[發(fā)明專利]用于管筒和導(dǎo)管的接頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680046429.8
• 申請日: 2006-10-20
• 公開（公告）號: CN101326394A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·C·威廉斯;A·P·馬沙爾;M·A·克拉森;J·M·弗魯;E·M·克瓦達(dá);B·M·安德森;R·A·福塔;C·W·海斯二世;H·A·內(nèi)德爾卡;A·T·帕蒂爾;J·D·斯坦普
• 申請（專利權(quán)）人: 斯瓦戈洛克公司
• 主分類號: F16L19/10
• 分類號: F16L19/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張群峰;楊松齡

相關(guān)申請?

本申請要求2005年10月20日申請的“用于帶有夾頭的管筒和導(dǎo)管的接頭”的美國專利申請公開第2006/0138774號(申請序號11/255,499)的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容在此完全引入作為參考。本申請也要求2006年3月14日申請的“用于準(zhǔn)備接頭和管道連接件的工具”的美國專利申請序號第11/375,843的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容在此完全引入作為參考。?

背景技術(shù)

無擴口接頭已經(jīng)多年用于如管筒和導(dǎo)管這樣的管道。無擴口接頭用于連接或接合兩個管筒或?qū)Ч芏瞬浚蛴糜趯⒐艿蓝瞬窟B接到另一組件，例如箱桶、閥門、歧管等。無擴口接頭的應(yīng)用隨著與接頭一起使用的組件的類型的不同而不同。一種很普遍的無擴口接頭的類型是套圈式接頭。在套圈式接頭中，一個或多個套圈用于把管道端部接合或連接到接頭構(gòu)件，所述接頭構(gòu)件一般稱作接頭體。然后接頭體可接合到另一組件(或者是另一組件的一部分)。在套圈式接頭中，套圈必須建立特別是在壓力下的流體緊密密封，以及對管道的適當(dāng)夾持并保護管道免受振動疲勞。高性能接頭，例如可從Swagelok公司(Solon，Ohio)獲得的，能夠承受很多倍接頭的額定壓力而沒有泄漏、沒有振動疲勞，且管道不會爆裂達(dá)到使得管道在密封受損或套圈可能失去對管道的夾持力之前破裂的程度。?

套圈式接頭具有優(yōu)于其它端部連接件的優(yōu)點，在于：其不依賴于任何管筒或?qū)Ч芏瞬康奶厥鉁?zhǔn)備，除了低成本的整平和修邊以外。這是因為套圈形成密封和管筒夾持。?

使用套圈的無擴口接頭因為其高可靠性而通常用于復(fù)雜的化學(xué)處理儀器。例如，在半導(dǎo)體工業(yè)中，這種接頭保證了昂貴或有毒化學(xué)制品的密封。通常，這些應(yīng)用是高純度的，并因此依賴于由不銹鋼或其它低腐蝕、高強度合金制成的管道。?

低成本市場，例如汽車工業(yè)，具有其自身對流體連接的性能要求。?最顯著地是，汽車裝配要求較簡單的裝配過程。汽車工業(yè)抵制使用套圈式接頭，不僅僅是因為成本原因，也是因為裝配需求。套圈是相當(dāng)小的環(huán)形構(gòu)件，其可能在低成本、高生產(chǎn)量的設(shè)備中掉落或丟失。一般的套圈式接頭也通過公知的轉(zhuǎn)數(shù)上緊來裝配。兩個螺紋部件，例如螺母和螺紋體，圍住管道端部及一個或多個套圈。所述裝配首先被擰緊至手指擰緊狀態(tài)，然后，規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)，例如一又四分之一轉(zhuǎn)或一又二分之一轉(zhuǎn)，用來把接頭上緊至最終的裝配狀態(tài)。周密地規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)以防止轉(zhuǎn)矩過大或上緊不足。另一方面，汽車工業(yè)一般希望通過轉(zhuǎn)矩來裝配零件。這允許簡單的轉(zhuǎn)矩扳手或工具用于進(jìn)行最終的裝配，保證接頭已被適當(dāng)?shù)匮b配。?

特別供乘客使用的下一代機動車輛很可能進(jìn)入代用燃料的領(lǐng)域，例如高壓氫氣。所需的壓力等級將大大超過現(xiàn)有的用于套圈式無擴口接頭的額定壓力(雖然不是高性能套圈式無擴口接頭的壓力性能)。例如，預(yù)期需要以15000psi(15ksi)的壓力來容納氣態(tài)氫氣。現(xiàn)有的無擴口管接頭的設(shè)定在10ksi以下。?

對于現(xiàn)有的高壓無擴口接頭，在至少一些應(yīng)用中，用于接頭的流體部件的材料必須被硬化。為此，用來制造接頭體的材料塊可以是通過熱處理硬化的材料，在奧氏體不銹鋼的示例中，材料塊可以由加工硬化的棒料制成。對于直管節(jié)接頭，用加工硬化的棒料制造接頭是合適的。然而，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如肘形和T形形狀，需要相當(dāng)大的材料塊。對于這些接頭類型，必須去除相當(dāng)大量的材料，這會迫使制造成本升高。?

另一方面，一些螺紋管接頭由緊湊的鍛件制成，這節(jié)省了材料和成本。鍛制接頭部件的使用適合接受用于低壓應(yīng)用。然而，鍛造過程可造成消除任何先前加工硬化的材料退火。因此，鍛制部件一般不適合高壓應(yīng)用。?

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個發(fā)明方面，提供一種雙套圈接頭，其用于具有縱軸的管道，所述接頭包括：第一接頭部件，包括套圈凸輪面；第二接頭部件，包括驅(qū)動面和以角度ε從所述驅(qū)動面伸出的錐形壁；和前套圈，包括圓錐形外表面和凸緣，所述圓錐形外表面向外從所述前套?圈的前部向后部形成錐形，所述凸緣從所述圓錐形外表面徑向地向外伸出，所述凸緣包括第二圓錐形表面，所述第二圓錐形表面朝所述前套圈的后端以角度μ徑向地向內(nèi)形成錐形，其中所述角度μ大于所述角度ε，從而當(dāng)所述接頭處于手指擰緊狀態(tài)時，在所述錐形壁與所述第二圓錐形表面之間形成差角；設(shè)置在所述第二接頭部件的所述驅(qū)動面與所述前套圈之間的后套圈；其中，當(dāng)所述接頭被上緊時，所述前套圈的第二圓錐形表面在更大的表面積上接觸所述第二接頭部件的錐形壁。?

在優(yōu)選實施方式中，在所述接頭被上緊之后，所述第二圓錐形表面提供承重表面。