專利名稱：連接兩個管件的接頭的閉鎖裝置以及利用這種裝置的管件連接件的制作方法
技術領域：
本發明涉及將兩個管件的光滑端與接頭連接的閉鎖裝置，這種裝置包括一個卡環，該卡環至少有一個與彈性材料或類似材料制成的套圈相連的卡墊，在備用的時候，當光滑接頭進入閉鎖腔以前，該卡環處于與所述接頭連在一起的閉鎖腔內，套圈的連接部分沿著卡墊的外端面延伸，卡墊的外端面沿軸朝向光滑接頭的閉鎖腔的外端，在光滑接頭進入閉鎖腔時，卡墊沿徑向朝外分開，同時使套圈變形，以便使套圈處于光滑接頭的周圍，卡環的徑向外表面緊緊靠向閉鎖腔傾斜的反作用面，卡墊的徑向內表面上的至少一個連接突起件緊靠光滑接頭的徑向外表面，從而對連接的兩個管件進行閉鎖。
這些裝置用于對管件進行閉鎖。而將若干卡墊進行等角均勻分布，套圈沿周邊連接這些卡墊。閉鎖腔設置在接頭內或閉鎖副法蘭內，該副法蘭固定在接頭上。
卡墊的縱向內表面上有一些直接嚙合住光滑接頭的外表面的齒，以便在將兩個管道連接起來以后防止光滑接頭脫出相應的接頭。在公知設備(EP-A-235818)中，套圈的連接部件在各個卡墊的外端面上延伸，并將套圈與固定箍相連，該固定箍在閉鎖腔的外部，緊靠與接頭連接的后接觸面。
在光滑接頭進入閉鎖腔時，該固定箍可以沿軸向對卡環進行固定，并將卡環固定在光滑接頭的徑向外表面和閉鎖腔的反作用面之間。
當光滑接頭進入閉鎖腔內時，光滑接頭的端部緊靠卡墊的外端面，此時光滑接頭的端部處于該端面的徑向內側和套圈的相應連接部分的徑向內側之間。
因此光滑接頭的端部在軸向沿著與固定箍作用于卡墊的固定力相反的力徑向推動卡墊的外端面的內側，同時光滑接頭的端部產生可以使卡墊擺動的力矩，也就是說產生使卡墊和套圈脫開的力矩。
這種現象主要發生在接頭和光滑接頭之間的間隙比較小的情況下，特別是在兩個連接管道具有厚的涂層時更易發生。
這種擺動會導致卡墊處于不理想的位置，帶齒的面不對著光滑接頭的徑向外表面，所以不能起到連接件的作用。
本發明旨在克服上述缺陷，所提供的鎖閉裝置可以用簡單經濟的方法，在光滑接頭進入閉鎖腔時，防止卡環的卡墊的位置偏離，在不用時，卡環處于閉鎖腔中。
為此，本發明的內容是關于上述的一種閉鎖裝置，其特征在于所述的套圈的連接部件沿著徑向通過光滑接頭端部的接觸凸緣向內延伸。
根據具體實施方案，該裝置可以包括下面一個特征或多個特征-接觸凸緣沿徑向朝內部超出所述卡墊的外端面的徑向內側，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內側向內超出距離h，該距離大于0．4mm，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內側向內超出距離h，該距離大于卡墊的徑向平均厚度的4％，-所述接觸凸緣沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內側向內超出距離h，當套圈處于光滑接頭周圍時，該距離大于套圈平均徑向移動的3％，-所述卡墊的外端面沿徑向朝內部延伸出一個圓形或倒角的連接區域，-所述套圈的接觸凸緣至少部分覆蓋連接區域，-所述套圈的接觸凸緣至少沿著卡墊的部分徑向內表面沿軸向朝內部延伸，-該裝置包括一個固定部件，該固定部件緊靠與接頭相連的后固定面上，以便在光滑接頭進入接頭時限制卡環沿軸向移動，-卡環包括一個構成密封件的部件，該密封件確保兩個組裝管件之間的密封性能，和-所述密封件至少部分緊靠接頭的徑向內部法蘭。
本發明的目的還在于管件的連接件，該連接件包括進入第二管件的接頭中的第一管件的光滑接頭，第二管件還包括一個與接頭相連的閉鎖腔，所述的閉鎖腔裝在接頭中或固定在接頭上的副法蘭中，其特征在于該連接件包括一個閉鎖裝置，閉鎖裝置的卡環處于所述閉鎖腔中，卡環的徑向內表面緊靠在閉鎖腔的傾斜反作用面上，在對兩個管件的連接件進行閉鎖時，卡墊的徑向內表面緊靠光滑接頭的徑向外表面。
在一個實施方案中，連接件包括一個徑向壓緊的密封件，將密封件裝在光滑接頭和接頭之間。
下面結合附圖對僅作為例子的實施例描述以后將會更清楚地理解本發明，其中
圖1為第一管件的光滑接頭與裝有本發明接頭裝置的第二管件的接頭在連接以前的縱向半剖面圖，該圖取自通過閉鎖裝置的卡墊的徑向平面，圖2為圖1的圓圈II區域的放大圖，圖3類似于圖2，表示圖1的另一種實施方案，圖4和5類似于圖2，分別表示本發明的第二種實施方案及該方案的改型。
圖6類似于圖1，表示在兩個管件連接以后本發明的第三種實施方案。
圖1中示出了有待連接的第一管件2的光滑接頭1或陽接頭以及第二管件4的接頭3或陰接頭。光滑接頭1和接頭3基本同軸設置。
這些管件主要是壓延鑄鐵制成的連續管道，每一個管道的一端有一個光滑接頭1，而在另一端有一個接頭3。
光滑接頭1有一個圓柱形的徑向外表面5，該外表面通過會聚面6連接到光滑接頭1前端8的端面7。
接頭3的內部相繼有會聚的錐臺形進口表面9，光滑接頭的圓柱形導向面10，環形頸口11，環形凸緣12，最后是密封腔13，在圖1中示出部分密封腔。
徑向壓緊的環形密封件14的軸與管道4同軸，該密封件有一個環形固定臺肩15，該臺肩沿軸向處于頸口11中。該臺肩15通過密封件16沿軸向延伸到接頭3內(圖1的右邊)，密封件處于密封腔13中。
接頭3的外部從后端17的進口開始有一個徑向突起的凸緣18，凸緣后面是很快收縮的收縮面19，該收縮面與接頭3的主要外表面20相連。
利用若干螺栓固定件22(圖1中只示出一個)將閉鎖式副法蘭21固定到接頭3的后端17上。
該副法蘭21包括一個大體為錐臺形的部件23，該錐臺形部件與接頭3同軸，并沿徑向由殼24延伸到外部。該殼24的終端為周邊凸緣25，周邊凸緣沿徑向延伸到閉鎖式副法蘭21的前端面26之外。該前端面26緊靠接頭3的后端17的端面27。
殼24上按均勻角度鉆有一些孔28，螺栓固定件22的螺桿29松動地進入這些孔中。每個螺桿29都有一個螺紋端30和一個帶有偏心臺肩32的端部31，端部31緊靠接頭3的表面19。
將螺母33擰到各個螺桿29的端部30上，使螺母緊靠殼24的后表面34。
這樣，螺栓固定件22保證了副法蘭21與接頭3的連接。
副法蘭21的部件23內的反作用面35基本為球形，并朝著副法蘭21的后端36收縮。
在副法蘭21的前端26，表面35的徑向開口遠大于接頭3的進口表面9的徑向開口。該表面35內確定了一個閉鎖腔37。
部件23的后端有一個徑向的支承外表面38。
副法蘭21有一個閉鎖裝置39，該閉鎖裝置包括一個停止時位于閉鎖腔37中的卡環40，以及一個位于閉鎖腔37外部的固定箍41，該固定箍緊靠表面38。
卡環40包括一些等角分布的金屬卡墊42，這些卡墊之間用彈性體的套圈43連接。
這些卡墊42均是截面大體為梯形的組件，梯形組件的后面(或徑向朝外的一面)為小的一面44(圖2)，而其大的前面(或徑向朝內的一面)帶有橫向頸口，梯形組件的徑向內表面45帶有連接齒46，而其徑向外表面向副法蘭21的后端36收縮。
卡墊42的后面44均對著光滑接頭3的前端8，同時指向閉鎖腔37的軸向外端。
套圈43有一個沿著周邊連接各卡墊42的徑向外表面的徑向外殼47。該殼47通過徑向部件48延伸到副法蘭的前端，所述的徑向部件位于各個卡墊42的前面，該部件48上有朝后部突出的環形凸緣，凸緣處于各個卡墊42的前面的頸口中。
所述的殼47通過徑向連接件49向后延伸(圖2)，而該徑向連接件沿各個卡墊42的面44延伸。該部件49沿軸向朝后延伸，一直到該部件的截錐形連接段50到達腔室37的外部，該截錐形連接段朝外擴大，并終止于徑向部件51，一個金屬環52處于徑向部件中。該徑向部分51形成固定箍41。
當光滑接頭1進入腔室37內時，卡墊42沿軸向朝前移動，并偏向外部，同時使套圈43變形，從而使套圈位于光滑接頭1周圍。在引入光滑接頭時，固定箍41保證沿軸向對卡環40進行固定，同時使殼47保持在反作用面35的附近，并使各個卡墊42的表面45保持與光滑接頭1的徑向外表面接觸。這樣，在光滑接頭1完全進入接頭3中時，卡環40沿徑向壓在表面5上。當在光滑接頭上有一個松動力時，通過對管件的壓力作用，殼47緊靠反作用面35，卡墊的齒46與表面5嚙合，阻止光滑接頭1脫離接頭3。
如圖2所示，卡墊42的面44終止于徑向內側53，該徑向內側通過倒角作用區54與徑向內表面45相連。
套圈43的連接部件49沿徑向延伸到內部，并超過卡墊42的面44的徑向內緣53，超出部分為接觸凸緣55。該凸緣55沿徑向朝內部延伸，伸出后超過邊緣53的距離為h。
凸緣55的徑向內表面56向前收縮，而且它使連接段50的內表面延伸。
當光滑接頭1進入閉鎖腔37中時，光滑接頭3的前端8緊靠凸緣55。當連接段50偏離時以及光滑接頭1逐漸進入閉鎖腔37內時，該凸緣55的表面56在光滑接頭3的表面5和6上連續滑動。
利用這種特征，卡墊的面44不與光滑接頭3的前端8直接接觸，這樣就避免了上面提到的卡墊42的擺動。
凸緣55為了確保其限位塊的作用，特別是在連接段50偏離時為了保證其限位塊作用，當卡環40位于光滑接頭1周圍時，距離h大于0．4mm和／或比卡墊42的平均徑向高度大4％，和／或比套圈43的平均徑向移動大3％。
優選地凸緣55最后沿徑向朝內部延伸，并超出各個卡墊42的表面45的后緣57。
可以設想閉鎖裝置39的卡環40可以位于副法蘭內的閉鎖腔中，這如圖1所示，卡環也可以處于直接設置在接頭3內的閉鎖腔中，例如處在接頭的進口和該接頭的密封室之間。
在圖3所示的實施變型中，接觸凸緣55沿軸向延伸到前部(因而也就延伸到管道4內)，此時基本覆蓋住連接區54以及卡墊42的部分徑向內表面45。
在該變型中，凸緣55的徑向內表面56也沿徑向朝前部延伸，并超出連接區54，部分覆蓋住卡墊42的徑向內表面45。
圖4示出的是本發明的另一實施方案，它與第一個實施方案的區別在于閉鎖裝置沒有固定箍41，因而也就沒有固定箍和卡環40之間的連接段50。
這種裝置的主要特征與上面所述的實施方案的特征有如下差別當光滑接頭1進入閉鎖腔37內時，光滑接頭沿軸向移動卡環40，因此利用固定設備(未示出)彈性帶動卡環40，固定設備沿著軸向重新將卡環40推到后面，所述的固定設備處于所述卡環40和管道的后端面27之間，固定設備靠著該后緣。因此在上述實施方案中，所述固定設備利用固定箍41確保了卡環40的軸向固定，然后光滑接頭進入卡墊之間，使卡環40偏離，以便使卡環通行。
在該實施方案中，連接部件49也沿徑向延伸到內部，超出邊緣53的是接觸凸緣55，接觸凸緣55的徑向內表面56也向前收縮。
利用與上述實施方案類似的方法，在卡墊42受到光滑接頭1的軸向進伸力以及受到反方向的力時，該特征可以使卡墊42避免擺動。
圖5示出的是圖4實施方案的改型，在該改型中的方法與圖3所示的改型類似，接觸凸緣55沿軸向延伸到內部，同時覆蓋卡墊42的連接區域54以及卡墊42的部分徑向內表面45。
圖6示出的是另一個實施方案，在該實施方案中，接頭3的內部相繼包括會聚進口表面9，圓柱形的導向表面10，閉鎖密封腔58以及內部凸緣59。密封腔58的內表面60基本為圓柱形，圓柱形內表面的傾斜反作用面61延伸到后面。
閉鎖裝置的卡環40與圖4裝置的卡環的差別在于套圈43的前面以及殼47均通過徑向壓緊的環形密封件62向前延伸，該密封件62至少部分緊靠凸緣59。該圖還示出了光滑接頭1、接頭3以及閉鎖裝置39連接起來以后的相對位置關系。
在該實施方案中，一方面密封件62與光滑接頭1的表面5以及腔室58的圓柱形表面60配合，從而保證兩個管道2和4之間在連接時的密封性能，另一方面，各個卡墊42的表面45與腔室58的反作用表面61配合，以便保證兩個管道2和4之間的閉鎖。在這種情況下，當光滑接頭進入時，是密封件62沿軸向壓縮凸緣59后所產生的彈性力確保了閉鎖裝置39的軸向固定力，該閉鎖裝置可以使卡墊42偏離。
權利要求
1．一種將兩個管件(2，4)的光滑接頭(1)與接頭(3)連接的閉鎖裝置，這種裝置包括一個卡環(40)，該卡環有一個與彈性材料或類似材料制成的套圈(43)相連的卡墊(42)，在備用的時候，當光滑接頭進入閉鎖腔(37，58)以前，該卡環處于與所示接頭連在一起的閉鎖腔內，套圈的連接部件(49)沿著卡墊的外端面(44)延伸，卡墊的外端面沿軸向朝著閉鎖腔的外端，在光滑接頭(1)進入閉鎖腔(37，58)中時，卡墊(42)沿徑向朝外偏離，同時使套圈(43)變形，以便使套圈處于光滑接頭的周圍，卡環的徑向外表面緊靠閉鎖腔的反作用傾斜面(35，61)，卡墊(42)的徑向內表面(45)上的至少一個連接突起件(46)緊靠光滑接頭(1)的徑向外表面(5)上，從而對連接的兩個管件(2，4)進行閉鎖，其特征在于所述的套圈(43)的連接部件(49)沿著徑向通過光滑接頭端部的接觸凸緣(55)向內延伸。
2．根據權利要求1所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝內部超出所述卡墊的外端面(44)的徑向內側(53)。
3．根據權利要求2所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面(44)的徑向內側(53)向內超出距離h，該距離大于0．4mm。
4．根據權利要求2或3所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面(44)的徑向內側(53)向內超出距離h，該距離大于卡墊的徑向平均高度的4％。
5．根據權利要求2至4之一所述的裝置，其特征在于接觸凸緣(55)沿徑向朝卡墊的外端面的徑向內側(53)向內超出距離h，當套圈處于光滑接頭周圍時，該距離大于套圈平均徑向移動的3％。
6．根據權利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于所述卡墊的外端面(44)通過一個圓形或倒角的連接區域(54)與徑向內表面(45)相連。
7．根據權利要求6所述的裝置，其特征在于所述套圈的接觸凸緣(55)至少部分覆蓋連接區域(54)。
8．根據權利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于所述套圈的接觸凸緣(55)至少沿著卡墊的部分徑向內表面(45)沿軸向朝內部延伸。
9．根據權利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于該裝置包括一個軸向固定部分(41)，該固定部分緊靠與接頭(3)相連的后固定面(38)上，以便在光滑接頭(1)進入接頭(3)時限制卡環(40)沿軸向移動。
10．根據權利要求1至9之一所述的裝置，其特征在于卡環(40)包括一個構成密封件的部件(62)，該密封件確保兩個組裝管件(2，4)之間的密封性能。
11．根據權利要求10所述的裝置，其特征在于所述密封件(62)至少部分緊靠接頭(3)的徑向內部法蘭(59)。
12．管件尤其是套管的連接件，該連接件包括進入第二管件(4)的接頭(3)中的第一管件(2)的光滑接頭(1)，第二管件(4)還包括一個與接頭相連的閉鎖腔(37，58)，所述的閉鎖腔裝在接頭中或固定在接頭上的副法蘭(21)中，其特征在于該連接件包括一個權利要求1至11之一所述的閉鎖裝置，閉鎖裝置的卡環(40)處于所述閉鎖腔中，卡環的徑向內表面緊靠在閉鎖腔的傾斜反作用面(35，61)上，在對兩個管件(2，4)的連接件進行閉鎖時，卡墊(42)的徑向內表面(45)緊靠光滑接頭(1)的徑向外表面(5)。
13．根據權利要求12所述的連接件，其特征在于連接件包括一個徑向壓緊的密封件(14，62)，將密封件裝在光滑接頭(1)和接頭(3)之間。
全文摘要
一種將兩個管件的光滑端(1)與接頭(3)連接的閉鎖裝置,這種裝置包括一個卡環(40),該卡環至少有一個與彈性材料或類似材料制成的套圈(43)相連的卡墊(42),在備用的時候,該卡環處于與所述接頭(3)連在一起的閉鎖腔(37)內,套圈的連接部分(49)沿著卡墊的外端面(44)延伸,該連接部分通過光滑接頭端部的接觸凸緣(55)伸長。用于連接兩個徑向壓緊的密封管件的連接。
文檔編號F16L37/092GK1204745SQ9810350
公開日1999年1月13日 申請日期1998年7月6日 優先權日1997年7月7日
發明者A·佩爾瑟波伊斯, P·雷納德, J·P·奧萊, D·奧普勞克斯 申請人:蓬塔穆松公司