TWI911655B - 用於連結第一及第二管道元件之聯軸器及其組裝方法 - Google Patents

Abstract

一種用於連結第一及第二管道元件之聯軸器包含可附接至管道元件之第一及第二環。各環界定一溝槽及相鄰於該溝槽之複數個接收面。區段可端對端附接以環繞一中心空間及該等環。各區段包含朝向該中心空間突出以與該等環之各溝槽接合之鍵。各區段包含可與該第一及第二環之一接收面接合之至少一個作用面。該等作用面與該等接收面之間的接合防止該第一及第二管道元件相對於彼此旋轉。本發明亦揭示一種組裝該聯軸器之方法。

Description

用於連結第一及第二管道元件之聯軸器及其組裝方法

本發明係關於用於連結管道元件之機械聯軸器及用於管線維護之方法。

大直徑管線在現場組裝及部署係複雜、昂貴且危險的。在一些行業(尤其是採礦業)中，在管線中輸送之介質(諸如泥漿)可具研磨性及/或腐蝕性且引起與介質接觸之管道元件之內部加速磨損。管道元件內部之最下區域通常經受最大磨損，因為在重力作用下，研磨顆粒在流內分層，且流體中之大多數研磨顆粒接觸且最快速侵蝕最下區域。

可藉由週期性旋轉管道元件以將管道元件內部之一不同、受侵蝕較少之部分定位於最下處(在底部處)同時將磨損部分旋轉至側面或頂部來顯著增加此等管線之壽命。取決於介質及磨損率，管道元件可以90度、120度或180度間隔旋轉(稱為「按時鐘轉動」)。一旦一管道元件已被按時鐘轉動足夠次數使得所有內表面已大致相等磨損，則更換管道元件。

管線旋轉亦係一複雜、昂貴及危險工作，尤其是大直徑之管線，其通常需要在最初鋪設管線時使用相同重型設備。由於個別地旋轉管線之各管道元件係不切實際的，所以通常旋轉管線之長段，其可包括數百英尺之管道元件及幾個接頭(接頭保持完好無損)。用於旋轉管段之一常見方法使用稱為「吊管機」之一系列專用履帶車輛，但亦可採用諸如起重機及本技術中已知之其他機械之提升設備。各吊管機具有延伸至履帶車輛之側以將管道元件自一溝道或高架支架提升之一提升起重臂。當管線之管道元件由螺栓凸緣連結時，待旋轉之管段之對置端處之凸緣卸下螺栓。允許管道元件圍繞其縱軸旋轉之專用吊索沿管段之長度以隔開關係圍繞管段串連。接著，多個吊管機被引入，連接至吊索，且用於提升管道元件。另外，一或多個吊管機將被引入且連接至經配置以圍繞管線擰緊之不同吊索。此等吊索相對於管道元件直徑定位偏心，使得當提升吊索時，各吊索之提升軸與管道元件相切拉動。當吊管機提升管道元件時，各偏心吊索旋轉其管道元件且因此整個管段旋轉。偏心吊索之各提升僅可產生一有限旋轉量，因此在一提升期間偏心吊索需要多次重置，且在提升吊管機使管段保持於一高架位置中時重複旋轉程序，直至達成所要旋轉量。

一旦管段已足夠旋轉，則偏心吊索脫離且提升吊管機將管段降回至適當位置以將管段之端凸緣重新連接至管線。當使用凸緣管道元件時，必須仔細控制管段之旋轉以確保段之端處之凸緣上之螺栓孔與管線之配合凸緣對齊。可採用由接合帶槽管道元件之機械聯軸器形成之管道元件之間的接頭(「帶槽接頭」)來代替凸緣管道元件以無需管段與管線旋轉對準，因為帶槽接頭不知道所連結之管道元件之旋轉位置。然而，帶槽接頭圍繞管道元件之縱軸具有比凸緣接頭低之旋轉阻力。由帶槽接頭連結之管道元件可滑移且允許個別管道元件相對於彼此旋轉。因此，管段中之所有管道元件可不與由偏心吊索旋轉之管道元件旋轉相同量。管道元件相對於聯軸器滑移減少可包含於一起旋轉之管段中之接頭數目以導致較短管段一次性旋轉。不論使用帶槽還是凸緣接頭，需要在各管段之端處斷接管道元件可准許流體自管線損失。取決於管線中之流體，此損失可在經濟上不實際或不環保。

顯然有機會改良大直徑管線接頭以及提升及旋轉大直徑管段之程序，其不會經受根據先前技術之程序之缺點。

本發明涉及一種用於連結第一及第二管道元件之聯軸器。在一個實例性實施例中，該聯軸器包括可附接至該第一管道元件之一端之一第一環。該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該第一溝槽之複數個接收面。一第二環可附接至該第二管道元件之一端。該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之複數個接收面。第一及第二區段可端對端附接以環繞一中心空間。該第一區段包括沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第一及第二鍵呈隔開關係。至少一個作用面可與該第一環之該複數個接收面之一接收面接合。至少一個作用面可與該第二環之該複數個接收面之一接收面接合。該等作用面與該等接收面之間的接合防止該第一及第二管道元件相對於彼此旋轉。該第二區段包括沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係。當該第一及第二環定位於該中心空間內時，該第一及第二區段之該第一及第二鍵可分別與該第一及第二溝槽接合。該第一區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件。該第二區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件。該第一區段上之該第一附接構件可與該第二區段上之該第一附接構件接合。該第一區段上之該第二附接構件可與該第二區段上之該第二附接構件接合以使該第一及第二區段彼此附接。

舉例而言，該第一環之該複數個接收面之各接收面沿該第一環之一弦延伸，且該第二環之該複數個接收面之各接收面沿該第二環之一弦延伸。

在一實例性實施例中，該第二區段進一步包括可與該第一環之該複數個接收面之一接收面接合之至少一個作用面及可與該第二環之該複數個接收面之一接收面接合之至少一個作用面。該等作用面與該等接收面之間的接合防止該第一及第二管道元件相對於彼此旋轉。

在一實例性實施例中，該第一環界定相鄰於該第一溝槽之一第一凹口及一第二凹口。該第一凹口及該第二凹口之各者包括該第一環之該複數個接收面之接收面。該第二環界定相鄰於該第二溝槽之一第一凹口及一第二凹口。該第一凹口及該第二凹口之各者包括該第二環之該複數個接收面之接收面。該第一區段包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起。該第一突起及該第二突起之各者包括該第一區段之該至少一個作用面之作用面。該第一突起可與該第一環之該第一凹口接合且該第二突起可與該第二環之該第一凹口接合。該第二區段包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起。該第一突起及該第二突起之各者包括該第二區段之該至少一個作用面之作用面。該第一突起可與該第一環之該第二凹口接合且該第二突起可與該第二環之該第二凹口接合。

舉例而言，該第一環界定相鄰於該第一溝槽之一第二凹口。該第二凹口包括該第一環之該複數個接收面之接收面。該第二環界定相鄰於該第二溝槽之一第二凹口。該第二凹口包括該第二環之該複數個接收面之接收面。進一步舉例而言，該第一及第二環之該第一及第二凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。舉例而言，該第一環之該第一及第二凹口位於該第一環之對置側上，且該第二環之該第一及第二凹口位於該第二環之對置側上。

舉例而言，該第一及第二區段之第一及第二突起包括遠離各自第一及第二鍵向外延伸之第一及第二作用面及在該第一與第二作用面之間橫向延伸之一第三作用面。進一步舉例而言，第一及第二作用面經構形以分別接合該第一及第二接收面，且該第三作用面經構形以接合該第三接收面。

在一實例性實施例中，各附接構件包括以隔開關係界定第一及第二孔之一凸耳。各孔經調適以接收用於將該第一區段上之該第一附接構件附接至該第二區段上之該第一附接構件及將該第一區段上之該第二附接構件附接至該第二區段上之該第二附接構件之一可調緊固件。

在一實例性實施例中，該第一區段界定定位於該第一區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第一通道。該第二區段界定定位於該第二區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第二通道。舉例而言，該聯軸器進一步包括接收於該第一及第二通道內之一密封件。該密封件可與該第一及第二環接合用於實現一流體密封接合。

在一實例性實施例中，該第一環界定一第三凹口及一第四凹口，且該第二環界定一第三凹口及一第四凹口。舉例而言，該第一及第二環之該第三及第四凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。進一步舉例而言，該第一環之該第三及第四凹口位於該第一環之對置側上且該第二環之該第三及第四凹口位於該第二環之對置側上。

在另一實例性實施例中，當該第一及第二環位於該中心空間內時，該第一區段上之該第一附接構件界定可與該第一環之該複數個接收面之一第一接收面接合之該第一區段之該至少一個作用面之一第一作用面及與該第一作用面呈間隔關係且可與該第二環之該複數個接收面之一第二接收面接合之該第一區段之該至少一個作用面之一第二作用面。在一實例性實施例中，該第二區段上之該第一附接構件包括可與該第一環上之該第一接收面接合之該第二區段之該至少一個作用面之一第三作用面及與該第三作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第二接收面接合之該第二區段之該至少一個作用面之一第四作用面。

舉例而言，該聯軸器可進一步包括在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸之一第三接收面及在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸之一第四接收面。該第一區段上之該第二附接構件包括可與該第一環上之該第三接收面接合之一第五作用面及與該第五作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第四接收面接合之一第六作用面。該第二區段上之該第二附接構件包括可與該第一環上之該第三接收面接合之一第七作用面及與該第七作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第四接收面接合之一第八作用面。舉例而言，該第一、第二、第三及第四接收面包括平坦表面，各該平坦表面延伸通過該環之一弦。進一步舉例而言，該第一及第三接收面位於該第一環之對置側上且該第二及第四接收面位於該第二環之對置側上。

在一實例性實施例中，該第一及第二作用面包括能夠分別與該第一及第二接收面配合接合之平坦表面。該第三及第四作用面包括能夠分別與該第一及第二接收面配合接合之平坦表面。該第五及第六作用面包括能夠分別與該第三及第四接收面配合接合之平坦表面。該第七及第八作用面包括能夠分別與該第三及第四接收面配合接合之平坦表面。舉例而言，針對各該作用面，該作用面之一第一部分相對於該作用面之一第二部分角定向。進一步舉例而言，各區段上之各第一及第二附接構件分別對向該等區段之一各自者之一角部分。該角部分界定自各該區段上之該等鍵之一者之一曲率中心量測之在自15°至35°之範圍內之一對向角。進一步舉例而言，各區段上之各第一及第二附接構件分別對向該等區段之一各自者之一角部分。該角部分界定自各該區段上之該等鍵之一者之一曲率中心量測之25°之一對向角。

一實例性實施例進一步包括在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸之一第五接收面、在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸之一第六接收面、在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸之一第七接收面及在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸之一第八接收面。舉例而言，該第五、第六、第七及第八接收面包括平坦表面。各平坦表面延伸通過該環之一弦。舉例而言，該第五及第七接收面位於該第一環之對置側上且該第六及第八接收面位於該第二環之對置側上。

本發明進一步涵蓋一種組裝用於連結第一及第二管道元件之一聯軸器之方法。舉例而言，該聯軸器包括可附接至該第一管道元件之一端之一第一環。該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該第一溝槽之一第一凹口。舉例而言，該聯軸器包括可附接至該第二管道元件之一端之一第二環。該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之一第一凹口。第一及第二區段可端對端附接以環繞一中心空間。該第一區段包括沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第一及第二鍵呈隔開關係。第一及第二突起橫向於該第一及第二鍵延伸。該第二區段包括沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係。舉例而言，該方法包括使該第一環及該第二環端對端面向定位。進一步舉例而言，該方法包括在該第一區段之第一附接構件及該第二區段之第一附接構件接近處提升環繞該中心空間端對端定位之該第一及第二區段。進一步舉例而言，該方法包括牽引該第一及第二區段遠離彼此。進一步舉例而言，該方法包括在該第一及第二環上方降低該第一及第二區段直至該第一及第二環定位於該中心空間內。進一步舉例而言，該方法包括經由一第一緊固件附接該第一區段之第二附接構件及該第二區段之第二附接構件。進一步舉例而言，該方法包括經由一第二緊固件附接該第一區段之該第一附接構件及該第二區段之該第一附接構件。進一步舉例而言，該方法包括圍繞該第一及第二環旋轉該附接之第一及第二區段直至該第一及第二突起分別與該第一環中之該第一凹口及該第二環中之該第一凹口對準。進一步舉例而言，該方法包括擰緊該第一及第二緊固件直至該第一及第二突起分別接合該第一環中之該第一凹口及該第二環中之該第一凹口。

舉例而言，該第一環界定一第二凹口，且該第二環界定一第二凹口。進一步舉例而言，該第二區段進一步包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起。在一實例性實施例中，該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉直至該第一及第二突起分別與該第一環中之該第二凹口及該第二環中之該第二凹口對準。在擰緊該第一及第二緊固件之後，該第一及第二突起分別接合該第一環中之該第二凹口及該第二環中之該第二凹口。舉例而言，該第一及第二環之該第一及第二凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。進一步舉例而言，該第一及第二區段之該第一及第二突起包括遠離各自第一及第二鍵向外延伸之第一及第二作用面及在該第一與第二作用面之間橫向延伸之一第三作用面。舉例而言，在該第一區段之該第一及第二突起與該第一及第二環之該等第一凹口接合且該第二區段之該第一及第二突起與該第一及第二環之該等第二凹口接合之後，該第一及第二作用面分別接合該第一及第二接收面且該第三作用面接合該第三接收面。在一實例性實施例中，當該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉時，該等第三作用面在該第一及第二環之凹口之間延伸之一外表面上滑動。

在一實例性實施例中，該方法進一步包括圍繞該第一及第二環放置一密封件使得該密封件覆蓋端對端面向之該第一與第二環之間的一接縫。舉例而言，該第一區段界定定位於該第一區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第一通道。該第二區段界定定位於該第二區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第二通道。進一步舉例而言，當該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉時，一間隙形成於該密封件與該第一通道之間且一間隙形成於該密封件與該第二通道之間。進一步舉例而言，在擰緊該第一及第二緊固件之後，該第一通道及該第二通道接收該密封件。

在一實例性實施例中，該第一及第二區段在該第一區段之該第一附接構件與該第二區段之該第一附接構件之間的點處被提升。

本發明亦涵蓋一種用於連結第一及第二管道元件之聯軸器。在一實例性實施例中，該聯軸器包括可附接至該第一管道元件之一端之一第一環。該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該第一溝槽之第一及第二接收面。在一實例性實施例中，該聯軸器包括可附接至該第二管道元件之一端之一第二環。該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之一第一及第二接收面。第一及第二區段可端對端附接以環繞一中心空間。舉例而言，該第一區段包括沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第一及第二鍵呈隔開關係。進一步舉例而言，該第一區段包括一第一作用面及一第二作用面。舉例而言，該第二區段包括沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵。該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係。進一步舉例而言，該第二區段包括一第一作用面及一第二作用面。該第一及第二區段之該第一及第二鍵可分別與該第一及第二溝槽接合。當該第一及第二環定位於該中心空間內時，該第一區段之該第一及第二作用面可分別與該第一及第二環之該等第一接收面接合且該第二區段之該第一及第二作用面可分別與該第一及第二環之該等第二接收面接合。舉例而言，該第一區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件，且該第二區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件。該第一區段上之該第一附接構件可與該第二區段上之該第一附接構件接合。該第一區段上之該第二附接構件可與該第二區段上之該第二附接構件接合以使該第一及第二區段彼此附接。

相關申請案之交叉參考本申請案係基於以下申請案且主張其優先權：2023年2月27日申請之美國臨時申請案第US 63/448,363號、2023年2月27日申請之美國臨時申請案第US 63/448,364號、2023年2月27日申請之美國臨時申請案第US 63/448,366號、2023年11月17日申請之美國臨時申請案第US 63/600,392號及2023年11月17日申請之美國臨時申請案第US 63/600,400號，該等申請案特此以引用方式併入本文中。

本文中參考圖1至圖30揭示抗扭或防旋轉聯軸器。有利地，此等聯軸器可連結各種大小之管道元件，包含大直徑管道元件，同時防止管道元件沿延伸管道元件之長度之一縱軸相對於彼此旋轉。有利地，聯軸器可經設計以減少管道元件與聯軸器之間的管道接頭處之旋轉滑移。

參考圖31至圖38A，亦揭示旋轉聯軸器。旋轉聯軸器可連結各種大小之管道元件，包含大直徑管道元件，同時准許管道元件沿延伸管道元件之長度之一縱軸相對於彼此旋轉。旋轉聯軸器可包含用於選擇性防止由旋轉聯軸器連結之管道元件相對於彼此旋轉之鎖定特徵。

本文中所揭示之抗扭聯軸器及旋轉聯軸器可一起用於連結管線且形成管段。例如，管線之一段可包含段之任一端處之一旋轉聯軸器，其中旋轉聯軸器可經構形以將管段連結至相鄰管段。抗扭聯軸器可將管道元件一起連結於旋轉聯軸器之間。此外，抗扭聯軸器可將管段內之管道元件連結至旋轉聯軸器。由抗扭聯軸器及旋轉聯軸器連結之管段可相對於相鄰連結管段旋轉而不與相鄰連結管段斷接。

本文中亦參考圖39至圖42A揭示旋轉一管段之方法。管段可包含經由本文中所揭示之抗扭聯軸器耦合在一起之管道元件，其中管段之各端耦合至本文中所揭示之一旋轉聯軸器。方法可提供有效方式來旋轉管段以延長管段之壽命而無需將旋轉管段與相鄰連結管段解耦或斷接。抗扭聯軸器

本文中揭示經構形以連結管道元件且防止管道元件相對於彼此旋轉之實例性抗扭聯軸器。聯軸器包括兩個環，其等各可附接至由區段連結之一管道元件。區段圍繞環及管道元件經由可調緊固件附接。區段包括經構形以與環之接收面接合之作用面。作用及接收面經設計使得表面之間的接合防止耦合環與管道元件之間的旋轉。視情況，接收面沿各自環之弦延伸。

圖1展示用於連結第一及第二管道元件12及14同時亦防止管道元件12、14圍繞一縱軸16相對旋轉之一實例性聯軸器10。如圖1中所展示，聯軸器10包括可附接至第一管道元件12之一端之一第一環18及可附接至第二管道元件14之一端之一第二環20。將環18及20附接至各自管道元件12及14可藉由焊接來實現，但其他附接方式亦可行。如圖1A及圖2中所展示，聯軸器10環繞一中心空間40。如圖1A中所展示，管道元件12、14之端可在中心空間40內彼此鄰接。在管道元件12、14旋轉期間，管道元件12、14之端對端接觸可提供扭轉摩擦阻力。扭轉摩擦阻力可防止或限制管道元件12、14之間的旋轉滑移。此外，管道元件12、14之端對端接觸可提供管道元件12、14之間的一平滑內部過渡，藉此最小化湍流及前緣磨損。

如圖7及圖9中所展示，第一環18界定圍繞環18周向延伸之一第一溝槽22。如圖11中所展示，第一環18亦界定相鄰於第一溝槽22之一或多個凹口，在此實例中為四個凹口24、25、26及27。凹口24、25、26及27可圍繞第一環18彼此隔開90°配置。各凹口24、25、26及27可包括朝向該中心空間40向內延伸之第一及第二接收面28、29及在第一與第二接收面28、29之間橫向延伸之一第三接收面37。視情況，第三接收面37可垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第一及第二接收面28、29延伸。視情況，第一及第二接收面28、29可沿第一環18之各自弦延伸，其中弦延伸通過中心空間40。視情況，第一及第二接收面28、29可逼近第三接收面37朝向彼此向內漸縮。

在此實例性實施例中，第二環20相同於第一環18且如圖8及圖10中所展示，界定圍繞第二環周向延伸之一第二溝槽30。如同第一環18，第二環20界定相鄰於第二溝槽30之一或多個凹口32、33、34及35 (參閱圖12)，其等圍繞第二環20彼此隔開90°配置。凹口32、33、34及35亦包括朝向該中心空間40向內延伸之第一及第二接收面28、29及在第一與第二接收面28、29之間橫向延伸之一第三接收面37。視情況，第三接收面37可垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第一及第二接收面28、29延伸。視情況，第一及第二接收面28、29可沿第二環20之各自弦延伸，其中弦延伸通過中心空間40。視情況，第一及第二接收面28、29可逼近第三接收面37朝向彼此向內漸縮。環18及20不限於四個凹口，因為圍繞環以角度間隔成對配置之更多或更少凹口係可行的。視情況，環18、20可包含平坦部分21以提供用於在組裝至管道元件12、14期間之一位準之一致放置之一平坦基準面。在此實例中，如圖7及圖8中所展示，平坦部分21可緊鄰於凹口32、33、34及35定位。

如圖1至圖6中所展示，聯軸器10亦包括可端對端附接以環繞中心空間40之第一及第二區段36及38。如圖13中所展示，第一區段36包括第一及第二鍵42及44，其等在此實例中採用沿第一區段縱向延伸且朝向中心空間40突出之弓形突起之形式。第一及第二鍵42及44呈隔開關係且如圖5及圖6中所展示，經間隔以在環定位於中心空間40內時接合界定於第一及第二環18及20中之第一及第二溝槽22及30。

第二區段38可相同於第一區段36 (如同圖1中所展示之實例性聯軸器實施例10)且如圖3及圖6中所展示，包括沿第二區段38縱向延伸且朝向中心空間40突出之第一及第二鍵46、48。第二區段38上之第一及第二鍵46、48呈隔開關係且如圖5及圖6中所展示，經間隔以在環定位於中心空間40內時接合界定於第一及第二環18及20中之第一及第二溝槽22及30。

如圖13、圖15及圖17中所展示，第一區段36包括橫向於第一及第二鍵42、44延伸之第一及第二突起60、62。視情況，第一及第二突起60、62垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第一及第二鍵42、44延伸。如圖2及圖5中所展示，第一及第二突起60、62經定位以在環定位於中心空間40內時接合界定於第一及第二環18及20中之第一凹口24、32。如圖14、圖16及圖18中所展示，第二區段38包括橫向於第一及第二鍵46、48延伸之第一及第二突起64、66。視情況，第一及第二突起64、66垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第一及第二鍵46、48延伸。如圖5中所展示，第二區段38之第一及第二突起64、66經定位以在環定位於中心空間40內時接合界定於第一及第二環18及20中之第二凹口25、33。如圖13至圖18中所展示，突起60、62、64、66之各者可包括遠離各自第一及第二鍵42、44、46、48向外延伸之第一及第二作用面72、74及在第一與第二作用面72、74之間橫向延伸之一第三作用面76。視情況，第三作用面76可在第一與第二作用面72、74之間垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)延伸。如圖2、圖4及圖5中所展示，第一及第二作用面72、74可經構形以分別接合第一及第二接收面28、29。有利地，第一及第二作用面72、74經定向以分別匹配第一及第二接收面28、29之定向以最佳化作用面72、74與接收面28、29之間的接觸及接合。視情況，第三作用面76可經構形以接合第三接收面37。第一及第二作用面72、74分別與第一及第二接收面28及29之間的接合防止第一及第二管道元件12及14相對於彼此圍繞縱軸16旋轉。第一及第二作用面72、74與第一及第二接收面28及29之間的接合可以減少相對滑移透過管道元件12、14傳輸扭矩。

第一環18中之各凹口24、25、26、27可經構形以接收第一區段36之第一突起60及第二區段38之第一突起64，且第二環20中之各凹口32、33、34、35可經構形以接收第一區段36之第二突起62及第二區段38之第二突起66。在各環18及20上使用複數個成對凹口允許區段36及38與環18、20之間的有效機械接合且亦允許環18、20附接至之管道元件12、14相對於區段36及38圍繞管道元件縱軸16在由成對凹口之數目界定之角度間隔上旋轉或「按時鐘轉動」。在此實例中，管道元件可在與成對凹口之間的90°角度間距一致之90°間隔上按時鐘轉動。管道元件之按時鐘轉動能力准許管道元件旋轉以更均勻地分佈其內表面上之研磨磨損(藉此增加管道元件之有用壽命)同時維持耦合區段36及38之定向。若聯軸器10在要按時鐘轉動之部分之端處斷接，此亦可為有利的，因為其允許在管道元件重複按時鐘轉動之後方便接取連接區段之緊固件，若區段在按時鐘轉動時與管道元件一起旋轉，則此可為不可行的。

如圖1及圖2中所展示，第一區段36包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件50及52。第二區段38亦包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件54及56。第一區段36上之第一附接構件50可與第二區段38上之第一附接構件54接合。類似地，第一區段36上之第二附接構件52可與第二區段38上之第二附接構件56接合。附接構件使第一及第二區段36及38彼此附接。

在實例性實施例中，各附接構件50、52、54、56包括以間隔關係界定第一及第二孔82及84之一凸耳80 (參閱圖13及圖14)。各孔經調適以接收用於將第一區段36上之第一附接構件50附接至第二區段38上之第一附接構件54且用於將第一區段36上之第二附接構件52附接至第二區段38上之第二附接構件56之一可調緊固件61。如圖2及圖4中所展示，至少一個可調緊固件61可延伸通過第一及第二區段36、38之第一附接構件50、54且至少一個可調緊固件61可延伸通過第一及第二區段36、38之第二附接構件52、56。可調緊固件61之擰緊可圍繞管道元件12、14將區段36、38拉在一起，如圖1及圖1A中所展示。如圖2中所展示，在可調緊固件61擰緊之後，第一區段36之止動面53與第二區段38之止動面53之間可保留空間。如圖1A中所展示，可調緊固件61之擰緊實現第一及第二區段36、38之第一鍵42、46與第一溝槽22及第一及第二區段36、38之第二鍵44、48與第二溝槽30之接合。

視情況，在一例示性實施例中，第一鍵42、46與第一溝槽22及第二鍵44、48與第二溝槽之接合可在管道元件12、14之端上提供一楔入效應以驅動管道元件12、14之端朝向彼此。有利地，楔入效應可壓縮地預載管道端，藉此產生在環18、20與區段36、38之間沒有餘隙之一剛性聯軸器10且將管道元件12、14之對接端夾在一起。在軸向壓力之影響下，壓縮預載之管對管介面可保持封閉，即，管道元件12、14之間零間隙。視情況，在高達至少750 psi之軸向壓力及/或其他載荷下，介面可保持封閉。根據本發明之聯軸器10可包括防止管道元件相對於彼此旋轉、在管道元件之端上產生楔入效應或兩者之結構組件。

如圖4中所展示，第一區段36之第一及第二附接構件50、52可定位於區段36上與第一區段36之頂點相距一距離L₁。第二區段38之第一及第二附接構件54、56可定位於區段38上與第二區段38之頂點相距一距離L₂。如圖4中所展示，第一及第二區段36、38之凸耳80中之各自孔82、84與沿一第一軸85延伸之各可調緊固件61同軸配置。第一軸85定位成與一第一平面102相距一距離L₃。第一平面102包含縱軸16且垂直於一第二平面103延伸，第二平面103包含縱軸且垂直於第一軸85延伸。取決於聯軸器之直徑，距離L₁及L₂可各在8英寸至20英寸之間。最小化L₁及L₂以減小L₃藉此減少附接構件50、52、54、56及可調緊固件61之彎曲係有利的。視情況，參考圖4A及圖6，為減少附接構件50、52、54、56及緊固件61之彎曲，各第一軸85之至少一部分可定位成與由第一區段36之一質心106及第二區段38之一質心108界定之一圓110之一圓周上之一點相距小於或等於緊固件61之直徑。如圖6中所展示，第一區段36之質心106及第二區段38之質心108係由圖4及圖4A中所展示之切割平面線6-6產生之區段36、38之暴露表面之面積質心。切割平面線6-6延伸通過縱軸16。切割平面線6-6可延伸通過縱軸16、通過第一及第二突起60、62與第一附接構件50之間的第一區段36及通過第一及第二突起64、66與第二附接構件56之間的第二區段38。切割平面線6-6可在提供區段36、38之暴露表面之最小面積之一位置處延伸通過縱軸16、通過第一與第二附接構件50、52之間的第一區段36及通過第一與第二附接構件54、56之間的第二區段38。第一平面102與切割平面線6-6之間的一角度105可在自5度至80度之範圍內。視情況，為減少附接構件50、52、54、56及緊固件61之彎曲，各第一軸85之至少一部分可定位成與由第一區段36之質心106及第二區段38之質心108界定之圓110之圓周上之一點相距小於或等於各自孔82、84之直徑。視情況，為減少附接構件50、52、54、56及緊固件61之彎曲，各第一軸85上之一點與縱軸16之間的一距離小於或等於一半徑加上各自孔82、84之直徑，其中半徑等於由第一區段36之質心106及第二區段38之質心108界定之圓110之半徑。視情況，為減少附接構件50、52、54、56及緊固件61之彎曲，各第一軸85上之一點與縱軸16之間的一距離係小於或等於一半徑加上緊固件61之直徑之一距離，其中半徑等於由第一區段36之質心106及第二區段38之質心108界定之圓110之半徑。視情況，為減少附接構件50、52、54、56及緊固件61之彎曲，各第一軸85與最靠近中心空間40之各自凸耳80之一內邊緣相距一第一距離且與最遠離中心空間40之各自凸耳80之一外邊緣相距一第二距離。第一距離與第二距離之比率可為0.333至0.5。

如圖15及圖16中所展示，各區段36、38可在兩端處包括一止動面53。在可調緊固件61擰緊之後，第一區段36之止動面53之至少一部分可鄰接第二區段38之止動面53之至少一部分。替代地，在可調緊固件61擰緊之後，第一區段36之止動面53與第二區段38之止動面53之間可存在間隙。如圖15及圖16中所展示，各止動面53可包括一凹進部分55。如圖4中所展示，當區段36、38被拉在一起時，止動面53之各自凹進部分55可界定經調適以接收一工具之一狹槽57，諸如一撬桿或凸緣擴張器，其可用於根據需要撬開聯軸器10。視情況，諸如一量規之一工具可用於量測狹槽57以驗證正確安裝。

如圖15及圖16中所展示，各區段36、38可包括可用於組裝本文中所描述之聯軸器10之複數個開口94a至94c。在此實例中，如圖15及圖16中所展示，開口94a至94c可延伸通過連接至區段36、38之一或多個角撐板96。開口94a至94c可位於圍繞區段36、38之圓周之不同位置處以為用於提升聯軸器10及旋轉管段之設備提供附接點。標準提升開口94a可位於其有利於在准許緊固件61垂直插入孔82、84中之一定向上提升一區段36、38之位置處。旋轉開口94b可位於區段36、38之一相對較厚段上且可為比提升開口94a更大之直徑，使得當聯軸器10完整安裝時，旋轉開口94b可用於旋轉管段。蛤殼開口94c可有利地位於止動面53與附接構件50、52、54、56之間以幫助使用吊索安裝聯軸器10且准許緊固件61水平插入孔82、84中。蛤殼開口94c可經定位使得緊固件61在附接至提升設備時可容易地插入孔82、84中且不受諸如鉤環及/或(若干)吊索之提升設備干擾。

如圖13中所展示，第一區段36界定定位於第一區段上之第一與第二鍵42及44之間的一第一通道88。通道88沿第一區段36縱向延伸。如圖14中所展示，第二區段38界定定位於第二區段38上之第一與第二鍵46、48之間的一第二通道90。第二通道90沿第二區段38縱向延伸。如圖6中所展示，一密封件92接收於第一及第二通道88及90內。密封件92可與第一及第二環18及20接合以實現管道元件12與14之間的一流體密封接合。

圖19至圖24展示組裝本文中所揭示之聯軸器10之一例示性方法。組裝本文中所揭示之聯軸器10之方法亦可稱為「形成蛤殼」或「蛤殼」方法。如圖19中所展示，方法包括將第一環18及第二環20 (展示第一環18)端對端面向定位。方法可進一步包括圍繞第一及第二環18、20放置密封件92使得密封件92覆蓋形成於端對端面向之第一與第二環18、20之間的一接縫(如圖5及圖6中所展示)。如圖19中所展示，方法包括在第一區段36之第一附接構件50及第二區段38之第一附接構件54接近處提升環繞中心空間40端對端定位之第一及第二區段36、38。視情況，第一及第二區段36、38可在第一區段36之第一附接構件50與第一區段36之止動面53之間及第二區段38之第一附接構件54與第二區段38之止動面53之間的一位置處提升。第一及第二區段36、38可在第一區段36之第一附接構件50與第二區段38之第一附接構件54之間的點處提升。視情況，第一及第二區段36、38可經由一吊索100提升，吊索100附接至經由蛤殼開口94c連接至第一及第二區段36、38之鉤環。吊索100可連接至諸如一起重機之一提升設備。如圖19中所展示，蛤殼開口94c之位置可有利地引起接近第二附接構件52、56之第一及第二區段36、38之對置端比接近提升位置之端更靠近地懸掛在一起。視情況，如圖19中所展示，更靠近第二附接構件52、56之第一及第二區段36、38之端可彼此接觸。

如圖20及圖21中所展示，方法包括牽引第一及第二區段36、38遠離彼此及在第一及第二環18、20上方降低第一及第二區段36、38直至第一及第二環18、20定位於中心空間40內。如圖21中所展示，一旦第一及第二區段36、38在環18、20上方完全降低且環18、20定位於中心空間40內，則接近第二附接構件52、56之第一及第二區段36、38之對置端可返回至其緊靠在一起之位置或可實質上返回至其緊靠在一起之位置，藉此准許容易插入緊固件61。由於提升點之位置(更明確而言，蛤殼開口94c之位置)，對置端可返回至相對緊靠在一起之一位置而無需手動迫使區段36、38在一起以插入緊固件61。

如圖22中所展示，方法包括經由緊固件61附接第一區段36之第二附接構件52及第二區段38之第二附接構件56。方法包括經由緊固件61附接第一區段36之第一附接構件50及第二區段38之第一附接構件54。視情況，在附接第二附接構件52、56之後，吊索100可再次提升以迫使接近提升點之端合在一起以准許緊固件61容易安裝以附接第一附接構件50、54。在安裝緊固件61之後，可移除吊索100。

如圖23及圖24中所展示，方法包括圍繞第一及第二環18、20旋轉附接之第一及第二區段36、38直至第一區段36之第一及第二突起60、62分別與第一環18中之第一凹口24及第二環20中之第一凹口32對準。方法可包括圍繞第一及第二環18、20旋轉附接之第一及第二區段36、38直至第二區段38之第一及第二突起64、66分別與第一環18中之第二凹口25及第二環20中之第二凹口33對準。部分組裝之聯軸器10可圍繞環18、20旋轉以有利地垂直定向緊固件61。在此位置中，緊固件61可更容易地完全擰緊。在旋轉期間，第三作用面76可在環18、20之一外表面19上滑動。在凹口之間延伸之環18、20之外表面19可向突起之第三作用面76提供一引導表面用於騎坐以在區段36、38相對於環18、20及管道元件旋轉時穩定及導引區段36、38且在區段與密封件92之間提供空間。外表面19可具有大於密封件92之外徑之一直徑，藉此在通道88、90與密封件92之間產生間隙或空間。通道88、90與密封件92之間的間隙或空間可防止區段36、38之旋轉損壞或移動密封件92。此外，間隙或空間可減少密封件92與區段36、38之間的摩擦以准許區段36、38更容易地圍繞環18、20旋轉。

如圖4中所展示，一旦突起60、62、64、66處於適當位置中，則方法可包括擰緊緊固件61直至第一區段36之第一及第二突起60、62分別接合第一環18中之第一凹口24及第二環20中之第一凹口32。在擰緊緊固件61之後，第二區段38之第一及第二突起64、66分別接合第一環18中之第二凹口25及第二環20中之第二凹口33。擰緊緊固件61亦可實現區段36、38之鍵42、44、46、48與環18、20之溝槽22、30之接合。在擰緊緊固件61之後，第一通道88及第二通道90可接收密封件92。在擰緊緊固件61之後，第一通道88及第二通道90被拉向環18、20及圍繞環18、20定位之密封件92。當通道88、90被拉向環18、20及密封件92時，密封件92可位於通道88、90內。

圖25及圖26展示用於連結第一及第二管道元件212及214同時亦防止管道元件圍繞一同軸縱軸216相對旋轉之一實例性聯軸器210。如圖25中所展示，聯軸器210包括可附接至第一管道元件212之一端之一第一環218及可附接至第二管道元件214之一端之一第二環220。將環218及220附接至各自管道元件212及214可藉由焊接來實現，但其他附接方式亦可行。如圖28及圖30中所展示，第一環218界定圍繞環周向延伸之一第一溝槽222。如圖28中所展示，第一環218亦界定一或多個接收面，在此實例中為四個接收面224、225、226及227。各接收面224、225、226及227在相鄰於第一溝槽222之第一環218之一各自部分上方延伸。在此實例性實施例中，接收面224、225、226及227包括平坦表面228，各平坦表面沿環218之一弦延伸。接收面圍繞第一環218彼此隔開90°配置。在此實例性實施例中，第二環220相同於第一環218且如圖29及圖30中所展示，界定圍繞第二環周向延伸之一第二溝槽230。如同環218，四個接收面232、233、234及235在第二環220之各自部分上方延伸(參閱圖28)，接收面亦包括平坦表面228，其等之各者沿環220之一弦延伸且圍繞第二環220彼此隔開90°配置。環218及220不限於四個接收面，因為圍繞環以角度間隔成對配置之更多或更少表面係可行的。

如圖25及圖26中所展示，聯軸器210亦包括可端對端附接以環繞一中心空間240之第一及第二區段236及238。如圖27及圖30中所展示，第一區段236包括第一及第二鍵242及244，其等在此實例中採用沿第一區段縱向延伸且朝向中心空間240突出之弓形突起之形式。第一及第二鍵242及244呈隔開關係且如圖30中所展示，經間隔以在環定位於中心空間240內時接合界定於第一及第二環218及220中之第一及第二溝槽222及230。

第二區段238可相同於第一區段236，如同圖25中所展示之實例性聯軸器實施例210且如圖27及圖30中所展示，包括沿第二區段238縱向延伸且朝向中心空間240突出之第一及第二鍵246、248。第二區段238上之第一及第二鍵246及248呈隔開關係且如圖30中所展示，經間隔以在環定位於中心空間240內時接合界定於第一及第二環218及220中之第一及第二溝槽222及230。

如圖25及圖26中所展示，第一區段236包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件250及252。第二區段238亦包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件254及256。第一區段236上之第一附接構件250可與第二區段238上之第一附接構件254接合。類似地，第一區段236上之第二附接構件252可與第二區段238上之第二附接構件256接合，附接構件使第一及第二區段236及238彼此附接。如圖25及圖27中所展示，當第一及第二環218及220在中心空間240內時，第一區段236上之第一附接構件250界定可與第一環218上之接收面224之一第一者接合之一第一作用面258及與第一作用面258呈間隔關係且可與第二環220上之接收面232 (不可見)之一第二者接合之一第二作用面260。作用面258、260分別與接收面224及232之間的接合防止第一及第二管道元件212及214相對於彼此圍繞縱軸216旋轉。

使複數個作用面接合各自接收面被視為係有利的。因此，如圖25、圖26及圖27中所展示，在實例性實施例中，第二區段238上之第一附接構件254包括可與第一環218上之第一接收面224接合之一第三作用面262及與第三作用面262呈間隔關係且可與第二環220上之第二接收面232 (不可見)接合之一第四作用面264。作用面接合環218及220之對置側上之接收面亦係有利的。因此，如圖28及圖29中所展示，接收面226之一第三者在相鄰於第一溝槽222之第一環218之一部分上方延伸，且接收面234之一第四者在相鄰於第二溝槽230之第二環220之一部分上方延伸。如圖26及圖27中所展示，第一區段236上之第二附接構件252包括可與圖26及圖28中所展示之第一環218上之第三接收面226接合之一第五作用面266。如圖27中所展示，一第六作用面268與第五作用面266呈間隔關係且可與圖29中所展示之第二環220上之接收面234之一第四者接合。如圖26及圖27中所展示，第二區段238上之第二附接構件256包括可與第一環218上之第三接收面226接合之一第七作用面270，且與第七作用面270呈間隔關係之一第八作用面272可與第二環220上之第四接收面234接合(參閱圖29)。

為了作用面與接收面之間的相容性及有效接合，如上文所提及，接收面224、225、226、227及232、233、234及235包括平坦表面228係有利的，各平坦表面沿環218及220之一弦延伸。為了有利配合接合以防止管道元件212與214之間圍繞縱軸216相對旋轉，在此實例性實施例中，第一至第八作用面258、260、262、264、266、268、270及272亦包括能夠與其各自接收面配合接合之平坦表面274。

如圖26及圖27中所展示，在此實例性實施例中，針對各作用面，作用面之一第一部分276相對於作用面之一第二部分278角定向。第一部分276之角定向充當用於在組裝聯軸器210時將環218及220導引至區段236及238中之一引入。

各環218及220上之接收面對置成對工作以接合區段236及238之八個作用面。在各環218及220上包含複數個成對接收面係有利的。在此實例中，環218上存在兩組成對接收面，即，成對接收面224及226及成對接收面225及227。類似地，環220包括成對接收面232及234及成對接收面233及235。在各環218及220上使用複數個成對接收面允許區段236及238與環之間的有效機械接合且亦准許環附接至之管道元件相對於區段236及238圍繞管道元件縱軸在由成對接收面之數目界定之角度間隔內旋轉或「按時鐘轉動」。在此實例中，管道元件可在與成對接收面之間的90°角度間距一致之90°間隔內按時鐘轉動。管道元件之按時鐘轉動能力准許其等旋轉以更均勻地分佈其內表面上之研磨磨損(藉此增加管道元件之有用壽命)同時維持耦合區段236及238之定向。此係有利的，因為其允許在管道元件重複按時鐘轉動之後方便接取連接區段之緊固件，若區段在按時鐘轉動時與管道元件一起旋轉，則此可為不可行的。

在實例性實施例中，各附接構件250、252、254及256包括以間隔關係界定第一及第二孔282及284之一凸耳280 (參閱圖25及圖26)。各孔經調適以接收一可調緊固件286，其用於將第一區段236上之第一附接構件250附接至第二區段238上之第一附接構件254且將第一區段236上之第二附接構件252附接至第二區段238上之第二附接構件256。

最小化區段之橫截面之中性軸與使區段彼此附接之一緊固件之橫截面上之一點(諸如中心線)之間的距離被視為係有利的。最小化此距離減小歸因於嘗試使形成一管道接頭之區段分離之環內之內部壓力而施加至緊固件之彎矩。較小彎矩准許各種設計權衡，諸如使用較小直徑緊固件、較低強度材料之較便宜緊固件或一給定緊固件及聯軸器組合之提高壓力負荷效能。由於緊固件及其頭部(諸如螺栓頭或螺母)之大小及需要提供至緊固件之通路及用於安裝緊固件之工具之餘隙，先前技術之聯軸器在定位緊固件中心線靠近耦合區段之中性軸方面之能力有限。

圖26A亦繪示指定一有利附接構形之另一方式。在此實例中，一鍵上之一方便點之半徑與自鍵上之該點至一緊固件上之一方便點之間的距離(沿環(18、20)之一者之直徑量測)之間的一關係用作最小化區段之中性軸與緊固件之間的距離之一代理，其與聯軸器之特定橫截面無關。如圖26A中舉例所展示，鍵246上之根部291與鍵246之自由端293中間之一點289與緊固件286之中心線297上之一點295之間的距離K (沿環218之一直徑線量測)可藉由使距離K除以距離R來與點289與鍵246在軸239之曲率中心之間的距離R比較。此比率用鍵之半徑且因此用待連結之管道之半徑來表示螺栓與鍵之相對靠近度。此預期將在R/K比大於23時提供優點且進一步在比率大於5 (諸如在5至6之間)時提供優點。

界定管道耦合區段之有利構形之另一實例在圖26B中展示。在此實例中，區段236及238上之附接構件(所展示之區段238上之附接構件254及256)對向各區段之一相對較大角部分，如自作為鍵242、244 (區段236)、246及248 (所展示之區段238)之曲率中心之軸239所量測。附接構件250、252、254及256 (所展示之254及256)之對向角241在自15°至約35°之範圍內，且25°之一對向角被視為係有利的。在此實例中，由附接構件254及256對向之相對較大角允許緊固件286之中心線283相對更靠近鍵246定位，因為附接構件254及256上之支承面257接著有利地定位成遠離配合平面245。此定位係有利的，因為區段238之外表面與緊固件286之螺母247之間的餘隙隨著支承面257變得更遠離平面245而增大。

如圖27及圖30中所展示，第一區段236界定定位於第一區段上之第一與第二鍵242與244之間的一第一通道288。通道288沿第一區段236縱向延伸。第二區段238界定定位於第二區段238上之第一與第二鍵246、248之間的一第二通道290。第二通道290沿第二區段238縱向延伸。如圖30中所展示，一密封件292接收於第一及第二通道288及290內。密封件292可與第一及第二環218及220接合以實現管道元件212與214之間的一流體密封接合。

預期根據本發明之管道聯軸器可消除與旋轉管段相關聯之各種缺點且藉此提高此等操作之效率及安全性。旋轉聯軸器

本文中亦揭示經構形以將管道元件連結在一起且准許管道元件相對於彼此旋轉之一實例性旋轉聯軸器。

圖31至圖33展示根據本發明之允許管道元件312、314圍繞其縱軸316旋轉之一聯軸器310之一實例性實施例。如圖32中所詳細展示，實例性聯軸器310包括可附接至管道元件之一第一者之一第一環318，第一環318包括圍繞第一環周向延伸且自第一環向外突出之一第一套環320。第一套環320界定彼此對置安置之一支承面322及一保持面324。表面322及324橫向於與第一環318同軸配置之一第一環軸326定向。視情況，表面322及324垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第一環軸326定向。第一環318亦可包括用於充當一犧牲磨損面以保護第一環免受磨損之一襯層319。襯層319可由一耐磨材料(舉幾個實例，諸如鋼、碳化鉻及胺甲酸乙酯)形成或包括該耐磨材料，襯層可更換以允許環再使用。

一外殼328界定一孔330，其環繞與孔同軸配置之一縱軸332。外殼328具有彼此對置安置之一第一端334及一第二端336。外殼328具有沿縱軸332在第一端334與第二端336之間延伸之一長度。外殼328之第一端334經調適以將第一環318同軸接收於孔330內。在此實例性實施例中，外殼包括定位於外殼之第一端334之遠端(例如，在朝向外殼328之第二端336移動之一方向上與第一端334間隔)之一第一肩部338。第一肩部338可定位於第一端334與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。第一肩部338朝向縱軸332突出且橫向於縱軸332定向。視情況，第一肩部338垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於縱軸332定向。一第一通道340圍繞外殼328周向延伸且面向縱軸332。第一通道340與第一肩部338以隔開關係定位且接近外殼328之第一端334 (例如，第一通道340可定位於自第一端334之外殼之長度之10%至15%內)。視情況，第一通道340可定位於第一肩部338與第一端334之間。一第一保持環342可定位於第一通道340內。適合於在本發明中使用之實例性保持環342可購自位於伊利諾伊州蘇黎世湖(Lake Zurich，Illinois)之Smalley USA。保持環342類似於卡環操作以裝配於孔330內且接著徑向向外擴展以接合通道340。第一保持環342朝向外殼縱軸332突出至孔330中。

如圖32中所展示，當第一環318接收於外殼328之孔330內之其第一端334處時，第一環318之第一套環320可定位於外殼328之第一肩部338與第一通道340之間。其後，第一保持環342可定位於第一通道340內。套環320之支承面322可與第一肩部338接合且第一套環之保持面324可與第一保持環342接合。第一環318藉此在軸向方向上保持於外殼328內，但第一環318與外殼328之間圍繞外殼縱軸332之相對旋轉之唯一阻力係外殼328與第一環318之間的摩擦。

由於根據本發明之聯軸器310意欲允許第一環318與外殼328 (連同附接至第一環之任何管道元件，參閱圖33)之間的相對旋轉，所以將一第一軸承344定位於外殼328與第一環318之間係有利的。在此實例中，第一軸承344定位於外殼328之第一端334之遠端(例如，在朝向外殼328之第二端336移動之一方向上與第一端334間隔)。第一軸承344可定位於第一肩部338與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。為向環318提供兩點支撐用於平滑旋轉，一第二軸承346有利地定位於外殼328與第一環318之間。在此實例中，第二軸承346定位於第一套環320與外殼之間。舉例而言，第一及第二軸承344及346兩者包括第一及第二軸承套圈348及350，其等之各者圍繞孔330周向延伸。第一及第二軸承套圈348及350兩者由具有比第一環318或外殼328低之一摩擦係數之材料形成。在一實際設計中，軸承套圈348及350由聚四氟乙烯形成或包括聚四氟乙烯用於外殼328與第一環318之間的一低摩擦介面。

在外殼328與第一環318之間提供一或多個密封件352以在第一環318與外殼328之間提供一流體密封接合係更有利的。在圖32中所展示之實例性聯軸器310實施例中，使用複數個密封件，其等定位於外殼328之第一端334之遠端以及外殼與第一套環320之間(例如，在朝向外殼328之第二端336移動之一方向上與第一端334間隔)。視情況，複數個密封件可定位於第一肩部338與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。在一實際設計中，密封件352可包括接收於定位於第一環318 (包含第一套環320)或外殼328 (如展示)中之各自圓周溝槽356內之O形環或類似工程密封件354。O形環或類似工程密封件可被視為係有利的，因為其允許外殼與環之間的相對旋轉。

如圖31及圖32中所展示，為允許第一環318方便地耦合至一管道元件，第一環包括沿其周向延伸之一第一外溝槽358。外溝槽358定位於外殼328之孔330外部以接收來自一機械聯軸器360之配合鍵以將第一環318及因此聯軸器310連結至一第一管道元件312，如圖34中所展示。替代地，第一環318可包含用於耦合至一凸緣管道元件之一凸緣或可藉由本技術中已知之其他方式連結至第一管道元件312。

如圖32中所展示，例示性聯軸器310可進一步包括可附接至管道元件之一第二者之一第二環362。外殼328之第二端336經調適以將第二環362同軸接收於其孔330內且係第一環318之一鏡像。第二環362包括與第一環318相同之元件，即：與第二環362同軸配置之一第二環軸364；圍繞第二環周向延伸且自第二環向外突出之一第二套環366，第二套環366界定彼此對置安置之一支承面368及一保持面370，表面368及370橫向於與第二環362同軸配置之第二環軸364定向。視情況，表面368及370垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於第二環軸364定向。第二環362亦可包括一犧牲磨損面，諸如上述襯層319。類似地，外殼328進一步包括定位於外殼之第二端336之遠端之一第二肩部372，第二肩部朝向外殼之縱軸332突出且橫向於縱軸332定向(例如，在朝向外殼328之第一端334移動之一方向上與第二端336間隔)。視情況，第二肩部372垂直或實質上垂直(例如，在垂直之10度內)於外殼之縱軸332定向。第二肩部372可定位於第二端336與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。一第二通道374圍繞外殼328周向延伸且面向縱軸332，第二通道與第二肩部372以隔開關係定位且接近外殼328之第二端336 (例如，第二通道374可定位於自第二端336之外殼之長度之10%至15%內)。視情況，第二通道374可定位於第二肩部372與第二端336之間。一第二保持環376可定位於第二通道374內，第二保持環朝向縱軸332突出至孔330中。關於第一環318，當第二環362接收於孔330內之外殼328之第二端336處時，第二套環366可定位於第二肩部372與第二通道374之間，其後，第二保持環376可定位於第二通道374內，第二套環366之支承面368可與第二肩部372接合，第二套環366之保持面370可與第二保持環376接合，第二環362藉此保持於外殼328內。

根據本發明之實例性聯軸器310亦可包括定位於外殼328與第二環362之間的一或多個額外密封件378。如圖32中所展示，密封件378定位於外殼328之第二端336之遠端以及外殼與第二套環366之間(例如，在朝向外殼328之第一端334移動之一方向上與第二端336間隔)。視情況，密封件378可定位於第二肩部372與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。密封件378可包括接收於定位於第二環362 (包含第二套環366)或外殼328 (如展示)之一者中之圓周溝槽382內之O形環380。

為提供支撐且最小化第二環362與外殼328之間的摩擦，第一及第二軸承定位於外殼與第二環之間。在此實例中，第一軸承384定位於外殼328之第二端336之遠端且第二軸承386定位於第二套環366與外殼328之間(例如，在朝向外殼328之第一端334移動之一方向上與第二端336間隔)。第一軸承384可定位於第二肩部372與第一與第二端334與336之間的外殼328之中點之間。軸承384及386可分別包括圍繞孔330周向延伸之第一及第二軸承套圈388及390。軸承套圈388及390有利地由具有比第二環362或外殼328低之一摩擦係數之材料形成。在一實際設計中，軸承套圈388及390可由聚四氟乙烯形成或包括聚四氟乙烯。

如同第一環318，第二環362包括圍繞其周向延伸之一外溝槽392。第二環362之外溝槽392定位於外殼328之孔330外部以接收來自類似於360之一機械聯軸器之配合鍵以將第二環362及因此聯軸器310連結至第二管道元件314 (參閱圖33)，類似於圖34中所展示之接合。替代地，第二環362可包含用於連結至一凸緣管道元件之一凸緣或可藉由本技術中已知之其他方式連結至第二管道元件314。

圖33展示一管線400之兩個實例性段396及398。段396及398分別包括管道元件312、402、404、406、408及314、410、412、414及416。各管道元件可長達50英尺且稱為「雙隨機」長度之管道。聯軸器310准許段396及398圍繞管道元件之縱軸316旋轉而不使段396及398與管線400或彼此斷接。允許圍繞軸316旋轉之聯軸器310定位於各段396及398之對置端處，使用聯軸器310之一旋轉接頭在圖35及圖35A中展示。管道元件312及314使用機械聯軸器360來分別連結至包括聯軸器310之第一及第二環318及362，機械聯軸器360防止管道元件312與第一環318之間及管道元件314與第二環362之間的相對旋轉。當聯軸器360之鍵420接合環318 (如展示)及362 (亦參閱圖31)之外溝槽358 (如展示)及392及管道元件312 (如展示)及314中之類似溝槽422時，管道元件312、314與環318、362之間的連接如圖34中所展示般實現。非旋轉聯軸器360亦用於使段396及398之管道元件在聯軸器310之間彼此連接，如圖33及圖36中針對管道元件312及402所展示。圖35及圖36中展示一實例性第一類型之非旋轉聯軸器361。圖35A及圖36A中展示一實例性第二類型之非旋轉聯軸器363。視情況，非旋轉聯軸器361可為圖1至圖30中所展示之聯軸器10或210。應注意，儘管管道元件312及314無法相對於第一及第二環318及362旋轉，但環可相對於外殼328旋轉。因此，構成各段396及398之五個管道元件全部相對於彼此旋轉固定，但各段396、398可作為一個管道在聯軸器310之間旋轉。因此，聯軸器310准許包括複數個管道元件之管線之整個段一起旋轉或「按時鐘轉動」以確保在輸送研磨介質時管道元件之內表面均勻磨損。

圖37展示根據本發明之另一聯軸器424實施例。聯軸器424與聯軸器310之不同點在於：第一環318亦包括與保持面324 (參閱圖32)以間隔關係定位且位於外殼328之孔330外部之一鎖定面426。鎖定面426背向縱軸332。在另一差異中，外殼328包括自外殼之第一端334突出之一鎖定片428。鎖定片428界定與鎖定面426呈間隔關係且面向鎖定面426之一卡住面430。一鎖體432可插入鎖定面426與卡住面430之間，使得當鎖體432定位於鎖定面426與卡住面430之間時，鎖體432接合鎖定面426及卡住面430以防止第一環318與外殼328之間的相對旋轉。

在所展示之實例性實施例中，鎖定面426包括延伸通過第一環318之一弦之一平坦表面，且卡住面430亦包括鎖定片428上之一平坦表面。在一實際實例性實施例中，鎖體可包括具有平面之一桿以接合卡住面430及鎖定面426之平坦表面。

圖38展示另一聯軸器434實施例，其中第一環318包括與保持面324 (參閱圖32)以間隔關係定位且位於孔330外部之一第一鎖定面436。第一鎖定面436背向縱軸332。一第二鎖定面438與保持面324以間隔關係定位且位於孔330外部，第二鎖定面亦背向縱軸332。類似地，外殼328包括自其第一端334突出之一第一鎖定片440。第一鎖定片440界定與第一鎖定面436呈間隔關係且面向第一鎖定面436之一第一卡住面442。一第二鎖定片444自外殼328之第一端334突出，第二鎖定片界定與第二鎖定面438呈間隔關係且面向第二鎖定面438之一第二卡住面446。一鎖體448可插入第一鎖定面436與第一卡住面442及第二鎖定面438與第二卡住面446之間，使得當鎖體448定位於第一及第二鎖定面436、438與第一及第二卡住面442、446之間時，鎖體448接合第一及第二鎖定面436、438及第一及第二卡住面442、446以防止第一環318與外殼328之間的相對旋轉。

在實例性聯軸器434實施例中，鎖定面436、438包括延伸通過第一環318之各自弦之平坦表面且卡住面442、446包括第一及第二鎖定片440及444上之各自平坦表面。在此實例中，鎖定片440及444在外殼328上彼此對置定位。此構形准許鎖體448包括一叉450，其具有可定位於第一鎖定面436與第一卡住面442之間的一第一叉齒452及可定位於第二鎖定面438與第二卡住面446之間的一第二叉齒454。

圖38A展示根據本發明之另一聯軸器464實施例。聯軸器464與聯軸器310之不同點在於：第一環318亦包括與保持面324 (參閱圖32)以間隔關係定位且位於外殼328之孔330外部之至少一個凹口466。凹口466背向縱軸332。一鎖體468可插入外殼328中之一狹槽470中且與一凹口466接合，使得鎖體468接合外殼328及凹口466兩者以防止第一環318與外殼328之間的相對旋轉。

針對所有聯軸器424、434、464實施例，除上述例外之外，實質上類似於聯軸器310實施例之外殼及環。儘管針對實例性聯軸器424、434、464實施例之外殼之第一端進行繪圖描述，但應理解(且如圖37、圖38及圖38A中展示)，外殼之對置端亦可具有本文中所描述之鎖定特徵。此外，聯軸器424、434、464實施例可具有複數個鎖定面以允許環318圍繞縱軸332重複按時鐘轉動以更均勻地分佈環及其連接之管道元件之內表面之磨損。旋轉一管段之方法

本文中進一步揭示旋轉一管段之方法。圖39展示包括複數個段之一實例性管線510之一部分，詳細展示一實例性段512。本文中所揭示之方法准許各段(例如段512)旋轉而無需各段之端與相鄰段斷接。段512具有與段之一孔同軸配置之一縱軸514。段512包括彼此分別端對端連結之複數個管道元件，在此實例中為三個管道元件516、518及520。構成段512之三個元件僅供例示展示，因為可存在構成一段之更多或更少管道元件。在一實際實例中，各管道元件可長達50英尺，且此等元件稱為「雙隨機」長度之管道。

段512具有藉由一第一聯軸器524連接至管線510之一第一端522。第一聯軸器524允許段512相對於管線510圍繞縱軸514旋轉。段512具有藉由一第二聯軸器528連接至管線510之一第二端526，第二聯軸器528亦准許段512圍繞縱軸514相對於管線510旋轉。在此實例性實施例中，第一及第二聯軸器稱為「允許旋轉聯軸器」(下文中稱為「旋轉聯軸器」)。在此實例中，旋轉聯軸器524及528彼此相同且界定段512之範圍。視情況，允許旋轉聯軸器524及528可為本文中所揭示且圖31至圖38A中展示之允許旋轉聯軸器310、424、434或464。

在實例性段512中，管道元件516、518及520使用「抗扭聯軸器」來彼此連接，圖39中展示兩個抗扭聯軸器，元件符號為530及532。視情況，抗扭聯軸器530及532可為本文中所揭示且圖1至圖30中所展示之抗扭聯軸器10或210。抗扭聯軸器530及532 (本文中將進一步描述)防止其等連接之管道元件之間圍繞縱軸514之相對旋轉。在此實例中，防止管道元件516、518及520之間圍繞軸514之相對旋轉。當具有鍵之機械聯軸器用於連接具有由鍵接合之圓周溝槽之管道元件時，防止構成一段之管道元件之間的相對旋轉被視為係有利的。由機械聯軸器連接之帶槽管道元件主要依賴聯軸器與管道元件之間的摩擦來防止相對旋轉，且此等機械接合無法產生足夠摩擦來在任何情況下防止一個管道元件相對於另一管道元件相對旋轉。因此，當向一個管道元件施加一扭矩以旋轉段512時，除非抗扭聯軸器用於連接構成段512之所有管道元件516、518及520，否則無法保證所有管道元件將旋轉或旋轉與對其施加扭矩之管道元件相同之量。

圖39至圖42A繪示旋轉管線510之一段512之一實例性方法，實例性方法包括：

在複數個點534、536、538 (圖39及圖40)處支撐段512；

圍繞縱軸514 (圖39及圖41)在段512之第一與第二端522與526之間的至少一個點540處向段512施加一第一扭矩，藉此使段512圍繞與段512之孔544同軸配置之縱軸514旋轉通過一第一角位移542。

實際上，方法可在段512之第一及/或第二端522、526經由旋轉聯軸器連接至相鄰管線510時執行。

實際上，一段512之支撐點之數目及位置當然將取決於段之長度連同其他因數(諸如管道直徑及外形)且可能需要超過圖中所展示之數目及位置。無論如何，支撐點可位於端522與526之間(例如點536)以及接近段之第一及第二端(點534及538)，在端522與526之間或在管線510本身上之端外部，如圖39中所展示。視情況，接近段之第一及第二端之支撐點可定位於管線510上之端之間且在自管線510上之端之30英尺內。

如圖40中所繪示，支撐步驟可包括例如自複數個支撐底腳546提升段512。提升係支撐步驟中之一選用操作且取決於構成段之管道元件之大小、段所處之地形及原位支撐段之方式而被需要或不被需要。通常使用稱為「吊管機」548之專用履帶車輛來支撐、提升(根據需要)及施加扭矩至段512，但可使用起重機或本技術中已知之其他提升設備。如圖39及圖40中所展示，提升及支撐段512包括使用複數個吊管機548來拉動複數個提升吊索550。各提升吊索550定位於複數個提升/支撐點534、536及538之一各自者處。為提升及支撐段512，各提升吊索550具有與縱軸514對準或實質上對準(例如，在與縱軸514對準之10度內)之一作用線552 (參閱圖40)。為最小化段512與提升吊索550之間的摩擦，提升吊索可具有經對準以支撐段512同時允許圍繞縱軸514旋轉之滾子554。

如圖39及圖41中所展示，在點540處使用拉動環繞段512之一繫緊吊索556之一吊管機548來將扭矩施加至段512。繫緊吊索556經設計以圍繞管道元件(在此實例中為管道元件518)收縮且夾持管道元件。繫緊吊索556亦具有在橫向於縱軸514之一方向上自縱軸514偏移之一作用線558。因此，當將張力施加至繫緊吊索556時，其夾持管道元件518且藉由偏移作用線558來圍繞縱軸514施加一扭矩以引起管道元件518及其附接之管道元件(管道元件516及520)旋轉通過角位移542。藉由在段之對置端處使用旋轉聯軸器524及528來允許段512相對於管線510旋轉，且藉由使用將管道元件518與管道元件516及520連接之抗扭聯軸器530及532來確保構成段512之所有管道元件之旋轉。提升吊索550上之滾子554 (參閱圖40)允許段512在支撐點534、536及538 (參閱圖39)處由吊管機548支撐時以最小摩擦旋轉。

旋轉段512之一個目的係藉由確保構成段之管道元件之所有內表面經歷大致相同磨損程度來延長段之使用壽命。例如，攜帶研磨漿料之管道元件不均勻磨損，大多數磨損發生於內表面之一最下區段上，其中漿料之研磨顆粒集中且接觸管道元件之內表面以引起最下區段上之磨損最大。旋轉(或「按時鐘轉動」)段將管道元件內部之一新的未磨損區段移動至最下位置中使得其經歷磨耗。諸如漿料之性質及管道直徑之各種因數將判定自最下位置移除磨損區段且將其替換為未磨損區段所需之角位移程度。然而，繫緊吊索556無法在一次拉動中使段512旋轉通過整個所需角位移。因此，根據本發明之實例性方法提供在段512之第一與第二端522與526之間的至少一個點540處施加一第二扭矩，藉此使段圍繞縱軸514旋轉一第二角位移560。此步驟可一直重複至達成所要角位移。根據達成所要位移之需要，第一、第二及後續角位移可彼此相等或彼此不同。

如圖39中所展示，針對較長、較重段512，需要使用複數個吊管機548在段512之第一與第二端之間的複數個點(540、562)處施加扭矩以實現段圍繞縱軸514旋轉通過各種角位移542、560。需要多次施加扭矩來達成所要角位移，因此要在方法中重複此步驟。

如圖42中所展示，根據本發明之方法亦考量在至少一個點540處將一吊索557連接至段512替代偏移繫緊吊索556。替代地，段512可在至少一個點540處連接至吊索557且偏移繫緊吊索556可在其他點處連接至段512。如圖42中所展示，吊索557可連接至一抗扭聯軸器530、532 (所展示之抗扭聯軸器530)。吊索557可經由一鉤環559連接至抗扭聯軸器530，鉤環559連接至抗扭聯軸器530之一旋轉開口594b，其中抗扭聯軸器530可包括本文中針對聯軸器10所描述之組件及實施例。連接至旋轉開口594b之吊索557具有在橫向於縱軸514之一方向上自縱軸514偏移之一作用線561。當藉由偏移作用線561來將張力施加至吊索557時，吊索557圍繞縱軸514施加一扭矩以引起抗扭聯軸器530及因此連接之管道元件516、518、520旋轉。

如圖42A中所展示，根據本發明之方法考量在至少一個點540處將一扳手564裝配至段512替代偏移繫緊吊索。扳手564具有接收段512之一夾鉗566及在橫向於段512之縱軸514之一方向上自夾鉗566延伸之一臂568。因此，在段512之遠端之一點處將一力施加至臂568使一扭矩圍繞軸514施加至段(例如，遠離段512之管線之外圓周向外間隔)。視情況，力可在遠離管線之外圓周向外間隔之一位置處施加至臂568。在段512上提供平坦表面569 (例如可與抗扭聯軸器530及532相關聯之平坦表面)以允許扳手564之夾鉗566與段512之間的正機械接合且確保在吊管機548將力施加至臂568力時段旋轉可為有利的。替代地，在段512上提供凹口(例如與抗扭轉聯軸器530及532相關聯之凹口)且在扳手564之夾鉗566上提供平行於軸514延伸之銷以允許扳手564之夾鉗566與段512之間經由扳手564之銷與段512上之凹口之間的接合來正機械接合以確保在吊管機548將力施加至臂568時段旋轉可為有利的。

可預期，使用根據本發明之實例性方法來旋轉一管段可提供一種有效且安全方式來延長管線之壽命，其無需關閉管線及斷接段來實現旋轉。

本文中所描述之主張發明之所有實施例明確僅供例示。可在不背離本發明之概念之情況下對本文中所描述之實例性實施例進行無數變動及修改。另外，本發明之範疇意欲涵蓋說明書及申請專利範圍中所描述及圖式中所展示之所有元件、特徵及態樣之任何及所有修改及組合。任何及所有此等修改及組合意欲在本發明之範疇內。

10:聯軸器12:第一管道元件14:第二管道元件16:同軸縱軸18:第一環19:外表面20:第二環21:平坦部分22:第一溝槽24:凹口25:凹口26:凹口27:凹口28:第一接收面29:第二接收面30:第二溝槽32:凹口33:凹口34:凹口35:凹口36:第一區段37:第三接收面38:第二區段40:中心空間42:第一鍵44:第二鍵46:第一鍵48:第二鍵50:第一附接構件52:第二附接構件53:止動面54:第一附接構件55:凹進部分56:第二附接構件57:狹槽60:第一突起61:可調緊固件62:第二突起64:第一突起66:第二突起72:第一作用面74:第二作用面76:第三作用面80:凸耳82:第一孔84:第二孔85:第一軸88:第一通道90:第二通道92:密封件94a至94c:開口96:角撐板100:吊索102:第一平面103:第二平面105:角度106:質心108:質心110:圓210:聯軸器212:第一管道元件214:第二管道元件216:縱軸218:第一環220:第二環222:第一溝槽224:接收面225:接收面226:接收面227:接收面228:平坦表面230:第二溝槽232:接收面233:接收面234:接收面235:接收面236:第一區段238:第二區段239:軸240:中心空間241:對向角242:第一鍵244:第二鍵245:配合平面246:第一鍵247:螺母248:第二鍵250:第一附接構件252:第二附接構件254:第一附接構件256:第二附接構件257:支承面258:第一作用面260:第二作用面262:第三作用面264:第四作用面266:第五作用面268:第六作用面270:第七作用面272:第八作用面274:平坦表面276:第一部分278:第二部分280:凸耳282:第一孔283:中心線284:第二孔286:可調緊固件288:第一通道289:點290:第二通道291:根部292:密封件293:自由端295:點297:中心線310:聯軸器312:管道元件314:管道元件316:縱軸318:第一環319:襯層320:第一套環322:支承面324:保持面326:第一環軸328:外殼330:孔332:縱軸334:第一端336:第二端338:第一肩部340:第一通道342:第一保持環344:第一軸承346:第二軸承348:第一軸承套圈350:第二軸承套圈352:密封件354:密封件356:溝槽358:第一外溝槽360:機械聯軸器361:非旋轉聯軸器362:第二環363:非旋轉聯軸器364:第二環軸366:第二套環368:支承面370:保持面372:第二肩部374:第二通道376:第二保持環378:密封件380:O形環382:圓周溝槽384:第一軸承386:第二軸承388:第一軸承套圈390:第二軸承套圈392:外溝槽396:段398:段400:管線402:管道元件404:管道元件406:管道元件408:管道元件410:管道元件412:管道元件414:管道元件416:管道元件420:鍵422:溝槽424:聯軸器426:鎖定面428:鎖定片430:卡住面432:鎖體434:聯軸器436:第一鎖定面438:第二鎖定面440:第一鎖定片442:第一卡住面444:第二鎖定片446:第二卡住面448:鎖體450:叉452:第一叉齒454:第二叉齒464:聯軸器466:凹口468:鎖體470:狹槽510:管線512:段514:縱軸516:管道元件518:管道元件520:管道元件522:第一端524:第一聯軸器526:第二端528:第二聯軸器530:抗扭聯軸器532:抗扭聯軸器534:點536:點538:點540:點542:第一角位移544:孔546:支撐底腳548:吊管機550:提升吊索552:作用線554:滾子556:繫緊吊索557:吊索558:作用線559:鉤環560:第二角位移561:作用線562:點564:扳手566:夾鉗568:臂569:平坦表面594b:旋轉開口K:距離L₁:距離L₂:距離L₃:距離R:距離

圖1係根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖，所展示之聯軸器連結管道元件；

圖1A係圖1中所展示之聯軸器之一橫截面圖；

圖2係根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖3係圖2中所展示之聯軸器之一側視圖；

圖4係圖2中所展示之聯軸器之一前視圖；

圖4A係圖2中所展示之聯軸器之一前視圖；

圖5係沿圖4中之截面線5-5取得之一橫截面圖；

圖6係沿圖4中之截面線6-6取得之一橫截面圖；

圖7係一實例性第一環之一等角視圖；

圖8係一實例性第二環之一等角視圖；

圖9係圖7中所展示之實例性第一環之一側視圖；

圖10係圖8中所展示之實例性第二環之一側視圖；

圖11係圖7中所展示之實例性第一環之一前視圖；

圖12係圖8中所展示之實例性第二環之一前視圖；

圖13係一實例性第一區段之一等角視圖；

圖14係一實例性第二區段之一等角視圖；

圖15係圖13中所展示之實例性第一區段之一前視圖；

圖16係圖14中所展示之實例性第二區段之一前視圖；

圖17係圖13中所展示之實例性第一區段之一側視圖；

圖18係圖14中所展示之實例性第二區段之一側視圖；

圖19至圖24展示根據本發明之組裝聯軸器之一例示性方法；

圖25係連結管道元件之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖26係圖25中所展示之聯軸器之一平面圖；

圖26A係包括圖26中所展示之聯軸器之一區段之一橫截面圖；

圖26B係包括圖26中所展示之聯軸器之一區段之一平面圖；

圖27係包括圖25中所展示之聯軸器之區段之一分解等角視圖；

圖28及圖29係圖25中所展示之聯軸器之組件之等角視圖；

圖30係圖25中所展示之聯軸器及管道元件之一縱向截面圖；

圖31係允許管道元件圍繞其縱軸旋轉之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖32係圖31中所展示之管道聯軸器之一縱向截面圖；

圖33係包括使用圖31中所展示之聯軸器來彼此連接之管道元件之一實例性管線之一等角視圖；

圖34係連接至一管道元件之圖31中所展示之聯軸器之一部分之一等角截面圖；

圖35展示連接至管道元件之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖35A展示連接至管道元件之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖36展示連接兩個管道元件之一實例性第一類型之非旋轉聯軸器之一等角視圖；

圖36A展示連接兩個管道元件之一實例性第二類型之非旋轉聯軸器之一等角視圖；

圖37係具有一鎖定特徵之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖38係具有一鎖定特徵之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖38A係具有一鎖定特徵之根據本發明之一實例性聯軸器之一等角視圖；

圖39係根據本發明之一實例性方法之具有待旋轉之一段之一管線之一平面示意圖；

圖40係其中一段由一吊管機支撐之管線上之一點之一軸向圖；

圖41係其中由一吊管機使用一吊索將扭矩施加至一段之一管線上之一點之一軸向圖；

圖42係其中由一吊管機使用連接至一抗扭聯軸器之一吊索將扭矩施加至一段之管線上之一點之一軸向圖；

圖42A係其中由一吊管機使用一扳手將扭矩施加至一段之管線上之一點之一軸向圖。

10:聯軸器12:第一管道元件14:第二管道元件16:縱軸18:第一環20:第二環36:第一區段38:第二區段

Claims (40)

1. 一種用於連結第一及第二管道元件之聯軸器，該聯軸器包括： 一第一環，其可附接至該第一管道元件之一端，該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該溝槽之複數個接收面； 一第二環，其附接至該第二管道元件之一端，該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之複數個接收面； 第一及第二區段，其等可端對端附接以環繞一中心空間；其中： 該第一區段包括沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵，該第一及第二鍵呈隔開關係，且至少一個作用面可與該第一環之該複數個接收面之一接收面接合且至少一個作用面可與該第二環之該複數個接收面之一接收面接合，其中該等作用面與該等接收面之間的接合防止該第一及第二管道元件相對於彼此旋轉； 該第二區段包括沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵，該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係； 其中當該第一及第二環定位於該中心空間內時，該第一及第二區段之該第一及第二鍵可分別與該第一及第二溝槽接合； 其中該第一區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件，且該第二區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件，該第一區段上之該第一附接構件可與該第二區段上之該第一附接構件接合，該第一區段上之該第二附接構件可與該第二區段上之該第二附接構件接合用於使該第一及第二區段彼此附接。
2. 如請求項1之聯軸器，其中該第一環之該複數個接收面之各接收面沿該第一環之一弦延伸，且該第二環之該複數個接收面之各接收面沿該第二環之一弦延伸。
3. 如請求項1之聯軸器，其中該第二區段進一步包括： 至少一個作用面，其等可與該第一環之該複數個接收面之一接收面接合；及 至少一個作用面，其等可與該第二環之該複數個接收面之一接收面接合， 其中該等作用面與該等接收面之間的接合防止該第一及第二管道元件相對於彼此旋轉。
4. 如請求項3之聯軸器，其中： 該第一環界定相鄰於該第一溝槽之一第一凹口及一第二凹口，該第一凹口及該第二凹口之各者包括該第一環之該複數個接收面之接收面； 該第二環界定相鄰於該第二溝槽之一第一凹口及一第二凹口，該第一凹口及該第二凹口之各者包括該第二環之該複數個接收面之接收面； 該第一區段包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起，該第一突起及該第二突起之各者包括該第一區段之該至少一個作用面之作用面，該第一突起可與該第一環之該第一凹口接合且該第二突起可與該第二環之該第一凹口接合； 該第二區段包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起，該第一突起及該第二突起之各者包括該第二區段之該至少一個作用面之作用面，該第一突起可與該第一環之該第二凹口接合且該第二突起可與該第二環之該第二凹口接合。
5. 如請求項4之聯軸器，其中： 該第一環界定相鄰於該第一溝槽之一第二凹口，該第二凹口包括該第一環之該複數個接收面之接收面；且 該第二環界定相鄰於該第二溝槽之一第二凹口，該第二凹口包括該第二環之該複數個接收面之接收面。
6. 如請求項5之聯軸器，其中該第一及第二環之該第一及第二凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。
7. 如請求項6之聯軸器，其中該第一環之該第一及第二凹口位於該第一環之對置側上，且其中該第二環之該第一及第二凹口位於該第二環之對置側上。
8. 如請求項6之聯軸器，其中該第一及第二區段之該第一及第二突起包括遠離各自第一及第二鍵向外延伸之第一及第二作用面及在該第一與第二作用面之間橫向延伸之一第三作用面。
9. 如請求項8之聯軸器，其中該第一及第二作用面經構形以分別接合該第一及第二接收面，且其中該第三作用面經構形以接合該第三接收面。
10. 如請求項1之聯軸器，其中各該附接構件包括以間隔關係界定第一及第二孔之一凸耳，且其中各該孔經調適以接收一可調緊固件用於將該第一區段上之該第一附接構件附接至該第二區段上之該第一附接構件且將該第一區段上之該第二附接構件附接至該第二區段上之該第二附接構件。
11. 如請求項1之聯軸器，其中： 該第一區段界定定位於該第一區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第一通道； 該第二區段界定定位於該第二區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第二通道； 該聯軸器進一步包括接收於該第一及第二通道內之一密封件，該密封件可與該第一及第二環接合用於實現一流體密封接合。
12. 如請求項5之聯軸器，其中該第一環界定一第三凹口及一第四凹口，且其中該第二環界定一第三凹口及一第四凹口。
13. 如請求項12之聯軸器，其中該第一及第二環之該第三及第四凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。
14. 如請求項12之聯軸器，其中該第一環之該第三及第四凹口位於該第一環之對置側上且該第二環之該第三及第四凹口位於該第二環之對置側上。
15. 如請求項1之聯軸器，其中當該第一及第二環位於該中心空間內時，該第一區段上之該第一附接構件界定可與該第一環之該複數個接收面之一第一接收面接合之該第一區段之該至少一個作用面之一第一作用面及與該第一作用面呈間隔關係且可與該第二環之該複數個接收面之一第二接收面接合之該第一區段之該至少一個作用面之一第二作用面。
16. 如請求項15之聯軸器，其中該第二區段上之該第一附接構件包括可與該第一環上之該第一接收面接合之該第二區段之該至少一個作用面之一第三作用面及與該第三作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第二接收面接合之該第二區段之該至少一個作用面之一第四作用面。
17. 如請求項16之聯軸器，其進一步包括： 一第三接收面，其在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸； 一第四接收面，其在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸，該第一區段上之該第二附接構件包括可與該第一環上之該第三接收面接合之一第五作用面及與該第五作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第四接收面接合之一第六作用面； 該第二區段上之該第二附接構件包括可與該第一環上之該第三接收面接合之一第七作用面及與該第七作用面呈間隔關係且可與該第二環上之該第四接收面接合之一第八作用面。
18. 如請求項17之聯軸器，其中該第一、第二、第三及第四接收面包括平坦表面，各該平坦表面延伸通過該環之一弦。
19. 如請求項18之聯軸器，其中該第一及第三接收面位於該第一環之對置側上且該第二及第四接收面位於該第二環之對置側上。
20. 如請求項18之聯軸器，其中： 該第一及第二作用面包括能夠分別與該第一及第二接收面配合接合之平坦表面； 該第三及第四作用面包括能夠分別與該第一及第二接收面配合接合之平坦表面； 該第五及第六作用面包括能夠分別與該第三及第四接收面配合接合之平坦表面； 該第七及第八作用面包括能夠分別與該第三及第四接收面配合接合之平坦表面。
21. 如請求項20之聯軸器，其中針對各該作用面，該作用面之一第一部分相對於該作用面之一第二部分角定向。
22. 如請求項1之聯軸器，其中各該區段上之各該第一及第二附接構件分別對向該等區段之一各自者之一角部分，該角部分界定自各該區段上之該等鍵之一者之一曲率中心量測之在自15°至35°之範圍內之一對向角。
23. 如請求項1之聯軸器，其中各該區段上之各該第一及第二附接構件分別對向該等區段之一各自者之一角部分，該角部分界定自各該區段上之該等鍵之一者之一曲率中心量測之25°之一對向角。
24. 如請求項17之聯軸器，其進一步包括： 一第五接收面，其在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸； 一第六接收面，其在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸； 一第七接收面，其在相鄰於該第一溝槽之該第一環之一部分上方延伸； 一第八接收面，其在相鄰於該第二溝槽之該第二環之一部分上方延伸。
25. 如請求項24之聯軸器，其中該第五、第六、第七及第八接收面包括平坦表面，各該平坦表面延伸通過該環之一弦。
26. 如請求項24之聯軸器，其中該第五及第七接收面位於該第一環之對置側上且該第六及第八接收面位於該第二環之對置側上。
27. 一種組裝用於連結第一及第二管道元件之一聯軸器之方法，該聯軸器包括： 一第一環，其可附接至該第一管道元件之一端，該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該第一溝槽之一第一凹口； 一第二環，其可附接至該第二管道元件之一端，該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之一第一凹口； 第一及第二區段，其等可端對端附接以環繞一中心空間；其中： 該第一區段包括沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵及橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起，該第一及第二鍵呈隔開關係； 該第二區段包括沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出之第一及第二鍵，該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係；該方法包括： 使該第一環及該第二環端對端面向定位； 在該第一區段之第一附接構件及該第二區段之第一附接構件接近處提升環繞該中心空間端對端定位之該第一及第二區段； 牽引該第一及第二區段遠離彼此； 在該第一及第二環上方降低該第一及第二區段直至該第一及第二環定位於該中心空間內； 經由一第一緊固件附接該第一區段之第二附接構件及該第二區段之第二附接構件； 經由一第二緊固件附接該第一區段之該第一附接構件及該第二區段之該第一附接構件； 圍繞該第一及第二環旋轉該附接之第一及第二區段直至該第一及第二突起分別與該第一環中之該第一凹口及該第二環中之該第一凹口對準；及 擰緊該第一及第二緊固件直至該第一及第二突起分別接合該第一環中之該第一凹口及該第二環中之該第一凹口。
28. 如請求項27之方法，其中該第一環界定一第二凹口，且該第二環界定一第二凹口。
29. 如請求項28之方法，其中該第二區段進一步包括橫向於該第一及第二鍵延伸之第一及第二突起。
30. 如請求項29之方法，其中該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉直至該第一及第二突起分別與該第一環中之該第二凹口及該第二環中之該第二凹口對準，且在擰緊該第一及第二緊固件之後，該第一及第二突起分別接合該第一環中之該第二凹口及該第二環中之該第二凹口。
31. 如請求項30之方法，其中該第一及第二環之該第一及第二凹口包括朝向該中心空間向內延伸之第一及第二接收面及在該第一與第二接收面之間橫向延伸之一第三接收面。
32. 如請求項31之方法，其中該第一及第二區段之該第一及第二突起包括： 第一及第二作用面，其等遠離各自第一及第二鍵向外延伸；及 一第三作用面，其在該第一與第二作用面之間橫向延伸。
33. 如請求項32之方法，其中在該第一區段之該第一及第二突起與該第一及第二環之該等第一凹口接合且該第二區段之該第一及第二突起與該第一及第二環之該等第二凹口接合之後，該第一及第二作用面分別接合該第一及第二接收面，且該第三作用面接合該第三接收面。
34. 如請求項32之方法，其中當該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉時，該第三作用面在該第一與第二環之凹口之間延伸之一外表面上滑動。
35. 如請求項34之方法，其中該方法進一步包括圍繞該第一及第二環放置一密封件使得該密封件覆蓋形成於端對端面向之該第一與第二環之間的一接縫。
36. 如請求項35之方法，其中該第一區段界定定位於該第一區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第一通道，且該第二區段界定定位於該第二區段上之該第一與第二鍵之間且沿其縱向延伸之一第二通道。
37. 如請求項36之方法，其中當該第一及第二區段圍繞該第一及第二環旋轉時，一間隙形成於該密封件與該第一通道之間且一間隙形成於該密封件與該第二通道之間。
38. 如請求項37之方法，其中在擰緊該第一及第二緊固件之後，該第一通道及該第二通道接收該密封件。
39. 如請求項37之方法，其中該第一及第二區段在該第一區段之該第一附接構件與該第二區段之該第一附接構件之間的點處被提升。
40. 一種用於連結第一及第二管道元件之聯軸器，該聯軸器包括： 一第一環，其可附接至該第一管道元件之一端，該第一環界定圍繞其周向延伸之一第一溝槽及相鄰於該第一溝槽之第一及第二接收面； 一第二環，其可附接至該第二管道元件之一端，該第二環界定圍繞其周向延伸之一第二溝槽及相鄰於該第二溝槽之一第一及第二接收面； 第一及第二區段，其等可端對端附接以環繞一中心空間；其中： 該第一區段包括： 第一及第二鍵，其等沿該第一區段縱向延伸且朝向該中心空間突出，該第一及第二鍵呈隔開關係；及 一第一作用面及一第二作用面； 該第二區段包括： 第一及第二鍵，其等沿該第二區段縱向延伸且朝向該中心空間突出，該第二區段上之該第一及第二鍵呈隔開關係；及 一第一作用面及一第二作用面； 該第一及第二區段之該第一及第二鍵可分別與該第一及第二溝槽接合，當該第一及第二環定位於該中心空間內時，該第一區段之該第一及第二作用面可分別與該第一及第二環之該等第一接收面接合，且該第二區段之該第一及第二作用面可分別與該第一及第二環之該等第二接收面接合； 該第一區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件，且該第二區段包括定位於其對置端處之第一及第二附接構件，該第一區段上之該第一附接構件可與該第二區段上之該第一附接構件接合，該第一區段上之該第二附接構件可與該第二區段上之該第二附接構件接合用於使該第一及第二區段彼此附接。