CZ20011214A3

CZ20011214A3 - Těsnicí krouľek pro spoj mezi vlnami pláątě trubky ve tvaru vlnovce a nátrubkem s hladkou vnitřní stěnou

Info

Publication number: CZ20011214A3
Application number: CZ20011214A
Authority: CZ
Inventors: Ralph Peter Dr. Ing. Hegler
Original assignee: Ralph Peter Dr. Ing. Hegler
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2001-11-14
Also published as: US20010027818A1; PL346893A1; EP1143183A2; US6343623B2; JP2001349433A; EP1143183A3; DE10017221A1; CA2342539A1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká těsnicího kroužku pro utěsnění spoje mezi vlnami pláště trubky ve tvaru vlnovce a nátrubkem s hladkou vnitřní stěnou.

Dosavadní stav techniky

Těsnicí kroužek tohoto druhu, známý z evropského patentového spisu č. 0 012 166 B1, je opatřen v patní válcové části přiléhajícím spodním ________________________výstupkem, a dále po stranách, vyčnívajícím těsnicím prstencem, který doléhá na přechodové úseky mezi boky a obvodovou částí pláště trubky ve tvaru vlnovce. Těsnicí kroužek je dále opatřen vně vyčnívajícím těsnícím výčnělkem, který doléhá na vnitřní stěnu nátrubku. Pro nadměrné šířky kruhových drážek, jejichž šířka je v podélném směru pláště trubky ve tvaru vlnovce podstatně větší než jejich hloubka, se používají výše zmíněné známé těsnicí kroužky zdvojené, přičemž dva, stejného tvaru vytvořené těsnicí kroužky jsou navzájem spojeny ve své střední části. U těchto známých těsnicích kroužků je těsnicí funkce dosaženo téměř výhradně v důsledku jejich stlačení, tj. v důsledku jakoby kontrolované deformace těsnicího kroužku. Pod pojmem „kontrolovaná deformace“ se přitom rozumí to, že těsnicí síly a reakční síly vzniklé mezi _ těsnicím kroužkem a příslušnou oblastí trubkového hrdla, resp. nátrubku, jsou vyrovnány, aniž by byly zeslabené úseky, jako například boky vln, vystaveny extrémnímu zatížení.

Z patentového spisu US 5 326 183 A je znám těsnicí kroužek určený k utěsnění spoje mezi vlnami pláště trubky ve tvaru vlnovce a nátrubkem s v ·· ···· ·· ·· ·· • · · · · · ·· · podstatě hladkou vnitřní stěnou. Tento těsnicí kroužek, který vyplňuje mezeru ve tvaru kruhové drážky mezi dvěma sousedními vlnami pláště trubky ve tvaru vlnovce, je opatřen postranními a směrem nahoru vyčnívajícími těsnicími břity, které zasahují do odpovídajících vyhloubení v nátrubku, vytvořených ve tvaru záseků. Nevýhoda tohoto provedení spočívá v tom, že při nesymetrické montáži, která se může v praxi často vyskytovat, mohou vzniknout značné problémy s utěsněním.

Z německého patentu DE 3 605 330 CZ je znám stlačitelný těsnicí kroužek, určený pro spoje mezi pláštěm trubky ve tvaru vlnovce a nátrubkem, který sestává ze dvou navzájem spojených základních těles, která jsou vsazena do dvou sousedních kruhových drážek, přičemž těsnicí kroužek je dále opatřen těsnicím výčnělkem, doléhajícím na vnitřní stěnu nátrubku.

Podstata vynálezu

Vynález si klade základní úkol, kterým je vytvoření těsnicího kroužku výše uvedeného druhu, jehož prostřednictvím mohou být kompenzovány velké výrobní tolerance, zejména u potrubí velkých rozměrů, při dosažení obzvlášť vysoké těsnosti spojení.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen tak, že těsnicí kroužek je opatřen těsnicími výstupky, jejichž extrémní tvárností mohou být kompenzovány relativně velké tolerance průměrů mezi vnějším průměrem vln pláště trubky ve tvaru vlnovce a vnitřním průměrem nátrubku, přičemž těsnicí kroužek podle vynálezu současně zajišťuje absolutně těsné utěsnění proti úniku kapalin. Takové utěsnění je důležité zejména u potrubí pro odpadní vody v ochranných vodních zónách.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a podrobnosti řešení podle vynálezu jsou objasněny v popisu příkladného provedení znázorněného na přiložených výkresech. Zde značí:

Obr.1 těsnicí kroužek v nedeformovaném stavu, přičemž vlny pláště trubky ve tvaru vlnovce a nátrubek jsou znázorněny čárkovaně,

Obr.2 těsnicí kroužek vsazený mezi vlny pláště trubky ve tvaru vlnovce,

Obr.3 těsnicí kroužek podle obr. 2, vsazený mezi vlny pláště trubky ve tvaru vlnovce, po nasunutí nátrubku. ____

Příklady provedení vynálezu

Na přiložených výkresech jsou znázorněny vlny 1 pláště trubky 2 ve tvaru vlnovce, která sestává z hladkostěnné vnitřní trubky 3 a ze zvlněné vnější trubky 4. Vlnové úseky 5, 6 mají v podstatě lichoběžníkový průřez, s navzájem sousedícími boky 7, 8, směřujícími dolů k vnitřní trubce 3, kde jsou navzájem spojeny patní válcovou částí 9. Vlnové úseky 5, 6 dále sestávají z vnějších válcových obvodové úseků 10, 11 o vnějším průměru d. Znázorněná — trubka 2 s pláštěm ve tvaru vlnovce je tak zvaná kombinovaná trubka. Může to však být rovněž i jednoduchá trubka se zvlněným povrchem, tj. trubka, která není opatřena vnitřní hladkou trubkou.

* l

Na obr. 1 a 3 je dále znázorněn nátrubek 12, kterým je opatřena další trubka 13 s pláštěm ve tvaru vlnovce, resp. s vlnami 1 na jejím protilehlém konci. Na začátku nátrubku 12 je vytvořeno vně se rozšiřující naváděcí hrdlo ·· ···· ··· · · · · ··· « · · · ···« « · · • · ·· ·· ·· · · · · ·

14, na nějž navazuje v podstatě válcový úsek 15, s vnitřní stěnou 16, pro jejíž vnitřní průměr D platí D > d.

Trubky 2, 13, jejichž plášť je na jednom konci vytvořen ve tvaru vlnovce, tj. s vlnami 1, zatímco druhý konec tvoří nátrubek 12, jsou v praxi značně rozšířeny a jsou známy například evropského patentového spisu č. 0 563 575 (odpovídající US patent č. 5 320 797).

K utěsnění kapalného média mezi vlnami 1 a nátrubkem 12 je použit těsnicí kroužek 17, který je vsazen do vně se rozšiřující kruhové drážky 18, ohraničené boky 7, 8 sousedních vln 1 a patní válcovou částí 9. Největší šířka a kruhové drážky 18 ie menší, než její hloubka b. Těsnicí kroužek 17 je na obr. 1 znázorněn v nedeformovaném stavu, přičemž vlny 1 a nátrubek 12jsou znázorněny čárkovaně. Po vsazení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18 a následném nasunutí nátrubku 12 dojde k deformaci, resp. ke stlačení těsnicího kroužku 17.

Zrcadlově symetricky vytvořený těsnicí kroužek 17 je zhotoven z pružného materiálu, například z gumy, jehož základní těleso 19 ie přibližně tvarově přizpůsobeno příčnému průřezu kruhové drážky 18. Ve spodní části má těsnicí kroužek 17 vytvořeny dva spodní výstupky 20, 21, které jsou přizpůsobeny přechodové oblasti mezi boky 7, resp. 8 a patní válcovou částí 9. Po vsazení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18 se spodní výstupky 20, 21 bez deformace přizpůsobí této oblasti, kde těsně dolehnou, jak je znázorněno na obr. 1 a 2.

Na základním tělese 19 jsou vždy na každé z jeho postranních ploch 22, 23 dále vytvarovány dva vyčnívající těsnicí břity 24, 25 resp. 26, 27, přivrácené k bokům 7 resp. 8. Těsnící břity 25, 27, vystupující dále do stran, se

- 9 9 V

J · · 9 · 9 9 9 9 9 9 9

99 99 ·9 9· ··· v nedeformovaném stavu nacházejí těsně pod obvodovými úseky 10, 11. Stranově méně vyčnívající těsnicí břity 24, 26 se nacházejí relativně těsně pod těsnicími břity 25, 27. Postranní plochy 22, 23 nacházející se mezi těsnicími břity 24, resp. 26 a spodními výstupky 20, resp. 21, jsou vyklenuty směrem do základního tělesa 19. V nedeformovaném stavu těsnicího kroužku 17 je vnější průměr těsnicích břitů 24 až 27 větší, než je ve stejných místech průměr kruhové drážky 18 . Důsledkem toho je, že při vsazení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18 dojde k deformaci těsnicích břitů 24 až 27, které jsou v důsledku tvárnosti základního tělesa 19 současně s ním stlačeny. Vrchní těsnicí břity 25, 27 se přitom nacházejí přibližně v přechodové oblasti mezi obvodovými úseky 10, 11 a boky 7, 8. Spodní těsnicí břity 24, 26 pak doléhají na boky 7, 8 a sice vždy svými vrcholy. Jak je zřejmé z porovnání obr. 1 a 2, v důsledku deformací těsnicích břitů 24 až 27 a následného stlačení základního tělesa 19 při vsazení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18, je vyklenutí postranních ploch 22, 23 základního tělesa 19 poněkud zmenšeno. Postranní plochy 22, 23 se tak přiblíží k bokům 7, 8, neboť i materiál základního tělesa 19 je stlačen ve směru shora dolů.

Těsnicí kroužek 17 má dále na své vrchní straně vytvořen těsnicí výčnělek 28, v jehož středové části je vytvořen směrem nahoru vyčnívající prstencový výstupek 29. Po obou stranách tohoto prstencového výstupku 29 jsou na těsnicím výčnělku 28 dále vytvořeny dva, šikmo do stran směřující výstupky 30, 31. Jak je zřejmé z obr. 1, před nasunutím nátrubku 12 přečnívá prstencový výstupek 29 zcela, a do stran směřující výstupky 30, 31 svou podstatnou částí, přes vnitřní profil nátrubku 12, a proto při jeho nasouvání na trubku 2 musejí být tyto výstupky deformovány. Jak je zřejmé z obr. 2, po vsazení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18 ještě není těsnicí výčnělek 28 deformován. Teprve při nasouvání nátrubku 12 na plášť trubky 2 ve tvaru vlnovce ve směru nasouvání 32, dochází k deformaci celého těsnicího kroužku • · · · · · • · ··.· · ·· · ·· · ·· ·· · · · · · · ···

17, jak je znázorněno na obr. 3. Těsnicí výčnělek 28 je ve směru nasouvání 32 deformován relativně směrem k sousedním vlnovým úsekům 5, 6, což znamená, že je částečně vychylován ve směru nasouvání 32. To má za následek, že ve směru nasouvání 32 bližší výstupek 30 je téměř ohrnut směrem ven a přitom dolehne na vnitřní stěnu 16 nátrubku 12. Rovněž středový prstencový výstupek 29 je deformován ve směru nasouvání 32, zůstává ale jako těsnicí prstencový výstupek 29 ve stálém styku s vnitřní stěnou 16 nátrubku J2. Ve směru nasouvání 32 vzdálenější výstupek 31 je pak deformován do té míry, že se oddálí od vnitřní stěny 16 nátrubku 12. Těsnicí výčnělek 28 je tedy ve směru nasouvání 32 téměř srolován. To má rovněž za následek, že dojde k deformaci základního tělesa 19, a to takovým způsobem, že ve směru nasouvání 32 bližší postranní plocha 22 je přitlačena blíže k příslušnému boku 7, zatímco ve směru nasouvání 32 vzdálenější těsnici_____________________ břity 26, 27 jsou na boku 8 posunuty více směrem dovnitř kruhové drážky 1_8. Postranní plocha 23, na které se nacházejí vzdálenější těsnicí břity 26, 27 je přitom vyklenuta více do základního tělesa 19. Při větším vyklenutí postranní plochy 23, vzniklém v důsledku odpovídající deformace základního tělesa 19, nastává rovněž deformace spodních výstupků 20, 21, a to takovým způsobem, že jsou stále ve styku s přechodovými úseky mezi boky 7, 8 a patní válcovou částí 9 trubky 2.

V důsledku tvárnosti těsnicího výčnělku 28 je zabezpečeno, že nezávisle na tom, jak je těsnicí kroužek 17 vsazen do kruhové drážky 18, středový prstencový výstupek 29 a jeden z výstupků 30, resp. 31 dolehnou vždy na vnitřní stěnu 16 nátrubku 12. Rovněž je zabezpečeno, že v důsledku intenzivního vtlačení těsnicího kroužku 17 do kruhové drážky 18, je podstatně zesílen přítlak spodních výstupků 20, 21 na patní válcovou část 9 trubky 2, jakož i přítlak těsnicích břitů 24 až 27 na boky 7, 8. Těsnicí kroužek podle vynálezu tak může být použit pro utěsnění všech proudících medií.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Těsnicí kroužek z pružného materiálu, zejména z gumy, pro utěsnění spoje mezi vlnami (1) pláště trubky (2) ve tvaru vlnovce, s alespoň dvěma | sousedícími vlnovými úseky (5, 6), jejichž vzájemně přivrácené boky (7, 8) jsou i' v přechodové části spojeny s patní válcovou částí (9), přičemž boky (7, 8) ř ohraničují kruhovou drážku (18) pro vsazení těsnicího kroužku (17), a mezi i nátrubkem (12) s hladkou, v podstatě válcovou vnitřní stěnou (16),

I nasunutelným na vlny (1) ve směru nasouvání (32), přičemž těsnicí kroužek r· (17), který je vytvořen zrcadlově symetricky, sestává ze základního tělesa (19), ⁶ na jehož spodní straně jsou vytvořeny spodní výstupky (20, 21), doléhající na _____________patní válcovou část (9), a na jehož postranních plochách (22, 23), přivrácených_____ k bokům (7, 8) jsou vytvořeny těsnicí břity (24 až 27), zatímco v jeho vrchní části je vytvořen těsnicí výčnělek (28), doléhající na vnitřní stěnu (16) nátrubku (12), vyznačující se tím, že těsnicí výčnělek (28) je opatřen středovým prstencovým výstupkem (29), po jehož obou stranách jsou vytvořeny šikmo do stran vyčnívající výstupky (30, 31), přičemž těsnicí výčnělek (28) je ve směru nasouvání (32) v důsledku elasticity základního tělesa (19) deformovatelný tak, že blíže ve směru nasouvání (32) nacházející se výstupek (30) a středový prstencový výstupek (29) doléhají na vnitřní stěnu (16) nátrubku (12).
2. Těsnicí kroužek podle nároku 1, vyznačující se tím, že postranní plochy (22, 23) jsou v části mezi spodními výstupky (20, 21) a těsnicími břity (24 až 27) vyklenuty dovnitř do základního tělesa (19).
3. Těsnicí kroužek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v části každé z postranních ploch (22, 23) jsou dva, nad sebou sousedící těsnicí břity (24 až 27).

·· ····
4. Těsnicí kroužek podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň jeden, postranním plochám (22, 23) přiřazený těsnicí prstenec je vytvořen jako těsnicí břit (24 až 27).
5. Těsnicí kroužek podle nároků 3 a 4, vyznačující se tím, že oba, ř

I postranním plochám (22, 23) přiřazené těsnicí prstence jsou vytvořeny jako t , těsnicí břity (24 až 27).

|
6. Těsnicí kroužek podle některého z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že ř vnější těsnicí břity (25, 27) vyčnívají dále do stran, než vnitřní těsnicí břity (24, í 26).
7. Těsnicí kroužek podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že základní těleso (19) s těsnicím výčnělkem (28) je deformovatelné tak, že ve směru nasouvání (32) blíže se nacházející postranní plocha (22) přiléhá blíže k sousednímu boku (7), zatímco dále se nacházející postranní plocha (23) je silněji vyklenuta, přičemž ve směru nasouvání (32) dále se nacházející těsnicí břity (26, 27) jsou přemístitelné na sousedním boku (8) ve směru k patní válcové části (9) trubky (2).
8. Těsnicí kroužek podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že na základním tělese (19) jsou vytvořeny dva spodní výstupky (20, 21), které doléhají v přechodové oblasti.
9. Těsnicí kroužek podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že největší šířka a kruhové drážky (18) je menší než její hloubka b.