CZ42795A3 - Pipe coupling - Google Patents

Description

Oblast techniky °

Vynález se týká spojky potrubí obsahující objTrmkur mající alespoň jeden konec přizpůsobený pro vložení trubky ///SPOJKA POTRUBÍ

O cn a opatřený podpěrnou plochou tvaru komolého kužele pro těsnicí kroužek mající kruhový příčný průřez a tlačný prsten mající protilehlý tlačný povrch tvaru komolého kužele, kterým ve spojení se zmíněným podpěrným povrchem může být těsnicí kroužek stlačen kolem trubky, která je uložena v objímce, přičemž je opatřen upevňovací prostředek spolupůsobící se zmíněným tlačným povrchem, takže je tlačným povrchem puzen do styku s povrchem trubky určené ke spojení když je tlačný prsten utěsněn.

Dosavadní stav techniky

Spojka potrubí definovaná výše je známá z evropského patentového spisu 0418961.

Výhoda této známé spojky potrubí spočívá v tom, že těsnicí kroužek určité velikosti může být použit pro trubky různých průměrů a je zejména uzpůsoben pro vyrovnání rozdílů vnějšího průměru, které se vyskytují u trubek majících stejný jmenovitý, to je vnitřní průměr, avšak jsou vyrobeny z různých materiálů.

Upevňovací prostředek, který může zajistit neklouzající a proti tahu pevnou polohu trubky uvnitř objímky, je tvořen u této známé spojky množstvím po obvodu rozmístěných prvků tvaru hrotů, které vyčnívají šikmo ve směru vložení a jsou drženy v místních tlustších oblastech elastomerového materiálu těsnicího kroužku. Nevýhoda tohoto upevňovacího prostředku spočívá v tom, že když je tlačný prsten utěsněn ke stlačení těsnicího kroužku, takový upevňovací prostředek se může snadno naklonit, čímž se zajištění proti tahu stane nedostatečným. Úkolem předloženého vynálezy je odstranit tuto nevýhodu dosavadního stavu techniky.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že upevňovací prostředek obsahuje pás materiálu, který je ohnut do rozříznutého prstenu tvaru komolého kužele, který je ve styku s těsni.c.í.m^kr-ouž-k-em na straně odvrácené od strany, která je ve styku s podpěrným povrchem zatímco vnější obvodový okraj je ve styku s tlačným povrchem tlačného prstenu a jeho vnitřní obvodový okraj je ve styku s připojenou trubkou.

Bylo zjištěno, že když je tlačný prsten utažen , takový rozříznutý prsten tvaru komolého kužele se smrští spolu s těsnicím kroužkem na menší průměr vlivem dovnitř směřující síly působící na něj od tlačného povrchu.

V nenapjatém stavu musí být vnitřní průměry rozříznutého upevňovacího prstenu a těsnicího kroužku stejné, zatímco úhel kužele tlačného prstenu má být zvolen takový, aby stlačení tlačného prstenu způsobilo současný styk vnějšího obvodového okraje upevňovacího prstenu a vnějšího obvodového okraje těsnicího kroužku, takže těsnicí kroužek a upevňovací prsten se postupně smrští na menší průměr. Během smršťování se rozříznutý upevňovací prsten nakonec dostane svým vnitřním obvodovým okrajem do těsného styku s povrchem spojované trubky. Typ tohoto styku je závislý na obrysu vnitřního obvodového okraje rozříznutého upevňovacího prstenu.

Ve případě ostrého obrysu se vnitřní obvodový okraj zakousne do povrchu připojované trubky zatímco osově rozšířený obvodový okraj se sevře kolem připojované trubky.

Přehled obrázku na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l znázorňuje v osovém řezu přímou spojku potrubí podle vynálezu uzpůsobenou ke spojení dvou trubek nestejného průměru, obr.2 je nárys plochého kruhového pásu materiálu, ze kterého může být vytvarován upevňovací prsten průřezu komolého kužele, obr.3A a 3B znázorňují nárysy rozříznutého upevňovacího prstenu podlé vynálezu s přesahujícími koncovými částmi vyrobeného z pásu podle obr.2, obr.4 je částečný řez znázorňující působení upevňovacího prstenu podle vynálezu v případě zvláštního tvaru podpěry upevnění, obr.5 je příčný řez tvarem profilu, ze kterého může být vytvarován upevňovací prsten podle vynálezu s rozšířenou podpěrou, obr.6 znázorňuje“ příčný řez obměnou upevňovacího prstenu z obr.5, obr.7 je příčný řez jiným provedením upevňovacího prstenu a obr. 8 znázorňuje příčný řez upevňovacím prstenem majícím volnou podpěru.

Příklad provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje přímou spojku potrubí, kterou mohou být navzájem spojeny trubky, jejichž průměry mohou být různé mezi hodnotou D_max a D_m£_n. každém z konců objímky £ je vytvořena příruba 2 s kuželovitým podpěrným povrchem 3. opřeným o těsnicí kroužky 6 popřípadě 7, které obklopují trubky 4 a 5.. Těsnicí kroužky 6 a 7 jsou typu popsaného v evropském patentovém >spisu 0418961 a obsahují jádro snadno stlačitelné v obvodovém směru a v podstatě nepřetvořitelné v průřezu a povlak z elestomerového materiálu obklopující jádro. Další detaily tohoto těsnicího kroužku nebudou popisovány.

Ve znázorněném příkladu, ve kterém D_max má například hodnotu 132 mm a D_m-[_n má například hodnotu 106 mm, mají těsnicí kroužky 6 a 7 stejné průměry. Úhel mezi kuželovitým nosným povrchem 3 a osou spojky je přednostně 70°.

Tlačný prsten 8 má mírně vydutý kuželovitý tlačný povrch, kterým mohou být těsnicí kroužky 6 a 7. tlačeny proti nosným povrchům tvaru komolého kužele utahováním šroubů 10. Šrouby 10 procházejí páry spolupůsobících ok 11 a £2, která vyčnívají radiálně z objímky 1 popřípadě z tlačného prstenu 2 například ve třech místech rovnoměrně rozložených po obvodu.

Ve srovnání se známou spojkou podle evropského patentového spisu 0418961 byla funkce nosného povrchu 3. a tlačného povrchu £ pozměněna. U znázorněné spojky je το hlavně kuželovixý Tlačný povrch £ Tlačného prsTenu 8., kTerý způsobuje obvodové smršTění Těsnicího kroužku 6. popřípadě 7. kolem Trubky 4 popřípadě 5.

Tlačný povrch 9 má mírně vyduTý Tvar, To znamená že úhel sevřený s oso_u_spo-i-k-y—ěř—kužeTovíT o s T se posTupně směrem radiálně ven zmenšuje, v daném příkladu ze 35° na 20°.

Přídavně k obvodovému smršxění Těsnicích kroužků 6.,7 Tlačný povrch £ Také působí na upevňovací prsxen 13.,14 opřený o Těsnicí kroužek ť5,7 na sxraně odvrácené od příruby 2, aby se smršTil kolem spojované Trubky 4,5..

Upevňovací prsxen 13.,14 je rozříznuTý prsxen průřezu komolého kužele ohnuxý z pásu pružného maTeriálu jako je pás z nerezavějící oceli. Zde jsou rozličné možnosTi provedení. Jako možný výchozí maTeriál pro upevňovací prsxen 13.14 podle vynálezu znázorňuje obr.2 plochý kruhový pás A, mezi jehož konci je malá mezera s. Při vnixřním průměru 150 mm a vnějším·, průměru 193 mm může býx plochý prsTen podle obr.2 známými Technikami přexvořen na upevňovací prsxen vhodný pro spojku podle obr.1. Při uvedených průměrech bude mix upevňovací prsxen 13.,14 vniTřní průměr odpovídající hodnoxě D_max a kuželovixosx 60°. Koncová čásx upevňovacího prsTenu .13,14. bude přesahovax v úhlu asi 30°, viz obr.3A a \3B. Tenxo stav získaného upevňovacího prsTenu 13.,14 odpovídá siTuaci znázorněné na levé sTraně obr. 1, kde jě Těsnicí kroužek 6. volně uložen kolem Trubky 4, upevňovací prsTen 13 se doxýká vnějšího povrchu Trubky 4 svým vniTřním obvodem a Tlačný prsTen 8. je volně opřen o vnější obvodový okraj upevňovacího prsTenu 13 a Také proTi povrchu Těsnicího kroužku 6. Po počáTečním mírném přemísxění levého Tlačného prsTenu £ doprava se vniTřní obvodový okraj smršťujícího se upevňovacího prsTenu začne svírax kolem Trubky 4, zaTímco Těsnicí kroužek 6 je současně přiTlačován Těsně k podpěrnému povrchu 3 a smršťuje se Těsně kolem Trubky 4.

Tvar vnixřního obvodového okraje upevňovacího prsTenu

13.14 použitý ve příkladu podle obr.1 je znázorněn ve větším měřítku v obr.4. Vnitřní obvodový okraj 13a je ostrý, zatímco řezná plocha směřující v obr.4 doleva je mírně vyklenutá pro uložení a držení vložky, která je zpočátku vyříznuta z povrchu například plastové trubky 4. Držení vložky vyříznuté zpočátku ve výklenku u řezné plochy upevňovacího prstenu 13,14 zamezí další sloupávání trubky 4 vlivem tažných sil vyvíjených na spojku a dále přispívá k pevné poloze trubky 4 proti tahu v objímce 1.

Jestliže má být připojena trubka 5. o průměru D_m£_n, což je případ znázorněný na pravé straně obr.1, těsnicí kroužek 7 a upevňovací prsten 14 musí být zpočátku podstatně smrštěny na menší průměry před nasazením na povrch trubky. Zmenšení úhlu kužele upevňovacího prstenu 14 se bude postupně zmenšovat, například ve příkladu podle obr.1 ze 60° při nenapjatém výchozím stavu na levé straně obr.1 na 45° v plně smrštěném stavu vpravo.

V poloze znázorněné v pravé části obr.1 je tlačný prsten 8. v úplně stlačené poloze a vnější obvodový okraj upevňovacího prstenu 14 je ve styku·s radiálně uvnitř ležícím opěrným okrajem 8a tlačného prstenu 8.

Jak je také znázorněno v obr, 1, úhel kužele tlačného povrchu₍9 tlačného prstenu 8. se mírně zmenšuje směrem radiálně ven ze 35° u okraje 8a na hodnotu 20° u konce tlačného prstenu dotýkajícího se objímky i. Tento vydutý kuželovitý tvar tlačného povrchu 9 přispívá spolu se zmenšujícím se úhlem kužele smršťujícího se upevňovacího prstenu 14 k dobré rovnováze mezi silami vyvíjenými tlačným prstenem 8. na těsnicí kroužek 7 a těsnicím kroužkem 7 na připojovanou trubku 5.. V praxi to znamená, že při zkoušce těsnosti proti úniku a odolnosti proti tahu se únik a skluz projeví při v podstatě stejně zvýšeném zkušebním tlaku.

Obr.5 až 8 znázorňují několik alternativních tvarů vnitřního obvodového okraje upevňovacího prstenu 13.14.

Obr.5 znázorňuje polotovar pro rozříznutý upevňovací prsten 13 tvaru komolého kužele, jehož vnitřní obvodový okraj je rozšířen do podpěrné části 20, jejíž vnitřní obvodový povrch je žebrovaný. Radiální výška podpěrné části 20 se zmenšuje od jádra upevňovacího prstenu 13__směrem—k—ozub'e^_né” mu—k-onei— cO'žpíi’špívá k osově rovnoměrnému sevření podpěrné části 20 kolem připojované trubky 4,5. V počáteční poloze upevňovacího prstenu 13.,14, to je když vnitřní průměr odpovídá D_max, má podpěrná část 20 pokrývat pouze část kruhu. Mezera zakrývající oblouk 90° bude obecně postačující pro zamezení vzájemného styku tangenciálních konců podpěrné části 20 když je podpěrná část 20 nucena se smrštit na průměr ^min ’

Obr. 6 znázorňuje upevňovací prsten 13., který je také opatřen vcelku vytvořenou podpěrou 21 u jeho vnitřního obvodu.. Na přechodu mezi jádrem upevňovacího prstenu 13 a podpěrou 21, je vytvořena oblast x zmenšeného průřezu, kolem které může být podpěra 21 snadno zavěšena vzhledem k jádru když má být upevňovací prsten 13. vytvořen z polotovaru a také když má být upevňovací prsten smrštěn na menší průměr.

Na obr.7 je znázorněna obměna provedení podle.obr.6. Také v tomto případě je na přechodu mezi jádrem a podpěrou 22 zmenšený příčný průřez y.

V obr.1 je vytvořen podpěrný prsten 23, který je oddělený od upevňovacího prstenu 30. Podpěrný prsten 23 může být prakticky vytvarován z pásu roztaženého kovu. Upevňovací prsten 30 zasahuje svým vnitřním obvodovým okrajem do obvodových výklenků podpěrného prstenu 23., takže jeho obvodové okraje svírají připojovanou trubku 4,5..

Stejně jako pro podpěrnou část 20 v obr. 5, je pro podpěrné části 21.,22. a 23 v obr.6-8 podstatné že v počáteční poloze je jimi zakryta pouze část kruhu, asi 270°..

Použitý výraz objímka je třeba chápat obecně a může také zahrnovat kolena, T-kusy a spojky pro příslušenství.

Claims (16)

1. Spojka potrubí obsahující objímku mající alespoň jeden, konec přizpůsobený pro vložení trubky a opatřený podpěrnou plochou tvaru komolého kužele pro těsnicí kroužek maj ící kruhový příčný průřez a tlačný prsten mající protilehlý tlačný povrch tvaru komolého kužele, kterým ve spojení se zmíněným podpěrným povrchem může být těsnicí kroužek stlačen kolem trubky, která je uložena v objímce, přičemž je opatřen upevňovací prostředek spolupůsobící se zmíněným tlačným povrchem, takže je tlačným povrchem puzen do styku s povrchem trubky určené ke spojení když je tlačný prsten utěsněn, vyznačující se tím, že upevňovací prostředek obsahuje pás materiálu, který je ohnut do rozříznutého prstenu tvaru komolého kužele, který je ve styku s těsnicím kroužkem na straně odvrácené od strany, která je ve styku s podpěrným povrchem zatímco vnější obvodový okraj je ve styku s tlačným povrchem tlačného prstenu a jeho vnitřní obvodový okraj je ve styku s připojenou trubkou

2 Spojka potrubí podle nároku 1, rozříznutý upevňovací prsten má 270° když je v počáteční poloze.

3. Spojka potrubí podle nároku 1 konce rozříznutého upevňovacího překrývají.

4. Spojka potrubí podle nároků 1 až 3, vyznačující setím, ►

že upevňovací prsten je vyroben z pásu nerezavějící oceli.

5. Spojka potrubí podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že úhel kužele upevňovacího prstenu je v jeho počáteční poloze asi 60°.

6. Spojka potrubí podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vnitřní obvodový okraj upevňovacího ven , jak je patrno z příčného průřezu, vyznačuj ící se tím, ze obloukový rozsah alespoň vyznačuj ící se tím, že prstenu se navzájem prstenu je tvarován zatímco řezná fáze je podél jisté vzdálenosti od vrcholu ven opatřena výklenky.

7. Spojka potrubí podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obvodový okraj upevňovacího prstenu spolupůsobí s axiálně vybranou podpěrou uspořádanou kolem připojované trubky, kterážto podpěra pokrývá v počáteční poloze upevňovacího prstenu oblouk odpovídající vnitřní obvodové délce__u.p.ev.ňov-a-eiho p_r.st.enu—v—j-eho—maximálně smerštěném stavu (P_m£_n) .

8. Spojka potrubí podle nároku 7, vyznačující se tím, že axiálně vybraná podpěra je vytvořena vcelku s jádrem upevňovacího prstenu.

9. Spojka potrubí podle nároků 7 a 8, vyznačující se tím, že jádro upevňovacího prstenu má u přechodu do vybrané podpěry zmenšený příčný průřez.

10. Spojka potrubí podle nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že vybraná podpěra má zdrsněnou vnitřní obvodovou plochu.

11. Spojka potrubí podle nároku 10, vyznačující se tím, že podpěra má žebřovanou obvodovou plochu.

12. Spojka potrubí podle nároků 7 až 11, vyznačující se tím, že radiální tloušťka podpěry se zmenšuje od jádra k ozubenému konci.

13. Spojka potrubí podle nároku 7, vyznačující se tím, že upevňovací prsten je svým vnitřním obvodovým okrajem ve styku s obvodovým výklenkem odděleného rozříznutého svěracího prstenu.

14. Spojka potrubí podle nároku 13, vyznačující se tím, že svěrací prsten je vyroben z pásu protaženého kovu.

15. Spojka potrubí podle kteréhokoli z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že úhel kužele tlačného povrchu tvaru komolého kužele tlačného prstenu se plynule zmenšuje radiálně ven o určitý počet stupňů.

16. Spojka potrubí podle nároku 15, vyznačující se tím, že úhel kužele se zmenšuje z hodnoty 35° na hodnotu 20°.