表面141e可以通过浅锥形部分147e过渡到外周凹槽142e。在图32,34,36,40,44,47和48中示出了包括在突出部的外周凹槽和内侧壁表面之间的浅锥形过渡表面的附加实施方式。

作为在拉紧期间影响套圈释放的特征的另一实施例,套圈的卡扣突出部可以形成为从套圈的后端或外侧端径向表面轴向地且径向地向外延伸(与在图7-12的实施方式中的从外周表面延伸相比),使得突出部限定铰接部分,该铰接部分布置为从邻近突出部的套圈的外径向表面至少部分地径向向内并且至少部分地轴向向外。通过从外周表面至少部分地径向向内并且轴向向外定位突出铰接部分,可以在配件拉紧期间实现突出部更快速的径向减小,例如以便于从拉紧或部分拉紧的配件螺母释放套圈。在一个这样的实施方式中,如图16a所示,突出部145f的内侧壁表面141f和外侧壁表面144f均从套圈124f的外侧端表面148f轴向向外延伸并从外侧端表面148f径向向外延伸,位置在相邻的外径向表面142f的径向向内处。在另一个实施方式中,如图16b所示,突出部145g的内侧壁表面141g和外侧壁表面144g均从套圈124g的外侧端表面148g轴向向外延伸,内侧壁表面14lg从外径向表面142g径向向外延伸,并且外侧壁表面144g从外侧端表面148g径向向外延伸,位置在相邻外径向表面142g的径向向内处。在图17-21中示出了包括具有类似定位的突出部的前套圈的另外实施方式。在另一个实施方式中,如图16c所示,突出部145h的内侧壁表面114h从外径向表面142h径向向外延伸,位置在外侧端表面148h的轴向向内处,轴向偏移尺寸为x1,并且外侧壁表面144h从外侧端表面148h径向向外延伸,位置在外径向表面142h的径向向内处,径向偏移尺寸为y1。图25-51,55和56中示出了包括具有类似定位的突出部的前套圈的另外实施方式。在一个这样的实施方式中,径向偏移尺寸y1超过轴向偏移尺寸x1,使得突出底部或铰接部分的中心在外径向表面142h的径向内侧。

图17-21示出了一个或多个发明的示例性实施方式,包括配件主体212、螺母214以及前后套圈224,230(如图17所示),复制了图7-12的实施方式的装配组件112,114,124,130的许多特征,如上面更详细描述的。图17-21的实施方式的套圈保持结构包括在前套圈224上的径向和轴向向外延伸的裙部或突出部245,其具有沿径向向外方向彼此均匀分叉的内侧壁表面241和外侧壁表面244(例如,在约1°至约10°之间的差角,或约2°至约6°之间的差角),使得突出部的内径向铰接部分243的厚度小于突出部的外径向部分。示例性突出部245的突出壁表面241,244是平坦的锥形表面,在轴向横截面中形成棒球棒状的形状,在窄端形成更明确的铰接部分。图17-21的实施方式的内侧壁表面241和外侧壁表面244从套圈224的后端径向表面248延伸,使得突出部245的铰接部分243在前套圈224的外周表面的径向内侧。

图17和17a示出了处于松散或预先卡扣状态的装配螺母214和套圈224,230,其中后套圈230轴向地布置在前套圈224和装配螺母214的径向延伸环形肩部或驱动表面234之间。在卡扣之前,周向突出部或裙部245轴向和径向向外延伸,例如相对于中心轴线x成30°-70°之间的角度,或者相对于中心轴线x成约35°至约55°之间的角度,或相对于中心轴线x成约45°的角度。周向凹槽255由内侧径向壁254和外侧径向壁256限定并设置在内侧径向壁254和外侧径向壁256之间,可类似于图7-12的实施方式的那些。在卡扣之前,突出部245的端部246位于螺母内壁250的内侧表面253的径向内侧,并且位于螺母内壁250的外侧表面257的径向外侧,使得前套圈224的突出端部246可以松散地容纳为与周向凹槽255轴向对准并且与外侧径向壁256邻接。

类似于图7-12的实施方式,利用突出端部246接合外侧径向壁256将轴向力施加到前套圈224使得突出部245在轴向向内和径向向外的方向上围绕径向内部铰接部分243弯曲或枢转(或轴向和径向变形),使得突出端部246径向膨胀成与内侧径向壁254径向对准,如图18和18a所示。在该对准位置,塑性变形的突出部245轴向地捕获在内侧径向壁254和外侧径向壁256之间。如图所示,突出部245可以设置在大致横向延伸的方向上(例如相对于中心轴线x成85°-95°),以使突出部245和内侧径向壁254之间的径向重叠最大化,并使卡扣套圈224的横向移动最小化,以更可靠地保持卡扣的套圈。在一个这样的示例性实施方式中,变形的卡扣突出部245可以布置为至少略微向内的角度(例如相对于中心轴线x成90°-130°)。当前套圈224轴向向内碰撞时(例如当卡扣的装配子组件碰撞或下降时),与内侧径向壁254的大致横向方向相结合的卡扣突出部245的向内角度可以提供对突出部245向外弯曲的阻力。

如上所述,由突出部向外分叉的壁表面241,244产生的突出部245的较窄铰接部分243减小了弯曲突出部所需的轴向力,例如以便于卡扣和配件拉紧,并且通过减小在突出部的该部分的等效塑性应变可以减少铰接部分开裂的可能性。较窄的铰接部分243还将弯曲集中在更不连续的铰接部分(与沿着突出部的较大纵向部分延伸的弯曲相比),保持变形突出部245的更大有效长度(例如,用于增加与内侧径向壁的干涉并使卡扣套圈在螺母中的横向移动最小化)。此外,可以在由突出内侧表面241和外凹槽242限定的交叉处设置紧密或尖锐拐角,以提供更加离散的铰接点,从而使变形突出部的有效长度最大化。外周凹槽242的深度和形状可以与突出部245的厚度和形状相结合来规定,以在突出部245的完全变形或弯曲状态下限定前套圈224的基本齐平或混合的外径。该最终直径可以选择为等于或超过套圈凸台225的直径,以利用进一步的螺母推进减小或消除套圈凸台和保持构件凹槽外侧径向壁256和锥形内壁257之间的接触,以使组装扭矩最小化。进一步优选的是限定凹槽的轴向长度,以便为突出部245的向内弯曲提供最小或有限的间隙,从而支撑突出部响应轴向拉伸和压缩载荷,这可能在与螺母214的内部锥形壁257潜在接触期间产生,并在进一步向内轴向移动期间由于螺母的进一步拉紧而产生,从而在装配组装或重制期间限制或抑制突出部245的伸长和/或断裂,这是由于螺母相对前套圈224的相对向内轴向移动而造成的。如图所示,限定凹槽242的内侧边缘的前套圈凸台部分225的外侧径向表面可以是锥形的或以其它方式成形为基本上匹配突出部245的内侧端表面。同样,凹槽242的凹入轴向表面可以在外侧方向上向外渐缩,以基本上与突出部245的锥形内侧表面241匹配。

可以控制或限制在卡扣期间施加到套圈的轴向力,例如通过配置保持装置,使得当突出端部246如上所述径向膨胀时,前套圈224的外侧端面或凸轮口226邻接后套圈230的内侧端凸轮表面228,并且后套圈230的外侧端表面232邻接螺母214的外侧环形肩部234,如图18所示,和/或通过使用一个或多个安装工具,如上面更详细描述的。此外,卡扣套圈可以配置成可移除的,例如用于更换或重新安装(例如在特殊清洁或其它处理之后),例如使用上面更详细描述的工具、方法和保持结构配置。

图19示出了处于指形张紧状态的装配组件200,这意味着各种部件212,214,224和230已经组装到管道218上,通过手动将螺母214和主体212连接在一起而松散地组装或稍微紧固或紧贴。如图20和20a所示,当装配组件200紧固到示例性的拉紧状态(例如部分拉紧、初始完全拉紧或重制)时,前套圈突出部245通过外侧径向壁256和外侧表面257轴向且径向向内弯曲到一个角度(例如相对于中心轴线x成145°-165°),该角度足以将突出端部246径向地定位在螺母内壁250的内侧表面253的内侧。可以选择该释放状态以与部分拉紧一致,该部分拉紧足以使套圈224,230开始使管道218塑性变形,使得螺母214随后从主体212的松开或分离允许释放的套圈224保持与变形的管道表面夹紧接合。可替代地,该释放状态可以与不同的拉紧状态(例如初始完全拉紧或重制)一致。保持在管道218上的释放的套圈224,230可以用配件主体和螺母(或者来自先前组装的配件主体和螺母,或者新的主体和螺母)重新组装,以重新制造管道上的装配连接件。

如上所述,通过将突出部245的附接部或铰接部243定位在套圈224的外周表面的径向内侧,可以在配件拉紧期间实现突出部的更快速径向减小,例如以便于从拉紧或部分拉紧配件的螺母中释放套圈。在其它实施方式中,突出部的铰接部分可以布置在套圈的外周表面上,位置在套圈的外侧端部的轴向内侧,或者可轴向和/或径向定位在套圈的外侧端表面的外侧。

当示例性配件200紧固到另一拉紧位置(例如完全的初始拉紧)时,如图21所示,突出部245进一步轴向和径向向内弯曲(例如相对于中心轴线x成160°-180°的角度),以在周向凹槽255的整个轴向外侧容纳弯曲的突出部。弯曲突出部245与螺母内壁250的锥形外侧表面257的接合可以提供突出部245的额外塑性变形,直至相对于中心轴线约170°至约180°,而锥形外侧表面257在释放轴向螺母载荷时提供套圈的释放。前套圈224还可以设置有外周凹槽或槽242,其可以定位在突出部245附近并且从突出部245轴向向内,以为突出部245的这种进一步向内弯曲提供间隙。如图所示,向内锥形(或向外分叉的)突出部的集中铰接动作可以便于弯曲,使得突出部245容纳在外部槽242中,并且在套圈凸台225的外表面上方,与套管凸台225的外表面齐平,或者甚至从套管凸台225的外表面凹进。外周凹槽的厚度和形状可以与突出部245的厚度和形状相结合来规定,以在突出部完全变形或弯曲状态下限定前套圈224的外径。该最终直径可以选择为等于或超过套圈凸台225的直径,以利用进一步的螺母推进减小或消除套圈凸台225和保持构件凹槽外侧径向壁256和锥形内壁257之间的接触,以使组装扭矩最小化。进一步优选的是限定凹槽的长度,以便为突出部245的向内弯曲提供最小的间隙,从而支撑突出部245响应轴向拉伸和压缩载荷,这可能在与螺母214的内部锥形壁257潜在接触期间产生,并在进一步向内轴向移动期间由于螺母的进一步拉紧而产生。

还可以提供或调整卡扣套圈的其它特征,以改善或控制在卡扣期间和/或在配件拉紧期间(即,释放卡扣期间)突出部的铰接变形、载荷分布和/或浮雕轮廓。图22-24示出了保持螺母614和卡扣前套圈624的示例性实施方式,其包括若干这样的特征,下面将更详细地讨论。这些特征中的任何一个或多个可以结合到本文描述的任何其它示例性实施方式中。

根据本申请的示例性方面,套圈的卡扣突出部可设置有多个铰接部分或铰接点,例如以在卡扣和/或释放期间加速铰接变形,并且由此产生突出部的径向膨胀(在卡扣期间)和/或收缩(在拉紧期间),和/或减少单个铰接点处的变形和相关应力。在图22-24所示的实施方式中,卡扣突出部645包括位于突出底部的第一铰接部分691,以及第二铰接部分692,其位于第一铰接部分691的径向外侧并与之相邻(图22a)。第一铰接部分和第二铰接部分之间的许多不同性质变化可用于在第一和第二铰接部分处提供单独的和/或连续的铰接动作,包括例如厚度、形状和/或材料硬度的变化。例如,如图22-24的实施方式所示,第一铰接部分691具有第一厚度与长度比(例如约0.7-0.9的比率),第二铰接部分692具有第二厚度与长度比(例如约0.35-0.75的比率),其小于第一厚度与长度比,使得在卡扣和/或拉紧期间施加到突出部645的端部693的初始轴向载荷导致突出部主要在第二铰接部分692弯曲,以进行径向膨胀(在卡扣期间)和/或径向收缩(在配件拉紧期间)。在配件的进一步拉紧期间(以及产生的轴向载荷施加到突出部645的端部693),第一铰接部分691的弯曲增加,导致突出部645折叠到第一铰接部分和套圈624的外径向凸缘或凸台625之间的外周凹槽642中。

在另一个实施例中,套圈突出部的全部或部分可以是感应加热的、激光退火的或以其它方式处理的,以提供套圈突出部的全部或部分的更大延展性、更低材料屈服强度或者更高百分比伸长率。在一个这样的实施例中,仅外部的第二铰接部分可以是退火的或以其它方式处理以增加延展性(与内部的第一铰接部分相比),或者可以比内部铰接部分更大的程度来处理外部铰接部分,以提供连续的铰接动作,包括第二铰接部分的初始弯曲和内部铰接部分的随后弯曲。

在又一个实施例中,套管突出部的全部或一部分可以是分段的(例如切开或冲压)或以其它方式不连续,以便在卡扣和/或拉紧期间促进突出部的塑性变形。在一个这样的实施例中,仅外部的第二铰接部分可以是分段或者不连续的以增加塑性变形(与内部的第一铰接部分相比),或者外部铰接部分可以更大的程度分段(例如在多段之间有更多段或更大的间隙)来提供连续的铰接动作,包括第二铰接部分的初始弯曲和内部铰接部分的随后弯曲。图25示出了具有分段突出部745的卡扣套圈724的示例性替代实施方式,各个翼片745a由狭缝745b分开,用于在卡扣和/或拉紧期间增加塑性变形。在一个实施方式中,这些狭缝可以从突出端部793延伸到第二铰接部分792,但不延伸到第一铰接部分791中,以在卡扣和/或初始拉紧期间为第二铰接部分提供相对于第一铰接部分更大的初始变形。在另一个实施方式中,狭缝延伸到第一铰接部分中,但是在第二铰接部分中较宽而在第一铰接部分中较窄,以在卡扣和/或初始拉紧期间为第二铰接部分提供相对于第一铰接部分更大的初始变形。

图22和22a示出了处于初始预先卡扣状态的螺母614和套圈624,630。在示例性实施方式中,第一铰接部分径向向外延伸(例如相对于中心轴线x约90°),外侧表面基本上与套圈的外侧径向表面648齐平。在所示实施方式中,第一铰接部分691具有从径向内端到径向外端向内变窄或渐缩(例如在约5°至约10°)的厚度,并且如图所示,可包括在第一铰接部分的内侧表面的底部的圆角半径,例如以提供增加的刚度,和/或提供第一铰接部分的全部或部分锥形。示例性实施方式的第二铰接部分692在第一铰接部分691和突出部645的扩大承载端部693之间径向向外且轴向向外地延伸。

在图22和22a的所示实施方式中,第二铰接部分692具有基本均匀的厚度,具有平行的截头圆锥形内侧壁表面和外侧壁表面。在其它实施方式中,厚度可以是锥形的或以其它方式变化。例如,如图22b所示,套圈624'可包括第二铰接部分692',其具有在第一铰接部分691'的径向外侧壁和端部693'的扩大外侧表面之间延伸的外侧半径部分695',以提供更短和更窄的第二铰接部分。由此产生的突出部645'的缩短长度可以在弯曲期间(即,在卡扣期间的径向膨胀,在拉紧期间的径向收缩)提供突出部的径向尺寸的增加的变化,而圆角的、变窄的第二铰接部分692'可以在弯曲期间在第二铰接部分提供减小的应力。周向凹槽642'和外径向凸台625'的尺寸可以设计成与该较短的凸起645'相对应。

图23和23a示出了处于卡扣状态的螺母614和套圈624,630,例如由于施加到前套圈624的外侧轴向载荷(例如施加到套圈凸台部分625的内侧表面)使突出部645通过螺母凹槽655的外侧径向壁656接合并径向向外变形。如图所示,第二铰接部分692弯曲到轴向向内的方向(例如相对于中心轴线x成大约125°的角度),以使突出端部693径向延伸到内侧径向壁654和外侧径向壁656之间的螺母凹槽中,从而利用螺母614轴向地保持前套圈624(随之而来的是捕获的后部套圈630)。第一铰接部分691略微弯曲到轴向向内的方向(例如,相对于中心轴线x成约100°的角度)。

图24和24a示出了利用配件主体612在管道端部618上拉紧的螺母614和套圈624,630,前套圈突出部645弯曲成完全轴向内侧方向(例如第二铰接部分和突出端部相对于中心轴线x以大约185°的角度延伸),使得突出部645完全脱离螺母凹槽655并且容纳在前套圈624中的外周凹槽642内,并且在套圈凸台625的外表面的上方、与其齐平或者甚至从其凹进。如图所示,第一铰接部分691沿轴向内侧方向折叠(例如相对于中心轴线x成约130°的角度)。外周凹槽642可以成形(例如轴向和径向向内逐渐变细)为套圈突出部645的扩大端部693提供间隙。折叠的突出部645的最终直径可以选择为等于或超过套圈凸台625的直径,以利用进一步的螺母推进减小或消除套圈凸台625和保持构件凹槽外侧径向壁656和锥形内壁650之间的接触,以使组装扭矩最小化。进一步优选的是限定凹槽的长度,以便为突出部645的向内弯曲提供最小的间隙,从而支撑突出部645响应轴向拉伸和压缩载荷,这可能在与螺母614的内部锥形壁657潜在接触期间产生,并在进一步向内轴向移动期间由于螺母的进一步拉紧而产生。

扩大的承载端部693可以关于中心轴线不对称,在端部的外侧上具有增大的半径形状,例如以提供增强的刚性以及端部的平坦内侧,以在拉紧期间当突出部容纳在凹槽中时更紧密地对应于外周凹槽642的表面。此外,套圈凸台部分625的外表面可以径向向内和轴向向外逐渐变细,以在外侧形成减小的直径(参见图22a),使得在配件拉紧期间当前套圈624的后端膨胀时,套圈凸台部分625的外表面更紧密地对应于螺母孔的内表面650。

前套圈可以配置为进一步减小铰接部分处的应力。例如,如图示实施方式中所示,突出部645的承载端部693的扩大外侧可以设置有扩大的半径形状,以在拉紧时在该增大的区域将螺母内表面650和突出部645之间的径向载荷集中,从而在较窄的铰接部分处起到缓解径向载荷(和所产生的应力)的作用。作为另一个实施例,可以在第一铰接部分691和外周凹槽642之间设置释放凹槽或凹处647,以使得在拉紧时第一铰接部分处的折痕(和所产生的应力)最小化。

如上所述,可以选择前套圈从螺母的释放状态以与某个组装或拉紧状态一致,例如部分拉紧状态(例如,足够的拉紧导致套圈开始使管道塑性变形,使得螺母随后从主体松开或分离,这允许释放的套圈保持与变形的管道表面的夹紧接合)、完全的初始拉紧状态或随后的重制状态。为了在期望的拉紧状态下提供这种释放状态,螺母和套圈相互接合特征中的一个或多个可以具体地确定尺寸、形状、轮廓或以其它方式配置以影响突出部从卡扣方向(例如相对于中心轴线x成约90°至约130°的角度)到释放方向(例如相对于中心轴线x成约145°至约165°的角度)弯曲的时间选择和速率。作为一个实施例,由于前套圈突出部通过与内部螺母表面的接合的弯曲依赖于在拉紧期间(即,在螺母相对于配件主体的受控轴向移动期间)螺母相对于前套圈的相对轴向移动,根据本申请的一个方面,螺母和套圈相互接合表面中的一个或多个可配置为在初始配件拉紧期间通过延迟或阻滞前套圈的轴向推进而增加螺母相对于前套圈的相对轴向移动,以在拉紧期间加速前套圈突出部的弯曲,从而增加螺母相对于前套圈的初始相对轴向移动。若干装配状态可能有助于或影响装配螺母相对于前套圈的相对轴向移动的大小,包括例如拉紧量、管壁厚度、管材料、安装在配件中的非底部或部分底部管端。在选择、设计或确定螺母和套圈相互接合表面以便在初始配件拉紧期间增加螺母相对于前套圈的相对轴向移动时,可以考虑这些状态中的一个或多个。

虽然可以提供许多不同的装配表面布置用于在拉紧期间前套圈的这种延迟的轴向推进,但是作为一个实施例,前后套圈的接合凸轮表面可以具有轮廓以增加后套圈相对于前套圈的初始相对轴向移动,从而增加螺母相对于前套圈的初始相对轴向移动。在示例性实施方式中,如图26所示,前套圈224a可设置有后凸轮口226a,后凸轮口226a具有较浅的外锥形部分291a,其最初(例如当装配组件处于指形张紧状态)通过后套圈230a的前端部分228a接合,并且在拉紧的第一持续或部分期间,如图26a所示,允许后套圈前端228a(和螺母驱动表面234a)表面在轴向上相对于前套圈224a更快速地轴向推进,从而限制了前套圈的轴向推进。在示例性实施方式中,外锥形部分291a可以相对于中心轴线x以角度a1延伸,该角度a1为约15°至约45°,或约25°至约40°,或约30°至约35°。在拉紧的第二持续或部分期间后凸轮口226a的较陡(即,相对于外锥形部分291a)内锥形部分292a接合后套圈230a的前端部分228a,以便于后套圈前端228a的径向压痕(图26b),以及前套圈224a相对于配件主体212a的加速轴向推进,用于通过接合主体凸轮表面引起的前套圈224a的前凸轮表面222a的径向压痕。在示例性实施方式中,内锥形部分292a可以相对于中心轴线x以角度a2延伸,该角度a2为约35°至约55°,或约40°至约50°,或约45°。

卡扣套圈可以设置有多种合适的双凸轮锥形组合,以提供套圈从螺母的加速初始分离或脱离,以及将套圈(多个套圈)充分径向压缩到安装的管道上。在一个这样的实施方式中,较浅的外锥形部分291a被限制以确保在后套圈230a的前端部分228a与前套圈凸轮口226a的内锥形部分292a接合时发生套圈的充分径向压缩。在示例性实施方式中,凸轮口226a的内锥形部分292a的径向尺寸rd2与凸轮口的整个径向尺寸rd1的比率可以为约0.4至约0.9,或者约0.5至约0.8,或约0.6至约0.7。双锥形表面291a,292a可以配置为使套圈突出部245a与螺母凹槽255a的分离或脱离同步,具有所需的拉紧状态。在一个实施方式中,所需的拉紧状态是部分拉紧,其足以使套圈224a,230a开始使管道218a塑性变形,使得螺母214a随后从主体212a松开或分离,允许释放的套圈224a保持与变形管道表面的夹紧接合。该释放可以在后套圈前端228a接合内锥形部分292a之前或之后发生。在图22-24,27,28,34,35,40,41,42和43中示出了在前套圈上包括类似的双锥形凸轮口的附加实施方式,但是可以应用于本文所描述和显示的任何套圈。

在其它实施方式中,前套圈可包括轴向延伸的后孔,其在双锥形凸轮口的后方延伸(其可在尺寸上类似于图26的套圈224a的双锥形凸轮口),例如用于在卡扣螺母和套圈预组装中提供前后套圈所需的轴向和径向对准。图27示出了示例性前套圈224b,其设置有在凸轮口226b的轴向后方延伸的后部229b,套圈保持突出部245b直接从后部229b延伸。后部229b限定后孔223b,其从凸轮口226b的外锥形部分291b向后延伸,后套圈230b的径向外前部228b可容纳到后孔223b中,用于后套圈前部228b与前套圈凸轮口的外锥形部分291b的接合(图27a)。这种布置可以在套圈与螺母214b的卡扣期间以及在卡扣子组件内促进前后套圈224b,230b的适当轴向和径向对准,如上面关于图1-6的实施方式更详细描述的。在拉紧期间,后凸轮口226b的较陡的内锥形部分292b(即,相对于外锥形部分291b)接合后套圈230b的前端部分228b,以便于后套圈前端228b的径向压痕(和管夹持)(图27b),以及前套圈224b相对于配件主体212a的加速轴向推进,用于通过接合主体凸轮表面引起的前套圈224b的前凸轮表面222b的径向压痕。在图32-35,40和41中示出了包括限定前套圈后部的类似孔的附加实施方式,但是可以应用于本文所描述和显示的任何套圈。

在其它类型的装配组件中使用具有多个锥形凸轮口的前套圈可以是期望的,包括其中前套圈未与装配螺母卡扣的装配组件,例如在拉紧期间相对于后套圈加速或延迟前套圈的轴向推进,以在拉紧期间相对于装配螺母加速或延迟前套圈的轴向推进,或者在拉紧期间相对于配件主体加速或延迟前套圈的轴向推进。在一些实施方式(未示出)中,前套圈可设置具有多于两个不同锥形部分的凸轮口。

图28示出了示例性前套圈224c,其设置有后部229c,后部229c限定颈缩的外侧轴向突出部,该外侧轴向突出部在凸轮口226c的轴向后方延伸,并且在套圈保持突出部245c的径向内侧延伸,套圈保持突出部245c从后端径向表面248c并在外侧轴向突出部229c轴向向内延伸。外侧轴向突出部229c限定了后孔223c,后孔223c从凸轮口226c的外锥形部分291c向后延伸,后套圈230c的径向外前部228c可以容纳在后孔223c中(图28a)。在套圈与螺母214c的卡扣期间以及在卡扣的子组件内,这种布置可以促进前后套圈224c,230c的适当轴向和径向对准,如上面关于图1-6的实施方式更详细描述的。在拉紧期间,后凸轮口226c的较陡的内锥形部分292c(即,相对于外锥形部分291c)接合后套圈230c的前端部分228c,以便于后套圈前端228c的径向压痕(和管夹持)(图28b),以及前套圈224c相对于配件主体212c的加速轴向推进,用于通过接合主体凸轮表面引起的前套圈224c的前凸轮表面222c的径向压痕。在图29-31,36-39和42-49中示出了包括限定前套圈的外侧轴向突出部的类似孔的附加实施方式,但是可以应用于本文所描述和显示的任何套圈。

作为一个实施例,如图29所示,前套圈224'可设置有后部229',其在凸轮口226'的轴向后方延伸,并且在套圈保持突出部245'(或套圈上的其它这种径向外部保持特征)的径向内侧延伸。后部229'限定后孔223',其从后凸轮口226'向后延伸,后套圈230'的径向外前部228'可以容纳在后孔223'中。这种布置可以在套圈与螺母214'的卡扣期间以及在卡扣子组件内促进前后套圈224',230'的适当轴向和径向对准。作为一个益处,这种对准可确保前后套圈彼此充分径向对准,例如用于前后套圈的轴向孔的大致径向对准以便于管安装,用于前套圈凸轮口226'与后套圈前部228'的大致径向对准,并且以防止套圈在卡扣组件内的错位(例如由于冲击或振动)。作为另一个益处,这种对准可以提供后套圈230'在螺母214'内的足够同心度,例如用于后套圈从动表面232'与螺母驱动表面234'的适当径向对准。作为另一个益处,这种对准可以提供前套圈224'在螺母214'内的足够同心度,例如用于前套圈保持突出部245'和螺母保持凹槽255'的适当径向对准,以防止前套圈与卡扣组件的螺母的错位以及从中移出(例如由于冲击或振动)。

为了控制套圈224',230'彼此以及与卡扣螺母214'的径向和轴向对准,螺母和套圈的尺寸可以使得当以纵向轴线x为中心时(例如,如图30a所示)螺母和套圈相互接合表面之间的径向间隙最小化,包括例如:前套圈保持突出部245'的外径与螺母214'的保持凹槽255'之间的径向间隙g1(例如在前套圈的最前面的卡扣位置);在前套圈224'的外径向表面225'和螺母内壁250'的对准部分之间的径向间隙g2(例如在前套圈的最后面的卡扣位置);后套圈的径向外前部236'和对准的前套圈后孔223'之间的径向间隙g3(例如在前套圈的最前面的卡扣位置和后套圈的最后面的卡扣位置),以及后套圈从动表面232'的径向外边缘和螺母内壁表面250'的对准部分之间的径向间隙g4(例如在后套圈的最前面的卡扣位置)。这些间隙的尺寸可以设计得足够大,以避免螺母和套圈的相互接合表面之间的压配合或过盈配合,同时减小径向移动或使其最小化,如上所述。例如,径向间隙gl,g2,g3,g4中的一个或多个的尺寸可以在大约0.00005英寸至大约0.015英寸,或者在大约0.00005英寸至大约0.006英寸,或者在大约0.00005英寸至大约0.003英寸,或者在约0.0005英寸至约0.001英寸。在一个实施方式中,后套圈径向间隙g3,g4中的任一个或两个可以小于前套圈螺母径向间隙gl,g2中的任一个或两个,并且可以减小或最小化以进一步限制前套圈224'的径向移动,超出由前套圈-螺母径向间隙gl,g2引起的前套圈径向移动的限制,例如以防止或阻止保持突出部245'和凹槽255'的错位以及前套圈从螺母和套圈子组件的意外脱离。例如,后套圈径向间隙g3,g4的总和可以小于前套圈螺母径向间隙gl,g2中的任一个或两个。

作为另一个实施例,前套圈可以设置有延伸的后端部分,其限定了悬垂后套圈前端或鼻部的沉孔,这可以防止后套圈的向后安装,因为向后安装的后套圈将妨碍将前套圈卡扣安装到螺母中。

此外,前套圈224'的后部229'可以通过确定后部的尺寸来防止后套圈230'的向后安装,因为向后安装的后套圈将妨碍前套圈224'突出弯曲卡扣安装到螺母214'中。为了防止这种误组装,后部229'的尺寸可以设定成使得当前套圈224'处于最向后不卡扣或未保持位置时(即,套圈保持突出部245'的端部接触外侧径向壁256',而不弯曲螺母内壁的突出部,如图29a所示),螺母驱动表面234'的向后后套圈接合部分234x'与外侧轴向突出部229'的向后后套圈接合部分229x'之间的轴向距离ad1小于后套圈前部236'的向后后套圈接合部分236x'与后套圈从动表面232'的向后后套圈接合部分232x'之间的轴向距离ad2(如图29b所示)。此外,当后套圈处于向后方向时,堆叠的前后套圈的总的端到端长度可以显著更大,使得在安装之前对套圈进行视觉或基于测量的检查可以确认不正确的后套圈方向。附加地或可替代地,外侧轴向突出部的尺寸可以设定成使得前套圈的外侧轴向突出部与向后安装的后套圈从动表面之间的接合防止装配螺母的螺纹与配件主体的螺纹接合。

附加地或可替代地,可以通过相对于螺母内壁的向外变窄的锥形外侧表面将螺母凹槽的外侧径向壁轴向定位在螺母内来控制保持前套圈突出部的弯曲或铰接释放的时间选择。为了允许外侧径向壁的这种选择性放置,如图17a所示,从锥形外侧表面257的内端延伸到外侧径向壁256的螺母内壁250的圆柱形表面部分259的尺寸可以设定为将外侧径向壁定位在所需的轴向位置,并且以更容易控制的内径来定位。突出部接合外侧径向壁256与锥形外侧表面257的轴向分离还可允许在前套圈与锥形外侧表面接合之前增加突出部245的弯曲。由外侧径向壁256与圆柱形表面部分259的交叉所限定的驱动边缘259a可设置有足够尖锐的边缘半径,以在管配件拉紧期间进一步促进突出部245的弯曲(例如,通过在驱动边缘259a和突出部245之间的摩擦夹紧接合),而没有过度刨削、撕裂或缩进该突出部。图29-31,36-39和42-49中示出了包括与螺母的保持凹槽相邻的类似圆柱形内壁的附加实施方式。在其它实施方式中,如图22-24所示,可以替代地提供连续的锥形内表面650,以在拉紧期间在突出部和内表面之间有更平滑的接触接合,这在一些实施方式中可以在拉紧期间促进套圈从螺母释放。

图32-49示出了装配预组件的各种其它示例性实施方式,包括保持螺母214d-214m,卡扣前套圈224d-224m,其包括容纳在螺母中的周向凹槽255d-255m内的突出部245d-245m,以及后套圈230d-230m,其被捕获在卡扣前套圈和装配螺母的外侧驱动表面之间。

根据本申请的又一示例性方面,管道夹持装置(例如单个套圈或两个套圈装置的前套圈)可设置有易碎的径向延伸突出部,该突出部用于将保持装配组件(例如装配螺母)保持为预装配或松散装配或指形张紧装配,并且在完全或部分拉紧期间与管道夹持装置分离或脱离,例如以在配件拆卸时允许从保持装配组件释放管道夹持装置。类似于上述实施方式,当向外的轴向力施加到管道夹持装置上时,突出部可以变形(例如弹性地和/或塑性地)为与保持装配组件中的内侧径向壁径向对准,使得在向管道夹持装置施加受控的轴向力时,突出端部被轴向地捕获在保持装配组件的周向凹槽中。当在管端上拉紧(部分和/或完全)装配组件时,施加到管道夹持装置的附加向外轴向力导致突出部的易碎部分破裂,从而将突出部与管道夹持装置的外周表面分离。在随后拆卸配件时,管道夹持装置可从保持装配组件释放,因为管道夹持装置的最外表面在保持装配组件的内侧部分的径向内侧。

图50-53示出了一个或多个发明的示例性实施方式,包括配件主体312,螺母314和前后套圈324,330,复制了图1-49的实施方式的装配组件的许多特征,如上面更详细描述的。图50-53的实施方式的套圈保持结构包括在前套圈324上的径向和轴向向外延伸的突出部345,其在变窄的或其它易碎部分343处附接到套圈的外周上。突出部345的端部346的轮廓设计成当利用突出端部346邻接外侧径向壁将轴向向外的力施加到套圈上时,允许突出部围绕易碎部分343做径向向外和轴向向内的枢转运动。

图50和50a示出了处于松散或预先卡扣状态的装配螺母314和套圈324,330,其中后套圈330轴向布置在前套圈324和装配螺母314的径向延伸环形肩部或驱动表面334之间。在卡扣之前,周向突出部主要从易碎部分343轴向向外延伸,但也可径向向外延伸。装配螺母314中的周向凹槽355由内侧径向壁354和外侧径向壁356限定并设置在两者之间,内侧径向壁354和外侧径向壁356可以类似于图7-49的实施方式中的那些。在卡扣之前,突出部345的端部346定位在螺母内壁350的内侧表面353的径向内侧,并且定位在螺母内壁350的外侧表面357的径向外侧,使得前套圈324的突出端部346可以松散地容纳为与周向凹槽355轴向对准并且与外侧径向壁356邻接。在其它实施例(未示出)中,突出部可以配置为与凹槽咬合接合,以用于卡扣保持套圈,这类似于图1-6的实施方式。

类似于图7-49的实施方式,利用突出端部346接合外侧径向壁356施加到前套圈324的轴向力导致突出部345围绕易碎部分343(用作铰接部分)沿轴向向内和径向向外方向弯曲或枢转(或轴向和径向变形),使得突出端部346径向膨胀为与内侧径向壁354径向对准,如图51和51a所示。如图所示,突出端部346可以具有轮廓以便于枢转运动。在该对准位置,塑性变形突出部345轴向地被捕获在内侧径向壁354和外侧径向壁356之间。如图所示,变形的轴向捕获的突出部345可以布置在大致横向延伸的方向上(例如相对于中心轴线x在80°-110°),以使突出部345和内侧径向壁354之间的径向重叠最大化,并使卡扣套圈324的横向移动最小化,以更牢固地保持卡扣套圈。

在卡扣期间可以控制或限制施加到套圈的轴向力,例如通过配置保持装置使得当突出端部346如上所述径向膨胀时,前套圈324的外侧端表面或凸轮口326邻接后套圈330的内侧端凸轮表面328,并且后套圈330的外侧端表面332邻接螺母314的外侧环形肩部334,和/或通过使用一个或多个安装工具,如上面更详细描述的那样。

图52示出了处于指形张紧状态的装配组件300,意味着各种部件312,314,324和330已经组装到管道318上,但是通过手动将螺母314和主体312连接在一起而松散地组装或稍微紧固或紧贴。如图53和53a所示,当装配组件300被拧紧到部分或完全拉紧状态时,由螺母314相对于前套圈324的向内轴向移动产生的轴向载荷足以在易碎部分343处分开或断开变形突出部345和套圈324的外周。当随后拆卸配件300时,套圈324,330从螺母314释放,因为前套圈324的外径小于螺母314的内侧内表面。可以选择该释放状态例如以与完全拉紧或者部分拉紧一致,该部分拉紧足以使套圈324,330开始使管道318塑性变形,使得随后螺母314从主体312的松动或分离允许释放的套圈324保持与变形的管道表面夹紧接合。分开的环形突出部345保持在周向凹槽355中,因此不妨碍配件300的进一步使用。

如图所示,突出部345的形状和尺寸可以与周向凹槽355的横截面轮廓紧密匹配,从而限制卡扣套圈324的轴向和径向移动。这种紧密容纳的变形突出部345可以通过限制突出部345的端部346的变形以及将轴向应力集中在易碎部分343上进一步促进突出部在拉紧期间的脱离或剪切。

本文描述的本发明的实施方式的其它特征或条件可以有助于组装卡扣子组件。作为另一个实施例,前后套圈本身可以包括用于在与装配螺母组装之前或与装配螺母同步组装而卡扣在一起的特征,类似于2009年12月10日提交的名为“ferruleassemblyforconduitfitting”的待审美国专利申请公开号2010/0148501(“'501申请”)以及2015年5月8日提交的名为“conduitfittingwithcomponentsadaptedforfacilitatingassembly”的美国专利申请公开号2015/0323110(“'110申请”)中描述的卡扣套圈实施方式,其全部公开内容以及上面并入的'810专利和'288申请通过引用的方式并入本文。

参考图54-56,示出了螺母414和套圈424,430的示例性实施方式,该螺母414和套圈424,430配置用于将卡扣保持的套圈与螺母以及卡扣保持的套圈一起作为离散的套圈子组件。在该示例性实施方式中,前套圈424包括用作保持结构的环形向后或轴向向外的突出部或延伸部480。该延伸部480可以采用与后套圈430的前部428兼容的任何形状或配置,使得延伸部480用于将套圈424,430保持在一起。

如图所示,延伸部480通常是环形的并且从前套圈424的后壁或外侧径向表面448轴向延伸。延伸部480可以用作夹子或柄脚,其当套圈轴向压在一起时卡扣在后套圈的冠部436上。为此,延伸部430可以设置有一定程度的弯曲或径向给定,使得它可以充分径向膨胀以允许后套圈的前部卡入前套圈的后端,但是也会在一个位置放松回能量较低的状态,以将套圈保持在一起,并牢固连接到特定用途所需的坚固程度。例如,可以通过控制延伸部的几何形状,特别是延伸体480a及其铰接或枢转连接区域480b的径向厚度来控制延伸部480的柔性。通常,延伸体480a将比后套圈430的接合部分(例如冠部436)薄得多,使得压配合应力主要通过向外弯曲延伸部480来承受,以允许冠部436容纳在凹处482中(图55和55a)。在一些情况下,与后套圈430的块状金属体相比,延伸部480则可以被视为薄金属网。短轴向长度的铰接区域480b也可用于控制延伸部480的柔性。这将再次与被迫进入大致刚性连续主体的孔中的主体传统压配合形成对比。此外,延伸部480的轴向向内端可包括径向扩大的唇部484,其具有锥形凸轮表面484a,该锥形凸轮表面484a配置为在轴向力施加到前套圈424时将径向向外的力从后套圈430引导到延伸部。在上面结合的'501申请中描述了用于提供延伸部的径向弯曲和弹回保持的其他特征和布置。

附加地或可替代地,卡扣式前套圈可包括后保持延伸部,其在卡扣过程期间轴向向内弯曲或折曲,以将后套圈的一部分(例如径向突出部或冠部)容纳到前套圈的卡扣凹槽中,前套圈的卡扣凹槽由后保持延伸部部分地限定。例如,在图54-56所示的实施方式中,延伸部的径向向内延伸的唇部484可配置为当前套圈424轴向压靠后套圈时通过后套圈430的冠部436向内轴向弯曲。为了提供增加的轴向弯曲,可以增加唇部的径向长度,和/或唇部的倒角后套圈接合表面484a可以更陡的角度减小或成倒角,例如以减小前后套圈卡扣接合的径向力分量。在上面结合的'110申请中描述了用于提供延伸部的轴向弯曲和弹回保持的其它特征和布置。

优选地,尽管不是必需的,但是延伸部480可以容纳后套圈430并且保持它,使得套圈在它们连接在一起作为单个单元之后不能容易地拆卸。然而,可以基于特定应用来选择分离子组件所需的力的程度或量。在某些情况下,可能希望在套圈连接在一起之后难以将它们分开。例如,在某些情况下可能需要使用工具来分离子组件。但在其它情况下,可能需要允许更容易的分离。因此,如本文所使用的,卡扣套圈子组件包括连接在一起的套圈,其连接程度是套圈保持在一起使得套圈在正常应力或操作下不会简单地或容易地脱落。

在一个实施方式中,图54-56的实施方式的前后套圈424,430可在将套圈预组件与螺母414卡扣安装之前,例如使用上述受控轴向力施加工具和装置卡扣在一起作为卡扣套圈预组装件。根据本申请的另一方面,可以将受控的轴向力施加到前套圈24的轴向面向内部分,以同时将套圈424,430预组装或“卡扣”到螺母414中并且将前套圈424与后套圈430卡扣。所施加力的量可足以使突出部445足够弯曲,以轴向推进突出部经过螺母内壁450的锥形内侧表面453并与周向凹槽455对准,而同时将延伸部480径向向外弯曲,以将后套圈冠部436容纳在由延伸部480限定的凹处482中。在卡扣期间,通过将保持装置配置成使得当突出部445轴向推进到与周向凹槽卡扣对准并且延伸唇部484卡扣在后套圈冠部436上时,前套圈424的外侧端表面或凸轮口426邻接后套圈430的内侧端凸轮表面428,并且后套圈430的外侧端表面432邻接螺母414的外侧环形肩部或驱动表面434,可以促进突出部445和延伸部480的这种受控的轴向位移和变形。在前套圈424、后套圈430和螺母414邻接件的该位置处对轴向推进增加的阻力提供了套圈424,430已彼此卡扣并与螺母414卡扣的正向指示,并且可以防止突出部445过度弯曲超过卡扣位置。可以使用其它类型的安装工具来向套圈施加轴向卡扣力,包括例如前套圈鼻端接合工具、套圈倾斜或竖起工具或螺纹安装工具,如上面更详细描述的。

根据另一示例性实施方式,如图54b和55所示,安装工具460可用于将受控的轴向力施加到前套圈424上,以将套圈与螺母卡扣。如图所示,工具460可以设置有环形鼻部461,其插入前套圈424的凸轮表面422和螺母的内壁450之间的螺母414中。鼻部461使套圈424,430在螺母414内对中,并且可以接合前套圈424的外凸缘或凸台部分425的面向内表面427,使得轴向力施加到外凸缘部分425而不是凸轮表面422。如图所示,通过将定位销工具465的轴部分467插入穿过螺母的内壁450并进入安装工具460的中心孔463中,并且内肩部466与螺母414的外侧端面417邻接而可以(但不必)将定位销工具465附加地与螺母414组装。工具460的后肩部462可配置为当鼻部461已推进前套圈424使突出部445与周向凹槽455轴向对准并将延伸唇部484卡扣在后套圈冠部436上时(如图55和55a所示)邻接螺母414的内侧端面415,使得工具肩部462与螺母端面415的邻接提供了套圈424,430已经彼此卡扣并与螺母414卡扣的正向停止指示。

如图56所示,第二安装工具(在470处以虚线示出)可用于将受控的向内轴向力通过后套圈430施加到前套圈424,以使突出部445径向膨胀成与内侧径向表面454的增强的径向相互接合。示例性的第二安装工具470包括中心轴部分471,其插入穿过套圈424,430以使套圈在螺母414内对中,以及凸起的周向肋或带472,其尺寸适于通过螺母的外侧端容纳,用于与后套圈430的外侧端表面432接合,使得向内的轴向力施加到后套圈430,并传递到前套圈424。第二安装工具470的后肩部473可以配置为当所述带472轴向缩回前后套圈424,430,缩回量足以接合突出部445与内侧径向表面454用于使突出部在凹槽455内径向膨胀时,邻接螺母414的外侧端表面417,使得肩部473与螺母端表面417的邻接提供前套圈突出部445已充分膨胀的正向停止指示。可以使用其它的轴向向内的施力工具,包括例如夹紧或钩住前套圈的外侧端表面426的内径或前套圈的外凸台部分425的外径(未示出)的工具。可替代地,可以通过螺母的内侧插入工具,以在初始卡扣处理(未示出)之后直接接合并使突出部轴向向外弯曲。

根据本申请的另一示例性方面,可以使用向套圈或多个套圈施加向内轴向力的工具来从螺母移除卡扣套圈,例如以对套圈执行特殊的清洁或涂覆操作,以用不同的套圈(例如不同材料、硬度等)替换先前安装的套圈,或者在不同的配件装置上使用螺母(例如,使用不需要套圈的适配器,或者使用已被压缩到管道端的其它套圈)。在这样的实施方式中,工具(例如图56的工具470)可以包括后肩部473,其配置为当工具的凸起套圈接合肋或带472已轴向缩回前后套圈424,430,缩回量足以使突出部445向螺母内壁450的变窄的内侧表面453的内侧轴向移动时,邻接螺母414的外侧端表面417,使得肩部473与螺母端表面417的邻接提供卡扣前套圈424(随之而来是后套圈430)已经从螺母414释放的正向指示。可以使用其它的轴向向内的施力工具,包括夹紧或钩住前套圈的外侧端表面426的内径或前套圈的外凸台部分445的外径(未示出)的工具,用于沿轴向向内的方向拉动前套圈424。由于后套圈430不是独立地固定在卡扣子组件中,所以前后套圈424,430可以在从螺母414中拔出或释放时保持卡扣在一起。另外或可替代地,可以使用其它类型的套圈移除工具,例如包括如上面更详细描述的套圈夹持/拉动工具或套圈倾斜/竖起工具。此外,前套圈和螺母中的任一个或两者的卡扣特征可以配置为提供更容易可释放的或“轻微卡扣”的套圈状态,如上面更详细描述的。

当配件拉紧时(未示出,但参见上面结合的'501申请的图3),由于后套圈的接触表面428和前套圈的凸轮口426之间的滑动接触,发生了冠部436的径向向内压缩。该运动使得冠部436的外径减小,使得冠部不再与延伸部480接合。这确保了延伸部不会以任何方式影响套圈的拉紧和操作,因为螺母和主体拧紧在一起。套圈以相同的方式移动、夹紧和密封,例如如上面引用的专利中所述。还要注意,在拉紧期间,后套圈430倾向于径向膨胀前套圈424的后端。该移动还可用于确保在拉紧期间套圈从保持结构或延伸部480脱离。在拉紧期间,套圈424,430被轴向驱动在一起,以在管道上形成所需的管道夹持和装配组件密封。冠部436在轴向位置处不再与延伸部480接合,这将取决于各种几何形状因素,例如唇部484的直径和冠部436的直径,以及各种接触角度,各种接触角度将确定如何快速地相对于轴向位移而径向向内驱动后套圈的前部。设计者可以选择设计保持结构,以便在拉紧期间在期望的轴向位置处发生脱离。例如,设计者可能更喜欢即使在部分拉紧之后套圈也从保持结构脱离或释放,或者几乎在套圈首先开始朝向彼此轴向移动时立即脱离或释放。在任何情况下,优选的技术是保持结构不干扰套圈或螺母和主体装配组件的正常拉紧操作。

在配件拉紧期间延伸部480从后套圈冠部436的脱离可以与在配件拉紧期间前套圈突出部445从螺母周向凹槽455的脱离相结合(例如同步或按顺序地之前或之后)发生,如上面在图1-6的布置的描述中更详细描述的那样,以及如图5,5a,6和6a所示。

虽然前后套圈之间的卡扣连接可能不是必要的,因为后套圈被捕获在前套圈和装配螺母的驱动表面之间,根据本申请的另一个发明方面,前后套圈可以设置相互接合的套圈对准特征,该套圈对准特征不会将套圈轴向地捕获或互锁在一起(即非卡扣),但是仍然有利于前后套圈的所期望的轴向和径向对准。作为一个实施例,前套圈可以设置有后沉孔,后套圈的前端或鼻部可以容纳在后沉孔中。这种布置可以有助于前后套圈在卡扣子组件内的适当对准,并且可以防止套圈在子组件内的错位(例如由于冲击或振动)。作为另一个实施例,前套圈可以设置有延伸的后端部分,其限定悬垂后套圈前端或鼻部的沉孔,这可以防止后套圈的向后安装,因为向后安装的后套圈将妨碍前套圈卡扣安装在螺母中。

根据本申请的另一方面,螺母和套圈的相互接合的卡扣表面可以经润滑、涂覆、电镀、抛光或以其它方式处理,以减少这些相互接合的表面之间的摩擦,例如在卡扣和配件拉紧期间减少套圈突出部和螺母内表面的变形或磨损,或增加或加速突出部的弯曲。因此,在示例性实施方式中,参考图17a,对套圈突出部外侧表面244和端面246中的一个或多个,内侧内螺母表面253和外侧内螺母表面257以及螺母凹槽的表面254,255,256进行处理(例如润滑、涂覆、电镀、抛光)以减少摩擦。在另一个实施方式中,螺母和套圈的卡扣表面的一些部分可以配置或处理以增加摩擦。作为一个实施例,参考图17a,螺母214的驱动边缘259a可以进行配置(例如具有尖锐的边缘半径)或处理(例如通过省略或去除润滑、涂覆、电镀、抛光或其它这样的处理),以在驱动边缘259a和突出部245之间提供增加的摩擦接合。

还可以利用其它特征来促进卡扣子组件的安装和使用。例如,装配螺母(例如本文所述的任何装配螺母)可设置有外部视觉指示器(例如激光打标、滚花、脊状、带或突出部)以将螺母识别为对应于卡扣螺母和套圈子组件。例如,如图50-53的实施方式中所示(并且还在图29-49的实施方式中示出),螺母314可包括整体凸缘358,其可用于提供用于卡扣螺母和套圈子组件的装配螺母的视觉识别。在一个实施方式中,凸缘358例如可以通过印刷或激光雕刻(未示出)来标记,以具体地识别卡扣特性。在另一个实施方式中,凸缘可便于与识别环或带(未示出)连接,例如塑料或金属带,其尺寸适于搭扣配合在凸缘上。识别带可以用卡扣指示器进行彩色编码和/或标记(例如指示卡扣在一起的套圈,与螺母卡扣的套圈,或两者都可)。凸缘可以附加地或可替代地提供拉紧指示套环的附接,例如止动套环或可变形套环,其识别配件拉紧(例如参见美国专利号6640457,其全部内容通过引用的方式并入本文),或可变形的扭矩套环,其在初始组装或重制期间提供可测量或显著的扭矩增加,以确认足够的拉紧(例如参见美国专利申请公开号2015/0323110,“′i10申请”,其全部内容通过引用的方式并入本文)。

在其它实施方式中,如本文所述的套圈保持装配螺母可设置有整体式扭矩套环或抗冲程突出部,类似于以上并入的'110申请中描述的那些中的一个或多个。图57示出了示例性配件500,其包括配件主体512、螺母514以及前后套圈524,530,复制了图17-21的实施方式的装配组件212,214,224,230的许多特征,如以上更详细描述的。螺母514包括呈环形抗冲程或冲程限制构件502形式的整体式扭矩套环,其包括径向延伸的凸缘部分506,该凸缘部分506通过可轴向变形的腹板部分503连接到螺母514的内侧端。当配件拉紧时,一旦抗冲程构件502的凸缘部分506接触主体512的接触表面511,则主体512和螺母514之间的进一步相对旋转在构件502上施加轴向载荷或压缩。对构件轴向变形的抵抗力(例如基于腹板部分的壁厚、所用材料、轮廓和/或相互接合表面的摩擦)导致超过该相对旋转位置的组装扭矩的可测量或显著增加。可以设计、确定尺寸或以其它方式配置组件以产生组装扭矩的可测量或显著增加,其区分于与配件拉紧相对应的其它扭矩增加(例如抵抗套圈压缩,抵抗前套圈突出部弯曲而脱离螺母)。可以如以上并入的'110申请中所描述的那样配置和使用这种布置。

已经参考示例性实施方式描述了本发明的方面。在阅读和理解本说明书后,其他人会想到进行修改和变更。它的目的是包括所有这些修改和变更,只要它们落入所附权利要求或其等同物的范围内。

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