DK147771B - Kombineret forme- og taetningselement til en roermuffeende i et termoplastroer - Google Patents

Description

U7771

Opfindelsen angår et kombineret forme- og tætningselement til en rørmuffeende i et termoplastrør og omfattende et ringformet legeme af elastisk eftergiveligt materiale og en stiv uelastisk afstivningsring med cirkulært eller i hovedsagen cirkulært tværsnit, hvilken afstivningsring er optaget i det nævnte legeme, og hvor elementet er forsynet med to modstående sidepartier og en yderflade med et ydre radialt udragende fladeparti, som er anbragt mellem de to sidepartier, samt med en inderflade med mindst ét tætningsfladedannende, radialt indadragende tst-ningsparti, som er anbragt mellem de to sidepartier.

Nærmere bestemt angår opfindelsen et forstærket, kombineret forme- og tætningselement, som tjener til tætning mellem en rørmuffeende og en spidsende i en rørsamling i en rørledning, der lean udsattes såvel for indvendige høje tryk som for indvendige lave tryk eller vakuum.

2 147771

Det kombinerede forme- og tætningselement repræsenterer en videreudvikling af opfindelsen ifølge de norske patentskrifter 133.818, 134.963, 134.964 og 134.965. Det kombinerede forme- og tætningselement har således to særskilte og forskellige opgaver, nemlig dels som formeelement og dels som tætningselement. Af denne grund vil der i den følgende beskrivelse blive anvendt henholdsvis udtrykket "formeele-ment" og udtrykket "tætningselement", når disse udtryk skal understrege særlige virkninger i hvert tilfælde. Det vil imidlertid forstås, at begge udtryk refererer til én og samme konstruktionsenhed. Tætningselementet vil således blive anvendt til tætning af en muffeforbindelse mellem en radialt udvidet muffeende og en deri indskudt spidsende i to samvirkende rør, der kan bestå af termoplastisk materiale. Formeelementet anvendes på sin side som en del af forme-apparatet til fremstilling af en muffeende med tilhørende indvendigt spor for tætningselementet, idet formeelementet efterlades i sporet til dannelse af tætningselementet i den derved fremstillede muffeende. Til dette formål er formeelementet monteret på en dorn og er fremstillet af elastisk eftergivende materiale såsom gummi og har en i det elastisk eftergivende materiale optaget afstivningsring.

Ved samling af en spidsende og en muffeende bliver tætningsringen trykket sammen i radial retning med et tryk, som stort set svarer til det tryk, hvormed elementet trykkes ind mod dornfladen under aftrækningen af den fremstillede muffeende fra dornen. Dornen har i øvrigt en udvendig form, som stort set svarer til den indvendige form af den fremstillede muffeende. Muffeenden har således over det parti, som skal optage spidsenden af røret, en stort set cylindrisk form med tætningselementet ragende noget radialt udad fra cylinderfladen, således at man opnår den ønskede tætning mod spidsenden, når denne optages i muffeenden. Når spidsenden indskydes i muffeenden, er det i alle tilfælde vigtigt, at tætningsringen ikke forskydes eller stødes ud af det tilhørende spor i muffeenden, selv i tilfælde, hvor spidsenden ikke er nøjagtigt affaset eller på anden måde tildannet ved yderkanten.

Det er kendt, at ved udvidelse af muffeenden i området ved tætningsringens spor bliver dette område af muffeenden forholdsvis tyndvægget og danner derfor et let sårbart rørvægparti. Under opbevaring 147771 3 og transport hviler rørenes muffeender netop på disse mest udvidede områder af muffeenden. Ved rørledninger, som er nedgravet i en grøft, vil belastningen fra jord, sten, trafik osv. belaste netop sådanne udragende, delvis svækkede rørmuffepartier. En ekstra understøttelse af disse partier er derfor vigtig for at hindre utilsigtede deformationer henholdsvis brud på rørledningen, hvilket kan forekomme som følge af stød såvel under transport som under nedlægning af rørene i en grøft. I forbindelse med varmespæn-dinger, som kan opstå i rørledningen under oplagring ved høj sommertemperatur eller ved brug i nærheden af en varmekilde (dampførende rør i samme rørgrav), er det af stor betydning at kunne understøtte ringsporet i muffeenden ved anvendelse af en afstivet tstningsring for at hindre deformationer i rørledningen og for derved at hindre, at der opstår tryktab og lækage i rørledningen.

Formålet med opfindelsen er at anvise et kombineret forme- og tæt-ningselement af den i indledningen nævnte art, hvor man kan undgå utilsigtet bevægelse af tstningselementet under montage af en spidsende i en muffeende i en rørledning henholdsvis under brug af rørledningen.

Elementet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at afstivningsringen er indlejret i et område ved det ydre radialt udragende fladeparti eller ved overgangen mellem nævnte fladeparti og en skråt forløbende ledeflade, hvilket område er afgrænset i elementets midterområde radialt uden for det radialt indadragende tætningsparti.

Ved en anbringelse af afstivningsringen på det nævnte sted i elementet opnår man flere betydelige fremstillingsmsssige og brugsmæssige fordele.

Ved at anvende en afstivningsring med cirkulært tværsnit, som er anbragt på den nævnte måde, indlejret imellem de nævnte flader, er det muligt at benytte små fremstillingstolerancer på afstivningsringen og at fremstille elementet med tilsvarende små tolerancer. Disse fordele opnår man, samtidig med at man benytter en særlig prisbillig afstivningsring. Endvidere opnår man en løsning, hvor 4 147771 man kan undgå en utilsigtet bevægelse af tætningselementet under montage af en spidsende i en muffeende i en rørledning henholdsvis under brug af rørledningen. Ved hjælp af de små fremstillingstolerancer og den specielle placering af afstivningsringen er det muligt under brug af røret at afstive rørmuffen og reducere faren for utilsigtet deformering og derved også at sikre en effektiv tætning under forskellige belastningsforhold.

Ifølge opfindelsen foretrækkes det, at et radialplan (midterplan) gennem afstivningsringen forløber mellem et radialplan gennem det indadragende tætningsparti og et radialplan gennem den skråt forløbende ledeflade.

Yderligere træk ved det kombinerede forme-" og tætningselement vil fremgå af efterfølgende beskrivelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et tværsnit af et kombineret forme- og tætningselement ifølge opfindelsen, fig. 2-6 et tværsnit i forskellige modificerede udførelsesformer for elementet i fig. 1, fig. 7 et tværsnit gennem elementet i fig. 2 anbragt på en dorn i et formningsapparat, fig. 8 det i fig. 7 viste med en rørmuffeende formet over elementet, fig. 9 et udsnit af rørmuffeenden i fig. 8 efter aftrækning fra dornen, fig. 10 det samme som i fig. 9 efter sammenføjning med en spidsende på et samvirkende rør i en rørsamling, der udsættes for indvendigt overtryk, og fig. 11 i udsnit et tværsnit af en form til fremstilling af elementet ifølge opfindelsen.

I fig. 1 er vist et kombineret forme- og tætningselement (tætningsring) 20 med et ringformet legeme 21 af elastisk eftergivende materiale såsom gummi og en stiv, uelastisk afstivningsring 22. Det ringformede legeme 21 har stort set dråbeformet tværsnit og har inder- c 1A7771 b flader, der afgrænser et afrundet, radialt indadragende tætningsparti 23 og et ret, konisk udformet fladeparti 24 i forlængelse af tætningspartiet 23 og en yderflade med et skråt forløbende (f.eks. konisk) yderfladeparti 25, som sammen med det indre fladeparti 24 afgrænser et ledende kantparti 26, og som på yderfladen danner forlængelse af et afrundet ydre radialt fladeparti 27, som igen danner forteigelse af et afrundet næseparti 28 ved tværsnittets modsatte ende. Som vist har afstivningsringen 22 cirkulært tværsnit og er indlejret i gummimassen 21 lige ved næsepartiet 28, d.v.s. i et område, hvor næsepartiet 28 og det radialt rettede fladeparti 27 støder sammen. Yderfladen på afstivningsringen er vist anbragt lige ved overgangspartiet mellem næsepartiet 28 og det radialt rettede fladeparti 27.

Som vist i fig. 1 er radialplanet A (midtlinieplanet) gennem det afrundede tætningsparti 23 anbragt mellem radialplanet B gennem afstivningsringen 22 og et ledende sidefladeparti, som er afgrænset mellem det koniske inderfladeparti 24 og det koniske yderfladeparti 25. Radialplanet er fastlagt som et plan, der danner en vinkel på 90° med rørets akseretning.

I fig. 2 er med samme henvisningstal henvist til samme dele som i fig.

1. Elementet 30 er forsynet med et plant eller svagt konisk inder-fladeparti 41, som er adskilt fra tætningspartiet 23. Dette inder-fladeparti 41 skråner radialt udad mod det koniske parti 25 til dannelse af den ledende kant 26. En konkavt afrundet udsparing 42 er udformet mellem tætningspartiet 23 og inderfladepartiet 41. Som vist i fig. 2 er afstivningsringens 22 radialplan B anbragt mellem radialplanet A gennem tætningspartiets 23 midtpunkt og et radialplan G gennem det ledende fladeparti 25. Afstivningsringens 22 position er fastlagt i et niveau radialt uden for elementets 30 ledende kant 26 for derved at sikre en ønsket nedpresning af den ledende kant 26 under påskydningsbevægelsen af den varme rørende over elementet 30.

I fig. 7 er vist et formningsapparat 31 til formning af en rørmuffe i enden af et termoplastrør (ikke vist) til optagelse af et kombineret formeelement og tætningselement 40 (ifølge fig. 2) og omfattende en dorn 32 med en udsparing 33 og en støttering 34. Udsparingen 33 for dornen 32 er tilpasset for optagelse af det ringformede legeme 21 i elementet 40, og støtteringen 34 er udformet således, at den passer til næsepartiet 28 og kan tvinge dette opad for derved at modvirke 6 U7771 vipning af formeelementet og derved modvirke, at dets modsatte tværsnitsende kan fange den varme rørende under påskydningen af denne (fig. 8). Fremgangsmåden ved formningen af den varme rørende over elementet 40 i formeapparatet 31 svarer til den, der er beskrevet i beskrivelsen til norsk patent nr. 133.818, hvorfor en yderligere beskrivelse heraf ikke skulle være nødvendig. Som vist i fig. 8 er røret 35, efter at det er presset radialt udad over elementet 40, blevet udformet med et spor 36, hvori elementet er optaget. Som vist i fig. 9 er elementets 40 inderdiameter d mindre end inderdiameteren D for rørets 35 muffeende. Det fremgår også af fig. 9, at røret 35 og elementet 40 passer nøjagtigt ind i hinanden fra næsepartiet 28 til den ledende kant 26 (vel at mærke noget afhængigt af rørtykkelsen).

Som vist i fig. 10 er røret 35 (efter at det er aftrukket fra dornen i formeapparatet) samlet med et andet rør 37 med affaset spidsende, idet elementet 40 danner tætningselement mellem rørene 35 og 37. Det fremgår af fig. 10, at det indre rør 37 har en yderdiameter, som er større end elementets 40 inderdiameter. Følgelig vil elementets 40 hovedmasse 21 blive sammentrykket og deformeret elastisk eftergivende. Derimod vil ringen 22 ikke blive deformeret, men vil opretholde sin oprindelige form. Dette medfører, at elementet holdes positivt på plads mod trykket, som udøves i elementet inde i spalten mellem rørene 35 og 37.

Som vist i fig. 10 er tætningsringen presset indad i den ringformede spalte mellem rørets 35 muffeende og rørets 37 spidsende som følge af indvendigt tryk, der udøves i rørledningen, men elementet er forankret ved hjælp af afstivningsringen 22, d.v.s. stålringen 22, som er indstøbt i det ringformede legemes 21 gummimasse.

Fig. 7 viser endvidere, hvorledes afstivningsringen 22 sammen med støtteringen 34 holder formeelementet sikkert på plads på dornen 32 ved sammenpresning af gummimassen mod dornen 32. De punkterede linier viser næsepartiet 28 i ubelastet tilstand. Ved hjælp af afstivningsringen 22 kan gummimassen presses nedad mod dornfladen, uden at formeelementets yderparti derved bliver strakt eller forskudt, idet støtteringen 34 hindrer vipning af formeelementet 40. Følgelig kan en varm rørende skydes ind over dornen 32 og formeelementet 40, medens dette opretholder en ønsket yderkontur af sporet indvendigt i muffeenden, efter at røret er krympet og er afkølet på tilsvarende måde som forklaret i beskrivelsen til USA patent nr. 3.776.682 og som vist 7 14777 1 i fig. 8. I fig. 8 viser de punkterede linier stillingen af næsepartiet, før man trækker støtteringen 34 tilbage.

Dornen 32 i fig. 7 har langsgående spor 38, som sikrer, at luft suges bort fra begge endepartier af elementets tværsnit gennem ikke viste vakuum-boringer. Por at undgå, at elementets ledende kant kan fanges under påskydningen, og for at sikre en nøjagtig placering af forme-elementet på dornen 32 er der sørget for små udsparinger 33 for formeelementet lige over de langsgående slidser 38. Området C, som er vist krydsskraveret, viser med pildiagram kompressionen af formelementet 40 mod dornen 32.

Af fig. 2 fremgår det, at man ved at placere afstivningsringen 22 over tætningspartiet eller i en retning hen mod den ledende kant 26 kan undgå enhver vipning af elementet under bevægelse af formeelementet aksialt på dornen og følgelig kan undgå, at den ledende kant fanges under den efterfølgende påskydning af den varme rørende over formeelementet 40. Dersom afstivningsringen derimod er anbragt længere til venstre på tegningen i fig. 2 i forhold til tætningspartiet, kan man derimod undgå vipning eller "fangningen" ved brug af støtteringen 34 som vist i fig. 7, hvorved næsepartiet 28 løftes opad og derved tvinger den ledende kant 26 nedad mod dornen.

I fig. 3 (hvor samme henvisningstal refererer til tilsvarende dele som ovenfor) har elementet et tværsnit, som afviger fra den nævnte dråbeform. Som vist er elementet 50 forsynet med et afrundet ledende parti 51 på den side, som støder op til det koniske fladeparti 25. Dette ledende parti 51 løber sammen med tætningspartiet 23 og danner en mellemliggende konkavt afrundet udsparing. Tværsnittet for elementet 50 er særligt beregnet til et formeapparat som det, der er beskrevet i beskrivelsen til USA patent nr. 3.793.427.

I fig. 4 er formeelementet 60 fremstillet med en afstivningsring 61 med buet tværsnit. Afstivningsringen 61 har form som en båndforraet ringdel med speciel formstivhed, som er særlig egnet til optagelse af såvel indvendige som udvendige radialbelastninger. Afstivningsringen 61 er anbragt med en frilagt flade mellem næsepartiet 28 og yderflade-partiet 27 på hovedlegemet 21. Herved er afstivningsringen særlig velegnet til at danne indvendig støtte for rørmuffeenden i det svækkede og strakte sporparti, som optager elementet 60. Afstivningsringen 61 vil desuden danne en effektiv støtte for tætningsringen og 8 147771 hindre elementet 60 i at presses indad i den ringformede spalte mellem spidsenden og muffeenden ved indvendigt overtryk i rørledningen som antydet i fig. 10.

Det vil forstås, at afstivningsringen 22 kan udformes på mange andre måder og kan placeres på forskellige andre måder end her beskrevet og vist, således at den kan tilpasses til specielle støtteorganer i forme-apparatet eller tilfredsstille andre krav til tætningsringen. Om ønsket kan afstivningsringen som vist i fig. 5 omfatte to eller flere ringdele 62, der kan være udformet i ét stykke, f.eks. to ringdele 62, der kan være forbundet med hinanden til en sammenhængende afstivningsring ved hjælp af ekstra forbindelsesstag 63 mellem ringdelene 62.

Som vist i fig. 6 kan elementet 70 være udformet med et indvendigt indadragende parti 71, som danner en tætningslæbe (vist i ubelastet tilstand). I dette tilfælde er udsparingen 72 formet mellem tætningslæben og det flade parti 41. Følgelig kan partiet 71 i stedet for at danne en kompressionstætning, når det er anbragt på plads, danne en læbetætning.

Som vist i fig. 8 og 10 bliver der indledningsvis dannet trykområder E i elementets 40 tætningsparti 23, når elementet skydes på plads på dornen som vist i fig. 7, og derefter tilsvarende trykområder i elementets yderparti, efter at den varme rørende er skudt ind over elementet 40 som vist i fig. 8 og derefter er blevet afkølet og er krympet på plads radialt ud på elementet 40 og dornen 32. I løbet af disse arbejdstrin under muffefremstillingen afstiver afstivningsringen 22 elementet 40 for derved at styre trykpåvirkningerne, som udøves i de indadvendende såvel som de udadvendende dele af elementet 40. Efter at muffeenden og det tilhørende element 40 er fjernet fra dornen således som vist i fig. 9, aflastes flere af de trykområder, som er vist i fig. 8. De resterende trykområder F, der er vist i fig. 9, skaber et godt indgreb mellem indbyrdes støtteflader i muffeenden og elementet og hindrer, at snavs og lignende dele trænger indad i tætningsområdet. Ved at spidsenden skydes ind i muffeenden, vil elementet 40 blive komprimeret svarende til kompressionen, som er vist i fig. 8 i forbindelse med rørenden, og tilsvarende trykområder vil opstå i muffeenden og i spidsenden. I fig. 10 er vist trykforholdene, når et trykmedium transporteres gennem en trykledning med en rørsamling ifølge opfindelsen, idet trykmediet tillades at trænge indad i

Claims (2)

147771 spalten mellem elementet 40 og muffeenden. I dette tilfælde kan trykområderne E i elementet 40 være anbragt som vist i fig. 10. Effekten af trykområderne, som fremkaldes af elementets 40 elastisk eftergivende masse 21 under samvirken med afstivningsringen 22, giver en effektiv tætning mod lækage mellem muffeenden og spidsenden i en rørsamling i en ledning. Elementet 40 kan fremstilles i en form på sædvanlig måde. F.eks. kan elementet 40 som vist i fig. 11 formes i et hulrum 80 mellem tre separate, samvirkende formdele 81,82,83. Fremstillingen af elementet 40 sker ved at anbringe den i forvejen fremstillede stålring 22 i hulrummet 80 på et sæt tappe 84, som kan være aksialt udtrækkelige fra formen. I fig. 11 er kun vist én sådan tap 84. Tappene 84 rager udad fra indersiden af den ene formdel 82 og er anbragt med passende indbyrdes mellemrum langs formdelens inderside. Ved hjælp af sådanne tappe kan hver stålring 22 understøttes på forholdsvis nøjagtig måde i formen for at sikre en nøjagtig afstivningsvirkning i det element, som fremstilles i formen. Inden det fremstillede element fjernes fra formen, trækkes tappene 84 udad fra elementet og den tilhørende formdel. Gummimaterialets elasticitet gør det muligt at fjerne elementet fra formen og tappene, selv i sådanne tilfælde, hvor tappene måtte være permament forbundet med den tilhørende formdel og derfor ikke kan bevæges i forhold til formdelen. For at frigøre elementet 40 fra formen forskydes formdelene i forhold til hinanden i retningerne x og y. I alle de viste udførelseseksempler er elementet vist med et tværsnit, hvori afstivningsringen er anbragt lige ved gummimassens yderflade. Det er imidlertid indlysende, at afstivningsringen også kan anbringes i en vis afstand fra gummimassens yderflade. Patent krav.

1. Kombineret forme- og tætningselement til en rørmuffeende i et termoplastrør, omfattende et ringformet legeme af elastisk eftergivende materiale og en stiv, uelastisk afstivningsring med cirkulært eller i hovedsagen cirkulært tværsnit, hvilken afstivningsring er optaget i det nævnte legeme, og hvor elementet er forsynet med to modstående sidepartier og med en yderflade med et ydre, radialt udragende fladeparti, som er anbragt mellem de to sidepartier, samt med en inder-