专利名称：用于制造导流元件联接管的配套组件和方法
技术领域：
本发明涉及一种制造用于连接导流元件，特别是用于通风系统的联接管或端部元件的配套组件、套管联接件和方法，所述配套组件、套管联接件和方法分别具有所附权利要求1，14和16前序部分所述的特征。发明背景普通的通风管道系统通常由许多长直的部件和大量不同类型的联接管及端部元件(例如管弯头、T型件以及端部出口等元件)组成，这些联接管和端部元件使得管路能够从直线布置形式改变成各种其它布置形式。
为了能够根据使用要求安装通风管道系统，必须备有各种各样的联接管。例如，必须制造具有不同角度的各种管弯头，这些管弯头的角度以15°为一增量级，直到达到90°，这意味着必须事先制造和储存大量不同的管弯头，因此，库存将占用大量的资金。
此外，对于储存和运输来说，加工好的联接管的体积比较庞大，这将会使储存和运输的成本提高。
本发明的目的是提供一种解决这些问题的方法。发明概述通过一种配套组件、一种套管联接件以及一种方法，实现了上述目标，上述配套组件、套管联接件以及方法具有下面所要描述的形式，并且根据本发明，上述配套组件、套管联接件以及方法具有分别由附加权利要求1、14和16所限定的特征。本发明的优选实施例在从属权利要求中进行了说明。
根据本发明的一个方面，配套组件由未装配的套管联接件以及至少一块平板组成，此平板具有这样的形状和尺寸，即在对它进行了成型加工，并将其相对的两个端边互联起来之后，它能够通过周边的接头与上述套管联接件相联接，从而形成中间联接段。
本发明的优点是由于用少量的套管联接件和中间联接段就能组合出许多不同的联接管和端部元件，因此，标准产品的库存量将减少。
配套组件中的套管联接件和平板元件由金属板制造，当用于通风系统时，最好由预镀锌金属板制造。通过弯曲或滚压的方法对平板元件进行成型加工，并将其相对的两个端边互联起来，这种互联最好用焊接的方法来实现。最好通过折叠边缘的方法将成型的元件与套管联接件联接起来，并将各成型元件彼此联接起来。金属板元件的数量至少为一个，可以是多个，以便与套管联接件一起构成联接管，除了上述的成型加工(最好是弯曲/滚压)之外，不再需要进一步的变形加工。90°的管弯头要求至少两个金属板元件。在从金属板上切割金属平板元件时，最好使各金属板元件的形状彼此互补，这将会使金属板的利用率达到最优。
下面将通过参考附图对本发明的一些实施例进行详细描述。附图简介
图1是两个套管联接件的侧视图和两个平板元件的平面图；图2是一已装配好的、具有90°弯角的管弯头的侧视图；图3是两个套管联接件的侧视图和一个平板元件的平面图；图4是一已装配好的、具有60°弯角的管弯头的侧视图；图5是两个套管联接件的侧视图和一个平板元件的平面图；图6是一已装配好的、具有45°弯角的管弯头的侧视图；图7是两个套管联接件的侧视图和四个平板元件的平面图；图8是一与图2中的管弯头相对应的、已装配好的管弯头的侧视图；图9是两个具有不同尺寸的套管联接件的侧视图和一个平板元件的平面图；图10是一装配好的变径接头的侧视图；图11和12表示了一个T形联接管和一套用于制造这种T形联接管的配套组件；图13—16表示了利用折叠接口将套管联接件与中间联接段进行联接的步骤；图17是一已装配好的、具有90°弯角的管弯头的侧视图；以及图18是一联接装置的透视图。优选实施例描述图1表示了一套配套组件中的各个元件，这套配套组件可以构成一个非直的联接管，在此例中，所构成的非直联接管是图2所示的、用于引导流体的管弯头24。上述配套组件中的各个独立元件分别是两个相同的、基本为圆形的、由金属板制成的端部联接件1，2，联接件1，2能够将管弯头24与其它导流元件(未示出)联接起来；以及两块彼此互补的平板或金属板元件3，4。套管联接件1，2上分别具有与已弯曲的板3′，4′的相应端部或边缘3c，4c联接的第一端部1c，2c，以及用于与上述导流元件联接的第二端部1d，2d。每个套管联接件上的端部1c，1d，2c，2d具有平滑的圆筒形状，并且在相应的套管联接件1，2上确定了开口。
在发明简介中所描述的工作完成之后，即在对平板元件进行了弯曲或滚压加工，并将平板元件的端边互联之后，各个平板元件或金属板元件便能够彼此联接(在3d，4c处)，并与圆形套管联接件1，2进行联接(分别在1c，3c处，以及2c，4d处)，如图所示，从而构成一个管道，并因此形成了管弯头24。平板元件3，4的相对端边3a，3b和4a，4b最好焊接连接。焊缝3a，3b和4a，4b如图2所示。从一个套管联接件到另一个套管联接件，管弯头24的角度发生了变化，即形成了90°的角度。所有的扇形角均为15°。在成型加工之后，以及在利用折叠边缘的方法进行了联接之后，两个初始为平板的元件3，4构成了管弯头24的中间联接段3′，4′。在管弯头24中，这些圆筒形的联接段3′，4′都具有中心轴线。套管联接件1，2上也有中心轴线，在上述管弯头24中，套管联接件1，2上的中心轴线之间形成了预定的90°的角度。
套管联接件1，2上分别装有外周边弹性密封圈5，6，密封圈5，6最好具有U形的断面，即所谓的双唇密封，密封圈的凸唇指向套管联接件1，2的外侧。密封圈5，6在套管联接件1，2与上述其它导流元件之间形成了密封。这种类型的密封和管状联接方法如Tuvesson等人的美国专利4,050,703中所描述。
图3表示了同样的端部套管联接件1，2和同样的初始为平的板件3，元件1，2和3能够构成如图4所示的60°管弯头7。应当注意到，图1中的平板4也能够用于构成如图4所示的60°管弯头。但焊缝位置与图4所示的焊缝位置径向相对(参见图2)。
图5表示了端部套管联接件8，9，其高度略小于端部套管联接件1，2，并且端部套管联接件8，9能够与由平板10形成的中间联接段10′相联，从而构成如图6所示的45°管弯头11。管弯头11的扇形角为11.25°。因此，板件10的尺寸不同于图1和图3中板件3的尺寸。
图7表示了图1中的配套组件的另一实施例，这套配套组件能够构成图8所示的90°管弯头16。此配套组件的元件包括两个形状不同的端部套管联接件12，13和四块平板或金属板元件14，3，4，15，金属板元件14，3，4，15能够彼此联接，以形成中间联接段14′，3′，4′，15′，并且能够与套管联接件12，13联接，从而构成管弯头16。在图示的情况中，套管联接件12，13上是没有倾斜面的。为了便于与套管联接件12，13进行联接，套管联接件上提供有联接圈23。板件3，4以及中间联接段3′，4′与图1和图2中所示的板件和中间联接段相同。
图9表示的是用于构成断面渐缩的联接管30的配套组件，这种如图10所示的联接管又称为变径接头。为此，套管联接件26，27具有不同的直径，并且平板元件28(以小比例示出)的曲率与套管联接件26，27相适应。
图11和图12表示了一个T形联接管32，其上具有两个端部套管联接件35，套管联接件35通过折弯机或本领域中已知的其它联接方法固定在中间联接段37′上。与其它实施例相同，中间联接段37′是通过对板件37进行成型加工而得到的，其结果是，在中间联接段37′上提供了一个第三开口，用于装配第三或中部套管联接件33。
图13—16表示了能够用于把配套组件中的两个分离元件彼此联接起来的折叠操作过程。图13表示的是套管联接件12和圆形中间联接段14′在彼此联接之前的状态。在折弯机(未示出)的作用下，中间联接段14′的边缘部分从管弯头圆周表面25处向上弯折，并与圆周表面25基本构成直角，从而形成了法兰盘22。由于变形没有超过材料的断裂极限，因此在弯曲或折弯的过程中，金属不会断裂。然后，用折弯机将套管联接件12上的、与支撑着密封圈5的端部相对的另一端部卡住，以便与中间联接段14′进行折边联接，如果在此之前尚未加工出联接圈，参见图7，可以利用为了成型联接圈而经过布置的其它滚轮对其进行加工。通过轴向移动中间联接段14′或套管联接件12，法兰22将和联接圈23上与法兰22基本平行的部分相接触，参见图14。之后，在滚轮折弯机的作用下，使联接圈23上与法兰22基本成直角、并包围着法兰22的部分弯折，并夹紧法兰22，以便形成可靠和紧密的周边联接。如果能够进行“反向”的折边联接将会更好，即联接圈加工在中间联接段上，而在套管联接件上加工出径向突出的法兰。
图17表示了一个管弯头17，该管弯头17由端部套管联接件12、四个中间联接段14′，3′，4′，15′以及套管联接件1 8组成，其中，套管联接件18的一端加工有周边端部卷边19，用于与图18所示的可拆的外部联接装置20进行联接，外部联接装置20能够将套管联接件18和其它具有类似端部卷边的导流元件联接起来。联接装置20上还装有内周边密封圈21。
通过上述描述，可以容易地理解本发明方法的原理。其主要步骤是确定联接管的联接角度；对至少一块平板进行成型加工，以便形成圆筒形的元件；以及根据附加权利要求16中所描述的方式，将套管联接件与上述元件进行联接。一般优点和可选实施例根据本发明，获得了许多优点，其中的部分优点已在说明书的引言部分中进行了讨论。如果配套组件用于制造通风管道系统中的联接管，则可以获得更特殊的益处。这种类型的普通联接管能够进行热镀锌处理，也就是说，安装密封圈的圆周槽必须在热镀锌之前加工完成，否则加工区域中的镀锌层将会破裂和剥落。这种热镀锌加工也会使镀锌层部分地充填已加工的槽，因此减小了用于安装密封圈的空间，当对联接管和管道元件进行组装时，这将会带来一些问题。通过使用根据本发明的配套组件，这些缺点得到了克服，因为套管联接件可以用金属板来制造，这种金属板是预镀锌的，它允许利用滚压成型方法加工槽。
在普通的制造通风管道系统联接管的方法中，存在的另一个问题是在某些情况下，必须在制造过程中对联接管进行相对大量的加工，制造过程中材料的硬化将意味着难以加工出用于安装密封圈的槽。在加工过程中，槽的某些部分经常会以无法控制的方式发生变化。此外，在联接管的槽和相邻的直线部分之间的过渡区域中存在材料破裂的危险。同样，通过使用根据本发明的配套组件，由于所包括的套管联接件可以由易于加工的材料分别制造，在加工槽之前，即不需要压力切削，也不需要冲压加工，因此上述的诸多不便也得以克服。
在适合的情况下，由于套管联接件和板件能够在不同的工厂分别制造，因此本发明的思想提供了高度的灵活性。板件能够在平的状态下储存和运输，从而只需要较小的空间，因此降低了费用。本发明也提供了在需要安装通风系统的现场制造最终产品(管弯头，T形元件等)的可能性。
最后，应当强调的是，本发明并不局限于上述实施例，在由附加权利要求所确定的本发明的范围内可以对本发明作一些变化。应当特别强调的是，本发明的的构思也可用于许多不同类型的联接管和相似的元件。
权利要求
1.用于制造联接管的配套组件，其中，联接管用于将第一导流元件和第二导流元件联接起来，并允许流体从上述第一导流元件流向上述第二导流元件，上述配套组件的特征在于a)至少一块平板(3)上具有第一端边(3a)，它能够与第二端边(3b)联接，以便形成圆筒形联接段(3′)；第一联接段端部(3c)；以及第二联接段端部(3d)，上述每个联接段的端部(3c，3d)都具有平滑的圆筒形形状，并且在上述圆筒形联接段(3′)上确定了一个开口；b)一个第一圆筒形套管联接件(1)上具有第一套管联接件端部(1c)和第二套管联接件端部(1d)，上述每个套管联接件端部(1c，1d)都在上述第一圆筒形套管联接件上确定了一个开口，上述第一套管联接件端部(1c)具有平滑的圆筒形形状，以便容纳上述第一联接段的端部(3c)，并且上述第二套管联接件端部(1d)可与上述第一导流元件相联；以及c)一个第二圆筒形套管联接件(2)上具有第一套管联接件端部(2c)和第二套管联接件端部(2d)，上述每个套管联接件端部(2c，2d)都在上述第二圆筒形套管联接件上确定了一个开口，上述第一套管联接件端部(2c)具有平滑的圆筒形形状，以便容纳上述第二联接段的端部(3d)，并且上述第二套管联接件端部(2d)可与上述第二导流元件相联。
2.根据权利要求1的配套组件，其特征在于，为了按照预定的角度将上述第一导流元件和上述第二导流元件联接起来，联接管是有一定角度的。
3.根据权利要求1或2的配套组件，其特征在于，上述圆筒形联接段由若干块平板(3，4，14，15)组成，上述每块平板都能够形成具有平滑圆筒形形状的中间圆筒形联接段，以便与相邻的中间圆筒形联接段联接。
4.根据权利要求1～3中任何一项权利要求的配套组件，其特征在于，每个上述第一和上述第二圆筒形套管联接件(1，2)上的上述第二套管联接件端部(1d，2d)还进一步包括一个外周边密封装置(5，6)或卷边(19)。
5.根据权利要求4的配套组件，其特征在于，上述外周边密封装置包括一个弹性密封元件(5，6)。
6.根据权利要求5的配套组件，其特征在于，上述密封元件(5，6)是U形的，并且是从上述第二套管联接件端部径向伸出的。
7.根据权利要求1～6中任何一项权利要求的配套组件，其特征在于，至少上述第一和上述第二联接段端部中的一个端部还包括一个径向伸出的法兰(22)。
8.根据权利要求7的配套组件，其特征在于，在上述第一和第二圆筒形套管联接件(12；13)中，至少一个上述第一套管联接件端部(23)适合于与上述径向伸出的法兰(22)进行边缘成型联接。
9.根据权利要求8的配套组件，其特征在于，在上述第一和第二圆筒形套管联接件(12；13)中，上述的至少一个上述第一套管联接件端部(23)弯折在上述径向伸出的法兰(22)上。
10.根据权利要求1～6中任何一项权利要求的配套组件，其特征在于，在上述第一和第二圆筒形套管联接件(1，2)中，上述的至少一个上述第一套管联接件端部(1c，2c)适合于与上述第一和第二联接段的端部(3c，3d)中的一个端部进行联接。
11.根据权利要求10的配套组件，其特征在于，上述联接包括折叠联接或焊接。
12.根据权利要求1～11中任何一项权利要求的配套组件，其特征在于，上述导流元件是管道，最好是通风管道。
13.根据权利要求1～12中任何一项权利要求的配套组件，其特征在于，上述的至少一块平板(3)是由金属板制造的。
14.一种套管联接件，它包括一个具有一中心轴线的圆筒，其特征在于a)一个第一端部(1d)在上述圆筒形套管上确定了一个第一开口，并且在上述第一端部(1d)的周边上有一个外周边密封装置(5，6)或卷边(19)；以及b)一个第二端部(1c)在上述圆筒形套管上确定了一个第二开口，并且上述第二端部(1c)上具有一个可压延的法兰或联接圈(23)，上述法兰或联接圈(23)的直径大于上述圆筒形套管的直径。
15.根据权利要求14的套管联接件，其特征在于，上述第二端部(1c)上的上述开口确定了一个不与上述中心轴线正交的平面。
16.一种按照预定的角度将第一导流元件与第二导流元件联接起来，以便允许流体从上述第一导流元件流向上述第二导流元件的方法，其特征在于包括下列步骤a)确定上述第一导流元件和上述第二导流元件之间的联接角度；b)对至少一块平板(3)进行成型加工，上述平板(3)上具有第一端边(3a)，它能够与第二端边(3b)联接，以便形成圆筒形的、具有中心轴线的联接段(3′)；第一联接段端部(3c)；以及第二联接段端部(3d)，上述每个联接段的端部都具有平滑的圆筒形形状，并且在上述圆筒形联接段上确定有一个开口，在至少一个上述联接段端部上形成的上述开口确定了一个相对于上述中心轴线倾角的平面；c)将第一圆筒形套管联接件(1)与上述第一联接段端部(3c)联接起来，上述第一圆筒形套管联接件(1)上具有中心轴线、第一套管联接件端部(1c)以及第二套管联接件端部(1d)，每个上述套管联接件的端部都在上述第一套管联接件(1)上确定了一个开口，上述开口确定了一个相对于上述中心轴线有倾角的平面，上述第一套管联接件端部(1c)具有平滑的圆筒形形状，以便容纳上述第一联接段端部(3c)，从而构成联接，并且上述第二套管联接件端部(1d)能够与上述第一导流元件进行联接；以及d)将第二圆筒形套管联接件(2)与上述第二联接段端部(3d)联接起来，上述第二圆筒形套管联接件(2)上具有中心轴线、第一套管联接件端部(2c)以及第二套管联接件端部(2d)，每个上述套管联接件的端部都在上述第二套管联接件(2)上确定了一个开口，上述开口确定了一个相对于上述中心轴线有倾角的平面，上述第一套管联接件端部(2c)具有平滑的圆筒形形状，以便容纳上述第二联接段端部(3d)，从而构成联接，并且上述第二套管联接件端部(2c)能够与上述第二导流元件进行联接；其中，相对于上述圆筒形联接段的上述中心轴线来说，由上述第一和第二联接段端部上的上述开口形成的角度的总和等于上述的预定角度。
全文摘要
一种用于制造流体管道联接管(24)的配套组件由未装配的套管联接件(1，2)以及至少一块平板(3，4)组成，上述平板具有这样的形状和尺寸，即在对它进行了成型加工，并将其相对的两个端边互联起来之后，它能够通过周边的接头与上述套管联接件(1，2)相联接，从而形成中间联接段(3′，4′)。一种用于制造联接管(24)的方法包括下列步骤对平板(3，4)进行成型加工，以便形成圆筒形的中间联接段(3′，4′)，并将这些联接段与套管联接件(1，2)联接起来。
文档编号F16L41/02GK1118620SQ9419134
公开日1996年3月13日 申请日期1994年3月1日 优先权日1993年3月1日
发明者卡尔·G·森登, 肯尼斯·莱纳森 申请人:林登公司