一种管接头和其连接方法技术

一种包括管形内部构件（９）的接头，该内部构件构成一个管套，其大小正好可以容纳接头所要连接的管道。内部构件（９）放置在管状壳体（１）里面以构成一封闭的环形腔，而且设有一个穿过壳体的注入孔（２）以便与密封腔连通。使用时，加压流体比如可凝固树脂通过注入孔（２）注入密封腔中。注入流体的压力足以使管形内部构件（９）发生径向向内的变形，从而夹住装在管套里面的管子（１３、１４）。可以施加压力达到预定的极限，或直至密封失效。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种接头，并涉及将某一元件比如管子连接到接头上的方法。已经知道有许多接头设计方案，它们设法在接头和插入接头中的某一元件比如管子之间实现牢固的密封连接。许多已知的接头依靠接头套管和管道外表面之间的如可变形金属环的机械压缩。其它已知的接头利用热固性中间组分来实现管道与接头之间的密封。本专利技术涉及依靠接头部件机械变形的接头。机械接头通常使用在负责安装的人员难以用系统的方法来完成所有必要的工艺程序的情况下。例如，要相互连接的管道相对较易变形，比如在供水和供气工业中广泛使用的高密度聚乙烯管道，必须将一个衬管塞入接头所要连接的管道的端部，以防止当装配接头时管道径向向内过度变形，而且对于许多接头还必须将另外的部件安置在管道周围，最后装配完成时这些部件是看不见的。对已装配完的接头的外部检查并不能使检查员查出衬管和其它任何部件是否都已经适当地设置。并且也难以确保插入接头中的管道端部没有被脏物污染至会破坏接头完整性的程度。这在使用的机械接头只依靠管道外表面和径向压缩接头部件之间的有限轴向接合的情况下确实是一个问题。而且也不可能通过外观检查来核实是否已有足够的力量施加到接头部件上以实现牢固的相互连接。例如，依靠压接工具或接头壳体的相对转动和螺纹压缩件来施加预定力量的接头，即使装配人员没有施加所要求的力量，也可能在外观检查时表现出已经正确装配。某些已知接头的另一个问题是需要用复杂及笨重的工具如液压机来装配接头。对于大直径的接头情况更是如此。这样的工具很难在现场使用，例如在为接近埋藏的管道而挖开的壕沟中。本专利技术的目的是要提供一种能够避免或减轻上述问题的接头。根据本专利技术所提供的接头包括一个管形的内部构件，形成一个管套用于容纳接头所要连接的元件；一个环绕管形内部构件的外部构件，与管形内部构件形成一个环形腔；一个与环形腔连通的注入孔，通过注入孔将流体输入环形腔中来加压，环形腔中的高压使内部构件径向压缩以夹住管套中的元件。本专利技术还提供了一种将一个元件连接到接头上的方法，接头包括一个构成管套的可径向压缩的管形构件，将元件插入里面，其中管形构件周围形成一个密封腔，然后将加压流体注入密封腔中，注入流体的压力足以使管形构件径向向内变形而夹住元件。根据本专利技术的接头和方法，所设计出的接头使用户知道倘若有足够的压力传递到接头上，接头套管中的管形内部构件就会变形至足够的程度以确保牢固连接。如果该接头用于容易变形的元件比如高密度聚乙烯管道，而事先又没有将衬管放入管道里面，那么管道在相对较低的外加压力下就会发生十分明显的塌陷。没有部件会被偶然遗漏。因此可以很容易地发现不正确的接头装配。压力可以施加至预定的极限，此时由接头的设计知道已经发生适当的管道变形。另一种方法是，可以施加压力直至流体从密封腔的密封圈中泄漏，在这样情况下可以将密封失效认为是对已经施加要求压力的确认。例如可以装有一个防爆膜，当已经达到预定的压力极限时会破裂。比如，该预定的压力极限可以为3000磅/平方英寸(211公斤/平方厘米)。加压流体可以在环形腔里面凝固，结果在外加压力释放之后还能保持对管形内部构件的支撑。可以用简单的液压泵系统来输送加压流体。虽然该接头在将空心管道连接到一起时具有特别的实用性，但它也可用于连接任何可以插入管套中的元件，元件的大小应在内部构件压缩之后能被夹住。两个密封可以位于内部和外部构件之间，沿管形内部构件的长度方向间隔一段距离并位于注入孔的两侧，密封封闭环形腔的末端。例如，密封可以包括位于内部和外部构件之间的O型圈、爆炸焊接接头、钎焊或黄铜焊接接头。可以设有两对密封，每一对密封分别构成与各自加压流体注入孔相通的密封腔。如果设有当密封腔中的压力超过预定极限时将加压流体从密封腔中释放的装置，该加压流体释放装置可以包括设置在外部构件中的一个防爆膜，或者由内部和外部构件之间的一个密封圈组成，该密封圈在内部构件达到预定的径向压缩之后失效。管形内部构件中可以设有一径向向内扩展部分以限制元件插入管套的深度。外部构件可以是具有足够强度的管子以阻止因密封腔加压而产生的膨胀。另一种方法是，外部构件可以变形而注入孔包括与支撑夹具中开孔接合的装置，接头可以容纳在支撑夹具里面，支撑夹具阻止外部构件因密封腔中的加压引起的径向向外膨胀，其中密封腔与注入孔是相通的。注入孔可以包括一径向向外贯穿可变形外部构件的管子，该管子适合于插入夹具开孔中。夹具开孔可以支承一个密封圈，注入管与其接合以防止加压流体从夹具和可变形外部构件之间渗出。可以设有用来防止加压流体从密封腔漏失的装置。这样的配置在密封腔中充有加压之后会凝固的流体时特别适宜。该失压防止装置可以由注入孔中的一个止回阀组成。管形内部构件可以是一段铜管。当该接头用于可变形的元件比如高密度聚乙烯管道时，可以将一个衬管插入管道的端部，该衬管用来限制管道的径向向内变形。衬管最好具有表面构造，例如沿圆周延伸的齿、或是沿圆周延伸的凹槽、或是径向穿透衬管的开孔，以夹住径向向内变形之后的管道。衬管可以连在一个法兰上。首先塞入管道中的衬管末端可以向外张开，且衬管的长度小于管套的长度，因此管道径向向内变形的部分在衬管的张开末端两侧轴向延伸。在使用时，衬管的一端可以插入接头要连接的两根管道中某一根的端部，而另一端插入两根管道中另一根的端部。衬管上可以设有突肋以形成膨胀接头，使管形衬管可以轴向伸缩。衬管上可以设有突出部以限制衬管插入管道的深度。管形内部构件中可以放入一个加强件，使加强件由于密封腔中的加压而径向压紧在元件上。加强元件可以是一个金属线圈。在密封腔的加压过程中，元件里面可以放置一个加强件以防止元件的塌陷。加强件可以包括一个在接头加压之后还保留在接头里面的衬管，以及一个在接头加压之后被移去的活动支撑件。活动支撑件可以包括两个可相互接合的楔形件。现在将参考附图并通过实例来介绍本专利技术的实施例，其中附图说明图1是根据本专利技术的接头和在插入接头之前的两个管道端部的剖视图；图2与图1类似，是在管道端部插入接头之后的视图；图3与图2类似，是在接头部件变形以牢固地夹住插入的管道端部后的视图；图4是根据本专利技术的另一个接头的部件和准备插入该接头的两个管道端部的剖视图；图5与图4类似，是管道端部插入接头之后的视图。图6与图5类似，是在接头部件变形以夹住管道端部后的视图；图7是可以按图6中所示方法使接头部件变形的装置的示意性局部剖视图；图8与图7类似，是在该装置推进到与接头接合之后的视图；图9示出了将加压流体注入图7和8的接头中；图10是根据本专利技术的另一种接头的部件和插入接头之前的两个管道端部的剖视图；图11、12和13示出了图10中所示部件的顺序的装配过程；图14示出了使用可凝固的树脂后图13中的装配组件；图15示出了施加相当大的端部荷载后图14中的组件；图16是根据本专利技术的另一种接头的装配组件的剖视图；图17、18、19和20示出了图16中所示接头的顺序的装配过程；图21和22示出了用于图16中接头的另一种可供选择的管道衬管；图23和24示出了利用一个金属线圈来提高轴向强度；图25是与图16类似的接头的剖视图，示出了一个防爆膜压力释放装置；图26是类似于图16的接头的剖视图，但是加入了一个注入孔阀门；图27是图26中注入孔阀门的详图；图28示出了用接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接头，包括：一个管形的内部构件，形成一个管套用于容纳所述接头所要连接的元件；一个环绕所述管形内部构件的外部构件，与所述管形内部构件形成一个环形腔；一个与所述环形腔连通的注入孔，通过所述注入孔将流体输入所述环形腔中来加压，所述环形腔中的高压使所述内部构件径向压缩以夹住所述管套中的元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M雷德曼，
申请(专利权)人：特莱科恩集团有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]