带隐藏螺纹的卫生夹紧件的制作方法

本发明涉及用于以如下方式将两个带凸缘的管或管道联接在一起的卫生夹紧件的设备，即：密封两个带凸缘的端部的接合部，并且允许通过注入清洁流体来就地清洁管和相关设备。本发明更具体而言涉及一种卫生夹紧件，其采用带螺纹的闭合件，例如螺栓或孔眼螺栓以及相关联的蝶形螺母或六角螺母，以将夹紧件固定到带凸缘的管端部上，并且当拧紧到夹紧件上时，该闭合件没有暴露的螺纹，该暴露的螺纹可能藏匿细菌或其他污染物并且难以清洁。

存在多种样式的卫生夹紧件，其按名称例如常见的三件式夹紧件（tri-clamp）、C形夹紧件、三叶草（tri-clover）、套圈、清洁套圈、清洁夹紧件、清洁夹紧件夹式套圈和清洁夹紧件接头等。

在过去的十年，卫生管道和卫生容器受到了对它们的产品设计和表面处理质量的大量检查，以优化可清洗性。所述类型的夹紧件促进了对卫生流管线的内部和任何相关联的容器或部件的清洁。然而，近年来，这种检查已经扩展到管道的外部和容器的外部，即扩展到整个清洁区域，包括卫生管线的外部。包括管道和容器的一些卫生管线现在安装在清洁的制造环境、即洁净室中，在那里必须监测和控制空气中的微粒污染。对此的反应是改善外部部件的表面处理和设计，使得它们可被清洁。尽管对清洁设计以及避免可能收集和藏匿污染物的结构和表面的关注日益增加，但对于卫生夹紧件的设计并没有重大的变化，这些夹紧件继续仅被提供成带有暴露的螺纹。

位于食品、乳制品或药物处理或者其他可食用液体处理环境的清洁区域中的设备需要通过冲洗来定期清洁，或者通过以苛性的洗涤液、即苛性碱擦拭来手动清洁。食品或其他卫生处理管线的所有部件必须能够进行化学清洁或蒸汽清洁，并且随后以压力清洗来冲洗。

尽管存在这些要求，但是针对卫生夹紧件本身的设计仍然采用带有暴露螺纹的闭合件，这些闭合件因收集和藏匿细菌而臭名昭著。通常，阀组或其他处理设备可具有许多卫生夹紧件，它们目前都具有一个或两个其中存在有暴露螺纹的螺栓闭合件。清洁环境中的这种可能的污染源被忽视了，并且没有做出努力来解决它。根据设计，这些卫生夹紧件采用孔眼螺栓（活节螺栓）和蝶形螺母或者两个普通螺栓和蝶形螺母或六角螺母。在任何一种情况下，这些都是全螺纹的，并且蝶形螺母和六角螺母具有使其内部阴螺纹暴露于周围环境的设计，带螺纹的螺栓轴的阳螺纹也是一样。

在这种构造的情况下，由于难以清洁螺纹，因此不可能使所有外部暴露的表面通过清洗它并用清洁流体冲洗它来完全清洁。任何螺纹不得不被封闭并与环境大气的任何接触隔离，但在卫生夹紧件领域中完全忽视了这个问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种无菌、卫生或清洁的夹紧件，其构造简单，具有设计成能够被清洁并且没有暴露于周围环境的螺纹表面的闭合件，以避免如先前提到的影响现有技术的卫生夹紧件的缺点。

另一个目的在于提供一种无菌、卫生或清洁的夹紧件，其可以被容易地安装，并且其中，所需的螺栓和螺母可以与现有的卫生夹紧件上的那些螺栓和螺母互换。

根据本发明的一个方面，卫生夹紧件具有由面对的半环形成的环形件或环，每个半环具有环形通道以装配在一对带凸缘的圆形构件的凸缘上，所述圆形构件例如带凸缘的管端或带凸缘的端帽和带凸缘的管等。该半环也各自形成为具有呈径向突出的指状件的形式的卡爪，该卡爪具有螺栓槽，其中该指状件从相关联的半环径向向外延伸。该半环可被铰接以闭合在一起，或者它们可在两侧上都具有延伸的指状件，使得它们在每一侧上用螺栓和螺母来保持在一起。它们被拉在一起以闭合面对的一对带凸缘的圆形构件。通常，衬垫或压盖被放置在管端之间，以确保管端彼此密封接合。

螺栓构件被构造成穿过指状件（例如，通过螺栓槽），以使它们朝向彼此闭合。该螺栓构件具有头部（例如，其可以是环或孔眼，或者可以是六角头部）以及轴或柄。该轴具有从头部延伸的第一平滑轴部分，该第一平滑轴部分具有平滑的无螺纹壁表面和第一预定直径。然后，存在从该平滑轴部分延伸并与其同轴对准的阳螺纹末端部分。该末端部分在其上具有阳螺旋螺纹，并且在一些实施例中，可以缩颈或缩小，即，因此它具有小于第一直径、即小于平滑的第一轴部分的直径的第二直径。在其他实施例中，该平滑轴部分和螺纹末端可具有相同的直径。协作的螺母构件被设计成旋拧到该螺栓构件上，并将指状构件拉向彼此以使半环与带凸缘的管端密封接合。该螺母构件具有盲孔，该盲孔从螺母的第一端延伸，并且不穿出另一端。该盲孔具有第一平滑壁部分，该第一平滑壁部分具有第一预定孔径，该第一预定孔径与螺栓的平滑轴部分的直径相对应，以允许该平滑轴部分进入，并且随后，该盲孔具有第二阴螺纹孔部分，该第二阴螺纹孔部分与第一平滑壁孔部分同轴地延伸，具有与该螺栓构件的末端相匹配的直径。在一些实施例中，这意味着螺纹孔部分具有小于第一预定孔径的直径。该部分被设计用于并且适于与螺栓构件的末端部分形成螺纹接合。

为了确保所有螺纹都被隐藏并且没有螺纹被暴露，该螺母的孔仅在螺母构件的所述第一端处开口，并且例如环形密封件或O形环的密封构件或压盖与所述自由端相邻地设置在该螺母构件的第一平滑壁孔部分内。当螺母构件被安装到螺栓构件上时，该密封环封闭包含螺栓构件的末端部分和阴螺纹孔部分的空间。因此，没有螺栓构件或螺母构件的螺纹暴露于周围环境。因此，没有螺纹的剩余的暴露表面可以容易地清除任何微生物污染物。

根据设计，螺母构件可采取具有一对径向突出的翼构件的蝶形螺母的形式，或者可采取六角螺母的形式，该六角螺母在其周界上或在一些情况下在中央凹部中具有多个接合表面。其他类型的螺母也是可能的，例如那些接纳内六角扳手（alien wrench）或另一种扳手或键的螺母。

本发明还涉及螺纹紧固件系统，即螺栓和螺母，该螺纹紧固件系统可用在需要对周围环境隐藏螺纹并将它们封闭的其他应用场合中。更具体而言，在优选实施例中，该螺栓具有头部和轴，该轴沿末端部分带有螺纹并且沿靠近头部的部分是平滑的（即，未设有接合螺纹），如上所述，并且该螺母具有盲孔，即仅在一端处开口，该盲孔沿第一部分具有平滑的壁（即，没有接合螺纹），并且沿第二部分带有螺纹，以容纳该螺栓的轴，并且密封件或压盖靠近开口设置在该孔内的环形座中，以相对螺栓轴的平滑部分密封，并且将该轴和螺母的螺纹相对周围环境封闭。处于密封件远侧的平滑的第一部分上的任何粗糙部分或纹理将受到保护以免受周围环境影响。

螺栓构件轴具有从头部延伸的第一平滑轴部分，该第一平滑轴部分具有平滑的无螺纹壁表面和第一预定直径。阳螺纹末端部分从该平滑轴部分延伸并与其同轴对准。该末端部分在其上具有阳螺旋螺纹，并且在一些实施例中，可缩肩或缩颈至小于第一直径、即平滑的第一轴部分的直径的第二直径。协作的螺母构件被设计成旋拧到该螺栓构件上，具有从螺母的第一端延伸并且不穿出另一端的盲孔。该盲孔具有第一平滑壁部分，该第一平滑壁部分具有第一预定孔径，该第一预定孔径与螺栓的平滑轴部分的直径相对应，以允许该平滑轴部分进入，并且随后，该盲孔具有第二阴螺纹孔部分，该第二阴螺纹孔部分与第一平滑壁孔部分同轴地延伸，并具有与螺栓构件的末端部分相对应的直径。在一些情况下，这将小于第一预定孔径。该末端部分与螺栓构件的末端部分形成螺纹接合。O形环、环形密封压盖或者其他密封衬垫或压盖可被设置在靠近开口形成于盲孔的壁中的环形切口中，因此一旦螺母被安装并拧紧到轴上，所有螺纹就对周围环境隐藏。这种布置结构可用在管道吊架、附接件和其他设备上，并且不仅限于与C形夹紧件或其他卫生夹紧件一起使用。可替代地，密封构件可被定位在螺栓构件的平滑轴部分上的凹部中。

当结合附图阅读时，根据后续对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的布置的上述和许多其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据现有技术的卫生夹紧件的示例的透视图，其展开地示出以解释其总体构造。

图2和图3是根据现有技术的卫生夹紧件的透视图。

图4是根据本发明的一个示例性实施例的卫生夹紧件的局部垂直投影图，其以虚线示出了螺栓和螺母的一些部分。

图5是其另一个垂直投影图，该图以剖面示出了螺栓轴的一部分和相关联的螺母。

图6图示了根据本发明的另一个实施例的卫生夹紧件。

图7和图8是实施本发明的螺栓和匹配的螺母构件的示例。

具体实施方式

首先参照图1至图3，卫生夹紧件，即现有技术的标准C形夹紧件或三件式夹紧件10，被呈现为用于例如在如下过程中处理联接到卫生导管的设备的联接管道端部的标准装置，即：所述过程用于乳类产品，例如果汁、酱汁或汤之类的另一种可食用产品，或者用于人类或兽医用途的医药产品，或者化妆品、美容相关的或皮肤病的霜或液体。通常，这些卫生夹紧件中有许多卫生夹紧件用在任何这种类型的商业处理操作中。

该示例的卫生夹紧件10具有第一半环12和第二半环15，该第一半环12和第二半环15在近端处联接在夹持铰链构件16处，开放的卡爪构件18作为径向指状件从半环12的近端突出，其中螺栓槽19沿卡爪构件18延伸。这里为活节螺栓26或孔眼螺栓26的螺纹闭合构件20具有被捕获在枢轴销或铰链销24上的头部或孔眼，以将它附接到处于另一个半环14的近端处的径向指状件22的螺栓槽中。在这种情况下，活节螺栓或孔眼螺栓26沿该轴的整个长度带有螺纹，并且翼形螺钉或蝶形螺母28被旋拧到该轴上并向下转动，以将该C形夹紧件或三件式夹紧件夹紧闭合。

如图1中所示，该夹紧件用于将一对带凸缘的管端30保持在一起，其中密封件或压盖32置于它们之间。凸缘被捕获在形成于两个半环12和14中的环形通道中。

图2示出了闭合在一起但没有安装在卫生管上的夹紧件10。该视图示出了蝶形螺母28使螺栓轴26的螺纹向周围环境开放。

图3示出了在一对管端30上处于适当位置的类似的C形夹紧件28'，其中蝶形螺母28'向下转动以保持蝶形螺母抵靠卡爪或径向指状件18处于适当位置。在这种情况下，蝶形螺母28'与图1的蝶形螺母28样式不同，其中孔延伸该螺母的长度，并且因此，螺栓的阳螺纹和蝶形螺母28'的阴螺纹两者都暴露于周围环境，并且是污染物能聚集的可能的地方。

可参照图4和图5中所示的实施例来解释本发明的改进。这里，C形夹紧件或三件式夹紧件110的总体结构类似于图1和图2的现有技术实施例，并且与图1-3的卫生夹紧件中的元件类似的元件通过相同的附图标记来标示，但是增加了100，并且可省略详细描述。这里的改进在于螺纹紧固件或闭合件120，其具有阶梯式的活节螺栓126和蝶形螺母128。活节螺栓126具有头部或孔眼构件129，其在径向延伸的卡爪或指状件122中被捕获在枢轴销124上。孔眼螺栓或活节螺栓126具有阶梯式构造，其具有从孔眼或头部129向外延伸的轴的第一平滑壁部分130，以及第二阳螺纹末端部分132。末端构件阶梯减小，从而具有小于第一部分130的直径的直径。

相对应的蝶形螺母128具有部分带螺纹的盲孔134，其具有从该孔的开口端延伸的相对宽的初始部分135。该部分135具有预定直径，以近似地匹配螺栓轴的平滑壁部分130的预定直径。蝶形螺母孔的较窄的内部末端部分16沿相同的轴线从部分135的端部延续，并且在不穿透螺母的远端的情况下终止。该部分136具有阴螺纹，以匹配相关联的活节螺栓的末端部分132的阳螺纹。为了将末端部分132和136的阳螺纹和阴螺纹与周围环境隔离，密封环138，例如O形环密封件或等效的环形密封压盖，位于与所述孔的开口端相邻的环形切口139中。如图所示，在蝶形螺母128在螺栓126上处于适当位置的情况下，密封环138支承在螺栓的较大直径部分130的平滑无螺纹壁表面上，并且有效地对周围环境隐藏所有螺纹。

活节螺栓和螺母的构造简单但强健，而不需要复杂的形状，并且螺栓可以被更换以替代图1至图3中所示类型的现有卫生夹紧件中的标准活节螺栓。因此，这些改进的夹紧件和闭合件的制造相对便宜，并且易于安装和维护。

图6中示出了该卫生夹紧件的一种替代构造，其中夹紧件210由一对匹配的半环212和214形成，它们使用一对螺纹紧固件装置220、220来保持在一起，该对螺纹紧固件装置220、220在面对的半环的每一端处一个。在该实施例中，该紧固件各自具有螺栓构件，该螺栓构件具有固定到轴222上的六角头部221，其中轴具有较大直径的平滑壁部分226和较小直径的螺纹末端部分232。螺栓适于与图4和图5的实施例中所采用的类型的盲孔蝶形螺母128匹配。

图7和图8中图示了除卫生夹紧件之外的螺纹紧固件的替代构造。

图7示出了螺栓构件126，其具有孔眼或枢轴头部129，以及轴，该轴具有其初始的平滑无螺纹轴部分130和较小直径的螺纹末端部分232，并且具有相关联的蝶形螺母128，该蝶形螺母128具有盲孔，该盲孔具有宽的平滑壁孔部分（未设有螺纹）134和较小直径的阴螺纹末端部分136，该末端部分136不穿透螺母的端部。如先前所述，密封环138被安置到靠近孔的开口形成的环形座139中。

图8图示了通常等效的螺纹紧固件布置的替代构造，其具有螺栓构件，该螺栓构件具有六角头部229、轴222，轴222从该头部延伸并且具有第一较大直径的平滑壁轴部分230和较小直径的阳螺纹末端部分232。这里，六角螺母228具有多个平坦的抓持表面来接纳扳手或六方扳手，以转动螺栓上的螺母。如在其他实施例中那样，该螺母具有阶梯式直径的盲孔，该盲孔具有第一较宽直径的平滑壁部分234和较窄直径的阴螺纹末端部分236。

两种样式的螺母128和228是可互换的，并且不特定于任何螺栓类型。

如本文图8和图9中所示的螺栓和螺母可具有除卫生夹紧件之外的其他应用，即，在应用场合可能要求紧固件没有暴露的螺纹以便不积聚微粒或细菌的任何地方，或者需要将螺纹隐藏在密封构件之后使得它们不暴露于周围环境的应用场合。

在前述示例中已使用了O形环密封件，但是为了将螺纹表面保持在卫生夹紧件或其他应用场合中的密封件之后，还存在本领域中熟悉并且可在其他实施例中容易地使用的许多其他密封件和压盖。

虽然已参考多个优选实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不仅限于那些实施例。相反，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围和精神的情况下，许多变型是可能的。