用於高壓接頭的複合滑動墊圈的製作方法

2023-10-05 03:12:49 5

用於高壓接頭的複合滑動墊圈的製作方法
【專利摘要】一種用於高壓管的接頭的滑動複合墊圈(7)，其基本上由橡膠部分(9)和具有凸緣功能的剛性環(8)形成，所述剛性環(8)設計成通過外部管或孔(5)將所述墊圈(7)本身從倚靠位置或座(10)拉向工作位置或座(11)，所述外部管或孔(5)軸向配裝在內部管或倒鉤配件(4)上。由於預布置在所述倚靠座(10)與所述工作座(11)之間的特意設置的所述倒鉤配件(4)上的圓錐形區域(12)的存在而實現墊圈(7)的橡膠部分(9)的壓縮，這保證流體密封性。所述墊圈(7)基本上由固定地聯接到由塑料或金屬或某些其它合適材料的剛性材料製成的同軸凸緣(8)的橡膠環(9)組成，所述墊圈(7)設計成以具有遊隙的方式密封所述中空軸或內部管(4)與加壓流體可在其中流動的所述孔(5)之間的聯接。
【專利說明】用於高壓接頭的複合滑動墊圈
[0001]本發明涉及用於高壓管的墊圈部分，且具體是關於一種新型滑動墊圈。
[0002]根據當前已知技術，中空軸與孔之間聯接的密封通常由容納於形成在軸的外表面上環形槽內的圓環狀橡膠墊圈來確保。在組裝之前，橡膠圓環體的截面從容納其的槽突出。
[0003]組裝期間，墊圈的橫截面被壓入在槽內，從而能夠進行密封。由於形成在孔緣邊上的倒角而產生墊圈的壓縮。該壓縮應力取決於倒角的角度:倒角的角度越小，壓縮應力越低。出於技術原因，倒角的角度不能小於30°。
[0004]還應當指出，如果該孔屬於需要切割成一定尺寸的管，則孔在切割操作期間形成橢圓形，並且該倒角必須在切割之後、組裝之前的時間形成。為此目的，必須使用由用以校準該橢圓形孔的膨脹器插塞和用以製造倒角的磨機形成的工具。通常出現這樣的情況，該操作被較差地執行或者甚至被省略。在這些情況下，墊圈上的壓縮載荷變得非常高，該孔的銳邊會損壞墊圈或使其從座置位退出，且該軸的與橢圓形孔幹涉的表面會損壞孔的內表面，從而會損壞接頭的流體密封。
[0005]現有技術中已知旨在減少這些問題的某些方案。
[0006]關於複合墊圈的專利EP0854997B1消除了對軸上的座置位的需求:組裝期間在軸與孔之間沒有金屬接觸。但該方案增加插入載荷，需要熟練地進行孔緣邊上的倒角，且在拆卸的情況下，墊圈往往保持在孔內，從而對於拔出墊圈造成一系列其它問題。
[0007]專利EP1983245A1涉及消除孔與墊圈之間幹涉的軸的特定輪廓，但需要孔的內表面在組裝之後變形以徑向壓縮該墊圈。該方案解決大部分問題但僅限於該管的孔會容易變形的情況。此外，管的變形(擠壓)過程是需要特定設備的複雜操作。
[0008]本發明的主要目的是克服上述問題，以消除軸與孔之間組裝之後墊圈故障的各種情況，以及消除對校準、倒角和擠壓工具的需要。
[0009]以上目的是能夠正確且安全地組裝，而不需要特定設備，並且通常減小到技術上可能的最小組裝載荷，此外在完成組裝時能夠方便視覺觀察墊圈的正確定位。
[0010]根據本發明通過提供基本上由橡膠部和剛性環(例如由塑料、金屬等製成具有凸緣功能--形成的複合墊圈而實現上述目的，剛性環設計成通過軸向配裝在內部管或倒鉤配件上的外部管或孔而將墊圈本身從倚靠位置拉到工作位置。由於在倒鉤配件上存在特意設置的圓錐區域，從而確保流體緊密性的墊圈壓縮操作得以進行。
[0011]從隨後的說明書並參照附圖將得到本發明的更好理解，附圖僅以非限制實例示出某些較佳實施例。
[0012]在附圖中:
[0013]圖1是基於本發明的發明構思的示意圖:頂部示出處於壓縮構造以確保密封的墊圈，而在底部中所述墊圈處於聯接之前的倚靠位置；
[0014]圖2A是具有鎖定襯套的推配型聯接的接頭的第一實施例的軸向剖視圖；
[0015]圖2B是對應於前述實施例的三維圖；
[0016]圖3A示出對應於圖2B的某些結構細節；
[0017]圖3B是圖2A的推配接頭的總體側視圖；
[0018]圖4類似於前一實施例，涉及圖2A的變型；
[0019]圖5類似於圖2A，涉及具有帶螺紋襯套的、具有滑動墊圈的機械連接件的變型；
[0020]圖6-圖9是順次示出本發明的第二實施例的聯接步驟的軸向剖視圖，其中接頭的固定是壓配型的；
[0021]圖10是圖9的壓配接頭的總體側視圖；
[0022]圖11是根據本發明的滑動墊圈的三維圖；
[0023]圖12和13是兩個三維圖，分別是本發明第三實施例的軸向剖視圖和總體視圖，該實施例涉及倒鉤配件聯接到壁內而非管內形成的孔的情況；以及
[0024]圖14和15分別是圖12和13的第三實施例的正視圖和軸向剖視圖。
[0025]根據本發明，提供複合墊圈7，該複合墊圈7基本上由橡膠環9構成，橡膠環9牢固地聯接到由剛性材料(塑料或金屬或某些其它合適材料)形成的凸緣8，所述墊圈設計成以具有遊隙的方式密封中空軸4與孔5之間的聯接，在孔5內有加壓流體流動。
[0026]在所描述的本發明的第一實施例中(圖2A-圖3B)，墊圈7設計成容納在周向座10內，該周向座10形成在中空軸或倒鉤配件4的外表面上，該周向座10在下文中也稱為「倚靠座10」，使得定位在所述座10內的橡膠圈9的外徑小於或等於軸4本身的直徑並小於孔5的直徑。
[0027]根據本發明的特定特徵,倚靠座10通過圓錐斜面12福延(radiused)到軸4的另一部分，該另一部分稱為墊圈7的「工作座11」。工作座11的直徑大於倚靠座10的直徑並小於軸4本身的直徑。
[0028]對於所述內容，在將軸4沿軸向插入孔5的期間，孔5的邊緣與凸緣8接合，從而將墊圈7沿圓錐斜面12從倚靠座10移位到工作座11。橡膠環9在孔5的內表面與軸4的外表面之間逐漸被壓縮，直到在工作座11內最大被壓縮，因此確保壓力緊密性。
[0029]在所述構造中，軸4和孔5藉助於已知機械裝置或系統固定在一起。
[0030]在所示示例中，待插入孔5內的軸4的端部設想具有特定功能的另一部分:校準座SC。這此校準座SC是具有適當斜度的截錐形區域，其適於恢復切成一定尺寸的管5的孔的圓度，其中切割截面呈橢圓形。
[0031]繼續參照圖2A，校準座SC藉助於肩部13連結到相鄰倚靠座11，倚靠座11上倚靠有橡膠環9的邊緣以防止墊圈7與倒鉤配件4意外分開。
[0032]根據本發明，設想到一旦形成該聯接，凸緣8的前表面就設定成以徑向展開的方式承載特意設置的肩部14，所述肩部14沿垂直於工作座11端部的方向伸出。
[0033]根據本發明，在孔5形成在外部管內的情況下，為了在各部件聯接之後將各部件軸向固定以獲得接頭，提供成形套管15，該成形套管15在面向倒鉤配件4根部的一側上設有固定區域，而在相對側上設有圓錐座，具有內部齒16的圓錐環27在該圓錐座內滑動，內部齒16設計成抓持在前述外部管5的外表面上以防止各部件脫開聯接以及隨後推配型接頭Ia的打開。在所述本發明的第一實施例中，成形套管15的所述固定區域設計成通過咬接(01:[11(311；[1^)(:(圖24-圖38)固定,而在所述第一實施例的變型中,所述固定區域設有螺紋F (圖4和5)。
[0034]本發明的另一特別特徵在於所述成形套管15較佳地設有一個或多個通孔19，通孔19沿圓周均勻分布並適當地定位成當形成接頭時，能夠確認墊圈7相對於倒鉤配件4和管5的適當定位:如果接頭正確形成，從孔19可見剛性環螺母8的一部分和外部管5的側表面的一部分(圖3B)。
[0035]圖6-圖10所示本發明的第二實施例涉及壓配型接頭Ib，該壓配型接頭Ib儘管設想了管或中空軸4沿軸向插入孔5內，但與前述情況的區別在於，作為上述成形套管15的替代，提供外部管狀套筒17，該外部管狀套筒17設計成在通過已述軸向聯接過程形成密封接頭之後以已知方式經受塑性變形，以將管5的特意設置的內部環形區域徑向壓靠特意設置在校準座SC的外表面上的、鄰近肩部13的夾持齒18。
[0036]還在該情況下，較佳地設置已經描述的一個或多個通孔19。
[0037]從已經描述的內容，顯然的是，本發明能夠使高壓接頭方便且安全的組裝，而無需用於製備接頭的特定設備，且可方便檢查該接頭。
[0038]該墊圈尤其適用於推入配合或壓阻配合型的中空軸和孔之間的那些連接。這些接頭能夠僅通過手動壓力來連結各管。如已經提到的，該接頭的機械阻力通過扣持管5的外表面的可變形鋸齒環來確保。在這些特定接頭中，組裝期間必須壓縮墊圈並使密封環變形。由此，迄今已知的各方案中的組裝載荷會變得尤其高，有損這些結構能夠有的實用性優點。根據本發明，具有需要最小壓縮載荷的可用的墊圈7成為決定性因素。
[0039]有利地，根據本發明的滑動墊圈7是通用的，可用於設有凸緣和螺紋環形螺母的密封連接，並可用於壓配連接和推配連接。
[0040]由於本發明的特定構造，提供密封接頭所必需的設備是最少的。除了用於切割待切割成一定尺寸的管5的工具，僅需有機械連接的特定系統所規定的可用部件。
[0041]對於所述內容，本發明有利地根本上消除了將管5安裝在倒鉤配件4上期間墊圈從其自身座置位退出的問題。
[0042]另一優點在於管的組裝力顯著減小。
[0043]又一優點在於其不需要對管的端部進行諸如校準和除毛刺等機加工操作。
[0044]另一優點在於，如果該管的端部過度呈橢圓形，則不能進行組裝，因此確保「傻瓜式」效果。
[0045]此外，能夠方便觀察墊圈和管的正確組裝。
[0046]最後，值得注意的是本發明可應用於推配型接頭Ia(手動軸向組裝)和壓配型接頭Ib (徑向擠壓)。
[0047]圖12-14所示本發明的第三實施例涉及推配連接與在壁內而不是管內形成孔5的結構構造相關的情形。
[0048]在該情況下，倒鉤配件4相對於前部固定元件28固定，前部固定元件28設計成以已知方式約束到具有孔5的壁。
【權利要求】
1.一種滑動複合墊圈(7)，用於高壓管的接頭，其特徵在於，所述墊圈基本上由橡膠部分(9)和具有凸緣功能的剛性環(8)形成，所述剛性環(8)設計成通過軸向配裝在內部管或倒鉤配件(4)上的外部管或孔(5)將所述墊圈(7)本身從倚靠位置或座(10)拉向工作位置或座(11)，使得由於特意設置在所述倚靠座(10)與所述工作座(11)之間所述倒鉤配件(4)上的圓錐形區域(12)的存在而實現所述墊圈(7)的所述橡膠部分(9)的壓縮，這保證流體密封性,其中: -所述橡膠部分基本上由橡膠環(9)構成，所述橡膠環(9)固定地聯接到由塑料或金屬或某些其它合適材料的剛性材料製成的同軸凸緣(8)，所述墊圈(7)設計成以具有遊隙的方式密封所述中空軸或內部管(4)與加壓流體能在其中流動的所述孔(5)之間的聯接； -所述墊圈(7)設計成容納在位於周向上並形成在所述倒鉤配件(4)的外表面上的所述倚靠座(10)內，使得定位在所述座(10)內所述橡膠環(9)的外徑小於或等於所述倒鉤配件(4)本身的直徑並小於所述孔(5)的直徑； -所述倚靠座(10)經由圓錐斜面(12)輻延到設置在所述軸(4)的另一部分內的、所述墊圈(7)的所述工作座(11);其中所述工作座(11)的直徑大於所述倚靠座(10)的直徑並小於所述軸(4)本身的直徑； -在所述軸(4)沿軸向插入所述孔(5)期間，所述孔(5)的邊緣設置成與所述凸緣(8)接合，從而將所述墊圈(7)沿所述圓錐斜面(12)從所述倚靠座(10)軸向移位到所述工作座(11);由此實現所述橡膠環(9)在所述孔(5)的內表面與所述軸⑷的外表面之間的逐漸壓縮直至在所述工作座(11)內的最大壓縮，因此確保壓力密封。
2.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，所述軸(4)的待插入所述孔(5)的端部設想為用作校準座(SC)的另一部分，所述校準座由具有適當斜度的截錐形區域構成，適於恢復切割成一定尺寸的管的孔的圓度，其中切割截面呈橢圓形。
3.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，所述校準座(SC)經由肩部(13)連結到相鄰倚靠座(10)，所述肩部(13)上倚靠有橡膠環(9)的邊緣以防止所述墊圈(7)與所述倒鉤配件(4)意外分開。
4.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，一旦形成聯接，所述凸緣(8)的前表面就設定成以徑向展開的方式承載特意設置的肩部(14)，所述肩部(14)沿垂直於所述工作座(11)端部的方向伸出。
5.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，在所述孔(5)形成在外部管內的情況下，為了在各部件聯接之後將各部件軸向固定以得到接頭，成形套管(15)被提供，所述成形套管(15)在面向所述倒鉤配件(4)根部的一側上設有固定區域，而在相對側上設有圓錐座，具有內部齒(16)的圓錐環(27)在所述圓錐座內滑動，所述內部齒(16)設計成抓持在前述外部管(5)的外表面上以防止各部件脫開聯接和隨後推配型接頭(Ia)的打開；所述固定區域藉助於特意設置的咬接(C)或螺紋(F)被軸向約束於所述倒鉤配件(4)。
6.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，所述成形套管(15)設有一個或多個通孔(19)，所述通孔(19)沿圓周均勻分布並適當定位成使得當適當形成接頭時，從每個孔(19)能夠看見所述剛性環螺母(8)的僅一部分和所述外部管(5)的側表面的一部分。
7.如權利要求4所述的墊圈(7)，其特徵在於，在所述孔(5)形成在外部管內的情況下，為了在各部件聯接之後將各部件軸向固定以得到接頭，外部管狀套管(17)被提供，所述外部管狀套管(17)在獲得所述密封接頭之後設計成以已知方式塑性變形以將所述管(5)的適當內部環形區域壓靠特意設置在所述校準座(SC)的外表面上的、鄰近所述肩部(13)的夾持齒(18)。
8.如前述權利要求所述的墊圈(7)，其特徵在於，所述外部套管(17)設有一個或多個通孔(19)，所述通孔(19)沿圓周均勻分布並適當定位成使得當適當形成接頭時，從每個孔(19)能夠看見所述剛性環螺母(8)的僅一部分和所述外部管(5)的側表面的一部分。
9.一種用於高壓管的接頭，其特徵在於，所述接頭組合地包括設計成軸向配裝在內部管或倒鉤配件(4)上的外部管或孔(5)和根據前述實施例設於所述內部管或倒鉤配件(4)和所述外部管或孔(5)之間的複合滑動墊圈(7)。
【文檔編號】F16L41/08GK104321565SQ201280073585
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2012年4月24日 優先權日:2012年4月24日
【發明者】G·比扎瑞尼 申請人:庫斯有限公司