CZ300891B6 - Závitový spoj trubek a závitová sestava tvorená tímto spojem - Google Patents

Abstract

Závitový spoj trubek obsahuje zašroubovací vnitrní clen (1), ležící na konci první trubky (3), a našroubovací vnejší clen (2) ležící na konci druhé trubky (4), jakož i strední tesnicí prostredek (9), tvorený dosedací plochou (10) zašroubovacího vnitrního clenu a dosedací plochou (11) našroubovacího vnejšího clenu, zpusobilými na sebe dosedat v sestavené poloze spoje. Zašroubovací vnitrní clen (1) obsahuje kuželový vnejší závit (7) a našroubovací vnejší clen obsahuje kuželový vnitrní závit (8), který odpovídá vnejšímu závitu (7). Závitový spoj dále obsahuje stavecí prostredek (12, 13, 21) pro zastavování šroubování zašroubovacího vnitrního clenu (1) do našroubovacího vnejšího clenu (2) v urcené poloze, v sestaveném stavu spoje. Vnejší závit (7) zašroubovacího vnitrního clenu obsahuje jedinou závitovou oblast s vnejším závitem, usporádanou na jednom kuželi, a vnitrní závit našroubovacího vnejšího clenu obsahuje také jedinou závitovou oblast s vnitrním závitem. Dosedací plocha zašroubovacího vnitrního clenu a dosedací plocha našroubovacího vnejšího clenu, tvorící strední tesnicí prostredek, jsou umísteny ve strední oblasti závitové oblasti s vnejším závitem v prípade dosedací plochy (10) vnitrního clenu a závitové oblasti s vnitrním závitem v prípade dosedací plochy (11) vnejšího clenu, v níž jsou odpovídající vnejší a vnitrní závit prerušené. Rešení se dále týká závitové sestavy dvou trubek s použitím výše uvedeného spoje.

Description

Vynález se týká závitového spoje trubek, zejména ocelových trubek a určeného zejména pro ropný a plynárenský průmysl a pro sestavy trubek, vytvořené pomocí tohoto spoje, které se vyznačují těsností vůči vysokým vnějším tlakům.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy spoje trubek, používaných v ropném a plynárenském průmyslu, v nichž je spoj tvořen zašroubovacím vnitřním členem s vnějším závitem, na který se našroubovává našroubovali cí vnější člen s vnitřním závitem, přičemž vnější a vnitřní závit si vzájemně odpovídají. Tyto spoje se používají zejména pro vytváření sloupců trubic pro těžbu ropy nebo plynu nebo kyvelážních trubic pro ropné nebo plynové vrty.

Poznamejme, že pod pojmem „zašroubovací vnitřní člen“ se v tomto kontextu i v celém dalším textu rozumí člen závitového spoje, který nese vnější závit, tj. člen, který se zašroubovává („male“) do vnějšího členu závitového spoje. Pod pojmem „našroubovací vnější člen“ se pak rozumí člen závitového spoje, který nese vnitřní závit, tj. člen, který se našroubovává („female“) na vnitřní Člen opatřený vnějším závitem (neboli do kterého se vnitřní člen zašroubovává).

S ohledem na více nebo méně přísné podmínky těžby z ropných nebo plynových vrtů se známým způsobem doplňuje výše popsaná základní konstrukce spojů tím, že se opatří těsnicími prostředky různých typů, jako prstenci ze syntetické hmoty nebo kovovými plochami, dosedajícími jedna na druhou.

Jako příklad je možné uvést evropský patent EP 0 488 912, popisující spoj s kuželovým závitem, opatřený v oblastí ležící za vnějším závitem v blízkosti volného konce zašroubovacího vnitrního členu vnější kuželovou plochou a v odpovídající oblasti našroubovacího vnějšího členu vnitřní plochou, přičemž tato dvojice vnější a vnitřní plochy, dosedajících jedna na druhou, když je spoj v sešroubovaném stavu, tvoří vnitřní těsnicí plochy pro těsnění vůči tekutině cirkulující uvnitř trubek. Spoj popsaný v EP 0 488 912 je také opatřený dorazem, který umožňuje při zašroubování vzájemně vůči sobě přesně polohovat zašroubovací a našroubovací prvek s vnějším resp. vnitřním závitem.

Pro určitá použití je zapotřebí, aby spoje vzdorovaly a zůstaly těsné současně vůči vnitřnímu tlaku tekutiny cirkulující v trubce a vnějším tlaku okolo trubky. Tato těsnost je kritická pro spolehlivost spoje, když je vnější tlak vysoký (například vyšší než 600 barů neboli 60 MPa), ať je příslušná tekutina kapalina nebo plyn nebo směs obojího. V tomto případě nedovolují dosedací vnitřní těsnicí plochy v provedení, jak je popsáno v EP 0 488 912, vzdorovat nad daným tlakem pronikání tekutiny, která postupuje směrem dovnitř podél závitů a nakonec deformuje nebo i vysouvájazýčkový konec zašroubovacího vnitřního členu, na němž je uložena vnitřní dosedací těsnicí plocha, a dostává se tak dovnitř trubky.

Pro vyřešení tohoto problému bylo uvažováno opatřit spoj podle EP 0 488 912 dosedací plochou, ležící vedle volného konce našroubovacího vnějšího členu.

Patentový spis FR 7712851 tak popisuje spoj opatřený vnitřní těsnicí dosedací plochou při volném konci zašroubovacího vnitrního členu a vnější těsnicí dosedací plochou při volném konci našroubovacího vnějšího členu. Musel by být těsný vůči vnitřnímu tlaku a vnějšímu tlaku. Podle FR 77 12851 je každá z těchto dvou dosedacích ploch spojena s dorazem, což činí funkci a výrobu spoje mnohem choulostivějšími. Když nejsou dokonale respektovány rozměrové toleranCZ 300891 B6 ce nebo když jsou svěmé momenty příliš vysokém mohou totiž vznikat abnormální deformace, které mohou základním způsobem měnit funkci obou dosedacích ploch a mít za následek ztrátu jejich těsnosti jak vzhledem k tekutině uvnitř trubky a tekutině vně trubky.

Provedení takového spoje je drahé v důsledku jednak tolerancí obrábění potřebných pro jeho dobrou funkci a jednak množství materiálu potřebného pro vytvoření současně vnitřní těsnicí dosedací plochy a vnější těsnicí dosedací plochy, které vyžadují použití tlustších trubek.

Ve stavu techniky je také známé, že spoje, jejichž zašroubovací vnitřní člen a našroubovací vnější io člen obsahují kuželové nebo válcové závity, tvořené dvěma nezávislými závitovými oblastmi (které mohou být také nazývané stupně), vzájemně posunuté radiálně a axiálně a které jsou opatřené těsnicími dosedacími plochami.

Takto je tomu v případě EP 0 767 335, který popisuje spoj obsahující kuželový závit se dvěma vzájemně nezávislými závitovými oblastmi, které leží na dvou odlišných kuželech, vzájemně posunutých radiálně a axiálně, s vnitrní těsnicí dosedací plochou při volném konci zašroubovacího vnitrního členu a vnější těsnicí dosedací plochou při volném konci našroubovacího vnějšího členu. Vzhledem k poloze vnější těsnicí dosedací plochy při volném konci našroubovacího vnějšího členu nemůže tato plocha odolávat velmi vysokým tlakům, neboť její tuhost není dostatečně podporována hmotou na konci trubky.

Je také znám patent EP 0 149 612, který popisuje spoj, který obsahuje závit se dvěma nezávislými závitovými oblastmi, vzájemně posunutými radiálně a axiálně tak, že závitové oblasti leží na dvou odlišných kuželech, které jsou vzájemně posunuté v axiálním směru, mezi nimiž je dvojice těsnicích dosedacích ploch, tvořených vnitřní těsnicí dosedací plochou na zašroubovacím vnitřním členu a vnější těsnicí dosedací plochou na našroubovacím vnějším členu, přičemž spoj rovněž obsahuje vnitřní těsnicí dosedací plochu při volném konci zašroubovacího vnitřního členu a šikmý doraz na volném konci uvedeného zašroubovacího vnitřního členu.

Vzhledem kjeho struktuře se dvěma nezávislými závitovými oblastmi, vzájemně posunutými radiálně a vzájemně odsunutými axiálně, vyžaduje spoj podle EP 0 149 612 relativně tlusté stěny trubek a je obtížné, s ohledem na cenu a odpovídající prostorové nároky, vytvořit takové uspořádání ve formě objímkového Spoje.

Podstata vynálezu

V rámci vynálezu byla sledována snaha vytvořit závitový spoj trubek, který by při zajištění těsnosti nevykazoval nevýhody výše popsaných spojů. Byla také sledována snaha vytvořit spoj, který je těsný vůči vysokým vnějším tlakům, a který by současně neměl výše uvedené nevýhody, také byla sledována snaha vytvořit spoj, který by byl, při zachování těsnosti vůči vnitřnímu tlaku, jednoduchý, robustní a ekonomický, a to jak z hlediska spotřeby materiálu a tlouštěk trubek, které vyžaduje, tak i z hlediska rozsahu obrábění. Pod pojmem robustní se rozumí spoj, který je schopný odolávat zvýšeným tlakům, například okolo 60 až 150MPa, a které se dají snadno smontovat na staveništi.

Rovněž byla sledována snaha vytvořit závitový spoj trubek, který by se co možná nejméně lišil od spojů, které již existují na trhu, jejichž závit by byl tvořen jedinou závitovou oblastí na rozdíl od závitových spojů, jejichž závit obsahuje dvě nezávislé závitové oblasti, vzájemně odsunuté v axiálním a posunuté radiálním směru, takže jejich závitové oblasti leží na dvou odlišných kuželích, vzájemně posunutých v axiálním a radiálním směru, a který by mohl být realizován na základě takových spojů s jedinou závitovou oblastí, aniž by se měnila celková konstrukce. Dále byla sledována snaha vytvořit spoj, který je opatřen jediným těsnicím prostředkem, který by mohl být použit jak vůči vnitřnímu tlaku, tak i vůči vnějšímu tlaku.

Spoj podle vynálezu je určený pro použití pro provedení potrubí nebo sloupců z trubek. Jeho oblast použití se neomezuje na ropný průmysl a plynárenství, ale vztahuje se na jakékoli použití v rámci kterého vznikají nebo mohou vznikat stejné typy problémů.

Spoj podle vynálezu je určen k tomu, aby byl použit pro vytváření potrubí nebo sloupců z trubek.

Oblast jeho použití není omezena na ropný nebo plynárenský průmysl a sahá do všech oblastí použití, kde se vyskytují nebo mohou vyskytovat stejné typy problémů.

io Jako neomezující příklad je možné uvést odebírání vody v kapalné formě nebo páry zgeotermálních zdrojů.

V tomto rámci budou spoje vytvořeny ze všech kovových materiálů typu například oceli nebo slitiny železa nebo neželezné slitiny, zejména s požadovanými mechanickými vlastnostmi a odol15 ností proti korozi, potřebnými pro uvažovanou oblast použití.

Spoj trubek podle vynálezu je typu obsahujícího zašroubovací vnitřní člen, ležící na konci první trubky a našroubovací vnější člen ležící na konci druhé trubky.

Zašroubovací vnitrní člen obsahuje kuželový vnější závit a našroubovací vnější člen obsahuje kuželový vnitřní závit který odpovídá vnějšímu závitu tak, že se mohou do sebe zašroubovat.

Vnější závit a vnitřní závit jsou kuželové, a stavěči prostředek umožňuje zastavit šroubování spoje v určené poloze,

Mezi zašroubovací vnitřní člen a našroubovací vnější člen je vřazen těsnicí prostředek, který je tvořený dosedací plochou zašroubovacího vnitrního členu a dosedací plochou našroubovacího vnějšího členu, způsobilými na sebe dosedat, když je spoj sešroubován, a leží ve střední oblasti závitové oblasti v vnějším závitem v případě dosedací plochy vnitřního členu a závitové oblasti s vnitřním závitem v případě dosedací plochu vnějšího členu, v níž jsou odpovídající vnější a vnitřní závit přerušené.

Střední oblastí závitové oblasti s vnějším závitem a závitové oblasti s vnitřním závitem pro dosedací plochu vnějšího členu, v níž jsou odpovídající vnější a vnitřní závit přerušené, se zde rozumí oblast, která leží v podstatě uprostřed, ve směru osy spoje, závitové oblastí s vnějším závitem a závitové oblasti s vnitřním závitem, a která je ve směru osy spoje od středu závitové oblasti vnějšího závitu a vnitrního závitu ve vzdálenosti nanejvýše 1/4 délky této závitové oblasti, na každé straně uvedeného středu.

S výhodou jsou závitová oblast s vnějším závitem a závitová oblast s vnitřním závitem uvažovány jako zahrnující současně dokonalé závity („závity“ ve smyslu jednotkových závitů“ vymezujících profil závitu; filets) a koncové nedokonalé nebo mizející nebo neúplné závity (filets).

Tento těsnicí prostředek bude dále nazýván jednoduše jako střední těsnicí prostředek, přičemž se rozumí, že tento termín nesmí být interpretován v přísném slova smyslu omezujícím způsobem, vzhledem k uvedeným informacím, pokud jde o střední oblast.

Stavěči prostředek, umožňující zastavovat šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze v sestaveném stavu spoje, může být tvořen prostředky přímo spojenými se závitem nebo prostředky nezávislými na závitech.

Jelikož kuželové závity jsou přirozeně svěmé, může být stavěči prostředek přímo spojený se závity tvořen způsobem, který je sám o sobě známý, zašroubováním provedeným s předem určeným momentem, nebo dvěma značkami, z nichž jedna leží na zašroubovacím vnitřním členu

a druhá leží na našroubovacím vnějším Členu, které se uvádějí na konci šroubování do vzájemně souhlasné polohy.

V případě prostředků nezávislých na závitech může být stavěči prostředek doraz, který po dosažení požadované polohy začne vzdorovat pokračování zašroubovávání zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu.

Podle podmínek, uvažovaných pro spoj podle vynálezu, může spoj obsahovat jediný výše popsaný těsnicí prostředek, tj. střední těsnicí prostředek, nebo může obsahovat kromě tohoto středního těsnicího prostředku druhý těsnicí prostředek. Tento druhý těsnicí prostředek bude s výhodou prostředek, který je sám o sobě známý, jako například opěrný dotyk kov na kov, zajišťovaný dvěma dosedacími plochami jedna při volném konci zašroubovacího vnitřního členu a druhá na odpovídající části našroubovacího vnějšího členu.

Dosedací plochy středního těsnicího prostředku mohou být jakéhokoli typu nebo tvaru, pokud jsou způsobilé při sestavení spojena na sebe dosednout.

Například je možné použít dvou válcových ploch, a to dosedací plochu zašroubovacího vnitřního členu, která má průměr o něco větší než je průměr dosedací plochy našroubovacího vnějšího členu, za účelem zajištění sevření obou dosedacích ploch, tvořících střední těsnicí prostředek, při sestavení spoje.

Je také možno použít nejméně jednu válcovou plochu, přičemž druhá plocha je například prstencová nebo jakéhokoli jiného druhu, způsobilá vytvořit s první plochou svěmý dotyk.

Dosedací plocha zašroubovacího vnitřního členu, a dosedací plocha zašroubovacího vnějšího členu nemusí mít nutně stejný typ geometrie.

S výhodou bude nejméně jedna z dosedacích ploch, vnitřního nebo vnějšího členu, tvořících střední těsnicí prostředek, tvořena kuželovou plochou, jejíž kuželovitost je orientována ve stejném smyslu jako kuželovitost zavitu, a jejíž úhel vzhledem kose spoje je větší než úhel kužele závitu vzhledem k této ose.

Jako neomezující příklad je kontaktní délka dosedací plochy zašroubovacího vnitřního členu a našroubovacího vnějšího členu, které tvoří střední těsnicí prostředek, od 1 do 10 mm.

Vnější a vnitřní závit mohou být jakéhokoli typu, jako například trojúhelníkové nebo lichoběžníkové závity API (American Petroleum Institute), označované API pod označením „buttress“, což je celosvětově uznávané označení, které se obecně používá v oboru navrhování tohoto typu závitů.

V případě závitů buttress mohou být tyto závity s negativními pracovními boky, zejména když jsou sdruženy s dorazem, aby umožňovaly lepší vzájemné zachycení závitů.

Vynález se také týká závitové sestavy trubek, umožňující použití spoje podle vynálezu s právě popsanou konstrukcí. Je možné více variant.

Podle první varianty je spoj integrálního typu, přičemž každá ze sestavovaných buněk, které se mají spojovat nese alternativně na každém zjejích konců zašroubovací vnější člen a našroubovací vnější člen podle spoje podle vynálezu, jak byly popsány výše. Integrální sestava dvou trubek se tak vytvoří sešroubováním zašroubovacího vnitřního členu konce první trubky do našroubovacího vnějšího členu konce druhé trubky.

Podle tvaru a tloušťky trubek bude moci být výhodné vytvořit našroubovací vnější člen na jednom konci trubky, jejíž vnější průměr byl před tím roztažen, přičemž zašroubovací vnitřní člen je vytvořen na trubce, jejíž konec bude moci být v případě potřeby zesílen, například tvářením za tepla.

Podle druhé varianty je sestava dvou trubek objímkového typu. tj. s použitím objímky spojující dvě trubky a při použiti dvou spojů podle vynálezu, jejíchž konstrukce je popsána výše.

V tomto případě je zašroubovací vnitřní člen, popsaný výše, vytvořen na každém konci trubky a našroubovací vnější člen, jak byl popsán výše, je vytvořen na každém z konců objímky, přičemž oba zašroubovací vnitřní členy obou konců dvou trubek, které se mají sestavovat, se zašrouboi o vávaj í do obou našroubovacích vnějších členů objímky.

V tomto případě mohou volné konce dvou sestavovaných trubek v prvním provedení dosednout na konci šroubování uvnitř objímky jedna na druhou, takže tak tvoří doraz, který zastaví zašroubovávání v určené poloze.

Ve druhém provedení objímkové sestavy se volný konec každé trubky opře o patku, předem vytvořenou ve střední části objímky.

Ve smyslu patentových nároků je předmět vynálezu závitový spoj trubek typu obsahujícího zašroubovací vnitřní člen, ležící na konci první trubky, a našroubovací vnější člen ležící na konci druhé trubky, jakož i střední těsnicí prostředek, tvořený dosedací plochou zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plochou našroubovací ho vnějšího členu způsobilými na sebe dosedat v sestavené poloze spoje, přičemž zašroubovací vnitřní člen obsahuje kuželový vnější závit a našroubovací vnější člen obsahuje kuželový vnitřní závit který odpovídá vnějšímu závitu, a stavěči prostředek pro zastavování šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze, v sestaveném stavu spoje, přičemž podstata řešení spočívá v tom, že vnější závit zašroubovacího vnitřního členu obsahuje jedinou závitovou oblast s vnějším závitem, uspořádanou na jednom kuželi, a vnitřní závit našroubovacího vnějšího členu obsahuje také jedinou závitovou oblast s vnitřním závitem, přičemž dosedací plocha zaŠroubova30 čího vnitřního členu a dosedací plocha našroubovacího vnějšího čtenu, tvořící střední těsnicí prostředek, jsou umístěny ve střední oblasti závitové oblasti s vnějším závitem v případě dosedací plochy vnitřního členu a závitové oblasti s vnitřním závitem v případě dosedací plochy vnějšího členu, v níž jsou odpovídající vnější a vnitřní závit přerušené.

Závitová oblast vnějšího závitu a závitová oblast vnitřního závitu s výhodou obsahují současně dokonalé závity a koncové nedokonalé nebo mizející nebo neúplné závity.

Podle dalšího znaku vynálezu leží střední těsnicí prostředek ve vzdálenosti od středu délky závitové oblasti s vnějším závitem nebo vnitřním závitem nanejvýše rovné 1/4 délky uvedené závitové oblasti, na každou stranu od tohoto středu.

Stavěči prostředek umožňující zastavovat šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze v sestaveném stavu spoje může být tvořen prostředkem přímo spojeným se závity. Alternativně je stavěči prostředek, umožňující zastavovat šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze v sestaveném stavu spoje, tvořený prostředkem nezávislým na závitech, přičemž tento prostředek nezávislý na závitech je s výhodou doraz.

Podle dalšího znaku vynálezu je nejméně jedna z dosedacích ploch, vnitřního nebo vnějšího členu, tvořících střední těsnicí prostředek, tvořena kuželovou plochou, jejíž kuželovitost je orientována ve stejném smyslu jako kuželovitost závitu, a jejíž úhel vzhledem k ose spoje je větší než úhel kužele závitu vzhledem ktéto ose. Úhel kuželové plochy dosedací plochy, svíraný s osou spoje, je s výhodou větší než úhel kužele závitu, svíraný s touto osou, o hodnotu nanejvýše rovnou 20°.

S výhodou se dosedací plochy vnitřního členu a vnějšího členu, tvořící střední těsnicí prostředek, se rozprostírají maximálně v prostoru vymezovaném tvořícími přímkami kuželových ploch, na nichž leží vrcholy vnějšího závitu a vrcholy vnitřního závitu.

Dosedací plocha vnitřního členu a dosedací plocha vnějšího členu, tvořící střední těsnicí prostředek, mohou být dvě kuželové plochy, jejichž kuželovitost je s výhodou větší než kuželovitost závitů.

Podle dalšího znaku vynálezu spoj obsahuje druhý těsnicí prostředek.

Část tvořící přímky kuželové plochy, na níž leží vrcholy příslušného vnějšího závitu respektive vnitřního závitu, a která leží na jedné straně středního těsnicího prostředku, je pro jeden ze závitů, a to vnější závit na zašroubovacím vnitřním členu nebo vnitřní závit na našroubovacím vnějším členu, radiálně lze posunutá malým úběrem vrcholů vzhledem k části stejné tvořící přímky, která leží na druhé straně středního těsnicího prostředku.

Druhý těsnicí prostředek může být podle výhodného provedení tvořen jednak dosedací plochou zašroubovacího vnitřního členu, ležící mezi vnitřním koncem závitu zašroubovacího vnitřního členu a volným koncem zašroubovacího vnitrního členu, a jednak dosedací plochou našroubovacího vnějšího členu, uloženou na odpovídající části našroubovacího vnějšího členu, přičemž dosedací plocha zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plocha našroubovacího vnějšího členu na sebe pri sestavování spoje dosedají.

Podle dalšího znaku vynálezu je přesah v úrovni dosedací plochy zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plochy našroubovacího vnějšího členu, tvořících střední těsnicí prostředek, větší než přesah vnějšího a vnitrního závitu.

Vynález dále navrhuje závitovou sestavu dvou trubek integrovaného typu, která se vyznačuje tím, že je tvořena spojem definovaným výše, přičemž zašroubovací vnitřní člen spoje je vytvořen na končí první trubky a našroubovací vnější člen je vytvořen na konci druhé trubky.

Tato závitová sestava se s výhodou dále vyznačuje tím, že našroubovací vnější člen je vytvořen na konci trubky, který byl před tím roztažen, přičemž zašroubovací vnitřní člen je vytvořen na konci trubky, jejíž tloušťka byla popřípadě zvětšena.

Vynález dále navrhuje závitovou sestavu dvou trubek typu tvořeného objímkou, která se vyzna35 čuje tím, že je tvořena dvěma spoji jak jsou definovány výše, přičemž zašroubovací vnitřní člen je vytvořen na každém konci trubky, a na každém konci objímky je vytvořen našroubovací vnější člen, přičemž zašroubovací vnitřní člen každé trubky je připojen v každém z našroubovacích vnějších Členů odpovídajícího konce objímky.

Volný konec každého zašroubovacího vnitřního členu posledně jmenované závitové sestavy je podle dalšího znaku vynálezu v sestavené poloze opřen o část objímky, tvořící střední patku, vytvářející tak dva dorazy. Alternativně se oba volné konce zašroubovacích vnitrních členů v sestavené poloze opírají jeden o druhý při vytváření společného dorazu, přičemž s výhodou jsou na každém zašroubovacím vnitřním členu a na každém našroubovacím vnějším členu při střední části objímky jsou vytvořena vybrání tvořící osazení, která dovolují přesně polohovat uvedený společný doraz.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení, neomezujících jeho rozsah, s odpovídáním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 poloviční axiální řez zašroubovacím vnitřním členem a našroubovacím vnějším členem závitového spoje podle vynálezu v nesestavené poloze, obr. 2 spoj podle vynálezu v sestavené poloze, obr. 3 axiální poloviční řez spoje podle vynálezu v sestavené poloze, který představuje variantu spoje z obr. 2, obr. 4 axiální poloviční rez spoje podle vynálezu v sestavené poloze, který představuje variantu spojen z obr. 2, obr. 5 zvětšené znázornění části I z obr. 2, kde je zobrazeno první provedení středního těsnicího prostředku spoje podle vynálezu, obr. 6 variantu z obr. 5, přičemž znázorňuje jiné provedení středního těsnicího prostředku spoje podle vynálezu, obr. 7 další variantu zobrazení z obr. 5 a ukazující jiné provedení středního těsnicího prostředku spoje podle vynálezu, obr. 8 axiální řez závitovou sestavou objímkového typu podle vynálezu v sestaveném stavu, která používá dva závitové spoje rovněž podle vynálezu, přičemž objímka obsahuje střední patku, obr. 9 axiální řez jinou závitovou sestavou objímkového typu podle vynálezu, v axiálním řezu, io v sestaveném stavu, která používá dva závitové spoje rovněž podle vynálezu, přičemž objímka neobsahuje střední patku, a obr. 10 axiální řez jinou závitovou sestavou objímkového typu podle vynálezu, v axiálním řezu, v sestaveném stavu, která používá dva závitové spoje rovněž podle vynálezu, přičemž objímka neobsahuje střední patku.

Příklady provedeni vynálezu

Pro lepší pochopení vynálezu jsou následující obrázky záměrně schematické a rozměry, úhly a vzájemné poměry rozměrů nejsou nutně respektovány, a určité rozměry jsou tak silně přehnané.

Na obr. 1 a 2 je znázorněn poloviční axiální rez zašroubovacím vnitřním členem 1 s vnějším závitem závitového spoje 5 podle vynálezu, vedený rovinou procházející jejich společnou osou XI-XI, z nichž první je vytvořen na konci první ocelové trubky 3 a druhý je vytvořen na konci druhé ocelové trubky 4. Tento zašroubovací vnitřní člen 1 a našroubovací vnější člen 2 s vnitřním závitem jsou znázorněny na obr. 2 v sestavené poloze, tj. závitový spoj 5 je sešroubovaný, Na obr. 1 jsou tyto členy znázorněny před sešroubováním. Pro lepší znázornění spoje před sestavením je přítomen na obr. 1 našroubovací vnější člen 2 znázorněn radiálně odsazený od jeho osy Xl-Xl.

Konec 6 trubky 4, na němž je vytvořen našroubovací vnější člen 2, má vnější průměr větší než je průměr trubky 4 v běžné části, přičemž tento zvětšený průměr byl dosažen roztažením konce 6 trubky.

Zašroubovací vnitřní Člen 1 obsahuje vnější závit 7 tvořený závitovou oblastí Fm vnějšího závitu. Závit 7 je kuželový a je znázorněn schematicky, jak je to obvyklé, pomocí dvou tvořících přímek, tvořících tečny ke hřbetům a dnům závitů. Tento závit 7 je tvořen jedním kuželem a geometrie závitu má tvar, který je sám o sobě známý, s typem přizpůsobeným uvažovanému použití pro spoj a jeho podmínky za provozu.

Na rozdíl od závitových spojů, jejichž závit obsahuje na každém zašroubovacím vnitřním členu a našroubovacím vnějším členu dvě nezávislé závitové oblasti (nebo dva stupně se závitem), vzájemně axiálně odsunuté a radiálně posunuté, jako je například spoj, který je předmětem patentu EP 0 767 335, bude spoj podle vynálezu kvalifikován jako spoj mající závit tvořený jedinou závitovou oblastí. Závitová oblast Fm je tak uvažována jako jediná závitová oblast s vnějším závitem, jejíž délka Lm kryje axiální délku závitu od jednoho konce k druhému, přičemž tato délka obsahuje nedokonalé nebo mizející nebo neúplné závity („závity“ ve smyslu

Jednotkového závitu“ vymezujícího profil závitu; filet) na koncích.

Na našroubovacím vnějším čtenu 2 je kuželový vnitřní závit 8, odpovídající vnějšímu závitu 7 zašroubovacího vnitřního členu I, a tvořený jedinou závitovou oblastí Ff s vnitřním závitem, znázorněnou způsobem analogickým jako závit 7.

Našroubovací vnější člen tedy obsahuje jedinou závitovou oblast, jejíž délka Lf kryje axiální délku závitu od jednoho konce ke druhému, přičemž tato délka obsahuje nedokonalé nebo mizející nebo neúplné závity (filet) na koncích.

- 7 .

Mezi zašroubovacím vnitřním členem 1 a našroubovacím vnějším členem 2 je v úrovni závitů 7, 8 vřazen střední těsnicí prostředek 9. Tento těsnicí prostředek 9 je tvořen dosedací plochou JO vnitřního členu 1 a dosedací plochou li vnějšího členu 2, umístěnými ve střední oblasti závitové oblasti Fm s vnějším závitem a závitové oblasti Ff s vnitřním závitem, v níž jsou vnější a vnitřní závit přerušeny, přičemž tyto dvě dosedací plochy JO, 11 jsou způsobilé vejít do vzájemného opěrného dotyku pod tlakem jedné na druhou v sestavené poloze spoje, jako je znázorněno v pozici 9 na obr. 2.

Dotyk kov na kov mezi dosedacími plochami JO a JJ. tak zajišťuje těsnost ve formě kontinuální ío prstencové plochy, která vzdoruje jakémukoli vnikání tekutiny zvnějšku trubek 3, 4 směrem dovnitř nebo naopak.

Pod pojmem střední oblast závitové oblasti Fm se rozumí oblast ležící v polovině délek Lm a Lf nebo oblast, která leží od středu délek Lm a Lf ve vzdálenosti rovné 1/4 závitové délky Lm, Lf, na každé straně tohoto středu, přičemž poloha se volí zejména v závislosti na vnějších tlacích tekutin, jimž je třeba vzdorovat, a na tloušťce trubek.

Aby obě plochy 10 a H ležely na konci šroubování dokonale proti sobě, obsahuje spoj podle vynálezu stavěči prostředek, dovolující zastavit šroubování v relativní axiální vzdálenosti od zašroubovacího vnitřního členu I vzhledem k našroubovacímu vnějšímu členu 2. V případě obr. 1 a 2 je tento stavěči prostředek vytvořený způsobem, který je sám o sobě známý, dvěma značkami 12, 13, vyznačenými libovolně ryskou zvětšené tloušťky na zašroubovacím vnitřním členu 12 a našroubovacím vnějším členu L3. Stačí zastavit Šroubování prvků 1, 2, když se tyto značky 12, J_3 dostanou do shodné polohy, jak je znázorněno na obr. 2.

Značky J2, H jsou umístěny tak, že se vyvine v důsledku kuželového tvaru závitů určité stažení mezí vnějším závitem 7 zašroubovacího vnitřního členu 7 a vnitřním závitem 8 našroubovacího vnějšího členu, což dovoluje vytvořit mezi závitem 7, 8 určitý přesah.

Pod pojmem přesah se rozumí kladný rozdíl existující před sešroubováním v úrovni oblastí Lm, Lf mezi poloměrem jednoho bodu vnějšího závitu 7 vzhledem k ose spoje a poloměrem vnitřního závitu 8 v bodě, který mu bude odpovídat po našroubování.

S výhodou se zajistí, aby přesah měřený vzhledem k ose spoje mezi dosedacími plochami 10, JJ.

byl nejméně rovný a s výhodou vyšší, než přesah existující mezi závity 7, 8, což snižuje svěmou dráhu dosedacích ploch do sestavené polohy.

Po obou stranách středního těsnicího prostředku 9 jsou závity, a to jak v oblasti Fm vnějšího závitu, tak i v oblasti Ff vnitřního závitu, přerušeny takovým způsobem, že spoj může být bez obtíží montován a demontován, jak bude například patrné na obr. 5, 6 a 7.

Těsnost dosažená středním těsnicím prostředkem 9, popsaným výše, je zvlášť účinná proti vysokým vnějším tlakům v důsledku toho, že povrchy dosedacích ploch 10, JJ. na zašroubovacím vnitřním členu a našroubovacím vnějším členu ve středové poloze jsou podporovány dostatečně velkou tloušťkou kovu vzhledem k tloušťce trubice jak v případě zašroubovacího vnitřního členu 1, tak i v případě našroubovacího vnějšího členu 2.

Alespoň pro určité provozní podmínky bude vhodné s výhodou zajistit, aby na zašroubovacím vnitřním členu I byla tloušťka materiálu v úrovni povrchu dosedací plochy nejméně rovná 50 % tloušťky trubky 3.

Takové podmínky je nemožné uskutečnit, když těsnicí dosedací plocha spoje leží za závitem na konci zašroubovacího vnitřního členu, jako je tomu v případě řešení dle EP 0 488 912.

Zvětšování tloušťky v úrovni této dosedací plochy pro zašroubovací vnitřní člen klade problémy vtom, že by bylo nutné dodat spoji pro jeho vytvoření příliš malou kónicitu, která by vyvolala obtíže při zasouvání zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu a vyžadovala byl příliš velké a tedy příliš nákladné nadimenzování v průměru a délce, pokud jde o našrou5 bovací vnější člen.

Spoj podle vynálezu může být vytvořen na bázi klasického kuželovitého závitu, majícího pouze jednu oblast se závitem. Potřebuje tak značně nižší tloušťku trubek, než jaké potřebují spoje podle stavu techniky, jejichž závit obsahuje dvě nezávislé závitové oblasti nebo stupně, vzájemně ío axiálně odsazené a radiálně posunuté. Spoje podle vynálezu jsou tak mnohem kompaktnější, méně nákladné z hlediska spotřeby hmoty a jednodušeji obrobitelné.

Kromě toho je patrné, že v důsledku středové polohy středního těsnicího prostředku 9 může závitová oblast 7 sahat až ke konci J4 zašroubovacího vnitřního prvku s dokonalými závity (filets), bodu, kde je uvažována účinnost našroubovacího vnějšího závitového členu 2.

Je tak možné snížit nároky na prostor zaujímaný spojem v úrovni našroubovacího vnějšího závitového členu, tj. zmenšit vnější průměr tohoto našroubovacího vnějšího Členu 2 vzhledem ke klasickému spoji, opatřenému dosedacími plochami na konci zašroubovacího vnitrního členu.

Vnitrní závit 8 našroubovacího vnějšího členu může být k volnému konci tohoto členu prodloužen až k dosažení běžného vnějšího průměru trubky 3. Účinnost spoje je tak 100 % trubky 3. To není možné u spoje, který je opatřený těsnicími dosedacími plochami na volném konci našroubovacího vnějšího členu.

Obr. 3 znázorňuje variantu provedení z obr. 1 a 2. Tento spoj 15 je znázorněn v polovičním řezu v sestavené poloze, a to pouze horní část nad osou X2-X2. Jako spoj 5 z obr. 1 a 2 obsahuje tento spoj zašroubovací vnitřní člen 16 a našroubovací vnější člen 17, které jsou opatřené každý jedinou kuželovou závitovou oblastí s vnitřním závitem US a kuželovou závitovou oblastí s vněj30 ším závitem ]9.

Ve střední oblasti závitů 18,19, zde v podstatě uprostřed délky L'f vnějšího závitu 19, leží střední těsnicí člen 20. Stavěči prostředek, dovolující zastavit šroubování zašroubovacího vnitřního členu 16 do našroubovacího vnějšího členu 17 v určité poloze, je zde tvořen dorazem 21, tvořeným vnitřním osazením 22 našroubovacího vnějšího členu, uloženým napříč k ose X2-X2, na nějž dosedá konec 23 zašroubovacího vnitřního členu 16, kterému byl dodán požadovaný tvar, aby na něj dosedalo osazení 22. Šroubování při sestavování spoje 15 je tak zastavováno dorazem 21, když se dosáhne požadovaného svěmého momentu. Je samozřejmě postaráno o to, aby spoj byl v úrovni závitů 18,19 až do úrovně středního těsnicího prostředku 20 svěmý, a to v důsledku existujících přesahů.

V případě potřeby je možné použít závitů 18,19 typu „buttress“ (podle American Petroleum Institute) s negativními boky pro lepší zachycení vnitřního závitu 18 do vnějšího závitu 19 a zajistit tak opření boků závitů, které jsou na straně opačné vůči dorazu 21.

Obr. 4 znázorňuje v axiálním polovičním řezu nad osou X3-X3 druhou variantu spoje z obr. 1 a 2.

Tento spoj, znázorněný v sestaveném stavu, obsahuje zašroubovací vnitřní člen 25 a našroubovací vnější člen 26, které mají každý jednu kuželovou závitovou část, a to odpovídající vnější závit 27 respektive vnitřní závit 28.

V podstatě uprostřed délky Lf vnitřního závitu leží střední těsnicí prostředek 29. Tento prostředek je tvořen jako prostředek z obr. 1 těsnicí plochou na zašroubovacím vnitřním členu a našroubovacím vnějším členu, opřené v sestavené poloze o sebe.

_ o _

CZ 300891 Bó

Stavěči prostředek, dovolující zastavit šroubování zašroubovacího vnitřního členu 25 do našroubovacího vnějšího členu 26 v určité poloze, je zde tvořen, podobně jako na obr. 3, dorazem 30, tvořeným kuželovým konvexním osazením 3_L našroubovacího vnějšího členu, sloužícím pro dosednutí odpovídajícího kuželového konkávního konce zašroubovacího vnitřního členu 25. Doraz 30 je zde kuželový a s podříznutím, jaký je sám o sobě známý, zatímco v případě z obr. 3 byl doraz 2J. kolmý k ose X2-X2.

Spoj 24 kromě toho obsahuje druhý těsnicí prostředek 33, ležící mezi vnitřním koncem 34 závitů io 27, 28 zašroubovacího vnitřního členu a našroubovacího vnějšího členu a dorazem, přičemž těsnicí prostředek je tvořen kuželovou konvexní plochou 35 zašroubovacího vnitřního členu, která se v sestavené poloze dostává do těsného opření o odpovídající kuželovou konkávní plochu našroubovacího vnějšího členu.

Ačkoliv střední těsnicí prostředek 29 může sloužit pro zajišťování těsnosti jak vůči tekutině uvnitř trubky, tak i tekutině vně trubky, může být zajímavé, aby v konkrétních zvlášť náročných podmínkách byl střední těsnicí prostředek 29 vyhrazen pro těsnění vůči vnější tekutině a aby byl použit, jak v případě obr. 4, druhý těsnicí prostředek 33, zde ve formě těsnicích dosedacích ploch, přičemž však toto znázornění není omezující, který zajišťuje těsnost vůči vnitřní tekutině.

Alternativně by tento těsnicí prostředek mohl být tvořen kupříkladu těsnicím prstencem, což je uspořádání, které je samo o sobě známé.

V případě, kdy spoj má druhý těsnicí prostředek, jako těsnicí prostředek 33, je možné střední těsnicí prostředek 29 odsunout směrem ke konci našroubovacího vnějšího členu.

S výhodou bude uvedený střední těsnicí prostředek umístěn tak, aby zůstával v mezích segmentu AB vnitřního závitu našroubovacího vnějšího členu, v délce Lf, kde A značí střed délky Lf a B bod ležící uprostřed poloviny délky Lf na straně k volnému konci našroubovacího vnějšího členu 26.

V případě, kdy spoj obsahuje pouze jeden střední těsnicí prostředek, jak je například znázorněno na obr. 3, je-li požadováno aby tento prostředek zastával současně vnější těsnost a vnitřní těsnost, je možné výhodně odsouvat střední těsnicí prostředek 20 ze střední polohy C v polovině délky vnitřního závitu o délce L‘f při jeho umísťování v mezích segmentu CD reprezentujícího 1/4 délky L'f, přičemž odsunutí je tentokrát provedeno k volnému konci zašroubovacího vnitřního členu 16.

Ve všech případech se umístí v úrovni středního těsnicího prostředku 20, 29 v rovině řezu procházející středním těsnicím prostředkem a kolmo k ose, vyznačené jako rovina Pl-Pl (obr. 3) nebo P2-P2 (obr. 4), dostatečné množství hmoty na straně zašroubovacího vnitřního členu (hlm, h2m) a našroubovacího vnějšího členu (hlf, h20 pro podporování dosedacích ploch.

Jako neomezující příklad je možno uvést, že hlm, h2m a hlf a h2f, zůstávají v blízkosti 50 % tloušťky trubky 3,4, se mohou pohybovat v mezích přibližně od 30 do 80 % uvedené tloušťky.

Následující obr. 5 a 7 znázorňují ve zvětšení oblast 1 z obr. 2 v několika variantách provedení.

Na obr. 5 je znázorněn kuželový vnější závit 7 a kuželový vnitřní závit 8, znázorněné s jejich odpovídajícími zuby. Závit, zde znázorněný formou neomezujícího příkladu, je API lichoběžní50 kového typu nazývaný „buttress“, jaký je sám o sobě znám, s pracovním bokem 34 vnějšího závitu a pracovním bokem 35 vnitřního závitu, opírajícími se jeden o druhý, a bok 36 vnějšího závitu a bok 37 vnitrního závitu.

Vrcholy 38 zubů vnitřního závitu 8 se svěrně opírají o dva 39 zuby vnějšího závitu 2 přesahem závitů, a totéž platí pro vrcholy zubů vnějšího závitu, které jsou opřeny o dna zubů vnitrního závitu.

Je samozřejmě možné si představit odlišné vztahy mezi vnitřním závitem a vnějším závitem, 5 které však stále zůstávají v přesahu a svírací poloze při zašroubování.

Například mohou být vrcholy 38 zubů vnitřního závitu 8 ve svěmém opření proti dnům 39 zubů vnějšího závitu 7 vzájemným přesahem závitů, zatímco vrcholy zubů vnějšího závitu nejsou opřené o dna zubů vnitřního závitu.

Na obr, 5 jsou znázorněny tvořící přímky Gl, G2 kuželů, na nichž leží vrcholy vnějšího závitu 7 respektive vnitřního závitu 8. Sklon tvořících přímek je na obrázku záměrně přehnaný, aby se zvýšila názornost. Z obrázku je patrné, že vnější závit 7 a vnitřní závit 8 byly přerušeny v určené délce, aby se zde umístil střední těsnicí prostředek 9. tato délka se může značně měnit v rozsahu od 3 do 5 stoupání závitu.

Dosedací plocha £0 zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plocha ££ našroubovacího vnějšího členu, které tvoří těsnicí prostředek 9, jsou plochy ve tvaru komolého kužele rovnoběžné s tvořící přímkou G3, jejíž sklon je s výhodou vyšší než sklon závitů. S výhodou se

2ú odchylka a mezi sklonem tvořících přímek Gl, G2 a tvořící přímkou G3 omezí na 20°.

V sestavené poloze spoje jsou plochy 10. 11 opřené jedna o druhou s dotykovým tlakem, který zajišťuje těsnost. Tento dotykový tlak je tím větší, čím větší je hodnota přesahu v úrovni ploch 10, 11, přičemž tento přesah vyvolává pružnou deformaci, která je zdrojem uvedeného tlaku.

Na obr. 5 jsou záměrně znázorněny plochy 10, ££ s jejich geometrií před šroubováním, aby se znázornil reálný přesah dl mezi dvěma plochami, který je měřený kolmo kose Xl-XI spoje. Čím větší bude hodnota přesahu, tím vyšší budou vzájemné dotykové tlaky ploch. Když jsou plochy v dotyku s vzájemným dotykovým tlakem v zašroubovaném stavu, bude linie dotyku podél tvořící přímky G3.

Dosedací plochy 10, 11 jsou obklopovány potřebnými vybráními 40, 41 na přední a zadní straně, umožňující jednak bezproblémové zasunutí a zašroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu, a jednak potřebné odvádění třísky pro obráběcí nástroje.

Obr. 6 a 7 znázorňují varianty provedení středního těsnicího prostředku 42,43.

Na obr. 6 je dosedací plocha 44 zašroubovacího vnitřního členu tvořícího plochou ve tvaru komolého kužele, jejíž tvořící přímka G4 ie rovnoběžná $ tvořícími přímkami Gl a G2 závitů 7,

8. Dosedací plocha 45 našroubovacího vnějšího členu je tvořena toríckou plochou.

Na obr. 7 má torický tvar dosedací plocha 46 zašroubovacího vnitřního členu, a ve tvaru komolého kužele je dosedací plocha našroubovacího vnějšího členu, s tvořící přímkou G5 rovnoběžnou s tvořícími přímkami Gl a G2.

Přesahy dosedacích ploch jsou znázorněny na obr. 6 a 7 v bodě, kde jsou maximální, a to d2 resp. d3.

Dosedací plochy, znázorněné na obr. 6 a 7, mají výhodu v tom, že se jedná o kratší svěmé plochy než plochy £0, ££ z obr. 5. Dotykové tlaky, které vyvíjejí plochy 44/45 nebo 46/47, však mají rozdělení odlišné než u ploch 10, ££.

Dosedací plochy zašroubovacího vnitrního členu a našroubovacího vnějšího členu, kryté vynálezem, mohou mít jakýkoli tvar, pokud jsou způsobilé se opřít jedna o druhou v sestavené poloze spoje.

1

S výhodou bude maximální prostor, jaký je zaujímaný těmito dosedacími plochami, vymezován prostorem existujícím mezi tvořícími přímkami G1 a G2 kuželových ploch, na nichž leží vrcholy vnějšího závitu a vnitrního závitu.

Pro zesílení účinku středního těsnicího prostředku 9, 42, 43 a/nebo vzájemného opření ploch 10-11, 44-45, 46-47, a také jestliže spoj obsahuje druhý těsnicí prostředek, jako prostředek 33, pro zesílení účinnosti tohoto případného druhého těsnicího prostředku, může být potřebné snížit nebo i zrušit radiální přesah mezi vrcholy a dny závitu v části, ležící na jedné straně od středního io těsnicího prostředku.

Pro tento účel je možné na jednom zobou prvků, tj. na zašroubovacím vnitrním členu nebo na našroubovacím vnějším členu spoje, odsunout o vzdálenost (měřenou vzhledem kose spoje) 0,005 až 0,10 mm polohu tvořících přímek Gl, G2 samostatným zpracováním části tvořící přímky Gl pracuje-li se na vnějším závitu, nacházející se na obr. 5, 6 a 7 vlevo od středního těsnicího prostředku, a části tvořící přímky Gl nebo G2, nacházející se na obr. 5,6 a 7 vpravo od středního těsnicího prostředku. Obě části tvořící přímky Gl nebo G2, a to část ležící vlevo od středního těsnicího prostředku, a část ležící vpravo, zůstávají rovnoběžné, přičemž jsou lehce posunuté o udanou vzdálenost v radiálním směru vzhledem k ose spoje.

Celková funkce spoje, který byl právě popsán a který zůstává založený na jediné našroubovací vnější části a jediné zašroubovací vnitřní části, tak, jak byly definovány v předchozím textu, není v tak v jejím základním principu a těsnicích parametrech měněna, a podle konkrétního případu může být použito tohoto radiálního posunutí jednoho ze závitů, vnějšího nebo vnitřního, na jedné nebo druhé straně od středního těsnicího prostředku.

Obr. 8, 9 a 10 znázorňují tři provedení objímkového spoje dvou trubic, při použití dvou spojů podle vynálezu.

Na obr. 8 je znázorněn axiální řez, vedený rovinou X4-X4 sestavy 48 spoje dvou trubek 49, 50, vytvořeného pomocí objímky 5L Každá spojovaná trubka, jako trubka 49, 50, má na svém konci zašroubovací vnitřní člen 53, 54. Objímka 51 je opatřena střední patkou 52 a každý konec objímky 5J_ tvoří našroubovací vnější člen 55, 56. Odpovídající spojení členů 53-55, 54-56 tvoří každý spoj podle vynálezu.

Zašroubovací vnitřní členy 53, 54 a našroubovací vnější členy 55, 56 jsou takové, že jejích konstrukce odpovídá předchozímu popisu a ve vzájemném spojení tvoří každý spoj podle vynálezu. V tomto případě obsahuje každý spoj jako v případě dle obr. 4 přídavně ke střednímu těsnicímu prostředku 57, 58 druhý těsnicí prostředek 59,60 typu těsnicího prostředku 33 z obr. 4.

Stavěči prostředek, dovolující zastavit zašroubování zašroubovacího vnitřního členu na našroubovacího vnějšího členu, je zde tvořen patkou 52 objímky IL, která složí jako doraz 61, 62 stejného typu jako doraz 30 z obr. 4.

Sestava podle vynálezu je tedy tvořena dvěma spoji rovněž podle vynálezu.

Obr. 9 znázorňuje variantu provedení z obr. 8 a axiální řez X5-X5 sestavou podle vynálezu, v níž jsou spojeny dvě trubky 63, 64 objímkou 65. Na rozdíl od obr. 8 objímka 65 neobsahuje patku, jako je patka 52 z obr. 8. Uvedené dva spoje podle vynálezu, tvořené každý odpovídající dvojicí zašroubovacího vnitřního členu 66 resp. 68 a našroubovacího vnějšího členu 67 resp. 69, které tvoří sestavu, obsahují společný doraz 70, vytvořený vzájemným dosednutím konců 71, 72 so zašroubovacích vnitřních členů 66, 68 na sebe. Tento společný doraz tvoří společný prostředek pro oba spoje podle vynálezu, pro zastavování zašroubování do určené polohy pro to, aby dosedací plocha zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plocha našroubovacího vnějšího členu středního těsnicího prostředku 73, 74 každého spoje ležely dokonale proti sobě.

Kromě toho spoj obsahuje druhý těsnicí prostředek 75, 76 ve střední oblasti objímky za závitovými oblastmi spojů tvořících sestavu, přičemž uvedený druhý těsnicí prostředek je zde vytvořen způsobem, který je sám o sobě známý s opřením dvou svíraných ploch, například kuželových, kov na kov.

Pro zvýšení přesnosti polohy středního společného dorazu 70 jsou vytvořena jak na zašroubovacím vnitřním členu 66, 68, tak i na našroubovacím vnějším členu 67,69 vybrání 77, 78 ve formě osazení. Bude účelné, aby axiální vzdálenost mezi osazeními našroubovacího vnějšího členu, vytvořenými na objímky 65, byla o něco menší, než je axiální vzdálenost mezi osazeními io zašroubovacích vnitřních členů, když jsou konce 71, 72 zašroubovacích vnitřních členů 66, 68 opřeny ve společném dorazu 70, takže tato osazení nikdy nevzdorují vzájemnému dosednutí konců 71, 72 zašroubovacích vnitřních členů 66, 68 a dorazu 70, takže tato osazení nikdy nevzdorují vzájemnému dosednutí konců 71, 72 zašroubovacích vnitřních členů 66, 68 v dorazu

70. Na obr. 9 je tak patrné, že pouze na straně vybrání 77 jsou osazení zašroubovacího vnitřního členu a osazení zašroubovacího vnějšího členu ve vzájemném dotyku, přičemž na straně vybrání 78 je mezi odpovídajícím osazením zašroubovacího vnitřního členu a osazením zašroubovacího vnějšího členu má vůle. Bude rovněž vhodné zajistit, aby poloha osazení na zašroubovacím vnitřním členu a našroubovacím vnějším členu, vytvořených vybráním 77, 78, byla taková, že společný doraz 70 vzniká při zašroubování do střední části objímky, tj. v rovině její osy souměrností Y1-Y1 nebo v její blízkosti.

Obr. 10 znázorňuje variantu provedení podle obr. 9. a znázorňuje axiální řez sestavou podle vynálezu spojující dvě trubky 79, 80 objímkou 81, vedený rovinou X6-X6.

Na rozdíl od obr. 9 jsou oba spoje podle vynálezu tvořené zašroubovacím vnitřním členem 82 resp. 84 a našroubovacím vnějším členem 83 resp, 85, které tvoří sestavu, obsahující pouze svůj střední těsnicí členy 86, 87. Na rozdíl od obr. 8 nebo 9 nemá sestava druhý těsnicí prostředek. Sestava zde také obsahuje společný doraz 89 a vybrání 90, 91, vytvořená jak na zašroubovacím vnitřním Členu 82 resp. 84, tak i na našroubovacím vnějším členu 83 resp. 84, tak i na našroubo30 vacím vnějším členu 83 resp. 85, které slouží k dobrému polohování tohoto dorazu 89 v rovině souměrnosti Y2-Y2 nebo v blízkosti této roviny.

V sestavě jsou vytvořeny axiální vůle pro získání funkce vybrání analogicky k tomu, co bylo popsáno pro obr. 9. Naproti tomu neobsahuje střední oblast 88 sestavy těsnicí dosedací plochu a

3$ nezávitovaný konec zašroubovacích vnitřních členů 82, 84 volně klouže s radiální vůlí ve střední oblasti 88 objímky 81 až do dosednutí v dorazu 89,

Je samozřejmě možné provést podle vynálezu sestavu dvou trubek integrovaného typu s použitím pouze jednoho spoje. Jako příklad je možné se odvolat v případě takové sestavy na obr. I a 2, jakož i na obr. 3 a 4. V tomto případě nese každá trubka 3, 4 k sestavování na svých koncích jednak zašroubovací vnitřní člen a jednak našroubovací vnější člen, a sestavení je dosahováno šroubováním zašroubovacího vnějšího členu I jednoho konce první trubky 3 na našroubovacího konce 2 druhé trubky 4.

Jak vyplývá z předchozího popisu, jsou spoj podle vynálezu a sestavy vytvořené těmito spoji zvlášť kompaktní, a přitom mají požadovanou vnější těsnost a vnitřní těsnost To vyplývá ze skutečnosti, že jejich závit je tvořený jedinou oblastí ze závitem, bez přerušení průběhu kužele na němž je vytvořený, a to odchylně od stávajících spojů, obsahujících dvě oblasti se závitem, umístěných s vzájemným axiálním odsunutím a radiálním posunutím. Vzhledem k poloze střed50 ního těsnicího prostředku je navíc možné prodloužit dokonalé závity („závity“ ve smyslu jednotkových závitů“, vymezujících profil závitu; filet) závitu („závitování“; filetage) na obou koncích, když se nepřipojuje druhý těsnicí prostředek. To dovoluje dosáhnout vyššího součinitele účinnosti než u spoje stejné velikosti, majícího těsnicí dosedací plochy na koncích závitů.

_ 1 Ί _

Rozumí se, že se kuželovitost závitu zvolí tak, aby bylo možno dosáhnout snadného zasouvání zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu. S výhodou a neomezujícím způsobem se zvolí závity, jejichž sklon vzhledem k oseje 2,86° nebo větší.

Jelikož jsou spoj a sestava podle vynálezu určené k tomu, aby vzdorovaly silným tlakům, jsou často, ale nikoliv výlučně, realizovány na tlustých trubkách velkých průměrů.

Vynález může být realizován ve velkém počtu variant, které spadají do rámce krytého patentovými nároky,

Claims (5)

1. Závitový spoj trubek typu obsahujícího zašroubovací vnitřní člen (1), ležící na konci první trubky (3), a našroubovací vnější člen (2), ležící na konci druhé trubky (4), jakož i střední těsnicí prostředek (9), tvořený dosedací plochou (10) zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plochou

20 (11) našroubovacího vnějšího členu, způsobilými na sebe dosedat v sestavené poloze spoje, přičemž zašroubovací vnitřní člen (1) obsahuje kuželový vnější závit (7) a našroubovací vnější člen obsahuje kuželový vnitřní závit (8), který odpovídá vnějšímu závitu (7), a stavěči prostředek (12, 13, 21) pro zastavování šroubování zašroubovacího vnitrního členu (1) do našroubovacího vnějšího členu (2) v určené poloze, v sestaveném stavu spoje, vyznačený tím, že vnější

25 závit (7) zašroubovacího vnitrního členu obsahuje jedinou závitovou oblast s vnějším závitem, uspořádanou na jednom kužel i, a vnitřní závit našroubovacího vnějšího členu obsahuje také jedinou závitovou oblast s vnitrním závitem, přičemž dosedací plocha zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plocha našroubovacího vnějšího členu, tvořící střední těsnicí prostředek, jsou umístěny ve střední oblasti závitové oblasti s vnějším závitem v případě dosedací plochy (10)

30 vnitřního členu a závitové oblasti s vnitřním závitem v případě dosedací plochy (11) vnějšího členu, v níž jsou odpovídající vnější a vnitřní závit přerušené.

2. Spoj podle nároku 1, vyznačený tím, že závitová oblast vnějšího závitu a závitová oblast vnitřního závitu obsahují současně dokonalé závity a koncové nedokonalé nebo mizející

35 nebo neúplné závity.

3. Spoj podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že střední těsnicí prostředek leží ve vzdálenosti od středu délky (Lm, Lf, L'f, Lf) závitové oblasti s vnějším závitem nebo vnitřním závitem nanejvýše rovné 1/4 délky (Lm, Lf, L'f, Lf) uvedené závitové oblasti, na každou stranu

40 od tohoto středu.

4. Spoj podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že stavěči prostředek umožňující zastavovat šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze v sestaveném stavu spoje je tvořen prostředkem (12, 13) přímo spojeným

45 se závity.

5. Spoj podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že stavěči prostředek, umožňující zastavovat šroubování zašroubovacího vnitřního členu do našroubovacího vnějšího členu v určené poloze v sestaveném stavu spoje je tvořený prostředkem nezávislým na závitech.

6. Spoj podle nároku 5, vyznačený tím, že prostředek nezávislý na závitech je doraz.

7. Spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vy z n a č e ný tím, že nejméně jedna z dosedacích ploch, vnitřního nebo vnějšího členu, tvořících střední těsnicí prostředek, je tvořena kuželovou plochou, jejíž kuželovitost je orientována ve stejném smyslu jako kuželovitost závitu, a jejíž úhel vzhledem k ose spoje je větší než úhel kužele závitu vzhledem k této ose.

8. Spoj podle nároku 7, vyznačený tím, že úhel kuželové plochy dosedací plochy,

5 svíraný s osou spoje, je větší než úhel kužele závitu, svíraný s touto osou, o hodnotu nanejvýše rovnou 20°.

9. Spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že dosedací plochy (10, 11) vnitřního Členu (1) a vnějšího členu (2), tvořící střední těsnicí prostředek (9), se rozprostírají io maximálně v prostoru vymezovaném tvořícími přímkami (Gl, G2) kuželových ploch, na nichž leží vrcholy vnějšího závitu a vrcholy vnitřního závitu.

10. Spoj podle kteréhokoli z nároků laž9, vyznačený tím, že dosedací plocha vnitřního Členu a dosedací plocha vnějšího členu, tvořící střední těsnicí prostředek, jsou dvě

15 kuželové plochy, jejichž kuželovitost je s výhodou větší než kuželovitost závitů.

11. Spoj podle kteréhokoli z nároků lažlO, vyznačený tím, že obsahuje druhý těsnicí prostředek.

20

12. Spoj podle kteréhokoli z nároků lažll, vyznačený tím, že část tvořící přímky (Gl, G2) kuželové plochy, na níž leží vrcholy příslušného vnějšího závitu respektive vnitrního závitu, a která leží na jedné straně středního těsnicího prostředku (9), je projeden ze závitů, a to vnější závit na zašroubovacím vnitřním ělenu nebo vnitřní závit na našroubovacím vnějším členu, radiálně lehce posunutá malým úběrem vrcholů vzhledem k části stejné tvořící přímky (Gl, G2),

25 která leží na druhé straně středního těsnicího prostředku (9).

13. Spoj podle nároku 11 nebo 12, vyznačený tím, že druhý těsnicí prostředek je tvořen jednak dosedací plochou zašroubovacího vnitřního členu, ležící mezi vnitřním koncem závitu zašroubovacího vnitřního členu a volným koncem zašroubovacího vnitřního Členu, a

30 jednak dosedací plochou našroubovacího vnějšího členu, uloženou na odpovídající části našroubovacího vnějšího členu, přičemž dosedací plocha zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plocha našroubovacího vnějšího ělenu na sebe při sestavování spoje dosedají.

14. Spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 13, vyznačený tím, že přesah v úrovni

35 dosedací plochy zašroubovacího vnitřního členu a dosedací plochy našroubovacího vnějšího ělenu, tvořících střední těsnicí prostředek, je větší než přesah vnějšího a vnitrního závitu.

15. Závitová sestava dvou trubek integrovaného typu, vyznačená tím, že je tvořena spojem podle kteréhokoli z nároků 1 až 14, přičemž zašroubovací vnitřní člen spoje je vytvořen

40 na konci první trubky a našroubovací vnější člen je vytvořen na konci druhé trubky.

16. Závitová sestava podle nároku 15, vyznačená tím, že našroubovací vnější člen je vytvořen na konci trubky, který byl před tím roztažen, přičemž zašroubovací vnitřní člen je vytvořen na konci trubky, jejíž tloušťka byla volitelně zvětšena.

17. Závitová sestava dvou trubek (49, 50) typu tvořeného objímkou (51), vyznačená tím, že je tvořena dvěma spoji podle kteréhokoli z nároků 1 až 14, přičemž zašroubovací vnitřní člen (53, 54), je tvořena na každém konci trubky (49, 50), a na každém konci objímky (51) je vytvořen našroubovací vnější člen (55, 56), přičemž zašroubovací vnitřní člen každé

50 trubky je připojen v každém z našroubo vacích vnějších členů odpovídajícího konce objímky.

18. Závitová sestava podle nároku 17, vyznačená tím, že volný konec každého zašroubovacího vnitřního clenu (49, 50) je v sestavené poloze opřen o část objímky (51), tvořící střední patku (52), vytvářející tak dva dorazy (61,62).

. 15 CZ 300891 B6

19. Závitová sestava podle nároku 17, vyznačená tím, že oba volné konce (71, 72) zašroubovacích vnitřních členů (66, 68) se v sestavené poloze opírají jeden o druhý při vytváření společného dorazu (70, 89).

5 20. Závitová sestava podle nároku 19, vyznačená tím, že na každém zašroubovacím vnitřním členu (66, 68) a na každém našroubovacím vnějším členu (67, 69) při střední části objímky jsou vytvořena vybrání (77, 78, 90, 91) tvořící osazení, která dovolují přesně polohovat uvedený společný doraz (70, 89).