用于流體聯(lián)接裝置的模鍛可視指示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如通過聯(lián)接裝置相互連接的流體輸送構(gòu)件，更具體地，涉及具有結(jié)合了固定在聯(lián)接裝置上的相應(yīng)法蘭的端部的流體輸送構(gòu)件，其中流體輸送構(gòu)件和法蘭通過模鍛/鍛壓/旋鍛工藝被連結(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]有許多發(fā)明涉及流體輸送構(gòu)件或?qū)Ч埽约翱捎糜谑沽黧w輸送構(gòu)件相互連接的各種聯(lián)接裝置。聯(lián)接裝置的具體設(shè)計(jì)，以及流體輸送構(gòu)件的設(shè)計(jì)通常通過與被輸送的流體的類型相關(guān)聯(lián)的特殊要求來決定。為了輸送非揮發(fā)性液體例如水，聯(lián)接裝置可具有更簡單的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵S多應(yīng)用中的潛在泄漏可能不引起顯著的健康或安全問題。相反，對于輸送燃料或其它易揮發(fā)或有害液體的流體輸送構(gòu)件，該輸送構(gòu)件的結(jié)構(gòu)通常要求冗余的密封特征，以及冗余的鎖定或防篡改特征。
[0003]對于輸送用于特別是危險(xiǎn)應(yīng)用例如飛機(jī)內(nèi)的燃料的流體輸送構(gòu)件，已經(jīng)制定嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以確保燃料處理的安全性。在這樣的環(huán)境中的任何燃料泄漏可導(dǎo)致災(zāi)難性的燃燒或爆炸。
[0004]飛機(jī)中的流體輸送構(gòu)件通常使用堅(jiān)固且可靠的聯(lián)接器相互連接，所述聯(lián)接器確保在所連接的流體輸送構(gòu)件之間實(shí)現(xiàn)防漏密封。所述流體輸送構(gòu)件的對接端包括被聯(lián)接器接收且保持的金屬法蘭。金屬法蘭通常借助于模鍛過程附接在流體輸送管的端部，法蘭或管在模鍛過程中被模鍛，因而在法蘭和管的端部之間實(shí)現(xiàn)流體緊密的密封。
[0005]公開了模鍛接頭的一個(gè)示例參考包括美國專利N0.5，452，921。該接頭用于附接到包括筒形套管的管，所述套管具有錐形外表面和用于接收所述管的內(nèi)表面。具有錐形內(nèi)表面的筒形模鍛環(huán)接合套管的錐形外表面，使得所述環(huán)關(guān)于所述套管向前的軸向移動(dòng)導(dǎo)致所述環(huán)對套管施加徑向力以使其模鍛到所述管。所述模鍛環(huán)在模鍛之前以及之后都通過套管外表面上的一個(gè)或多個(gè)突出部被鎖定在套管上，所述突出部使環(huán)形槽協(xié)作地結(jié)合在模鍛環(huán)中。
[0006]公開了用于管道和相關(guān)聯(lián)的套管或法蘭的模鍛配置的另一示例參考包括美國專利N0.3，730，567。具體地，公開了用于模鍛附接到管道的連接套管。所述套管具有一對環(huán)形槽，該環(huán)形槽在內(nèi)圓周壁中設(shè)置有預(yù)定深度，所述槽通過從槽的底部升起的環(huán)形環(huán)部被分開。環(huán)形環(huán)部在軸向方向的寬度設(shè)置成使得模鍛到槽內(nèi)的管道傾向于在鄰近每個(gè)區(qū)域邊緣處呈現(xiàn)單獨(dú)的彎曲部，并在兩個(gè)邊緣中間的區(qū)域保持大致平坦。環(huán)形環(huán)部的區(qū)域中的筒狀體的內(nèi)直徑布置成使其小于環(huán)形槽的體部的內(nèi)直徑并且大于筒形體部的遠(yuǎn)離所述槽的內(nèi)直徑，從而導(dǎo)致在模鍛附接操作過程中向管壁施加力的兩個(gè)階段。
[0007]公開了用于管道和相關(guān)聯(lián)的聯(lián)接裝置的另一參考示例包括美國專利N0.7，900，976。該裝置包括聯(lián)接裝置主體和適于使管狀構(gòu)件以永久模鍛連接接合的套環(huán)。所述聯(lián)接裝置包括軸向間隔開的前套圈和后套圈，所述套圈在模鍛過程中接合以提供多個(gè)以套圈、管狀構(gòu)件以及聯(lián)接裝置主體為介質(zhì)的密封。后套圈包括具有大致柱形的壁的中央?yún)^(qū)域，所述壁在模鍛過程中變形成波紋管狀形狀以加強(qiáng)密封件的維持。一種用于將接頭主體和套環(huán)模鍛到管狀構(gòu)件上的便攜式安裝工具被液壓致動(dòng)。
[0008]關(guān)于諸如管/管道和相應(yīng)的法蘭/套圈的流體輸送構(gòu)件之間的模鍛連接部，通常有兩種類型的模鍛工藝。內(nèi)部模鍛是一種工藝，其中內(nèi)部構(gòu)件(管/管道)在內(nèi)部膨脹以使管/管道材料壓靠相應(yīng)的法蘭/套圈的內(nèi)表面。這種內(nèi)部模鍛可通過使較大直徑的硬化工具被拉動(dòng)穿過管/管道的內(nèi)部以使其抵靠法蘭/套圈的內(nèi)表面膨脹來實(shí)現(xiàn)。外部模鍛是外法蘭/套圈被壓靠到內(nèi)部管/管道上的模鍛工藝。外部模鍛可通過推動(dòng)待連結(jié)的部件以穿過內(nèi)徑小于法蘭/套圈的外徑的硬化模具來實(shí)現(xiàn)。在兩種情況下，施加到部件的壓縮力使材料流入波紋狀空腔，從而提供了牢固的防漏機(jī)械結(jié)合。
[0009]雖然已知模鍛是連結(jié)用于輸送有害流體的法蘭和管的可靠方法，仍必須進(jìn)行質(zhì)量控制檢查以便確認(rèn)模鍛過程已成功地創(chuàng)建防漏連接。用于質(zhì)量控制的當(dāng)前做法包括模鍛連接部的統(tǒng)計(jì)抽樣的破壞性試驗(yàn)。具體地，模鍛的樣品或“抽樣”被橫剖以分析連結(jié)處或連接部以確定模鍛連接部的質(zhì)量。由于這種破壞性取樣僅在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行，待使用的流體輸送構(gòu)件仍有可能存在模鍛連接部對預(yù)期用途并不完全足夠的情況。
[0010]由于統(tǒng)計(jì)取樣和破壞性試驗(yàn)所固有的缺點(diǎn)，有必要提供確認(rèn)模鍛連接部充分的能力，特別是對于那些輸送揮發(fā)性液體的環(huán)境。還需要提供這種能力而不顯著改變流體輸送管線、法蘭或聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)。還需要提供這種能力，其易于由用戶或檢查者確認(rèn)而而不需要特殊的檢測設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明，公開了用于流體聯(lián)接裝置的模鍛可視指示器和對模鍛連接部執(zhí)行質(zhì)量測試的方法。模鍛可視指示器通過借助于穿過填充有指示材料的法蘭形成的一個(gè)或多個(gè)模鍛孔對模鍛過程的非破壞性可見指示來實(shí)現(xiàn)。所述(多個(gè))孔定位成對準(zhǔn)法蘭的模鍛槽。當(dāng)進(jìn)行模鍛過程時(shí)，管材料被壓入法蘭的模鍛槽。指示材料的一部分在模鍛之前延伸到相應(yīng)的槽內(nèi)。當(dāng)管材料進(jìn)入槽時(shí)，所述指示材料在朝向法蘭的暴露外表面的方向移動(dòng)。更具體地，當(dāng)模鍛發(fā)生時(shí)，被壓入槽內(nèi)的管材料迫使指示材料離開所述槽并通過所述孔被壓向外表面。在成功的模鍛過程中，指示材料被移動(dòng)到一個(gè)程度，使得所述指示材料可通過裸眼觀察可見。
[0012]在可視指示器的一個(gè)方面中，其結(jié)合使用指示材料，該指示材料在視覺上與周圍材料不同并且能夠被移動(dòng)，使得指示材料能提供對模鍛過程是否成功的一致且可靠的指不ο
[0013]在可視指示器的另一方面中，其結(jié)合使用保持在法蘭中形成的一個(gè)或多個(gè)孔內(nèi)的所需的量的指示材料，使得當(dāng)進(jìn)行所述模鍛過程時(shí)，足量的指示材料發(fā)生移動(dòng)，因此指示材料可容易地被裸眼看到以確定模鍛過程是否成功。因此，可以進(jìn)行可視檢查來避免破壞性測試方法。
[0014]在可視指示器的又一方面中，其包括使用與法蘭相比更軟的材料，使得指示材料能夠在冷成型模鍛過程下變形和移動(dòng)。許多模鍛過程是冷成型工藝，其中模鍛連接部不要求加熱。因此，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的指示材料包括能夠在發(fā)生冷成型過程的溫度下容易地被移動(dòng)的材料。
[0015]在可視指示器的另一方面中，優(yōu)選的是，指示材料耐電化腐蝕，從而不損害流體輸送構(gòu)件和法蘭之間的連接部。
[0016]在可視指示器的又一方面中，優(yōu)選的是，所述指示材料與被模鍛的相鄰部件具有相同數(shù)量級的導(dǎo)電性，因此指示材料將不會(huì)干擾連接部的所需導(dǎo)電性。
[0017]在本發(fā)明的另一方面中，如果選擇用于指示材料的具體材料的導(dǎo)電性未達(dá)到所需程度，那么指示材料的位置被放置成使其不干擾可用于實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的聯(lián)接裝置的電結(jié)合的結(jié)合線或結(jié)合卡扣的導(dǎo)電率。
[0018]在本發(fā)明的又一方面中，多個(gè)可視指示器設(shè)置在法蘭與流體輸送構(gòu)件之間的連結(jié)部上，其中可視指示器圍繞法蘭的周邊徑向隔開地布置成螺旋形。螺旋形布置允許通過徑向以及軸向地貫穿連結(jié)部可視地確定所述模鍛操作是成功的。這個(gè)螺旋布置還降低了這樣的潛在可能性:線性排列的一組孔會(huì)導(dǎo)致沿著法蘭產(chǎn)生被不可接受地削弱的區(qū)域。
[0019]在本發(fā)明的另一方面中，可以認(rèn)為是包括一對抵接法蘭與相應(yīng)輸送管由聯(lián)接裝置連結(jié)的組合。這種組合為軸向?qū)R的流體輸送構(gòu)件提供了防漏連接，其中兩個(gè)法蘭都可被檢測在法蘭與其相應(yīng)流體輸送構(gòu)件之間是否有足夠的模鍛。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的方法，形成在法蘭中的一個(gè)或多個(gè)孔填充有指示材料。每個(gè)孔具有測定體積的指示材料，使得當(dāng)進(jìn)行模鍛過程時(shí)，指示材料在孔中移動(dòng)一孔內(nèi)距離以允許可視檢查。在該方法的一個(gè)方面中，所述指示材料的移動(dòng)在所述孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)，使得所述指示材料與法蘭的暴露的外表面平齊或幾乎平齊，因此指示了已經(jīng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)哪ｅ戇^程。相反，如果指示材料仍然在孔內(nèi)凹進(jìn)并且不容易看見，那么可以得出結(jié)論，該模鍛過程不成功，因?yàn)槟ｅ懖⑽磳?dǎo)致管或法蘭材料充分膨脹或變形。
[0021]考慮到本發(fā)明的上述特征和方面，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明可以被認(rèn)為是一種用于流體聯(lián)接裝置的可視指示器，包括(i)流體聯(lián)接部件，具有限定中空內(nèi)部的側(cè)壁，和形成在所述側(cè)壁的內(nèi)表面上的多個(gè)槽；(ii)孔，該孔穿過所述側(cè)壁形成并與所述槽之一相交；(iii)放置在所述孔中的指示材料；和(iv)流體輸送構(gòu)件，其通過模鍛過程一一其中材料從所述流體輸送構(gòu)件被壓到所述槽內(nèi)，因此在所述孔內(nèi)移動(dòng)所述指示材料一一連接至所述流體聯(lián)接部件。
[0022]根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明可被認(rèn)為是一種提供用于流體輸送構(gòu)件的可視指示器的方法，包括(i)提供流體聯(lián)接部件，其具有限定中空內(nèi)部的側(cè)壁，和形成在所述側(cè)壁的內(nèi)表面