专利名称：通过螺纹卡爪进行锁定的连接设备和包括此设备的连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及连接设备。本发明的领域是为“高压”应用提供的连接器，所述应用例如为管的可拆结合，其中气态和/或液态流体以10至250巴附近的压力循环。
背景技术：
EP-A-O 804 701描述了一种连接设备，其包括管状本体和相对于本体滑动的外部套筒。本体配有卡爪，卡爪可以与本体径向间隔开以连接公连接元件，该公连接元件是设备所必须连接的。卡爪和公连接元件各设有彼此互补的包括螺纹元件的接合轮廓。滑动地安装在本体的中心处的密封活塞用来压靠在公连接元件上。能够沿轴向独立运动且被弹簧加载的滑环布置在密封活塞和卡爪之间。该滑环能够在设备的脱开联接构造下与卡爪接合， 以保持卡爪处于打开位置。另外，滑环安装成在联接过程中能够与密封活塞一起运动，以释放卡爪并允许卡爪接合在公连接元件上。这种设备的可靠性不足。更确切地，卡爪和公连接元件的互补接合轮廓的锁定不确定。实际上，取决于插入在卡爪(卡爪抵接活塞，活塞则抵接本体)之间的连接器的角度方位，会发生相对的轮廓的螺纹轴向偏移，这导致不能被用于锁定卡爪的外部套筒覆盖的卡爪不完全闭合。如果卡爪的螺纹座置于在螺纹的面对其嘴部的一侧的公连接元件的螺纹顶点附近，则该公连接元件被活塞推回，并且轴向移动，直到螺纹完全啮合并且卡爪被滑动的外部套筒完全覆盖。然而，如果卡爪的螺纹坐置于在螺纹的与其嘴部相反的一侧的公连接元件的螺纹顶点附近，则接合轮廓不可能在卡爪的完全锁定方向上相对运动。在这种情况下，卡爪与本体接触，而公连接元件经由密封活塞抵接在本体上。卡爪因此未被充分地锁定，一旦操作人员释放设备的外部锁定套筒，则卡爪被弹出，并且公元件被活塞推回。因此， 在“高压”应用中，这种设备带来了对于操作人员的一个显著的安全问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种适于利用螺纹卡爪进行自动连接的连接设备，同时提高操作人员的安全性和连接的可靠性。为此，本发明涉及一种适于传递加压的气态和/或液态流体的连接设备，所述连接设备构造成与设有接合轮廓的连接端联接，所述连接设备和所述连接端中的第一元件构造为公元件，并且所述连接设备和所述连接端中的第二元件构造为母元件，所述连接设备包括-管状本体，所述管状本体沿纵向轴线在处于联接构造时的面对所述连接端的前侧与处于所述联接构造时的背对所述连接端的后侧之间延伸，-控制构件，所述控制构件能够相对于所述管状本体沿所述纵向轴线滑动，-至少一个联接构件，所述至少一个联接构件安置在本体与控制构件之间，并且包括与所述连接端的所述接合轮廓互补的接合轮廓，以及-可弹性变形装置，所述可弹性变形装置能够将所述控制构件朝所述前侧推回到每个联接构件锁定在所述连接端上的保持位置，所述连接设备的特征在于其还包括可弹性变形装置，所述可弹性变形装置能够将所述联接构件朝所述后侧推回到在每个联接构件与所述本体之间限定出轴向游隙的位置， 所述轴向游隙允许每个联接构件相对于所述本体并抵抗作用在所述联接构件上的可弹性变形装置朝锁定在所述连接端上的位置的轴向运动。因此，公连接元件和母连接元件能够自动地且对操作人员而言安全地连接。所述联接构件或每个联接构件由于所述轴向游隙的存在而能够轴向运动。结果，通过确保互补接合轮廓(具体地为螺纹)之间的理想的相互作用实现了连接设备从脱开联接构造朝联接构造的致动。可弹性变形装置一即一个或多个弹簧一布置在连接设备中，以便一方面作用在控制构件上以及另一方面作用在联接构件上。实际中，卡爪的轴向革新极大地减少了互补螺纹之间锁定的风险，这种锁定能够导致连接断开并使操作人员和高压装置处于危险中。根据单独地或组合地考虑的本发明的其他有利特征-每个联接构件的接合轮廓和所述连接端的所述接合轮廓是互补的螺纹和攻丝， 所述螺纹和攻丝具有相同的顶角和螺纹螺距，并且所述轴向游隙大于或等于所述螺纹和攻丝的半螺距；-所述连接设备具有在所述控制构件与每个联接构件之间的接触界面，所述接触界面相对于所述纵向轴线倾斜；-所述接触界面由所述控制构件的锥形表面限定，所述锥形表面在包括所述纵向轴线的平面内限定出相对于所述纵向轴线的倾斜角，并且所述倾斜角小于或等于所述螺纹的顶角；-所述连接设备具有在所述控制构件与每个联接构件之间的接触界面，所述接触界面相对于所述纵向轴线倾斜，所述接触界面在包括所述纵向轴线的平面内限定出相对于所述纵向轴线的倾斜角，并且所述倾斜角小于或等于所述螺纹的顶角；-所述每个联接构件具有可弹性变形部分，所述每个可弹性变形部分构造成通过变形使所述联接构件的接合轮廓径向移动；-所述联接构件包括多个卡爪，所述多个卡爪绕所述纵向轴线沿径向分布并且连接于共有的基本环形的基部上；-所述联接构件经由布置在所述本体的壳体中的基部与所述本体协作，所述轴向游隙限定在所述基部与所述壳体之间；-所述连接设备还具有在所述本体内滑动的活塞，所述活塞的第一端形成阀，并且所述活塞的第二端形成弹性止动件，所述阀弹性地返回到形成于所述本体上的阀座上，所述弹性止动件能够轴向支承地接收所述连接端并能够在所述连接端与所述连接设备之间产生密封；-所述可弹性变形装置包括布置在所述控制构件与所述联接构件之间的单个弹簧，一方面，所述弹簧能够朝所述前侧将所述控制构件向每个联接构件锁定在所述连接端上的保持位置推回，并且另一方面，所述弹簧能够朝所述后侧将所述联接构件向在每个联接构件与所述本体之间限定出所述轴向游隙的位置推回。可替代地，这些可弹性变形装置一方面包括布置在本体与控制构件之间、能够将控制构件向前推回的第一弹簧，并且另一方面包括布置在本体与联接构件之间、能够将联接构件向后推回的第二弹簧。根据第一替代方案，所述连接设备构造为适于接收公连接端的母元件，并且所述控制构件是能够在所述本体的外部滑动的环形环。根据另一替代方案，连接设备构造为适于与母连接端协作的公元件，并且控制构件布置在本体内，并且控制构件一方面包括构造为与联接构件协作的环形环，并且另一方面包括轴，该轴连接于环形环并构造为在布置于本体内的杆的作用下沿轴向滑动。本发明还涉及一种适于传递高压下的气态和/或液态流体的连接器。所述连接器包括连接于第一管的如上所述的连接设备，以及联接于所述连接设备且连接于第二管的连接端。
在阅读了下面仅仅作为非限制性示例提供且参照附图完成的描述后，将能更好地理解本发明，其中-图1是根据本发明的连接器在脱开联接构造下的轴向横截面图，该连接器包括根据本发明的连接设备，该连接设备构造为母元件并适于接收公端；-图2和图3分别是图1的细节II和细节III的较大视图；-图4是与图1类似的横截面图，示出了联接过程中的公端和连接设备；-图5是图4的细节V的较大视图，示出了公端和连接设备的互补螺纹；-图6是与图1和图4类似的横截面图，示出了联接构造下的公端和连接设备；-图7是联接构件的透视图，其设有卡爪并属于图1至图6的连接设备；-图8是根据本发明的连接器的第二实施例的与图4类似的横截面图，该连接器包括根据本发明的连接设备，该连接设备构造为公元件并适于与母端协作；-图9是图8中的细节IX的较大视图，示出了母端和连接设备的互补螺纹；以及-图10是与图6类似的横截面图，示出了联接构造下的母端和连接设备。
具体实施例方式图1至图7示出了包括连接设备10的连接器RlO的第一实施例。该设备10构造为适于接收公连接端2的母元件。设备10和公连接端2是连接器 RlO的两个组成元件，适于传递高压气态和/或液态流体。在这种情况下，设备10连接于第一管，而连接端2联接于连接设备10并且连接于第二管，这些管在图1至图7中并未示出。设备10沿纵向轴线XlO在处于已联接或联接构造时与连接端2相对的第一侧11 与处于已联接或联接构造时面对连接端2的第二侧12之间延伸。第一侧11和第二侧12 限定出从第二侧12面向第一侧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平行于轴线XlO。第一侧11可以限定为设备10的后侧，而第二侧12为前侧。设备10包括本体20以及相对于彼此沿轴线XlO滑动的控制构件60和内部活塞 80。设备10还包括设有三个卡爪140、150和160的单件式联接构件110，每个卡爪通过其特定的可变形部分130连接于共有的环形基部120，如图7所示。元件20、60、80和110均具有以轴线XlO为中心的基本管状轮廓，包括构件110设有绕所述轴线规则地分布的三个卡爪。
在实际中，卡爪140、150和160联合地具有与公端2的接合轮廓互补的接合轮廓， 适于在一方面的设备10与另一方面的公端2之间产生联接。在联接之前在第二侧12上对中于设备10的轴线XlO上的所述公端2具有外圆柱表面4，外圆柱表面4沿轴线XlO延伸并且设有螺纹部分6。更具体地，该螺纹部分6具有以轴线XlO为中心的ISO米制螺纹，具有对称的轮廓，顶角Θ6等于60°，螺距为P，如后面关于图5所详述地。连接端2还具有垂直于表面4的端表面8。如从下面的论述中能够看到的，螺纹部分6构成用于连接端2的接合轮廓。如图2和图3所示，管状本体20沿纵向轴线XlO在处于联接构造CA时面对连接端2的前侧12与处于联接构造CA时背对连接端2的后侧11之间延伸。更具体地，本体20 具有外圆柱表面21、23、25和27，以及内圆柱表面或孔31、33、35和37，这些外圆柱表面和内圆柱表面或孔是同轴的并且以纵向轴线XlO为中心。径向环形表面22在表面21与23 之间延伸，而径向环形表面M在表面23与25之间延伸，径向环形表面22和M垂直于轴线XlO。表面22、23和M限定出从本体20径向向外突出的肩部20B。相对于轴线XlO以45°倾斜的锥形表面32连接表面31与33，并且在表面32与 33之间限定有圆形边缘36。可替代地，该表面32能够倾斜不同的角度，该角度优选地在 30°至60°之间。环形表面34在表面33与35之间径向延伸。环形表面38在第一侧11上径向地连接表面21和31。在实际中，设备10构造成使得加压气态和/或液态流体流Fl沿方向D2穿透第一侧11上的本体20的孔31。另外，背向轴线XlO定向(即，形成在本体20的外侧上)的第一凹槽段40形成在本体20的表面25与27之间，如图3所示。更确切地，该凹槽段形成具有圆柱形底表面41 的壳体40，该圆柱形底表面41通过径向表面42连接于表面25、并通过径向表面43连接于表面27。朝向轴线XlO定向(即，形成在本体20的内侧上)的环形凹槽45形成在表面35 与37之间，如图2所示。更确切地，凹槽45具有圆柱形表面46，圆柱形表面46通过径向表面47连接于表面35，并通过径向表面48连接于表面37。另外，本体20包括多个纵向凹槽50，每个凹槽50包括宽部分52和长形部分51， 宽部分52径向穿过本体20并且设置成接收卡爪140、150或160中的一个，长形部分51形成在外表面27上并且设置成接收相应的长形部分130。每个凹槽50在本体20中沿方向 D2从壳体40延伸，直到在本体20的第二侧12中出现。在实际中，控制构件60是位于本体20外的环。该环60具有中心位于轴线XlO上的梯状外表面61，设置该外表面61以便用于操作设备10。环60设有多个孔64、66和68。 径向表面62在第二侧12上从表面61朝轴线XlO延伸，并且通过锥形表面63连接于孔64。 更确切地，表面63朝第二侧12定向并且相对于轴线XlO倾斜等于45°的角度α 1。径向表面65连接表面64和66，而径向端表面69连接表面61和68。在未示出的替代方案中，角度α 可以在15°至60°之间。面对轴线XlO (即形成在环60的内侧上)的环形凹槽70形成在表面66和68之间。更具体地，环70由孔71限定，孔71限定环70的底部，并且孔71通过径向表面73连接于表面66且通过径向表面72连接于表面68。在实际中，该凹槽70构造成接收本体20的肩部20B 表面23在孔71内滑动，表面22能够沿方向Dl抵靠表面72，而表面M能够沿方向D2抵靠表面73。活塞80具有在第一侧11上的形成在阀中的第一端81和在第二侧12上形成为弹性止动件的第二端82，第二端82设置成支撑地接收公端2的表面8。活塞80具有绕轴线 XlO延伸的外圆柱表面83、85、87和89。径向表面84连接表面83和85，径向表面86连接表面85和87，并且径向表面88连接表面87和89。如图2所示，表面86、87和88形成从活塞80径向向外突出的肩部80B。弹簧180布置在本体20与活塞80之间，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能够利用抵接在凹槽45中的肩部80B在本体20中轴向滑动。更确切地，圆柱形表面85在孔35内滑动。表面86能够在连接端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能够在弹簧180沿方向D2的作用下抵靠表面48。活塞80还在第二端82侧具有环形径向表面92，环形径向表面92通过倾斜的锥形表面93连接于表面89。环形凹槽94在第二端82中形成在表面92上，并且构造成接收0 形环194。环形凹槽95从表面85开始形成在活塞80中，并且构造成在表面85与35之间接收0形环密封件195。具有圆凹形的环形凹槽96从表面83开始形成在第一端81处，并且构造成接收0形环196。另外，活塞80具有中心位于轴线XlO上的孔91，孔91出现在第二端82处，但是不出现在第一端81处。如图3所示，活塞80被圆柱形孔99沿直径方向穿过，圆柱形孔99 穿过轴向孔91并且出现在表面83的两侧上，从而形成位于孔91与活塞80的外侧之间的两个圆柱形开口 97和98。设置开口 97和98用于当活塞80沿方向Dl运动且与由边缘36 形成的活塞的座轴向偏离时使流体流Fl进入到孔91中。实际上，当活塞80在弹簧180的作用下在方向D2上最大地运动时，0形环196压靠在边缘96上并且防止加压流体从孔31流到孔91。另一方面，当活塞80沿方向Dl运动——即当公端2的表面8支承在活塞80的第二端82上且使其移动时，0形环196不再压在边缘36上，并且流体流Fl穿过孔99的开口 97和98在孔91中自由地流动。在这种情况下，密封环194和195执行设备10的密封。因此，如图4和图5所示，流体流Fl穿过孔31的内部到达设备10中，以流体流F2 的形式通过开口 97和98穿过活塞80，以流体流F3的形式在孔91内通过活塞，以流体流 F4的形式从设备10到达第二端82处的连接端2，并且以流体流F5的形式继续在连接端2 中流动。如图3所示，联接构件110的环形基部120具有圆柱形外表面121、孔122、以及第二圆柱形外表面125，第二圆柱形外表面125的直径相对于表面121的直径和表面122的直径介于中间。环形基部120还具有在第一侧11连接表面122和121的径向表面123。最后，环形基部120具有在第二侧12连接表面121和125的径向表面124以及连接表面122 和125的径向表面126。在实际中，环形基部120容纳在本体20的壳体40中。诸如弹簧170的可弹性变形装置布置在环60与联接构件110之间。更具体地，该弹簧170具有支靠在环形基部120 的表面IM上的第一端171和支靠在表面65上的弹簧170的第二端172。
在设备10的脱开联接构造⑶下，弹簧170沿方向Dl将表面123向后往回推靠到表面42上。平行于轴线XlO测得的孔122的轴向长度严格地小于形成壳体40的底部的表面41的轴向长度。因此，在联接构件110与本体20之间限定出轴向游隙X。更具体地，该轴向游隙X在弹簧170使表面123和42彼此压靠时在表面126同意表面43之间限定在前部。该轴向游隙X允许联接过程中联接构件110朝锁定在连接端2上的位置的向前轴向运动，在所述位置中，联接构件110保持接合在连接端2上。在未示出的替代方案中，轴向游隙X根据与以上所述且在图1至图7中所示的构造不同的构造来限定。换言之，在这种情况下，游隙X不限定在环形基部120处，并且构件 110利用不同的方式与本体20协作。例如，该协作可以利用所述部分130的布置在本体20 的壳体(类似于壳体40)中的径向突起而发生在可变形部分130处。根据另一个示例，对应于相对于图1至图7所示构造的相反构造，构件110可以设有壳体，本体20的径向突起以轴向游隙安置在该壳体中。对应于壳体与径向突起的轴向长度差的轴向游隙X然后位于所述径向突起的后部，并且允许联接过程中联接构件110朝其接合在连接端2上的锁定位置的向前轴向运动。如前面所提及地，构件110的每个可变形部分130均容纳在凹槽50中并因此在凹槽50中被侧向地引导。更具体地，每个可变形部分130在第一端131从环形基部120轴向延伸，并在第二端132附接于卡爪140、150和160。下面仅对卡爪140进行详细描述，卡爪150和160具有相同的构造。卡爪140具有圆柱形外表面141，圆柱形外表面141能够在环60的孔64中滑动。 锥形表面142将表面141连接于可变形部分130的第二端132。所述表面142定位在第一侧11上并且相对于轴线XlO倾斜角度α 2。表面142的倾斜角度α 2定义为表面63的倾斜角度α 1的函数，以允许表面63和142协作并在环60与卡爪140之间传递轴向力和径向力。优选地，角度α 和α 2彼此相等且等于45°。接触界面60/140限定在环60与卡爪140之间，所述接触界面60/140对应于环60与卡爪140之间的滑动表面，因此倾斜角度 α 1或α 2。因此，当被弹簧170沿方向D2推回的环60的表面63在表面142上滑动时，环 60能够一方面通过使环形基部120抵抗弹簧170滑动到壳体40中而沿方向D2轴向地移动卡爪140，以及另一方面通过使可变形部分130朝轴线XlO变形而径向地移动卡爪140。在未示出的替代方案中，环60和卡爪140中仅有一个元件具有倾斜表面63或 142。在实际中，在这种情况下，同样，环60能够轴向且径向地移动卡爪140。接触界面 60/140由倾斜的表面63或142限定，元件60与140之间的滑动发生在该接触界面60/140 上。另外，具有增加的径向厚度的加强部分143设置在第二端132与卡爪140之间，以加强当表面63支承在表面142上时卡爪140与可变形部分130之间的连接。特别地，该可变形部分130容纳在凹槽50的加宽部分52中。卡爪140还具有环形径向端表面144，环形径向端表面144将表面141连接于卡爪 140的面对轴线XlO的内表面145。该表面145具有构造为攻丝部146的接合轮廓。如图1、2和7所示，卡爪150具有构造为攻丝部156的接合轮廓。类似地，如图7 所示，卡爪160具有构造为攻丝部166的接合轮廓。因此，攻丝146、156和166能够与公端 2的互补螺纹6接合。更具体地，由于卡爪140、150和160的攻丝部146、156和166不形成绕轴线XlO 360°形成的攻丝，所以这些攻丝部形成的接合轮廓仅仅接合在螺纹6的一部分上，这足以将设备10锁定在公端2上。在实际中，攻丝部146、156和166在同一操作中被加工，以保持处于锁定位置的卡爪140、150和160的攻丝的螺旋。如图5所示，螺纹6和攻丝146具有分别相等的螺距P和顶角θ 6。螺纹6具有顶表面6b，顶表面6b连接背对表面8的侧螺纹表面6a和面对所述表面8的侧螺纹表面6c。 螺纹6还具有连接两个相对的侧螺纹表面6a和6c的底表面6d。类似地，攻丝146具有连接面对第一侧11的侧螺纹表面146a和面对第二侧12的侧螺纹表面146c的顶表面146b。 攻丝146还具有连接相对的螺纹146a和146c的两个侧表面的底表面146d。在实际中，在完全啮合状态下——即当设备10锁定在公端2上时，表面6a和 146a,6b和146b,6c和146c、6d和146d分别彼此径向面对。特别地，表面6a和146a彼此支靠。在完全啮合状态下，表面6b和146b当在包括轴线XlO的平面内考虑时相互平行且平行于轴线X10。当表面6a和146a彼此支靠时，这些表面6b和146b容纳在相对螺纹的底部中。在图1至3的脱开联接位置中，插入在锁定环60与环形基部120之间的弹簧170 沿方向Dl施加力E1，该力El趋于将表面65与IM分隔开并将后表面123压靠在表面42 上。卡爪140、150和160沿方向Dl被推回而抵接。同时，环60被弹簧170利用力E2沿方向D2被推回，其中凹槽70的表面72在前部抵靠在本体20的肩部20B的表面22上，而表面64通过卡爪覆盖表面141和等同表面。在这种情况下，设备10构造成使得在脱开联接构造⑶下，表面43与1 之间的轴向游隙X大约或等于螺纹6和146的半螺距P/2。另外，唯一的弹簧170适于使设备10的不同元件的相对运动可靠，如下面所详述地，同时减小设备10的径向紧凑度。在未示出的替代方案中，弹簧170可以被两个弹簧替代，其中第一弹簧布置在本体20与环60之间以沿方向D2轴向推压所述环60，第二弹簧设置在本体20与卡爪140、150 和160之间以沿方向Dl轴向推压所述卡爪。当操作人员操作设备10进行联接时，他使环60抵抗力E2沿方向Dl滑动，其中他的手指放在表面61和本体20上。表面64在表面141上并使其露出，然后表面63在表面 142上滑动，其中表面63和142分别倾斜角度α 1和α 2。如从图4可见的，卡爪140、150和160然后被环60释放，并且弹性地打开，同时移离轴线XlO以释放公端2沿方向Dl的通道。然后，在后侧11将环60保持在缩回位置的同时，操作人员使设备10沿轴线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抵抗弹簧 180的作用移动并形成弹性止动件。然后，由于前端接头194而确保了表面8与92之间的密封。通过使设备10和公端2更加靠近在一起，操作人员使活塞80抵抗弹簧180的作用沿方向Dl在本体20中滑动。活塞80能够一直滑动，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。在该构造下，构造为阀的第一端81与其座分离，同时移离表面32。0形环196不再支靠在边缘36上，开口 97和98与孔31的内部连通，并且流体流 Fl能够跟随流体流F2、F3、F4和F5流向公端2。0形环194和195然后确保了连接器RlO中的密封。在该阶段，当攻丝部146和相似的元件面对螺纹6定位时，操作人员释放锁定环 60。可替代地，操作人员可以可选地附加环60沿方向D2的运动。如图4和图6所示一一其分别示出了联接过程中和已联接构造CA下设备10的操作，环60被弹簧170产生的力E2朝卡爪140、150和160推回，并且趋于接收卡爪140、150 和160。每个卡爪140、150和160然后经受朝轴线XlO定向的径向弯曲力，其中，表面63压在表面142上。在图6中，可变形部分130发生变形，并且卡爪140、150和160更靠近公端 2的外表面4。更具体地，螺纹部146和类似的元件与螺纹6相接触，即互补的接合轮廓相接触。为了简化的目的，下面仅述及卡爪140和攻丝部146。然而，应当理解卡爪150和 160的情况与此相似。当攻丝146支靠在螺纹6上时，以将卡爪140锁定在公端2上，如关于图5所示， 不同的情况会出现。如果螺纹6和攻丝146此后完全对齐，则它们完全啮合并且完成锁定。更具体地， 螺纹顶点6a和146b必须与相应螺纹的底部146d和6d径向对齐，并且当卡爪140被使得更靠近轴线XlO时，表面6a和146a彼此抵靠。然而，应注意的是这种情况较为少见。如果表面146c与表面6c相接触，则攻丝146趋于与螺纹6对齐并完全啮合，同时沿方向D2将公端2推回。在这种情况下，活塞沿方向D2轻微地滑动，表面8和92继续支靠，并且在形成为弹性止动件的第二端82处保持密封。如果顶点146b与顶点6b相接触，公端被活塞80推压，那么一旦顶点146b与顶点 6b脱离接触，则攻丝146能够根据前面描述的情况容纳在螺纹6中，在所述情况中，接触最初发生在表面6c与146c之间。然而，如果如图5所示，攻丝146的表面146a在与攻丝146与螺纹6的最近对齐位置相距轴向距离Y处支承在螺纹6的表面6a上，则卡爪140必须沿方向D2移动该距离 Y以实现完全的啮合。为此，环60在卡爪140上的作用和螺纹6在卡爪140上的作用使得所述卡爪140 —方面朝公端2径向运动以及另一方面通过接触界面60/140 (其倾斜45°， 因此小于螺纹的顶角——等于60° )使所述卡爪140沿方向D2轴向移动，即抵抗弹簧170 施加的力El运动。在实际中，卡爪140的同时沿径向和轴向的该运动因轴向游隙X的存在以及由表面63和142限定的接触界面60/140的构造产生。在脱开联接构造⑶下的壳体40中的环形基部120的前部限定的游隙X大于或等于螺纹6的半螺距P/2，使得每个卡爪140和类似的元件能够沿方向D2最多移动X，用于螺纹4和146的完全啮合。表面63和142沿角度 α 和α2以45°倾斜，该倾斜小于螺纹6的顶角Θ6(等于60° )，以引发联接构件110 的轴向运动。当各个卡爪140、150和160与公端2的螺纹6之间的啮合完全时，卡爪140、150 和160处于公端2上的锁定位置，通过可变形部分130朝轴线XlO弯曲，与螺纹6接合，并且被锁定环60径向包围，锁定环60利用覆盖表面141和类似元件的表面64将卡爪140、 150和160保持在锁定位置中。在该阶段，如果轴向游隙X保留在表面126和43之间，例如，如果卡爪140、150和160已经移动到在前部具有Y < (严格地小于)X，则包括联接构件110、公端2以及活塞80 的组件被弹簧180和流体压力沿方向D2推回，直至环形基部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与设备10之间的任何分离运动，并且由此获得的连接器RlO的联接构造CA具有显著的可靠性。在该构造下，移动初始游隙X以在后部在表面42与123之间形成轴向游隙X2。另外，应当注意，由活塞80的第二端82形成的弹性止动件的运动确保了连接器RlO的密封， 而不管联接构件110相对于本体20的相对运动如何。在任何情况下，在脱开联接构造⑶与具有流体循环的联接构造CA之间，联接构件 110相对于本体20的轴向位置已经沿方向D2移动了值X。这种移动联接构件110的可能性确保了其对公端2的螺纹6的相对位置的适应性。为了使连接器RlO脱开联接，操作人员抵抗弹簧170将环60向后拉卡爪被释放并且能够离开螺纹6，为公端2留出了沿方向D2的通道。卡爪一被释放，联接构件110便被推到在其后部被弹簧170抵接，其中在基部120的前部形成轴向游隙X，为新的联接做准备。在未示出的替代方案中，卡爪140、150和160能够彼此独立，每个卡爪均设有专有的基部120。在这种情况下，基部120能够被辅助构件附接，所述辅助构件例如为EP-A-O 804 701中用16标记的构件，其保持基部120的附着并允许基部120在壳体40内的协调的
轴向运动。根据未示出的另一替代方案，诸如弹簧170的弹性装置通过中间件作用在联接构件110上。例如，弹性装置在环形垫圈上施加轴向力，该环形垫圈布置成其背面(即面对第一侧11)支承在三个独立卡爪的基部上。图8至10示出了根据本发明的连接设备210的第二实施例。与第一实施例的设备10相比，不同之处涉及基本结构方面而非功能方面。实际上，设备210的操作与设备10类似，以通过与连接端202联接而形成连接器R210。然而，在这种情况下，设备210构造为公元件，而连接端202构造为母元件。连接设备210的某些组成元素与上面描述的第一实施例的设备10的组成元素相当，并且具有增加了 200的相同标记。这些元素是纵向轴线X210，第一侧211和第二侧212， 方向Dl和D2，管状本体220，环形凹槽240和M5，控制构件沈0，支撑表面沈3，其端部282 构造为弹性止动件的活塞观0，设有通过可变形部分330连接于卡爪340、350和360的环形基部320的联接构件310 (卡爪360未示出)，锥形表面342，角度α 1和α 2，包括表面 346a,346b和:346c的螺纹部；346，包括端371和372的弹簧370，弹簧380，0形环394和 395，流Fl、F2、F3、F4和F5，以及轴向游隙X和X2。在实际中，控制构件260具有与第一实施例的构造为外部环的控制构件60不同的结构。实际上，构件260沿轴线X210滑动地安装在本体220内，并且能够使用杆300被致动。在联接前在第二侧212上沿设备210的轴线X210对中定位的母端202，具有沿轴线X210平行地延伸的圆柱形外表面204和锥形内表面206。母端202具有在面对设备210 的一侧在表面204和206之间径向延伸的端表面208。更具体地，攻丝206具有米制螺纹，该螺纹具有等于60°的顶角θ 6和螺距P，如图9所示。攻丝206具有顶表面206b，顶表面206b连接背对表面208的侧螺纹表面206a 和面向表面208的侧螺纹表面206c。在攻丝206的面向轴线X210的底部，两个相对的侧螺纹表面206a和206c直接相连。类似地，卡爪340的螺纹部346具有顶表面346b，顶表面346b连接面向第一侧211 的侧螺纹表面:346a和面向第二侧212的侧螺纹表面346c。在螺纹346的背对轴线X210的底部，两个相对的侧螺纹表面:346a和346c直接相连。本体220具有圆柱形外表面221，圆柱形外表面221平行于轴线X210从第一侧211 延伸到第二侧212。开口 258从表面221开始形成在本体220中。设置该开口 258用来将杆300布置在本体220中。本体220具有内孔231以及圆柱形导管233，流体流Fl在内孔231中穿过设备 210，流体流F2在圆柱形导管233中流向由元件沈0、280和310限定的腔255。另外，元件 370和380插入在该腔255中的元件260,280和310之间。活塞280布置在本体220的凹槽245中，并且能够抵抗弹簧380的作用轴向滑动， 或者通过所述弹簧380保持在该处。轴向凹槽^Oa和^Ob形成在活塞观0中，用于卡爪 340,350和360的定位。活塞观0的端部282具有环形部分^OC,环形部分^OC设置成穿过母端202。另外，前部的0形环394布置在活塞观0中处于径向表面292处。控制构件260具有轴沈5，轴265附接于第二侧212的管状环270并且附接于第一侧211的杆300。环270具有相对于轴线X210向外突出的肩部275，使得弹簧370在第二侧212压靠肩部275并且在第一侧211压靠环形基部320。该弹簧370为螺旋弹簧，具有将抵接构件260向前推的一端372和将抵接构件310向后推的一端371。在环270与轴265 之间，设有开口 278以便流体流F3在腔255内朝环270的内部流动。在与环270相反的第一侧211，轴265具有轴向凹槽沈7，销268容纳在凹槽沈7中。0形环393绕环265定位在本体220中，以实现开口 258与腔255之间的密封。杆300具有操纵轴301、凹槽302以及铰链303，铰链303形成杆300相对于本体 220的枢转连杆。销268布置在凹槽302中，使得绕铰链303旋转杆300将使轴265沿轴线 X210轴向移动。通过使轴301沿方向D2移动，操作人员能够在对抗弹簧370的作用的同时使构件 260沿方向Dl滑动，露出卡爪340以允许其朝轴线X210的径向弹性运动，从而抵靠活塞280 定位母端202。更具体地，锥形表面206围绕属于活塞观0的第二端282的环形部分280C， 而表面208支靠在表面292上。攻丝206面对卡爪340的螺纹346，其中卡爪340在前部是可轴向运动的。然后，通过使轴301沿方向Dl移动或者允许弹簧370的端部372作用在环270上并将其向前推，操作人员能够使控制构件260沿方向D2滑动，在来自环270的推力下致动联接构件310，并且因而将卡爪340径向移开，使其远离轴线X210隔开，使得螺纹部346与母端202的攻丝206相接触。如在第一实施例的设备10中那样，卡爪340的表面342在锁定位置下倾斜角度 α 2，使得表面342在联接过程中与环270的倾斜角度α 1的表面263协作。优选地，角度 α 1和α 2等于45°，使得环270与卡爪340之间的接触界面270/340倾斜基本等于45° 的角度，该角度小于顶角Θ2(等于60° )。
在未示出的替代方案中，环270和卡爪340中仅有一个元件具有倾斜表面263或 342。在这种情况下，接触界面270/340由所述倾斜表面263或342限定。在脱开联接构造⑶下，如图8所示，轴向游隙X设置在凹槽240中的环形基部320 的前部。当卡爪340与攻丝206相接触时，如果接触发生在攻丝206的表面206a上，则卡爪340具有抵抗弹簧370朝母端202轴向移动最多X的可能性，用于卡爪的完全啮合和自动锁定。在联接构造CA下，如图10所示，环270在面对轴线X210的一侧覆盖卡爪340，以保持卡爪340在攻丝206上的锁定位置。弹簧380和循环流体的压力使基部320在前部抵靠在主体220上，即，初始游隙X发生运动，以形成在凹槽340中的基部320的后部的轴向游隙X2。这样，卡爪340能够一方面由于轴向游隙X的存在以及另一方面由于接触界面 270/340相对于螺纹346和206的几何形状的构造而沿径向和轴向移动。在未示出的替代方案中，卡爪340、350和360能够彼此独立，每个卡爪均设有专有的基部320。在这种情况下，基部320能够被辅助构件附接，所述辅助构件保持基部320的附着并允许基部320在凹槽MO内的协调的运动。
权利要求
1.一种适于传递加压的气态和/或液态流体的连接设备(10 ；210)，所述连接设备构造成与设有接合轮廓(6 ；206)的连接端O ；20 联接，所述连接设备和所述连接端中的第一元件O ；210)构造为公元件，并且所述连接设备和所述连接端中的第二元件(10 ；202)构造为母元件，所述连接设备包括-管状本体QO ；220)，所述管状本体沿纵向轴线(X10 ；X210)在处于联接构造(CA)时的面对所述连接端的前侧(12 ；212)与处于所述联接构造(CA)时的背对所述连接端的后侧 (11 ；211)之间延伸，-控制构件(60 ；260)，所述控制构件能够相对于所述管状本体沿所述纵向轴线滑动，-至少一个联接构件(110 ；210)，所述至少一个联接构件包括与所述连接端O ；202) 的所述接合轮廓(6 ；206)互补的接合轮廓(146，156，166 ；346)，以及-可弹性变形装置(170，172 ；370，372)，所述可弹性变形装置(170，172 ；370，372)能够将所述控制构件(60 ；260)朝所述前侧(12)推回(D2)到每个联接构件(110 ；310)锁定在所述连接端O ； 20 上的保持位置，所述连接设备(10 ；210)的特征在于，其还包括可弹性变形装置(170，171 ；370，371)， 所述可弹性变形装置(170，171 ；370,371)能够将所述联接构件(110 ；310)朝所述后侧 (11)推回(Dl)到在每个联接构件(110 ；310)与所述本体(20 ；220)之间限定出轴向游隙 (X)的位置，所述轴向游隙(X)允许每个联接构件(110 ；310)相对于所述本体OO ；220)并抵抗作用在所述联接构件(110 ；310)上的可弹性变形装置(170，171 ；370，371)朝锁定在所述连接端O ；20 上的位置的轴向运动。
2.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，每个联接构件(110;210)的接合轮廓 (146，156，166 ；346)和所述连接端(2 ；202)的所述接合轮廓(6 ；206)是互补的螺纹和攻丝，所述螺纹和攻丝具有相同的顶角(Θ6)和螺纹螺距(P)，并且所述轴向游隙(X)大于或等于所述螺纹和攻丝的半螺距(P/2)。
3.如权利要求1所述的连接设备，其特征在于，所述连接设备具有在所述控制构件 (60 ；260)与每个联接构件(110 ；310)之间的接触界面(60/140 ；270/340)，所述接触界面 (60/140 ；270/340)相对于所述纵向轴线(X10 ；X210)倾斜。
4.如权利要求3所述的连接设备，其特征在于，所述接触界面(60/140;270/340)由所述控制构件(60 ；260)的锥形表面(63 ；263)限定，所述锥形表面(63 ；263)在包含所述纵向轴线(X10 ；X210)的平面内限定出相对于所述纵向轴线(X10 ；X210)的倾斜角(α 1)，并且所述倾斜角(α )小于或等于所述螺纹(6，146，156，166 ；206, 346)的顶角(θ 6)。
5.如权利要求2所述的连接设备，其特征在于，所述连接设备具有在所述控制构件 (60 ；260)与每个联接构件(110 ；310)之间的接触界面(60/140 ；270/340)，所述接触界面(60/140 ；270/340)相对于所述纵向轴线(Χ10 ；Χ210)倾斜，所述接触界面(60/140 ； 270/340)在包含所述纵向轴线(Χ10 ；Χ210)的平面内限定出相对于所述纵向轴线(Χ10 ； Χ210)的倾斜角(α 1，α 2)，并且所述倾斜角(α 1，α 2)小于或等于所述螺纹(6，146，156， 166 ；206, 346)的顶角(θ 6)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，每个联接构件(110；310) 具有可弹性变形部分(130 ；330)，每个可弹性变形部分(130 ；330)构造成通过变形使所述联接构件(110 ；310)的接合轮廓(146，156，166 ；346)径向移动。
7.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，所述联接构件(110；310) 包括多个卡爪(140，150，160 ；340，350，360)，所述多个卡爪绕所述纵向轴线(X10 ；X210)沿径向分布并且连接于共有的基本环形的基部(120 ；320)上。
8.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，所述联接构件(110；310) 经由布置在所述本体(20 ；220)的壳体(40 ；240)中的基部(120 ；320)与所述本体协作，所述轴向游隙(X)限定在所述基部(120 ；320)与所述壳体(40 ；240)之间。
9.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，所述连接设备还具有在所述本体QO ；220)内滑动的活塞(80 ；280)，所述活塞的第一端(81 ；281)形成阀，并且所述活塞的第二端(82 ；282)形成弹性止动件，所述阀弹性地返回在形成于所述本体OO ；220) 上的阀座上，所述弹性止动件能够轴向支承地接收所述连接端0;20幻并能够在所述连接端O ；202)与所述连接设备(10 ；210)之间产生密封。
10.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，所述可弹性变形装置包括布置在所述控制构件(60 ；260)与所述联接构件(110 ；310)之间的单个弹簧(170 ；370)， 一方面，所述弹簧(170 ；370)能够朝所述前侧(12)将所述控制构件(60 ；260)向每个联接构件(110 ；310)锁定在所述连接端O ；20 上的保持位置推回(D2)，并且另一方面，所述弹簧(170 ；370)能够朝所述后侧(11)将所述联接构件(110 ；310)向在每个联接构件(110 ； 310)与所述本体(20 ；220)之间限定出所述轴向游隙(X)的位置推回(Dl)。
11.如权利要求1至5中任一项所述的连接设备，其特征在于，所述连接设备构造为适于接收公连接端(2)的母元件，并且所述控制构件是能够在所述本体00)的外部滑动的环形环(60)。
12.一种适于传递高压下的气态和/或液态流体的连接器(R10;R210)，其特征在于所述连接器包括-连接于第一管的如权利要求1至5中任一项所述的连接设备(10 ；210)，以及-联接于所述连接设备(10 ；210)且连接于第二管的连接端O ；220)。
全文摘要
本发明涉及一种适于传递加压的气态和/或液态流体的连接设备(10)，其构造成与设有接合轮廓(6)的连接端(2)联接。连接设备包括管状本体(20)、控制构件(60)和至少一个联接构件(110)。连接设备(10)还包括可弹性变形装置(170，171)，其能够将控制构件(60)朝前侧(12)推回(D2)到每个联接构件(110)锁定在连接端(2)上的保持位置，连接设备(10)还包括可弹性变形装置(170，171)，其能够将联接构件(110)朝后侧(11)推回(D1)到在每个联接构件(110)与本体(20)之间限定出轴向游隙(X)的位置。
文档编号F16L37/12GK102444758SQ20111030684
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者克里斯托弗·迪里厄, 阿兰-克里斯托弗·蒂贝尔吉安 申请人:施托布利法韦日公司