專利名稱：通過螺紋卡爪進行鎖定的連接設備和包括此設備的連接器的制作方法
技術領域：
本發明涉及連接設備。本發明的領域是為“高壓”應用提供的連接器，所述應用例如為管的可拆結合，其中氣態和/或液態流體以10至250巴附近的壓力循環。
背景技術：
EP-A-O 804 701描述了一種連接設備，其包括管狀本體和相對于本體滑動的外部套筒。本體配有卡爪，卡爪可以與本體徑向間隔開以連接公連接元件，該公連接元件是設備所必須連接的。卡爪和公連接元件各設有彼此互補的包括螺紋元件的接合輪廓。滑動地安裝在本體的中心處的密封活塞用來壓靠在公連接元件上。能夠沿軸向獨立運動且被彈簧加載的滑環布置在密封活塞和卡爪之間。該滑環能夠在設備的脫開聯接構造下與卡爪接合， 以保持卡爪處于打開位置。另外，滑環安裝成在聯接過程中能夠與密封活塞一起運動，以釋放卡爪并允許卡爪接合在公連接元件上。這種設備的可靠性不足。更確切地，卡爪和公連接元件的互補接合輪廓的鎖定不確定。實際上，取決于插入在卡爪(卡爪抵接活塞，活塞則抵接本體)之間的連接器的角度方位，會發生相對的輪廓的螺紋軸向偏移，這導致不能被用于鎖定卡爪的外部套筒覆蓋的卡爪不完全閉合。如果卡爪的螺紋座置于在螺紋的面對其嘴部的一側的公連接元件的螺紋頂點附近，則該公連接元件被活塞推回，并且軸向移動，直到螺紋完全嚙合并且卡爪被滑動的外部套筒完全覆蓋。然而，如果卡爪的螺紋坐置于在螺紋的與其嘴部相反的一側的公連接元件的螺紋頂點附近，則接合輪廓不可能在卡爪的完全鎖定方向上相對運動。在這種情況下，卡爪與本體接觸，而公連接元件經由密封活塞抵接在本體上。卡爪因此未被充分地鎖定，一旦操作人員釋放設備的外部鎖定套筒，則卡爪被彈出，并且公元件被活塞推回。因此， 在“高壓”應用中，這種設備帶來了對于操作人員的一個顯著的安全問題。

發明內容
因此，本發明的目的是提出一種適于利用螺紋卡爪進行自動連接的連接設備，同時提高操作人員的安全性和連接的可靠性。為此，本發明涉及一種適于傳遞加壓的氣態和/或液態流體的連接設備，所述連接設備構造成與設有接合輪廓的連接端聯接，所述連接設備和所述連接端中的第一元件構造為公元件，并且所述連接設備和所述連接端中的第二元件構造為母元件，所述連接設備包括-管狀本體，所述管狀本體沿縱向軸線在處于聯接構造時的面對所述連接端的前側與處于所述聯接構造時的背對所述連接端的后側之間延伸，-控制構件，所述控制構件能夠相對于所述管狀本體沿所述縱向軸線滑動，-至少一個聯接構件，所述至少一個聯接構件安置在本體與控制構件之間，并且包括與所述連接端的所述接合輪廓互補的接合輪廓，以及-可彈性變形裝置，所述可彈性變形裝置能夠將所述控制構件朝所述前側推回到每個聯接構件鎖定在所述連接端上的保持位置，所述連接設備的特征在于其還包括可彈性變形裝置，所述可彈性變形裝置能夠將所述聯接構件朝所述后側推回到在每個聯接構件與所述本體之間限定出軸向游隙的位置， 所述軸向游隙允許每個聯接構件相對于所述本體并抵抗作用在所述聯接構件上的可彈性變形裝置朝鎖定在所述連接端上的位置的軸向運動。因此，公連接元件和母連接元件能夠自動地且對操作人員而言安全地連接。所述聯接構件或每個聯接構件由于所述軸向游隙的存在而能夠軸向運動。結果，通過確保互補接合輪廓(具體地為螺紋)之間的理想的相互作用實現了連接設備從脫開聯接構造朝聯接構造的致動。可彈性變形裝置一即一個或多個彈簧一布置在連接設備中，以便一方面作用在控制構件上以及另一方面作用在聯接構件上。實際中，卡爪的軸向革新極大地減少了互補螺紋之間鎖定的風險，這種鎖定能夠導致連接斷開并使操作人員和高壓裝置處于危險中。根據單獨地或組合地考慮的本發明的其他有利特征-每個聯接構件的接合輪廓和所述連接端的所述接合輪廓是互補的螺紋和攻絲， 所述螺紋和攻絲具有相同的頂角和螺紋螺距，并且所述軸向游隙大于或等于所述螺紋和攻絲的半螺距；-所述連接設備具有在所述控制構件與每個聯接構件之間的接觸界面，所述接觸界面相對于所述縱向軸線傾斜；-所述接觸界面由所述控制構件的錐形表面限定，所述錐形表面在包括所述縱向軸線的平面內限定出相對于所述縱向軸線的傾斜角，并且所述傾斜角小于或等于所述螺紋的頂角；-所述連接設備具有在所述控制構件與每個聯接構件之間的接觸界面，所述接觸界面相對于所述縱向軸線傾斜，所述接觸界面在包括所述縱向軸線的平面內限定出相對于所述縱向軸線的傾斜角，并且所述傾斜角小于或等于所述螺紋的頂角；-所述每個聯接構件具有可彈性變形部分，所述每個可彈性變形部分構造成通過變形使所述聯接構件的接合輪廓徑向移動；-所述聯接構件包括多個卡爪，所述多個卡爪繞所述縱向軸線沿徑向分布并且連接于共有的基本環形的基部上；-所述聯接構件經由布置在所述本體的殼體中的基部與所述本體協作，所述軸向游隙限定在所述基部與所述殼體之間；-所述連接設備還具有在所述本體內滑動的活塞，所述活塞的第一端形成閥，并且所述活塞的第二端形成彈性止動件，所述閥彈性地返回到形成于所述本體上的閥座上，所述彈性止動件能夠軸向支承地接收所述連接端并能夠在所述連接端與所述連接設備之間產生密封；-所述可彈性變形裝置包括布置在所述控制構件與所述聯接構件之間的單個彈簧，一方面，所述彈簧能夠朝所述前側將所述控制構件向每個聯接構件鎖定在所述連接端上的保持位置推回，并且另一方面，所述彈簧能夠朝所述后側將所述聯接構件向在每個聯接構件與所述本體之間限定出所述軸向游隙的位置推回。可替代地，這些可彈性變形裝置一方面包括布置在本體與控制構件之間、能夠將控制構件向前推回的第一彈簧，并且另一方面包括布置在本體與聯接構件之間、能夠將聯接構件向后推回的第二彈簧。根據第一替代方案，所述連接設備構造為適于接收公連接端的母元件，并且所述控制構件是能夠在所述本體的外部滑動的環形環。根據另一替代方案，連接設備構造為適于與母連接端協作的公元件，并且控制構件布置在本體內，并且控制構件一方面包括構造為與聯接構件協作的環形環，并且另一方面包括軸，該軸連接于環形環并構造為在布置于本體內的桿的作用下沿軸向滑動。本發明還涉及一種適于傳遞高壓下的氣態和/或液態流體的連接器。所述連接器包括連接于第一管的如上所述的連接設備，以及聯接于所述連接設備且連接于第二管的連接端。


在閱讀了下面僅僅作為非限制性示例提供且參照附圖完成的描述后，將能更好地理解本發明，其中-圖1是根據本發明的連接器在脫開聯接構造下的軸向橫截面圖，該連接器包括根據本發明的連接設備，該連接設備構造為母元件并適于接收公端；-圖2和圖3分別是圖1的細節II和細節III的較大視圖；-圖4是與圖1類似的橫截面圖，示出了聯接過程中的公端和連接設備；-圖5是圖4的細節V的較大視圖，示出了公端和連接設備的互補螺紋；-圖6是與圖1和圖4類似的橫截面圖，示出了聯接構造下的公端和連接設備；-圖7是聯接構件的透視圖，其設有卡爪并屬于圖1至圖6的連接設備；-圖8是根據本發明的連接器的第二實施例的與圖4類似的橫截面圖，該連接器包括根據本發明的連接設備，該連接設備構造為公元件并適于與母端協作；-圖9是圖8中的細節IX的較大視圖，示出了母端和連接設備的互補螺紋；以及-圖10是與圖6類似的橫截面圖，示出了聯接構造下的母端和連接設備。
具體實施例方式圖1至圖7示出了包括連接設備10的連接器RlO的第一實施例。該設備10構造為適于接收公連接端2的母元件。設備10和公連接端2是連接器 RlO的兩個組成元件，適于傳遞高壓氣態和/或液態流體。在這種情況下，設備10連接于第一管，而連接端2聯接于連接設備10并且連接于第二管，這些管在圖1至圖7中并未示出。設備10沿縱向軸線XlO在處于已聯接或聯接構造時與連接端2相對的第一側11 與處于已聯接或聯接構造時面對連接端2的第二側12之間延伸。第一側11和第二側12 限定出從第二側12面向第一側11的第一方向Dl和定向在相反方向的第二方向D2。方向 Dl和D2平行于軸線XlO。第一側11可以限定為設備10的后側，而第二側12為前側。設備10包括本體20以及相對于彼此沿軸線XlO滑動的控制構件60和內部活塞 80。設備10還包括設有三個卡爪140、150和160的單件式聯接構件110，每個卡爪通過其特定的可變形部分130連接于共有的環形基部120，如圖7所示。元件20、60、80和110均具有以軸線XlO為中心的基本管狀輪廓，包括構件110設有繞所述軸線規則地分布的三個卡爪。
在實際中，卡爪140、150和160聯合地具有與公端2的接合輪廓互補的接合輪廓， 適于在一方面的設備10與另一方面的公端2之間產生聯接。在聯接之前在第二側12上對中于設備10的軸線XlO上的所述公端2具有外圓柱表面4，外圓柱表面4沿軸線XlO延伸并且設有螺紋部分6。更具體地，該螺紋部分6具有以軸線XlO為中心的ISO米制螺紋，具有對稱的輪廓，頂角Θ6等于60°，螺距為P，如后面關于圖5所詳述地。連接端2還具有垂直于表面4的端表面8。如從下面的論述中能夠看到的，螺紋部分6構成用于連接端2的接合輪廓。如圖2和圖3所示，管狀本體20沿縱向軸線XlO在處于聯接構造CA時面對連接端2的前側12與處于聯接構造CA時背對連接端2的后側11之間延伸。更具體地，本體20 具有外圓柱表面21、23、25和27，以及內圓柱表面或孔31、33、35和37，這些外圓柱表面和內圓柱表面或孔是同軸的并且以縱向軸線XlO為中心。徑向環形表面22在表面21與23 之間延伸，而徑向環形表面M在表面23與25之間延伸，徑向環形表面22和M垂直于軸線XlO。表面22、23和M限定出從本體20徑向向外突出的肩部20B。相對于軸線XlO以45°傾斜的錐形表面32連接表面31與33，并且在表面32與 33之間限定有圓形邊緣36。可替代地，該表面32能夠傾斜不同的角度，該角度優選地在 30°至60°之間。環形表面34在表面33與35之間徑向延伸。環形表面38在第一側11上徑向地連接表面21和31。在實際中，設備10構造成使得加壓氣態和/或液態流體流Fl沿方向D2穿透第一側11上的本體20的孔31。另外，背向軸線XlO定向(即，形成在本體20的外側上)的第一凹槽段40形成在本體20的表面25與27之間，如圖3所示。更確切地，該凹槽段形成具有圓柱形底表面41 的殼體40，該圓柱形底表面41通過徑向表面42連接于表面25、并通過徑向表面43連接于表面27。朝向軸線XlO定向(即，形成在本體20的內側上)的環形凹槽45形成在表面35 與37之間，如圖2所示。更確切地，凹槽45具有圓柱形表面46，圓柱形表面46通過徑向表面47連接于表面35，并通過徑向表面48連接于表面37。另外，本體20包括多個縱向凹槽50，每個凹槽50包括寬部分52和長形部分51， 寬部分52徑向穿過本體20并且設置成接收卡爪140、150或160中的一個，長形部分51形成在外表面27上并且設置成接收相應的長形部分130。每個凹槽50在本體20中沿方向 D2從殼體40延伸，直到在本體20的第二側12中出現。在實際中，控制構件60是位于本體20外的環。該環60具有中心位于軸線XlO上的梯狀外表面61，設置該外表面61以便用于操作設備10。環60設有多個孔64、66和68。 徑向表面62在第二側12上從表面61朝軸線XlO延伸，并且通過錐形表面63連接于孔64。 更確切地，表面63朝第二側12定向并且相對于軸線XlO傾斜等于45°的角度α 1。徑向表面65連接表面64和66，而徑向端表面69連接表面61和68。在未示出的替代方案中，角度α 可以在15°至60°之間。面對軸線XlO (即形成在環60的內側上)的環形凹槽70形成在表面66和68之間。更具體地，環70由孔71限定，孔71限定環70的底部，并且孔71通過徑向表面73連接于表面66且通過徑向表面72連接于表面68。在實際中，該凹槽70構造成接收本體20的肩部20B 表面23在孔71內滑動，表面22能夠沿方向Dl抵靠表面72，而表面M能夠沿方向D2抵靠表面73。活塞80具有在第一側11上的形成在閥中的第一端81和在第二側12上形成為彈性止動件的第二端82，第二端82設置成支撐地接收公端2的表面8。活塞80具有繞軸線 XlO延伸的外圓柱表面83、85、87和89。徑向表面84連接表面83和85，徑向表面86連接表面85和87，并且徑向表面88連接表面87和89。如圖2所示，表面86、87和88形成從活塞80徑向向外突出的肩部80B。彈簧180布置在本體20與活塞80之間，其中第一端181支靠在表面34上，并且第二端182支靠在表面84上。因此，活塞80能夠利用抵接在凹槽45中的肩部80B在本體20中軸向滑動。更確切地，圓柱形表面85在孔35內滑動。表面86能夠在連接端2沿方向Dl推到第二端82上的作用下抵靠表面47，而表面88能夠在彈簧180沿方向D2的作用下抵靠表面48。活塞80還在第二端82側具有環形徑向表面92，環形徑向表面92通過傾斜的錐形表面93連接于表面89。環形凹槽94在第二端82中形成在表面92上，并且構造成接收0 形環194。環形凹槽95從表面85開始形成在活塞80中，并且構造成在表面85與35之間接收0形環密封件195。具有圓凹形的環形凹槽96從表面83開始形成在第一端81處，并且構造成接收0形環196。另外，活塞80具有中心位于軸線XlO上的孔91，孔91出現在第二端82處，但是不出現在第一端81處。如圖3所示，活塞80被圓柱形孔99沿直徑方向穿過，圓柱形孔99 穿過軸向孔91并且出現在表面83的兩側上，從而形成位于孔91與活塞80的外側之間的兩個圓柱形開口 97和98。設置開口 97和98用于當活塞80沿方向Dl運動且與由邊緣36 形成的活塞的座軸向偏離時使流體流Fl進入到孔91中。實際上，當活塞80在彈簧180的作用下在方向D2上最大地運動時，0形環196壓靠在邊緣96上并且防止加壓流體從孔31流到孔91。另一方面，當活塞80沿方向Dl運動——即當公端2的表面8支承在活塞80的第二端82上且使其移動時，0形環196不再壓在邊緣36上，并且流體流Fl穿過孔99的開口 97和98在孔91中自由地流動。在這種情況下，密封環194和195執行設備10的密封。因此，如圖4和圖5所示，流體流Fl穿過孔31的內部到達設備10中，以流體流F2 的形式通過開口 97和98穿過活塞80，以流體流F3的形式在孔91內通過活塞，以流體流 F4的形式從設備10到達第二端82處的連接端2，并且以流體流F5的形式繼續在連接端2 中流動。如圖3所示，聯接構件110的環形基部120具有圓柱形外表面121、孔122、以及第二圓柱形外表面125，第二圓柱形外表面125的直徑相對于表面121的直徑和表面122的直徑介于中間。環形基部120還具有在第一側11連接表面122和121的徑向表面123。最后，環形基部120具有在第二側12連接表面121和125的徑向表面124以及連接表面122 和125的徑向表面126。在實際中，環形基部120容納在本體20的殼體40中。諸如彈簧170的可彈性變形裝置布置在環60與聯接構件110之間。更具體地，該彈簧170具有支靠在環形基部120 的表面IM上的第一端171和支靠在表面65上的彈簧170的第二端172。
在設備10的脫開聯接構造⑶下，彈簧170沿方向Dl將表面123向后往回推靠到表面42上。平行于軸線XlO測得的孔122的軸向長度嚴格地小于形成殼體40的底部的表面41的軸向長度。因此，在聯接構件110與本體20之間限定出軸向游隙X。更具體地，該軸向游隙X在彈簧170使表面123和42彼此壓靠時在表面126同意表面43之間限定在前部。該軸向游隙X允許聯接過程中聯接構件110朝鎖定在連接端2上的位置的向前軸向運動，在所述位置中，聯接構件110保持接合在連接端2上。在未示出的替代方案中，軸向游隙X根據與以上所述且在圖1至圖7中所示的構造不同的構造來限定。換言之，在這種情況下，游隙X不限定在環形基部120處，并且構件 110利用不同的方式與本體20協作。例如，該協作可以利用所述部分130的布置在本體20 的殼體(類似于殼體40)中的徑向突起而發生在可變形部分130處。根據另一個示例，對應于相對于圖1至圖7所示構造的相反構造，構件110可以設有殼體，本體20的徑向突起以軸向游隙安置在該殼體中。對應于殼體與徑向突起的軸向長度差的軸向游隙X然后位于所述徑向突起的后部，并且允許聯接過程中聯接構件110朝其接合在連接端2上的鎖定位置的向前軸向運動。如前面所提及地，構件110的每個可變形部分130均容納在凹槽50中并因此在凹槽50中被側向地引導。更具體地，每個可變形部分130在第一端131從環形基部120軸向延伸，并在第二端132附接于卡爪140、150和160。下面僅對卡爪140進行詳細描述，卡爪150和160具有相同的構造。卡爪140具有圓柱形外表面141，圓柱形外表面141能夠在環60的孔64中滑動。 錐形表面142將表面141連接于可變形部分130的第二端132。所述表面142定位在第一側11上并且相對于軸線XlO傾斜角度α 2。表面142的傾斜角度α 2定義為表面63的傾斜角度α 1的函數，以允許表面63和142協作并在環60與卡爪140之間傳遞軸向力和徑向力。優選地，角度α 和α 2彼此相等且等于45°。接觸界面60/140限定在環60與卡爪140之間，所述接觸界面60/140對應于環60與卡爪140之間的滑動表面，因此傾斜角度 α 1或α 2。因此，當被彈簧170沿方向D2推回的環60的表面63在表面142上滑動時，環 60能夠一方面通過使環形基部120抵抗彈簧170滑動到殼體40中而沿方向D2軸向地移動卡爪140，以及另一方面通過使可變形部分130朝軸線XlO變形而徑向地移動卡爪140。在未示出的替代方案中，環60和卡爪140中僅有一個元件具有傾斜表面63或 142。在實際中，在這種情況下，同樣，環60能夠軸向且徑向地移動卡爪140。接觸界面 60/140由傾斜的表面63或142限定，元件60與140之間的滑動發生在該接觸界面60/140 上。另外，具有增加的徑向厚度的加強部分143設置在第二端132與卡爪140之間，以加強當表面63支承在表面142上時卡爪140與可變形部分130之間的連接。特別地，該可變形部分130容納在凹槽50的加寬部分52中。卡爪140還具有環形徑向端表面144，環形徑向端表面144將表面141連接于卡爪 140的面對軸線XlO的內表面145。該表面145具有構造為攻絲部146的接合輪廓。如圖1、2和7所示，卡爪150具有構造為攻絲部156的接合輪廓。類似地，如圖7 所示，卡爪160具有構造為攻絲部166的接合輪廓。因此，攻絲146、156和166能夠與公端 2的互補螺紋6接合。更具體地，由于卡爪140、150和160的攻絲部146、156和166不形成繞軸線XlO 360°形成的攻絲，所以這些攻絲部形成的接合輪廓僅僅接合在螺紋6的一部分上，這足以將設備10鎖定在公端2上。在實際中，攻絲部146、156和166在同一操作中被加工，以保持處于鎖定位置的卡爪140、150和160的攻絲的螺旋。如圖5所示，螺紋6和攻絲146具有分別相等的螺距P和頂角θ 6。螺紋6具有頂表面6b，頂表面6b連接背對表面8的側螺紋表面6a和面對所述表面8的側螺紋表面6c。 螺紋6還具有連接兩個相對的側螺紋表面6a和6c的底表面6d。類似地，攻絲146具有連接面對第一側11的側螺紋表面146a和面對第二側12的側螺紋表面146c的頂表面146b。 攻絲146還具有連接相對的螺紋146a和146c的兩個側表面的底表面146d。在實際中，在完全嚙合狀態下——即當設備10鎖定在公端2上時，表面6a和 146a,6b和146b,6c和146c、6d和146d分別彼此徑向面對。特別地，表面6a和146a彼此支靠。在完全嚙合狀態下，表面6b和146b當在包括軸線XlO的平面內考慮時相互平行且平行于軸線X10。當表面6a和146a彼此支靠時，這些表面6b和146b容納在相對螺紋的底部中。在圖1至3的脫開聯接位置中，插入在鎖定環60與環形基部120之間的彈簧170 沿方向Dl施加力E1，該力El趨于將表面65與IM分隔開并將后表面123壓靠在表面42 上。卡爪140、150和160沿方向Dl被推回而抵接。同時，環60被彈簧170利用力E2沿方向D2被推回，其中凹槽70的表面72在前部抵靠在本體20的肩部20B的表面22上，而表面64通過卡爪覆蓋表面141和等同表面。在這種情況下，設備10構造成使得在脫開聯接構造⑶下，表面43與1 之間的軸向游隙X大約或等于螺紋6和146的半螺距P/2。另外，唯一的彈簧170適于使設備10的不同元件的相對運動可靠，如下面所詳述地，同時減小設備10的徑向緊湊度。在未示出的替代方案中，彈簧170可以被兩個彈簧替代，其中第一彈簧布置在本體20與環60之間以沿方向D2軸向推壓所述環60，第二彈簧設置在本體20與卡爪140、150 和160之間以沿方向Dl軸向推壓所述卡爪。當操作人員操作設備10進行聯接時，他使環60抵抗力E2沿方向Dl滑動，其中他的手指放在表面61和本體20上。表面64在表面141上并使其露出，然后表面63在表面 142上滑動，其中表面63和142分別傾斜角度α 1和α 2。如從圖4可見的，卡爪140、150和160然后被環60釋放，并且彈性地打開，同時移離軸線XlO以釋放公端2沿方向Dl的通道。然后，在后側11將環60保持在縮回位置的同時，操作人員使設備10沿軸線XlO 更靠近公端2，直至公端2的表面8抵靠在活塞80的第二端82上，其中第二端82抵抗彈簧 180的作用移動并形成彈性止動件。然后，由于前端接頭194而確保了表面8與92之間的密封。通過使設備10和公端2更加靠近在一起，操作人員使活塞80抵抗彈簧180的作用沿方向Dl在本體20中滑動。活塞80能夠一直滑動，直到其肩部80Β抵接在凹槽45中， 其中表面86支靠在表面47上。在該構造下，構造為閥的第一端81與其座分離，同時移離表面32。0形環196不再支靠在邊緣36上，開口 97和98與孔31的內部連通，并且流體流 Fl能夠跟隨流體流F2、F3、F4和F5流向公端2。0形環194和195然后確保了連接器RlO中的密封。在該階段，當攻絲部146和相似的元件面對螺紋6定位時，操作人員釋放鎖定環 60。可替代地，操作人員可以可選地附加環60沿方向D2的運動。如圖4和圖6所示一一其分別示出了聯接過程中和已聯接構造CA下設備10的操作，環60被彈簧170產生的力E2朝卡爪140、150和160推回，并且趨于接收卡爪140、150 和160。每個卡爪140、150和160然后經受朝軸線XlO定向的徑向彎曲力，其中，表面63壓在表面142上。在圖6中，可變形部分130發生變形，并且卡爪140、150和160更靠近公端 2的外表面4。更具體地，螺紋部146和類似的元件與螺紋6相接觸，即互補的接合輪廓相接觸。為了簡化的目的，下面僅述及卡爪140和攻絲部146。然而，應當理解卡爪150和 160的情況與此相似。當攻絲146支靠在螺紋6上時，以將卡爪140鎖定在公端2上，如關于圖5所示， 不同的情況會出現。如果螺紋6和攻絲146此后完全對齊，則它們完全嚙合并且完成鎖定。更具體地， 螺紋頂點6a和146b必須與相應螺紋的底部146d和6d徑向對齊，并且當卡爪140被使得更靠近軸線XlO時，表面6a和146a彼此抵靠。然而，應注意的是這種情況較為少見。如果表面146c與表面6c相接觸，則攻絲146趨于與螺紋6對齊并完全嚙合，同時沿方向D2將公端2推回。在這種情況下，活塞沿方向D2輕微地滑動，表面8和92繼續支靠，并且在形成為彈性止動件的第二端82處保持密封。如果頂點146b與頂點6b相接觸，公端被活塞80推壓，那么一旦頂點146b與頂點 6b脫離接觸，則攻絲146能夠根據前面描述的情況容納在螺紋6中，在所述情況中，接觸最初發生在表面6c與146c之間。然而，如果如圖5所示，攻絲146的表面146a在與攻絲146與螺紋6的最近對齊位置相距軸向距離Y處支承在螺紋6的表面6a上，則卡爪140必須沿方向D2移動該距離 Y以實現完全的嚙合。為此，環60在卡爪140上的作用和螺紋6在卡爪140上的作用使得所述卡爪140 —方面朝公端2徑向運動以及另一方面通過接觸界面60/140 (其傾斜45°， 因此小于螺紋的頂角——等于60° )使所述卡爪140沿方向D2軸向移動，即抵抗彈簧170 施加的力El運動。在實際中，卡爪140的同時沿徑向和軸向的該運動因軸向游隙X的存在以及由表面63和142限定的接觸界面60/140的構造產生。在脫開聯接構造⑶下的殼體40中的環形基部120的前部限定的游隙X大于或等于螺紋6的半螺距P/2，使得每個卡爪140和類似的元件能夠沿方向D2最多移動X，用于螺紋4和146的完全嚙合。表面63和142沿角度 α 和α2以45°傾斜，該傾斜小于螺紋6的頂角Θ6(等于60° )，以引發聯接構件110 的軸向運動。當各個卡爪140、150和160與公端2的螺紋6之間的嚙合完全時，卡爪140、150 和160處于公端2上的鎖定位置，通過可變形部分130朝軸線XlO彎曲，與螺紋6接合，并且被鎖定環60徑向包圍，鎖定環60利用覆蓋表面141和類似元件的表面64將卡爪140、 150和160保持在鎖定位置中。在該階段，如果軸向游隙X保留在表面126和43之間，例如，如果卡爪140、150和160已經移動到在前部具有Y < (嚴格地小于)X，則包括聯接構件110、公端2以及活塞80 的組件被彈簧180和流體壓力沿方向D2推回，直至環形基部120的表面1 定位成在前部抵靠在凹槽40的表面43上。防止了公端2與設備10之間的任何分離運動，并且由此獲得的連接器RlO的聯接構造CA具有顯著的可靠性。在該構造下，移動初始游隙X以在后部在表面42與123之間形成軸向游隙X2。另外，應當注意，由活塞80的第二端82形成的彈性止動件的運動確保了連接器RlO的密封， 而不管聯接構件110相對于本體20的相對運動如何。在任何情況下，在脫開聯接構造⑶與具有流體循環的聯接構造CA之間，聯接構件 110相對于本體20的軸向位置已經沿方向D2移動了值X。這種移動聯接構件110的可能性確保了其對公端2的螺紋6的相對位置的適應性。為了使連接器RlO脫開聯接，操作人員抵抗彈簧170將環60向后拉卡爪被釋放并且能夠離開螺紋6，為公端2留出了沿方向D2的通道。卡爪一被釋放，聯接構件110便被推到在其后部被彈簧170抵接，其中在基部120的前部形成軸向游隙X，為新的聯接做準備。在未示出的替代方案中，卡爪140、150和160能夠彼此獨立，每個卡爪均設有專有的基部120。在這種情況下，基部120能夠被輔助構件附接，所述輔助構件例如為EP-A-O 804 701中用16標記的構件，其保持基部120的附著并允許基部120在殼體40內的協調的
軸向運動。根據未示出的另一替代方案，諸如彈簧170的彈性裝置通過中間件作用在聯接構件110上。例如，彈性裝置在環形墊圈上施加軸向力，該環形墊圈布置成其背面(即面對第一側11)支承在三個獨立卡爪的基部上。圖8至10示出了根據本發明的連接設備210的第二實施例。與第一實施例的設備10相比，不同之處涉及基本結構方面而非功能方面。實際上，設備210的操作與設備10類似，以通過與連接端202聯接而形成連接器R210。然而，在這種情況下，設備210構造為公元件，而連接端202構造為母元件。連接設備210的某些組成元素與上面描述的第一實施例的設備10的組成元素相當，并且具有增加了 200的相同標記。這些元素是縱向軸線X210，第一側211和第二側212， 方向Dl和D2，管狀本體220，環形凹槽240和M5，控制構件沈0，支撐表面沈3，其端部282 構造為彈性止動件的活塞觀0，設有通過可變形部分330連接于卡爪340、350和360的環形基部320的聯接構件310 (卡爪360未示出)，錐形表面342，角度α 1和α 2，包括表面 346a,346b和:346c的螺紋部；346，包括端371和372的彈簧370，彈簧380，0形環394和 395，流Fl、F2、F3、F4和F5，以及軸向游隙X和X2。在實際中，控制構件260具有與第一實施例的構造為外部環的控制構件60不同的結構。實際上，構件260沿軸線X210滑動地安裝在本體220內，并且能夠使用桿300被致動。在聯接前在第二側212上沿設備210的軸線X210對中定位的母端202，具有沿軸線X210平行地延伸的圓柱形外表面204和錐形內表面206。母端202具有在面對設備210 的一側在表面204和206之間徑向延伸的端表面208。更具體地，攻絲206具有米制螺紋，該螺紋具有等于60°的頂角θ 6和螺距P，如圖9所示。攻絲206具有頂表面206b，頂表面206b連接背對表面208的側螺紋表面206a 和面向表面208的側螺紋表面206c。在攻絲206的面向軸線X210的底部，兩個相對的側螺紋表面206a和206c直接相連。類似地，卡爪340的螺紋部346具有頂表面346b，頂表面346b連接面向第一側211 的側螺紋表面:346a和面向第二側212的側螺紋表面346c。在螺紋346的背對軸線X210的底部，兩個相對的側螺紋表面:346a和346c直接相連。本體220具有圓柱形外表面221，圓柱形外表面221平行于軸線X210從第一側211 延伸到第二側212。開口 258從表面221開始形成在本體220中。設置該開口 258用來將桿300布置在本體220中。本體220具有內孔231以及圓柱形導管233，流體流Fl在內孔231中穿過設備 210，流體流F2在圓柱形導管233中流向由元件沈0、280和310限定的腔255。另外，元件 370和380插入在該腔255中的元件260,280和310之間。活塞280布置在本體220的凹槽245中，并且能夠抵抗彈簧380的作用軸向滑動， 或者通過所述彈簧380保持在該處。軸向凹槽^Oa和^Ob形成在活塞觀0中，用于卡爪 340,350和360的定位。活塞觀0的端部282具有環形部分^OC,環形部分^OC設置成穿過母端202。另外，前部的0形環394布置在活塞觀0中處于徑向表面292處。控制構件260具有軸沈5，軸265附接于第二側212的管狀環270并且附接于第一側211的桿300。環270具有相對于軸線X210向外突出的肩部275，使得彈簧370在第二側212壓靠肩部275并且在第一側211壓靠環形基部320。該彈簧370為螺旋彈簧，具有將抵接構件260向前推的一端372和將抵接構件310向后推的一端371。在環270與軸265 之間，設有開口 278以便流體流F3在腔255內朝環270的內部流動。在與環270相反的第一側211，軸265具有軸向凹槽沈7，銷268容納在凹槽沈7中。0形環393繞環265定位在本體220中，以實現開口 258與腔255之間的密封。桿300具有操縱軸301、凹槽302以及鉸鏈303，鉸鏈303形成桿300相對于本體 220的樞轉連桿。銷268布置在凹槽302中，使得繞鉸鏈303旋轉桿300將使軸265沿軸線 X210軸向移動。通過使軸301沿方向D2移動，操作人員能夠在對抗彈簧370的作用的同時使構件 260沿方向Dl滑動，露出卡爪340以允許其朝軸線X210的徑向彈性運動，從而抵靠活塞280 定位母端202。更具體地，錐形表面206圍繞屬于活塞觀0的第二端282的環形部分280C， 而表面208支靠在表面292上。攻絲206面對卡爪340的螺紋346，其中卡爪340在前部是可軸向運動的。然后，通過使軸301沿方向Dl移動或者允許彈簧370的端部372作用在環270上并將其向前推，操作人員能夠使控制構件260沿方向D2滑動，在來自環270的推力下致動聯接構件310，并且因而將卡爪340徑向移開，使其遠離軸線X210隔開，使得螺紋部346與母端202的攻絲206相接觸。如在第一實施例的設備10中那樣，卡爪340的表面342在鎖定位置下傾斜角度 α 2，使得表面342在聯接過程中與環270的傾斜角度α 1的表面263協作。優選地，角度 α 1和α 2等于45°，使得環270與卡爪340之間的接觸界面270/340傾斜基本等于45° 的角度，該角度小于頂角Θ2(等于60° )。
在未示出的替代方案中，環270和卡爪340中僅有一個元件具有傾斜表面263或 342。在這種情況下，接觸界面270/340由所述傾斜表面263或342限定。在脫開聯接構造⑶下，如圖8所示，軸向游隙X設置在凹槽240中的環形基部320 的前部。當卡爪340與攻絲206相接觸時，如果接觸發生在攻絲206的表面206a上，則卡爪340具有抵抗彈簧370朝母端202軸向移動最多X的可能性，用于卡爪的完全嚙合和自動鎖定。在聯接構造CA下，如圖10所示，環270在面對軸線X210的一側覆蓋卡爪340，以保持卡爪340在攻絲206上的鎖定位置。彈簧380和循環流體的壓力使基部320在前部抵靠在主體220上，即，初始游隙X發生運動，以形成在凹槽340中的基部320的后部的軸向游隙X2。這樣，卡爪340能夠一方面由于軸向游隙X的存在以及另一方面由于接觸界面 270/340相對于螺紋346和206的幾何形狀的構造而沿徑向和軸向移動。在未示出的替代方案中，卡爪340、350和360能夠彼此獨立，每個卡爪均設有專有的基部320。在這種情況下，基部320能夠被輔助構件附接，所述輔助構件保持基部320的附著并允許基部320在凹槽MO內的協調的運動。
權利要求
1.一種適于傳遞加壓的氣態和/或液態流體的連接設備(10 ；210)，所述連接設備構造成與設有接合輪廓(6 ；206)的連接端O ；20 聯接，所述連接設備和所述連接端中的第一元件O ；210)構造為公元件，并且所述連接設備和所述連接端中的第二元件(10 ；202)構造為母元件，所述連接設備包括-管狀本體QO ；220)，所述管狀本體沿縱向軸線(X10 ；X210)在處于聯接構造(CA)時的面對所述連接端的前側(12 ；212)與處于所述聯接構造(CA)時的背對所述連接端的后側 (11 ；211)之間延伸，-控制構件(60 ；260)，所述控制構件能夠相對于所述管狀本體沿所述縱向軸線滑動，-至少一個聯接構件(110 ；210)，所述至少一個聯接構件包括與所述連接端O ；202) 的所述接合輪廓(6 ；206)互補的接合輪廓(146，156，166 ；346)，以及-可彈性變形裝置(170，172 ；370，372)，所述可彈性變形裝置(170，172 ；370，372)能夠將所述控制構件(60 ；260)朝所述前側(12)推回(D2)到每個聯接構件(110 ；310)鎖定在所述連接端O ； 20 上的保持位置，所述連接設備(10 ；210)的特征在于，其還包括可彈性變形裝置(170，171 ；370，371)， 所述可彈性變形裝置(170，171 ；370,371)能夠將所述聯接構件(110 ；310)朝所述后側 (11)推回(Dl)到在每個聯接構件(110 ；310)與所述本體(20 ；220)之間限定出軸向游隙 (X)的位置，所述軸向游隙(X)允許每個聯接構件(110 ；310)相對于所述本體OO ；220)并抵抗作用在所述聯接構件(110 ；310)上的可彈性變形裝置(170，171 ；370，371)朝鎖定在所述連接端O ；20 上的位置的軸向運動。
2.如權利要求1所述的連接設備，其特征在于，每個聯接構件(110;210)的接合輪廓 (146，156，166 ；346)和所述連接端(2 ；202)的所述接合輪廓(6 ；206)是互補的螺紋和攻絲，所述螺紋和攻絲具有相同的頂角(Θ6)和螺紋螺距(P)，并且所述軸向游隙(X)大于或等于所述螺紋和攻絲的半螺距(P/2)。
3.如權利要求1所述的連接設備，其特征在于，所述連接設備具有在所述控制構件 (60 ；260)與每個聯接構件(110 ；310)之間的接觸界面(60/140 ；270/340)，所述接觸界面 (60/140 ；270/340)相對于所述縱向軸線(X10 ；X210)傾斜。
4.如權利要求3所述的連接設備，其特征在于，所述接觸界面(60/140;270/340)由所述控制構件(60 ；260)的錐形表面(63 ；263)限定，所述錐形表面(63 ；263)在包含所述縱向軸線(X10 ；X210)的平面內限定出相對于所述縱向軸線(X10 ；X210)的傾斜角(α 1)，并且所述傾斜角(α )小于或等于所述螺紋(6，146，156，166 ；206, 346)的頂角(θ 6)。
5.如權利要求2所述的連接設備，其特征在于，所述連接設備具有在所述控制構件 (60 ；260)與每個聯接構件(110 ；310)之間的接觸界面(60/140 ；270/340)，所述接觸界面(60/140 ；270/340)相對于所述縱向軸線(Χ10 ；Χ210)傾斜，所述接觸界面(60/140 ； 270/340)在包含所述縱向軸線(Χ10 ；Χ210)的平面內限定出相對于所述縱向軸線(Χ10 ； Χ210)的傾斜角(α 1，α 2)，并且所述傾斜角(α 1，α 2)小于或等于所述螺紋(6，146，156， 166 ；206, 346)的頂角(θ 6)。
6.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，每個聯接構件(110；310) 具有可彈性變形部分(130 ；330)，每個可彈性變形部分(130 ；330)構造成通過變形使所述聯接構件(110 ；310)的接合輪廓(146，156，166 ；346)徑向移動。
7.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，所述聯接構件(110；310) 包括多個卡爪(140，150，160 ；340，350，360)，所述多個卡爪繞所述縱向軸線(X10 ；X210)沿徑向分布并且連接于共有的基本環形的基部(120 ；320)上。
8.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，所述聯接構件(110；310) 經由布置在所述本體(20 ；220)的殼體(40 ；240)中的基部(120 ；320)與所述本體協作，所述軸向游隙(X)限定在所述基部(120 ；320)與所述殼體(40 ；240)之間。
9.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，所述連接設備還具有在所述本體QO ；220)內滑動的活塞(80 ；280)，所述活塞的第一端(81 ；281)形成閥，并且所述活塞的第二端(82 ；282)形成彈性止動件，所述閥彈性地返回在形成于所述本體OO ；220) 上的閥座上，所述彈性止動件能夠軸向支承地接收所述連接端0;20幻并能夠在所述連接端O ；202)與所述連接設備(10 ；210)之間產生密封。
10.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，所述可彈性變形裝置包括布置在所述控制構件(60 ；260)與所述聯接構件(110 ；310)之間的單個彈簧(170 ；370)， 一方面，所述彈簧(170 ；370)能夠朝所述前側(12)將所述控制構件(60 ；260)向每個聯接構件(110 ；310)鎖定在所述連接端O ；20 上的保持位置推回(D2)，并且另一方面，所述彈簧(170 ；370)能夠朝所述后側(11)將所述聯接構件(110 ；310)向在每個聯接構件(110 ； 310)與所述本體(20 ；220)之間限定出所述軸向游隙(X)的位置推回(Dl)。
11.如權利要求1至5中任一項所述的連接設備，其特征在于，所述連接設備構造為適于接收公連接端(2)的母元件，并且所述控制構件是能夠在所述本體00)的外部滑動的環形環(60)。
12.一種適于傳遞高壓下的氣態和/或液態流體的連接器(R10;R210)，其特征在于所述連接器包括-連接于第一管的如權利要求1至5中任一項所述的連接設備(10 ；210)，以及-聯接于所述連接設備(10 ；210)且連接于第二管的連接端O ；220)。
全文摘要
本發明涉及一種適于傳遞加壓的氣態和/或液態流體的連接設備(10)，其構造成與設有接合輪廓(6)的連接端(2)聯接。連接設備包括管狀本體(20)、控制構件(60)和至少一個聯接構件(110)。連接設備(10)還包括可彈性變形裝置(170，171)，其能夠將控制構件(60)朝前側(12)推回(D2)到每個聯接構件(110)鎖定在連接端(2)上的保持位置，連接設備(10)還包括可彈性變形裝置(170，171)，其能夠將聯接構件(110)朝后側(11)推回(D1)到在每個聯接構件(110)與本體(20)之間限定出軸向游隙(X)的位置。
文檔編號F16L37/12GK102444758SQ20111030684
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者克里斯托弗·迪里厄, 阿蘭-克里斯托弗·蒂貝爾吉安 申請人:施托布利法韋日公司