混合推入式连接配合装置、布置和方法与流程
本发明涉及管道导管，更具体地说，涉及一种便于保护内容物的混合推入式连接配合装置、布置和方法。
背景技术
管道系统用于促进流体(例如，液体、蒸汽、气体(例如空气)或等离子体)的流动。例如，家庭、学校、医疗设施、商业建筑和其他被占用的结构通常需要集成的管道系统，以便水和/或其他流体可以循环用于各种用途。液体和/或气体，如冷水和热水、可呼吸空气、乙二醇、压缩空气、惰性气体、清洁化学品、废水、工厂冷却水以及油漆和涂料只是通过管道系统部署的流体和气体类型的一些例子。管和管道类型可包括例如铜、不锈钢、cpvc(氯化聚氯乙烯)和pex(交联聚乙烯)。出于本公开的目的，术语“管”、“管道”、“管子”或“导管”将被理解为包括一个或多个管道、管、管道元件和/或管元件，并且可以互换使用。
管道连接是连接各种管道所必需的，并且必须是通用的，以适应特定管道系统所需的管道方向的变化。例如，可以在开口的管件的端部处使用配件和阀门，这使得两个管件能够以特定配置装配在一起。在配件类型中，有弯头、“三通”、适用于各种目的(例如管道尺寸变化、端部、球阀、截止阀和部分角度连接器)的联接器。
在过去，管道元件传统上通过使用焊炬焊接和/或钎焊在一起而连接。焊接管件可能耗时，不安全且劳动强度大。焊接还需要采用多种材料，例如铜管和配件、金刚砂布或管道清洁刷、焊剂、银焊料、焊炬和点火器、管切割器和安全玻璃等。焊接管道的工艺可以通过首先准备待焊接的管来进行，因为铜表面必须是清洁的，以便形成良好的接合。管道的末端可以用砂布或特制的钢丝刷在外面清洁。配件内部也必须清洁。接下来，可以施加焊剂(一种浆料)以去除氧化物并将熔融焊料吸入到将要连接的表面的接头中。可以使用刷子用焊剂涂覆配件内部和管道外部。接下来，将两根管道牢固地推到一起，使它们“触底(bottomout)”,即在配件内对齐。焊料的尖端可以弯曲为管道的尺寸，以避免过度焊接。在管道和配件就位后，然后用点火器或自动点火机构点燃焊炬以开始焊接。加热片刻后，如果铜表面足够热，使其在焊料末端接触时熔化，则焊料可以施加到接缝处，使其绕接头运行并将管道和接头粘合在一起。
近年来，推入式配合技术已被用于管道系统，尤其是管道系统，以降低焊接接头和其他连接方法所涉及的危险性和减少时间。推入式配合方法需要最少的管道配件知识，并且涉及的材料远少于焊接。例如，人们可能只需要管道、快速连接配件、倒角/去毛刺工具和管切割器，以便使用推入式配合技术连接管道。使用推入式配合技术连接管道系统所涉及的步骤可概述如下。首先，将管道切割成适当的长度，并用去毛刺工具清洁管道的末端。然后将管道和配件推到一起进行连接。该配件设置有紧固环(也称为夹头、夹持环或抓环)，该紧固环具有在插入管道时夹持管道的齿。紧固环装置用于提供相反的能量，从而防止装置在创建正密封时断开连接。因此，不涉及扳手、夹紧、胶合或焊接。管道系统的推入式配合和/或快速连接技术可以通过例如美国罗得岛州沃里克的迅捷装配公司-
在其他具体问题中，推入式配合技术通常没有用于抵抗或防止配件围绕插入的管元件旋转的止动力。在各种应用中，例如使用包括不锈钢和铜的硬质材料，希望防止配件围绕插入的管元件旋转，以获得稳定性、强度、耐用性和整体操作性。
技术实现要素：
在本发明的各种实施例中，一个或多个密封构件垫圈插入件(例如，o形环构件)装配在限定在配件内壁中的第一密封环隔室内。可以提供垫片压盖以为一个或多个密封环提供支撑。另外，在配件的每个管接收端处，螺母连接器组件隔室被机加工到内壁中以保持螺母连接器组件和紧固环的主体的至少一部分。当反向力施加到已插入配件中的管道元件时，内部壳体元件为密封构件和紧固环提供整体支撑。在各种实施例中，包括螺母连接器和倒角锁紧垫圈的螺母连接器组件用于为紧固环提供额外的支撑并与释放推动器配合以促进管道元件的连接和断开，同时抵抗高达30英尺-磅的旋转扭矩。螺母连接器构件还将紧固环保持在抵靠配件内壁的元件的位置。
本发明的各方面提供了一种新颖的混合推入式连接配合接头封装装置，其包括具有一个或多个伸出的耳状构件的紧固环，至少一个o形环构件，垫片压盖和适于接收所述一个或多个耳状构件的螺母连接器组件隔室，以防止紧固环并因此防止配件围绕插入的管构件旋转。在各种实施例中，一个或多个耳状构件可从紧固环基部的外边缘的相应且相对的周向端部延伸。螺母连接器组件可以定位在紧固环附近，从而当将封装装置组装在配件中时将紧固环保持就位。
作为本发明实施例的一部分提供的释放推动器用于促进管、管道和插入配件中的其他圆柱形物体的释放。将释放推动器手动推入由配件主体内的管支撑构件形成的腔中，并且释放推动器的锥形边缘大致或几乎邻接安装的紧固环。当希望例如从配件释放插入的管时，可以沿紧固环的方向推动释放推动器，使得其成角度表面将紧固环齿从插入的管的表面压下，从而允许管道被移除。
在各种实施例中，根据本发明的装置包括配件主体，该配件主体具有内表面，该内表面具有径向向内延伸的管止动件，以及一个或多个螺母连接器组件，其被提供作为封装装置的一部分，该封装装置包括至少一个密封环、垫片压盖和紧固环。封装装置还可包括位于螺母连接器的径向内侧的释放推动器，其中释放推动器能够轴向插入头部连接器的腔中，以便径向向外提升夹持环的齿以允许经由配件主体插入并且移除要连接的管。在本发明的各种实施例中，释放推动器永久地固定到配件上并且是封装装置的一部分。
出于本公开的目的，术语“管”、“管道”、“管子”、“导管”、“导管元件”或“管道元件”将被理解为包括一个或多个管道、管、导管、管道元件和/或管元件，可以互换使用。此外，出于本公开的目的，配件可以包括阀构件和其他管道元件，包括但不限于：联接接头、弯管接头、t形接头、止动端、球阀构件、管和具有大致圆柱形开口的其他物体。当反向力施加到已插入到联接装置中的管道元件时，内部隔室和封装装置为密封构件和紧固环提供整体支撑。本发明可以应用于加热、通风和空调(hvac)环境等。
本发明提供了如本文所述的其他方法、装置和布置。
附图说明
图1是根据本发明实施例的装置的分解的前透视图。
图2是本发明的装置的一个实施例的前剖视图。
图3是从图2的圆圈部分3-3截取的装置部分的放大视图。
图4是根据本发明实施例的配件主体的透视图。
图5是图4的配件主体的右侧视图。
图6是沿图5中6-6线截取的配件主体的剖视图。
图7是从图6的圆圈部分7-7截取的装置部分的放大视图。
图8是根据本发明实施例的螺母连接器的右前透视图。
图9是根据本发明实施例的螺母连接器的右后透视图。
图10是图9的螺母连接器的右侧视图。
图11是沿图10中11-11线截取的螺母连接器的剖视图。
图12是根据本发明实施例的垫片压盖的右侧视图。
图13是沿图12中13-13线的垫片压盖的剖视图。
图14是从图13的圆圈部分14-14截取的垫片压盖的一部分的放大视图。
图15是根据本发明实施例的紧固环的右侧视图。
图16是图15的紧固环的前视图。
图17是根据本发明的实施例的释放推动器的右侧视图。
图18是图17的释放推动器的前视图。
图19是从图18的圆圈部分19-19截取的释放推动器的一部分的放大视图。
图20是根据本发明的实施例的锁紧垫圈的右侧视图。
图21是图20的锁紧垫圈的正视图。
图22是从图21的圆圈部分22-22截取的锁紧垫圈的一部分的放大视图。
图23是根据本发明的实施例的在中心主体的一侧上具有安装的螺母连接器和封装装置的装置的分解前透视图。
图24是示出图23的装置的元件横截面的透视图。
具体实施方式
在如图1至图24所示，本发明实施例的装置10中，所示装置的元件包括：配件主体构件12、至少一个密封环14、至少一个垫片压盖16、至少一个紧固环18、至少一个螺母连接器组件20和至少一个释放推动器22。图1至图3，图23和图24还示出了使用装置10连接或被连接的两个管25。在各种实施例中，配件主体构件12例如可以是锻造的cw617n黄铜，具有全端口和全流动配件。在其他实施例中，配件主体构件12可以是塑料材料。在各种实施例中，螺母连接器组件20包括螺母连接器21和锁紧垫圈23。
在各种实施例中，配件主体构件12是基本上圆柱形的主体，具有外表面120和内表面122，内表面122具有径向向内延伸的管止动件123。管止动件123有效地将配件内部分隔成第一内壁部分141和第二内壁部分142，并且管止动件元件包括第一径向延伸边缘126和第二径向延伸边缘128，以及轴向延伸表面125。边缘126,128用于在本发明的操作期间阻止管的轴向插入，并且例如，表面125通常与插入的管的内表面轴向对齐，以促进管内的任何材料或流体的平滑移动。内表面122形成腔30，腔30轴向延伸穿过配件主体构件12，如图4所示。配件主体构件12还包括轴向外壁部分124，如图6和7所示，壁部分124的厚度可以根据所涉及的具体应用而变化。在各种实施例中，在配件12的每个轴向端部处的外表面120形成有圆形部分1120和扁平部分1122，如图3所示，以便于在操作期间，用扳手或其他类似工具夹持配件。扁平部分1122显示在图3中的配件的轴向端部的轴向内侧上，并且这种布置可以便于在操作期间使用单个扳手在一个或多个螺母连接器21上施加紧固或松开扭矩的同时保持两个轴向端部。
如图6所示，配件主体构件12形成有内表面122，内表面122具有各种轴向延伸的壁表面段130,131,132,133和134，每个壁表面段具有距离配件主体构件12的中心轴线222的相应径向距离。例如，段130具有径向距离r1，段131具有径向距离r2，段132具有径向距离r3，段133具有径向距离r4，段134具有径向距离r5。段131对应于配件主体构件12的内表面122的密封环隔室250部分，段132,133和134对应于配件主体构件12的内表面122的螺母连接器组件隔室252。密封环隔室250可以限定为从内表面边缘255轴向向外延伸到内表面唇缘257，并且螺母连接器组件隔室252可以限定为从唇缘257延伸到轴向外壁部分124。如图6和7所示，螺母连接器组件隔室252包括位于段132处的螺纹部分253，其为间隙壁部分133的轴向内部和轴向外壁部分124的脊部134。间隙壁部分133可以限定为从初始螺纹边缘258轴向向外延伸到轴向外壁部分124的脊部134。
如图6中进一步所示，到间隙壁部分133的径向距离r4大于所示的径向距离r1，r2，r3和r5。到脊部134的径向距离r5大于径向距离r1，r2和r3，这为封装装置的元件的插入提供了更宽的开口，如本文其他地方所述。应当理解，外壁部分124可以包括如138处的倒角边缘，以便于根据本发明的各种实施例的封装装置元件的插入。到段130的径向距离r1对应于插入的管接合配件内表面122的段。在本发明的各种实施例中，径向距离r2对应于密封环隔室250并且略小于径向距离r3，其可以容纳如本文其他地方所述的垫片压盖16的元件。
图8至11示出了本发明的螺母连接器21的实施例。如图所示，螺母连接器21具有内壁表面228、头部230和主体部分231，其中头部具有轴向外表面232和径向外表面234，其间具有外肩部表面239。在各种实施例中，头部径向外表面234和肩部表面239形成有一个或多个扁平部分283，以便于在操作期间通过扳手或类似工具夹持螺母连接器21。主体部分231具有径向外表面241，其包括在其轴向外部243上的螺纹242，从头部下表面247轴向向外延伸并具有基本光滑表面的颈部244，以及凹槽245，该凹槽形成在螺纹242和颈部244之间的径向外表面241。凹槽245从螺纹242和颈部244径向向内延伸，并且形成为用于接收锁紧垫圈23，如本文其他地方所述。主体部分231还包括从内壁228径向向外延伸到第二内壁229的段260，其中内壁228和第二内壁229限定了沿轴线212轴向延伸穿过螺母连接器21的腔210。如图11所示，从轴线212到内壁228的径向距离小于从轴线212到第二内壁229的径向距离。在本文其他地方描述的各种实施例中，段260为释放推动器22提供接合表面。螺母连接器21还包括轴向外边缘262，用于在操作期间接合紧固环18的基部180，如本文其他地方所述。
图12至14示出了根据本发明实施例的垫片压盖16。如图所示，垫片压盖16具有圆周基部162、从基部162径向向内延伸的密封构件接合表面166，以及紧固环接合表面160和163。表面160从基部162径向向内延伸，并且用于在操作期间帮助将紧固环基部180保持在抵靠螺母连接器21的轴向外边缘262的位置，如图3所示。在各种实施例中，垫片压盖16可包括注模塑料或金属材料，例如黄铜。表面160接合紧固环18的基部180并且将紧固环基部180紧靠螺母连接器21的轴向外边缘262，而表面163在操作期间接合紧固环18的齿182，并且用作防止在操作期间紧固环齿过度伸展的屏障。在本发明的一个实施例中，垫片压盖16是裂开的，包括第一圆周端点和第二圆周端点，其不连接并由此形成狭缝，这允许压盖被手动地夹紧和压缩以便于安装到配件12中。如图13和14所示，垫片压盖16可包括由从表面163轴向向内延伸的壁部分272形成的凹口270，以及从基部162径向向内延伸的壁部分274。凹口270为垫片压盖16提供支撑表面，以牢固地接合配件12的内表面122的内表面唇缘257。垫片压盖16还包括径向内表面169，用于在操作期间接合插入的管25。
图15至16示出了根据本发明实施例的紧固环或夹持环18。如图所示，紧固环18包括基本上圆柱形的基部180，基部180具有多个分叉或方形边缘的齿182，齿182从并沿着环18的基部180径向向内延伸。齿可以很方便地在数量和大小上变化。紧固环18可以包括弹簧钢配型，例如，其使得紧固环在安装期间能够变形，同时一旦安装就弹回到其最初制造的位置。在本发明的各种实施例中，紧固环可以是裂开的。例如，在美国专利no.9,068,860中示出并描述了用于垫片压盖和紧固环的这种裂开布置，该专利的公开内容通过引用结合于此。紧固环18能够通过两个或更多个齿182夹持插入的管道表面，以确保连接不会被拉开。在各种实施例中，每个齿可具有大致方形的形状，包括顶部边缘82、左边缘83、底部边缘84和右边缘85。如图15所示，紧固环18的齿182可设置有弯曲的内边缘82，以便容纳插入本发明实施例的组件中的基本上圆柱形的管。此外，每个齿的底部边缘84整体地连接到紧固环18的圆周基部180。
在本发明的各种实施例中，紧固环18可设置有一个或多个伸长的耳状构件44，其从紧固环基部82的共同外边缘42的一个或多个区域延伸。如图16所示，例如，共同外边缘42具有距中心线100的半径r6，并且有伸长的耳状构件44的外峰边缘47具有距中心线100的半径r7，其中r7大于r6。以这种方式，伸长的耳状构件44适于与配件12的内表面122的槽部分71滑动配合并保持在其中。虽然耳状构件44在图15至图18中示出为弧形，可以理解，可以采用其他形状并且同样良好地工作。用于耳状构件44的其他形状必须由配件12的内部122中的相同且相对形状的槽71容纳。在各种实施例中，如图3所示，在操作期间，紧固环齿182从环的基本上圆柱形的周边向下朝向配件内部和垫片压盖16的紧固环接合表面163成角度。以这种方式，当管道或管插入配件中时，齿对管道施加压力以阻止管道滑动或向回移动而脱离配件。
图17至19示出了释放推动器22元件的实施例。如图所示，推动器22基本上是圆柱形的，具有外表面76以及内表面77，内表面77形成沿其轴向延伸的开口75。释放推动器22包括在其紧固环接合端处的外部尖端90。释放推动器22还包括径向外凸缘段91，凸缘后壁92和第二外壁段94。推动器22可包括注塑成型的塑料或金属材料，例如黄铜。当在释放推动器22的后侧95上施加压力时，外部尖端90可以接合紧固环齿182的内表面，并且凸缘后壁92能够可移除地接合螺母连接器21的段260，如图3所示。图20至22示出了作为本发明的螺母连接器组件20的一部分的锁紧垫圈23。如图所示，垫圈23具有圆周边缘223、内表面224、轴向内表面225、轴向外表面226，以及从轴向内表面225径向和轴向向外延伸到边缘223的接合凸缘表面227。在本发明的各种实施例中垫圈23也可以是裂开的，包括第一圆周端点230和第二圆周端点231，它们不连接并由此形成狭缝，这允许手动地夹紧和压缩垫圈以便于安装到配件12中。
如图1至3,23和24所示，一个或多个螺母连接器组件20可以被设置为内部密封装置37,39的一部分，内部密封装置37,39包括至少一个密封环(可选地润滑)14、垫片压盖16和夹持环或紧固环18。在各种实施例中，封装装置39还包括释放推动器22。密封构件14可以是基本上环形的，并且可以由橡胶基材料或类似的设计成在施加压力时稍微压缩的刚性但可变形的材料形成。
应当理解，每个螺母连接器21是基本上环形的主体，其内表面228在其中限定轴向延伸的开口210，并且密封环14、垫片压盖16、夹持环18和释放推动器22中的每一个具有基本上环形的主体，形成沿着轴线延伸穿过主体的开口，该轴线在安装时与螺母连接器的轴线212对齐。密封环14、垫片压盖16、夹持环18和保持环22中的每一个具有允许管道或管元件外表面225平滑且紧密接合的内径。在各种实施例中，紧固环18到紧固环齿182的径向内边缘的直径小于垫片压盖16、密封环14和保持环22的内径，因为在操作期间紧固环齿182接合插入管25的外表面225。在操作期间，可操纵紧固环到齿182的直径，以允许插入、移除和保持管元件25，如本文所述。第一封装装置37和第二封装装置39可以分别被容纳在配件主体构件12的内部部分141和142内，如图1和26所示。
在制造和/或安装的各种实施例中，如本文所述，提供配件主体构件12，并且一个或多个封装装置(例如，37,39)被安装在其相应部分中。例如，一个或多个密封环14插入密封环隔室250中，接着是垫片压盖16和紧固环18，如图3所示。然后可以在螺母连接器21的一端将释放推动器22插入腔210中，如图3所示。螺母连接器组件20，包括螺母连接器21和锁紧垫圈23，以及在螺母连接器内部的释放推动器22，也插入到螺母连接器组件隔室252中。
在各种实施例中，在安装期间，锁紧垫圈23位于螺母连接器21的凹槽245中以及间隙300中，该间隙300形成在配件12的间隙壁部分133与螺母连接器21的主体部分径向外表面241之间，如图3和6到11所示。当螺母连接器21上的螺纹242未与配件12上的螺纹253完全接合时，在紧固环基部180与垫片压盖16的紧固环接合表面160之间存在间隙。当螺母连接器21旋转以便紧固其与配件12上的螺纹253的连接时，其轴向外边缘262接合紧固环基部180，使基部180沿内壁段132滑动。应当理解，释放推动器22可以同时接合，以便将紧固环齿182从插入的管25的外表面225上抬起，以使紧固环18能够平稳地朝向垫片压盖16移动。例如，外部工具(或者可选地，手动或类似的压力)可以施加到释放推动器22的端部95，从而迫使紧固环齿182径向向外，使得管25可以平滑地插入，直到它到达中心主体构件12的管止动件123。此时，释放推动器22上的力可以被释放，从而允许保持环后凸缘92抵靠在螺母21的表面260上，并允许紧固环齿182接合管25的外表面225。螺母连接器21的轴向移动还使锁紧垫圈23在腔300内从配件12轴向内侧移动。
应当理解，在各种实施例中，封装装置(例如，37和/或39)导致宽松的腔，其中由紧固环18造成管25的唯一接触。一旦螺母连接器21与配件锁定，连接器21就完全包封紧固环18并防止使用者试图松开连接器以露出封装装置的内部部件。该装置进一步防止插入管25的旋转，使得该装置成为刚性和/或永久性配件。如果松开螺母连接器，由于锁紧垫圈23与配件12的轴向外壁部分124接合，将防止螺母连接器完全移除。这样，螺母连接器组件20为该装置提供了次级锁定构件。
另一个管25的类似安装可以在配件12的另一端进行，如图23和24所示。
其中，本发明的实施例的组件防止配件围绕插入的管旋转。还应当理解，在本发明的各种实施例中，推入式连接接头组件的构件通过液压成形工艺形成。应当理解，本文描述的任何和所有尺寸都是示例性的，并且作为与本发明的适当工作操作相关联的实施例提供。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由本申请的权利要求而不是前面的说明表示，并且所有变化都在权利要求的等同的含义和范围内，因此，旨在包含在其中。
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