CZ308839B6

CZ308839B6 - Hydraulic piping flange connection

Info

Publication number: CZ308839B6
Application number: CZ2019673A
Authority: CZ
Inventors: Ondřej Chalupa
Original assignee: ŽĎAS, a. s.
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-06-30
Also published as: CZ2019673A3

Abstract

The flange connection of the hydraulic pipe comprises left and right sockets (1, 2), between which an insert element with a seal is inserted. The left and right sockets (1, 2) are equipped with the necks of the four-sided profile. On the necks of the left and right socket (1, 2) there is a frame shaped puller (6) on one side, with holes (6.1) and on the necks of the left and right socket (1, 2) there is a frame shaped puller (7) on the other side with threads (7.1). Both pullers (6, 7) are tightened by screws (9), the axes (10) of which are perpendicular to the axis (3) of the sockets (1, 2).

Description

U velkých zařízení, která používají pro svůj pohon tlakové kapaliny, je nutné tuto kapalinu rozvést od hydrogenerátorů přes ovládací bloky až do hydromotorů, které řídí vlastní pohyby zařízení. K tomuto účelu se používají vysokotlaké hydraulické trubky, které jsou po určitých úsecích spojeny přírubovými spoji. Tyto přírubové spoje se používají hlavně u větších světlostí potrubí, kde již není možné trubky spojovat klasickým závitovým šroubením.In large plants that use pressurized fluids for their drive, it is necessary to distribute this fluid from the hydrogenerators through the control blocks to the hydraulic motors, which control the actual movements of the plant. For this purpose, high-pressure hydraulic pipes are used, which are connected in certain sections by flange connections. These flange connections are mainly used for larger pipe diameters, where it is no longer possible to connect the pipes with a standard threaded fitting.

Konstrukce klasických vysokotlakých přírubových spojů je u většiny případů obdobná. Vždy se jedná o dva nátrubky, kde je každý přivařen ke trubce a mezi nimi se nachází vkládací prvek s těsněním. Z důvodu maximální účinnosti těsnění se nátrubky k sobě přitlačí pomocí přírub - stahováků, které jsou nasunuty na nátrubcích a které jsou následně staženy pomocí šroubů. Šrouby jsou rozmístěné po obvodu spoje po stejných úhlech, aby byla co nejlépe rozložena síla od šroubů. Někdy jsou díry pro šrouby přímo v nátrubcích a příruby už nejsou potřeba, avšak šrouby jsou vždy rozmístěné po obvodu. Z důvodu, že šrouby jsou rozmístěné po obvodu, je nutné k nim zajistit dobrý přístup ze všech stran, aby bylo možné šrouby utahovat a povolovat. To bývá ale v praxi problém, neboť potrubní trasy se musí pevně kotvit k betonovému základu kvůli hydraulickým rázům. Kotví se především k podlaze nebo ke stěnám stanice. Kotva se obvykle skládá z ocelového profilu zalitého v základu a příchytky, která jek profilu přivařena. Kotva nemůže být příliš vysoká, resp. dlouhá, zejména kvůli tuhosti a také praktičnosti. Vzdálenost mezi trubkou a betonovým základem bývá většinou kolem 150 mm. Vzhledem k tomu, že se jedná o vysokotlaké potrubí a velké světlosti trubek, je spoj vystaven velkým silám a je tak zapotřebí šrouby předepnout velkou silou, aby spoj těsnil. Pro tyto účely se používají hydraulické utahováky. Obsluha si vypomáhá i tak, že na klíč se nasadí trubka, aby se zvětšila páka a bylo dosaženo utahovacích momentů, které jsou i v řádu tisíců Nm. Tyto přípravky však kladou nároky na montážní prostor okolo šroubů. Potrubní trasy se nacházejí blízko betonového základu a je jich často více hned vedle sebe, což montáž znesnadňuje.The construction of classic high-pressure flange connections is similar in most cases. These are always two sockets, each welded to the pipe and between them there is an insert with a seal. Due to the maximum effectiveness of the seal, the sleeves are pressed together by means of flanges - pullers, which are slid on the sleeves and which are then tightened by means of screws. The bolts are spaced at equal angles around the circumference of the joint to distribute the force from the bolts as best as possible. Sometimes the screw holes are directly in the sockets and flanges are no longer needed, but the screws are always distributed around the perimeter. Due to the fact that the screws are distributed around the perimeter, it is necessary to ensure good access to them from all sides so that the screws can be tightened and loosened. However, this is often a problem in practice, as the pipelines must be firmly anchored to the concrete foundation due to hydraulic shocks. It is anchored mainly to the floor or walls of the station. The anchor usually consists of a steel profile encapsulated in a foundation and a clamp welded to the profile. The anchor cannot be too high, resp. long, mainly due to rigidity and also practicality. The distance between the pipe and the concrete base is usually around 150 mm. Due to the fact that these are high-pressure pipes and large pipe diameters, the joint is exposed to large forces and it is necessary to pre-tension the screws with great force to seal the joint. Hydraulic wrenches are used for this purpose. The operator also helps by fitting a pipe to the wrench to increase the lever and achieve tightening torques that are in the order of thousands of Nm. However, these jigs require mounting space around the screws. The pipelines are located close to the concrete foundation and there are often more of them right next to each other, which makes installation difficult.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nevýhody odstraňuje přírubový spoj hydraulického potrubí zahrnující levý a pravý nátrubek, mezi kterými je vložen vkládací prvek s těsněním a které jsou staženy stahováky, podle vynálezu, jehož podstatou je, že levý i pravý nátrubek jsou opařeny hrdly čtyřstranného profilu. Na hrdlech levého i pravého nátrubku je na jedné straně uložen stahovák ve tvaru rámu, opatřený dírami a na hrdlech levého i pravého nátrubku je z druhé strany uložen stahovák ve tvaru rámu se závity. Oba stahováky jsou staženy šrouby, jejichž osy jsou kolmé na osu nátrubků. Osy šroubů jsou kolmé na osu nátrubků. Mezi přírubami nátrubků je uložen vkládací kroužek, který má v sobě drážky pro těsnění. Podstatou rovněž je, že stahováky jsou čtvercového nebo obdélníkového profilu rámu s otvory, které jsou opatřeny úkosy. Podstatné je i to, že hrdla levého i pravého nátrubku jsou opatřeny úkosy, které odpovídají úkosům v otvorech rámu stahováku s dírami a stahováku se závity, čímž je vytvořen klínový převod sil.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a flange connection of a hydraulic pipe comprising left and right sleeves, between which an insert element with a seal is inserted and which are withdrawn by pullers, according to the invention, the essence of which is that the left and right sleeves are scalded. On the necks of the left and right socket, a frame-shaped puller with holes is mounted on one side, and on the necks of the left and right sockets, a frame-shaped puller with threads is mounted on the other side. Both pullers are tightened with screws whose axes are perpendicular to the axis of the sockets. The axes of the screws are perpendicular to the axis of the sockets. An insert ring is placed between the flanges of the sockets, which has grooves in it for sealing. It is also essential that the pullers are a square or rectangular profile of the frame with holes which are provided with bevels. It is also important that the necks of the left and right sleeves are provided with bevels which correspond to the bevels in the holes of the frame of the puller with holes and the puller with threads, thus creating a wedge transmission of forces.

Výhody nového řešení přírubového spoje s jednostranným utahováním jsou zejména v tom, že se šrouby nacházejí pouze na jedné straně spoje. V tomto případě je možné spoj před při vařením na hydraulické trubky natočit tak, aby šrouby směřovaly do volného prostoru a daly se lépe utahovat a povolovat. Oproti standardním přírubovým spojům se šrouby po obvodu je na určitých místechThe advantages of the new flange joint solution with one-sided tightening are in particular the fact that the screws are located only on one side of the joint. In this case, the joint can be rotated before cooking on the hydraulic pipes so that the screws point into the free space and can be tightened and loosened better. Unlike standard flange connections with screws around the perimeter, it is in certain places

- 1 CZ 308839 B6 utahování a povolování šroubů snadnější. Šrouby u tohoto spoje se nacházejí pouze najedná straně, a tak když se spoj natočí šrouby do volného prostoru je mnohem jednodušší šrouby utahovat a povolovat. Výhodou rovněž je, že prostřednictvím klínového převodu sil tohoto spoje stačí na utahování šroubů mnohem menší utahovací moment. Co se týče provedení, je tento spoj kratší než klasický přírubový spoj, čímž dojde k úspoře materiálu na jeho výrobu.- 1 EN 308839 B6 tightening and loosening the screws easier. The screws at this joint are only on one side, so when the joint is turned by the screws into the free space, it is much easier to tighten and loosen the screws. The advantage is also that a much lower tightening torque is sufficient to tighten the bolts by means of the wedge transmission of the forces of this connection. In terms of design, this joint is shorter than a conventional flange joint, which saves material for its production.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Přírubový spoj hydraulického potrubí podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje celkový pohled na uspořádání spoje, obr. 2 pohled na přírubový spoj z boku, obr. 3 pohled seshora s naznačeným řezem a obr. 4 přírubový spoj v řezu.The flange connection of the hydraulic pipe according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an overall view of the joint arrangement, Fig. 2 a side view of the flange connection, Fig. 3 a top view with an indicated section and Fig. 4 a cross-sectional view.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Přírubový spoj hydraulického potrubí sestává z levého nátrubku 1 a pravého nátrubku 2, které jsou na konci opatřeny hrdly čtyřstranného profilu. Nátrubky j. a 2 s hrdly jsou přivařeny k spojovaným hydraulickým trubkám 11 a zároveň mezi sebou svírají vkládací kroužek 4, který má v sobě drážky pro těsnění 5. Na hrdlech levého i pravého nátrubku 1, 2 je z jedné strany, v tomto případě shora, uložen stahovák 6 ve tvaru čtvercového rámu, v jehož rozích jsou vytvořeny díry 6,1. Z druhé strany, v tomto případě zespodu, je na hrdlech uložen stahovák 7, rovněž ve tvaru čtvercového rámu, který je opatřen v rozích závity 7,1. Rámy stahováků 6, 7 vytvářejí vnitřní otvory 8, které jsou opatřeny úkosy 8,1. Hrdla levého i pravého nátrubku 1, 2 jsou rovněž opatřeny úkosy 1.1 a 2,1. které odpovídají úkosům 8,1 v otvorech 8 rámu stahováku 6 a 7. Vzájemným stykem úkosů 1.1. 2,1 a 8,1 je vytvořen klínový převod sil. Do děr 6,1 jsou vloženy šrouby 9, které jsou zašroubovány do závitů 7,1. Oba stahováky 6, 7 jsou šrouby 9 pevně staženy a osy 10 šroubů 9 jsou kolmé na osu 3 nátrubků 1, 2. Stahováky 6, 7 mohou být kromě čtvercového i obdélníkového tvaru rámu.The flange connection of the hydraulic pipe consists of a left socket 1 and a right socket 2, which are provided at the end with sockets of a four-sided profile. The nozzles 1 and 2 with necks are welded to the connected hydraulic pipes 11 and at the same time they grip between them an insert ring 4, which has grooves for sealing 5. The necks of the left and right nozzles 1, 2 are on one side, in this case from above , a puller 6 in the shape of a square frame is mounted, in the corners of which holes 6,1 are formed. On the other hand, in this case from below, a puller 7 is also mounted on the necks, also in the form of a square frame, which is provided with threads 7,1 in the corners. The frames of the pullers 6, 7 form inner openings 8, which are provided with bevels 8,1. The necks of the left and right socket 1, 2 are also provided with bevels 1.1 and 2.1. which correspond to the bevels 8.1 in the holes 8 of the frame of the puller 6 and 7. By mutual contact of the bevels 1.1. 2.1 and 8.1, a wedge force transmission is created. Screws 9 are inserted into the holes 6,1, which are screwed into the threads 7,1. Both pullers 6, 7 are firmly tightened by screws 9 and the axes 10 of screws 9 are perpendicular to the axis 3 of the sleeves 1, 2. The pullers 6, 7 can be in addition to the square or rectangular shape of the frame.

Příruby levého nátrubku 1 i pravého nátrubku 2 mohou být případně i profilu obdélníku, a mohou svírat těsnění různých tvarů.The flanges of the left socket 1 and the right socket 2 can optionally also be of a rectangular profile, and can have seals of different shapes.

Aby těsnění 5 bylo účinné, je potřeba k sobě levý i pravý nátrubek 1, 2 přitlačit poměrně velkou silou. Postupným utahováním šroubů 9 zasunutých do stahováků 6, 7 k sobě se stahováky přibližují a díky klínovému převodu stahují k sobě i nátrubky 1, 2. Po dotažení na předepsaný utahovací moment je spoj těsný, vyhovující provozním podmínkám.In order for the seal 5 to be effective, it is necessary to press the left and right sleeves 1, 2 together with a relatively large force. By gradually tightening the screws 9 inserted into the pullers 6, 7, the pullers approach each other and, thanks to the wedge gear, they also pull the sleeves 1, 2 together. After tightening to the prescribed tightening torque, the joint is tight, suitable for operating conditions.

Claims

A flanged connection of a hydraulic pipe, comprising a left and a right socket (1, 2), between which an insert element with a seal is inserted and which are withdrawn by pullers, characterized in that the left and right sockets (1,2) are scalded by four-sided necks. profile, where on the necks of the left and right socket (1, 2) on one side there is a puller (6) in the shape of a frame, provided with holes (6.1), and where on the necks of the left and right socket (1, 2) is on the other side a puller (7) in the form of a frame with threads (7.1) is mounted, both pullers (6, 7) being of square or rectangular profile, provided with holes (8) with bevels (8.1), and screws (9) whose axes are tightened. (10) are perpendicular to the axis (3) of the sockets (1,2).

Hydraulic pipe flange connection according to Claim 1, characterized in that an insert ring (4) is arranged between the sockets of the sleeves (1, 2) and has sealing grooves (5) in it.

Hydraulic pipe flange connection according to Claim 1, characterized in that the necks of the left and right sleeves (1, 2) are provided with bevels (1.1) and (2.1) which correspond to the bevels (8.1) in the holes (8) of the puller frame ( 6) with holes and a puller (7) with threads, thus creating a wedge force transmission.