本发明公开一种连接组件，其用于端到端地将管元件相互连接。第一和第二环状物连接于各管元件的一端。各环状物设向外的表面，所述向外的表面上设收容密封部件的槽。当所述管的端部按端到端的关系排列时带状物设置在所述环状物上并包围所述环状物。所述带状物具有与所述密封部件配合的向内的表面。所述带状物还具有相对设置的端面。侧板连接于各端面。所述侧板沿径向向内伸出并与所述环状物叠盖配合以将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。
1.一种连接组件，其用于端到端地将管元件相互联接，所述连接组件包括：第一环状物，其附接到其中一个所述管元件的一端，所述第一环状物收容并包围所述其中一个管元件，且在所述第一环状物中具有朝向外的圆周槽；
第一密封部件，其设置在所述第一环状物的所述槽内，所述第一密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
第二环状物，其附接到其中另一个所述管元件的一端，所述第二环状物收容并包围所述其中另一个管元件，且在所述第二环状物中具有朝向外的圆周槽；
第二密封部件，其设置在所述第二环状物的所述槽内，所述第二密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
带状物，其收容和包围所述第一和第二环状物，所述带状物具有朝向内的表面，所述朝向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合，所述带状物具有相对布置的第一和第二端面；和附接到所述第一端面且包括多个段的第一侧板，和附接到所述第二端面且包括多个段的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板自所述带状物沿径向向内伸出并分别与所述第一和第二环状物叠盖配合，由此将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。
2.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：其中一个所述侧板永久地附接于所述带状物。
3.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：其中一个所述侧板可拆卸地附接于所述带状物。
4.根据权利要求3所述的连接组件，其特征在于：所述连接组件进一步包括用于将所述其中一个侧板可拆卸地附接到所述带状物的螺纹紧固件。
5.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述第一侧板包括两个所述段。
6.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：其中一个所述侧板具有多个与所述环状物配合的螺纹孔，所述螺纹孔适于收容能与所述环状物配合的起重螺丝，所述起重螺丝的转动拉动所述带状物脱离所述环状物以拆卸所述连接组件。
7.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述带状物包括第一和第二箍状物，所述第一箍状物包括所述第一端面和径向延伸的第一法兰，所述第一法兰位于所述第一端面的对面，所述第二箍状物包括所述第二端面和径向延伸的第二法兰，所述第二法兰位于所述第二端面的对面，所述法兰按面对关系设置且相互附接以将所述箍状物相互附接在一起。
8.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：至少其中一个所述环状物是锥形的。
9.根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于：所述连接组件进一步包括位于至少其中一个所述侧板中的肩状部分，所述肩状部分朝向其中一个所述环状物并能与其配合。
10.根据权利要求7所述的连接组件，其特征在于：所述第一侧板永久地附接于所述第一端面。
11.根据权利要求10所述的连接组件，其特征在于：所述第二侧板永久地附接于所述第二端面。
12.根据权利要求7所述的连接组件，其特征在于：所述第一侧板可拆卸地附接于所述第一端面。
13.根据权利要求12所述的连接组件，其特征在于：所述连接组件进一步包括用于将所述第一侧板可拆卸地附接到所述第一端面的螺纹紧固件。
第一管元件，其具有附接到其一端的第一环状物，所述第一环状物收容并包围所述第一管元件，且在所述第一环状物中具有朝向外的圆周槽；
第一密封部件，其设置在所述第一环状物的所述槽内，所述第一密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
第二管元件，其具有附接到其一端的第二环状物，所述第二环状物收容并包围所述第二管元件，且在所述第二环状物中具有朝向外的圆周槽；
第二密封部件，其设置在所述第二环状物的所述槽内，所述第二密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
带状物，其收容和包围所述第一和第二环状物，所述带状物具有朝向内的表面，所述朝向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合，所述带状物具有相对布置的第一和第二端面；和附接到所述第一端面且包括多个段的第一侧板，和附接到所述第二端面且包括多个段的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板自所述带状物沿径向向内伸出并分别与所述第一和第二环状物叠盖配合，由此将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。
15.根据权利要求14所述的管接头，其特征在于：所述侧板可拆卸地附接于所述带状物。
16.根据权利要求15所述的管接头，其特征在于：所述管接头进一步包括用于将所述侧板可拆卸地附接到所述带状物的螺纹紧固件。
17.根据权利要求14所述的管接头，其特征在于：所述第一和第二侧板各自包括两个所述段。
18.一种连接组件，其用于端到端地将管元件相互连接，所述连接组件包括：第一环状物，其附接到其中一个所述管元件的一端，所述第一环状物同轴地收容所述其中一个管元件，且在所述第一环状物中具有朝向外的圆周槽；
第一密封部件，其设置在所述第一环状物的所述槽内，所述第一密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
第二环状物，其附接到其中另一个所述管元件的一端，所述第二环状物同轴地收容所述其中另一个管元件，且在所述第二环状物中具有朝向外的圆周槽；
第二密封部件，其设置在所述第二环状物的所述槽内，所述第二密封部件围绕所述槽沿圆周延伸；
带状物，其同轴地收容所述第一和第二环状物，所述带状物具有朝向内的表面，所述朝向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合，所述带状物具有相对布置的第一和第二端面；和附接到所述第一端面且包括多个段的第一侧板，和附接到所述第二端面且包括多个段的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板自所述带状物沿径向向内伸出并分别与所述第一和第二环状物叠盖配合，由此将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。
19.一种端到端地将管元件相互附接的方法，所述方法包括：
将第一环状物附接到一个管元件，所述第一环状物具有在所述第一环状物中朝向外的圆周槽；
将第二环状物附接到另一个管元件，所述第二环状物也具有在所述第二环状物中朝向外的圆周槽；
将所述第一环状物插入穿过沿圆周延伸的带状物，以使所述带状物不叠盖于所述第一环状物中的圆周槽上；
使所述带状物轴向滑动越过所述环状物，所述带状物具有朝向内的表面，所述朝向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合；和将多个侧板附接到所述带状物的相对端面，每一个侧板包括多个段，所述侧板自所述带状物沿径向向内伸出与所述环状物叠盖配合并将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。
带状软管连接件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用作将管道连在一起的机械管道连接件，尤其是使管道之间具有轴向的、扭转的和角度的灵活性的连接件。【背景技术】
[0002] 用以输送流体(液体、气体、粉末、泥浆、软泥等)的管网应用于范围很广的行业中，包括石油工业、化学工业、采矿业、建筑业、制造业、以及在市政供水服务业。利用相互密封连接的管段和机械配件有利于组装管网。机械配件通常包括与管端配合并由可拆卸的紧固件连在一起的连接件。
[0003] 采用机械配件有利是因为它们避免明火或电弧的使用，如焊接中所需要的，从而实现管端之间的流体紧密连接。机械配件的组装相比焊接或钎焊需要的技能较少，因此，它们安装成本较低。机械配件也为管网的修改或修理提供更大的灵活性，因为通过简单地取下现有的连接件和制造所需要的新的连接就可实现修理或增加新的部分。
[0004] 对许多管网而言一个共同的问题是连接缺乏轴向(沿管纵向)、扭转(绕管的长轴旋转)和角度(相互连接的管之间的相对角度)的灵活性。刚性连接意味着管被切割的公差和它们连接的角度必须保持在相对窄的范围内以使管网能没有显著偏离计划而按计划连接在一起。这是昂贵的并且在管的长度上不可能始终保持必需的严格的公差，特别是当在野外组装管网时，而不是在切割和组装的条件更受控制的车间内进行组装。
[0005] 软管连接对于必然要膨胀或收缩却要保持流体紧密连接的管网而言也是有利的。举一个例子，适用于从碎煤机风动运输煤粉到发电站的熔炉的管网必须有足够的灵活性以保持其连接到熔炉，当管网运作时其会因煤燃烧时产生的热量而尺寸膨胀。
[0006] 此外，在化工厂或精炼厂里的管道，例如，运输比周围条件热或冷的流体的管道，遭受加热和冷却的循环，于是引起长度上的相关变化。这些管网通常需要多级伸缩接头或环状物以避免由于膨胀和收缩而对管道产生过应力，特别是那些长管的运行。由软连接件连接的管道容易适应由于热膨胀和收缩的挠曲，因而在管网中排除使用特别的伸缩接头或环状物。
[0007] 管网也可能遭受显著的运动，例如，当其建造在地球的地震活跃区域之上。在震动和地震过程中发生的管道挠曲可被保持接头的流体完整的软性连接件所适应。
[0008] 因此显然有必要提供一种管道连接件，其为管网的连接提供一定程度的灵活性以使管网能够按照计划在野外组装，根据设计，不需要保持严格的公差或对基本上偏离计划的地方修改，并且能够适应热膨胀和收缩以及其它挠曲而不损害连接的完整性。【发明内容】
[0009] 本发明涉及一种用于端到端地将管元件相互连接的连接组件，和由所述连接组件形成的管接头。所述连接组件包括连接到其中一个所述管元件的一端的第一环状物。所述第一环状物收容并包围所述其中一个管元件，且所述第一环状物具有向外的圆周槽。第一密封部件设置在所述第一环状物的所述槽内并在所述槽内沿圆周延伸。第二环状物连接到另外其中一个所述管元件的一端。所述第二环状物收容并包围所述其中另一个管元件，且所述第二环状物具有向外的圆周槽。至少其中一个所述环状物可能是锥形的。第二密封部件设置在所述第二环状物的所述槽内并在所述槽内沿圆周延伸。带状物收容和包围所述第一和第二环状物。所述带状物具有向内的表面，所述向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合。所述带状物具有相对设置的第一和第二端面。第一侧板连接到所述第一端面，且第二侧板连接到所述第二端面。所述侧板自所述带状物沿径向向内伸出并与所述第一和第二环状物部分叠盖(overlap)配合，由此将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。至少其中一个所述侧板可具有肩状部分，所述肩状部分朝向其中一个所述环状物并与其配合。
[0010] 所述侧板可以可拆卸地或永久地连接于所述带状物。螺纹紧固件可用于可拆卸地将一个或多个所述侧板连接到所述带状物。所述侧板可包括一个单一的整体部分，所述整体部分绕所述管元件或者多个段完全延伸。
[0011] 在另一个实施方案中，所述带状物包括第一和第二箍状物。所述第一箍状物包括所述第一端面和径向延伸的第一法兰，所述第一法兰位于所述第一端面的对面。所述第二箍状物包括所述第二端面和径向延伸的第二法兰，所述第二法兰位于所述第二端面的对面。所述法兰按面对关系设置且相互连接以将所述箍状物相互连在一起从而形成所述带状物。
[0012] 衬垫密封地设置在所述第一和第二法兰之间以密封由所述连接组件形成的接头。所述侧板可以可拆卸地或永久地连接于所述端面，且其可包括单一的整体部分，所述单一的整体部分绕所述管元件或者可包括多个段的其中一个所述管元件完全延伸。
[0013] 本发明还包括一种端到端地将管元件相互连接的方法。所述方法包括：
[0014] (1)将第一环状物连接到其中一个所述管元件，所述第一环状物具有向外的圆周槽；
[0015] (2)将第二环状物连接到另一个所述管元件，所述第二环状物也具有向外的圆周槽；
[0016] (3)将所述第一环状物插入穿过沿圆周延伸的带状物，以使所述带状物不叠盖于所述第一环状物中的圆周槽上；
[0017] (4)在所述第一环状物的槽内设置第一密封部件；
[0018] (5)在所述第二环状物的槽内设置第二密封部件；
[0019] (6)使相互邻近的所述第一和第二环状物排成同轴的直线；
[0020] (7)使所述环状物轴向滑动越过所述带状物，所述带状物具有向内的表面，所述向内的表面与所述第一和第二密封部件密封配合；和
[0021] (8)将多个侧板连接到所述带状物的相对端面，所述侧板与所述环状物配合并将所述管元件按端到端的关系保持在所述带状物内。【附图说明】
[0022] 图1是根据本发明的管连接组件的轴向视图；
[0023] 图2-5和2A是沿图1中线2-2的剖视图；
[0024] 图6是根据本发明的管连接组件的另一个实施方案的轴向视图；
[0025] 图7-10，7A和7B是沿图6中线7-7的剖视图；
[0026] 图11是根据本发明的管连接组件的又一个实施方案的轴向视图；和[0027] 图12是根据本发明的管连接组件的再一个实施方案的轴向视图。
[0028] 【具体实施例】
[0029] 图1显示的是根据本发明的连接组件10的轴向视图。该连接组件按端到端的关系连接管元件。如图2所示，连接组件10包括第一和第二环状物12和14，它们连接到管元件16和18的两端。环状物12和14的内径20和22大于管元件的外径24和26，这样管元件可同轴地插入图示对应的环状物内。环状物连接到管元件的方式最好是焊接，但钎焊及螺纹连接也是可行的。或者，环状物可与管元件一体成型，例如，以一个径向突出的圆周法兰的形式。
[0030] 每个环状物12和14有一个向外的圆周槽28，该槽收容一个密封部件30，在这个例子中密封部件是一个O形环。这些环状物最好被带状物32同轴收容。带状物32具有位于直径上的向内的表面34，以便其密封接触密封元件。此外，带状物32是足够宽到当管元件16和18的两端之间存在一个预定的间隙36时它均叠盖在环状物12和14上。图3显示的是管元件16和18轴向和成角度地彼此移置。使密封部件30和侧板42之间的环状物12和14的至少部分相对于管元件16和18的轴成锥形，这对于管元件的相对角度偏转提供空隙从而防止束缚和可能损害带状物32的内表面34以确保密封部件30和带状物32之间的流体紧密配合是有利的。每个环状物首选约为2°的圆锥角31(见图2)以便在管元件
16和18之间提供一个约为4°的总的角度偏转。带状物32也具有第一和第二端面38和
40，它们相对设置。多个侧板42连接到这些端面，最好是通过带螺纹的紧固件44。侧板42径向向内突出并叠盖在环状物12和14上。环状物和侧板之间的配合将管元件按端到端的关系保留在带状物32内。最好如图1所示，可能有两个连接到端面38的侧板42a和42b，每个侧板对向基本约180°的圆形弧。其它的实施方案，例如图11中显示的一个，它可以具有每一个端面有两个以上侧板的带状物。图12显示的实施方案中侧板42是全360°延伸的单一的整体部分。然而，与整体的侧板相比多个侧板的实施方案是有利的，因为它们不需要进入管元件的自由端组装连接组件，该自由端也不连接环状物。
[0031] 尽管首选的是将端面38和40可拆卸地连接侧板42，但是在另一个实施方案中，如图2A所示，一个或多个侧板42可拆卸地连接到其中一个端面40，例如，通过紧固件44。在带状物32的相对端33，侧板42与带状物一体成型或以另外的方式进行连接，例如，通过焊接，以使其不可拆卸。
[0032] 参考图4对根据本发明的连接组件的组装作出描述。管元件16和18具有图示的焊接到或接近其对应端的环状物12和14，且带状物32在其中一个管元件(在这个实施例中是管元件18)上滑行至一个点，在此点环状物14中的圆周槽28外露。密封部件30尚未出现在槽28中以便使带状物轻松滑过环状物14。各个密封部件30随后装入对应的环状物的槽28内且管元件实现同轴的、端到端的关系。为防止损坏密封部件，沿圆周间隔基本相同距离的三个或更多的螺纹轴46(图中只显示了其中一个)，它们穿过一个或多个侧板42，该侧板与管元件16上的环状物12配合。每个螺纹轴与对应的设在带状物32的端面38的其中一个螺纹孔48配合，除此之外该螺纹孔收容将侧板42连接到带状物的端面38的螺纹紧固件44。驱动螺母50穿过轴46。当螺母50被拧紧，它们接触侧板42并向着管元件16拉轴，轴向拖动带状物32越过环状物14和12，带状物压紧密封部件30则实现流体紧密连接。轴46和驱动螺母50用于在移动带状物时提供机械优势，由于压紧密封部件30所需要的力量很大，因而难以靠手迫使带状物越过环状物12和14。对于具有多个侧板的实施方案，有利的做法是采用三个以上的间隔基本相同距离的轴46和驱动螺母50，依次以有限的量拧紧每一个螺母以使带状物32基本被拉动越过环状物而不会相对于管元件的纵向轴发生显著的角度偏转。多个轴的使用防止带状物发生倾斜，由此避免损坏密封部件30及束缚带状物，带状物被束缚可能导致损害带状物的向内的表面并由此可能损害该连接的流体紧密。多个轴还能防止侧板发生倾斜，进而降低当被拧紧时轴束缚的机会。
[0033] 为进一步防止损害密封部件30，侧板42可具有面向环状物12和14设置的肩状部分43。当转动其中一个驱动螺母50时，带状物32趋于向管元件16和18的中心倾斜。如果这个角位移没有限制，被拧紧的螺母的轴46可能接触到密封部件并且当轴拉动带状物32越过环状物12和14时部分锯穿密封部件。侧板上的肩状部分43与环状物12配合并限制带状物32和轴46的角位移。
[0034] 参考图5对连接的拆卸进行描述。侧板从带状物32的端面40移开，且三个或更多的螺纹轴52(显示的只是其中一个)分别与侧板或连接到带状物32的端面38的板42中的螺纹孔54配合。孔54与环状物12配合致使轴52的转动推动环状物并将带状物拉离环状物12和14，暴露出密封部件30，如假想线所示。然后密封部件于是可能会被取下并替换或进行其它修理。
[0035] 图6和7显示的是根据本发明的连接组件的另一个实施方案。连接组件56包括连接到管元件16和18或与管元件16和18一体成型的环状物12和14，环状物具有收容密封部件30的槽28。环状物和密封部件被具有端面60和62的带状物58包围，侧板42通过紧固件44连接到端面以将管元件按照端到端的关系保持在带状物内。带状物58由第一和第二箍状物64和66组成。箍状物64包括端面60和与端面60相对设置的径向延伸的法兰68。箍状物66包括端面62和与端面62相对设置的径向延伸的法兰70。法兰68和70可成面对关系以使箍状物相互连接并形成带状物58。法兰设有孔72，孔72相互配合以收容螺纹紧固件，例如螺栓74，从而使箍状物相互固定并形成带状物58。法兰70可能具有向法兰68轴向突出的唇状物71。唇状物71可能沿圆周连续设置或间断地围绕法兰设置，唇状物71的内径大小适于收容配对法兰68以帮助箍状物放置在彼此同心的位置并保持该位置。为确保该连接的流体紧密，可在法兰之间设置衬垫76。
[0036] 当将箍状物64和66组装成带状物58时，带状物58是足够宽到当管元件16和18的两端之间有预定间隙78时带状物58叠盖于环状物12和14之上。图8显示的是管元件16和18轴向和成角度地彼此移置。
[0037] 尽管首选的是将端面60和62均可拆卸地连接侧板42，但是在另一个实施方案中，如图7A所示，一个或多个侧板42可以可拆卸地连接到其中一个端面60，例如，通过紧固件44。在带状物58的相对端63，侧板42与带状物(箍状物66)一体成型或以另外的方式(例如，通过焊接)进行连接，以使其不可拆卸。如图7B所示，对于箍状物的实施方案，在带状物58的两端设置一体成型的侧板42也是可行的。
[0038] 参考图9对连接组件56的组装进行描述。环状物12和14连接到管元件16和18。然后箍状物64设置在与环状物12同轴的位置并包围环状物12，同时槽28外露。同样，箍状物66设置在与环状物14同轴的位置并包围环状物14，同时位于该环状物内的槽
28外露。接着，利用螺栓44将侧板42分别连接到箍状物64和66的端面60和62。密封部件30设置在各环状物12和14的槽28内。管元件按端到端的关系设置，法兰68和70按面对关系设置。衬垫76的位置设计使其与其中一个法兰接触，且箍状物64和66绕管元件的纵向轴转动以使法兰的孔72排成直线。许多细长的螺栓80穿过各法兰68和70中排成直线的孔72。在法兰周围最好有四个延伸的螺栓，它们间隔相同的角度。螺母82与螺栓80配合，当螺栓被拧紧时(逐渐地，在螺栓之间交替进行)将箍状物64和66朝向彼此的方向拉动，压紧密封部件30并使法兰与衬垫76接触，如假想线所示。然后用较短长度的螺栓74(见图7)将法兰相互连接，从而形成带状物58，压紧衬垫76并确保流体紧密连接。
细长的螺栓80在起到拉动箍状物的作用后被取下并替换为较短的螺栓74。
[0039] 图10显示的是一种拆卸连接组件56的方法。自法兰68和70取下螺栓74。自带状物58的端面62取下侧板42，并且一些(最好是4个)起重螺丝82与端面62中的螺纹孔48配合。包括连接到底座88的指状物86的拉制工具84可滑动地安装在起重螺丝上。底座88具有收容起重螺丝的开口90。指状物86与环状物14配合且螺母92穿过起重螺丝位于底座88后面。当螺母被拧紧时，该螺母拉动箍状物66使其脱离与箍状物64的配合并且越过环状物14到达如假想线所示的位置。最好地，使用多个起重螺丝和拉制工具以尽可能地减小箍状物和管元件18之间的角度偏转，并避免箍状物倾斜和轧压环状物。对面的箍状物64用相同的方式拆卸。需要进一步指出的是，如上面关于图5中包含一个单一带状物32的实施方案10的描述，采用起重螺丝配合侧板中的螺纹孔也可实现对连接组件实施方案56的拆卸。同样，如对连接组件56的描述，采用拉制工具84也可拆卸连接组件10。
