ФИТИНГ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА С КОМПОНЕНТАМИ, ПРИСПОСОБЛЕННЫМИ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ СБОРКИ
CONDUIT FITTING WITH COMPONENTS ADAPTED FOR FACILITATING ASSEMBLY

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет и все преимущества по предварительной заявке на выдачу патента США № 61/990,822, поданной 9 мая 2014 года, озаглавленной "Сборка картриджа уплотнительных втулок для фитинга для трубопровода", предварительной заявке на выдачу патента США № 61/990,823, поданной 9 мая 2014 года, озаглавленной "Фитинг для трубопровода с втулкой ограничения крутящего момента, выполненной за одно целое с гайкой, и опциональные картриджи уплотнительных втулок", и предварительной заявке на выдачу патента США № 62/007,441, поданной 4 июня 2014 года, озаглавленной "Фитинг для трубопровода со сборкой по крутящему моменту, используя уплотнительные втулки", все раскрытие каждой из которых полностью включено в материалы настоящего описания посредством ссылки.
Область техники, к которой относятся изобретения
[0002] Настоящее изобретение относится к фитингам для металлических трубопроводов, таких как металлическая труба и трубка. Более точно, раскрытие относится к фитингам, которые обеспечивают захват и герметизацию трубопровода посредством зажимания вместе сопряженных резьбовых компонентов фитинга. Одним из примеров фитинга для трубопровода является фитинг без развальцовки, который использует одно или более устройств для захвата трубопровода, чтобы установить захват и герметизацию трубопровода.
Уровень техники
[0003] Фитинги для трубопровода используются в газовых или жидкостных системах с текучими средами, для обеспечения непроницаемого для текучей среды механического соединения между трубопроводом и другим устройствам для течения текучей среды, таким как другой трубопровод, устройство управления потоком, такое как клапан или регулятор, отверстие и т.д. Конкретный тип часто используемого фитинга для трубопровода известен как фитинг без развальцовки, который использует одно или более устройств для захвата трубопровода, таких как уплотнительные втулки, например, для обеспечения функции захвата и герметизации. Такие фитинги популярны благодаря тому, что они не требуют большой подготовки конца трубопровода, помимо подрезки и удаления заусенцев. Термин "фитинг" используется в материалах настоящего описания в качестве сокращенной ссылки на фитинг для трубопровода, такой как фитинг для трубы или трубки, например.
[0004] Другие фитинги, тем не менее, будут рассмотрены для использования с настоящими изобретениями, включая любую конструкцию фитинга, которая собирается посредством зажимания вместе двух сопряженных резьбовых компонентов фитинга.
[0005] Традиционный фитинг типа уплотнительной втулки затягивается по количеству оборотов, что означает, что сопряженные по резьбе компоненты фитинга зажимаются вместе за указанное количество относительных оборотов и частичных относительных оборотов относительно друг друга после исходного положения. Исходное положение часто является затянутым вручную положением. Посредством контроля количества оборотов и частичных оборотов после затянутого вручную положения, относительный ход или осевое продвижение компонентов фитинга друг к другу может контролироваться, для обеспечения того, что уплотнительные втулки эффективно захватят и герметизируют трубопровод. Такие фитинги часто разъединяют для различных починок и технического обслуживания в системе с текучей средой, а затем разъединенный фитинг повторно зажимают, что часто указывается ссылкой, как "повторная установка" или "переделывание" фитинга. Такие повторные установки могут выполняться с теми же компонентами фитинга и уплотнительными втулками, или, иногда, одна или более деталей заменяются.
Сущность изобретения
[0006] Примерная изобретательная концепция предлагает элемент ограничения хода, который связан с резьбовым компонентом фитинга для трубопровода. В одном из вариантов осуществления, элемент сопротивления ходу может быть сформирован за одно целое с резьбовым компонентом фитинга для обеспечения единой детали или цельной детали. Элемент сопротивления ходу содержит конструкцию, которая деформируется, когда элемент сопротивления ходу нагружается вдоль оси или сжимается. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0007] Другая примерная изобретательная концепция предлагает элемент ограничения хода, который связан с резьбовым компонентом фитинга. В одном из вариантов осуществления, элемент сопротивления ходу может быть сформирован не за одно целое с резьбовым компонентом фитинга для обеспечения сборки из двух деталей. Элемент сопротивления ходу содержит конструкцию, которая деформируется, когда элемент сопротивления ходу нагружается вдоль оси или сжимается. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0008] Другая примерная изобретательная концепция предлагает элемент ограничения хода, который связан с резьбовым компонентом фитинга. В одном из вариантов осуществления, элемент сопротивления ходу может быть сформирован не за одно целое с резьбовым компонентом фитинга, для обеспечения сборки из двух деталей, с элементом сопротивления ходу, прикрепляемым или соединяемым в виде картриджа с резьбовым компонентам фитинга. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0009] Другая примерная изобретательная концепция предлагает элемент ограничения хода, который функционирует в виде измерительного элемента, так что элемент сопротивления ходу измеряет условие затягивания фитинга для трубопровода. В одном из вариантов осуществления, элемент сопротивления ходу содержит конструкцию, которая деформируется, когда элемент сопротивления ходу нагружается вдоль оси или сжимается. Элемент сопротивления ходу может использоваться для измерения начального затягивания, а также затягивания при одной или более повторных установках фитинга. Измерительный элемент может использоваться для затягивания по крутящему моменту, или по количеству оборотов, или обоими путями. Измерительный элемент может использоваться с резьбовыми фитингами и нерезьбовыми фитингами, и может использоваться с полностью металлическими фитингами и фитингами, которые не являются полностью металлическими. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0010] Другая примерная изобретательная концепция предлагает резьбовой компонент фитинга, который является первым резьбовым компонентом фитинга, который сопрягается резьбой со вторым резьбовым компонентом фитинга, и элемент сопротивления ходу, указанный элемент сопротивления ходу содержит конструкцию, которая пластически деформируется, когда элемент сопротивления ходу нагружается или сжимается вдоль оси, элемент сопротивления ходу, имеющий первую осевую длину в первом относительном осевом положении между указанным первым резьбовым компонентом фитинга и указанным вторым резьбовым компонентом фитинга, и вторую осевую длину во втором относительном осевом положении между указанным первым резьбовым компонентом фитинга и указанным вторым резьбовым компонентом фитинга, при этом указанная первая осевая длина и указанная вторая осевая длина различаются. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0011] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает подсборку для фитинга для трубопровода, включающую в себя первую и вторую уплотнительные втулки, выполненные с возможностью выравнивания относительно оси. Первая уплотнительная втулка включает в себя кулачковую поверхность в своей задней части, а вторая уплотнительная втулка включает в себя поверхность, которая контактирует с кулачковой поверхностью, когда первая уплотнительная втулка и вторая уплотнительная втулка сводятся вместе вдоль оси. Подсборка дополнительно включает в себя удерживающую конструкцию, которая удерживает первую уплотнительную втулку и вторую уплотнительную втулку вместе в виде подсборки, с удерживающей конструкцией, включающей в себя элемент в задней части первой уплотнительной втулки; элемент, включающий в себя стенку, которая определяет границы углубления, со второй уплотнительной втулкой, включающей в себя часть, которая расположена в углублении. Стенка включает в себя часть, которая расположена под острым углом относительно оси в переднем направлении. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0012] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает уплотнительную втулку, включающую в себя единый корпус с каналом, продолжающимся через него вдоль оси, и элемент, который продолжается из задней части корпуса. Элемент включает в себя перемычку и крючок, и стенку, которая формирует часть перемычки и крючка, со стенкой, перемычкой и крючком, определяющими границы углубления, крючок и перемычка, соединяемые частью стенки, которая формирует шарнир. Крючок включает в себя кулачковую поверхность, продолжающуюся назад и радиально наружу из продолжающейся вдоль оси радиально внутренней концевой части, кулачковая поверхность, расположенная под углом относительно радиально внутренней концевой части. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0013] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает подсборку для фитинга для трубопровода, включающую в себя первую и вторую уплотнительные втулки, выполненные с возможностью выравнивания относительно оси, и удерживающую конструкцию, которая удерживает первую уплотнительную втулку и вторую уплотнительную втулку вместе в виде подсборки. Удерживающая конструкция включает в себя элемент в задней части первой уплотнительной втулки. Элемент включает в себя перемычку, крючок и стенку, которая формирует часть перемычки и крючка и образует углубление. Вторая уплотнительная втулка включает в себя часть, которая расположена в углублении. Стенка включает в себя шарнир или линию сгиба, которая соединяет крючок с перемычкой, стенка, дополнительно включающая в себя часть, которая расположена под острым углом в переднем или внутреннем направлении относительно оси. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0014] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает подсборку для фитинга для трубопровода, включающую в себя первую и вторую уплотнительные втулки, выполненные с возможностью выравнивания относительно оси, и удерживающую конструкцию, которая удерживает первую уплотнительную втулку и вторую уплотнительную втулку вместе в виде подсборки. Удерживающая конструкция включает в себя элемент в задней части первой уплотнительной втулки, элемент, включающий в себя перемычку, крючок и стенку, которая формирует часть перемычки и крючка и образует углубление. Вторая уплотнительная втулка включает в себя часть, которая принимается в углубление, когда первая уплотнительная втулка и вторая уплотнительная втулка удерживаются вместе. Стенка включает в себя шарнир или линию сгиба, которая соединяет крючок с перемычкой, с крючком, деформируемым или изгибаемым в переднем или внутреннем направлении относительно радиальной линии от оси. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0015] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает способ зацепления в виде картриджа первой и второй уплотнительных втулок в виде разъемной предварительной сборки. В примерном способе, обеспечивается первая уплотнительная втулка, содержащая продолжающийся назад удерживающий элемент, образующий внутреннее радиальное углубление, с удерживающим элементом, включающим в себя радиально внутреннее удлинение, образующее ориентированную назад кулачковую поверхность. Вторая уплотнительная втулка выравнивается с первой уплотнительной втулкой вдоль общей центральной оси. Вторая уплотнительная втулка прижимается вдоль оси к первой уплотнительной втулке, так что радиально наружный выступ второй уплотнительной втулки входит в зацепление с кулачковой поверхностью удерживающего элемента для деформирования вдоль оси и радиального расширения радиально внутреннего удлинения, тем самым принимая выступ второй уплотнительной втулки во внутреннее радиальное углубление. По меньшей мере одно из осевой деформации и радиального расширения радиально внутреннего удлинения является по меньшей мере частично упругим, так что радиально внутреннее удлинение защелкивалось в удерживающее состояние второй уплотнительной втулки после того, как выступ второй уплотнительной втулки принят во внутреннее радиальное углубление. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0016] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает уплотнительную втулку, включающую в себя единый корпус с каналом, продолжающимся через него вдоль оси, и элемент, который продолжается из задней части корпуса. Элемент включает в себя перемычку и радиально внутреннее удлинение, вместе образующие внутреннее радиальное углубление, и радиально наружный фланец, отделенный от задней части корпуса перемычкой. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0017] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает фитинг, включающий в себя первый и второй резьбовые компоненты фитинга и первое и второе устройства для захвата трубопровода. Когда фитинг затягивается на трубопроводе, первый компонент фитинга и второй компонент фитинга могут соединяться вместе до первого относительного осевого положения первого компонента фитинга и второго компонента фитинга для осуществления захвата и герметизации трубопровода в первом относительном осевом положении, с задней поверхностью первого устройства для захвата трубопровода, входящей в зацепление с передней поверхностью второго устройства для захвата трубопровода. По меньшей мере одно из первого устройства для захвата трубопровода и второго устройства для захвата трубопровода содержит элемент сопротивления ходу, зацепляющийся вдоль оси с опорной поверхностью другого из первого устройства для захвата трубопровода и второго устройства для захвата трубопровода в местоположении, удаленном от задней поверхности первого устройства для захвата трубопровода и передней поверхности второго устройства для захвата трубопровода, когда первый и второй компоненты фитинга соединяются вместе до первого относительного осевого положения, так что зажимающий крутящий момент за пределами первого относительного осевого положения увеличивается посредством осевого зацепления. Элемент сопротивления ходу пластически сжат вдоль оси, когда первый и второй компоненты фитинга соединены вместе до второго относительного осевого положения, продвинутого за пределы первого относительного осевого положения. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0018] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает набор уплотнительных втулок, включающий в себя первую уплотнительную втулку, содержащую элемент сопротивления ходу, продолжающийся вдоль оси назад из задней части первой уплотнительной втулки, и вторую уплотнительную втулку, содержащую продолжающуюся радиально наружную фланцевую часть. Большая часть наружной фланцевой части радиально выровнена с большей частью самой задней концевой поверхности элемента сопротивления ходу, когда первая и вторая уплотнительные втулки выравнены вокруг общей центральной оси. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0019] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает фитинг, включающий в себя первый компонент фитинга и второй компонент фитинга, который может быть соединен с указанным первым компонентом фитинга для формирования сборки фитинга, и уплотнительную втулку, выполненную с возможностью приема между первым компонентом фитинга и вторым компонентом фитинга. Уплотнительная втулка включает в себя переднюю часть, которая входит в зацепление со скошенной кулачковой поверхностью первого компонента фитинга, и профилированную поверхность, продолжающуюся назад из передней части под непрерывным наклоненным назад углом относительно передней части. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0020] Другая примерная изобретательная концепция, которая представлена в материалах настоящего описания, предлагает уплотнительную втулку, включающую в себя переднюю часть в форме усеченного конуса, профилированную поверхность, продолжающуюся назад из передней части под непрерывным наклоненным назад углом относительно передней части, и заднюю фланцевую часть, продолжающуюся радиально наружу из профилированной поверхности. Дополнительные варианты осуществления раскрыты в материалах настоящего описания.
[0021] Эти и другие варианты осуществления различных изобретений, раскрытых в материалах настоящего описания, будут понятны специалистам в данной области техники при рассмотрении сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
[0022] Фиг.1 - вариант осуществления фитинга для трубопровода, иллюстрирующий один из вариантов осуществления одного или более изобретений, представленных в материалах настоящего описания, показанный в продольном разрезе и в затянутом вручную положении;
[0023] Фиг.2 - увеличенная иллюстрация части фиг.1 в круге A;
[0024] Фиг.3 - увеличенная иллюстрация части фиг.1 в круге A, но с фитингом в полностью затянутом положении;
[0025] Фиг.3A - график, иллюстрирующий пример зависимости крутящего момента от количества оборотов;
[0026] Фиг.4-6A иллюстрируют общий вид, покомпонентный общий вид и вид в продольном разрезе, соответственно, варианта осуществления фитинга для трубопровода со втулкой ограничения крутящего момента, которая включает в себя элемент сопротивления ходу;
[0027] Фиг.7 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A в затянутом вручную положении;
[0028] Фиг.8 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A в затянутом положении;
[0029] Фиг.9 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.18-20 в затянутом положении после положения по фиг.8;
[0030] Фиг.10 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A в FTP, следующем за затягиванием по фиг.9;
[0031] Фиг.11 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A после первой повторной установки;
[0032] Фиг.12 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A в FTP, следующем за затягиванием по фиг.11;
[0033] Фиг.13 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.4-6A после второй повторной установки;
[0034] Фиг.14 иллюстрирует другой вариант осуществления фитинга для трубопровода в продольном разрезе, который использует не выполненный за одно целое элемент сопротивления ходу, показанный в FTP;
[0035] Фиг.15 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.14 в затянутом положении;
[0036] Фиг.16 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.14 в затянутом положении после положения по фиг.15;
[0037] Фиг.17 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.14 в FTP, следующем за затягиванием по фиг.16;
[0038] Фиг.18 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.14 после повторной установки;
[0039] Фиг.19 иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.14 в FTP, следующем за повторной установкой по фиг.18;
[0040] Фиг.20-22 иллюстрируют конструкцию картриджа и процесс для зацепления в виде картриджа втулки ограничения крутящего момента с компонентом фитинга;
[0041] Фиг.23 и 24 иллюстрируют варианты осуществления, альтернативные вариантам осуществления по фиг.4-13;
[0042] Фиг.25 и 26 иллюстрируют варианты осуществления, альтернативные вариантам осуществления по фиг.14-22;
[0043] Фиг.27-35B иллюстрируют альтернативные варианты осуществления элемента сопротивления ходу;
[0044] Фиг.36 - другой вариант осуществления затягиваемого по крутящему моменту фитинга в затянутом вручную положении;
[0045] Фиг.37 иллюстрирует фитинг по фиг.36 после повторной установки;
[0046] Фиг.38 - график, иллюстрирующий пример зависимости крутящего момента от относительного хода;
[0047] Фиг.39 - другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки;
[0048] Фиг.40 и 41 иллюстрируют фитинг для трубопровода, содержащий картридж уплотнительных втулок, использующий переднюю уплотнительную втулку типа, проиллюстрированного на фиг.39;
[0049] Фиг.42 иллюстрирует вариант осуществления картридж уплотнительных втулок с инструментом для сборки картриджа, показанной перед зацеплением в виде картриджа;
[0050] Фиг.42A - увеличенный вид передней уплотнительной втулки, представленной в варианте осуществления по фиг.42, показанной в продольном полуразрезе и перед зацеплением в виде картриджа;
[0051] Фиг.42B - другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки, показанной в продольном полуразрезе и перед зацеплением в виде картриджа;
[0052] Фиг.42C иллюстрирует геометрические соотношения для элемента, который может являться частью удерживающей конструкции для картриджа уплотнительных втулок;
[0053] Фиг.43 иллюстрирует картридж уплотнительных втулок по фиг.42 и процесс зацепления в виде картриджа во время зацепления в виде картриджа;
[0054] Фиг.44 иллюстрирует картридж уплотнительных втулок по фиг.42 после зацепления в виде картриджа;
[0055] Фиг.45 - увеличенный вид передней уплотнительной втулки по фиг.42 после зацепления в виде картриджа;
[0056] Фиг.46-49 иллюстрируют фитинг для трубопровода с картриджем уплотнительных втулок в затянутом вручную положении, после затягивания на 1-1/4 оборота после затянутого вручную положения, и на 1-7/8 оборота после затянутого вручную положения;
[0057] Фиг.49A - другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки, показанной в продольном полуразрезе и перед зацеплением в виде картриджа;
[0058] Фиг.50 - альтернативный вариант осуществления передней уплотнительной втулки;
[0059] Фиг.51-53 показывают процесс зацепления в виде картриджа, сравнимый с фиг.43-45, для картриджа уплотнительных втулок, который включает в себя переднюю уплотнительную втулку по фиг.50;
[0060] Фиг.54-56 иллюстрируют фитинг для трубопровода с картриджем уплотнительных втулок, как на фиг.51-53, в затянутом вручную положении и после затягивания на 1-1/4 оборота после затянутого вручную положения;
[0061] Фиг.56A иллюстрирует фитинг для трубопровода по фиг.51-53 после 1,875 оборота после затянутого вручную положения;
[0062] Фиг.57 иллюстрирует другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки;
[0063] Фиг.58 иллюстрирует другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки;
[0064] Фиг.59 иллюстрирует другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки;
[0065] Фиг.60 иллюстрирует другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки; и
[0066] Фиг.61 иллюстрирует другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки.
Описание примерных вариантов осуществления
[0067] Несмотря на то, что примерные варианты осуществления в материалах настоящего описания представлены в контексте фитинга для трубы из нержавеющей стали, изобретения в материалах настоящего описания не ограничены такими применениями, и могут быть использованы со многими другими металлическими трубопроводами, такими как трубы и трубки, а также с различными материалами, отличными от нержавеющей стали марки 316, и также могут использоваться для жидких или газообразных текучих сред. Несмотря на то, что изобретения в материалах настоящего описания проиллюстрированы относительно примерной конструкции устройств для захвата трубопровода и компонентов фитинга, изобретения не ограничены использованием с такими конструкциями, и найдут применение во многих других конструкциях фитинга, которые используют одно или более устройств для захвата трубопровода. В некоторых фитингах, вдобавок к устройствам для захвата трубопровода, может присутствовать одна или более дополнительных деталей, например, уплотнений. Изобретения могут использоваться с трубой или трубкой, поэтому используется термин "трубопровод", включающий в себя трубу или трубку, или обе. Обычно используются термины "сборка фитинга", "фитинг для трубопровода" и "фитинг" взаимозаменяемо, в качестве сокращенной ссылки на сборку, как правило, первого и второго компонентов фитинга вместе с одним или более устройствами для захвата трубопровода. Понятие "сборка фитинга", таким образом, может включать в себя сборку деталей на трубопроводе, либо в затянутом вручную, либо в затянутом частично или полностью положении, но термин "сборка фитинга" также предназначен, чтобы включать в себя сборку деталей вместе без трубопровода, например, для доставки или манипулирования, а также сами составные детали, даже если они не собраны вместе. Фитинги обычно включают в себя два компонента фитинга, которые соединяются вместе, и одно или более устройств для захвата трубопровода, тем не менее, изобретения в материалах настоящего описания могут использоваться вместе с фитингами, которые включают в себя дополнительные детали или части. Например, фитинг для соединения трубопроводов может включать в себя корпус и две гайки.
[0068] Термин "полное затягивание", в качестве используемого в материалах настоящего описания, указывает ссылкой на соединение компонентов фитинга вместе, чтобы вызвать деформацию одного или более устройств для захвата трубопровода, обычно, но не обязательно, пластическую деформацию, чтобы создать непроницаемую для текучей среды герметизацию и захват сборки фитинга на трубопроводе. Во многих случаях, трубопровод также может быть пластически деформирован во время затягивания. Частичное затягивание, в качестве используемого в материалах настоящего описания, указывает ссылкой на частичное, но существенное зажимание вместе компонентов фитинга с наружной резьбой и с внутренней резьбой, чтобы вызвать деформацию устройства или устройств для захвата трубопровода, чтобы радиально сжать их на трубопроводе, и, таким образом, прикрепить к нему, но не обязательно создавая непроницаемое для текучей среды соединение или требуемый захват трубопровода, который достигается после полного затягивания. Термин "частичное затягивание", таким образом, также может пониматься, как включающий в себя то, что в данной области техники часто указывается ссылкой, как предварительный обжим, в котором инструмент для обжима используется для существенной деформации уплотнительных втулок на трубопроводе, чтобы уплотнительные втулки и гайка удерживались на трубопроводе перед соединением со вторым компонентом фитинга, чтобы сформировать сборку фитинга. Затянутое вручную положение или состояние указывает ссылкой на компоненты фитинга и устройства для захвата трубопровода, неплотно собранные на трубопроводе в положении примыкания, где устройства для захвата трубопровода находятся в осевом контакте с и расположены между компонентами фитинга с наружной резьбой и с внутренней резьбой, но без какого-либо существенного зажимания вместе компонентов фитинга с наружной резьбой и с внутренней резьбой, при этом, как правило, устройство или устройства для захвата трубопровода не подвергаются пластической деформации. Также указывается ссылкой на начальное или первое затягивание или установку, чтобы указать на первый раз, когда фитинг зажат до полностью затянутого положения, что означает, что уплотнительные втулки и трубопровод ранее не были деформированы. Последующее затягивание или повторная установка указывает ссылкой на любое полное затягивание после предыдущего затягивания, независимо от того, являлось ли предыдущее затягивание начальным затягиванием или последующим затягиванием или повторной установкой фитинга.
[0069] Также используется термин "повторная установка фитинга" и производные термины в материалах настоящего описания, чтобы указывать ссылкой на сборку фитинга, которая была по меньшей мере один раз зажата или полностью затянута, разъединена и затем повторно зажата в другое полностью затянутое положение. Эффективные повторные установки могут быть сделаны с теми же деталями сборки фитинга (например, гайками, корпусом, уплотнительными втулками), например, или могут вовлекать замену одной или более деталей сборки фитинга. Эффективное затягивание или повторная установка, или эффективно затянутый или повторно установленный фитинг, в качестве используемых в материалах настоящего описания, обозначают фитинг, который эффективно зажат (или повторно зажат), чтобы установить механически закрепленное соединение с трубопроводом, используя те же или, в некоторых случаях, одну или более замененных деталей фитинга, без неблагоприятных воздействий на эффективность фитинга, чтобы сформировать непроницаемую для текучей среды герметизацию и захват. Другими словами, эффективная повторная установка, в качестве используемой в материалах настоящего описания, обозначает повторную установку, в которой эффективность фитинга не ухудшается и не меняется по сравнению с изначальной эффективностью, спецификацией или номинальным значением (например, достигает того же номинального давления после повторной установки в пределах допустимого количества повторных установок, как может быть указано производителем). Когда используется термин повторная установка в контексте различных вариантов осуществления и изобретений в материалах настоящего описания, указывается ссылкой на эффективные повторные установки. В материалах настоящего описания, используются термины "эффективная повторная установка" и "надежная повторная установка" взаимозаменяемо. Ссылка в материалах настоящего описания на "наружный" и "внутренний" используется для удобства, и просто указывают ссылкой на то, ориентировано ли направление вдоль оси к центру фитинга (внутренний) или вдаль от центра (наружный).
[0070] Также используется термин "гибкий" в материалах настоящего описания для обозначения структурной характеристики элемента, состоящей в том, что элемент может деформироваться, растягиваться, сгибаться, отклоняться, удлиняться или иным образом передвигаться или смещаться под нагрузкой без образования трещин или поломки. Эта гибкая деформация может сопровождать деформационное упрочнение. Эта гибкая деформация также может сопровождать постоянную усадку или пластическую деформацию, или может являться пластической деформацией с сопутствующей упругой деформацией, но по меньшей мере некоторая степень пластической деформации является предпочтительной, чтобы способствовать повторным установкам. Дополнительно, соответствующие упругие и пластические деформации могут подвергаться влиянию или управляться посредством одного или более из деформационного упрочнения материала, из которого впоследствии производится элемент, теплового металлургического или дисперсионного упрочнения материала и низкотемпературного внедренного поверхностного упрочнения элемента после производства.
[0071] Когда две резьбовые детали зажимаются вместе, чтобы затянуть фитинг, количество оборотов и крутящий момент являются связанными факторами, и они применимы к процессу зажимания. Что касается фитинга для трубы или трубки, это следует из того факта, что, когда резьбовые компоненты фитинга, такие как гайка и корпус, зажимаются вместе, уплотнительная втулка или втулки подвергаются пластической деформации, и, кроме того, в большинстве случаев пластически деформируют трубопровод, и многие конструкции также могут вовлекать врезку в наружную поверхность трубопровода или обжим наружной поверхности трубопровода. Эти деформации, вместе с зацеплением резьбовых элементов и другим контактом металла с металлом в фитинге, неизбежно приводят к возрастанию крутящего момента по мере зажимания гайки и корпуса. Но, во многих ранее известных конструкциях фитинга, не обязательно присутствует повторяемая и надежная связь между крутящим моментом затягивания и количеством оборотов, выполненных после затянутого вручную положения, чтобы достичь полностью затянутого положения. Даже для высококачественных и высокоэффективных фитингов, таких как доступные у Swagelok Company, затягивание по крутящему моменту или ощущению требует работы опытных сборщиков, и фитинги рекомендуют затягивать только по количеству оборотов. Это, отчасти, является следствием того факта, что для таких высококачественных фитингов одной из целей конструкции является снижение крутящего момента затяжки и предотвращение истирания и других связанных с крутящим моментом проблем, тем самым дополнительно снижая ощутимые эффекты крутящего момента в полностью затянутом положении, даже для очень опытного сборщика.
[0072] Для целей данного раскрытия, однако, в контексте затягивания или установки фитинга посредством зажимания вместе двух резьбовых компонентов фитинга (например, гайки и корпуса), затягивание "по крутящему моменту" обозначает зажимание деталей вместе, используя предписанный, или заданный, или минимальный крутящий момент, не требуя подсчета количества относительных оборотов и частичных оборотов. Крутящий момент может являться отдельным или точным значением крутящего момента, либо предписанный, или заданный, или минимальный крутящий момент может являться диапазоном значений крутящего момента. Заданный крутящий момент может являться любым диапазоном значений крутящего момента, в зависимости от применения. В одном из примерных вариантов осуществления, заданный крутящий момент является любым крутящим моментом, равным или большим, чем заданный крутящий момент, который либо обеспечивает, что фитинг затянут надлежащим образом, чтобы захватить и герметизировать трубопровод, либо осуществляет относительное осевое смещение компонентов фитинга, которое соответствует требуемому количеству оборотов и частичных оборотов после исходного положения, либо делает и то, и другое. В другом варианте осуществления, заданный крутящий момент может равняться заданному крутящему моменту +/- допустимое отклонение. Например, предписанный или заданный крутящий момент может равняться значению крутящего момента +/- от 0 до 15% от значения крутящего момента, например, +/- 10% от значения крутящего момента или +/- 15% от значения крутящего момента, или любому значению в пределах +/- 15% от значения крутящего момента. Затягивание "по количеству оборотов" обозначает зажимание деталей вместе, используя предписанное или требуемое количество относительных оборотов и/или частичных оборотов после исходного положения, не требуя заданного крутящего момента. Затягивание по крутящему моменту и затягивание по количеству оборотов используются в связи с как начальным затягиванием, так и повторными установками, как дополнительно поясняется ниже.
[0073] Таким образом, предложен, в примерном аспекте настоящего описания, гибкий элемент, например, элемент сопротивления ходу или несущий нагрузку элемент, имеющий поверхность, которая зацепляется с другой поверхностью сборки фитинга во время относительного осевого смещения резьбовых компонентов фитинга во время затягивания. Эти зацепляющиеся поверхности предпочтительно не зацепляются в исходном положении, но впервые зацепляются после дополнительного относительного осевого смещения из исходного положения. Это предпочтительно является случаем для первого затягивания, которому подвергается фитинг. Эти зацепляющиеся поверхности изначально зацепляются друг с другом, предпочтительно, чтобы либо совпадать с, либо близко соответствовать относительному осевому смещению резьбовых компонентов фитинга, которое может быть связано с количеством оборотов и частичных оборотов после затянутого вручную положения для полного затягивания, если бы фитинг, в качестве альтернативы, затягивался по количеству оборотов. Таким образом, фитинг может, по выбору, быть затянут по количеству оборотов, по крутящему моменту или с использованием обоих методов. В зависимости от применений и критичности процесса затягивания, не требуется, чтобы во всех ситуациях поверхности зацеплялись точно в точке предписанного относительного осевого смещения из исходного положения. Тем не менее, для повторяемых и надежных затягиваний, предпочтительно, чтобы поверхности зацеплялись в близком выравнивании с соответствующим относительным осевым смещением, используемом для затягивания по количеству оборотов. Другими словами, предпочтительно, но не обязательно во всех случаях, чтобы поверхности зацеплялись или контактировали друг с другом по зажимании компонентов фитинга до относительного осевого смещения, которое близко выровнено с предписанным количеством оборотов и частичных оборотов после исходного положения. Таким образом, также, величина хода, используемая во время любого затягивания, может контролироваться, чтобы максимизировать или оптимизировать количество полезных повторных установок фитинга.
[0074] В примерных вариантах осуществления, когда поверхность гибкого элемента зацепляется с другой поверхностью сборки фитинга, человек, выполняющий ручную сборку, предпочтительно, почувствует ощутимое увеличение крутящего момента, требуемого для продолжения зажимания компонентов фитинга вместе. Но, в качестве альтернативы, при использовании инструмента для приложения крутящего момента, такого как ключ с ограничением по крутящему моменту, инструмент может использоваться для выполнения такого же затягивания, хотя сборщик не обязательно почувствует увеличение крутящего момента.
[0075] Слова "ограничение" и "сопротивление", в качестве используемых в связи с ходом в материалах настоящего описания, не предназначены для того, чтобы включать в себя идею жесткого упора. Скорее, используются термины ограничение хода и сопротивление ходу взаимозаменяемо, чтобы обозначать, что гибкий элемент или втулка ограничения крутящего момента сопротивляется относительному осевому смещению по вхождении в контакт с зацепляющейся поверхностью, но не предотвращает дальнейшее осевое продвижение. Это важно, так как жесткие упоры не способствуют эффективным и надежным повторным установкам. Например, упорные втулки обычно удаляются, когда фитинг устанавливается повторно, для обеспечения надежного дополнительного осевого продвижения для повторной установки.
[0076] Так как возможно, по выбору, использовать гибкий элемент для множества повторных установок, стоит отметить, что для самого первого затягивания фитинга, то есть, без какого-либо предыдущего затягивания, которое деформировало устройство(а) для захвата трубопровода, исходное положение является начальным затянутым вручную положением, после которого необходимо выполнить некоторое количество полных и/или частичных оборотов (то есть, относительное осевое продвижение) чтобы дополнительно продвинуть компоненты фитинга друг к другу, чтобы осуществить затягивание. Но, при сравнении самого первого затягивания с последующими повторными установками, имеет место другая степень дополнительного относительного осевого смещения или хода, необходимого для обеспечения захвата и герметизации. Другими словами, каждая повторная установка обычно вовлекает лишь небольшой дополнительный частичный оборот после исходного положения. Исходное положение для повторной установки является положением, в котором компоненты были после последнего затягивания. Это положение предварительного затягивания (исходное положение повторной установки) обычно расположено в положении, в котором компоненты, в особенности устройства для захвата трубопровода, уже претерпели усадку, но также могли претерпеть небольшое упругое восстановление или релаксацию. В контексте гибкого элемента, используемого для затягивания по крутящему моменту, для каждой повторной установки, зацепляющиеся поверхности могут в действительности находиться очень близко или даже касаться в исходном положении повторной установки, но гибкий элемент все еще будет позволять дальнейшее осевое продвижение, чтобы осуществить повторную установку фитинга. Таким образом, идея зацепляющихся поверхностей, изначально не контактирующих, пока не будет выполнено дополнительное относительное осевое смещение резьбовых компонентов фитинга, на практике может применяться только к самому первому затягиванию, которому подвергается фитинг, и не обязательно, хотя и возможно, для каждой повторной установки. В частности, после определенного количества повторных установок, устройства для захвата трубопровода становятся все более и более усаженными и фиксированными на месте на трубопроводе, так что последующие повторные установки вовлекают, возможно, незначительное дополнительное осевое продвижение компонентов фитинга, чтобы осуществить захват и герметизацию трубопровода.
[0077] Более того, в то время как примерные варианты осуществления в материалах настоящего описания иллюстрируют поверхность гибкого элемента и поверхность зацепления, как зацепляющиеся при самом первом затягивании, это не требуется во всех случаях. Например, гибкий элемент может быть сконструирован так, чтобы требуемый крутящий момент мог использоваться, чтобы выполнить начальное затягивание, но чтобы поверхности не зацеплялись до выполнения первого или последующего затягивания.
[0078] Как будет дополнительно описано ниже в материалах настоящего описания, гибкий элемент также может обеспечивать возможность для внутренней измерительной функции, связанной со сборкой фитинга. Под внутренней функцией подразумевается, что сборка фитинга содержит в себе или по своей природе или выполненное за одно целое включает в себя измерительную функцию без обязательной необходимости во внешнем инструменте, хотя использование внешнего инструмента также может быть облегчено для других вариантов осуществления. Так как гибкий элемент представляет повторяемую н надежную взаимосвязь между затягиванием по крутящему моменту и относительному осевому смещению (количеству относительных оборотов после исходного положения), измерительный признак может использоваться для измерения не только начального затягивания по крутящему моменту, но также и начального затягивания по количеству оборотов. Более того, гибкий элемент способствует измерительной функции и конструкции, внутренней или иной, которая может использоваться для измерения повторных установок по крутящему моменту и по количеству оборотов.
[0079] В то время как различные изобретательные аспекты, концепции и признаки изобретений могут быть описаны и проиллюстрированы в материалах настоящего описания, как осуществленные в комбинации в примерных вариантах осуществления, эти различные аспекты, концепции и признаки могут использоваться во многих альтернативных вариантах осуществления, либо по отдельности, либо в различных их комбинациях или подкомбинациях. Если это явно не исключено в материалах настоящего описания, все эти комбинации и подкомбинации подразумеваются находящимися в пределах объема настоящих изобретений. Кроме того, в то время как в материалах настоящего описания могут быть описаны разные альтернативные варианты осуществления, в различных аспектах, концепциях и признаках изобретений, таких как альтернативные материалы, конструкции, конфигурации, способы, схемы, устройства и компоненты, альтернативы в форме, установке и функциях, такие описания не предназначены для того, чтобы являться полным или исчерпывающим списком доступных вариантов осуществления, как известных в настоящее время, так и тех, которые будут разработаны позже. Специалисты в данной области техники легко приспособят один или более из изобретательных аспектов, концепций или признаков в дополнительные варианты осуществления и использования в пределах объема настоящего изобретения, даже если такие варианты осуществления не изложены в явном виде в материалах настоящего описания. Дополнительно, даже несмотря на то, что некоторые признаки, концепции или аспекты изобретений могут быть описаны в материалах настоящего описания, как являющиеся предпочтительным устройством или способом, такое описание не предназначено для того, чтобы предполагать, что такой признак является обязательным или необходимым, если это не указано в явном виде. Кроме того, примерные или репрезентативные значения и диапазоны могут быть включены, чтобы помочь в понимании настоящего раскрытия, тем не менее, такие значения и диапазоны не должны толковаться в ограничительном смысле, и подразумевается, что они являются важными значениями или диапазонами, только если это указано в явном виде. Более того, в то время как разные аспекты, признаки и концепции могут быть явно обозначены в материалах настоящего описания, как являющиеся изобретательными или формирующими часть изобретения, такое обозначение не предназначено для того, чтобы быть исключительным, но, скорее, могут существовать изобретательные аспекты, концепции и признаки, которые полностью описаны в материалах настоящего описания, не будучи в явном виде обозначенными, как таковые или как часть конкретного изобретения, вместо этого, изобретения изложены в прилагаемой формуле изобретения. Описания примерных способов или процессов не ограничены включением всех этапов, как требуемых во всех случаях, и порядок, в котором представлены этапы, также не должен рассматриваться, как требуемый или необходимый, если это указано в явном виде.
[0080] В начале отметим, что, как подробно описано выше в материалах настоящего описания, возможность успешно выполнять повторную установку фитинга для трубопровода по крутящему моменту или по количеству оборотов, в частности, определенное количество повторных установок, требует возможности обеспечивать постепенно возрастающий относительный осевой ход или продвижение гайки и корпуса. Этот постепенно возрастающий относительный осевой ход снижается или уменьшается с каждой дополнительной повторной установкой, и с достаточным количеством повторных установок может стать почти незаметным. Это можно объяснить тем, что уплотнительные втулки, в частности, становятся все более и более фиксированными в положении и выравнивании, так что, по мере того, как количество повторных установок, необходим меньший ход, чтобы вернуть уплотнительные втулки в надлежащее положение для захвата и герметизации трубопровода. Дополнительный относительный осевой ход с каждой повторной установкой может обеспечиваться посредством пластической деформации множества разных компонентов и структурных элементов фитинга, как по отдельности, так и в разных комбинациях, тем не менее, одно из преимуществ использования устройства ограничения хода или сопротивления ходу, такого как втулка ограничения крутящего момента, является ли оно выполненной за одно целое или отдельной деталью, состоит в том, что дополнительный осевой ход можно лучше контролировать посредством использования втулки ограничения крутящего момента для обеспечения контролируемого элемента сопротивления ходу на заданном крутящем моменте, который соответствует заданному осевому смещению, необходимому, чтобы осуществить надлежащий захват и герметизацию трубопровода. Иными словами, устройство сопротивления ходу обеспечивает поверхность, которая изначально зацепляется с другой поверхностью сборки фитинга в точке относительного осевого смещения резьбовых компонентов фитинга после исходного положения (в частности, но не обязательно, только для самого первого затягивания фитинга), и которая предпочтительно выровнена с или близко связана с требуемым относительным осевым смещением, соответствующим затягиванию по количеству оборотов. Например, зацепляющиеся поверхности могут впервые контактировать друг с другом в относительном осевом смещении после затянутого вручную положения резьбовых компонентов фитинга, которое выровнено примерно с одним оборотом с четвертью после затянутого вручную положения (для фитинга, который может, в качестве альтернативы, затягиваться по количеству оборотов посредством подсчета одного оборота с четвертью после затянутого вручную положения). Устройство сопротивления ходу также представляет управляемую пластическую деформацию и дополнительный относительный осевой ход или смещение между гайкой и корпусом для каждой повторной установки, вместо необходимости опираться на пластическую деформацию огромного количества других возможностей.
[0081] Таким образом, считается, что изобретения в материалах настоящего описания могут быть реализованы во многих формах, включая в себя, но не в качестве ограничения, использование отдельной или выполненной за одно целое втулки ограничения крутящего момента для обеспечения затягивания по крутящему моменту, но, в качестве альтернативы, если это требуется, затягивание по количеству оборотов, или оба, геометрию компонента фитинга, содержащего в себе втулку ограничения крутящего момента, выполненную за одно целое  или отдельную, и использование геометрии компонента фитинга, которая обеспечивает измерительный элемент для фитинга, который может затягиваться по крутящему моменту, и также для фитинга, который может затягиваться по количеству оборотов, с измерением для повторных установок и для первого затягивания.
[0082] Несколько, но не все, вариантов осуществления изобретений, раскрытых в материалах настоящего описания, относятся к предоставлению фитинга для трубопроводов, который может затягиваться по крутящему моменту или, по выбору, по количеству оборотов. Имеется множество различных аспектов этой концепции. Примерные варианты осуществления в материалах настоящего описания раскрывают устройства и способы фитинга, который может затягиваться по количеству оборотов, по крутящему моменту, или обоими путями. Преимущественно, хоть и не обязательно, фитинги могут изначально затягиваться по крутящему моменту или по количеству оборотов, и подвергаться множеству повторных установок по крутящему моменту или по количеству оборотов. Кроме того, каждая из этих повторных установок может выполняться с таким же значением крутящего момента или диапазоном заданных значений крутящего момента, как и для начальной установки или предшествующих повторных установок. В качестве еще одного важного аспекта, предложены устройства и способы, посредством которых фитинг, который сконструирован, чтобы затягиваться по количеству оборотов, может быть приспособлен в соответствии с материалами настоящего описания, чтобы, в качестве альтернативы, затягиваться по крутящему моменту.
[0083] Как описано в материалах настоящего описания, конструктор фитинга может выбрать заданный крутящий момент, который будет достигать герметичного начального затягивания в пределах любого доверительного уровня, желаемого производителем. Некоторые производители могут желать, чтобы заданный крутящий момент обеспечивал герметичное начальное затягивание каждый раз, другие могут желать 97%-ой надежности, другие, возможно, еще меньшей, например. Даже если заданный крутящий момент не производит 100% герметичное начальное затягивание, сборщик все еще может завинтить фитинг немного сильнее при необходимости, в то же время допуская большое количество повторных установок по крутящему моменту. Заданный крутящий момент может быть выбран, чтобы производить надежное начальное затягивание для любого требуемого наложения допусков. Элемент сопротивления ходу обеспечен так, чтобы элемент сначала зацеплялся, либо при первом затягивании, либо после одной или более повторных установок, так, чтобы ограничивать ход, используемый во время повторных установок. Это устройство может способствовать большому количеству повторных установок, даже с одинаковым заданным значением крутящего момента, если это требуется, даже для пятидесяти или более повторных установок. Начальное затягивание по крутящему моменту может быть выбрано так, чтобы использовать ход, необходимый, чтобы осуществить надлежащий захват и герметизацию, и, по выбору, может выполняться вплоть до оптимизированного хода, за пределами которого успешные надежные повторные установки могут быть достигнуты с небольшим постепенно возрастающим осевым продвижением, контролируемым посредством элемента сопротивления ходу.
[0084] Например, для заданной группы конструкций фитинга с одним оборотом с четвертью, предположим, что 15 Н⋅м (Ньютон-метров) является заданным крутящим моментом для начального затягивания фитинга, имеющего высокое наложение допусков. Тот же самый крутящий момент 15 Н⋅м также будет затягивать фитинг в нижнем конце наложения допусков, но приведет к большему числу оборотов, чем один оборот с четвертью, может даже к двум полным оборотам или более. Элемент ограничения крутящего момента может располагаться вдоль оси так, чтобы входить в зацепление перед совершением этого чрезмерного осевого хода, и, таким образом, может, но не обязательно, входить в зацепление во время начального затягивания. Для фитингов рядом с номинальным наложением допусков или в его более высокой стороне, однако, элемент ограничения крутящего момента может не входить в зацепление до первой, второй или, возможно, даже более поздней повторной установки. Элемент ограничения крутящего момента, таким образом, позволил выполнять затягивание по крутящему моменту до заданного крутящего момента для группы конструкций фитинга, в то же время предотвращая чрезмерное зажимание для сборок в нижнем конце наложения допусков, тем самым способствуя большому количеству надежных повторных установок. Элемент ограничения крутящего момента также обеспечивает затягивание с контролируемым затягиванием для каждой повторной установки по крутящему моменту, что также вносит вклад в обеспечение большого количества надежных повторных установок.
[0085] Не все фитинги от производителей имеют схожие показатели отношения крутящего момента к ходу. Некоторые производители могут иметь более свободные допуски по размерам и свойствам материалов, в то время как другие могут иметь очень жесткий контроль. Некоторые фитинги могут быть сконструированы с элементами для снижения крутящего момента, такими как использование смазочных веществ, или некоторые фитинга могут быть сконструированы с более мягкими материалами для применений с более низким давлением. Но, независимо от множества принимаемых решений касательно конструкции фитинга, заданный крутящий момент может быть выбран, для обеспечения надлежащего хода, чтобы достичь захвата и герметизации трубопровода. Этот заданный крутящий момент может, по выбору, быть установлен достаточно высоким, чтобы элемент сопротивления ходу входил в зацепление при каждом затягивании, включая начальное затягивание и повторные установки. Как только он входит в зацепление, при начальном затягивании или при дальнейшей повторной установке, элемент сопротивления ходу будет обеспечивать контроль дополнительного осевого смещения или хода для каждой повторной установки, таким образом, максимизируя доступное количество повторных установок для конкретной конструкции фитинга.
[0086] Находящаяся на совместном рассмотрении публикация заявки на выдачу патента США № 2010/0213705 ("Заявка 705"), озаглавленная "Фитинг для трубопровода со втулкой ограничения крутящего момента", полностью включенная в материалы настоящего описания посредством ссылки, описывает устройство сопротивления ходу, использующее концепцию динамического клина, кратко описанное и более широко раскрытое ниже и на фиг.1-3.
[0087] Со ссылкой на фиг.1-3, устройство 40 сопротивления ходу может быть включено в фитинг 10, чтобы способствовать затягиванию по крутящему моменту. Несмотря на то, что может использоваться много разных форм элементов сопротивления ходу, в проиллюстрированном варианте осуществления, устройство сопротивления ходу включает в себя отдельную кольцеобразную втулку ограничения крутящего момента, содержащую ориентированную наружу клиновидную поверхность 48, и резьбовую гайку фитинга, содержащую ориентированную внутрь скошенную поверхность 50, которые прижимаются друг к другу вдоль оси, когда гайку 14 затягивают на корпусе 12. Также, несмотря на то, что проиллюстрированный пример показывает ориентированную внутрь скошенную поверхность 50, как продвигаемую вдоль оси к ориентированной наружу клиновидной поверхности 48 посредством зажимания гайки 14, в других вариантах осуществления (не показаны), ориентированная наружу клиновидная поверхность может продвигаться вдоль оси к ориентированной внутрь скошенной поверхности посредством зажимания гайки фитинга. Дополнительно, как описано в нескольких вариантах осуществления включенной выше Заявки 705, выполненный за одно целое элемент одного или обоих резьбовых компонентов фитинга (то есть, "выполненная за одно целое втулка ограничения крутящего момента") может схожим образом обеспечивать зацепляющиеся друг с другом клиновидные и скошенные поверхности, которые функционируют в качестве устройства сопротивления ходу.
[0088] В виде в поперечном разрезе, клиновидная поверхность 48 может быть сформирована под углом α относительно центральной оси X (фиг.1) фитинга 10, а скошенная поверхность 50 может быть сформирована под углом β относительно центральной продольной оси фитинга. В одном из вариантов осуществления, когда фитинг 10 расположен в затянутом вручную положении, скошенная поверхность 50 удалена вдоль оси от клиновидной поверхности 48, а после полного затягивания скошенная поверхность 50 прижата вдоль оси к клиновидной поверхности 48. Ориентированная наружу поверхность 48 указывается ссылкой, как клиновидная поверхность, так как эта поверхность действует, чтобы существенно сопротивляться осевому продвижению гайки после того, как скошенная поверхность 50 впервые входит в контакт с клиновидной поверхностью 48, но все еще будет допускать дополнительный осевой ход во время последующих повторных установок. Этот контакт производит различимое и, по выбору, резкое увеличение крутящего момента, которое либо может быть замечено сборщиком, либо может позволить использовать ключ с ограничением по крутящему моменту для установки фитинга 10. Углы α и β могут, но не обязаны, быть одинаковыми. Может использоваться множество разных значений углов, включая, например, от приблизительно десяти градусов до приблизительно семидесяти пяти градусов, или около 45 градусов.
[0089] Несмотря на то, что, по выбору, для повторных установок можно использовать такой же заданный крутящий момент, как и для начального затягивания, можно ожидать, что это будет очень удобно для конечного пользователя, так как есть необходимость в использовании только одного ключа с ограничением по крутящему моменту или одной спецификации крутящего момента. Устройство 40 сопротивления ходу способствует этому преимуществу посредством обеспечения управляемого дополнительного осевого смещения с каждой повторной установкой на предписанном значении прикладываемого крутящего момента. Дополнительное осевое смещение с каждой повторной установкой будет зависеть от многих факторов, включающих в себя, но не в качестве ограничения, углы зацепляющихся поверхностей 48, 50, коэффициенты трения, жесткость, предел текучести, ползучесть и т.д., а также от того, сколько повторных установок уже было выполнено.
[0090] Передняя кромка 54 скошенной поверхности 50 сначала придет в контакт с клиновидной поверхностью 48 по мере затягивания фитинга 10. Дальнейшее продвижение гайки 14 относительно корпуса 12 вызовет вхождение передней части 56 клиновидной поверхности 48 в углубление в форме усеченного конуса, определенное скошенной поверхностью 50, со все более и более тугим зацеплением между клиновидной поверхностью 48 и скошенной поверхностью 50. Это приведет к ощутимому и существенному увеличению в крутящем моменте по сравнению с увеличением крутящего момента, которое было ты отмечено в ином случае для такого же хода гайки, если бы устройство 40 сопротивления ходу не присутствовало. Клиновидная поверхность 48 и скошенная поверхность 50 взаимодействуют во время затягивания для обеспечения отчетливого и ощутимого увеличения в крутящем моменте, которое выше заданного значения крутящего момента, которое соответствует заданному относительному осевому ходу для надлежащей установки фитинга 10, что сопровождается существенным сопротивлением дополнительному осевому ходу гайки и корпуса. Другими словами, клиновидная поверхность 48 и скошенная поверхность 50 сконструированы, чтобы производить отчетливое увеличение крутящего момента из-за увеличения нагрузки между клиновидной поверхностью 48 и скошенной поверхностью 50 в объединении со взаимодействием устройств для захвата трубопровода и трубопровода. Как проиллюстрировано на фиг.3, это взаимодействие между клиновидной поверхностью 48 и скошенной поверхностью 50 может привести существенную поверхность в поверхностный контакт и нагрузку между клиновидной поверхностью 48 и скошенной поверхностью 50, но этот чертеж предназначен лишь для того, чтобы являться примерным. Реальная величина контакта для начального затягивания, а также одной или более повторных установок, будет определяться критериями общей конструкции для фитинга 10.
[0091] Фиг.3A - примерный график зависимости крутящего момента от количества оборотов гайки относительно корпуса (хода). Важны не реальные значения хода и крутящего момента, а, скорее, концепция взаимосвязи между крутящим моментом и ходом. Отметим, что вплоть до требуемого или заданного хода, крутящий момент постепенно увеличивается, как представлено наклоном A. Затем, скорость увеличения крутящего момента отчетливо возрастает, после того как гайка входит в зацепление со втулкой ограничения крутящего момента, как представлено наклоном B. В области перехода AB, втулка 40 ограничения крутящего момента может быть сконструирована, чтобы производить существенное сопротивление (ощутимое в виде крутящего момента или соответствующее конкретному крутящему моменту, что могло бы использоваться, чтобы позволить применение для затягивания ключа с ограничением по крутящему моменту) дополнительному ходу с жестким соответствием крутящему моменту. Важно осознавать, что график на фиг.3A является всего лишь примерным, и предназначен, чтобы проиллюстрировать некоторые из концепций в материалах настоящего описания. Например, положение области перехода AB относительно количества оборотов может быть смещено влево и вправо. Также, величина изменения крутящего момента и сопротивление дальнейшему ходу также могут быть установлены конструкцией устройства сопротивления ходу.
[0092] Другой аспект элемента сопротивления ходу состоит в том, чтобы допускать повторные установки фитинга 10. Это может быть достигнуто посредством конструирования устройства 40 сопротивления ходу, допускающего дальнейшее осевое продвижение гайки 14 относительно корпуса 12 для повторной установки фитинга, за пределы осевого положения гайки 14 относительно корпуса 12 для предыдущего затягивания. В данном варианте осуществления, таким образом, клиновидная поверхность 48 допускает повторные установки для дальнейшего осевого продвижения гайки 14 относительно корпуса 12. Тем не менее, другие профили поверхности могут использоваться для обеспечения требуемого увеличения крутящего момента относительно хода гайки, в то же время также допуская одну или более повторных установок. Было обнаружено, что угол α около сорока пяти градусов может привести к двадцати пяти или более повторным установкам. Увеличение крутящего момента также является функцией формы скошенной поверхности 50. Конструктор может выбрать те формы и углы, которые наилучшим образом достигают требуемой эффективности для затягивания по крутящему моменту и повторных установок.
[0093] Многие факторы могут использоваться, чтобы управлять величиной дополнительного осевого хода для каждой повторной установки. Вдобавок к углам и профилям клиновидной поверхности 48 и скошенной поверхности 50, дополнительное осевое смещение в действительности происходит благодаря одному из увеличения или расширения радиально наружу гайки 14, сжиманию радиально внутрь втулки 40 ограничения крутящего момента, пластической деформации, такой как сползание, на зацепляющихся поверхностях 48, 50, или любой их комбинации. Эти деформации могут контролироваться, например, посредством жесткости компонентов, шероховатости поверхности и т.д. Конструктору, таким образом, доступно множество различных факторов, включающих в себя прочие, не перечисленные здесь, чтобы осуществлять контролируемое осевое смещение с каждой повторной установкой, без негативного воздействия на эффективность фитинга.
[0094] Многие факторы будут влиять на конечную конструкцию, включая в себя, но не в качестве ограничения, жесткость втулки 40 ограничения крутящего момента, поверхностные характеристики клиновидной поверхности 48 и скошенной поверхности 50 гайки, чтобы достичь требуемого трения между втулкой 40 ограничения крутящего момента и гайкой 14, шаг резьбы (для гайки и корпуса), осевое расстояние между ведущей кромкой 54, которая изначально контактирует с клиновидной поверхностью 48, и поверхностью 22 приведения в движение, которая контактирует с задней уплотнительной втулкой 20, и углы α и β.
[0095] Так как втулка 40 ограничения крутящего момента допускает одну или более повторных установок, клиновидную поверхность 48 можно рассматривать, как динамический клин, так как втулка ограничения крутящего момента допускает управляемое дополнительное относительное осевое продвижение или ход гайки и корпуса для каждой повторной установки, что означает, что положение контакта скошенной поверхности 50 гайки с клиновидной поверхностью 48 будет меняться, пусть и незначительно, с каждой повторной установкой. Втулка 40 ограничения крутящего момента, таким образом, предпочтительно будет отличаться высоким пределом текучести, но может проявлять определенную текучесть, чтобы способствовать многим повторным установкам, когда это является требуемой характеристикой эффективности фитинга 10.
[0096] Согласно одной из изобретательных концепций, представленных в настоящем раскрытии, втулка ограничения крутящего момента или другой элемент сопротивления ходу обеспечивается в форме элемента, например, несущего нагрузку гибкого элемента или элемента сопротивления ходу одного или обоих компонентов фитинга, в которых гибкий элемент может отличаться пределом текучести, который позволяет гибкому элементу отклоняться под нагрузкой управляемым образом, чтобы допускать дополнительное относительное осевое смещение гайки и корпуса во время повторных установок. Гибкий элемент может быть сформирован за одно целое, например, посредством обработки, с одним или обоими компонентами фитинга, или может быть объединен с ними, например, посредством сварки, чтобы сформировать выполненную за одно целое  конструкцию. Гибкий элемент может быть обеспечен на гайке, корпусе, гайке и корпусе, и может использоваться с фитингами для трубопровода с внутренней и наружной резьбой, как изложено ниже. Отклонение гибкого элемента под нагрузкой обеспечивает требуемую пластическую деформацию, чтобы способствовать дополнительному относительному осевому ходу во время одной или более повторных установок фитинга для трубопровода, независимо от того, выполнялось ли начальное затягивание или одна или более повторных установок по крутящему моменту или по количеству оборотов. Стоит отметить, что, несмотря на то, что несущий нагрузку гибкий элемент сконструирован, чтобы проявлять требуемую пластическую деформацию для каждого затягивания, это не влечет за собой и не требует отсутствия упругой деформации. Несущий нагрузку гибкий элемент, например, может быть сконструирован с прогибом или допускать его, чтобы позволять несущему нагрузку гибкому элементу отклоняться под нагрузкой. Несущий нагрузку гибкий элемент в действительности может проявлять определенную упругую деформацию, тем не менее, чтобы приспосабливаться к дополнительным повторным установкам по крутящему моменту, будет желательно, чтобы несущий нагрузку гибкий элемент также подвергался определенной степени пластической деформации или претерпел усадку под нагрузкой в ответ на каждую повторную установку или затягивание.
[0097] Со ссылкой на фиг.4-6A, предлагается другой вариант осуществления фитинга 400 для трубопровода (также указываемого ссылкой в материалах настоящего описания, как фитинг, для краткости) со втулкой 402 ограничения крутящего момента, которая может использоваться, чтобы способствовать затягиванию по крутящему моменту. Как и в других вариантах осуществления, представленных в материалах настоящего описания, втулка 402 ограничения крутящего момента не препятствует затягиванию фитинга 400 традиционным образом по количеству оборотов. Фитинг 400 может содержать только металлические детали, например, из нержавеющей стали, тем не менее, при необходимости могут использоваться другие материалы, а также фитинги, которые не используют только металлические детали.
[0098] Фитинг 400 может включать в себя первый компонент 404 фитинга, который может иметь форму резьбового корпуса 404, и также будет указываться ссылкой в материалах настоящего описания, как корпус 404, для краткости; и второй компонент 406 фитинга, который может иметь форму резьбовой гайки 406, и также будет указываться ссылкой в материалах настоящего описания, как гайка 406, для краткости. Несмотря на то, что вариант осуществления по фиг.4-6A иллюстрирует конкретную конфигурацию корпуса 404, в данном примере, соединительной муфты, многие разные типы и конфигурации корпуса 404 могут использоваться в качестве альтернативы, как хорошо известно. Общие признаки корпуса 404 (идентифицируемые ниже) независимо от геометрии или конфигурации, используемой в фитинге для трубопровода, включают в себя резьбовую часть, которая сопрягается с резьбой гайки, кулачковый вход в форме усеченного конуса, который принимает переднюю часть устройства для захвата трубопровода, и канал, который принимает конец трубопровода. Устройство для захвата трубопровода может быть реализовано во многих формах, как хорошо известно, включая в себя, но не в качестве ограничения, одну уплотнительную втулку или пару уплотнительных втулок, последние, часто указываемые ссылкой, как передняя уплотнительная втулка и задняя или тыльная уплотнительная втулка. В фитинге с двумя уплотнительными втулками, передняя часть передней уплотнительной втулки входит в зацепление с кулачковым входом корпуса, а передняя часть задней уплотнительной втулки входит в зацепление с кулачковой поверхностью в форме усеченного конуса в задней части передней уплотнительной втулки. Кулачковая поверхность и кулачковый вход не обязаны иметь форму усеченного конуса, как хорошо известно. Более того, несмотря на то, что вариант осуществления по фиг.4-6A и след. иллюстрируют мужской фитинг, что означает, что корпус 404 имеет наружную резьбу, а гайка 406 имеет внутреннюю резьбу, в качестве альтернативы, могут использоваться изобретения с женскими фитингами.
[0099] Фитинг 400 включает в себя первое или переднее устройство 408 для захвата трубопровода и второе или заднее устройство 410 для захвата трубопровода. В материалах настоящего описания, также указываются ссылкой эти устройства для захвата трубопровода, как уплотнительные втулки, но, в качестве альтернативы, могут использоваться устройства, отличные от тех, которые обычно указываются ссылкой, как уплотнительные втулки. Устройства 409, 410 для захвата трубопровода собраны вдоль оси в пространстве, определенном между корпусом 404 и гайкой 406. Ссылки в материалах настоящего описания на осевой и радиальный и схожие термины опираются на продольную ось X на чертежах. В данном случае, ось X является центральной продольной осью фитинга 400, и она также соосна с центральной продольной осью трубопровода (не показан на фиг.4-6A, но видна на фиг.7 и след.), который вставлен в фитинг 400. Тем не менее, ось X может являться любой продольной опорной осью.
[00100] Процесс затягивания начинается со сборки фитинга 400 до затянутого вручную положения, которое является положением по фиг.6. Гайка 406 и корпус 404 имеют резьбовое механическое соединение 412, как отмечено выше. Гайка 406 включает в себя поверхность 414 приведения в движение уплотнительной втулки, которая контактирует с задним концом 416 задней уплотнительной втулки 410. Задняя втулка 410 содержит переднюю часть 418, которая контактирует с кулачковой поверхностью 420 в форме усеченного конуса в задней части передней уплотнительной втулки 408. Кроме того, передняя часть 422 передней уплотнительной втулки 408 принимается в и контактирует с кулачковым входом 422 в форме усеченного конуса корпуса 404. Затянутое вручную положение, таким образом, является положением, в котором гайка, две уплотнительные втулки и корпус находятся в близком контакте друг с другом, но реальное зажимание сборки отсутствует. Затянутое вручную положение исторически является исходным положением для затягивания фитингов для трубопровода по количеству оборотов. Например, фитинг может быть сконструирован, чтобы затягиваться за 1,25 оборота после затянутого вручную положения (также указываемого ссылкой в материалах настоящего описания, как FTP, для краткости). Но другие конструкции фитингов могут затягиваться в другой спецификации, например, за 1,5 оборота после FTP. Хотя это и не показано на фиг.6, трубопровод T вставляется в фитинг 400 передним концом трубопровода T, контактирующим с внутренним заплечиком 426 корпуса 404, что известно в данной области техники, как посадка на дно. Но, альтернативные конструкции корпуса могут не использовать заплечик 426. Кроме того, хотя обычно фитинг 400 может быть собран до вставки трубопровода, также известен предварительный обжим уплотнительных втулок 408, 410 на конце трубопровода (с гайкой 406, удерживаемой посредством уплотнительных втулок на трубопроводе после предварительного обжима) перед сборкой до затянутого вручную положения с корпусом 404, так что исходное положение для затягивания фитинга по количеству оборотов до предписанного относительного осевого положения в некоторых вариантах осуществления может являться этим частично зажатым или "предварительно обжатым" положением. В любом случае, затянутое вручную положение является положением, показанным на фиг.6 (не показывая трубопровода). Фиг.6, например, показывает обычное расположение деталей для доставки или хранения.
[00101] Количество оборотов (полных и частичных) после FTP (также указываемое ссылкой в материалах настоящего описания, как относительное вращение между корпусом 404 и гайкой 406) прямо соответствует относительному осевому ходу или перемещению между корпусом 404 и гайкой 406 по мере затягивания фитинга 400 (также указываемого ссылкой в материалах настоящего описания, как зажимание фитинга). Как отмечалось, фитинги обычно специфицируются производителем, чтобы затягиваться за определенное количество оборотов и частичных оборотов после исходного положения, например, FTP. Таковым является случай для первого или начального раза, когда фитинг затягивается. Для повторных установок, как правило, фитинг вновь собирают до FTP и затем зажимают или затягивают на частичный оборот, например, приблизительно 0,125 оборота, хотя эта величина будет зависеть, частично, от того, сколько повторных установок уже было сделано, так как дополнительный ход, используемый во время повторных установок, становится меньше с увеличением количества повторных установок.
[00102] Величина относительного осевого хода, которая соответствует количеству оборотов и частичных оборотов после FTP, зависит от конструкции фитинга, шага резьбы резьбового механического соединения 412 и размера фитинга. Размеры фитинга обычно выражаются в терминах номинального наружного диаметра трубопровода, с которым будет использоваться фитинг. Например, фитинг размера четверть дюйма используется для трубопровода размером четверть дюйма. Также известны метрические эквиваленты. Примерные варианты осуществления в материалах настоящего описания иллюстрируют фитинг размера 1/4 дюйма (или 6 мм в метрической системе), но изобретения в материалах настоящего описания могут использоваться с фитингом любого размера.
[00103] Производитель специфицирует количество оборотов и частичных оборотов после исходного положения (как правило, FTP), так как соответствующий относительный осевой ход между гайкой 406 и корпусом 404 действует, чтобы сводить уплотнительные втулки вместе и вызывать деформацию втулок, чтобы втулки захватывали и герметизировали трубопровод, чтобы сформировать непроницаемое для текучей среды механическое соединение. В качестве примера, для фитинга, который специфицирован, чтобы впервые затягиваться на 1,25 оборота после FTP, это означает, что необходимо выполнить 1,25 оборота для обеспечения необходимого осевого хода уплотнительных втулок, гайки и корпуса, чтобы уплотнительные втулки 408, 410 захватили и герметизировали трубопровод T. Опять же, повторные установки не вовлекают такое же количество оборотов, как и начальное затягивание, так как уплотнительные втулки иже были пластически деформированы, чтобы захватить и герметизировать трубопровод. Для повторных установок, необходимо только вернуться в FTP и затем затянуть фитинг, например, на частичный оборот в 0,125 оборота, или как иным образом специфицировано производителем. Стоит отметить, что, как хорошо известно, исходное положение FTP для повторных установок является функцией предыдущего затягивания благодаря пластической деформации уплотнительных втулок. Но как для повторных установок, так и для начального затягивания, исходное положение FTP является тем положением, в котором гайка 406 контактирует с задней уплотнительной втулкой 410, с уплотнительными втулками в контакте друг с другом и передней втулкой 408 в контакте с кулачковым входом 424 корпуса 404.
[00104] Фитинг 400 традиционно может затягиваться по крутящему моменту или по количеству оборотов. Затягивание фитинга по количеству оборотов является традиционным способом затягивания фитинга на трубопроводе, чтобы устройство или устройства для захвата трубопровода захватывали и герметизировали трубопровод. Но, как отмечено в вариантах осуществления выше в материалах настоящего описания, наши изобретения позволяют фитингу, в качестве альтернативы, затягиваться по крутящему моменту, вместо необходимости подсчитывать обороты. Втулка 402 ограничения крутящего момента обеспечивает эту возможность. Повторные установки также могут выполняться по крутящему моменту или по количеству оборотов.
[00105] Втулка 402 ограничения крутящего момента может быть выполнена за одно целое с гайкой 406, чтобы сформировать компонент в виде одной детали. В качестве альтернативы, втулка 402 ограничения крутящего момента может являться отдельной деталью, или может являться отдельной деталью, которая прикрепляется к гайке 406 или формируется в виде картриджа с ней, как описано ниже в материалах настоящего описания. Является ли втулка 402 ограничения крутящего момента выполненной за одно целое с гайкой 406 или отдельной деталью, втулка ограничения крутящего момента деформируется схожим образом и может использоваться, чтобы осуществлять затягивание фитинга 400 по крутящему моменту, а не по количеству оборотов. В качестве еще одного альтернативного варианта осуществления, втулка ограничения крутящего момента может быть выполнена за одно целое с корпусом 404, чтобы сформировать компонент в виде одной детали.
[00106] Втулка 402 ограничения крутящего момента обычно имеет форму кольцеобразного элемента 428 сопротивления ходу, в качестве альтернативы, также указываемого ссылкой в материалах настоящего описания, как элемент ограничения хода (также указываемого ссылкой в материалах настоящего описания как элемент 428). Элемент 428 сопротивления ходу обеспечивает конструкцию, которая может использоваться, чтобы сопротивляться дополнительному осевому ходу между корпусом 404 и гайкой 406 во время затягивания. В выполненной за одно целое версии по фиг.4-6A, как только поверхность 430 дальнего конца элемента 428 сопротивления ходу входит в контакт с контактной поверхностью 432 корпуса 404, дальнейшее относительное вращение между корпусом 404 и гайкой 406 прикладывает осевую нагрузку или сжатие к элементу 428. Предпочтительно, осевое положение и внутренний диаметр элемента 428 является достаточным для обеспечения осевого и радиального промежутка от резьбового соединения 412. Элемент 428 может быть сконструирован, при необходимости, чтобы поглощать эту нагрузку, чтобы сопротивляться дополнительному относительному осевому ходу между корпусом 404 и гайкой 406. Это сопротивление может использоваться, чтобы вызвать существенное или резкое увеличение в крутящем моменте, необходимом для продолжения зажимания корпуса 404 и гайки 406 вместе, схожее по воздействию с другими вариантами осуществления втулки ограничения крутящего момента, описанными в материалах настоящего описания, которые используют зацепляющиеся поверхности. Таким образом, втулка 402 ограничения крутящего момента может использоваться, чтобы позволять выполнять затягивание по крутящему моменту вместо затягивания по количеству оборотов. Втулка 402 ограничения крутящего момента может быть сконструирована, чтобы проявлять требуемое увеличение в крутящем моменте на требуемом относительном осевом смещении корпуса 404 и гайки 406 (то есть, в предписанном относительном осевом положении корпуса и гайки), которое соответствует достаточному относительному осевому ходу, чтобы заставить уплотнительные втулки 408, 410 захватить и герметизировать трубопровод T. В качестве примера, увеличение в крутящем моменте может быть сконструировано, чтобы происходить в первом относительном осевом положении, составляющем 1,25 оборота после FTP. Как описано выше в материалах настоящего описания, втулка 402 ограничения крутящего момента обеспечивает существенно более жесткий контроль между относительным ходом и затягивающим крутящим моментом, чем тот, который достигался бы без использования втулки ограничения крутящего момента.
[00107] Вдобавок к сопротивлению дополнительному осевому ходу, элемент 428 сконструирован, чтобы пластически деформироваться управляемым образом, чтобы претерпеть пластическую усадку. Как подробно описано выше, затягивание по крутящему моменту использует конструкцию, которая претерпевает по меньшей мере частичную пластическую усадку во время затягивания, чтобы затягивание по крутящему моменту также могло использоваться при повторных установках. Как описано выше и во включенной выше Заявке 705, втулка ограничения крутящего момента может быть сконструирована так, чтобы для повторных установок мог использоваться такой же крутящий момент, как и для начального затягивания. В качестве альтернативы, другой крутящий момент может использоваться для повторных установок, если это необходимо.
[00108] В варианте осуществления, как проиллюстрировано на фиг.6, элемент 428 может быть сконструирован, чтобы деформироваться управляемым образом, когда он подвергается осевой нагрузке или осевому сжатию, чтобы элемент сжимался вдоль оси до уменьшенной осевой длины, по сравнению с начальной осевой длиной элемента. Деформация может, но не обязательно, происходить в форме изгибания, или может включать в себя изгибание в качестве возможной формы деформации. Теперь, нагрузка на элемент 428, в качестве альтернативы, не обязана быть главным образом осевой, и в любом случае результирующая деформация может вовлекать радиальные и осевые силы, и, в некоторых конструкциях и применениях, эти радиальные и осевые силы могут производить радиальное расширение и другие деформации, как будет очевидно из описаний ниже. Изгибание или другая пластическая деформация, при необходимости, будет позволять сборщику выполнять повторную установку фитинга 400 посредством повторной сборки деталей до FTP и повторного зажимания корпуса 404 и гайки 406 вместе, пока элемент 428, с уменьшенной осевой длиной из-за пластической деформации, опять не придет в контакт с поверхностью 430 корпуса, и не возникнет результирующее увеличение крутящего момента.
[00109] Элемент 428 включает в себя первую цилиндрическую часть, или первую продолжающуюся вдоль оси часть 434 стенки, и вторую цилиндрическую часть, или вторую продолжающуюся вдоль оси часть 436 стенки. Перемычка 438 соединяет первую цилиндрическую часть 434 со второй цилиндрической частью 436. Перемычка 438 может быть сконструирована с геометрией, которая способствует деформации, например, изгибающему действию. Могут быть использованы другие деформации помимо изгибания. Первая часть 434 стенки может иметь первый внутренний диаметр D1, а вторая часть 436 стенки может иметь второй внутренний диаметр D2. Предпочтительно, хотя и не обязательно, диаметр D1 меньше, чем диаметр D2. В качестве альтернативы, диаметры D1 и D2 могут быть одинаковыми, или D2 может быть меньше по сравнению с D1. Наружные диаметры первой и второй частей стенки могут подобным образом меняться относительно друг друга. Элемент 428 содержит первый или ближний конец, или часть 428a ближнего кольца, которая соединена с внутренним вдоль оси концом 406a второго компонента 406 фитинга (поверхность 406a может быть радиальной или может, в качестве альтернативы, включать в себя сужение или скос). Первая часть 434 стенки может тянуться из внутренней радиальной части ближнего кольца, и может смешиваться с главным корпусом 440 гайки 406 с опциональной скошенной частью 442. Увеличенный фланец или часть 444 дальнего кольца может быть расположена во втором или дальнем конце 428b элемента 428, который противоположен вдоль оси ближнему концу 428a, со второй частью 436 стенки, продолжающейся вдоль оси из внутренней радиальной части 444 дальнего кольца. Перемычка 438 расположена под углом относительно каждой из первой и второй частей стенки для образования шарнирной части, и может быть соединена с первой цилиндрической частью 434 посредством радиуса 438a, а со второй цилиндрической частью 436 - посредством радиуса 438b. Эти радиусы могут рассматриваться, как линии сгиба или шарниры, которые способствуют контролируемой деформации, например, изгибанию, перемычки 438, когда элемент 428 подвергается осевой нагрузке или осевому сжатию. Первая и вторая части стенки и перемычка могут быть обеспечены с радиальными толщинами, которые меньше, чем соответствующие радиальные толщины частей ближнего и дальнего кольца, например, чтобы способствовать изгибанию или другой подобной контролируемой деформации. В одном из вариантов осуществления (не показан), часть дальнего кольца может иметь радиальную толщину, которая по существу совпадает со второй частью стенки. В других примерных вариантах осуществления, первая и вторая тянущиеся вдоль оси части стенки могут тянуться под углом относительно центральной оси, чтобы внутренние и наружные диаметры первой и второй частей стенки менялись, например, чтобы способствовать изгибанию или другой подобной контролируемой деформации в ответ на осевую нагрузку.
[00110] Геометрия элемента 428 может, в качестве альтернативы, отличаться от варианта осуществления по фиг.6. Но использование скошенной части 442, перегородки 438, двух цилиндрических частей 434 и 436, и увеличенного фланца 444, а также свойства материалов и толщины стенок предлагают конструктору много вариантов для контроля деформации, например, посредством изгибания перемычки 438, чтобы контролировать затягивающий крутящий момент в зависимости от относительного осевого хода между корпусом 404 и гайкой 406. В частности, геометрия и характеристики элемента 428 могут различаться среди разных фитингов. Наличие деформируемой втулки ограничения крутящего момента, выполненной за одно целое с гайкой 406 вместо корпуса 404, обеспечивает намного более простую и экономичную реализацию концепции втулки ограничения крутящего момента. Причина состоит в том, что корпус 404, как отмечено выше, может иметь множество разных конфигураций, тогда как почти все гайки 406, которые сопрягаются с корпусом, являются одинаковыми, помимо различий в размере.
[00111] Отметим, что, в отличие от вариантов осуществления с использованием динамического клина согласно Заявке 705, описанных выше в материалах настоящего описания, крутящий момент контролируется посредством осевого сжатия втулки 402 ограничения крутящего момента вместо зацепляющихся поверхностей, таких как одна или более зацепляющихся скошенных поверхностей. Поверхность 430 дальнего конца элемента 428 может просто являться радиальной поверхностью, как проиллюстрировано, хотя это и не обязательно, и контактная поверхность 432 корпуса 404 также может являться радиальной поверхностью, как проиллюстрировано, хотя, опять же, это не обязательно. Например, контактная поверхность 404 может включать в себя небольшое сужение или наружный скос, например, около 2°. Поверхность 430 дальнего конца также может включать в себя опциональный скос или сужение. Углы сужения могут выбираться согласно необходимости.
[00112] Фиг.7-13 иллюстрируют вариант осуществления деформации элемента 428 сопротивления ходу, например, посредством изгибающего действия. Эти фигуры являются представлениями анализа FEA (методом конечных элементов) фитинга 400 на разных этапах затягивания и повторной установки. Фиг.7 показывает затянутое вручную положение, как описано выше, перед начальным или первым затягиванием фитинга 400. Отметим осевой контакт вплотную гайки 406, задней уплотнительной втулки 410, передней уплотнительной втулки 408 и корпуса 404, но деформация или напряжение, прикладываемые к деталям, в FTP отсутствует, как хорошо известно. Пример, показанный на фиг.7-13, приведен для фитинга для трубопровода размером 1/4 дюйма, но описание будет применимо к фитингу любого размера, включая метрические размеры. Для начального затягивания, а также для повторных установок, между дальним концом 430 элемента 428 и контактной поверхностью 432 корпуса имеется промежуток G. В FTP для разных чертежей используется G1, G2 и т.д., чтобы разграничить промежутки G, которые представлены во время разных затягиваний и повторных установок фитинга; но также в целом обозначается промежуток символом G на чертежах, а также для ссылочных целей. Таким образом, разные обозначения G1, G2 и т.д. являются примерами промежутка G в FTP. Соответственно, для начального затягивания имеется осевой промежуток G1 между поверхностью 430 дальнего конца элемента 428 и направленной напротив нее контактной поверхности 432 корпуса 404. В одном из вариантов осуществления, осевой промежуток G1 может соответствовать необходимому относительному осевому ходу между корпусом 404 и гайкой 406, чтобы осуществить начальное затягивание фитинга 400, чтобы уплотнительные втулки 408, 410 захватили и герметизировали трубопровод T. Это может использоваться, например, когда может использоваться указанный крутящий момент, который, как определяется эмпирически, достигает требуемого относительного осевого хода для начального затягивания, независимо от того, происходит ли контакт между элементом 428 и корпусом 404 во время начального затягивания. В качестве альтернативы, элемент 428 не обязан приходить в контакт с корпусом 404 при начальном затягивании фитинга 400, но может приходить в контакт только после одной или более повторных установок фитинга 400, если это требуется. Конструирование того, на каком относительном осевом ходе элемент 428 должен впервые входить в контакт корпусом 404, является конструкторским выбором, основанным, отчасти, на том, какое количество контроля над ходом требуется для оптимизации количества повторных установок фитинга 400. Но такой контакт является полезным после одной или нескольких повторных установок, так как втулка 402 ограничения крутящего момента обеспечивает контроль за взаимосвязью хода с крутящим моментом, чтобы снизить использование чрезмерного крутящего момента, которое может впустую потратить ход, который в ином случае мог бы использоваться для дополнительных повторных установок.
[00113] Фиг.8 иллюстрирует фитинг 400 прямо перед начальным затянутым положением, например, с относительным осевым смещением между корпусом 404 и гайкой 406, которое соответствует почти выполненному относительному вращению в 1,25 оборота между корпусом 404 и гайкой 406. Отметим, что в данном примере поверхность 430 дальнего конца элемента 428 расположена в контакте с контактной поверхностью 432 корпуса, таким образом, снижая промежуток G1 перед FTP до нуля. Другими словами, полный ход, представленный посредством G1, был выполнен при начальном затягивании, точно так же, как если бы фитинг затягивался по количеству оборотов, а не по крутящему моменту. Но, так как контакт между элементом 428 и корпусом 404 вызовет существенное и контролируемое увеличение в затягивающем крутящем моменте, фитинг 400 может затягиваться по крутящему моменту вместо подсчета количества оборотов и частичных оборотов (хотя, в качестве альтернативы, фитинг также может затягиваться по количеству оборотов, как отмечено выше в материалах настоящего описания. Также отметим, что уплотнительные втулки 408, 410 деформируются, чтобы захватить и герметизировать трубопровод T. Это видно по передней части 418 задней уплотнительной втулки, врезающейся в наружную поверхность трубопровода, что обеспечивает захват трубопровода, и передней части 422 передней уплотнительной втулки, зажимаемой между кулачковым входом 424 корпуса и наружной поверхностью трубопровода T, чтобы сформировать непроницаемые для текучей среды герметичные уплотнения на поверхности 424 кулачкового входа и наружной поверхности трубопровода T. Другие конструкции фитинга могут иметь другие деформации уплотнительных втулок и другие пути обеспечения захвата и герметизации трубопровода. Но для любого фитинга будет иметь место относительный осевой ход между корпусом 404 и гайкой 406, который осуществляет захват и герметизацию трубопровода посредством устройства или устройств для захвата трубопровода.
[00114] Фиг.8 также могла бы быть представителем фитинга 400 в начальном затянутом положении относительного осевого смещения, которое соответствует 1,25 оборота. Это могло бы быть случаем, например, в котором контакт между элементом 428 и корпусом 404 в начальном затянутом положении либо не происходит, либо происходит в очень слабой степени. В таком примере, никакая существенная деформация элемента 428 не происходила бы.
[00115] Фиг.9 показывает фитинг 400 в начальном затянутом положении. Как только элемент 428 приходит в контакт с корпусом 404 (как на фиг.8), дальнейшее относительное осевое смещение (то есть, зажимание) корпуса 404 и гайки 406 подвергает элемент 428 осевой нагрузке или осевому сжатию. Осевая нагрузка или осевое сжатие вызывает напряжение перемычки 438. Перемычка 438 деформируется, например, посредством изгибающего действия, в линиях сгиба 438a и 438b. Отметим, что вторая цилиндрическая часть 436 может изгибаться наружу, в то время как первая цилиндрическая часть 434 может сжиматься внутрь. В качестве альтернативы, первая цилиндрическая часть 434 может изгибаться наружу, а вторая цилиндрическая часть 436 может изгибаться внутрь; или обе цилиндрические части 434, 436 могут изгибаться в одном направлении, внутрь или наружу. Предпочтительно, изгибание внутрь будет контролироваться, чтобы не создавать помех с резьбовой частью корпуса 404. Кроме того, природа деформации элемента 428 будет зависеть от конкретной конструкции элемента 428. В положении по фиг.9, уплотнительные втулки 408, 410 достигают захвата и герметизации трубопровода T. Также отметим, что деформация элемента 428 свидетельствует о сопротивлении дополнительному относительному осевому ходу между корпусом 404 и гайкой 406 после того, как происходит контакт между поверхностями 430 и 432.
[00116] Фиг.10 показывает фитинг 400 в предварительном FTP для повторной установки, следующей за разъединением или разборкой фитинга из начального затягивания, такого как начальное затягивание по фиг.9. Отметим, что в данном FTP, задняя уплотнительная втулка 410 и, возможно, передняя уплотнительная втулка 408 проявляют упругое восстановление, когда гайку 406 отсоединяют от корпуса 404 во время разборки. Это упругое восстановление особенно характерно во время первых нескольких повторных установок фитинга. Упругое восстановление видно по промежутку S1 между передней частью задней уплотнительной втулки 410 и углублением в трубопроводе T, вызванном захватом задней уплотнительной втулкой трубопровода в затянутом состоянии. Также отметим, что элемент 428 сохранил свое деформированное состояние от предыдущего затягивания благодаря пластической деформации. Также может иметь место определенная упругая деформация, но именно пластическая деформация способствует повторной установке по крутящему моменту. В результате пластической деформации элемента 428, имеется промежуток G2 между поверхностью 430 дальнего конца элемента 428 и контактной поверхностью 432 корпуса 404. Также отметим, что промежуток G2 будет меньше промежутка G1, так как после начального затягивания фитинга 400 уплотнительные втулки 408, 410 были пластически деформированы (как и трубопровод T) и претерпели пластическую усадку, так что общая осевая длина фитинга 400 была сжата и сокращена. Разница между G1 и G2 также свидетельствует о том факте, что каждое последующее затягивание или повторная установка фитинга 400 требует меньшего относительного осевого хода между корпусом и гайкой, чтобы осуществить захват и герметизацию трубопровода.
[00117] Фиг.11 иллюстрирует фитинг 400 после повторной установки из положения FTP по фиг.10. Отметим, что, в сравнении с фиг.9, элемент 428 стал более сжатым и деформированным вдоль оси посредством изгибающего действия, и что уплотнительные втулки 408, 410 вернулись в положение для захвата и герметизации трубопровода. Промежуток G2 вновь был уменьшен до нуля при повторной установке. Для повторной установки может использоваться такой же крутящий момент, как и для начального затягивания, или, при необходимости, может использоваться другой крутящий момент.
[00118] Фиг.12 иллюстрирует фитинг 400 в другом положении FTP перед другой повторной установкой, после того, как гайка 406 была вновь отсоединена от корпуса 404. Отметим, что может иметь место упругое восстановление уплотнительных втулок 408, 410, хотя оно и не является заметным, и с каждой повторной установкой становится все меньше и меньше, по мере того, как уплотнительные втулки пластически деформируются к своей максимальной протяженности. Также отметим, что элемент 428 претерпел дополнительную пластическую усадку из-за того, что предыдущее затягивание подвергло элемент 428 осевому сжатию или осевой нагрузке. В результате, в предварительном FTP для повторной установки, имеется промежуток G3 между поверхностью 430 дальнего конца элемента 428 и контактной поверхностью 432 корпуса 404. Промежуток G3 будет меньше, чем промежуток G2 предыдущего затягивания, из-за дополнительного осевого сжатия и пластической усадки элемента 428.
[00119] Отметим, что с каждым затягиванием пластическая деформация элемента 428 в действительности производит более короткую осевую длину элемента 428. Например, в FTP перед начальным затягиванием элемент 428 может иметь длину X. После начального затягивания, предполагая, что начальное затягивание вовлекало осевое сжатие элемента 428, элемент будет иметь осевую длину X-Y, где Y представляет уменьшение в осевой длине, вызванное пластической усадкой и осевым сжатием элемента 428 во время начального затягивания. После повторной установки, элемент 428 может иметь осевую длину X-Y-Z, где Z представляет дополнительное уменьшение в осевой длине элемента 428 после другого затягивания во время повторной установки фитинга.
[00120] Фиг.13 показывает фитинг 400 после повторной установки из положения FTP по фиг.11. Опять же, промежуток G3 был уменьшен до нуля по мере дальнейшего сближения вдоль оси корпуса 404 и гайки 406 относительно друг друга. Также отметим дополнительную деформацию элемента 428. Последующие повторные установки и деформация элемента 428 показывают явно выраженную деформацию и эффект складок 438a и 438b. Опять же, повторная установка может производиться с таким же крутящим моментом, как и предыдущие затягивания, или с другим крутящим моментом.
[00121] Также стоит отметить, что любая из повторных установок может, в качестве альтернативы, производиться по количеству оборотов, а не по крутящему моменту, как и при начальном затягивании. Обе методики могут использоваться на протяжении всего срока службы фитинга 400.
[00122] Сравнение изменения в промежутке между элементом 428 и контактной поверхностью 432 корпуса иллюстрирует другой полезный аспект элемента 428. Сравнивая фиг.7 и 8, или фиг.10 и 11, например, когда промежутки G1 и G2 уменьшаются до нуля, имеется визуально различимый эффект, который указывает или измеряет, что затягивание было завершено. Это особенно заметно для начального затягивания, в котором элемент 428 сконструирован, чтобы приходить в контакт с корпусом 404. Таким образом, промежутки G1, G2 и G3, которые присутствуют в положениях FTP перед затягиванием, обеспечивают возможность выполнять визуальное подтверждение, или иными словами, элемент 428 функционирует в качестве элемента для измерения того, что затягивание было достигнуто, когда промежуток снижается до нуля. С большим количеством повторных установок, промежуток FTP становится меньше и меньше, поэтому, в зависимости от конкретной конструкции элемента 428 и фитинга 400, визуальная индикация и возможность выполнять измерение может использоваться или может требоваться для выбранного количества повторных установок, например, пяти повторных установок. Но, тем не менее, элемент 428 обеспечивает средство и методику для визуального подтверждения того, что затягивание было завершено, для начального затягивания и для повторных установок.
[00123] Несмотря на то, что в варианте осуществления по фиг.4-13 использована втулка 402 ограничения крутящего момента для затягивания по крутящему моменту фитинга 400, и втулка 402 ограничения крутящего момента также может использоваться в качестве измерительного элемента, чтобы подтверждать, что затягивание завершено, отдельно отметим, что элемент 428 может использоваться только в качестве измерительного элемента, независимо от того, используется ли элемент 428 также и в качестве втулки ограничения крутящего момента для затягивания по крутящему моменту. Элемент 428, является ли он интегральным, как на фиг.4-13, или отдельной деталью, как описано ниже, может использоваться в качестве измерительного элемента для визуального подтверждения начального затягивания и повторных установок для многих разных конструкций фитинга, включая неметаллические фитинги, а также фитинги, которые затягиваются до конечного состояния без резьбового соединения. Примером нерезьбового механического соединения для фитинга для трубопровода является фитинг, который затягивается посредством зажимающего устройства. Полезность элемента 428 в качестве измерительного элемента для индикации затягивания является следствием постепенно возрастающей пластической деформации, которая происходит с каждым затягиванием и повторной установкой.
[00124] Вышеприведенное описание примерного процесса повторной установки является доступной методикой повторной установки, в которой корпус 404 и гайка 406 повторно соединяются в FTP, а затем затягиваются, чтобы дополнительно деформировать элемент 428. Втулка 402 ограничения крутящего момента обеспечивает другой альтернативный способ повторной установки фитинга 400. В альтернативном процессе повторной установки, корпус 404 и гайка 406 повторно соединяются в FTP, а затем далее затягиваются до тех пор, пока дальний конец 430 не придет в контакт с контактной поверхностью 432 корпуса 404. Это положение заметно по снижению промежутка G до нуля. Это положение соответствовало бы предыдущему затянутому положению фитинга 400. Корпус 404 и гайку 406 затем затягивают на дополнительный частичный оборот, например, приблизительно на 0,125 оборота, хотя эта величина будет зависеть, частично, от того, сколько повторных установок уже было сделано, так как дополнительный ход, используемый во время повторных установок, становится меньше с увеличением количества повторных установок. Посредством использования промежутка G для определения возврата фитинга в предыдущее затянутое положение, дополнительный затягивающий частичный оборот может контролироваться, и меньший осевой ход может потребоваться для затягивания корпуса и гайки, чтобы завершить повторную установку. Этот альтернативный процесс повторной установки также может использоваться в вариантах осуществления с выполненной не за одно целое с втулкой ограничения крутящего момента, описанных ниже в материалах настоящего описания. Альтернативный процесс повторной установки может использоваться с каждой из повторных установок фитинга, если это требуется.
[00125] Фиг.14-22 иллюстрируют другой вариант осуществления фитинга 450 со втулкой 452 ограничения крутящего момента. В варианте осуществления, втулка 452 ограничения крутящего момента является отдельной и выполненной не за одно целое с деталью фитинга 450, в отличие от варианта осуществления по фиг.4-13, на которых втулка 402 ограничения крутящего момента является выполненной за одно целое с частью гайки 406. Как будет очевидно, втулка 452 ограничения крутящего момента может быть сконструирована, чтобы работать образом, схожим с вариантом осуществления по фиг.4-13. Как и в варианте осуществления по фиг.4-13, втулка ограничения крутящего момента может быть закреплена вдоль оси на резьбовом компоненте фитинга (например, резьбовой гайке), но вместо того, чтобы быть выполненной за одно целое с компонентом фитинга, компонент фитинга и втулка ограничения крутящего момента удерживаются вместе в виде разъемной подсборки или предварительной сборки. В других вариантах осуществления (не показаны), втулка ограничения крутящего момента может свободно приниматься между первым и вторым резьбовыми компонентами фитинга, с концевыми частями втулки ограничения крутящего момента, входящими в зацепление с соответствующими опорными частями первого и второго компонентов фитинга.
[00126] Схожие детали обозначены такими же ссылочными позициями, как и в варианте осуществления по фиг.4-13 повторяться не будут. Втулка 452 ограничения крутящего момента может быть реализована в форме кольца 454, которое может быть отдельным от гайки 456, или, в качестве альтернативы, может быть прикреплено к или соединено с ней. Втулка 452 ограничения крутящего момента включает в себя элемент 458 сопротивления ходу, который может, но не обязательно, быть таким же, как элемент 428 сопротивления ходу, за исключением того, что элемент 458 продолжается из кольца 454, а не из части гайки. Элемент 458 может быть сконструирован, чтобы пластически деформироваться, например, посредством эффекта изгибания или другой пластической деформации, таким же образом, как описано выше.
[00127] В вариантах осуществления по фиг.14-22, 25 и 26 показана втулка 452 ограничения крутящего момента, как механически соединенная с гайкой 456 с элементом картриджа, как будет описано далее в материалах настоящего описания. В качестве альтернативы, втулка 452 ограничения крутящего момента может являться свободно стоящим компонентом и все равно функционировать схожим образом.
[00128] Использование отдельной втулки 452 ограничения крутящего момента может обеспечить измерительный элемент, который состоит в том, что до тех пор, пока втулка 452 ограничения крутящего момента не придет в контакт с гайкой 456, кольцо 454 можно свободно заставить вращаться или поворачиваться вокруг оси X. После того, как происходит контакт с гайкой 456, примерное кольцо 456 больше не может свободно поворачиваться или больше не вращается свободно, и, таким образом, обеспечивает измерение или визуальную индикацию того, что было выполнено полное затягивание. Элемент 458 представляет промежуток G с гайкой в FTP, который также может обеспечивать измерительную индикацию, как выше. Промежуток G, который присутствует в FTP для начального затягивания и повторных установок, позволяет кольцу 454 свободно вращаться, при этом после затягивания или повторной установки промежуток устраняется посредством контакта между кольцом 454 и корпусом 404, поэтому кольцо больше не вращается свободно. Таким образом, признак вращения/отсутствия вращения может, в качестве альтернативы, использоваться, чтобы измерять фитинг 450 для каждого затягивания, включая начальное затягивание и одну или более повторных установок, которые обеспечивают промежуток G в FTP. При условии, что промежуток G в FTP перед каждой повторной установкой больше, чем ноль, концепция отдельного кольца может использоваться, чтобы измерять затягивание. Наружная поверхность или часть 454a кольца 454 может являться гофрированной, шероховатой или обработанной иным образом, чтобы способствовать вращению кольца 454.
[00129] В альтернативном варианте осуществления, элемент 458 сопротивления ходу может обеспечиваться в виде выполненного за одно целое с частью гайки 456 (как в варианте осуществления по фиг.4-13 в материалах настоящего описания), но кольцо 454 (без прикрепленного элемента сопротивления ходу) может являться отдельным не выполненным за одно целое компонентом. Фиг.30 иллюстрирует всего один пример такого устройства. Этот альтернативный вариант осуществления предлагает такую же функциональность сборки по крутящему моменту, если это требуется, и также позволяет кольцу 454 обеспечивать измерительную функцию или индикацию завершенного затягивания на основании того, может ли кольцо 454 свободно вращаться или нет.
[00130] Вновь со ссылкой на фиг.14, элемент 458 содержит первый или ближний конец, или часть 458a ближнего конца, и второй или дальний конец, или часть 458b дальнего конца. Элемент 458 может включать в себя первую цилиндрическую часть или первую продолжающуюся вдоль оси часть 460 стенки, имеющую внутренний диаметр D3, и вторую цилиндрическую часть или вторую продолжающуюся вдоль оси часть 462 стенки, имеющую внутренний диаметр D4. D4 может быть больше, чем D3, в варианте осуществления, тем не менее, может использоваться обратное, или диаметры могут быть одинаковы. Наружные диаметры первой и второй частей стенки могут подобным образом меняться относительно друг друга. Перемычка 464 соединяет первую цилиндрическую часть 460 со второй цилиндрической частью 462, и перемычка может находиться под углом относительно каждой из первой и второй частей стенки для образования шарнирной части, посредством использования одинаковых закругленных переходов 464a, 464b, чтобы сформировать линии сгиба, которые способствуют изгибанию или другой требуемой деформации элемента 458 под осевой нагрузкой или осевым сжатием. Первая и вторая части стенки и перемычка могут быть обеспечены с радиальными толщинами, которые меньше, чем соответствующие радиальные толщины частей ближнего и дальнего кольца, например, чтобы способствовать изгибанию или другой подобной контролируемой деформации. В одном из вариантов осуществления (не показан), часть дальнего кольца может иметь радиальную толщину, которая по существу совпадает со второй частью стенки. В других примерных вариантах осуществления, первая и вторая тянущиеся вдоль оси части стенки могут тянуться под углом относительно центральной оси, чтобы внутренние и наружные диаметры первой и второй частей стенки менялись, например, чтобы способствовать изгибанию или другой подобной контролируемой деформации в ответ на осевую нагрузку.
[00131] Фиг.14 сравнима с фиг.7 и иллюстрирует фитинг 450 в FTP перед начальным или первым затягиванием. Отметим, что обеспечен промежуток G1, как и в предыдущем варианте осуществления (трубопровод T не показан на фиг.14). Фиг.15 сравнима с фиг.8 и показывает начальный контакт между концевой поверхностью или опорной поверхностью 466 дальнего конца 458a элемента 458 и радиально продолжающейся контактной поверхностью 432 корпуса 404, когда промежуток G1 был уменьшен до нуля. Эта фигура может представлять как контакт в полностью затянутом положении, так и прямо перед полностью затянутым положением, как отмечено выше. В любом случае, дальнейший относительный осевой ход между корпусом 404 и гайкой 456 подвергает осевой нагрузке или осевому сжатию элемент 458. Фиг.16 сравнима с фиг.9 и иллюстрирует пример положения завершенного начального затягивания, в котором произошла деформация элемента 458. Фиг.17 сравнима с фиг.10 и иллюстрирует FTP перед повторной установкой фитинга 450. Промежуток G2 меньше, чем промежуток G1, из-за пластической деформации элемента 458. Уплотнительные втулки 408, 410 также проявляют определенное упругое восстановление. Фиг.18 сравнима с фиг.11 и иллюстрирует фитинг 450 после затягивания для повторной установки фитинга из FTP по фиг.17. Элемент 458 был дополнительно деформирован посредством действия изгибания перегородки 464. Фиг.19 сравнима с фиг.12 и иллюстрирует FTP перед другой повторной установкой, следующей за повторной установкой по фиг.18. Элемент 458 был дополнительно деформирован, и промежуток G3 меньше, чем промежуток G2, из-за меньшего упругого восстановления уплотнительных втулок 408, 410.
[00132] Несмотря на то, что втулка 452 ограничения крутящего момента является отдельной и дискретной деталью относительно любого из компонентов 456, 404 фитинга, предлагается вариант осуществления для соединения или зацепления в виде картриджа втулки 452 ограничения крутящего момента с гайкой 456. Используемые термины "зацепление в виде картриджа" или "процесс зацепления в виде картриджа" взаимозаменяемо в материалах настоящего описания, чтобы указывать ссылкой на действие или этапы соединения первого компонента фитинга (например, втулки ограничения крутящего момента или передней уплотнительной втулки) со вторым компонентом фитинга (например, гайкой фитинга или задней уплотнительной втулкой), чтобы сформировать подсборку или предварительную сборку в виде картриджа. Схожая методика может использоваться для соединения втулки 452 ограничения крутящего момента, в качестве альтернативы, с корпусом 404. При необходимости могут использоваться другие конструкции и методики.
[00133] Со ссылкой на фиг.20-22, проиллюстрированы этапы процесса зацепления в виде картриджа, а также конструкция картриджа. Эти фигуры являются увеличенными видами механического соединения конструкции 467 картриджа между втулкой 452 ограничения крутящего момента и гайкой 456 на фиг.14-19. Гайка 456 может включать в себя элемент картриджа в форме кольцеобразного удлинения 468, содержащего радиально наружное ребро 470. Это ребро 470 принимается в углубление 472, сформированное в задней части кольца 454. Эта задняя часть может включать в себя элемент 469 картриджа в форме продолжающегося радиально внутрь крючка, зубца или другого подобного выступа 474 и углубления 472. В продолжении по фиг.20, ребро 470 вставляется вдоль оси в углубление 472 через отверстие 476, которое ограничено малым внутренним диаметром крючка 474. Большой наружный диаметр ребра 470 больше, чем малый диаметр отверстия 476, чтобы имело место препятствие к толканию ребра 470 дальше крючка 474. Как проиллюстрировано на фиг.21, это препятствие вынуждает ребро 470 наталкиваться на крючок 474. Крючок 474 и углубление 472 частично определены посредством стенки 478, которая может включать в себя острый угол (например, с небольшим радиусом) или линию сгиба 480, которая способствует изгибанию или складыванию крючка 474 вперед (или вправо в виде на чертеже). Эта деформация крючка 474 увеличивает диаметр отверстия 476 достаточно, чтобы ребро 470 проходило через отверстие 476 и принималось в углубление 472. Как проиллюстрировано на фиг.22, деформированный крючок 474 предпочтительно подвергается пластической и упругой деформации. Пластическая деформация способствует отделению втулки 452 ограничения крутящего момента от гайки 456, если это требуется, после зацепления их вместе в виде картриджа. Упругая деформация позволяет крючку 474 упруго восстанавливаться достаточно, чтобы все еще существовало препятствие с ребром 470, таким образом, удерживая втулку 452 ограничения крутящего момента с гайкой 456 с достаточно устойчивым соединением. Из фиг.14 и 22 будет отмечено, что удлинение 468 может включать в себя концевую поверхность 482, которая будет контактировать с и наталкиваться на часть 484 стенки 78, которая образует границы углубления 472, чтобы втулка 452 ограничения крутящего момента смещалась вдоль оси с гайкой 456 во время затягивания.
[00134] Стоит отметить, что элемент 469 картриджа складывающегося крючка 474 и углубления 472 может использоваться в других применениях, отличных от зацепления в виде картриджа втулки ограничения крутящего момента с компонентом фитинга, так как он обеспечивает конструкцию картриджа и процесс, который может использоваться, чтобы соединить две детали вместе, в частности, металлические детали, например, детали, содержащие нержавеющую сталь. Таким образом, изобретательная концепция, представленная в материалах настоящего описания, относится к элементу 469 картриджа, который взаимодействует с сопряженной частью, чтобы зацепить два устройства вместе в виде картриджа, и фиг.20 показывает вариант его осуществления. Сопряженная часть может являться любой частью, которая содержит второй элемент картриджа, который удерживается посредством элемента 469 картриджа, например, гайкой с удлинением 468 и ребром 470, но это всего лишь один пример.
[00135] Со ссылкой на фиг.23-26, иллюстрируем дополнительные альтернативные варианты осуществления фитинга, который использует втулку ограничения крутящего момента, как описано выше в материалах настоящего описания (схожим элементам приписаны схожие ссылочные позиции). Фиг.23 и 24 показывают фитинг 490, который может, но не обязательно, являться тем же вариантом осуществления, как на фиг.4-13, выполненной за одно целое втулки 402 ограничения крутящего момента, которая может являться выполненной за одно целое с частью гайки 406 (или, в качестве альтернативы, которая не показана, выполненной за одно целое с частью корпуса 404). Фиг.25 и 26 показывают фитинг 502, который может, но не обязательно, являться тем же вариантом осуществления, как на фиг.14-22, выполненной не за одно целое втулки 452 ограничения крутящего момента, которая может являться отдельной или выполненной не за одно целое с частью относительно гайки 406, и которая либо остается отдельным третьим элементом сборки гайки 406 и корпуса 404, или может зацепляться в виде картриджа или иным образом прикрепляться к корпусу 404, или, в качестве альтернативы, к гайке 456. Альтернативные варианты осуществления по фиг.23-26 включают картридж уплотнительных втулок или подсборку 492 уплотнительной втулки, в которой передняя уплотнительная втулка 494 и задняя уплотнительная втулка 496 соединены вместе или "зацеплены в виде картриджа" посредством механического соединения или удерживающей конструкции R, как описано более подробно ниже. Другие примерные устройства картриджа уплотнительных втулок, которые могут использоваться, описаны в находящейся на совместном рассмотрении публикации заявки на выдачу патента США № 2010/0148501 ("Заявка 501"), озаглавленная "Сборка уплотнительной втулки для фитинга для трубопровода" и полностью включенная в материалы настоящего описания посредством ссылки.
[00136] Альтернативные варианты осуществления по фиг.24 и 26 дополнительно включают переднюю уплотнительную втулку 494, содержащую выпуклую часть 498 наружной стенки или поверхности между передней частью 422 передней уплотнительной втулки и задней частью 500 передней уплотнительной втулки, например, чтобы способствовать концентрации сил радиальной нагрузки с передней втулки на внутреннюю вдоль оси часть кулачкового входа корпуса фитинга, как более подробно описано ниже.
[00137] Далее, со ссылкой на фиг.27-32B, представляем дополнительные альтернативные варианты осуществления элемента сопротивления ходу, например, элемента 428, 458 и других вариантов осуществления. Несмотря на то, что варианты осуществления по фиг.27-32B показаны для выполненной не за одно целое конструкции со втулкой ограничения крутящего момента, зацепленной в виде картриджа с гайкой посредством конструкции 467 картриджа, эти варианты осуществления могут, в качестве альтернативы, использоваться с интегральными элементами сопротивления ходу, а также с неинтегральными элементами, которые не зацепляются в виде картриджа или иным образом не соединяются механически или не прикрепляются к компоненту фитинга, такому как корпус или гайка. Разные варианты осуществления (отличные от фиг.30 и 31) главным образом отличаются формой и геометрией части элемента сопротивления ходу, которая подвергается деформации из-за того, что элемент подвергают осевому сжатию или нагрузке во время затягивания и повторной установки. Другими словами, разными частями элемента, которые расположены между ближним концом и дальним концом элемента. В разных вариантах осуществления, фитинг может включать в себя корпус 404, гайку 406, и одну или более уплотнительных втулок, таких как передняя уплотнительная втулка 408 и задняя уплотнительная втулка 410, как в вариантах осуществления, описанных выше, которые могут функционировать схожим образом, хотя могут использоваться и другие конструкции (схожие ссылочные позиции для удобства используются для схожих деталей в вышеописанных вариантах осуществления). Таким образом, описание фиг.27-32B направлено на геометрию элемента сопротивления ходу и не повторяют описания других частей фитинга. Все фиг.27-32B иллюстрируют фитинг, который расположен в FTP, и не показывают трубопровод, как все еще вставленный.
[00138] Вариант осуществления проиллюстрирован на фиг.27 и 28. Элемент 510 сопротивления ходу может включать в себя в целом W-образный профиль в поперечном разрезе, со средней частью 512 перемычки, имеющей перевернутый V-образный профиль. Внутренняя ножка 514 V-образной части 512 может смешиваться (например, посредством закругленной части 516) в продолжающейся вдоль оси первой части 520 стенки с частью 518 ближнего кольца в ближнем конце элемента 510. Наружная ножка 522 V-образной части 512 может смешиваться (например, посредством закругленной части) в продолжающейся вдоль оси второй части 524 стенки с частью 526 дальнего кольца в дальнем конце 528 элемента 510. Ножки V-образной части находятся под углом относительно первой и второй частей стенки, для образования шарнирной части. Вершина V-образной части может быть сформирована посредством наружного радиуса 530, который соединяет наружную ножку 522 с внутренней ножкой 514, и, как показано, может полностью находиться радиально снаружи от тянущихся вдоль оси частей 520, 524 стенки, соединенных посредством перемычки. Ножки 514 могут, но не обязательно, иметь однородную толщину T1, и могут иметь уменьшенную толщину относительно частей ближнего и дальнего кольца. Радиально внутренняя поверхность 532 V-образной части может иметь размер внутреннего радиуса 534, отличный от наружного радиуса 530. Закругления, а также другие части элемента 510, могут использоваться в качестве шарнирных точек или местоположений, чтобы способствовать конструированию и контролю деформации.
[00139] Другой вариант осуществления проиллюстрирован на фиг.29 и 29A. Элемент 540 сопротивления ходу может включать в себя перегородку 542, которая соединяет дальний конец или часть 544 дальнего конца элемента 540 с ближним концом или частью 546 дальнего кольца элемента 540. Перегородка 542 может иметь переменную толщину T2, которая возрастает во внутреннем направлении, например, наружная часть может иметь толщину T2', а внутренняя часть может иметь толщину T2''.
[00140] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.30 и 31, проиллюстрирован вариант осуществления, в котором индикаторное кольцо 550 является отдельной от элемента 552 сопротивления ходу деталью. Элемент 552 может быть выполнен за одно целое с гайкой 406 или может являться еще одной отдельной деталью, которая зацепляется в виде картриджа с гайкой 406. Индикаторное кольцо 550 может зацепляться в виде картриджа с дальним концом 554 элемента 552, используя конструкцию картриджа, такую как конструкция 467, описанная выше в материалах настоящего описания, или другая конструкция, если требуется. Элемент 552 сопротивления ходу может, но не обязательно, являться таким же, как элемент 428 в варианте осуществления по фиг.4-13. Индикаторное кольцо 550, таким образом, может использоваться в качестве измерительного элемента, в котором кольцо свободно вращается, когда оно не находится в контакте с контактной поверхностью 432 корпуса 404. Отметим, что дальний конец 554 элемента 552 будет приводиться в движение посредством внутренней поверхности 556 индикаторного кольца, а не напрямую посредством поверхности корпуса 404.
[00141] В варианте осуществления по фиг.32 и 33, элемент 560 сопротивления ходу может включать в себя в целом омегообразный или дугообразный профиль в поперечном разрезе, со средней частью 562 перемычки, имеющей перевернутый омегообразный профиль. Внутренняя ножка 564 может смешиваться закругленной частью 566 с кольцом 568 в ближнем конце 570 элемента 560. Наружная ножка 572 может смешиваться закругленной частью 574 с фланцем 576 в дальнем конце 578 элемента 560. Закругленная средняя часть 562 может быть сформирована посредством наружного радиуса 580, которое соединяет наружную ножку 582 с внутренней ножкой 564. Ножки 564, 582 могут, но не обязательно, иметь однородную толщину T3. Радиально внутренняя поверхность 584 средней части может иметь размер внутреннего радиуса 586, отличный от наружного радиуса 580. Закругления 566, 574 и 580, а также другие части элемента 560, могут использоваться в качестве шарнирных точек или местоположений, чтобы способствовать конструированию и контролю деформации.
[00142] В варианте осуществления по фиг.34, 35A и 35B, элемент 590 сопротивления ходу может включать в себя в целом W-образный профиль в поперечном разрезе со средней частью 592, имеющей перевернутый V-образный профиль, в некоторой степени схожий по общей форме с вариантом осуществления по фиг.28, но, среди прочего, W-образный профиль менее выражен радиально. Внутренняя ножка 594 может смешиваться закругленной частью 596 с кольцом 598 в ближнем конце 600 элемента 590. Наружная ножка 602 может смешиваться закругленной частью 604 с фланцем 606 в дальнем конце 608 элемента 590. Ножки 594, 602 отличаются от варианта осуществления по фиг.28 тем, что ножки имеют в некоторой степени зазубренный вид благодаря более сложной геометрии. Каждая ножка 594, 602 может включать в себя одну или более закругленных частей 610 и скошенных частей 612 для обеспечения дополнительных вариантов конструкции для контроля деформации элемента 590 под осевой нагрузкой или сжатием. Ножки могут быть идентичными друг другу, но не обязаны быть идентичными. Эффект зазубренности позволяет конструктору выборочно располагать больше или меньше материала, при необходимости, чтобы контролировать деформацию элемента 590.
[00143] В вариантах осуществления по фиг.4-35B, элемент сопротивления ходу или втулка ограничения крутящего момента обеспечивает деформируемый вдоль оси элемент ограничения хода, имеющий осевую длину, которая меняется посредством изгибания, сплющивания, складывания или другого сжатия пластически деформируемой части перемычки втулки ограничения крутящего момента, расположенной между приводимой в движение корпусом части втулки ограничения крутящего момента и приводимой в движение гайкой части втулки ограничения крутящего момента. Эта пластическая осевая деформация приводит к осевому перемещению радиально продолжающейся поверхности, которая входит в зацепление с продвигающейся вдоль оси поверхностью одного из корпуса фитинга и гайки фитинга во время затягивания. В других вариантах осуществления настоящего описания, устройство сопротивления ходу может предусматривать другие типы пластической осевой деформации, в противовес главным образом радиальной пластической деформации вариантов осуществления втулки ограничения крутящего момента в виде "динамического клина" согласно включенной выше заявке 705. Например, находящаяся на совместном рассмотрении публикация заявки на выдачу патента США № 2010/0005878, озаглавленная "Фитинг для трубопровода с гибкой втулкой ограничения крутящего момента" и полностью включенная в материалы настоящего описания посредством ссылки, описывает фитинги, содержащие радиально продолжающийся фланец, который может пластически сгибаться в осевом направлении для осевого перемещения радиально продолжающейся поверхности, которая входит в зацепление с продвигающейся вдоль оси поверхностью одного из корпуса фитинга и гайки фитинга во время затягивания.
[00144] Согласно другому аспекту настоящего описания, устройство сопротивления ходу может включать в себя внутренние компоненты фитинга, выполненные с возможностью взаимодействовать, чтобы обеспечивать схожее увеличение в крутящем моменте во время затягивания, сконфигурированные, чтобы соответствовать заданному осевому продвижению гайки. Внутреннее устройство ограничения хода может включать в себя внутренние или закрытые элементы одного или более из корпуса фитинга, гайки, устройств для захвата трубопровода или определенного дополнительного компонента, собранного со сборкой фитинга для обеспечения увеличения крутящего момента, соответствующего заданному осевому продвижению гайки.
[00145] Таким образом, предложен в некоторых из вариантов осуществления в материалах настоящего описания элемент сопротивления ходу или ограничения хода или несущий нагрузку элемент, который связан с по меньшей мере одной из двух или более уплотнительных втулок или устройств для захвата трубопровода, с элементом сопротивления ходу, имеющим поверхность, которая зацепляется с поверхностью другого устройства для захвата трубопровода во время относительного осевого смещения резьбовых компонентов фитинга во время затягивания. Элемент сопротивления ходу может быть сформирован за одно целое с по меньшей мере одним из двух или более устройств для захвата трубопровода. В качестве альтернативы, элемент сопротивления ходу может быть собран с по меньшей мере одним из двух или более устройств для захвата трубопровода, например, посредством свободной сборки в осевой последовательности устройств для захвата трубопровода в сборке фитинга, или посредством зацепления в виде картриджа с устройством для захвата трубопровода. Зацепляющиеся поверхности изначально зацепляются друг с другом, предпочтительно, чтобы либо совпадать с, либо близко соответствовать относительному осевому смещению резьбовых компонентов фитинга, которое может быть связано с количеством полных и/или частичных оборотов после затянутого вручную положения для полного затягивания, если бы фитинг, в качестве альтернативы, затягивался по количеству оборотов. Таким образом, фитинг может, по выбору, быть затянут по количеству оборотов, по крутящему моменту или с использованием обоих методов. В зависимости от применений и критичности процесса затягивания, не требуется, чтобы во всех ситуациях поверхности зацеплялись точно в точке предписанного относительного осевого смещения из исходного положения. Тем не менее, для повторяемых и надежных затягиваний, предпочтительно, чтобы поверхности зацеплялись в близком выравнивании с соответствующим относительным осевым смещением, используемом для затягивания по количеству оборотов. Другими словами, предпочтительно, но не обязательно во всех случаях, чтобы поверхности зацеплялись или контактировали друг с другом по зажимании компонентов фитинга до относительного осевого смещения, которое близко выровнено с предписанным количеством оборотов и частичных оборотов после исходного положения. Таким образом, также, величина хода, используемая во время любого затягивания, может контролироваться, чтобы максимизировать или оптимизировать количество полезных повторных установок фитинга.
[00146] В примерных вариантах осуществления, когда поверхность элемента сопротивления ходу одного устройства для захвата трубопровода зацепляется с поверхностью другого устройства для захвата трубопровода, человек, выполняющий ручную сборку, предпочтительно почувствует ощутимое увеличение крутящего момента, требуемого для продолжения зажимания компонентов фитинга вместе. Но, в качестве альтернативы, при использовании инструмента для приложения крутящего момента, такого как ключ с ограничением по крутящему моменту, инструмент может использоваться для выполнения такого же затягивания, хотя сборщик не обязательно почувствует увеличение крутящего момента.
[00147] Фиг.36 и 37 иллюстрируют сборку 300' фитинга перед начальным полным затягиванием и после него, в котором осуществляется захват и герметизация трубопровода. Схожим образом с другими сборками фитинга, описанными в материалах настоящего описания, сборка 300' фитинга включает в себя корпус 302', гайку 304', первую или переднюю уплотнительную втулку 306' и вторую или заднюю уплотнительную втулку 308', которые могут, но не обязательно, функционировать, как более подробно описано выше. Передняя уплотнительная втулка 306' включает в себя элемент сопротивления ходу или удлинение 310', которое имеет такой размер и ориентацию, чтобы контактировать с фланцевой задней частью или опорной частью 309' задней уплотнительной втулки 308', чтобы осуществлять затягивание по крутящему моменту образом, который может, но не обязательно, быть схожим с вариантами осуществления по фиг.1-35B в материалах настоящего описания. Удерживающий элемент или концевая поверхность сопротивления ходу и опорная поверхность задней уплотнительной втулки могут быть по существу радиально выровнены, чтобы по меньшей мере большая часть концевой поверхности сопротивления ходу была радиально выровнена с по меньшей мере большей частью опорной поверхности задней уплотнительной втулки. Элемент 310' сопротивления ходу и фланец 309' задней уплотнительной втулки могут быть сконфигурированы так, чтобы контакт между этими компонентами совпадал с заданным относительным осевым положением, являющимся результатом смещения или хода гайки 304' и корпуса 302' во время затягивания. Этот совпадающий ход затягивания может являться предписанным, например для обеспечения захвата и герметизации трубопровода при начальном затягивании и/или при одной или более последующих повторных установок фитинга. Осевое сжатие или нагрузка на элемент 310' сопротивления ходу производит или сопровождается увеличением в крутящем моменте, требуемом, чтобы продолжать затягивать фитинг 300' (то есть, продолжать прикладывать крутящий момент для относительного вращения корпуса и гайки), и это возрастание крутящего момента существенно выше, чем имело бы место, если бы контакт и осевая нагрузка или сжатие не происходили (то есть, выше, чем возрастание крутящего момента, связанное с осевым сжатием или деформацией уплотнительных втулок традиционного фитинга). Отметим, что также могут присутствовать осевые нагрузки, прикладываемые к элементу 310' сопротивления ходу.
[00148] Соответственно, предписанный ход затягивания может осуществляться либо посредством подсчета количества оборотов и частичных оборотов после затянутого вручную положения, как известно, либо, в качестве альтернативы, посредством затягивания по крутящему моменту, используя предписанный или заданный крутящий момент, который является результатом контакта между элементом 310' сопротивления ходу и фланцем 309' задней уплотнительной втулки (и результирующих осевых нагрузок между ними), происходящего в известном осевом продвижении корпуса и гайки друг к другу до предписанного хода затягивания.
[00149] Схожим образом со втулками ограничения крутящего момента согласно вариантам осуществления по фигурам 1-35B, элемент 310' сопротивления ходу может быть сконфигурирован, чтобы пластически деформироваться, чтобы фитинг 300' мог подвергаться повторной установке, используя предписанный крутящий момент или количество оборотов. Начальное затягивание и повторные установки могут, по выбору, выполняться, используя одинаковый предписанный крутящий момент или разные значения крутящего момента.
[00150] Гибкость и структура элемента 310' сопротивления ходу могут быть сконструированы, чтобы обеспечивать кривую отклика крутящего момента, такую как примерная кривая по фиг.38. График иллюстрирует пример изменения в скорости возрастания крутящего момента (например, сравнивая область A с областью B), как видно из резкого изменения наклона. Наклон меняется в относительном осевом смещении X гайки и корпуса, которое соответствует захвату и герметизации трубопровода, при начальном затягивании и/или после одной или более последующих повторных установок. Например, это возрастание скорости изменения крутящего момента может происходить в значении хода, которое соответствует приблизительно 1-1/4 оборота после затянутого вручную положения. Тем не менее, ход, в котором происходит переход, может быть выбран на основании конструкции фитинга для трубопровода. Например, некоторые фитинги затягиваются посредством 1-1/2 оборота после затянутого вручную положения. Также, возрастание крутящего момента (то есть, контакт между элементом 310' сопротивления ходу и фланцем 309' задней уплотнительной втулки) может в действительности начинаться после того, как ход достигнет предписанного затянутого положения по количеству оборотов, чтобы было гарантировано, что идентификация предписанного крутящего момента приведет к зажиманию фитинга до полностью затянутого положения.
[00151] В вариантах осуществления, предусмотренных настоящей заявкой, фитинг может обеспечиваться множеством устройств ограничения хода, выбранных, например, чтобы обеспечивать требуемую величину или момент времени увеличения крутящего момента во время затягивания и/или повторной установки фитинга. Например, конструктор фитинга может пожелать использовать элемент сопротивления ходу (например, одну или более из втулок ограничения крутящего момента по фиг.1-35B, описанных выше) из материала и с конструкцией, которые обеспечивают самую высокую гибкость, например, чтобы способствовать использованию втулки ограничения крутящего момента для визуального или другого характерного измерения. Эта увеличенная гибкость может приводить к менее резко выраженному возрастанию в крутящем моменте во время затягивания фитинга. Чтобы обеспечить четко различимое, резкое возрастание в крутящем моменте, второе устройство ограничения хода (например, уплотнительные втулки ограничения хода по фиг.36 и 37, описанные выше) может использоваться, чтобы дополнительно увеличить результирующий крутящий момент в положении осевого продвижения корпуса/гайки, соответствующем затягиванию фитинга. В таком варианте осуществления, первое и второе устройства сопротивления ходу (например, как описано выше) могут быть сконфигурированы для осевого сжатия приблизительно в одинаковом относительном осевом положении компонентов фитинга. В качестве другого примера, конструктор фитинга может пожелать обеспечить фитинг, который испытывает первое увеличение или всплеск в затягивающем крутящем моменте, связанном с начальным затягиванием фитинга, и второе (например, более сильное) увеличение или всплеск в затягивающем крутящем моменте, связанном с одной или более из последующих повторных установок. Первое устройство ограничения хода (например, уплотнительные втулки ограничения хода по фиг.36 и 37, описанные выше) может предусматривать первое увеличение в крутящем моменте в первом относительном осевом положении резьбовых компонентов фитинга, а второе устройство ограничения хода (например, одна или более из втулок ограничения крутящего момента по фиг.1-35B, описанных выше) может предусматривать второе увеличение в крутящем моменте во втором относительном осевом положении, продвинутом вдоль оси за пределы первого относительного осевого положения. В одном из таких вариантов осуществления, второе устройство ограничения хода может предусматривать второе увеличение в крутящем моменте во втором относительном осевом положении резьбовых компонентов фитинга, которое обозначает, что было выполнено максимальное количество повторных установок. В другом примерном варианте осуществления, наружное устройство ограничения хода (например, втулка ограничения крутящего момента) может предусматривать первое увеличение в крутящем моменте, а внутреннее устройство ограничения хода (например, уплотнительные втулки ограничения хода) может предусматривать второе увеличение в крутящем моменте.
[00152] Другим существенным признаком некоторых из изобретений в материалах настоящего описания является обеспечение удерживающей конструкции, посредством которой два или более устройств для захвата трубопровода (например, набора уплотнительных втулок) удерживаются или поддерживаются вместе в виде дискретного узла, подсборки или картриджа, перед сборкой узла с компонентами фитинга, чтобы сформировать готовый фитинг. Под "картриджем" подразумевается группу деталей, удерживаемых вместе в виде разъемного узла, подсборки или предварительной сборки. Таким образом, используются термины картридж, узел, подсборка или предварительная сборка синонимично в материалах настоящего описания в контексте разъемной конструкции. Также используется термин "картридж уплотнительных втулок" или "картридж устройства для захвата трубопровода" взаимозаменяемо, чтобы указывать ссылкой на узел или подсборку, собранную из по меньшей мере двух уплотнительных втулок или устройств для захвата трубопровода, удерживаемых вместе в виде дискретного или отдельного узла. В частности, "картридж уплотнительных втулок" включает в себя две или более уплотнительные втулки, удерживаемые вместе в виде дискретного узла или подсборки, и может включать в себя дополнительные детали, например, уплотнения. Таким образом, картридж уплотнительных втулок может обеспечивать полный набор уплотнительных втулок для фитинга.
[00153] Используется термин "разъемный", чтобы описать соединенную природу картриджа или предварительной сборки в том смысле, что два или более устройств для захвата трубопровода производятся в виде отдельных и дискретных компонентов и остаются отдельными и дискретными компонентами, хотя, согласно изобретениям в материалах настоящего описания, эти детали удерживаются вместе в виде дискретного картриджа, подсборки или предварительной сборки, при этом дополнительно, после сборки или даже полного затягивания, детали остаются дискретными и могут быть разобраны на свои составляющие дискретные детали, если это требуется. Таким образом, термины "разъемный" или "соединенный" используются в материалах настоящего описания для различения от других конструкций фитинга, в которых два устройства для захвата трубопровода прикрепляются друг к другу или изготовлены за одно целое друг с другом, и могут, в некоторых конструкциях, разбиваться или отсоединяться друг от друга во время полного или частичного затягивания. Кроме того, в конструкции разъемного типа, в качестве используемой в данном раскрытии, два или более устройства для захвата трубопровода освобождаются, разъединяются или иным образом становятся отделимыми друг от друга во время частичного или полного затягивания, не требуя разрыва, срезания или другого разделения материала. В некоторых вариантах осуществления картриджа или подсборки в материалах настоящего описания, тем не менее, клейкое вещество может использоваться в качестве части удерживающей конструкции. Несмотря на начальную сборку в виде картриджа, устройства для захвата трубопровода функционируют по отдельности, как задумано конструкцией, и удерживающая конструкция не мешает работе и эффективности устройств для захвата трубопровода во время затягивания. Термины "разъемный" или "соединенный" дополнительно предназначены для того, чтобы в широком смысле включать в себя идею о том, что два или более устройства для захвата трубопровода могут свободно или, в качестве альтернативы, плотно удерживаться вместе в виде дискретной подсборки. Термин "соединять" и различные его вариации, в качестве используемых в материалах настоящего описания в отношении разъемного картриджа, обозначают, что устройства для захвата трубопровода изначально формируются или производятся в виде отдельных, дискретных и неинтегральных деталей, и затем удерживаются вместе разъемным образом в виде картриджа или подсборки, так, чтобы они могли легко соединяться с компонентами фитинга (например, гайкой и корпусом), чтобы сформировать сборку фитинга, но, дополнительно, чтобы устройства для захвата трубопровода в остальном сохраняли свою ожидаемую форму, посадку и функции без помех со стороны удерживающей конструкции.
[00154] В качестве обзора изобретательных концепций, раскрытых в материалах настоящего описания, имеется множество характеристик для удерживающей конструкции разъемного картриджа уплотнительных втулок, которые предпочтительно, но не обязательно, являются желательными во всех случаях. Эти характеристики могут, в некоторых применениях, вовлекать компромиссы в отношении того, какие из них могут иметь большую значимость в общей эффективности и использовании фитинга, как будет очевидно из дальнейшего обсуждения. Этот список не предназначен для того, чтобы являться исчерпывающим списком всех характеристик, и одна или более из таковых, описанных в материалах настоящего описания, могут не быть существенными или необходимыми для конкретных применений.
[00155] Одна из характеристик указывается нами ссылкой, как достаточно прочное соединение или RRC (reasonably robust connection). Под RRC обозначено то, что удерживающая конструкция сконструирована так, чтобы соединенные устройства для захвата трубопровода было нелегко разделить при нормальном манипулировании, как по отдельности так и в большом количестве, во время формирования подсборки, учета и последующей сборки с компонентами фитинга, чтобы сформировать сборку фитинга. Термины "нормальный" и "легко", в качестве используемых в материалах настоящего описания, намеренно указывают, что степень, в которой картридж уплотнительных втулок не разделяется во время использования, является вопросом выбора конструкции. Но, чтобы лучше понять эти термины, рассматривается "нормальное" манипулирование, как любое манипулирование картриджем уплотнительных втулок, которое может ожидаться, или которое скорее всего произойдет на протяжении производства, сборки и использования картриджа уплотнительных втулок. Это может включать в себя манипулирование, производимое производственным персоналом, учетным персоналом, персоналом доставки и конечными пользователями. Можно ожидать, что во время такого нормального манипулирования картридж уплотнительных втулок может подвергаться воздействию сил, которые могут стремиться ослабить или даже разделить устройства для захвата трубопровода. Например, картридж уплотнительных втулок могут случайно уронить с высоты порядка одного или нескольких метров на твердый пол или на твердый объект или поверхность на разных установках или на этапах производства/сборки. Конструктор может определить уровень силы, которую может выдерживать картридж уплотнительных втулок без повреждения деталей или разделения или ослабления, при необходимости. Нормальное манипулирование, таким образом, не включает в себя использование чрезмерной или повреждающей силы, чтобы намеренно попытаться разделить устройства для захвата трубопровода. Тем не менее, конструктор может сделать выбор, чтобы способствовать возможности разделять детали, используя подходящие инструменты и процедуры, если это требуется. Другими словами, конструктор имеет возможность определять, насколько просто можно разобрать картридж уплотнительных втулок на его составные детали. В некоторых применениях, картридж уплотнительных втулок может быть сконструирован так, чтобы его нельзя было отделить без повреждения одной или более составных деталей, а в других конструкциях картридж уплотнительных втулок можно разобрать посредством простой ручной силы, с широким диапазоном доступной "свободы" между ними.
[00156] Аспект простоты разделения разъемных компонентов картриджа также поднимает вопрос использования терминов разделения, освобождения или отделения, и их производных форм, при использовании в контексте описания картриджа уплотнительных втулок. Используемые термины взаимозаменяемо в двух контекстах. Первый контекст относится к разделению или разборке картриджа уплотнительных втулок на его составные детали, когда они выполняются перед установкой соединенных уплотнительных втулок или устройств для захвата трубопровода в фитинг. В другом контексте, указывается ссылкой на отсоединение, отделение или освобождение уплотнительных втулок с удерживающей конструкции, которое будет происходить во время затягивания сборки фитинга. Теперь, в этом последнем контексте, фитинг затягивается так, чтобы уплотнительные втулки не буквально отделялись друг от друга, и фактически приводятся в движение вместе вдоль оси, чтобы деформировать и захватить трубопровод. Но указывается ссылкой на уплотнительную втулку или уплотнительные втулки, как освобождающиеся или отсоединяющиеся от удерживающей конструкции во время затягивания, чтобы описать, что удерживающая конструкция больше не удерживает уплотнительные втулки вместе. Например, в FTP, уплотнительные втулки могут не освобождаться с удерживающей конструкции, и установщик может легко снять гайку с корпуса и извлечь картридж или подсборку набора уплотнительных втулок. Тем не менее, в выбираемом осевом положении уплотнительных втулок относительно друг друга во время операции затягивания, удерживающая конструкция больше не будет функциональна для удерживания уплотнительных втулок вместе. Наличие отсоединения или освобождения втулок с удерживающей конструкции может использоваться, например, чтобы избежать вращения трубопровода во время затягивания, которое могло бы происходить, из-за переноса крутящего момента с гайки через уплотнительные втулки на трубопровод. Ссылка на уплотнительную втулку или уплотнительные втулки, освобождающиеся или отсоединяющиеся от удерживающей конструкции, предназначена для передачи идеи о том, что уплотнительные втулки в виде подсборки больше не удерживаются вместе посредством удерживающей конструкции. В проиллюстрированных вариантах осуществления в материалах настоящего описания, только одна из уплотнительных втулок напрямую отсоединяется от удерживающей конструкции, например, задняя уплотнительная втулка, освобождающаяся с удлинения. Но в том смысле, что две уплотнительные втулки больше не удерживаются вместе посредством удерживающей конструкции, можно считать, что "уплотнительные втулки" разъединились, так как удерживающая конструкция больше не функционирует, чтобы удерживать уплотнительные втулки вместе. Таким образом, указывается ли ссылкой на одну уплотнительную втулку или на две уплотнительные втулки, которые разъединяются и больше не удерживаются посредством удерживающей конструкции, концепция состоит в том, что удерживающая конструкция больше не удерживает две уплотнительные втулки вместе.
[00157] Другая характеристика концепции разъемного картриджа уплотнительных втулок относится к поддерживанию достаточного диаметра канала (SBD - sufficient bore diameter). Под SBD подразумевается то, что удерживающая конструкция не вызывает усадку или сжатие диаметра внутреннего канала любого из устройств для захвата трубопровода, что негативно повлияло бы на допустимое отклонение канала, чтобы позволить трубопроводу быть вставленным через канал. Указывается ссылкой на связанную характеристику, как осевое выравнивание канала (ABA), под которым подразумевается, что удерживающая конструкция не вызывает осевое отклонение устройств для захвата трубопровода, что негативно повлияло бы на эффективное допустимое отклонение сквозного канала для вставки трубопровода через оба устройства. ABA может указывать ссылкой на осевое выравнивание каналов устройств для захвата трубопровода относительно друг друга или поддерживание осевого сквозного отверстия для каждого из устройств для захвата трубопровода (другими словами, не вызывая неблагоприятного изгибания или отклонения устройства для захвата трубопровода, чтобы деформировать часть его канала от оси).
[00158] Другая характеристика концепции разъемного картриджа уплотнительных втулок предпочтительно состоит в надлежащем затянутом вручную контакте (FTC), когда картридж устанавливается в фитинг в затянутое вручную положение. Фитинга обычно сначала собираются до затянутого вручную положения (FTP), посредством которого разные детали собираются на трубопроводе довольно свободным образом и затем затягиваются вручную, не прикладывая достаточно силы, чтобы деформировать устройства для захвата трубопровода, но с достаточной силой, для обеспечения FTC. Например, в примерном варианте осуществления, FTC означает, что имеется осевой контакт между передней частью передней уплотнительной втулки или устройства для захвата трубопровода и скошенной кулачковой поверхностью корпуса; осевой контакт между передней частью задней уплотнительной втулки или устройства для захвата трубопровода и кулачковой поверхностью передней уплотнительной втулки; и осевой контакт между поверхностью приведения в движение гайки фитинга и приводимой в движение поверхностью задней уплотнительной втулки или устройства для захвата трубопровода. Обычно, желательно, хоть это и не обязательно требуется во всех случаях, чтобы эти осевые контакты присутствовали в FTP. Сборщик обычно может чувствовать или ощущать этот полный осевой контакт, замечая различимое сопротивление дальнейшему ручному зажиманию компонентов фитинга вместе.
[00159] Другая характеристика удерживающей конструкции для разъемного картриджа уплотнительных втулок предпочтительно состоит в том, чтобы удерживающая конструкция не оказывала негативного воздействия на функциональное разделение устройств для захвата трубопровода или форму, посадку и функции устройств для захвата трубопровода во время затягивания, тем самым позволяя каждому устройству для захвата трубопровода взаимодействовать с корпусом и гайкой и друг с другом, чтобы осуществить захват и герметизацию трубопровода. Указывается ссылкой на эту характеристику, как поддерживание функции двух уплотнительных втулок (TFF), при этом понятно, что ни одна из этих характеристик не ограничена термином "уплотнительная втулка" и не ограничена использованием только двух устройств для захвата трубопровода.
[00160] Далее представлено три типа вариантов осуществления соединения разъемного картриджа уплотнительных втулок, которые направлены на вышеуказанные характеристики. Будет очевидно, что некоторые из этих вариантов осуществления достигают одной или более из характеристик, возможно, в разных степенях, таким образом, предлагая конструктору множество вариантов выбора. Но будут доступны альтернативные варианты осуществления, которые не обязательно достигают любой из вышеуказанных характеристик или достигают их в меньшей степени, но все еще находятся в пределах объема заявленных изобретений. Типы не обязательно представлены в каком-либо предпочтительном порядке. Затем опишем примерные варианты осуществления каждого типа. Несмотря на то, что описания указывают ссылкой на уплотнительные втулки, изобретения могут использоваться с другими устройствами для захвата трубопровода, отличными от устройств, известных или указываемых ссылкой, как уплотнительные втулки.
[00161] Первый тип (Тип 1) указан ссылкой, как соединение радиального сжатия. В одном из вариантов осуществления, предложена удерживающая конструкция, которая может быть реализована, в одном из примеров, в форме гибкой части передней уплотнительной втулки, которая выступает вдоль оси из заднего конца передней уплотнительной втулки. Эта гибкая часть может быть выполнена за одно целое с передней уплотнительной втулкой или прикреплена к ней. Передняя часть задней уплотнительной втулки может посредством прессовой посадки вставляться в гибкую часть передней уплотнительной втулки, чтобы удерживать две уплотнительные втулки вместе в виде картриджа или подсборки уплотнительных втулок. Выступ, предпочтительно, является достаточно гибким, чтобы позволить задней уплотнительной втулке быть вставленной на достаточное расстояние, для обеспечения достаточно прочного соединения, но без радиального сжимания задней уплотнительной втулки сверх приемлемого SBD. В конфигурациях с прессовой посадкой согласно предшествующему уровню техники, операция прессовой посадки моет радиально сжимать заднее устройство, чтобы негативно влиять на сквозной канал, или по меньшей мере отсутствует контроль над количеством радиального сжатия, за исключением использования специального крепления и контроля во время сборки. Использование гибкой части позволяет конструктору находить баланс между наличием достаточно прочного соединения и негативным воздействием на SBD, обеспечивая более легкую сборку деталей. Это является следствием того, что гибкую часть можно использовать так, чтобы деформация уплотнительной втулки во время операции прессовой посадки принималась гибким элементом, а не корпусом передней или задней уплотнительной втулки. Таким образом, гибкая часть не мешает базовой геометрии или функционированию ни одной из уплотнительных втулок.
[00162] За счет того, что гибкая часть продолжается вдоль оси назад из главного корпуса передней уплотнительной втулки, по затягивании, удерживающая конструкция не будет мешать или негативно воздействовать на функционирование ни одной из уплотнительных втулок по отношению друг к другу, трубопроводу или компонентам фитинга. Более того, в отличие от предшествующего уровня техники, в устройстве Типа 1, удерживающая конструкция, используемая для прессовой посадки, не обязана участвовать в форме, посадке или функциях передней уплотнительной втулки в отношении этой уплотнительной втулки со всем фитингом. Другими словами, передняя уплотнительная втулка может функционировать одинаково, независимо от того, присутствует удлинение или нет. В конструкциях предшествующего уровня техники, переднее устройство, и, в частности, удерживающая конструкция остается в контакте с задним устройством и не отделяется от работы устройств во время затягивания.
[00163] Таким образом, в конструкции Типа 1, первое и второе устройства для захвата трубопровода или уплотнительные втулки в выбираемом положении во время затягивания. Чтобы удерживающая конструкция не мешала или не оказывала негативного воздействия на форму, посадку или функции уплотнительных втулок, предпочтительно, хотя не обязательно, чтобы удерживающая конструкция позволяла уплотнительным втулкам отсоединяться или освобождаться с удерживающей конструкции после всего лишь небольшого осевого продвижения задней уплотнительной втулки относительно передней уплотнительной втулки, например, после перемещения приблизительно на 0,25 мм или приблизительно на 0,38 мм задней уплотнительной втулки относительно передней уплотнительной втулки. Подразумевается, что эти значения являются только примерными значениями, при этом понятно, что преимущество состоит в том, что удерживающая конструкция больше не удерживает уплотнительные втулки вместе после некоторого предварительно определяемого смещения уплотнительных втулок относительно друг друга. Тем не менее, осевое положение задней уплотнительной втулки относительно передней уплотнительной втулки, в котором уплотнительные втулки разъединяются, может быть выбрано конструктором в соответствии с требованиями для конкретного применения.
[00164] Второй тип (Тип 2) указано ссылкой, как соединение контролируемого осевого положения. В одном из вариантов осуществления, удерживающая конструкция обеспечивает крючкообразный элемент на передней уплотнительной втулке, который перемещается по части задней уплотнительной втулки во время сборки картриджа уплотнительных втулок. Это перемещение располагает крючкообразный элемент таким образом, чтобы существенно снизить радиальную нагрузку на заднюю уплотнительную втулку, но также чтобы прижимать вдоль оси контактную поверхность задней уплотнительной втулки к кулачковой поверхности передней уплотнительной втулки. Посредством обеспечения этого осевого контакта, устанавливается прочное соединение с небольшим воздействием или вообще без воздействия на SBD, в то же время, обеспечивая FTC между уплотнительными втулками даже перед установкой картриджа уплотнительных втулок в фитинг. Это также устраняет осевое мертвое пространство в области контакта уплотнительных втулок, которое в ином случае забирало бы часть затягивающего хода (например, когда затягивание выполняется на основании количества оборотов). Это обеспечивает отсутствие мертвого пространства между уплотнительными втулками, что может быть желательным в некоторых конструкциях фитинга. В подходе Типа 2, вместо использования крючкообразного элемента, уплотнительные втулки могут, в качестве альтернативы, соединяться посредством клейкого вещества, как части удерживающей конструкции, таким образом, чтобы обеспечивать отсутствие мертвого пространства между уплотнительными втулками, и чтобы дополнительно обеспечивать контакт металла с металлом в месте, где контактная поверхность задней уплотнительной втулки контактирует с кулачковой поверхностью передней уплотнительной втулки, как в FTP, так и на протяжении затягивания. Альтернативное использование клейкого вещества также освобождает уплотнительные втулки во время затягивания, и, за счет расположения вне области контакта между уплотнительными втулками, не оказывает негативного воздействия на функционирование уплотнительных втулок во время затягивания. Как и с Типом 1, концепция Типа 2 позволяет уплотнительным втулкам функционировать по отдельности в соответствии с конструкцией, чтобы достигать характеристики TFF, если это требуется.
[00165] Третий тип (Тип 3) указан ссылкой, как свободное соединение уплотнительных втулок. В одном из вариантов осуществления, удерживающая конструкция удерживает уплотнительные втулки вместе, но без существенной радиальной или осевой нагрузки между уплотнительными втулками. Эта более свободная сборка обеспечивает некоторую степень свободы перемещения уплотнительных втулок относительно друг друга. Например, уплотнительные втулки могут в определенной степени поворачиваться относительно друг друга и удерживающей конструкции, и также свободно вращаться относительно друг друга. Уплотнительные втулки также могут свободно вращаться относительно друг друга вокруг общей центральной оси, таким образом, устраняя любое стремление соединения вносить изгиб или крутящий момент в трубопровод во время затягивания перед тем, как уплотнительные втулки будут освобождены с удерживающей конструкции. Подход Типа 3 может использоваться, чтобы наилучшим образом достигать всех пяти из вышеуказанных характеристик (RRC, SBD, ABA, FTC и TFF), хотя и без контролируемого осевого положения из-за намеренно более свободного соединения. Как и с Типом 1 и Типом 2, концепция Типа 3 позволяет уплотнительным втулкам функционировать по отдельности в соответствии с конструкцией, чтобы достигать характеристики TFF, если это требуется.
[00166] Удерживающая конструкция обычно включает в себя первую часть, которая связана с одним из элементов для захвата трубопровода, и вторую часть, которая связана с другим элементом для захвата трубопровода. В разных вариантах осуществления, удерживающая конструкция может вовлекать взаимодействующие конструкционные элементы, добавляемые к обоим устройствам для захвата трубопровода (или, в качестве альтернативы, используя дополнительную деталь) по сравнению с тем, что могло бы быть конструкцией этих устройств для захвата трубопровода в конструкции без картриджа. В таких случаях указано ссылкой на удерживающую конструкцию, содержащую две части. Но, в других вариантах осуществления, удерживающая конструкция может являться структурным элементом, связанным с одним из устройств для захвата трубопровода, который использует структурный элемент другого устройства для захвата трубопровода, даже если это другое устройство не было модифицировано для обеспечения конструкции картриджа. Таким образом, в качестве используемой в материалах настоящего описания, концепция удерживающей конструкции не обязательно требует, чтобы удерживающая конструкция идентифицировалась, как две отдельные части. Включенная выше Заявка 501 описывает несколько примерных вариантов осуществления сборки уплотнительных втулок согласно концепциям Типа 1, Типа 2 и Типа 3, описанным выше.
[00167] В альтернативных вариантах осуществления, удерживающая конструкция может являться отдельной деталью или элементом, который соединяет два устройства для захвата трубопровода вместе, но примерные варианты осуществления в материалах настоящего описания иллюстрируют удерживающие конструкции, которые являются частью и сформированы за одно целое с одним или, в качестве альтернативы, с обоими устройствами для захвата трубопровода. Как отмечено выше, термин "соединение" и его различные изменения, в качестве используемых в материалах настоящего описания в отношении подсборки, обозначает, что устройства для захвата трубопровода изначально формируются или производятся в виде отдельных или неинтегральных деталей, а затем соединяются вместе взаимно блокирующим или закрепленным образом, чтобы их можно было легко устанавливать в фитинг в виде единого узла. Это отличается от некоторых устройств согласно предшествующему уровню техники, в которых два устройства для захвата трубопровода сформированы за одно целое друг с другом, например, посредством производства обоих устройств из одного куска материала или прикрепления устройств для захвата трубопровода друг к другу посредством сварки, например.
[00168] В некоторых вариантах осуществления картриджа уплотнительных втулок согласно Заявке 501, гибкое удлинение передней уплотнительной втулки сгибается или расширяется радиально наружу, чтобы принимать радиальный выступ или выпуклую часть задней уплотнительной втулки во время процесса зацепления в виде картриджа, с удлинением, защелкивающимся назад внутрь, чтобы удерживать переднюю и заднюю уплотнительные втулки вместе в виде зацепленной в виде картриджа сборки. В некоторых вариантах осуществления, предусмотренных настоящей заявкой, передняя уплотнительная втулка может обеспечиваться гибким удлинением, содержащим увеличенный продолжающийся радиально фланец, который обеспечивает жесткость скрепления и прочность для соединения картриджа, например, чтобы снизить или минимизировать пластическое радиальное расширение наружу удлинения.
[00169] Фиг.39-41 иллюстрируют другой вариант осуществления передней уплотнительной втулки для фитинга 290 для трубопровода, содержащего картридж 292 уплотнительных втулок. Фитинг 290 для трубопровода может, но не обязательно, включать в себя такие же устройства для захвата и герметизации трубопровода, как и фитинги, описанные выше в материалах настоящего описания. Фитинг 290 для трубопровода может являться фитингом с наружной или внутренней резьбой, первый из которых проиллюстрирован и включает в себя корпус 294 с наружной резьбой, гайку 296 с внутренней резьбой, и переднюю уплотнительную втулку 298 и заднюю уплотнительную втулку 299. За исключением передней уплотнительной втулки 298, фитинг может функционировать так же, как описано выше в материалах настоящего описания, картридж 292 уплотнительных втулок может функционировать так же, как описано выше в материалах настоящего описания, и процесс зацепления в виде картриджа может выполняться таким же образом.
[00170] Передняя уплотнительная втулка 298 включает в себя центральный сквозной канал, определенный внутренней стенкой 302 канала. Наружная стенка 304 продолжается от переднего конца 306 до первого фланца 308. Второй фланец 310 продолжается из задней части 312 передней уплотнительной втулки. Между передней радиальной стороной 314 второго фланца и задней радиальной стороной 316 первого фланца расположено углубление 318 наружного диаметра (OD - outer diameter). Второй фланец 310 может служить в качестве элемента картриджа передней уплотнительной втулки 298 и может включать в себя второе углубление 320. Это второе углубление 320 может иметь подходящий размер, для обеспечения соединения картриджа Типа 1, 2 и 3 между передней уплотнительной втулкой 298 и задней уплотнительной втулкой 299, как более подробно описано выше. Стенка 322 углубления определяет границы второго углубления 320. Стоит отметить, что линия сгиба не используется в данном варианте осуществления, хотя, по выбору, она может быть обеспечена. Второй фланец 310 продолжается наружу из главного корпуса передней уплотнительной втулки 298 рядом с кулачковой поверхностью 324. Перемычка 326 уменьшенной ширины соединяет второй фланец 310 с задней частью 312 уплотнительной втулки. Эта перемычка имеет ширину W, которая, частично, может определяться радиальными и осевыми размерами углубления 318 OD, а также радиальными и осевыми размерами второго углубления 320. Второй фланец 310 также может включать в себя в целом продолжающийся радиально внутрь удерживающий выступ 328, который функционирует в качестве удерживающего удлинения, чтобы зацеплять в виде картриджа и удерживать заднюю уплотнительную втулку с передней уплотнительной втулкой. Но этот удерживающий выступ 328 не обязан складываться или сгибаться, когда задняя уплотнительная втулка вставляется во второе углубление 320, так как перегородка 326 может быть сконструирована, чтобы являться гибкой, с достаточной упругостью, чтобы поглощать напряжение процесса зацепления в виде картриджа, когда задняя уплотнительная втулка вставляется во второе углубление 320.
[00171] Удерживающий выступ 328 обеспечивает радиально внутреннюю поверхность 330, которая образует и ограничивает диаметр D4 отверстия 332, через которое вставляется элемент картриджа задней уплотнительной втулки, как описано выше в материалах настоящего описания. Например, задняя уплотнительная втулка может содержать выпуклую часть, которая заталкивается внутрь и удерживается во втором углублении 320 после зацепления в виде картриджа. Фаска 334 может обеспечиваться, чтобы помогать вставке задней уплотнительной втулки.
[00172] Перемычка 326 может рассматриваться, как шарнир для второго фланца 310, чтобы обеспечивать область поворота или местоположение 336, вокруг которого второй фланец может поворачиваться или вращаться во время процесса зацепления в виде картриджа, как представлено стрелкой 338. Это движение может осуществляться посредством упругой деформации перемычки 326, чтобы после того, как элемент картриджа задней уплотнительной втулки пройдет через отверстие 332, второй фланец 310 возвращался в свое изначальное положение без напряжения, хотя может происходить определенная пластическая деформация. Перемычка 326 должна быть достаточно упругой, чтобы позволять зацепление в виде картриджа, а затем возвращаться назад достаточно близко к изначальному положению, чтобы удерживать заднюю уплотнительную втулку посредством достаточно прочного соединения.
[00173] Стоит отметить, что, если конкретная конструкция в материалах настоящего описания представляет чрезмерную деформацию из-за пластической деформации, как результат зацепления в виде картриджа, этап раскатывания или обжатия после зацепления в виде картриджа может использоваться, чтобы сжать элемент картриджа передней уплотнительной втулки обратно или достаточно близко к его изначальному состоянию для обеспечения требуемой прочности картриджа уплотнительных втулок.
[00174] Фиг.40 и 41 иллюстрируют картридж 292 уплотнительных втулок с фитингом 290 для трубопровода в затянутом вручную состоянии. Первый фланец 308 может содержать ориентированную внутрь стенку 340 (фиг.39) которая может использоваться, чтобы зацеплять упорный конец для процесса зацепления в виде картриджа. Это также может защитить переднюю часть передней уплотнительной втулки во время зацепления в виде картриджа. Как и в предыдущих вариантах осуществления, описанных в материалах настоящего описания, по затягивании фитинга 290 для трубопровода, задняя уплотнительная втулка освобождается с удерживающей конструкции R, и, кроме того, удерживающая конструкция R не мешает нормальному затягиванию и функциям уплотнительных втулок.
[00175] Углубление 318 OD на передней уплотнительной втулке 298 рядом со вторым фланцем 310 образует, частично, кольцеобразную шарнирную перемычку 326 для второго фланца и обеспечивает элемент гибкости для простоты опционального защелкивания вместе операции зацепления в виде картриджа с задней уплотнительной втулкой. Шарнирная перемычка 326 и требуемая гибкость могут контролироваться посредством радиальной глубины и осевого положения углубления 318 OD, вместе с шириной W и длиной M перемычки 326. Объем материала второго фланца 310, в целом определяемый материалом уплотнительной втулки снаружи углубления 318 OD, обеспечивает жесткость скрепления и прочность для соединения картриджа. Осевая толщина удерживающего выступа 328, устанавливаемая посредством материала, обеспеченного между ориентированной внутрь частью 322a второго углубления 320 и фаской 334, обеспечивает дополнительный контроль простоты защелкивания задней уплотнительной втулки вместе со вставкой и прочностью картриджа 292 уплотнительных втулок.
[00176] Диаметр D4 отверстия 332 и радиальное различие и перекрытие с OD элемента 206 картриджа, например, выпуклой части, на задней уплотнительной втулке также обеспечивают дополнительный контроль простоты защелкивания вместе со вставкой и прочностью картриджа уплотнительных втулок.
[00177] В других вариантах осуществления настоящего описания, зацепляющаяся в виде картриджа передняя уплотнительная втулка может включать в себя заднее удерживающее удлинение, которое, вместо этого, изгибается или сгибается вперед вдоль оси во время процесса зацепления в виде картриджа, чтобы принять часть задней уплотнительной втулки (например, радиальный выступ или выпуклую часть) в углубление картриджа передней уплотнительной втулки, частично определенное задним удерживающим удлинением. Фиг.42-56A согласно настоящей заявке иллюстрируют несколько вариантов осуществления картриджей уплотнительных втулок, содержащих главным образом изгибаемое вдоль оси удерживающее удлинение передней уплотнительной втулки.
[00178] Согласно примерному способу зацепления в виде картриджа первой и второй уплотнительных втулок в виде разъемной предварительной сборки, обеспечивается первая уплотнительная втулка с тянущимся назад удерживающим элементом, определяющим внутреннее радиальное углубление, с удерживающим элементом, включающим в себя радиально внутреннее удлинение, определяющее ориентированную назад кулачковую поверхность. Вторая уплотнительная втулка выравнивается с первой уплотнительной втулкой вдоль общей центральной оси. Вторая уплотнительная втулка прижимается вдоль оси к первой уплотнительной втулке, чтобы радиально наружный выступ второй уплотнительной втулки входил в зацепление с кулачковой поверхностью удерживающего элемента, чтобы деформировать вдоль оси и радиально расширить радиально внутреннее удлинение, тем самым принимая выступ второй уплотнительной втулки во внутреннее радиальное углубление. По меньшей мере одно из осевой деформации и радиального расширения радиально внутреннего удлинения является по меньшей мере частично упругим, чтобы радиально внутреннее удлинение защелкивалось в удерживающее состояние второй уплотнительной втулки после того, как выступ второй уплотнительной втулки принимается во внутреннее радиальное углубление.
[00179] Со ссылкой на фиг.42-44, картридж или подсборка 200 уплотнительных втулок может включать в себя переднюю уплотнительную втулку или первое устройство 202 для захвата трубопровода, и заднюю уплотнительную втулку или второе устройство 204 для захвата трубопровода. Примерные материалы уплотнительных втулок может включать в себя металл, например, нержавеющую сталь. Обычным металлом для фитингов для трубопровода является нержавеющая сталь марки 316, но также могут использоваться другие металлы, если требуется. Несмотря на то, что используется ссылочная позиция 200, чтобы обозначать картридж уплотнительных втулок, общая ссылка 200 может быть схожей с примерными картриджами или подсборками уплотнительных втулок включенной выше Заявки 501, а именно, обозначать картридж или подсборку, содержащую по меньшей мере первое устройство для захвата трубопровода и второе устройство для захвата трубопровода. Задняя уплотнительная втулка 204 может, но не обязательно, быть схожей с конструкциями задних уплотнительных втулок согласно включенной выше Заявки 501. В варианте осуществления, задняя уплотнительная втулка 204 может включать в себя элемент или геометрию 206 картриджа, которая способствует сборке картриджа с передней уплотнительной втулкой 202. Под элементом 206 картриджа задней уплотнительной втулки 204 подразумевается поверхность или конструкцию задней уплотнительной втулки, которая перекрывается с поверхностью или элементом передней уплотнительной втулки 202, чтобы удерживать уплотнительные втулки вместе в виде картриджа 200 уплотнительных втулок. Например, задняя уплотнительная втулка 204 может обеспечиваться радиальным выступом или выпуклой частью 206 в передней или внутренней части 208 задней уплотнительной втулки. Другие формы и геометрии для задней уплотнительной втулки могут использоваться, при необходимости, для разных применений, например, как изложено выше в материалах настоящего описания. Преимущество геометрии выпуклой части состоит в том, что задняя уплотнительная втулка 204 коммерчески доступна у компании Swagelok Company, Солон, Огайо. Но, в качестве альтернативы, могут использоваться другая конструкция задней уплотнительной втулки, которая уже содержит элемент, который взаимодействует с передней уплотнительной втулкой 202 для обеспечения зацепления в виде картриджа, или элемент, который добавляется к существующей конструкции.
[00180] Ввиду упомянутой договоренности, о том, что внутренний и наружный обозначают относительное направление или концы уплотнительной втулки, с внутренним, указывающим ссылкой на концевую часть уплотнительной втулки, которая ориентирована к центру фитинга, другими словами, переднюю часть уплотнительной втулки, и наружным, указывающим ссылкой на конец уплотнительной втулки, который ориентирован вдаль от центра фитинга, или другими словами, заднюю часть уплотнительной втулки. Эта договоренность отмечена на фиг.42, но применима ко всем фигурам. Кроме того, схожие компоненты, элементы и признаки снабжены такими же ссылочными позициями, как и выше, чтобы не было необходимости повторять описание.
[00181] Передняя уплотнительная втулка 202 предпочтительно является непрерывным вдоль окружности корпусом, который включает в себя центральный непрерывный канал 210 в форме прямого цилиндра, который продолжается от одного конца к другому через всю длину передней уплотнительной втулки 202. В традиционном фитинге, стенка 210a канала плотно принимается вокруг конца трубопровода (T на фиг.46). Передний конец 212 передней уплотнительной втулки предпочтительно, но не обязательно, является закругленным. Это позволяет или уменьшить присутствующую в некоторых фитингах тенденцию передней уплотнительной втулки врезаться в трубопровод (T), таким образом, улучшая способность передней уплотнительной втулки раскатывать наружную поверхность трубопровода для обеспечения хорошей непроницаемой для текучей среды герметизации по затягивании фитинга. Передняя уплотнительная втулка 202 также включает в себя скошенную наружную стенку 214 в форме усеченного конуса, которая продолжается из переднего конца 212 к задней части 216 передней уплотнительной втулки. Передняя уплотнительная втулка 202 дополнительно включает в себя кулачковую поверхность 218, которая обычно представлена в виде поверхности в форме усеченного конуса, хотя, при необходимости, может использоваться другая геометрия для кулачковой поверхности 218. Скошенная наружная стенка 214 передней уплотнительной втулки формирует непроницаемую для текучих сред герметизацию на скошенной кулачковой поверхности (258, фиг.48) корпуса (252) по завершении затягивания фитинга.
[00182] В задней части 216 передней уплотнительной втулки 202, элемент 220 продолжается наружу из концевой поверхности 222. В варианте осуществления, концевая поверхность 222 может являться радиальной поверхностью, как показано, тем не менее, это не обязательно. Элемент 220 обеспечивает удерживающую конструкцию R, которая может использоваться чтобы соединять или зацеплять переднюю уплотнительную втулку 202 и заднюю уплотнительную втулку 204 вместе в виде картриджа или подсборки 200. Сам элемент 220 может рассматриваться, как элемент 220 картриджа передней уплотнительной втулки 202. В варианте осуществления, элемент 220 картриджа передней уплотнительной втулки может взаимодействовать с элементом 206 картриджа задней уплотнительной втулки для обеспечения удерживающую конструкцию R. Элемент 220 может быть сформирован за одно целое с остальной частью передней уплотнительной втулки 202, например, во время производства передней уплотнительной втулки, или может быть прикреплен к передней уплотнительной втулке, чтобы сформировать единую выполненную за одно целое  конструкцию. Также отметим, что в альтернативных вариантах осуществления элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки 204 может быть сформирован за одно целое с задней уплотнительной втулки, или может быть прикреплен или иным образом объединен с задней уплотнительной втулкой, чтобы сформировать единую выполненную за одно целое  конструкцию.
[00183] Элемент 220 может включать в себя перемычку 224, которая продолжается наружу из концевой поверхности 222. Перемычка 224 может являться непрерывной вдоль окружности или может быть разделена на сегменты (например, формируя пальцы или другие подобные удлинения). В варианте осуществления, перемычка 224 может тянуться вдоль оси, но, в качестве альтернативы, перемычка 224 может содержать как осевой, так и радиальный компонент направления протяжения из концевой поверхности 222. В варианте осуществления, перемычка 224 может включать в себя первую часть 224a в форме скошенной наружной стенки, которая в ближнем конце соприкасается с концевой поверхностью 222, а в дальнем конце соприкасается со второй частью 224b в форме цилиндрической наружной стенки. Первая часть 224a может смешиваться с или переходить во вторую часть 224b через закругленную поверхность 226 или другую геометрию. Первая часть 224a, таким образом, может иметь ширину, которая сужается к более узкой ширине второй части 224b. Эта геометрия является опциональной, но может использоваться, чтобы способствовать сгибанию или упругой деформации элемента 220 при необходимости, и может, например, предусматривать сгибающийся радиально наружу компонент деформации элемента во время зацепления в виде картриджа.
[00184] В других вариантах осуществления, часть перемычки удерживающего элемента может иметь такую форму, чтобы минимизировать или устранять радиальное расширение удерживающего элемента во время зацепления в виде картриджа. Например, со ссылкой на фиг.42B, в альтернативном варианте осуществления, передняя уплотнительная втулка 270 может быть схожа с вариантом осуществления по фиг.42A, но иметь другой профиль скошенной наружной стенки 272. В данном варианте осуществления, скошенная наружная стенка 272 может иметь форму усеченного конуса и тянуться от переднего конца 274 к задней части 276. Скошенная наружная стенка 272 продолжается к цилиндрической поверхности 278, а углубление 280 сформировано прилегающим к кулачковой поверхности 282. В качестве альтернативы, поверхность 278 может иметь форму усеченного конуса являться скошенной или иметь другую геометрию или профиль. Углубление ограничено стенкой 284 и может быть таким же, как углубление и конструкция стенки варианта осуществления по фиг.42A. Соответственно, может обеспечиваться удерживающее удлинение 286 которое будет складываться над элементом, когда задняя уплотнительная втулка (не показана) зацепляется в виде картриджа с передней уплотнительной втулкой 270. Удерживающее удлинение 286 может включать в себя фаска 286a. Стенка 284 также может содержать линию сгиба 288, с углом α в углу, который образует линию сгиба. В варианте осуществления, удерживающее удлинение 286 передней уплотнительной втулки продолжается из радиально более толстой и жесткой задней части 276 передней уплотнительной втулки 270 по сравнению с другими вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящего описания, такими как фиг.42A, например. Таким образом, вариант осуществления по фиг.42A может использоваться для обеспечения увеличенного RRC, так как удлинение будет менее подвержено радиальному смещению, и, следовательно, может прочно удерживать заднюю уплотнительную втулку.
[00185] Вновь со ссылкой на фиг.42A, в дальнем конце перемычки 224 может находиться удерживающее удлинение 228, которое, в варианте осуществления, может быть реализовано в форме радиально продолжающегося крючка, зубца, лапки или другой удерживающей выступающей конструкции, которая будет взаимодействовать с геометрией задней уплотнительной втулки 204 для обеспечения картриджа 200 уплотнительных втулок. В варианте осуществления, удерживающее удлинение 228 может тянуться в целом поперечно из второй части 224b перемычки 224. Например, удерживающее удлинение 228 может быть выровнено с радиальной линией, хотя это не обязательно. Длина или самая радиально внутренняя концевая поверхность удерживающего удлинения 228 определяет границы отверстия 230, через которое проталкивается передняя часть 208 задней уплотнительной втулки 204, чтобы зацепить вместе в виде картриджа переднюю уплотнительную втулку 202 и заднюю уплотнительную втулку 204. В альтернативной конфигурации, удерживающее удлинение 228 может тянуться из другого местоположения вдоль перемычки 224 вместо дальнего конца перемычки, как проиллюстрировано.
[00186] Со ссылкой на фиг.42A, элемент 220, и, в частности, перемычка 224, включающая в себя первую часть 224a, вторую часть 224b и удерживающее удлинение 228, формирует стенку 232, которая определяет границы углубления или гнезда 234 внутри элемента 220. Углубление 234 принимает элемент 206 картриджа передней части 208 задней уплотнительной втулки 204. В варианте осуществления, элемент картриджа может являться выпуклой частью 206, которая вставляется через отверстие 230, определенное элементом 220, чтобы, после зацепления в виде картриджа, выпуклая часть 206 располагалась в углублении 234 и удерживалась в нем посредством элемента 220, главным образом, удерживающего удлинения 228. Удерживающее удлинение 228 может включать в себя закругленную поверхность 228a, которая способствует выравнивания передней части 208 задней уплотнительной втулки 204 с отверстием 230 во время процесса зацепления в виде картриджа, а также снижению возможного повреждения задней уплотнительной втулки во время зацепления в виде картриджа, предпочтительно, за счет отсутствия острой кромки в области контакта задней уплотнительной втулки с удерживающим удлинением 228 в отверстии 230.
[00187] Стенка 232 в варианте осуществления может иметь первую часть 236, которая определяет границы главного диаметра углубления 234, и вторую часть 238, которая определяет границы наружного осевого протяжения углубления 234. Диаметр первой части 236 стенки больше, чем диаметр D1 отверстия 230, как перед, так и после того, как передняя уплотнительная втулка 202 и задняя уплотнительная втулка зацепляются вместе в виде картриджа. Осевая длина первой части 236 стенки и диаметр углубления 234 определяют размер перед зацеплением в виде картриджа углубления 234, которое принимает элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки 204. Длина второй части 238 стенка также определяет границы начального или ненагруженного диаметра отверстия 230. Чтобы способствовать зацеплению в виде картриджа посредством вставки элемента 206 картриджа задней уплотнительной втулки через отверстие 230, обеспечивается конструкция или средство, посредством которого удерживающее удлинение 228 может деформироваться контролируемым образом. Под контролируемым образом подразумевается то, что деформация происходит предсказуемым образом во время нормального зацепления в виде картриджа. В варианте осуществления, эта контролируемая деформация удерживающего удлинения 228 может быть реализована в форме складывания или сгибания удерживающего удлинения 228 в переднем или внутреннем направлении, когда элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки проталкивается через отверстие 230. Эта деформация может являться частично упругой и частично пластической, так как определенное упругое восстановление удерживающего удлинения 228 после того, как элемент 206 картриджа очистит отверстие 230 и будет принят в углубление 234, может использоваться, чтобы поддерживать заднюю уплотнительную втулку 204 в соединении с передней уплотнительной втулкой 202 в виде картриджа 200 уплотнительных втулок. Эффект пластической деформации состоит в том, что удерживающее удлинение 228 остается сложенным или согнутым вперед после завершения зацепления в виде картриджа.
[00188] В варианте осуществления, конструкция, которая используется для обеспечения контролируемой деформации удерживающего удлинения 228 во время зацепления в виде картриджа, является линией сгиба 240 в соединении между удерживающим удлинением 228 и перемычкой 224. Эта линия сгиба 240 обеспечивает шарнирную функцию или действие, которое способствует складыванию или сгибанию удерживающего удлинения 228 вперед посредством контролируемой и предсказуемой деформации, чтобы позволить задней уплотнительной втулке 204 зацепляться в виде картриджа с передней уплотнительной втулкой 202 без повреждения задней уплотнительной втулки 204, в то же время поддерживая требуемый уровень RRC.
[00189] Линия сгиба 240 может быть определена посредством угла между первой частью 236 стенки и второй частью 238 стенки, при этом угол ограничен углом α. В варианте осуществления, первая часть 236 стенки может являться по существу цилиндрической вдоль оси X, а вторая часть 238 стенки может находиться на радиальной линии, так что α может являться прямым углом. Более предпочтительно, угол α перед зацеплением в виде картриджа составляет приблизительно 93°±3°, и более предпочтительно, приблизительно 90°-92°, или иными словами, является немного тупым. Посредством использования угла α, который является немного тупым перед зацеплением в виде картриджа (другими словами, в недеформированном состоянии), угол или линия сгиба 240 является более простой для производства. Но, предпочтительно, чтобы угол α в недеформированном состоянии не слишком сильно превышал 95°, в противном случае удерживающее удлинение 228 может не деформироваться надлежащим образом и может вызывать нежелательное изгибание или, возможно, чрезмерное наружное расширение элемента 220. В качестве альтернативы, после формирования линии сгиба 240, инструмент может использоваться для предварительного напряжения или предварительного сгибания удерживающего удлинения 228 вперед, чтобы сформировать угол α, являющийся прямым углом или даже острым углом перед тем, как задняя уплотнительная втулка 204 наталкивается на удерживающее удлинение 228 в качестве части процесса зацепления в виде картриджа. Независимо от начального угла α, после завершения процесса зацепления в виде картриджа, угол α будет являться острым углом, который <90°, из-за сгибания удерживающего удлинения 228.
[00190] В качестве альтернативы, стенка 232 может иметь множество разных форм и углов в зависимости от природы процесса зацепления в виде картриджа, который будет использоваться, и требуемой жесткости механического соединения между передней уплотнительной втулкой и задней уплотнительной втулкой. Первая часть 236 стенки и вторая часть 238 стенки могут иметь формы, геометрию или контуры, которые ни являются цилиндрическими, ни имеют форму усеченного конуса, но все еще может существовать определяемый угол, который обеспечивает линию сгиба 240. Например, первая часть 236 стенки может иметь форму усеченного конуса как в несжатом состоянии, так и после зацепления в виде картриджа, а вторая часть 238 стенки может являться радиальной или иметь другую геометрию или форму, чтобы обеспечивать острый угол α после зацепления в виде картриджа. Обнаружено, что использование острого угла в качестве α после зацепления в виде картриджа является предпочтительным, и он может иметь любое значение меньше 90°, например, в диапазоне от приблизительно 89° до приблизительно 30°, более предпочтительно, от приблизительно 85° до приблизительно 45°, и еще более предпочтительно, в диапазоне от приблизительно 80° до приблизительно 60°. Тем не менее, в качестве α может использоваться прямой угол, но, предпочтительно, α не является тупым углом после зацепления в виде картриджа, что означает, что α больше 90°. Угол α после зацепления в виде картриджа может быть реализован со многими разными размерами и геометриями первой части 236 стенки и второй части 238 стенки.
[00191] Несмотря на то, что для удобства и ясности описывается складывающее или сгибающее действие, как происходящее вокруг линии сгиба 240, это не означает, что вся деформация происходит только в линии сгиба 240. Другие части конструкции 228 удерживающего удлинения могут деформироваться пластически, упруго или обоими путями, но линия сгиба 240 обеспечивает точку поворота или шарнир, посредством которого может осуществляться деформация и складывание или сгибание.
[00192] Далее со ссылкой на фиг.42C, иллюстрируем вид в продольном полуразрезе другого варианта осуществления элемента 350 для передней уплотнительной втулки 202', который может являться альтернативным вариантом осуществления элемента 220, используемого с передней уплотнительной втулкой 202 в других вариантах осуществления по фиг.42-45. Вариант осуществления по фиг.42C может, в качестве альтернативы, использоваться с другими вариантами осуществления передней уплотнительной втулки, тем не менее, не только с другими вариантами осуществления по фиг.42-45. Кроме того, некоторые из элементов согласно варианту осуществления по фиг.42C могут использоваться без использования всех элементов. Фиг.42C предоставлена, чтобы проиллюстрировать варианты конструкции для обеспечения удерживающего удлинения 352, например, крючка или зубца или другого выступа, который сгибается в линии сгиба управляемым образом во время зацепления в виде картриджа с задней уплотнительной втулкой.
[00193] Также стоит отметить, что элемент 350 может использоваться в других применениях, отличных от зацепления в виде картриджа уплотнительных втулок, так как он обеспечивает конструкцию картриджа и процесс, который может использоваться, чтобы соединить две детали вместе, в частности, металлические детали, например, детали, содержащие нержавеющую сталь. Таким образом, изобретательная концепция, представленная в материалах настоящего описания, относится к элементу для зацепления в виде картриджа, который взаимодействует с сопряженной частью, чтобы зацепить два устройства вместе в виде картриджа, и фиг.42C является вариантом его осуществления. Сопряженная часть может являться любой частью, которая содержит элемент картриджа, который удерживается посредством элемента 350 картриджа, например, задней уплотнительной втулкой с выпуклой частью, но это всего лишь один пример.
[00194] Элемент 350 проиллюстрирован на фиг.42C в полуразрезе, понятно, что элемент 350 может являться непрерывным вдоль оси или, в качестве альтернативы, разъемным, а также может быть симметричным относительно оси X. Часть полного поперечного разреза показана линиями воображаемого контура на фиг.42C.
[00195] Удерживающее удлинение 352 в своем малом диаметре D5 может иметь радиально внутреннюю концевую часть 354 рядом с ориентированной вперед стенкой 356 удерживающего удлинения 352. Радиально внутренняя концевая часть 354, в виде в поперечном разрезе, может иметь осевую длину (AFL), которая может быть по существу плоской, как показано на фиг.42C, закругленной, как показано на фиг.42A, или может иметь другую форму, чтобы отклоняться вдоль оси от задней кулачковой поверхности 378 удерживающего удлинения 354. Ориентированная вперед стенка 356 имеет радиальную длину (RHL), продолжающуюся внутрь из первой части 358 стенки перемычки 360. Первая часть 358 стенки может являться цилиндрической, но при необходимости может использоваться альтернативная геометрия. Ориентированная вперед стенка 356 также указывается ссылкой в материалах настоящего описания, как вторая часть 356 стенки, которая является частью внутренней стенки (368), которая частично образует границы углубления, как описано ниже.
[00196] Удерживающее удлинение 354 может тянуться в целом радиально из дальнего конца 362 перемычки 360. Как и в других вариантах осуществления по фиг.42-45, удерживающее углубление 354 формирует угол α в линии сгиба 364 между ориентированной вперед частью 356 стенки и первой частью 358 стенки. Ориентированная вперед часть 356 стенки может сгибаться к цилиндрической части 354 с закругленной частью 366. В недеформированном состоянии перед зацеплением в виде картриджа, как показано на фиг.42C, угол α может являться прямым углом или почти прямым углом, как в вышеприведенных вариантах осуществления. После зацепления в виде картриджа, угол α будет являться острым, так как удерживающее удлинение 352 будет пластически деформировано посредством сгибания или складывания главным образом вокруг линии сгиба 364. Линия сгиба 364 может являться острым углом, как описано выше в материалах настоящего описания, например, с небольшим радиусом, чтобы облегчать складывающее действие.
[00197] Перемычка 360 включает в себя внутреннюю стенку 368, содержащую первую часть 358 стенки и вторую часть 356 стенки. Внутренняя стенка 368 переходит в концевую стенку 370 передней уплотнительной втулки 202', например, с радиусом 372. Внутренняя стенка 368 определяет границы углубления 374, которое принимает элемент картриджа задней уплотнительной втулки (не показан), например, выпуклую часть, например, показанную в вышеприведенных вариантах осуществления, или другую форму элемента картриджа, который удерживается в углублении 374 после зацепления в виде картриджа. Диаметр D5 цилиндрической части 354 определяет границы отверстия 376, через которое элемент картриджа задней уплотнительной втулки (не показан на фиг.42C) проходит во время процесса зацепления в виде картриджа.
[00198] Рядом с цилиндрической частью 354, в противоположном осевом положении от ориентированной вперед стеки 356 может располагаться опциональный скошенный кулачковый вход или поверхность 378, чтобы способствовать выравниванию центральных линий задней уплотнительной втулки и передней уплотнительной втулки во время процесса зацепления в виде картриджа. Кулачковый вход 378 сгибается к ориентированной назад стенке 380 удерживающего удлинения 352. Кулачковый вход 378 может, например, являться поверхностью в форме усеченного конуса. Угол сужения HCMA (который является половиной угла в виде на чертеже) кулачкового входа 378 относительно оси X, в виде в поперечном разрезе, может составлять от приблизительно 60° до приблизительно 15°, предпочтительно, от приблизительно 50° до приблизительно 30°, и более предпочтительно, от приблизительно 45° до приблизительно 35°. Кулачковый вход 378 имеет осевую длину CML, которая, при добавлении к AFL, равняется осевой ширине AHW удерживающего углубления 352 (AHW=CML+AFL).
[00199] Отношение AFL/AHW может находиться в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 0,2, предпочтительно, от приблизительно 0,6 до приблизительно 0,3, и более предпочтительно, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,4. Соответственно, отношение AFL/CML может находиться в диапазоне от приблизительно 4,0 до приблизительно 0,25, предпочтительно, от приблизительно 1,5 до приблизительно 0,43, и более предпочтительно, от приблизительно 1,0 до приблизительно 0,66. Отношение AFL/RHL может находиться в диапазоне от приблизительно 1,0 до приблизительно 0,3, предпочтительно, от приблизительно 0,8 до приблизительно 0,4, и более предпочтительно, от приблизительно 0,6 до приблизительно 0,5.
[00200] Кулачковый вход 378 может смешиваться в переднем конце посредством закругленного перехода 382 со внутренней цилиндрической частью 354, и кулачковый вход 378 может смешиваться в заднем конце посредством закругленного перехода 384 с ориентированной назад стенкой 380.
[00201] Несмотря на то, что цилиндрическая часть 354 смешивается с ориентированной вперед стенкой 356 посредством закругленного перехода 366, и также смешивается с кулачковым входом 378 посредством закругленного перехода 382, тем не менее, основанные на AFL отношения (как отмечено выше) удерживающего удлинения 352 могут располагаться вдоль оси между концевыми местоположениями 366 и 382, как если бы закругленные переходы 366 и 382 имели нулевое значение.
[00202] С дополнительной ссылкой на фиг.43-45, процесс зацепления в виде картриджа может выполняться, используя пресс A, имеющий поверхность B приведения в движение, которая прикладывает осевую силу к заднему концу задней уплотнительной втулки 204; и упорный конец или другую подходящую конструкцию, содержащую опорную поверхность C, которая контактирует с подходящей поверхностью передней уплотнительной втулки 202, которая, в варианте осуществления, может являться ориентированной вперед поверхностью 242, обеспеченной фланцем 244 в задней части 216 передней уплотнительной втулки. В качестве альтернативы, опорная поверхность может являться поверхностью B, а поверхность приведения в движение может являться поверхностью C, или обе поверхности B и C могут являться поверхностями приведения в движение. Пресс A или другая поверхность приведения в движение может перемещаться вдоль оси посредством любого подходящего приводного средства, такого как гидравлическое, пневматическое, ручное, электромеханическое, и т.д. Процесс зацепления в виде картриджа включает в себя осевое сближение задней уплотнительной втулки 204 и передней уплотнительной втулки 202 вместе вдоль оси X, чтобы протолкнуть элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки, например, выпуклой части 206, через удерживающее удлинение 228 и в углубление 234. Диаметр отверстия 230 в ненагруженном состоянии перед зацеплением в виде картриджа меньше, чем максимальный или главный диаметр выпуклой части 206, чтобы производить перекрытие между ориентированной вперед или внутрь поверхностью (246, фиг.44) выпуклой части 206 и удерживающим удлинением 228, когда начинается процесс зацепления в виде картриджа. В качестве альтернативы, могут использоваться другие поверхности задней уплотнительной втулки 204, например, любая ориентированная вперед поверхность задней уплотнительной втулки 204. Примерами других поверхностей, которые могут использоваться, является передняя часть 208 задней уплотнительной втулки 204, такая как передняя часть 206a, или ориентированная вперед поверхность 206b наружного фланца 204a задней уплотнительной втулки.
[00203] Предпочтительно, процесс зацепления в виде картриджа выровнен настолько близко, насколько это возможно, с осевым относительным переносом задней уплотнительной втулки 204 и передней уплотнительной втулки 202. Это помогает гарантировать, что поверхность передней части 208 задней уплотнительной втулки, которая контактирует с удерживающим удлинением 228, осуществляла контакт вдоль окружности и однородно, чтобы задняя уплотнительная втулка 204 не наклонялась и не смещалась от оси относительно передней уплотнительной втулки 202 по мере того, как они сжимаются вместе. Выравнивающие штифты или штыри (не показаны) между упорным концом и прессом являются одним из многих вариантов, доступных, чтобы поддерживать осевое выравнивание уплотнительных втулок 202, 204 во время процесса зацепления в виде картриджа.
[00204] Как показано на фиг.43, которая является представлением во время процесса зацепления в виде картриджа, в котором задняя уплотнительная втулка вставлена приблизительно наполовину через отверстие 230, изначальное перекрытие между элементом 206 картриджа уплотнительных втулок и удерживающим удлинением 228 заставляет выпуклую часть 206 задней уплотнительной втулки прикладывать зацепляющую силу к удерживающему удлинению 228, которая заставляет удерживающее удлинение 228 сгибаться или складываться вперед или внутрь посредством контролируемой деформации, частично, как функции линии сгиба 240. Эта складывающая или сгибающая деформация удерживающего удлинения 228 увеличивает диаметр отверстия 230, чтобы позволить выпуклой части 206 пройти через него, например, с опциональным защелкивающим действием. Это также является примером методики соединения от высокой энергии к низкой энергии, описанной выше в материалах настоящего описания, в которой, во время процесса зацепления в виде картриджа, более высокая энергия прикладывается к задней уплотнительной втулке 204 и удерживающей конструкции 228, чтобы заталкивать выпуклую часть 206 в углубление 234, и как только выпуклая часть 206 освобождает удерживающее удлинение 228, задняя уплотнительная втулка 204 зацепляется в виде картриджа и удерживается вместе с передней уплотнительной втулкой 202 в состоянии более низкой энергии (например без радиальной или осевой нагрузки между элементом 206 картриджа задней уплотнительной втулки и поверхностями, которые определяют границы углубления 234).
[00205] Фиг.44 иллюстрирует картридж 200 уплотнительных втулок после того, как выпуклая часть 206 освободила удерживающее удлинение 228 и расположилась в углублении 234. Отметим, что удерживающее удлинение 228 пластически деформировано и остается сложенным с углом α, являющимся острым углом, тем не менее, удерживающее удлинение 228 также может проявлять упругую деформацию с определенным упругим восстановлением, чтобы конечный диаметр отверстия 230, оставаясь больше, чем изначальный диаметр перед зацеплением в виде картриджа, является достаточно маленьким, чтобы обеспечивать перекрытие с выпуклой частью 206 и, таким образом, удерживать уплотнительные втулки вместе в виде картриджа 200 уплотнительных втулок.
[00206] Фиг.44 и 45 иллюстрируют переднюю уплотнительную втулку 202 после зацепления в виде картриджа со сложенным удерживающим удлинением 228, вместе с иллюстративными примерами диаметров отверстия 230 до и после зацепления в виде картриджа (D1 и D2, соответственно). Дополнительно отметим, что ориентированная внутрь поверхность 246 (фиг.43) выпуклой части 206 входит в контакт с удерживающим удлинением 228 во время процесса зацепления в виде картриджа, но ориентированная наружу поверхность 248 (фиг.44) может являться поверхностью, которая перекрывается с удерживающим удлинением 228 после завершения зацепления в виде картриджа. В варианте осуществления задней уплотнительной втулки, содержащей выпуклую часть 206 в качестве элемента картриджа, диаметр D2 после зацепления в виде картриджа предпочтительно меньше, чем главный диаметр D3 выпуклой части 206 после зацепления в виде картриджа. Например, предпочтительно, но не обязательно, D3 больше, чем D2, поэтому, когда зацепленные в виде картриджа уплотнительные втулки 200 поворачиваются или радиально смещаются относительно друг друга, наблюдатель не может визуально наблюдать (через отверстие 230 после зацепления в виде картриджа) поверхность главного диаметра выпуклой части 206 через отверстие 230 после зацепления в виде картриджа. Этот результат может использоваться, чтобы контролировать уровень RRC, требуемый для конкретного применения.
[00207] Поверхность 248 задней уплотнительной втулки предпочтительно, хоть и не обязательно, контактирует с деформированным удерживающим удлинением 228 только в виде перекрытия против осевого разделения, и не обязательно в непрерывном контакте. Другими словами, предпочтительно, хоть и не обязательно, чтобы элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки удерживался в углублении 234 в свободном удерживании без осевой или радиальной нагрузки. Свободное соединение картриджа позволяет уплотнительным втулкам легко выравниваться и самоцентрироваться вдоль оси и радиально, в частности, когда трубопровод T вставляется в фитинг 200 для трубопровода при подготовке к затягиванию фитинга. Но, в качестве альтернативы, элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки под радиальной или осевой нагрузкой, или под обоими, в зависимости от типа необходимого механического соединения, включающего в себя требуемую прочность. Величина упругого восстановления или упругой деформации удерживающего удлинения 228 и, поэтому, элемента 220 в целом, может быть сконструирована для обеспечения требуемой прочности картриджа 200 уплотнительных втулок. Эта упругая деформация может контролироваться, например, посредством выбора геометрии и материалов элемента 220 вместе с геометрией и материалами элемента 206 картриджа задней уплотнительной втулки.
[00208] Многие альтернативные критерии конструкции могут использоваться, чтобы контролировать деформацию элемента 220, включающего в себя, если это требуется, удерживающее удлинение 228. Критерии могут включать в себя, например, материал передней уплотнительной втулки 202, а также обработку поверхности, толщину перемычки 224 в разных частях перемычки, углы сужения и т.д. Линия сгиба 240 также может быть сконструирована, чтобы способствовать контролируемой деформации удерживающего удлинения 228. Предпочтительно, линия сгиба 240 обеспечивается посредством относительно острого угла. Теперь, для металлических уплотнительных втулок, которые подвергаются обработке, таких как уплотнительные втулки из нержавеющей стали в примерных вариантах осуществления в материалах настоящего описания, настоящий угол 90° отсутствует. Вместо этого, угол в 90° или острый угол было бы более корректно рассматривать, как изгиб малого радиуса, например, с радиусом в диапазоне от приблизительно 0,025 мм до приблизительно 0,38 мм, более предпочтительно, от приблизительно 0,051 мм до приблизительно 0,25 мм, и еще более предпочтительно, в диапазоне от приблизительно 0,076 мм до приблизительно 0,13 мм. Такой угол малого радиуса или острый угол будет обеспечивать схожее с шарниром действие линии сгиба 240, что поможет обеспечить изгибающую деформацию вперед, которая не будет напрягать элемент 206 картриджа задней уплотнительной втулки и будет обеспечивать острый угол после зацепления в виде картриджа для угла α. Линия сгиба 240 может быть сконструирована во взаимодействии с гибкостью перемычки 220, чтобы достичь требуемой деформации, простоты зацепления в виде картриджа и прочности картриджа 200 уплотнительных втулок.
[00209] Даже несмотря на то, что имеется пластическая деформация удерживающего удлинения 228 процесса зацепления в виде картриджа все еще может проявлять ощущение или эффект защелкивания вместе, если это требуется, но это не обязательно.
[00210] Почти прямой угол α, как изложено в материалах настоящего описания, перед зацеплением в виде картриджа позволяет процессу зацепления в виде картриджа происходить так, чтобы удерживающее удлинение 228 не сталкивалось с изгибающим сопротивлением перемычки 220 или удерживающего удлинения 228. Это снижает возможность для процесса зацепления в виде картриджа генерировать заусенцы или стружку или другие металлические частицы с поверхности задней уплотнительной втулки 204, в частности, вдоль поверхности элемента 206 картриджа.
[00211] Отметим, что, как в вариантах осуществления выше в материалах настоящего описания, углубление 234 может иметь такой размер, чтобы предусматривать соединения картриджа Типа 1, 2 или 3, в особенности Типа 3, которое позволяет уплотнительным втулкам зацепляться вместе в виде картриджа без существенной радиальной или осевой нагрузкой между уплотнительными втулками в состоянии подсборки.
[00212] Фиг.46-49 иллюстрируют вариант осуществления картриджа 200 уплотнительных втулок по фиг.42-45 (с передней уплотнительной втулкой по фиг.42A) с вариантом осуществления фитинга для трубопровода с концом трубопровода T, из затянутой вручную сборки на протяжении обычного затягивания в 1-7/8 (1,875) оборота после затянутого вручную положения. В варианте осуществления, первый компонент фитинга может являться фитингом 250 для трубопровода с наружной резьбой, который включает в себя корпус 252 с наружной резьбой, а второй компонент фитинга может являться гайкой 254 с внутренней резьбой, выполненной с возможностью соединения с корпусом посредством резьбового соединения 256 (по договоренности, корпусом является компонент фитинга, который принимает конец трубопровода). В затянутом вручную положении (фиг.46 и 47), поверхность 254a приведения в движение уплотнительной втулки гайки касается заднего конца задней уплотнительной втулки 204, передняя часть 208 задней уплотнительной втулки касается кулачковой поверхности 218 передней уплотнительной втулки 202, а передняя часть рядом с передним концом 212 передней уплотнительной втулки касается скошенной кулачковой поверхности 258 корпуса, которая представляет кулачковый вход в форме усеченного конуса в задней части передней уплотнительной втулки 202, как известно. В варианте осуществления, корпус 252 может являться частью соединительной муфты, как показано, или, в качестве альтернативы, корпус 252 может быть обеспечен в другой из многих конфигураций, таких как, но не в качестве ограничения, T-образные, коленчатые, крестообразные конфигурации фитинга или конфигурации с внутренней резьбой. Затянутое вручную положение является исходным положением для затягивания, в котором гайка 254 и корпус 252 смещены вдоль оси (также известно, как относительный осевой ход после затянутого вручную положения) посредством относительного вращения относительно друг друга на заданное количество оборотов (включая частичные обороты, при необходимости). Обычным, но не обязательным ходом для полного начального (первого) затягивания является ход в 1-1/4 (1,25) оборота после затянутого вручную положения. Затягивание (фиг.48A) вовлекает заднюю уплотнительную втулку 204, приводимую в движение вдоль оси посредством гайки 254 против кулачковой поверхности 218 передней уплотнительной втулки 202, которая приводит в движение переднюю уплотнительную втулку 202 против кулачковой поверхности 258 корпуса. Скошенная наружная стенка 214 передней уплотнительной втулки 202 формирует непроницаемую для текучей среды герметизацию на кулачковой поверхности 258 корпуса; передняя уплотнительная втулка также содержит внутренний канал, ограниченный стенкой, который сжимается на наружной поверхности трубопровода T и герметизирует ее. Передняя часть задней уплотнительной втулки 204 сжимается радиально на наружной поверхности трубопровода посредством действия кулачковой поверхности 218 передней уплотнительной втулки, которая заставляет заднюю уплотнительную втулку захватывать трубопровод и может, по выбору, также обеспечивать герметизацию на поверхности трубопровода. Задняя часть задней уплотнительной втулки стремится повернуться радиально наружу от поверхности трубопровода, хотя другие конструкции уплотнительной втулки могут деформироваться по-другому. Кроме того, внутреннее радиальное сжатие (стрелка RC) передней части 208 задней уплотнительной втулки 204, вместе с опциональным поворотом или расширением радиально наружу (стрелка RO) передней уплотнительной втулки 202, приводит к отсоединению или освобождению задней уплотнительной втулки 204 с удерживающей конструкции R (фиг.42).
[00213] Отметим, что удерживающая конструкция не мешает или не меняет форму, посадку и функции уплотнительных втулок, особенно во время процесса затягивания. В некоторых вариантах осуществления, например, как показано на фиг.48 и 49, часть элемента 220 может входить в контакт с поверхностью задней уплотнительной втулки 204, но этот контакт не препятствует нормальному функционированию уплотнительных втулок во время затягивания. В примерном варианте осуществления, этот контакт может не происходить через 1,25 оборота после затянутого вручную положения, и может не происходить до 1,5 оборота или более, что может соответствовать от пяти до десяти повторным установкам, с более ранним контактом (например, через 1,25 оборота после затянутого вручную положения), который с большей вероятностью произойдет для трубопровода с толстой стенкой.
[00214] В других вариантах осуществления, согласно изобретательному аспекту настоящего описания, уплотнительные втулки могут быть сконфигурированы так, чтобы зацепление между перемычкой 220 передней уплотнительной втулки и задней уплотнительной втулкой 204 во время процесса затягивания, как описано выше, совпадает с относительным осевым смещением резьбовых компонентов фитинга, которое может быть связано с количеством полных и/или частичных оборотов после затянутого вручную положения для полного затягивания фитинга, во время начальной установки фитинга и/или для одной или более повторных установок, схожим образом с вариантом осуществления по фиг.36 и 37, описанным более подробно выше. В таком варианте осуществления, перемычка 220 передней уплотнительной втулки может функционировать в качестве удлинения ограничения хода или элемента сопротивления ходу, схожим образом с удлинением 310' ограничения хода фитинга по фиг.36 и 37. Соответственно, удерживающий элемент 220 может использоваться для обеспечения затягивания по крутящему моменту, в качестве альтернативы затягиванию по количеству оборотов, используя предписанный или заданный крутящий момент для относительного вращения корпуса и гайки, что продвинет корпус и гайку вдоль оси друг к другу на предписанный затягивающий ход. Удерживающий элемент 220 может содержать концевую поверхность 229 (например, определенную удерживающим удлинением 228), которая контактирует с опорной поверхностью 260 задней уплотнительной втулки 204, например. на фланце 262 передней уплотнительной втулки в предписанном затягивающем ходе после затянутого вручную положения, как показано на фиг.48. Удерживающий элемент или концевая поверхность сопротивления ходу и опорная поверхность задней уплотнительной втулки могут быть по существу радиально выровнены, чтобы по меньшей мере большая часть концевой поверхности сопротивления ходу была радиально выровнена с по меньшей мере большей частью опорной поверхности задней уплотнительной втулки. Этот контакт между удерживающим элементом 220 и задней уплотнительной втулкой 204 производит осевую нагрузку или сжатие на удерживающем элементе 220 во время относительного вращения корпуса и гайки. (Отметим, что также могут присутствовать осевые нагрузки, прикладываемые к удерживающему элементу 220). Осевое сжатие или нагрузка на удерживающий элемент 220 производит или сопровождается увеличением в крутящем моменте, требуемом, чтобы продолжать затягивать фитинг (то есть, продолжать прикладывать крутящий момент для относительного вращения корпуса и гайки), и это возрастание крутящего момента существенно выше, чем имело бы место, если бы контакт и осевая нагрузка или сжатие не происходили. Удерживающий элемент 220 пластически деформируется вдоль оси, чтобы фитинг можно было повторно установить, используя предписанный крутящий момент или количество оборотов. Начальное затягивание и повторные установки могут, по выбору, выполняться, используя одинаковый предписанный крутящий момент или разные значения крутящего момента. Фиг.49 иллюстрирует фитинг 100 после одной или более повторных установок, в котором дополнительная пластическая деформация удерживающего элемента 220 позволяет фитингу подвергаться одной или более повторным установкам, чтобы осуществлять захват и герметизацию трубопровода.
[00215] В зависимости от ожидаемого относительного осевого перемещения удерживающего элемента 220 передней уплотнительной втулки и фланца 262 задней уплотнительной втулки во время затягивания удерживающий элемент передней уплотнительной втулки может обеспечиваться с осевой длиной, которая выбирается для обеспечения зацепления между концевой поверхностью удерживающего элемента и опорной поверхности фланца задней уплотнительной втулки в заданном осевом продвижении корпуса фитинга и гайки во время затягивания (например, по меньшей мере 1-1/4 оборота после затянутого вручную положения). Фиг.49A иллюстрирует примерную уплотнительную втулку 202", схожую с уплотнительной втулкой 202 по фиг 42A, за исключением удерживающего элемента 220", содержащего вытянутую вдоль оси концевую часть 229", продолжающуюся за пределы удерживающего удлинения 228" и имеющего размер для зацепления между концевой частью 240" удерживающего элемента и опорной поверхностью фланца задней уплотнительной втулки в заданном осевом продвижении корпуса фитинга и гайки во время затягивания. Согласно другому изобретательному аспекту настоящего описания, тянущаяся вдоль оси концевая часть 229" может быть дополнительно, или в качестве альтернативы, предоставлена для дополнительной прочности и жесткости удерживающего элемента 220".
[00216] Контакт между удерживающим элементом 220 передней уплотнительной втулки 202 и задней частью задней уплотнительной втулки 204, используется этот контакт или нет, чтобы способствовать затягиванию по крутящему моменту, как описано выше, может, в некоторых случаях, например, для трубы или трубопровода T с толстыми стенками, иметь эффект увеличенного расширения задней части 216 передней уплотнительной втулки. Это расширение может обеспечивать повышенную нагрузку на кулачковую поверхность 258 корпуса 252 (фиг.46), в частности, в наружной части кулачковой поверхности 258 корпуса. Немного преувеличенный пример этого показан на фиг.49 и 56A. Согласно отдельной изобретательной концепции настоящего описания, обнаружили, что нагрузка в задней или наружной части кулачковой поверхности корпуса может быть снижена посредством обеспечения передней уплотнительной втулки, имеющей поверхность наружной стенки, которая непрерывно наклонена под углом от передней части, которая изначально входит в зацепление с кулачковой поверхностью корпуса во время затягивания, к задней части, выровненной вдоль оси с наружной частью кулачковой поверхности корпуса. Эта сниженная нагрузка на наружную часть кулачковой поверхности корпуса может снизить расширение корпуса наружу, которое может происходить в некоторых вариантах осуществления фитинга, например, в фитингах, использующих переднюю уплотнительную втулку с элементом картриджа, который контактирует с поверхностью задней уплотнительной втулки во время затягивания или повторной установки (например, фитинг по фиг.42-49), как описано выше.
[00217] Соответственно, настоящая заявка также рассматривает использование передней уплотнительной втулки (как в фитингах, описанных в материалах настоящего описания, так и в разных других фитингах, использующих одно или более устройств для захвата трубопровода), содержащей наружную стенку с передней частью, ориентированной для начального зацепления с кулачковой поверхностью корпуса фитинга во время затягивания, и продолжающуюся назад профилированную часть, имеющую непрерывный наклоненный назад угол относительно передней части. В качестве используемых в материалах настоящего описания, поверхности "с непрерывным наклоненным назад углом" подразумеваются включающими в себя поверхности, для которых продольные касательные в точках вдоль длины поверхности непрерывно (хоть и не обязательно с постоянной скоростью) снижаются под углом от переднего конца профилированной поверхности к заднему концу профилированной поверхности. Непрерывный наклоненный назад угол профилированной части наружной стенки передней уплотнительной втулки может снижать или устранять силы радиальной нагрузки на задней или наружной части кулачковой поверхности корпуса посредством эффективного удаления радиально наружного материала с задней части уплотнительной втулки, в то же время сохраняя достаточно материала в передней части уплотнительной втулки для герметичного зацепления с кулачковой поверхностью, и чтобы ограничивать радиальное расширение наружу уплотнительной втулки.
[00218] Дополнительно, профилированная поверхность уплотнительной втулки, имеющая непрерывный наклоненный назад угол, может обеспечиваться с более крутым (то есть, расположенным под более высоким углом) передним концом по сравнению с прямой поверхностью наружной стенки в форме усеченного конуса традиционной уплотнительной втулки, чтобы сохранять увеличенное количество материала в средней части передней уплотнительной втулки, чтобы сделать более жесткой переднюю уплотнительную втулку для сгибания в этой средней части во время затягивания, и/или чтобы ограничить осевое продвижение передней уплотнительной втулки в кулачковый вход корпуса во время затягивания. Эта изначально более крутая профилированная поверхность может обеспечить более высокую радиальную сжимающую нагрузку на переднюю часть задней уплотнительной втулки, улучшая функцию захвата трубки задней уплотнительной втулки. В одном из примеров, передний конец профилированной поверхности может иметь угол касательной, который больше угла традиционной стенки уплотнительной втулки в форме усеченного конуса (например, больше приблизительно 15°) но меньше или равен углу скошенной кулачковой поверхности корпуса (например, меньше или равен углу приблизительно в 20°, например, около 17°), тем самым обеспечивая увеличенную среднюю часть уплотнительной втулки. Профилированная поверхность может быть ориентирована так, чтобы часть сзади от некоторой точки в средней части была более пологой, чем угол традиционной стенки уплотнительной втулки в форме усеченного конуса, тем самым эффективно удаляя материал из задней части уплотнительной втулки.
[00219] Посредством ограничения части зацепления кулачковой поверхности корпуса наружной стенки уплотнительной втулки углом касательной, не превышающим наклон кулачковой поверхности корпуса, и посредством обеспечения профилированной поверхности с непрерывным наклоненным назад углом, зацепление между передним концом наружной стенки уплотнительной втулки и кулачковой поверхностью корпуса может сохраняться на протяжении затягивания фитинга. Другими словами, как только процесс затягивания производит зацепление между передним концом профилированной поверхности наружной стенки уплотнительной втулки и кулачковой поверхностью корпуса, дальнейшее затягивание не вызовет "качание" поверхности наружной стенки уплотнительной втулки на кулачковой поверхности корпуса, и передний конец профилированной поверхности наружной стенки уплотнительной втулки не отделится или не отсоединится из кулачковой поверхности корпуса.
[00220] Много разных типов профилированных поверхностей может использоваться для обеспечения непрерывного наклоненного назад угла. В одном из вариантов осуществления, профилированная поверхность может включать в себя выпуклую кривизну, формируя поверхность наружной стенки в форме усеченного эллипса. Дополнительно, или в качестве альтернативы, могут использоваться другие сложные профилированные поверхности.
[00221] Со ссылкой на фиг.50-56, в альтернативном варианте осуществления, передняя уплотнительная втулка 260 для картриджа 200 уплотнительных втулок по фиг.42-49 может, но не обязательно, быть такой же, как передняя уплотнительная втулка 202 с изменением выпуклой поверхности 262 наружной стенки (выпуклой в виде в продольном разрезе), которая продолжается из передней части 264 передней уплотнительной втулки, в качестве варианта, переднего конца 266 передней уплотнительной втулки, к задней части 268 передней уплотнительной втулки, в качестве варианта, к фланцу 244 на передней поверхности 242.
[00222] Используется схожие ссылочные позиции для схожих элементов с вариантами осуществления по фиг.42-49. Функционирование картриджа 200 уплотнительных втулок и фитинга 250 для трубопровода с альтернативной передней уплотнительной втулкой 260 может быть таким же, как описано выше для вариантов осуществления по фиг.42-49. Выпуклая поверхность 262 наружной стенки может иметь радиус R1 в виде в продольном разрезе (фиг.50, например), или может иметь другой выпуклый профиль или геометрию, например, может содержать комбинацию круглых и прямых частей. Выпуклая поверхность 262 сформирована в передней уплотнительной втулке 260, чтобы присутствовать в ненагруженном состоянии. Выпуклая поверхность 262 может использоваться в некоторых вариантах осуществления, чтобы располагать силы радиальной нагрузки (представленные стрелкой G на фиг.56), которые формируют непроницаемую для текучей среды герметизацию корпуса между передней уплотнительной втулкой 260 и кулачковой поверхностью 258 корпуса, чтобы они были более локализованы вдоль оси на внутренней части кулачковой поверхности 258 корпуса.
[00223] Комбинация выпуклой поверхности 262 наружной стенки передней уплотнительной втулки с элементом картриджа элемента 220 в задней части передней уплотнительной втулки представляет вариант осуществления отдельной изобретательной концепции. Добавление выпуклой поверхности 262 наружной стенки к передней уплотнительной втулке 260, как показано в примере по фиг.50, может снижать нагрузку G в задней или наружной части кулачковой поверхности 258 корпуса, и, таким образом, снижать расширение наружу корпуса 252, которое может присутствовать, если элемент 220 картриджа передней уплотнительной втулки 260 контактирует с поверхностью задней уплотнительной втулки. Например, сравнивая фиг.49 и 56, можно увидеть, что выпуклая поверхность 262 наружной стенки (фиг.56) сдерживает продвижение наружу вдоль оси передней уплотнительной втулки 260 в кулачковый вход корпуса 252 на кулачковой поверхности 258. Это помогает распределять вдоль оси или локализовать нагрузку G на более внутренней части кулачковой поверхности 258 (фиг.56), в отличие от фиг.49 и 56A, в которых нагрузка G' воздействует но большее протяжение наружной части кулачковой поверхности 258.
[00224] В качестве альтернативы, выпуклая (или профилированная иным образом, чтобы иметь непрерывный наклоненный назад угол) поверхность наружной стенки не обязана полностью тянуться между передней поверхностью и передним концом передней уплотнительной втулки. Например, выпуклая поверхность наружной стенки может определять только часть поверхности, которая продолжается между фланцем и передним концом передней уплотнительной втулки. Выпуклая поверхность наружной стенки в таком случае, например, может переходить в сужение в форме усеченного конуса или переход вдоль передней части или переднего конца передней уплотнительной втулки. Фиг.57 иллюстрирует примерную переднюю уплотнительную втулку 1260, содержащую переднюю скошенную часть 1265 в форме усеченного конуса, продолжающуюся назад из передней части 1266 уплотнительной втулки, и выпуклую или профилированную часть 1267 в форме усеченного эллипса (отдельную от круглого контура передней части уплотнительной втулки), продолжающуюся назад из заднего конца скошенной части 1265 в форме усеченного конуса. Передняя часть 1265 в форме усеченного конуса может предусматривать вытянутую переднюю область радиальной нагрузки на кулачковую поверхность корпуса фитинга, что может, например, формировать улучшенную герметизацию для газа. Часть 1265 в форме усеченного конуса предпочтительно расположена под углом, который больше или равен углу касательной переднего конца профилированной части 1267 в форме усеченного эллипса, чтобы, когда передний конец профилированной части 1267 в форме усеченного эллипса зацепляется с кулачковой поверхностью во время затягивания, затягивание поддерживается по меньшей мере в переднем конце профилированной части 1267 в форме усеченного эллипса во время дальнейшего затягивания. В результате, отсутствует качающееся движение наружной стенки уплотнительной втулки по кулачковой поверхности и вокруг переднего конца профилированной части 1267 в форме усеченного эллипса.
[00225] В качестве другого примера, выпуклая поверхность или поверхность в форме усеченного эллипса наружной стенки передней уплотнительной втулки может дополнительно, или в качестве альтернативы, переходить в сужение в форме усеченного конуса или переход вдоль задней части или заднего конца передней уплотнительной втулки. Фиг.58 иллюстрирует другую примерную переднюю уплотнительную втулку 2260, содержащую заднюю скошенную часть 2269 в форме усеченного конуса, продолжающейся назад из выпуклой или профилированной части 1267 в форме усеченного эллипса наружной стенки уплотнительной втулки. Профилированная часть 1267 в форме усеченного эллипса может тянуться назад прямо из передней части 2266 уплотнительной втулки 2260, как в уплотнительной втулке по фиг.50, или из передней скошенной части 2265 в форме усеченного эллипса, которая продолжается из передней части, как в уплотнительной втулке по фиг.57. Задняя часть 2269 в форме усеченного конуса может, например, располагаться вдоль оси на части уплотнительной втулки, которая будет оставаться снаружи кулачкового входа корпуса после затягивания фитинга.
[00226] Несмотря на то, что фиг.50-66 иллюстрирует выпуклую поверхность наружной стенки на передней уплотнительной втулке, содержащей сгибающийся вперед вдоль оси удерживающий элемент для зацепления в виде картриджа, выпуклая (или профилированная иным образом, чтобы иметь непрерывный наклоненный назад угол) поверхность наружной стенки может дополнительно, или в качестве альтернативы, обеспечиваться на других зацепляющихся в виде картриджа передних уплотнительных втулках, а также не зацепляющихся в виде картриджей уплотнительных втулках (включая варианты осуществления фитинга с одной втулкой или с несколькими втулками). Фиг.59-61 иллюстрируют примерные зацепляющиеся в виде картриджа и не зацепляющиеся в виде картриджа уплотнительные втулки, содержащие выпуклые поверхности или поверхности в форме усеченного эллипса наружной стенки, согласно изобретательным аспектам настоящего описания.
[00227] Согласно еще одному изобретательному аспекту настоящего описания, контактные и/или радиальные нагрузки между передней уплотнительной втулкой и наружной частью кулачкового входа корпуса могут быть дополнительно минимизированы или устранены (вдобавок к или вместо использования профилированных поверхностей наружной стенки уплотнительной втулки, описанных выше) посредством обеспечения передней уплотнительной втулки с задней фланцевой частью, имеющей такой размер, чтобы входить в зацепление с внутренней поверхностью гайки фитинга, по расширении в радиальном направлении передней уплотнительной втулки и перед тем, как передняя уплотнительная втулка входит в контакт или прикладывает радиальную нагрузку к наружной части кулачкового входа корпуса. Например, передние уплотнительные втулки по меньшей мере по фиг.36, 39, 42A, 45, 50, 57, 58, 60, и 61 включают в себя задние фланцевые части, которые имеют такой размер, чтобы входить в зацепление с внутренней поверхностью гайки фитинга, по расширении в радиальном направлении передней уплотнительной втулки и перед тем, как передняя уплотнительная втулка входит в контакт или прикладывает радиальную нагрузку к наружной части кулачкового входа корпуса.
[00228] Изобретательные аспекты были описаны со ссылкой на примерные варианты осуществления. Модификации и изменения придут на ум другим специалистам по прочтении и понимании данной спецификации. Предполагается, что она включает в себя все такие модификации и изменения в той мере, в какой они подпадают под объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.