裝配用夾圈的製作方法

2023-06-15 01:58:26 2

專利名稱：裝配用夾圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械管道裝配(聯接)裝置用的夾圈，尤其是用於裝配裝置各個末端 以供一管道快速插入其中的機械管道裝配裝置用的夾圈。所述裝配裝置只作為示例，本發 明可適用於任何夾圈有用的情況。
背景技術：
插入式管道裝配裝置，或稱推合式管道裝配裝置，一般包括一基體，一橡膠密封 環，一可連接所述基體的環狀體和一夾圈，夾圈用作鎖定插入推合式管道裝配裝置的管道 插入端的位置。一般而言，夾圈能使管道順利地插入裝配裝置，但不容許管道從裝配裝置移 除。本發明的夾圈提供一改良了的鎖定機制，使管道末端插入推合式管道裝配裝置後，夾圈 能持續地以機械方式夾住管道末端。很多機械接合應用件都應用在運送液體的管道系統，其中液體的溫度約1103〇或 更高，氣壓亦高達IOOOpsi左右。這一類裝配裝置一般都用於水管系統，但也可用於傳送其 它液體的管道系統，包括有毒和揮發性化學品。在水管系統中，要求裝配裝置可以使用一段 相當長的時間而不會出現滲漏，通常是50年或者更長。行業內的現有技術包括各式各樣的夾圈，用於鎖定管道的位置。現用的夾圈是最 普遍的那一種。圖13(現有技術)顯示了一現有技術的夾圈10，其包括一道或多道環狀鋸齒20， 一道或多道裂口 30，當其通過一外在螺母(圖中未示)向內推移時，裂口 30能使夾圈的內 直徑收窄。大衛 卓曹斯基(David Chelchowski)等人的美國專利申請20050084327便提 供了這種夾圈。這種夾圈會隨著裝配裝置使用日久而變松。常用的鋸齒結構容許插入的管 道滑過鋸齒較平的斜面，當管道向外從裝配裝置抽出時，鋸齒邊緣會嵌入管道的外表面，從 而鎖定管道的位置。因此，一種以較大的力量鎖定管道，並在管道嘗試移離裝配裝置時增強夾圈鎖定 力量的夾圈，是需要而且可取的。

發明內容
本發明的主要目的包括提供與管道裝配裝置連結，特別是與推合式管道裝配裝置 連結的夾圈，而所述裝配裝置的每一個末端都包括一主體、一螺母、一密封環和一夾圈。根據本發明披露的內容，本發明提供了一個供一管道裝配裝置使用的夾圈。所述 裝配裝置包括至少兩段管狀節和一開口，所述開口供一具有一縱向軸的管道插入其中，所 述兩段管狀節的每一段均設有所述夾圈，用以可操作的方式限制插入管道的活動。所述夾 圈包括1. 一環狀主體；2. 一 內表面；3. —外表面；
4. 一甲末端，其以可操作的方式設置於接近所述裝配裝置的管狀節的開口 ；5. 一乙末端，其以可操作的方式設置於遠離所述裝配裝置的管狀節的開口 ；6. 一在所述夾圈的主體割開並由所述甲末端一直延伸至所述乙末端的裂口 ；7.至少至一道分段夾齒，其設置於所述內表面上。所述內表面大體上是一圓筒形結構。所述外表面是一類圓錐狀結構，而所述主體 的窄端則位於所述夾圈的甲末端。當所述夾圈沒有受壓時，每一道分段夾齒的兩段相對段 之間的距離小於插入管道的外直徑。根據本發明優選的變化型，所述夾圈亦包括至少一道設於所述內表面上的均一的 環狀夾齒。所述均一的環狀夾齒設置於所述內表面上最接近所述夾圈的甲末端的位置，又 至少有一道分段夾齒設置於所述環狀夾齒的相鄰位置。根據本發明優選的變化型，所述圓錐狀外表面呈球面狀，當所述夾圈受壓時，所述 均一的環狀夾齒的邊和所述分段夾齒的邊會向內移，並大體上垂直於所述插入管道的外表所述均一的環狀夾齒和所述分段夾齒的剖面呈一鋸齒狀，而所述夾齒較平的斜面 是最接近所述甲末端的斜面。所述均一的環狀夾齒相對所述內表面的高度小於所述分段夾 齒相對所述內表面的高度。本發明的目的之一是提供一夾圈，其中製造所述夾齒的物料較製造所述插入管道 的物料堅硬。根據本發明的變化型，所述均一的環狀夾齒的其中一道夾齒設置於所述夾圈的甲 末端的內表面上，而多道分段夾齒則設置於所述均一的環狀夾齒的相鄰位置上。根據本發明的變化型，兩道所述均一的環狀夾齒設置於所述夾圈的甲末端的內表 面上，而多道分段夾齒則設置於所述均一的環狀夾齒的相鄰位置上。根據本發明的變化型，多組夾齒交替設置於所述內表面上。每組夾齒包括一道均 一的環狀夾齒和一道分段夾齒，而第一道均一的環狀夾齒設置於所述夾圈的甲末端。根據本發明的變化型，所述分段夾齒包括多個分段，每一個分段的大小大體上相 同，其中每一段的邊典型地呈現為一直線。根據本發明的一些變化型，相鄰的分段夾齒的段 互相對應；而根據本發明另一些變化型，相鄰的分段夾齒的段互相交錯設置。當一管道插入至所述裝配裝置的管狀節的開口時，所述管道的內表面會滑過一密 封環，從而使所述管道的內部完全密封。繼續插入所述管道時，所述管道的外表面滑過所述 均一的環狀夾齒，並沿所述管道的縱向軸張開所述夾圈的縱向開口。當所述管道繼續插入 時，所述管道的外表面會滑過所述分段夾齒，直至所述管道的框邊抵住一階狀擋塊。在所述 管道抵住所述裝配裝置的每一段管狀節的階狀擋塊之後，並壓縮液體，例如水，流入所述裝 配裝置時，內壓便會出現，並產生一種力量，試圖把插入了的管道移離所述裝配裝置，並由 於管道的外移而啟動了夾圈的夾緊作用。所述夾圈的操作包括以下步驟1.所述夾圈的圓錐狀和球面狀外表面接觸所述裝配裝置的一螺母的一內圓錐 2.所述螺母的內圓錐面把所述夾圈向內朝所述管道的縱向軸推移，從而壓縮所述
夾圈；
3.所述分段夾齒的段有力地向內朝所述管道的縱向軸推移，從而加強對管道的夾 力，並把管道的位置鎖定；4.所述均一的環狀夾齒亦接觸到所述管道的外表面；以及5.所述均一的環狀夾齒嵌入所述管道的外表面，進一步加強了夾圈對其相對管道 的夾力。根據本發明的變化型，所述夾圈只包括一道或多道分段夾齒，當一管道插入所述 裝配裝置的管狀節的開口時，所述管道的內表面滑過一密封環，從而使所述管道的內部完 全密封。繼續插入管道時，所述管道的外表面滑過所述分段夾齒，並沿所述管道的縱向軸張 開所述夾圈的縱向開口。所述管道繼續往插入方向移動，直至所述管道的框邊抵住一階狀 擋塊。


通過下面的詳細說明和附圖可完全理解本發明。下面的詳細說明和附圖僅具示範 和示意作用，並不對本發明構成限制，其中圖1是一推合式管道裝配裝置的側面示意圖，其設有根據本發明的實施例的兩個夾圈。圖2是圖1所示的推合式管道裝配裝置的C-C橫截面。圖3是根據本發明的實施例的一夾圈的側面立體圖。圖4是根據本發明的實施例的一夾圈的後側立體圖。圖5是根據本發明其它實施例的一夾圈被一管道插入後的立體圖。圖6是根據本發明的實施例的一夾圈的後視圖。圖7是圖6所示的夾圈的A-A橫截面。圖8是圖7的B部分的放大圖。圖9是一推合式管道裝配裝置的立體圖，其設有根據本發明的實施例的兩個夾 圈，以及準備插入所述裝配裝置的兩條管道的末端。圖10是圖9所示的推合式管道裝配裝置的立體圖，其中一條管道已插入所述裝配
直ο圖11是圖9所示的推合式管道裝配裝置的立體圖，其中一條管道是彎曲的。圖12a和圖12b是根據本發明其它實施例的夾圈的立體圖。圖13(現有技術)展示了一現有技術的夾圈。
具體實施例方式下面參照示出本發明優選實施例的附圖詳細說明本發明，但本發明亦可以很多不 同的方式實施，並不限於下述的實施例。下述實施例使本發明的披露變得深入和透徹，並向 本領域的技術人士完滿地展示本發明的領域。除非另有指明，在此提及的所有技術性及科學性詞彙的意思與本發明所屬領域的 技術人士所一般了解的意思一樣，而在此引用的方法和例子也只具示意作用，並不具規限 性。作為引子，本發明的主要目的包括提供與管道裝配裝置連結，特別是與推合式管道裝配裝置連結的夾圈，而所述推合式管道裝配裝置的每一個末端都使用至少一個夾圈。現參照附圖如下圖1是一推合式管道裝配裝置100的側面示意圖；圖2展示了 圖1所示的裝配裝置100的C-C橫截面，其中的裝配裝置100設有根據本發明的實施例的 兩個夾圈130。裝配裝置100亦包括一主體110、螺母120和密封環140。螺母120(圖1及 圖2)包括一內圓錐面122、一階狀擋塊124，一供一管道插入的開口 126和位於進口的一圓 錐面128。裝配裝置100的主體110包括位於每一進口末端的外圓錐面118和容納密封環 140的凹槽112。現參照圖3至圖7如下圖3是根據本發明的實施例的一夾圈130的側面立體圖； 圖4展示了圖3所示的夾圈130的後側立體圖；圖5是根據本發明其它實施例的一夾圈被 一管道插入後的立體圖；圖6是根據本發明的實施例的一夾圈130的後視圖；圖7是根據本 發明的實施例的一夾圈130的A-A橫截面；圖8是圖7的B部分的放大圖。夾圈130設置於裝配裝置100內，抵住主體110的壁114。夾圈130為一環狀結 構，其縱向橫截面把其外表面132顯示為類圓錐狀結構。兩種環狀夾齒(150和152)設置 於夾圈130的內表面134。本發明的環狀夾圈130必須可以呈放射性地變形，其裂口 136容 許夾圈130被壓縮。本發明的夾圈130的外表面132優選為球面狀，使夾圈的操作更有效。在本發明優選的實施例中，夾圈130的內表面134設有環狀夾齒150和152，而第 一道環狀夾齒優選為夾齒150 (設於圓錐狀夾圈130的窄端)，其具有均一的橫截面，狀如 一道鋸齒(圖8)。夾圈130被設置為當一管道52沿方向55插入裝配裝置100時，管道52 會從夾圈130的窄端插入夾圈130，首先接觸夾齒150，然後沿夾齒150較平的斜面滑入，當 管道52以反方向56移動時，夾齒150便會嵌入管道52的外表面，鎖定管道52的位置。夾圈130的內表面134亦設有一道或多道環形夾齒152，優選為至少兩道夾齒 152。一道夾齒152由多段154組成，而每一組相鄰夾齒152的段優選為交錯設置。例如說， 夾齒152b的段154 (圖7)相對於夾齒152a的段154以半段154距離交錯設置，夾齒152c 的段154相對於夾齒152b的段154亦以半段154距離交錯設置。在上述例子中，夾齒152a 的段154和夾齒152c的段154便會相對應。段154的邊153優選為大體上呈直線。夾齒150優選為所述圓錐狀夾圈130窄端的第一道環狀夾齒。該夾齒150的高度 較夾齒152的高度小，兩者相差的高度以圖示190表示。現參照圖9如下圖9是一推合式管道裝配裝置100的立體圖，其設有根據本發明 的實施例的兩個夾圈130 (圖中未示)，以及準備連接所述裝配裝置100的兩條管道的末端 50和52。直徑D(圖6和圖7)是一夾齒152在未被壓縮時的一組相對段之間(如圖4所 示的段154a和154b)的距離，其長度較管道52的外直徑Dl短。製造夾齒150和152的物 料較製造管道52的物料堅硬。現參照圖10如下圖10是圖9所示的推合式管道裝配裝置100的立體圖，其中一 條管道已插入所述裝配裝置100的其中一端。當一管道50插入裝配裝置100時，裝配裝置 100的多個不同部位都會承受壓力。管道50通過圓錐面118插入裝配裝置100，而圓錐面128及118把管道50的移動 集中至裝配裝置100的軸。螺母120的內表面127使管道50的軸與裝配裝置100的軸重
迭一致。當管道50插入時，管道50的內表面滑過密封環140並壓縮密封環140，從而使管道50的內部完全密封。繼續插入管道50時，管道50的外表面插入至夾圈130的夾齒150， 滑過夾齒150並張開夾圈130的裂口 136。管道繼續插入並滑過夾齒150，直至管道50的 框邊抵住階狀擋塊124。由於D短於D1，夾圈130環箍著管道50的外表面，而夾圈130環箍管道50外表面 的力度直接取決於D和Dl的差，也取決於製造夾圈130的物料。起初，只有段154的邊153的中間點156會夾住管道50的外表面(圖5)，此時， 夾齒150並沒有觸碰或夾住管道50的外表面。不論管道50是甚麼弧度，管道50外表面上 的段154的邊153的中間點156的方位都形成分體式夾圈130的形狀。所述所有關於管道 50的活動同樣適用於管道52。當壓縮液體，例如水，流入所述裝配裝置100時，管道50和52的內壓會產生一種 力量，試圖把管道50和52移離所述裝配裝置100。管道50和52的外移啟動了夾圈130的
夾緊作用。夾圈130的圓錐狀和球面狀外表面132接觸螺母120的內圓錐面122，使球面狀外 表面132在夾圈130受壓時向內推移。夾齒152的段154有力地向內推移，加強了管道50 和52的段154的夾力，並深入管道50和52的外表面，鎖定了管道50和52的位置。當段 154深入管道50和52至某程度時，夾齒150亦會接觸到管道50和52的外表面，而當夾圈 130繼續受壓時，夾齒150便會嵌入管道50和52的外表面，加強了夾圈130夾住管道50和 52的力量。現參照圖11如下圖11是圖9所示的推合式管道裝配裝置100的立體圖，而其中 的管道52是彎曲的。當壓縮液體流入裝配裝置100時，管道50和52內會形成內壓，產生 一種力量試圖把管道50和52移離所述裝配裝置100。管道52的外移會視乎管道52的弧 度而產生一些弧形向量，但夾齒150和152的內移並不會受管道52的弧度影響，因為球面 狀外表面132會引導夾齒150和152的內移大體上垂直於管道52的縱向軸。當內表面134與管道50和52的外表面接觸時，或當夾圈130接觸階狀擋塊124 時，夾齒150和152的內移便會終止。需注意的是，開始時，管道50和52是由夾齒152的段154所夾緊。由於每一組相 鄰夾齒152的段154是交錯設置，使接觸點156較好地分布，從而實現更好和更強地夾緊管 道50和52。夾齒152a的段154相對於夾齒152b的段154可以例如半段的距離交錯設置 (圖7)，在此例子中，夾齒152a的段154與夾齒152b的段154並非相對應。夾齒152的 段154相對於相鄰夾齒152的段154可以例如三分一段的距離交錯設置，在此例子中，夾齒 152的段154與第三道夾齒152的段154相對應。上述交錯距離可以是任何半徑距離，而每 一組相鄰夾齒152的交錯距離也可以不盡相同。在本發明的不同實施例中，夾圈130可設有不同數目的夾齒150，不同數目的夾齒 152和以不同的方式設置夾齒150和152。現參照圖12a和圖12b如下圖12a和圖12b是 根據本發明其它實施例的夾圈的的立體圖。在圖12a的示例中，夾圈230包括以下種類和 設置方式的夾齒兩道夾齒150和4道夾齒152。在圖12b的示例中，夾圈330包括交替設 置的夾齒150和152各三道，即第一道是夾齒150 (設於圓錐狀夾圈330的窄端)，第二道是 夾齒152，如此類推。圖12a和圖12b所示的夾圈(230和330)僅為示例，而其它數目的夾 齒150和152以及其它的設置方式的夾齒150和152亦包括在本發明的領域內。
夾圈130、230和330可由現有技術中已知的任何堅硬物料製造。上述通過幾個實施例和示例為本發明作出說明，但本發明的實施例和示例顯然可 以涉及多種變化，那些變化不應被視為偏離本發明的精神和範圍，而任何變化及改進都對 本領域的技術人士而言是顯而易見的。
權利要求
一個供一管道裝配裝置使用的夾圈；所述裝配裝置包括至少兩段管狀節和一開口；所述開口供一具有一縱向軸的管道插入其中；所述兩段管狀節的每一段均設有所述夾圈，用作以可操作的方式限制插入管道的活動；所述夾圈包括1.一環狀主體；2.一內表面；3.一外表面；4.一甲末端，其以可操作的方式設置於接近所述裝配裝置的所述管狀節的所述開口；5.一乙末端，其以可操作的方式設置於遠離所述裝配裝置的所述管狀節的所述開口；6.一在所述主體割開並由所述甲末端一直延伸至所述乙末端的裂口；7.至少至一道分段夾齒，其設置於所述內表面上；其中，所述內表面大體上是一圓筒形結構；其中，所述外表面是一類圓錐狀結構，而所述主體的窄端則位於所述夾圈的所述甲末端；以及其中，當所述夾圈沒有受壓時，每一道所述分段夾齒的兩段相對段之間的距離小於所述插入管道的外直徑。
2.根據權利要求1所述的夾圈，其特徵在於其亦包括至少一道設於所述內表面上的 均一的環狀夾齒。
3.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於所述均一的環狀夾齒設置於所述內表面 上最接近所述夾圈的所述甲末端的位置，又至少有一道所述分段夾齒設置於所述環狀夾齒 的相鄰位置。
4.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於所述圓錐狀外表面亦呈一球面狀，當所述 夾圈受壓時，所述均一的環狀夾齒的邊和所述分段夾齒的邊會向內移，並大體上垂直於所 述插入管道的外表面。
5.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於所述均一的環狀夾齒和所述分段夾齒的 剖面呈一鋸齒狀，而所述夾齒較平的斜面是最接近所述甲末端的斜面。
6.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於所述均一的環狀夾齒相對所述內表面的 高度小於所述分段夾齒相對所述內表面的高度。
7.根據權利要求1或2所述的夾圈，其特徵在於其中製造所述夾齒的物料較製造所 述插入管道的物料堅硬。
8.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於所述均一的環狀夾齒的其中一道設置於 所述夾圈的所述甲末端的所述內表面上，而多道所述分段夾齒則設置於所述均一的環狀夾 齒的相鄰位置上。
9.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於兩道所述均一的環狀夾齒設置於所述夾 圈的所述甲末端的所述內表面上，而多道所述分段夾齒則設置於所述均一的環狀夾齒的相 鄰位置上。
10.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於多組夾齒交替設置於所述內表面上，其 中每組夾齒包括一道所述均一的環狀夾齒和一道所述分段夾齒，而第一道所述均一的環狀 夾齒設置於所述夾圈的所述甲末端。
11.根據權利要求1所述的夾圈，其特徵在於所述分段夾齒包括多個分段，每一段的大小大體上相同，其中每一段的邊典型地呈現為一直線。
12.根據權利要求11所述的夾圈，其特徵在於相鄰的所述分段夾齒的段互相對應。
13.根據權利要求11所述的夾圈，其特徵在於相鄰的所述分段夾齒的段互相交錯設置。
14.根據權利要求2所述的夾圈，其特徵在於當所述管道插入至所述裝配裝置的所述 管狀節的所述開口時，所述管道的內表面滑過一密封環，從而使所述管道的內部完全密封； 繼續插入所述管道時，所述管道的外表面滑過所述均一的環狀夾齒，並沿所述管道的縱向 軸張開所述夾圈的縱向開口 ；當所述管道繼續插入時，所述管道的所述外表面滑過所述分 段夾齒，直至所述管道的框邊抵住一擋塊。
15.根據權利要求14所述的夾圈，其特徵在於在所述管道抵住所述裝配裝置的每一 段所述管狀節的所述擋塊，並壓縮液體，例如水，流入所述裝配裝置時，內壓便會出現，並產 生一種力量，試圖把所述插入管道移離所述裝配裝置，並由於所述管道的外移而啟動了所 述夾圈的夾緊作用。
16.根據權利要求15所述的夾圈，其特徵在於所述夾圈的操作包括以下步驟；1.所述夾圈的所述圓錐狀和球面狀外表面接觸所述裝配裝置的一螺母的一內圓錐；2.所述螺母的所述內圓錐面把所述夾圈向內朝所述管道的所述縱向軸推移，從而壓縮 所述夾圈；；3.所述分段夾齒的所述段有力地向內朝所述管道的所述縱向軸推移，從而加強對所述 管道的夾力，並把所述管道的位置鎖定；； 4.所述均一的環狀夾齒亦接觸到所述管道的所述外表面；以及；5.所述均一的環狀夾齒嵌入所述管道的所述外表面，進一步加強了所述夾圈對所述管 道的夾力。
17.根據權利要求1所述的夾圈，其特徵在於當所述管道插入所述裝配裝置的所述管 狀節的所述開口時，所述管道的所述內表面滑過一密封環，從而使所述管道的內部完全密 封；繼續插入所述管道時，所述管道的外表面滑過所述分段夾齒，並沿所述管道的所述縱向 軸張開所述夾圈的縱向開口 ；所述管道繼續往插入方向移動，直至所述管道的框邊抵住一 擋塊。
全文摘要
供推合式管道裝配裝置(100)使用的夾圈(130)，結構為環狀，外表面為類圓錐狀和類球面狀結構(132)。夾圈的內表面(134)設有兩種環狀夾齒(150，152)。本發明的環狀夾圈必須可呈放射性地變型，且為分體式，使夾圈可被壓縮。
文檔編號F16L37/092GK101952633SQ200880124320
公開日2011年1月19日 申請日期2008年11月11日 優先權日2007年11月11日
發明者葉夫根尼·納伊曼, 坦亞拿·高甘, 耶菲姆·格爾什科維奇 申請人:帕拉思姆配件有限公司