CN107208834A - 快速连接器组件 - Google Patents

Abstract

连接器组件包括一个具有开孔的壳体，所述开孔沿着轴线从第一开口端延伸到第二开口端。壳体还包括彼此周向间隔并且沿径向可偏转的多个指状件。指状件中的至少一个具有彼此轴向间隔并延伸到所述壳体的开孔中的多个齿，用于咬合第一管子以阻止第一管子从开孔拉出。每个齿也延伸一个高度到接合表面的前缘，所述接合表面还包括一个相对于轴线以一个角度延伸的倾斜部分。轴向间隔的齿具有倾斜部分的不同高度和不同角度中的至少一个。

Description

快速连接器组件

相关申请的交叉引用

本PCT专利申请要求于2014年11月20日提交的第14/548,741号美国发明专利申请的权益和优先权，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分，并且通过引用并入此案。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及用于将类似或不同材料的管或管子彼此流体连接的连接器组件。

2.相关技术

美国许多建筑物的管道系统包括铜、氯化聚氯乙烯(CPVC)和/或交联聚乙烯(PEX)管或管子中的一种或多种。许多管道工倾向于使用PEX管，而不是由其他材料制成的管，原因有很多，例如包括灵活性、成本效益、耐腐蚀性和耐冻结性。一些管道制造商生产铜或CPVC与PEX的适配器，用于将PEX管子件与铜或CPVC管道进行流体连接。然而，许多这类设计的适配器的安装费用高且复杂，(例如，一些设计需要使用粘合剂或焊接)，否则就不可靠。例如，当流过连接管的流体的压力非常高时，一些已知适配器失效。

仍然存在有意义的持续的需求以提供能克服与其他已知适配器相关的任何或全部缺点的改进的连接器组件。

发明内容

本发明的一方面提供一种用于在第一管子和第二管子之间建立流体连通的连接器组件，其中，第二管子可以是与第一管子相同或不同的材料。连接器组件包括一个具有开孔的壳体，所述开孔沿着轴线从第一开口端延伸到第二开口端。壳体还包括彼此周向间隔并且沿径向可偏转的多个指状件。指状件中的至少一个具有彼此轴向间隔并且延伸到所述壳体的开孔中的多个齿，用于接合或咬合第一管子以阻止第一管子从开孔拉出。每个齿还延伸一个高度到上表面的前缘，该上表面还包括相对于轴线以一定角度延伸的倾斜部分。轴向间隔的齿具有倾斜部分的不同高度和不同角度中的至少一个。

已经发现，改进的连接器组件提供增强的拉出阻力并且能够承受第一和第二管子之间高达800磅/平方英寸的压力，明显大于其它已知连接器组件的输送压力。

根据本发明的另一方面，壳体的第二开口端构造为用于容纳第二管子，并且壳体具有一个外表面，其被构造为密封与第一端相邻的第一管子。

根据本发明的另一方面，所述至少一个指状件具有至少三个轴向间隔的齿，所述齿包括一个与所述壳体的所述第二开口端相邻的第一齿和一个第二齿以及一个离所述第二开口端最远的第三齿。

根据本发明的另一方面，至少三个齿的角度远离第二开口端逐渐减小，第一齿的角度约为38度，第二齿的角度约为33度，以及第三齿的角度约为28度。

根据本发明进一步的一方面，至少三个齿的高度和角度都远离第二开口端逐渐减小。

根据本发明的另一方面，所述至少三个轴向间隔的齿总共为六个齿，其彼此整体连接成两个三排并且与所述至少一个指状件二次成型接合。

根据本发明进一步的另一方面，每个齿的所述上表面还包括平坦部分，该平坦部分与所述轴线平行延伸并与前缘相邻。

附图说明

通过参考以下详细描述并结合附图可以更好地理解本发明，因此本发明的这些和其它特征以及优点也可以更好地被理解，其中：

图1是一个连接铜或CPVC管与PEX管子的示例性快速连接器组件的透视图和正视图；

图2是图1所示快速连接器组件的分解图；

图3是图1所示快速连接器组件与铜或CPVC管及PEX管子接合的横截面图；

图4是图1所示快速连接器组件的壳体的横截面图；

图5是图1所示快速连接器组件中一个包括多个齿的示例性零件的等距视图；

图6是图5所示示例性零件的前视图；

图7是图5所示示例性零件的侧视图；

图8是图7所示零件的一个齿的一部分的放大图，以及

图9是图1所示示例性快速连接器组件的等距视图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示对应的部件，图1和图3示出了一个快速连接器组件20的示例性实施例，其与第一材料的第一管子22和第二材料的第二管子24接合并在第一管子22和第二管子24之间建立流体连通。在示例性实施例中，示例性实施例的第一管子24是交联聚乙烯(PEX)材料，下文中称为“PEX管子24”。第二管子22的第二材料是铜或氯化聚氯乙烯(CPVC)材料，下文称为“铜或CPVC管子22”。因此，示例性快速连接器组件20在许多住宅、工业或商业建筑物的管道系统中用途广泛，可以用作建筑物中的现有铜或CPVC管道和新PEX管子件之间的桥梁。然而，应当理解，第一和第二材料可以相似(例如，两个管子都可以是PEX)，并且快速连接器组件20也可在建筑物的管道系统之外有一系列用途。

参考图4，示例性快速连接器组件包括一个具有开孔的壳体26，该开孔从用于接收PEX管子24的第一开口端28沿着轴线A延伸至用于接收铜或CPVC管22的第二开口端30。壳体26具有一个限定该开孔的内表面32和一个外表面34。在第一和第二端28，30之间，壳体26依次延伸穿过一个第一终端段36，一个第一中间段38，一个第二中间段40和一个第二终端段42。第一终端段36的外表面34根据ASTMF-1960标准形成，通过使用PEX膨胀环44(如图1和图3所示)的标准膨胀连接建立与PEX管子24(图1和图3所示)的流体连接。然而，应当理解，第一终端段36可构造为通过任何合适的连接方式与PEX管子24连接，包括例如沙克贝特(shark bite)连接、压缩连接、压接连接、夹紧连接或按压连接。壳体26优选地由一种聚合材料的一个整体构成，并且优选地由注射成型工艺形成。然而，应当理解，壳体26可以由任何合适的材料并且可以通过任何合适的成形工艺制成。

壳体26的内表面32包括一个面向第二开口端30并且将第一终端段36与第一中间段38分开的第一肩部46。如图3所示，第一肩部46限定了一个将铜或CPVC管22插入壳体26的开孔时的终止点。

壳体26的内表面32还包括一个第二肩部48，其也面向第二开口端30，并且分隔壳体26的第一和第二中间部分38，40。如图3所示，在使用时，第二肩部48接收并支撑一个O形环50(或任何合适类型的密封件)，该O形环定位在开孔的第二中间段40中以在铜或CPVC管22与壳体26之间建立流体密封，如上所述。一个环形间隔件52被放置在开孔的第二中间段40中且位于O形环50的另一个轴向侧，用于保持O形环50与第二肩部48接触。

如图2和图3所示，一个大致圆柱形的插入件54也被放置在壳体26的第二中间段40中，并且包括一对突片56，该突片56径向向外延伸穿过壳体26中的窗口，以将间隔件52和O形环50固定在图3所示的预定位置。突片56允许壳体26、O形环50、间隔件52和插入件54预先组装并封装成单个组件，其从包装中取出即可使用，无需任何额外的组装步骤。

再次参考图4，示例性壳体26的第二终端段42包括多个周向间隔的狭缝58，其沿轴向方向从壳体26的第二开口端30延伸到第二中间段40。在相邻的缝隙58之间，壳体26具有从第二端30轴向延伸到活动铰链61的指状件60，活动铰链61将指状件60与壳体26的第二中间段40相互连接。活动铰链61允许指状件60径向向内和向外偏转。

示例性快速连接器组件20的指状件60包括从指状件60的内表面32径向向内延伸以接合或咬合铜或CPVC管22的多个齿62a，62b，62c，由此限制铜或CPVC管22从壳体26的开孔拔出。换句话说，齿62a，62b，62c将铜或CPVC管22锁定在图3的位置。示例性实施例的齿62a，62b，62c部分地嵌入在指状件60内。例如，齿62a，62b，62c可以通过二次成型工艺(overmolding process)部分地嵌入指状件60内。

指状件60径向向外或远离轴线A倾斜朝向壳体的第二开口端30，使得在将铜或CPVC管22插入壳体26的开孔时，齿62a，62b，62c或者不接触铜或CPVC管22或轻轻地接触铜或CPVC管22以防止或限制划伤铜或CPVC管22。根据指状件60的斜面，如果齿62a，62b，62c在插入过程中接触铜或CPVC管22，指状件60向外弯曲可以防止划伤铜或CPVC管22。

在另一个实施例中，与上述优选实施例中的倾斜指状件60相反，指状件60远离轴线A弯成弯曲状。类似于在优选实施例中与倾斜指状件60相关联的功能，指状件60弯成远离轴线A的弯曲状也使齿62a，62b，62c不接触铜或CPVC管22或轻轻地接触铜或CPVC管22，以防止或限制铜或CPVC管22在插入时被划伤。

在示例性实施例中，指状件60被弯成弯曲状以扩大用于接收铜或CPVC管22的开孔。或者，指状件60可以相对于轴线A向外成角度。例如，指状件60可以相对于轴线A成大约三度的角度。

参考图3和图5-9，齿62a，62b，62c设置在夹子64上，每个夹子64包括设置为两个三排的六个齿62a，62b，62c。具体地，每个夹子64包括第一排齿62a，第二排齿62b以及第三排齿62c，该第一排齿62a与壳体26的第二端30相邻，该第三排齿62c离第二端30最远。齿62a，62b，62c优选地由诸如不锈钢的耐腐蚀金属形成，但是也可以由任何合适的金属或任何其它合适类型的材料形成。

参考图3，图7和图8，每个齿62a，62b，62c具有一个从前缘(或咬边)66延伸到后缘68的接合表面。齿62a，62b，62c的前缘66面向壳体26的第一端28，用于咬合铜或CPVC管22以阻止铜或CPVC管22从壳体26的开孔拉出。在一个实施例中，每个齿的接合表面包括一个基本平坦部分70和一个相对于轴线以及夹子64的基部以角度θa，θb，θc延伸的倾斜部分72。应当理解，这种平坦部分70也可以形成为尖锐或圆角的角部分。在示例性实施例中，每个指状件60包括带有咬合铜或CPVC管22的齿62a，62b，62c的夹子64之一。活动铰链61和齿62a，62b，62c的接合表面的倾斜部分72允许铜或CPVC管22在铜或CPVC管22在接触到齿62a，62b，62c的倾斜部分72时，因指状件60在活动铰链61处径向向外偏转而越过齿62a，62b，62c以非常小的力很容易地插入。

每排中的齿62a，62b，62c彼此形状相似，但是接合表面的角度θa，θb，θc和至前缘66的高度Ha，Hb，Hc每行都有变化。具体来说，接合表面的角度θa，θb，θc从第一排齿62a到第三排齿62c逐渐减小，高度Ha，Hb，Hc从第一排齿62a到第三排齿62c逐渐减小。在该示例性实施例中，第一角度θa约为38°，第二角度θb约为33°以及第三角度θc约为28°。已经发现这种特定的结构使得流体连接器组件20能够在800磅/平方英寸(psi)以上的压力下保持铜或CPVC管22与PEX管子24之间的有效密封。

在示例性实施例中，指状件60径向向内偏转，通过PEX膨胀环44增强齿62a，62b，62c与铜或CPVC管22的接合或咬合力。PEX膨胀环44围绕指状件60的外表面34插入并在指状件60周围自动收缩以将齿62a，62b，62c的前缘66偏压到铜或CPVC管22中。或者，可以用一个压接或夹紧环将齿偏压到铜或CPVC管22中。

现将使用示例性快速连接器组件20将铜或CPVC管22与PEX管子24流体连接的过程描述如下。首先，使用者将铜或CPVC管22通过第二开口端30插入壳体26中，直到其接触第一肩部46。从而确保使用O形环50与铜或CPVC管22的流体紧固密封。在此过程中，当铜或CPVC管22的端部越过齿62a，62b，62c时，指状件60将向外弹性偏转。接下来，使用者展开PEX膨胀环44并将其滑过壳体26直到PEX膨胀环44与指状件60对准。然后允许PEX膨胀环44围绕指状件60收缩以偏置齿62a，62b，62c靠向铜或CPVC管22。然后，PEX管子24可以通过任何合适的工艺与壳体26的第一终端段36实现流体连接。整个过程非常快，除了PEX膨胀环之外，不需要粘合剂、焊接或其他专用工具，许多使用PEX管子件的水管工已经在使用膨胀环。铜或CPVC管22和PEX管子24之间的连接比使用其它已知的适配器或连接器组件建立的连接更可靠并且流体密封性更好。更进一步地，连接器组件20不需使用任何可能污染流动在铜或PVC管22与PEX管子24之间的流体的黄铜、铅或其他金属。

显然，根据上述说明，本发明可能有许多修改和变化，并且可以在所附权利要求书的范围内以与具体描述不相同的方式实施。

Claims (15)

1.一种用于在第一管子和第二管子之间连接并建立流体连通的连接器组件，包括：

一个具有沿着轴线从第一开口端延伸到第二开口端的开孔的壳体；

所述壳体包括彼此周向间隔并且沿径向可偏转的多个指状件；

所述指状件中的至少一个具有多个齿，所述多个齿彼此轴向间隔并延伸到所述壳体的所述开孔中，用于接合第一管子以阻止第一管子从所述开孔拉出；

所述齿中的每一个齿延伸一个高度至接合表面的前缘，该接合表面还包括相对于所述轴线以一定角度延伸的倾斜部分；以及

其中，所述轴向间隔的齿具有所述倾斜部分的不同高度和不同角度中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述至少一个指状件具有至少三个轴向间隔的齿，所述齿包括一个邻近所述壳体的所述第二开口端的第一齿和一个第二齿以及一个离所述第二开口端最远的第三齿。

3.根据权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述至少三个齿的角度远离所述第二开口端逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述第一齿的所述角度约为38度，所述第二齿的所述角度约为33度以及所述第三齿的所述角度约为28度。

5.根据权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述至少三个齿的所述高度远离所述第二开口端逐渐减小。

6.根据权利要求2所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述至少三个齿的所述角度和所述高度都远离所述第二开口端逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述至少三个轴向间隔的齿进一步限定为六个齿，所述六个齿整体连接在一个夹子中并且被布置为两个三排。

8.根据权利要求7所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述整体连接的齿部分嵌入所述至少一个指状件中。

9.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，每个齿的所述接合表面包括一个形成为平坦部分的一个平坦角部，其与所述轴线呈平行关系延伸。

10.根据权利要求9所述的连接器组件，其特征在于，其中，每个齿的所述平坦角部邻近所述前缘并形成为平坦、圆形或锋利的边缘之一。

11.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，每个所述指状件包括多个所述轴向间隔的齿。

12.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述壳体的所述指状件通过狭槽彼此分离。

13.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，其中，所述指状件远离所述轴线径向向外倾斜，以扩大所述壳体的所述第二开口端，用于防止所述第一管子在插入所述壳体的所述开孔时被划伤。

14.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，所述指状件远离所述轴线弯成弯曲状，以扩大所述壳体的所述第二开口端，用于防止或限制所述第一管子在插入所述壳体的所述开孔时被划伤。

15.根据权利要求1所述的连接器组件，其特征在于，还包括一个第一材料的第一管子和一个不同的第二材料的第二管子。