HK1204805B - 用於将管道元件连结的连接件 - Google Patents

Description

用于将管道元件连结的连接件

相关申请的交叉引用

本申请基于并主张2012年2月2日提交的美国专利申请No.13/364,412的优先权的权益，其由此通过引用而全部并入合并。

技术领域

本发明涉及连接件(fitting)，诸如用于将管道元件连结在一起的弯头连接件和“三通(tee)”连接件。

背景技术

用于将管道元件端对端地连结在一起的连接件，诸如弯头和三通，包括能够互相连接的壳体部分，壳体部分能够定位成周向地包围管道元件的端部部分。术语“管道元件”在本文中用于描述任何管道状物品或具有管道状形式的构件。管道元件包括管材(pipestock)以及流体控制构件，诸如阀、过滤器、限制器、调压器等。

各个壳体部分具有径向地向内延伸并啮合例如平端管道元件的外表面的也被称为“键”的突出、具有凸肩(shoulder)或凸肩和凸缘(bead)的管道元件、或围绕待连结的管道元件中的各个延伸的圆周槽。键与管道元件之间的啮合提供对接头的机械约束并确保管道元件即使在高内压推力和外力下也保持联接。壳体部分限定接纳密封件的环状通道或穴(例如插孔(receptacle))，密封件例如是环形垫圈，典型地是弹性体环，该弹性体环啮合各个管道元件的端部并与壳体部分和管道元件协作以提供不透流体的密封。连接件内的管在环形垫圈之间延伸，以确保整个连接件保持不透流体。壳体部分具有连接部件，该连接部件典型地为从壳体向外突出的凸耳的形式。凸耳适合于接纳可调整紧固件，诸如螺母和螺栓，它们使该紧固件能够可调整地上紧，以朝彼此拉壳体部分。

将管道元件紧固在一起的方法包括在使用根据现有技术的连接件时的顺序安装过程。典型地，由技术员利用螺栓连接在一起的壳体部分来接纳连接件，包括密封元件的环形垫圈和管被捕获在连接件的壳体部分之间。技术员首先通过旋脱连接件的螺栓来拆卸连接件，移除环形垫圈，使它们润滑(如果未预先润滑)并将它们放置在待连结的管道元件的端部周围。环形垫圈的安装常常要求使它们润滑并伸展，以容纳管道元件。在环形垫圈在管道元件上就位的情况下，将管与各个管道元件上的环形垫圈啮合。然后，将壳体部分一次一个地放置在环形垫圈和管的周围，从而跨立于管道元件的端部。在放置期间，壳体部分啮合环形垫圈，键与管道元件中的槽(当存在时)对准，螺栓穿过凸耳插入，螺母螺纹连接至螺栓上且上紧，从而将壳体部分拉向彼此，压缩环形垫圈，以实现管道元件与管之间的密封。键啮合在管道元件中的槽内，以提供机械约束。

如从先前的描述显而易见的，根据现有技术的连接件的安装要求技术员典型地操纵多达13个个体的零件，并且，必须将连接件完全地拆卸并重新装配。如果技术员可在不一件一件地首先将连接件完全地拆卸且然后重新装配连接件的情况下安装连接件，则将节省大量的时间、精力以及费用。

发明内容

本发明涉及用于将至少两个管道元件连接在一起的连接件。在一个示例实施例中，该连接件包括彼此附接并至少限定第一和第二插孔的第一和第二壳体部分，其中，第一插孔不与第二插孔同轴地对准。第一和第二插孔分别限定用于接纳管道元件的第一和第二开口。壳体部分还限定在第一和第二插孔之间延伸的流体路径。多个可调整的紧固件将第一和第二壳体部分彼此附接。壳体部分以足以在壳体部分彼此附接的同时允许管道元件插入插孔中的间隔开关系被支撑。紧固件能够可调整地上紧，以便将壳体部分拉向彼此，并且，使插孔与管道元件啮合，以便将管道元件附连在一起。

第一插孔不与第二插孔同轴地对准。在一个此种示例实施例中，第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，并且，第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，第一和第二轴线相对于彼此成角度地定向。第一和第二轴线可相对于彼此具有从大约90°至大约174°的定向角度。

在另一个实施例中，第一和第二壳体部分还可限定第三插孔。在该实施例中，第三插孔限定用于接纳管道元件中的一个的第三开口。壳体部分还将流体路径限定为在第一、第二和第三插孔之间延伸。在具有第三插孔的连接件的示例实施例中，第一插孔可包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，第二插孔可包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，并且，第三插孔可以包围与第三开口同轴地定向的第三轴线。第一和第三轴线可彼此共线，第二轴线可相对于第一和第三轴线成角度地定向。第一和第二轴线可相对于彼此具有从大约30°至大约150°的定向角度。

示例连接件实施例还可包括位于第一壳体部分上的至少一个第一成角度地定向的表面和位于第二壳体部分上的至少一个第二成角度地定向的表面。第一和第二成角度地定向的表面处于面对关系，并且，当上紧紧固件时，在彼此上滑动，以使第一和第二成角度地定向的表面接触。第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

在示例中，连接件还可包括多个凸耳，该多个凸耳从第一和第二壳体部分中的各个延伸。凸耳中的各个限定孔，该孔用于接纳紧固件中的一个。在该示例实施例中，第一成角度地定向的表面部分位于第一壳体部分上的凸耳中的一个上，并且，第二成角度地定向的表面部分位于第二壳体部分上的凸耳中的一个上。

在另一个示例实施例中，连接件可包括多个凸耳，该多个凸耳从第一和第二壳体部分中的各个延伸。凸耳中的各个限定孔，该孔用于接纳紧固件中的一个。第一壳体部分上的凸耳中的至少两个各自具有第一成角度地定向的表面。第二壳体部分上的凸耳中的至少两个各自具有第二成角度地定向的表面。第一成角度地定向的表面中的各个与第二成角度地定向的表面中的相应的一个处于面对关系。当上紧紧固件时，第一和第二成角度地定向的表面在彼此上滑动，以使第一和第二成角度地定向的表面接触。第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

连接件还可包括定位于第一插孔内的第一密封件。第一密封件包围第一开口。第二密封件定位于第二插孔内并包围第二开口。管在第一与第二密封件之间在连接件内延伸。管可与第一和第二密封件一体地形成，或者，当密封件在第一和第二壳体部分之间被压缩时，密封件可密封地啮合管。

示例连接件实施例具有定位于第一插孔内并包围第一开口的第一密封件。第二密封件定位于第二插孔内并包围第二开口。第三密封件定位于第三插孔内并包围第三开口。管在第一、第二和第三密封件之间在连接件内延伸。

管可与第一、第二和第三密封件一体地形成。在备选实施例中，当密封件在第一和第二壳体部分之间被压缩时，密封件密封地啮合管。第一和第二壳体部分可以通过与第一和第二密封件接触而以隔开关系被支撑。为了该目的，第一和第二密封件可具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。在备选实施例中，第一和第二密封件可各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出。密封件中的各个上的至少一个突出啮合第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。

在具体的示例实施例中，第一和第二密封件中的各个上的至少一个突出包括从第一和第二密封件中的各个向外延伸的弧形物。插孔中的至少一个可包括定位在其内表面上的凹处，该凹处用于接纳从第一和第二密封件中的一个延伸的至少一个突出。

在另一个实施例中，第一和第二壳体部分可通过与第一、第二和第三密封件接触而以隔开关系被支撑。第一、第二和第三密封件可具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。

在示例实施例中，第一、第二和第三密封件各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出。密封件中的各个上的至少一个突出啮合第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。第一和第二密封件中的各个上的至少一个突出可包括从第一、第二和第三密封件中的各个向外延伸的弧形物。插孔中的至少一个可包括定位在其内表面上的凹处，该凹处用于接纳从第一、第二和第三密封件中的一个延伸的至少一个突出。

在用于将至少两个管道元件连接在一起的连接件的另一个示例实施例中，连接件包括彼此附接并至少限定第一和第二插孔的第一和第二壳体部分，其中，第一插孔不与第二插孔同轴地对准。第一和第二插孔分别限定用于接纳管道元件的第一和第二开口。壳体部分还限定在第一和第二插孔之间延伸的流体路径。

多个可调整的紧固件将第一和第二壳体部分彼此附接。紧固件能够可调整地上紧，以便将壳体部分拉向彼此，并且使插孔与管道元件啮合，以便将管道元件附连在一起。至少一个第一成角度地定向的表面位于第一壳体部分上，并且，至少一个第二成角度地定向的表面位于第二壳体部分上。第一和第二成角度地定向的表面处于面对关系，并且，在上紧紧固件时，在彼此上滑动，以使第一和第二成角度地定向的表面接触。第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

在具体的示例实施例中，第一插孔不与第二插孔同轴地对准。第一插孔可包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，并且，第二插孔可包围与第二开口同轴地定向的第二轴线。第一和第二轴线相对于彼此成角度地定向。第一和第二轴线可相对于彼此具有从大约90°至大约174°的定向角度。

在另一个示例实施例中，第一和第二壳体部分还可限定第三插孔。第三插孔限定用于接纳管道元件中的一个的第三开口。壳体部分还将流体路径限定为在第一、第二和第三插孔之间延伸。在具体的示例实施例中，第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，并且，第三插孔包围与第三开口同轴地定向的第三轴线。第一和第三轴线彼此共线，第二轴线相对于第一和第二轴线成角度地定向。在该示例实施例中，第一和第二轴线可相对于彼此具有从大约30°至大约150°的定向角度。

在示例连接件实施例中，第一壳体部分上的凸耳中的至少一个第二凸耳可具有第一成角度地定向的表面，并且，第二壳体部分上的凸耳中的至少一个第二凸耳可具有第二成角度地定向的表面。其中，对于第一和第二壳体部分上的凸耳中的该第二凸耳，第一成角度地定向的表面与第二成角度地定向的表面处于面对关系，当上紧紧固件时，第一和第二成角度地定向的表面在彼此上滑动，以使第一和第二成角度地定向的表面接触。第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

示例连接件还可包括从第一和第二壳体部分中的各个延伸的多个凸耳。凸耳中的各个限定孔，该孔用于接纳所述紧固件中的一个。第一成角度地定向的表面位于第一壳体部分上的凸耳中的一个上，并且，第二成角度地定向的表面位于第二壳体部分上的所述凸耳中的一个上。

在示例连接件中，第一密封件可定位于第一插孔内并包围第一开口，并且，第二密封件可以定位于第二插孔内并包围第二开口。管可以在第一和第二密封件之间在连接件内延伸。在一个示例实施例中，管与第一和第二密封件一体地形成。在另一个示例实施例中，当密封件在第一和第二壳体部分之间被压缩时，密封件密封地啮合管。

另一个示例连接件实施例还包括定位于第一插孔内并包围第一开口的第一密封件、定位于第二插孔内并包围第二开口的第二密封件，和定位于第三插孔内并包围第三开口的第三密封件。管在第一、第二和第三密封件之间在连接件内延伸。在该实施例中，管可与第一、第二和第三密封件一体地形成。备选地，当密封件在第一和第二壳体部分之间被压缩时，密封件可密封地啮合管。

在示例连接件实施例中，第一和第二壳体部分可以以足以在将壳体部分彼此附接的同时允许管道元件插入插孔中的隔开关系被支撑，壳体部分通过与第一和第二密封件接触而被支撑。在该实施例中，第一和第二密封件可以具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。备选地，第一和第二密封件可各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出。密封件中的各个上的该至少一个突出啮合第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。第一和第二密封件中的各个上的该至少一个突出可包括从第一和第二密封件中的各个向外延伸的弧形物。在该示例中，插孔中的至少一个可包括定位在其内表面上的凹处，该凹处用于接纳从第一和第二密封件中的一个延伸的该至少一个突出。

在另一个示例连接件中，第一和第二壳体部分以足以在将壳体部分彼此附接的同时允许管道元件插入插孔中的隔开关系被支撑，壳体部分通过与第一、第二和第三密封件接触而被支撑。在该示例实施例中，第一、第二和第三密封件可具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。备选地，第一、第二和第三密封件可各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出。密封件中的各个上的该至少一个突出啮合第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许管道元件插入插孔中的间隔开关系的壳体部分。第一和第二密封件中的各个上的该至少一个突出可包括从第一、第二和第三密封件中的各个向外延伸的弧形物。在该示例中，插孔的至少一个可包括定位在其内表面上的凹处，该凹处用于接纳从第一、第二和第三密封件中的一个延伸的该至少一个突出。

附图说明

图1是根据本发明的示例弯头连接件的分解轴测图；

图2是以安装就绪构造预装配的图1中所示的弯头连接件的轴测图；

图3是将管道元件连结在一起的图1中所示的弯头连接件的轴测图；

图4是根据本发明的弯头连接件的备选实施例的轴测分解图；

图5是以安装就绪构造预装配的图4中所示的弯头连接件的轴测图；

图6是将管道元件连结在一起的图4中所示的弯头连接件的轴测图；

图7和8是图6中所示的弯头连接件的局部俯视图；

图9是在图6的9-9线处所取的纵截面图；

图10是根据本发明且示出为以安装就绪构造预装配的示例三通连接件的轴测图；

图11是示出连接件的内表面的图10中所示的三通连接件的一部分的侧视图；并且

图12是将管道元件连结在一起的图10中所示的连接件的轴测图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例连接件10的分解图。连接件10包括第一和第二壳体部分12和14。在彼此附接时，如在图2中所示，壳体部分12和14至少限定位于彼此相反的连接件端部处的第一插孔16和第二插孔18。插孔16和18限定相应的第一和第二开口20和22，第一和第二开口20和22用于接纳以假想线示出的相应的管道元件24和26。壳体部分12和14还一起限定在第一和第二插孔16和18之间延伸的流体路径，为了清楚起见，由图1中所示的箭头28描绘流体路径。

多个凸耳30从各个壳体部分12和14延伸。在图1的示例连接件中，各个壳体部分具有三个凸耳。凸耳30限定孔32。当壳体部分12和14以如图2中所示的面对关系装配时，凸耳30中的孔32对准，以接纳紧固件34，紧固件34将壳体部分彼此附接以形成连接件10。紧固件34能够可调整地上紧，以便将第一和第二壳体部分12和14拉向彼此，并且，使第一和第二插孔16和18与管道元件24和26(分别)啮合，以便如图3中所示地将管道元件附连在一起。

在示例连接件实施例10中，第一插孔16不与第二插孔18同轴地对准。如在图3中所示，第一插孔16包围与第一开口20同轴地定向的第一轴线36，并且，第二插孔18包围与第二开口22同轴地定向的第二轴线38。轴线36和38可用于限定插孔16和18彼此相对的角度定向并从而限定连接件的类型。在连接件10中，轴线36和38之间的定向角度40为大约90°，从而将该连接件标记为90度弯头。对于实际的弯头设计，定向角度40的范围可如以假想线所示地从大约90°至大约174°。

为了建立并维持由连接件10形成的管道元件之间的接头的流体不透过性，将密封元件42定位于壳体部分12与14之间。如在图1中所示，密封元件42包括定位于第一插孔16内的第一密封件44、定位于第二插孔18内的第二密封件46，和沿着第一和第二密封件44和46之间的流体路径28在连接件10内延伸的管48。在该示例中，第一和第二密封件44和46以单件的形式与管48一体地形成。密封元件42可由弹性材料形成，诸如EPDM以及腈、硅酮、氯丁橡胶和含氟聚合物弹性体。

图2示出“安装就绪”状态下的连接件10，即部分地装配，其中第一和第二壳体部分12和24保持为足以允许在不拆卸连接件10的情况下将管道元件24和26便利地插入相应的开口20和22中的间隔开关系。为了实现不透流体的接头，将管道元件24和26插入开口20和22中，在该处，它们分别啮合第一和第二密封件44和46。然后，上紧紧固件34，从而将壳体部分12和14拉到一起(如在图3中所示)，并且，在还使插孔16和18与它们相应的管道元件24和26啮合以机械地捕获并保持管道元件的同时，在壳体部分与管道元件24和26之间压缩第一和第二密封件。在该示例中，由定位在各个壳体部分12和14上的径向地突出的弧形键50实现连接件10与管道元件24和26之间的正机械啮合。键50可在相对的两端处具有凹口52，以提供空隙并促进管道元件插入。在装配连接件10后，键包围开口20和22并啮合管道元件24和26中的圆周槽54(参见图2)。根据本发明的连接件当然不限于与开槽的管道元件一起使用，而是还可适合于平端管道元件、扩口管道元件以及凸肩和凸肩与凸缘管道元件。

壳体部分12和14可通过与第一和第二密封件44和46接触而以隔开关系被便利地支撑。在图1至3中所示的示例连接件10中，第一和第二密封件44和46各自具有径向地向外延伸以啮合壳体部分的突出56(参见图1)。在该示例中，突出采取弧形物58的形式，该弧形物58具有足以支撑壳体部分的刚度，但在随着上紧紧固件而在壳体部分之间被压缩时仍将坍塌，以允许密封件44和46被压缩且键50啮合管道元件24和26中的槽54。壳体部分12和14还可具有定位于插孔16和18内表面上的凹处60。凹处60接纳突出56，并且，当它们被壳体部分12和14压缩时为它们的变形提供空间。

图4至6说明根据本发明的连接件62的另一个示例实施例。类似于连接件10，连接件62由壳体部分12和14组成，壳体部分12和14通过可调整的紧固件34而彼此附接，并且，限定第一和第二插孔16和18。插孔限定开口20和22，开口20和22用于如在图5中所示地接纳管道元件24和26。如在图4中所示，连接件62的密封元件42由三个单独的构件形成，并且，包括第一和第二密封件64和66和管68。密封件64和66分别定位在由壳体部分限定的第一和第二插孔16和18内，并且，管68在密封件64与66之间在连接件62内延伸。在该实施例中，密封件64和66由例如弹性体的挠性材料制成，弹性体诸如EPDM以及腈、硅酮、氯丁橡胶和含氟聚合物弹性体。管68由相对地更刚硬的材料形成，诸如玻璃、陶瓷、金属或者一种或更多种工程聚合物，包括热塑性聚合物和热固性聚合物两者。可用于形成管68的示范刚性工程热塑性聚合物包括聚苯撑和聚苯乙烯。该不同的材料的选择允许密封件64和66当它们如在图9中所说明地在壳体部分12与14之间被压缩时密封地啮合管68。密封件64和66、管道元件24和26和管68之间的密封相互作用允许当连接件62用于如在图6中所示地将管道元件24和26连结在一起时形成不透流体的接头。

类似于连接件10，连接件62具有从第一和第二壳体部分延伸的多个凸耳70。凸耳70限定孔72，孔72彼此对准，并且接纳可调整的紧固件34，紧固件34用于当连接件62如在图5和6中所示地装配时将壳体部分彼此附接。如在图4中所示，壳体部分14具有两个成角度地定向的表面74。壳体部分12具有也成角度地定向且平行于表面74的类似的表面76(不可见)。表面74与表面76处于面对关系。当上紧紧固件34以将壳体部分12和14拉向彼此时，表面74与表面76界面接触，并且，由于它们的成角度定向，表面彼此相对地滑动，从而导致壳体部分12和14彼此相对地沿相反方向旋转。在图7和8中说明该动作，其中，图7示出随着上紧紧固件34，壳体部分12上的表面76正要与壳体部分14上的表面74接触的点。图8说明壳体部分随着使紧固件34进一步上紧而旋转的位置、由紧固件施加的压缩力，该压缩力如箭头78所指示地导致表面74和76沿相反的方向在彼此上滑动且使壳体部分12和14沿彼此相反的方向移动。这导致包围由插孔16和18(仅示出插孔16)限定的开口20和22的键50的未对准。当键50啮合在诸如24的管道元件中的槽54内时(见图6和9)，键被迫与槽侧表面接触，并且，在连接件与管道元件之间实现比从诸如凸耳表面非成角度地定向的示例10的连接件获得的接头更刚硬的接头。通过轴向地弯曲以及通过扭转来实现增大的刚度。在该具体的示例连接件中，成角度地定向的表面74定位在壳体部分14的凸耳70a和70b上，并且，成角度地定向的表面76定位在壳体部分12的凸耳70c和70d上。虽然这些表面可位于壳体部分上的任何地方，但有利的是，将成角度地定向的表面74和76定位成靠近紧固件34，以用于增强的有效性。

像连接件10那样，连接件62也是安装就绪的，从而意味着无需拆卸以形成管道接头。图5示出处于安装就绪构造的连接件64，其中壳体部分12和14处于间隔开关系。在该示例中，壳体部分通过与第一和第二密封件64和66接触而以间隔开关系被支撑。如在图4中所示，第一和第二密封件中的各个具有外圆周80，该外圆周80在尺寸方面设置为以足以允许在不拆卸连接件的情况下将管道元件24和26(见图5)插入开口20和22中的间隔开关系来支撑壳体部分12和14。键50的端部中的凹口52通过提供空隙来促进管道元件插入。

在图5至8中说明装配的方法。如通过图5和6的比较而示出的，将管道元件24和26插入处于安装就绪构造的连接件中(图5)，并且，上紧可调整的紧固件34，以将壳体部分12和14拉向彼此(图6)。随着上紧紧固件34，凸耳70a和70c上的成角度的表面74和76接触，凸耳70b和70d上的成角度的表面74和76也是如此(图7)。随着进一步上紧紧固件，界面接触的表面74和76彼此相对地滑动，从而导致壳体部分12和14如在图8中由箭头78示出地沿相反的方向彼此相对地旋转，从而导致键50移动成非对准并接触管道元件中的槽54的侧壁，在图9中，在82和84处示出接触点。在该示例连接件62中，旋转大体上发生于紧固件34至凸耳70e和70f的周围。

图10至12说明根据本发明的示例三通连接件86。如在图10中所示，连接件86包括第一和第二壳体部分88和90。当彼此附接时，壳体部分88和90限定第一插孔92、第二插孔96和第三插孔94。插孔92、96和94限定用于接纳以假想线示出的相应的管道元件104、108和106的相应的第一、第二和第三开口98、102和100。壳体部分88和90还一起限定在第一、第二和第三插孔92、96以及94之间延伸的流体路径，为了清楚起见，由图11中所示的箭头110描绘流体路径。

再次参考图10，多个凸耳112从各个壳体部分88和90延伸。在示例三通连接件86中，各个壳体部分具有四个凸耳。凸耳112限定孔114。当壳体部分88和90如图10中所示地以面对关系装配时，凸耳112中的孔114对准以接纳紧固件116，紧固件116将壳体部分彼此附接以形成三通连接件86。紧固件116能够可调整地上紧，以便将第一和第二壳体部分88和90拉向彼此，并且使第一、第二和第三插孔92、94和96与管道元件104、106和108(分别)啮合，以便如在图12中所示地将管道元件附连在一起。

在示例三通连接件实施例86中，如在图12中所示，第一插孔92包围与第一开口98同轴地定向的第一轴线118。第二插孔96包围与第二开口102同轴地定向的第二轴线122。第三插孔94包围与第三开口100同轴地定向的第三轴线120。轴线118、120和122可用于描述插孔92、94和96相对于彼此的成角度定向。在示例三通连接件86中，第一插孔92与第三插孔94共线。第二插孔96相对于第一和第三插孔成角度地定向。轴线122与任一轴线118或120之间的定向角度124为大约90°。对于实际的三通设计，如以假想线示出的，定向角度124的范围可从大约30°至大约150°。还应理解的是，壳体部分88和90可以在插孔92、96和94之间采取任何实际的形状。因而，例如，在插孔之间延伸的特定部分可以是如图所示的直节段，或可以是弯曲的，只要插孔如由在本文中所限定且在图12中说明的它们的相应的轴线之间的定向角度限定的那样相对于彼此定向。

为了建立并维持由三通连接件86形成的管道元件之间的接头的不透流体性，在图11中示出的密封元件126定位于壳体部分88与90之间。密封元件126包括定位于第一插孔92内的第一密封件128、定位于第二插孔94内的第二密封件130，和定位于第三插孔96内的第三密封件132。管134沿着第一、第二和第三密封件128、130和132之间的由箭头110描述的流体路径在三通连接件86内延伸。在该示例中，第一第二和第三密封件与管134分离，但应理解，包括三个密封件和管的密封元件126可由类似于图1中所示的密封元件42的单件整体地形成。当由单件形成时，密封元件126可由弹性材料形成，诸如EPDM以及腈、硅酮、氯丁橡胶和含氟聚合物弹性体。当密封元件126如图11中所示地作为单独的多件而形成时，密封件128、130和132可由例如弹性体的挠性弹性材料形成，弹性体诸如EPDM以及腈、硅酮、氯丁橡胶和含氟聚合物弹性体。管68由相对更刚硬的材料形成，诸如玻璃、陶瓷、金属或者一种或更多种工程聚合物，包括热塑性聚合物和热固性聚合物两者。可用于形成管68的示范刚性工程热塑性聚合物包括聚苯撑和聚苯乙烯。

图10示出“安装就绪”状态下的三通连接件86，即，部分地装配，其中以足以允许在不拆卸三通连接件的情况下将管道元件104、106和108便利地插入相应的开口98、100和102中的间隔开关系保持第一和第二壳体部分88和90。为了实现不透流体的接头，将管道元件104、106和108插入开口98、100和102中，在该处，它们分别啮合第一、第二和第三密封件128、130和132。然后，上紧紧固件116，从而将壳体部分88和90拉到一起(如在图12中所示)，并且，在还使插孔92、94和96与它们相应的管道元件104、106和108啮合以将管道元件机械地捕获并保持在一起的同时，在壳体部分与管道元件104、106和108之间压缩第一、第二和第三密封件。在该示例中，由定位在各个壳体部分88和90上的径向地突出的弧形键136实现三通连接件86与管道元件104、106和108之间的正机械啮合。键136可在相对的端部处具有凹口138，以提供空隙并促进管道元件插入。在装配三通连接件86后，键包围开口98、100和102并啮合管道元件104、106和108中的圆周槽140。根据本发明的三通连接件当然不限于与开槽的管道元件一起使用，而是还可适合于平端管道元件、扩口管道元件以及凸肩和凸肩与凸缘管道元件。

壳体部分88和90可通过与第一、第二和第三密封件128、130和132接触而以隔开关系被便利地支撑。在图10至12中所示的示例三通连接件86中，壳体部分88和90通过与第一、第二和第三密封件128、130和132接触而以间隔开关系被支撑。如在图10中所示，密封件中的各个具有外圆周142，该外圆周142在尺寸方面设置为支撑处于足以允许在不拆卸三通连接件的情况下将管道元件104、106和108插入开口98、100和102中的间隔开关系的壳体部分88和90。在与先前描述并在图1中示出的密封元件42类似的密封元件的备选实施例中，密封元件126的第一、第二和第三密封件128、130和132可各自具有径向地向外延伸以啮合壳体部分的突出。突出可采取弧形物的形式，该弧形物具有足以支撑壳体部分的刚度，但当随着上紧紧固件而在壳体部分之间被压缩时仍将坍塌，以允许密封件128、130和132被压缩且键136啮合管道元件104、106和108中的槽140。在使用具有突出的密封件时，壳体部分88和90还可具有与图1中所示的凹处60类似的凹处。凹处将定位在插孔92、94和96的内表面上。凹处将设计成接纳突出，并且，当突出被壳体部分88和90压缩时为它们的变形提供空间。

三通连接件86可设计成提供相对挠性的接头或相对刚性的接头。为了实现相对挠性的接头，凸耳112在非成角度地定向的表面处彼此界面接触。此种表面不引起壳体部分88与90之间的相对旋转，并且，键136可设计成啮合槽140且仅接触一个槽侧表面。为了实现如图所示的示例三通连接件86中那样的更刚硬的接头，壳体部分90上的两个凸耳112a和112b各自具有成角度地定向的表面144。壳体部分88上的凸耳112c和112d具有也成角度地定向且平行于凸耳112a和112b上的表面144的类似的表面146(不可见)。凸耳112a上的表面144与凸耳112c上的表面146处于面对关系；凸耳112b上的表面144与凸耳112d上的表面146处于面对关系。当上紧紧固件116以将壳体部分88和90拉向彼此时，表面144与表面146界面接触，并且，由于它们的成角度定向，表面彼此相对地滑动，从而导致壳体部分88和90彼此相对地沿相反的方向旋转。在图12中说明该动作，图12示出壳体部分随着完全地上紧紧固件116而旋转的位置。由紧固件施加的压缩力如箭头148所指示地导致表面144和146沿相反的方向在彼此上滑动且使壳体部分88和90沿彼此相反的方向移动。这引起包围由插孔92、94和96限定的开口98、100和102的键136的未对准。当键136啮合在诸如104、106或108的管道元件中的槽140内时，键被迫与槽侧表面接触，并且，在连接件与管道元件之间实现比从凸耳表面非成角度地定向的连接件获得的接头更刚硬的接头。通过轴向地弯曲以及通过扭转来实现增大的刚度。

由于不需要拆卸和重新装配连接件以形成接头，故根据本发明的弯头和三通连接件在管道接头的形成中提供极大地增大的效率。

Claims (48)

1.一种用于将至少两个管道元件连接在一起的连接件，所述连接件包括：

第一和第二壳体部分，其彼此附接并至少限定第一和第二插孔，其中，第一插孔不与第二插孔同轴地对准，所述第一和第二插孔分别限定用于接纳所述管道元件的第一和第二开口，所述第一和第二壳体部分还限定在所述第一和第二插孔之间延伸的流体路径；

多个可调整的紧固件，其将所述第一和第二壳体部分彼此附接，所述第一和第二壳体部分以足以在将所述第一和第二壳体部分彼此附接的同时允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的间隔开关系被支撑，所述紧固件能够可调整地上紧，以便将所述第一和第二壳体部分拉向彼此，并且使所述第一和第二插孔与所述管道元件啮合，以便将所述管道元件附连在一起；

其中，在所述第一和第二壳体部分的每一个上定位有径向地突出的弧形键，所述弧形键用于实现所述连接件与所述管道元件之间的正机械啮合。

2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，并且，所述第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，第一和第二轴线相对于彼此成角度地定向。

3.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二轴线相对于彼此具有从90°至174°的定向角度。

4.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分还限定第三插孔，所述第三插孔限定用于接纳所述管道元件中的一个的第三开口，所述第一和第二壳体部分还将所述流体路径限定为在第一、第二和第三插孔之间延伸。

5.根据权利要求4所述的连接件，其特征在于，所述第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，所述第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，并且所述第三插孔包围与所述第三开口同轴地定向的第三轴线，第一和第三轴线彼此共线，所述第二轴线相对于所述第一和第三轴线成角度地定向。

6.根据权利要求5所述的连接件，其特征在于，第一和第二轴线相对于彼此具有从30°至150°的定向角度。

7.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，还包括：

至少一个第一成角度地定向的表面，其位于第一壳体部分上；

至少一个第二成角度地定向的表面，其位于第二壳体部分上，第一和第二成角度地定向的表面处于面对关系，并且当上紧所述紧固件时在彼此上滑动，以使所述第一和第二成角度地定向的表面接触，所述第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致所述第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

8.根据权利要求7所述的连接件，其特征在于，还包括：

多个凸耳，其从所述第一和第二壳体部分中的各个延伸，所述凸耳中的各个限定了孔用于接纳所述紧固件中的一个；

所述第一成角度地定向的表面，其位于所述第一壳体部分上的所述凸耳中的一个上；

所述第二成角度地定向的表面，其位于所述第二壳体部分上的所述凸耳中的一个上。

9.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，还包括：

多个凸耳，其从所述第一和第二壳体部分中的各个延伸，所述凸耳中的各个限定了孔用于接纳所述紧固件中的一个，第一壳体部分上的所述凸耳中的至少两个各自具有第一成角度地定向的表面，第二壳体部分上的所述凸耳中的至少两个各自具有第二成角度地定向的表面，所述第一成角度地定向的表面中的各个与所述第二成角度地定向的表面中的相应的一个处于面对关系，当上紧所述紧固件时，第一和第二成角度地定向的表面在彼此上滑动，以使所述第一和第二成角度地定向的表面接触，所述第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致所述第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转。

10.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，还包括：

第一密封件，其定位在所述第一插孔内并包围第一开口；

第二密封件，其定位在所述第二插孔内并包围第二开口；

管，其在第一和第二密封件之间在所述连接件内延伸。

11.根据权利要求10所述的连接件，其特征在于，所述管与所述第一和第二密封件一体地形成。

12.根据权利要求10所述的连接件，其特征在于，当所述第一和第二密封件在所述第一和第二壳体部分之间被压缩时，所述第一和第二密封件密封地啮合所述管。

13.根据权利要求4所述的连接件，其特征在于，还包括：

第一密封件，其定位在所述第一插孔内并包围第一开口；

第二密封件，其定位在所述第二插孔内并包围第二开口；

第三密封件，其定位在所述第三插孔内并包围所述第三开口；

管，其在第一、第二和第三密封件之间在所述连接件内延伸。

14.根据权利要求13所述的连接件，其特征在于，所述管与所述第一、第二和第三密封件一体地形成。

15.根据权利要求13所述的连接件，其特征在于，当第一、第二和第三密封件在所述第一和第二壳体部分之间被压缩时，所述第一、第二和第三密封件密封地啮合所述管。

16.根据权利要求10所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分通过与第一和第二密封件接触而以所述间隔开关系被支撑。

17.根据权利要求16所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

18.根据权利要求16所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出，所述第一和第二密封件中的各个上的所述至少一个突出啮合所述第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

19.根据权利要求18所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件中的各个上的所述至少一个突出包括从所述第一和第二密封件中的各个向外延伸的弧形物。

20.根据权利要求18所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二插孔中的至少一个包括定位在其内表面上的凹处，所述凹处用于接纳从所述第一和第二密封件中的一个延伸的所述至少一个突出。

21.根据权利要求13所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分通过与第一、第二和第三密封件接触而以所述间隔开关系被支撑。

22.根据权利要求21所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一、第二和第三插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

23.根据权利要求21所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出，所述第一、第二和第三密封件中的各个上的所述至少一个突出啮合所述第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一、第二和第三插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

24.根据权利要求23所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件中的各个上的所述至少一个突出包括从所述第一、第二和第三密封件中的各个向外延伸的弧形物。

25.根据权利要求23所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三插孔中的至少一个包括定位在其内表面上的凹处，所述凹处用于接纳从所述第一、第二和第三密封件中的一个延伸的所述至少一个突出。

26.一种用于将至少两个管道元件连接在一起的连接件，所述连接件包括：

第一和第二壳体部分，其彼此附接并至少限定第一和第二插孔，其中，第一插孔不与第二插孔同轴地对准，所述第一和第二插孔分别限定用于接纳所述管道元件的第一和第二开口，所述第一和第二壳体部分还限定在所述第一和第二插孔之间延伸的流体路径；

多个可调整的紧固件，其将所述第一和第二壳体部分彼此附接，所述紧固件能够可调整地上紧，以便将所述第一和第二壳体部分拉向彼此，并且使所述第一和第二插孔与所述管道元件啮合，以便将所述管道元件附连在一起；

至少一个第一成角度地定向的表面，其位于第一壳体部分上；

至少一个第二成角度地定向的表面，其位于第二壳体部分上，第一和第二成角度地定向的表面处于面对关系，并且当上紧所述紧固件时在彼此上滑动，以使所述第一和第二成角度地定向的表面接触，所述第一和第二成角度地定向的表面之间的滑动运动导致所述第一和第二壳体部分彼此相对地沿相反的方向旋转；

其中，在所述第一和第二壳体部分的每一个上定位有径向地突出的弧形键，所述弧形键用于实现所述连接件与所述管道元件之间的正机械啮合。

27.根据权利要求26所述的连接件，其特征在于，第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，并且第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，第一和第二轴线相对于彼此成角度地定向。

28.根据权利要求27所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二轴线相对于彼此具有从90°至174°的定向角度。

29.根据权利要求26所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分还限定第三插孔，所述第三插孔限定用于接纳所述管道元件中的一个的第三开口，所述第一和第二壳体部分还将所述流体路径限定为在第一、第二和第三插孔之间延伸。

30.根据权利要求29所述的连接件，其特征在于，第一插孔包围与第一开口同轴地定向的第一轴线，第二插孔包围与第二开口同轴地定向的第二轴线，并且所述第三插孔包围与所述第三开口同轴地定向的第三轴线，第一和第三轴线彼此共线，所述第二轴线相对于所述第一和第三轴线成角度地定向。

31.根据权利要求30所述的连接件，其特征在于，第一和第二轴线相对于彼此具有从30°至150°的定向角度。

32.根据权利要求26所述的连接件，其特征在于，还包括：

多个凸耳，其从所述第一和第二壳体部分中的各个延伸，所述凸耳中的各个限定了孔用于接纳所述紧固件中的一个；

所述第一成角度地定向的表面，其位于第一壳体部分上的所述凸耳中的一个上；

所述第二成角度地定向的表面，其位于第二壳体部分上的所述凸耳中的一个上。

33.根据权利要求26所述的连接件，其特征在于，还包括：

第一密封件，其定位在所述第一插孔内并包围所述第一开口；

第二密封件，其定位在所述第二插孔内并包围所述第二开口；

管，其在第一和第二密封件之间在所述连接件内延伸。

34.根据权利要求33所述的连接件，其特征在于，所述管与所述第一和第二密封件一体地形成。

35.根据权利要求33所述的连接件，其特征在于，当所述第一和第二密封件在所述第一和第二壳体部分之间被压缩时，所述第一和第二密封件密封地啮合所述管。

36.根据权利要求29所述的连接件，其特征在于，还包括：

第一密封件，其定位在所述第一插孔内并包围所述第一开口；

第二密封件，其定位在所述第二插孔内并包围所述第二开口；

第三密封件，其定位在所述第三插孔内并包围所述第三开口；

管，其在第一、第二和第三密封件之间在所述连接件内延伸。

37.根据权利要求36所述的连接件，其特征在于，所述管与所述第一、第二和第三密封件一体地形成。

38.根据权利要求36所述的连接件，其特征在于，当所述第一、第二和第三密封件在所述第一和第二壳体部分之间被压缩时，所述第一、第二和第三密封件密封地啮合所述管。

39.根据权利要求33所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分以足以在将所述第一和第二壳体部分彼此附接的同时允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的间隔开关系被支撑，所述第一和第二壳体部分通过与第一和第二密封件接触而被支撑。

40.根据权利要求39所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

41.根据权利要求39所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出，所述第一和第二密封件中的各个上的所述至少一个突出啮合所述第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

42.根据权利要求41所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二密封件中的各个上的所述至少一个突出包括从所述第一和第二密封件中的各个向外延伸的弧形物。

43.根据权利要求41所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二插孔中的至少一个包括定位在其内表面上的凹处，所述凹处用于接纳从所述第一和第二密封件中的一个延伸的所述至少一个突出。

44.根据权利要求36所述的连接件，其特征在于，所述第一和第二壳体部分以足以在将所述第一和第二壳体部分彼此附接的同时允许所述管道元件插入所述第一和第二插孔中的间隔开关系被支撑，所述第一和第二壳体部分通过与第一、第二和第三密封件接触而被支撑。

45.根据权利要求44所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件具有外圆周，该外圆周在尺寸方面设置为支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一、第二和第三插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

46.根据权利要求44所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件各自具有从其径向地向外延伸的至少一个突出，所述第一、第二和第三密封件中的各个上的所述至少一个突出啮合所述第一和第二壳体部分中的一个，并且，从而支撑处于足以允许所述管道元件插入所述第一、第二和第三插孔中的所述间隔开关系的所述第一和第二壳体部分。

47.根据权利要求46所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三密封件中的各个上的所述至少一个突出包括从所述第一、第二和第三密封件中的各个向外延伸的弧形物。

48.根据权利要求46所述的连接件，其特征在于，所述第一、第二和第三插孔中的至少一个包括定位在其内表面上的凹处，所述凹处用于接纳从所述第一、第二和第三密封件中的一个延伸的所述至少一个突出。