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CN104145151A - 球关节式管道连接件 - Google Patents

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Abstract

管道连接件，包括：球关节(1)，该球关节(1)具有壳体部(3，4)；以及管道连接装置(20，21)，该彼此背离的管道连接装置(20，21)位于所述壳体部(3，4)的端部并且连接到各自的管道。所述壳体部(3，4)以接触的方式相互围绕，各个所述壳体部(3，4)限定各自的纵向中心线并且在对齐位置和旋转位置之间能够相对于彼此旋转，其中，在所述对齐位置，所述纵向中心线重合，并且在所述旋转位置，所述纵向中心线彼此形成有别于零度的角度。所述壳体部(3，4)共同围绕在所述壳体部(3，4)的端部之间延伸的轴向通道。在最外壳体部(4)与最内壳体部(3)之间设置有密封元件(6)。在所述最外壳体部(4)与相应的所述管道连接装置(21)之间延伸有衬套。所述衬套(13)的内衬表面(14)具有与所述最内壳体部(3)的外表面(5)的曲率相应的曲率，此外，所述内衬表面(14)与所述外表面(5)处于彼此完全自由的状态以避免产生湍流并且确保无障碍的通道。

Description

球关节式管道连接件
本发明涉及一种管道连接件，包括球关节，该球关节具有壳体部；管道连接装置，该彼此背离的管道连接装置位于所述壳体部的端部并且连接到各自的管道，所述壳体部以接触的方式相互围绕，各个所述壳体部限定各自的纵向中心线并且在对齐位置和旋转位置之间能够相对于彼此旋转，其中，在所述对齐位置，所述纵向中心线重合，并且在所述旋转位置，所述纵向中心线彼此形成有别于零度的角度，其中，所述壳体部共同围绕(enclose)在所述壳体部的端部之间延伸的轴向通道；密封元件，该密封元件位于最外壳体部与最内壳体部之间；以及衬套，该衬套在所述最外壳体部与相应的所述管道连接装置之间延伸。
这样的管道连接件是公知的。管道连接件的衬套以截头圆锥体的方式在外部的壳体部与焊接套筒之间延伸。衬套的目的是为了保护在外部的壳体部与焊接套筒之间延伸的箱体的内表面以抵抗流经管道的材料的摩擦行为。具体地，可能包含极度粗糙的颗粒的疏浚污物对于钢材料的球关节具有不利影响。因此，衬套应该以这样的方式形成屏障以便钢材料与输送的材料的摩擦行为隔离。
尽管现有技术的管道连接件已经提供了这样的保护，然而仍然可能出现问题。由于衬套截头圆锥体的形状，最内壳体部的外表面可能仍然受到前述摩擦行为的影响，尤其在球关节位于旋转位置的情况。在此情况下，将出现引起流通材料的涡流的相当宽的间隙。这些涡流具有增强摩擦的效果，于是最内壳体部的未受到保护的部分仍然受到侵袭。
本发明的目的是提供一种前述形式的管道连接件，该管道连接件较好地保护防止由输送的材料引起的摩擦。通过使所述衬套的内衬表面具有与所述最内壳体部的外表面的曲率相应的曲率，以及使所述内衬表面与所述外表面相对彼此处于完全自由的状态而达致所述目的。
在根据本发明的管道连接件中，所述衬套紧密地跟随所述最内壳体部的通道并且在调整球关节时能够旋转。因此，仅有细小的间隙，优选地具有大体上均匀的厚度，存在于所述最内壳体部的外表面与所述衬套之间。因此，尽管液体等等可能充满所述间隙，由于仅有非常有限的间隙空间，不会产生涡流。因此，所述最内壳体部的外表面将不再受到输送的材料的摩擦影响。衬套表面可为大体上的球面。
为了进一步改善管道连接件的流体特性，所述最内壳体部中可设置有导流器。该导流器保护所述最内壳体部的内表面。优选地，输送导流器可具有圆筒形的和/或球形的弧形内导流表面。当所述导流器延伸超过所述最内壳体部的邻近所述衬套的端部时，能够获得最好的结果。因此，所述导流器可具有相对于所述衬套表面处于自由状态的鼻头端，所述鼻头端和所述衬套表面可形成间隙，该间隙的尺寸大体上等同于所述衬套表面与所述最内壳体部的所述外表面之间的所述间隙。从而，最内壳体部获得充分的保护以抵抗流动材料。
为了以适当的方式使流体流线型化，所述导流器可包括导流部，该导流部位于所述最内壳体部的所述管道连接装置的邻近位置并且大体上为圆筒形。此外，所述导流器可包括进一步邻近的导流部，该导流部位于所述最外壳体部的邻近位置并且设计为加宽的圆锥形或喇叭形。后者的实施方式具有自由横截面流通区域，即使在壳体部的相对于彼此的最极端的旋转位置，该自由横截面流通区域大体上保持畅通无阻。这体现了与现有技术的管道连接件相比更好的益处，当相对彼此旋转壳体部时，后者的实施方式显示了自由横截面流通区域的进一步的减少。
根据将被输送的材料，所述导流器包括特别的耐磨材料，例如硬化钢或者白口铸铁。同样地，所述衬套包括这样的耐磨材料。这些材料的选择基于抵抗摩擦以及输送材料的可能的化学性质。
在已知的方式中，所述最外壳体部可包括封闭所述最内壳体部的半壳体部，优选地，各个外部的半壳体部以直接的方式接触所述最内壳体部。除了该直接的方式，外部的半壳体部中的一者或者二者可通过密封元件接触所述最内壳体部。特别地，轭或者轭环可连接到所述最外壳体部的所述半壳体部中的一者，设置有构成所述最外壳体部的所述半壳体部中的另一者并且与所述轭配合的密封盖。
在所述管道连接件上，管道可通过例如焊接套筒的方式安装。选择性地，可使用安装法兰。
在优选实施方式中，设置有在外部的所述壳体部与相应的管道连接装置之间延伸的箱体，所述箱体可松开地连接到外部的所述壳体部，并且所述衬套封闭于外部的所述壳体部与所述箱体的相对的拱座之间。因此，所述衬套可引入到所述箱体中，并且随后安装到外部的所述壳体部上。
现在，本发明将参考附图进一步说明。
附图中所示的管道连接件由球关节1及其相对的两端焊接的管道构成。球关节1包括最内壳体部3和最外壳体部4，所述最内壳体部3和所述最外壳体部4彼此滑动接触以使得能够围绕所述管道的中心轴线的旋转运动。为此目的，所述壳体部3、4为球形的。具体地，所述最外壳体部4的内表面5、12以及所述最内壳体部3的外表面7彼此接触并且均为球面的。密封元件6连接到所述最外壳体部4并且密封地接合所述最内壳体部3的外表面7。
所述最外壳体部4由半壳体部11、23构成。半壳体部23形成环形轭8的一部分。所述轭8由环形体9以及沿环形体9的圆周分布的多个卡爪10构成。通过所述轭8的卡爪10，另一个半壳体部11或者密封盖保持定位。最内壳体部3被控制在这些外部的半壳体部11、23之间。依此方式，最内壳体部3能够如前所述地旋转。
设置有与半壳体部23的截止面25邻接的衬套13。此外，箱体24通过螺栓26连接到半壳体部23。箱体24同样具有截止面26，以这样的方式，衬套13被控制在截止面25和26之间。所述衬套具有内空心面14，该内空心面14的形状与所述最内壳体部3的外表面7的球面形状一致。狭窄间隙15形成在这些表面7、14之间，该间隙15具有大体上均匀的厚度，也形成在所述壳体部3、4的相对于彼此不同的旋转位置。由于衬套13相对于最内壳体部3的外表面5的立即接近，位于间隙15中的液体物质难以形成任何湍流或者涡流。导致所述表面5难以被侵袭，以此方式，表面5的状态将在持续很长一段时期内保持合适。
为了进一步改善管道连接件的耐久性，最内壳体部3的内侧设置有导流器16。该导流器从环形体9的焊接套筒20延伸至焊接于靠近衬套13的内表面14的管道。在内表面14的附近，导流器16变型为鼻头端19，该鼻头端19相对于所述表面14封闭，形成间隙22。鼻头端19与衬套13之间的间隙22具有大体上与衬套13和最内壳体部3之间的间隙15的尺寸等大的尺寸。导流器促进由管道连接件馈入的介质的规则流动，以此方式，尽可能少的湍流产生于其中。在这种背景下，导流器优选地具有邻近焊接套筒21的大体上的圆筒形部17，该圆筒形部17变型为部分18，该部分18以喇叭形变宽且终止于鼻头端19。
此外，由于导流器16的最内表面的加宽形状，自由流通区域保持总体上畅通无阻，同样也在最内壳体部3的极端旋转位置保持总体上畅通无阻。

Claims (18)

1.管道连接件，包括：
球关节(1)，该球关节(1)具有壳体部(3，4)；
管道连接装置(20，21)，该彼此背离的管道连接装置(20，21)位于所述壳体部(3，4)的端部并连接到各自的管道，所述壳体部(3，4)以接触方式相互围绕，各个所述壳体部(3，4)限定各自的纵向中心线并且在对齐位置和旋转位置之间能够相对于彼此旋转，在所述对齐位置，所述纵向中心线重合，并且在所述旋转位置，所述纵向中心线彼此形成有别于零度的角度，其中，所述壳体部(3，4)共同围绕在所述壳体部(3，4)的端部之间延伸的轴向通道；
密封元件(6)，该密封元件(6)位于最外壳体部(4)与最内壳体部(3)之间；以及
衬套，该衬套在所述最外壳体部(4)与相应的所述管道连接装置(21)之间延伸；
其特征在于，所述衬套(13)的内衬表面(14)具有与所述最内壳体部(3)的外表面(5)的曲率相应的曲率，并且所述内衬表面(14)与所述外表面(5)处于彼此完全自由的状态。
2.根据权利要求1所述的管道连接件，其中，所述最外壳体部(4)包括围绕所述最内壳体部(3)的半壳体部(11，23)，并且优选地，各个所述半壳体部(11，23)直接接触所述最内壳体部。
3.根据权利要求2所述的管道连接件，其中，所述最外壳体部(4)的所述半壳体部(23)中的一者连接有轭(8)，并且设置有构成为所述最外壳体部(4)的所述半壳体部中的另一者的密封环(11)，该密封环(11)与所述轭配合。
4.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述衬套表面(14)和所述最内壳体部(3)的所述外表面(5)围绕有大体上均匀厚度的间隙(15)。
5.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述衬套表面(14)大体上为球面。
6.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述最内壳体部(3)中设置有导流器(16)。
7.根据权利要求6所述的管道连接件，其中，所述导流器(16)具有圆筒形的和/或球形的弧形内导流表面(17，18)。
8.根据权利要求6或7所述的管道连接件，其中，所述导流器(16)延伸并超过所述最内壳体部(3)的邻接所述衬套(13)的端部。
9.根据权利要求8所述的管道连接件，其中，所述导流器具有相对于所述衬套表面(14)处于自由状态的鼻头端(19)。
10.根据权利要求9所述的管道连接件，其中，所述鼻头端(19)和所述衬套表面(14)形成有间隙(22)，该间隙(22)的尺寸大体上等同于所述衬套表面(14)与所述最内壳体部(3)的所述外表面(5)之间的所述间隙(15)。
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的管道连接件，其中，所述导流器(16)包括导流部(17)，该导流部(17)位于邻近所述最内壳体部(3)的所述管道连接装置(20)的位置并且大体上为圆筒形。
12.根据权利要求6-11中任意一项所述的管道连接件，其中，所述导流器(16)包括导流部(18)，该导流部(18)位于邻近所述最外壳体部(4)的位置并且设计为加宽的圆锥形或喇叭形。
13.根据权利要求6-12中任意一项所述的管道连接件，其中，所述导流器(16)包括硬化材料。
14.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述衬套包括硬化材料(13)。
15.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述管道连接装置包括焊接套筒(20，21)。
16.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述管道连接装置包括连接法兰。
17.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接件，其中，所述最内壳体部(3)和所述最外壳体部(4)的所述接触表面(7，5，12)为球面。
18.根据前述权利要中任意一项所述的管道连接装置，其中，设置有在外部的所述壳体部(4)与相应的管道连接装置(20)之间延伸的箱体(24)，所述箱体能够松开地连接到外部的所述壳体部，并且所述衬套(16)封闭于外部的所述壳体部与所述箱体(24)的相对的拱座(25，26)之间。
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