具有變化深度的容置部的接頭的制作方法
【專利說明】具有變化深度的容置部的接頭
[0001]本申請是一項發明申請的分案申請，其母案的發明名稱是具有變化深度的容置部的接頭，申請日是2012年11月19日，申請號是201280069215.8 (國際申請號:PCT/US2012/065793)。
[0002]相關串請的交叉引用
本申請基于且請求享有2012年2月8日提交且通過引用其全文并入本文中的美國實用專利申請第13/368，589號的優先權權益。
技術領域
[0003]本發明涉及接頭，如用于將管元件連結在一起的肘管接頭和〃三通〃接頭。
【背景技術】
[0004]用于將管元件端對端地連結在一起的接頭(如肘管接頭和三通接頭)包括可互連的殼體部分，其可沿周向圍繞管元件的端部部分定位。用語"管元件"在這里用于描述具有管狀形式的任何管狀物件或構件。管元件包括管原料以及流體控制構件，如，閥、粗濾器、限流器、壓力調節器等。
[0005]圖1中提供了示例性接頭的分解視圖。接頭的各個殼體部分具有也稱為〃鍵〃的凸起，其沿徑向向內延伸，且例如接合平頭管元件、具有肩部和卷邊，或圍繞待連結的各個管元件延伸的周向凹槽的管元件的外表面。鍵與管元件之間的接合給連接處提供了機械約束，且確保了管元件即使在較高內部壓力和推力負載和外力下也保持聯接。殼體部分限定環形通道或凹穴，例如，容置部，其收納密封件(例如，環形墊圈)，密封件通常是彈性體環，其接合各個管元件的端部，且與殼體部分和管元件協作來提供不透流體的密封。接頭內的管路在環形墊圈之間延伸以確保整個接頭保持不透流體。殼體部分具有連接部件，通常是從殼體向外突出的凸耳形式。凸耳適于收納可調整的緊固件，如，螺母和螺栓，其可調整地上緊以將殼體部分引向彼此。
[0006]現有技術的接頭上的凸起通常具有帶一定曲率半徑的弓形表面，該曲率半徑大致匹配意圖接合的管元件的外表面的曲率半徑。對于與帶凹槽管元件一起使用的接頭，弓形表面的曲率半徑小于凹槽外的管元件的外表面的曲率半徑，以便凸起配合在凹槽內且接合凹槽。
[0007]將管元件裝固在一起的方法包括在使用根據現有技術的接頭時的順序安裝過程。通常，由技術人員收到的接頭與殼體部分螺接在一起，其中，環形墊圈和管路包括密封元件卡持在接頭的殼體部分之間。技術人員首先通過旋開其來拆開接頭，除去環形墊圈，使其潤滑(如果沒有預先潤滑)，且將它們置于待連結的管元件的端部周圍。環形墊圈的安裝通常需要它們被潤滑且展開來容納管元件。在環形墊圈就位在管元件上的情況下，管與各個管元件上的環形墊圈接合。殼體部分然后一次一個置于環形墊圈和管周圍，跨置在管元件的端部上。在放置期間，殼體部分接合環形墊圈，鍵(在存在時)與管元件中的凹槽對準，螺栓經由凸耳插入，螺母擰入螺栓上且上緊，將殼體部分引向彼此，壓縮環形墊圈以實現管元件、管路和接頭之間的密封。鍵接合在管元件中的凹槽內以提供機械約束。
[0008]圖2不出了具有第一殼體部分13和第二殼體部分15的接頭11。殼體部分13和15由緊固件17附接到彼此上，且限定第一容置部19和第二容置部(未示出)。第一容置部19限定用于收納管元件的開口 21。殼體部分13和15以彼此成間隔開的關系支承在卡持于殼體部分之間的密封件23的外表面上。該構造是可能的，因為未變形的密封件23的外表面的圓周大于與密封件外表面對接的殼體部分上的表面的總圓周。當殼體部分以此方式受到支承時，有可能將管元件插入殼體部分之間的開口 21中，而不拆開接頭。然而，針對安裝機械接頭的問題的該解決方案存在一些缺陷。特別注意，密封件在適當坐落于殼體部分的凹穴中之前，密封件23由于倚靠在密封件的至少一部分上的緊密配合的殼體部分的幾何形狀而扭曲成橢圓形。如果密封件的扭曲程度未受控制，則橢圓形可導致密封件的擠壓(pinching)和破壞。
[0009]如從之前的描述清楚的那樣，根據現有技術的接頭的安裝需要技術人員通常處理多達十三個獨立件的部分，且必須全部拆開且再組裝接頭。如果技術人員可在不需要首先將其全部拆開且然后逐件地再組裝其的情況下安裝接頭，則將節省較多的時間、勞力和費用。此外，還清楚的是，需要一種管接頭，利用該管接頭可控制環形密封件的扭曲，以便防止對與其一起使用的環形密封件的破壞，但還將允許管元件可靠地插入而不用拆開接頭。
【發明內容】
[0010]本發明關于一種用于將至少兩個管元件連接在一起的接頭。在一個示例性實施例中，接頭包括附接到彼此上且限定至少第一容置部和第二容置部的第一殼體部分和第二殼體部分。第一容置部和第二容置部分別限定用于收納管元件的第一開口和第二開口。殼體部分還限定在第一容置部和第二容置部之間延伸的第一通路。至少一個可調整的緊固件將第一殼體部分和第二殼體部分附接到彼此上。殼體部分以間隔開的關系受到支承，該間隔開的關系足以允許管元件在殼體部分附接到彼此上時插入容置部中。緊固件可調整地上緊，以便將殼體部分引向彼此，且使容置部與管元件接合以便將管元件附連在一起。
[0011]第一容置部不必與第二容置部同軸地對準。在此實施例中，第一容置部圍繞與第一開口同軸地定向的第一軸線，且第二容置部圍繞與第二開口同軸地定向的第二軸線，第一軸線和第二軸線相對于彼此成角地定向。第一軸線和第二軸線可具有相對于彼此從大約90°到大約174°的定向角。
[0012]各個殼體部分均包括圍繞第一開口沿周向延伸的第一弓形表面。各個第一弓形表面的至少一部分可與相應的一個管元件接合。第一弓形表面面對第一軸線。第一弓形表面具有從第一曲率中心測量的第一曲率半徑。第一后壁定位成鄰近第一弓形表面。第一后壁具有面對第一軸線的弓形表面。第一后壁的弓形表面具有從第二曲率中心測量的第二曲率半徑。在垂直于第一軸線的平面中測量時，第二曲率中心與第一曲率中心不重合(non-coincident)。
[0013]在一個實施例中，在測量至與第一曲率中心和第二曲率中心共線的第一后壁的弓形表面上的點時，第一曲率中心比第二曲率中心離第一后壁的弓形表面更近。在另一個實施例中，第一曲率中心和第二曲率中心及第一后壁上的點沿定向成垂直于第二線的第一線共線，該第二線在殼體部分的第一端部與殼體部分的第二端部之間延伸。
[0014]第二曲率中心可以大約0.01英寸至大約0.1英寸的距離，或以大約0.02英寸至大約0.04英寸距離，或以大約0.03英寸的距離偏離第一曲率中心。
[0015]接頭還可包括定位在第一容置部內的第一密封件。第一密封件圍繞第一開口。第二密封件定位在第二容置部內，且圍繞第二開口。管在接頭內第一密封件與第二密封件之間延伸。管可與第一密封件和第二密封件整體結合形成，或密封件可在它們在第一殼體部分與第二殼體部分之間受壓縮時密封地接合管路。密封件支承成間隔開的關系第一殼體部分和第二殼體部分，該間隔開關系足以將管元件插入殼體部分之間，且密封件可具有扭曲成橢圓形的形狀，或其基本不扭曲且呈現出圓形。密封件的扭曲程度由第一曲率中心和第二曲率中心的偏移來確定。第一密封件具有外圓周，其具有大于殼體部分的第一后壁的弓形表面的總長度的長度。
[0016]在根據本發明的用于將管元件連結在一起的接頭的另一個示例性實施例中，在沿從第一軸線延伸的徑向投射線測量時，第一后壁的弓形表面與第一弓形表面之間的距離在殼體部分的端部中間的第一點處為第一值，且在接近殼體部分的至少一個端部的第二點處為第二值。第一值小于第二值。
[0017]第一后壁的弓形表面與第一弓形表面之間的距離可在殼體部分的端部中間的第一點處為最小，而在第二點處為最大。第二點可定位在殼體部分的至少一個端部處。第一后壁的弓形表面與第一弓形表面之間的距離在定位在殼體部分的另一個端部處的第三點處可為與第二值大致相等的第三值。
[0018]在特定示例性實施例中，第一后壁的弓形表面包括具有彎曲表面的第一部分，以及具有彎曲表面的第二部分。第二部分定位成接近殼體部分的至少一個端部。第二部分上的任何點都比所述第一部分上的任何點離所述第一軸線更遠。第一后壁的弓形表面還可包括具有彎曲表面的第三部分。第三部分定位成接近殼體部分的另一端部。第三部分上的任何點都比第一部分上的任何點離第一軸線更遠。
[0019]第一后壁的弓形表面的第二部分可包著從大約5°到大約80°的角，或從大約5°到大約45°的角。第一后壁的弓形表面的第三部分可包著從大約5°到大約80°的角，或從大約5°到大約45°的角。
[0020]在根據本發明的接頭的另一個實例中，第一后壁的弓形表面包括具有第一曲率半徑的第一部分，以及具有無限曲率半徑的第二部分。第二部分定位成接近殼體部分的至少一個端部。第二