DK9800034U3

DK9800034U3 - Expanding seal ring, especially for pipe joints.

Info

Publication number: DK9800034U3
Application number: DK9800034U
Authority: DK
Inventors: Poul-Erik Jakobsen; Karsten Dybkaer Kristensen
Original assignee: Rotek I S
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1998-03-13

Description

DK 98 00034 U3DK 98 00034 U3

BESKRIVELSEDESCRIPTION

BenævnelseDenominations

Ekspanderende tætningsring, især til rørsamlinger Frembringelsens anvendelsesområdeExpanding sealing ring, especially for pipe joints

Denne frembringelse angår en ekspanderende tætningsring, som især er beregnet til rørsamlinger, hvor tætningsringen er indlejret mellem to rørender enten som en O-ring med radiær tætningsvirkning, eller sammenspændt aksielt mellem to rørflanger eller rørendeflader. De pågældende rør er fortrinsvis beregnet til anvendelse i vandførende systemer, eller i det mindste på steder, hvor rørene (rørsamlingeme) udsættes for vand på den ene eller anden måde (indvendig eller udvendig).This arrangement relates to an expanding sealing ring, which is especially intended for pipe joints, where the sealing ring is embedded between two pipe ends either as an O-ring with radial sealing effect, or axially clamped between two pipe flanges or pipe surfaces. The pipes in question are preferably intended for use in aquifer systems, or at least in places where the pipes (pipe assemblies) are exposed to water in one way or another (inside or outside).

Kendt teknik I forbindelse med overvågning af grundvandet har miljømyndighederne i de senere år foretaget et stort antal prøveboringer, såkaldte miljøboringer, hvorfra der hentes prøver af grundvandet med regelmæssige mellemrum. Vandprøverne analyseres for miljøfremmede stoffer, og i den forbindelse er det naturligvis af afgørende betydning, at boringerne ikke i sig selv giver anledning til forurening af vandet på nogen måde, hverken ved indsivning gennem utætte rørsamlinger, ved diffusion gennem rørgodset eller ved afgivelse af kemiske forbindelser fra selve borerørene.Prior Art In the course of monitoring groundwater, the environmental authorities have in recent years conducted a large number of test wells, so-called environmental wells, from which samples of groundwater are collected at regular intervals. The water samples are analyzed for environmentally harmful substances, and in this connection it is of course crucial that the wells do not in themselves give rise to contamination of the water in any way, either by seepage through leaky pipe joints, by diffusion through the pipe goods or by the release of chemical compounds. from the drill pipes themselves.

Som borerør benyttes fortrinsvis ekstruderede rør af polyvinylclorid (PVC), polypropylen (PP) eller polyethylen (PE). De endeløst ekstruderede rør afkortes i passende -dvs håndterbare- længder og bearbejdes i enderne med indvendigt og udvendigt gevind, således at rørstykkeme kan samles på borestedet til et glat, sammenhængende rørstykke (borestreng). Gevindsamlingerne skal naturligvis være tætte, og samlemetoden må ikke i sig selv give anledning til forurening af vandet.Extruded tubes of polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP) or polyethylene (PE) are preferably used as drilling pipes. The endless extruded pipes are shortened to suitable-ie manageable lengths and machined at the ends with internal and external threads so that the pipe pieces can be assembled at the drilling site into a smooth, continuous pipe piece (drill string). The thread collections must, of course, be tight and the assembly method must not in itself give rise to contamination of the water.

Eksempelvis er anvendelse af klæbemidler, smøremidler eller kemisk baserede tætningsmidler i forbindelse med gevindsamlingeme udelukket. Ligeledes er anvendelse af udvendige (eller indvendige) gevindmuffer uønsket, idet gevindmuffeme alt andet lige fordrer en større diameter i borehullet, hvilket naturligvis indebærer forøgede omkostninger til etablering af boringen. Endvidere betyder gevindmuffeme, at opfyldningen af borehullet omkring borerøret med sand besværliggøres.For example, the use of adhesives, lubricants or chemical based sealants in connection with the thread joints is excluded. Likewise, the use of external (or internal) threaded sleeves is undesirable, since otherwise the threaded sleeves require a larger diameter in the borehole, which of course involves increased costs for establishing the bore. Furthermore, the threaded sleeves mean that the filling of the borehole around the drill pipe with sand is made more difficult.

Rørgevindet udformes af denne grund direkte i rørgodset ved sædvanlig spåntagende bearbejdning af rørenderne. Gevindtypen er sædvanligvis en trapezprofiltype eller lignende fladprofiltype. Af indlysende årsager er der kun begrænset plads i forbindelseszonen mellem de to rørender -i det mindste i radiær retning- til indlæggelse af en tætningsring af O-ringstypen eller lignende elastomer ringtype, idet man kun råder over rørvæggens godstykkelse til bearbejdning af den til tætningsringen nødvendige indvendige eller udvendige not. Sædvanlige tætningstyper baseret på elastomere O-ringe og tilsvarende tætningsringtyper har i praksis vist sig at have utilstrækkelig tætningsevne i den pågældende sammenhæng, bl a som følge af en utilstrækkelig udfyldningsevne (fleksibilitet).For this reason, the pipe thread is formed directly in the pipe goods by customary machining of the pipe ends. The thread type is usually a trapezoidal type or similar flat profile type. For obvious reasons, there is only limited space in the connecting zone between the two pipe ends - at least in the radial direction - for insertion of a sealing ring of the O-ring type or similar elastomeric ring type, with only the thickness of the pipe wall being available for machining the necessary for the sealing ring. inside or outside groove. Conventional sealing types based on elastomeric O-rings and similar sealing ring types have in practice been found to have insufficient sealing capacity in the particular context, due in part to insufficient filling capacity (flexibility).

Til vandværks-produktionsboringer benyttes sædvanligvis rør med muffesamlinger, eksempelvis normrør efter DIN 4925. Også i forbindelse med disse rør har der i praksis vist sig behov for et forbedret tætningssystem, således at problemer med utætte rørsamlinger undgås. Tætningsringen ifølge opfindelsen kan i en særlig tilpasset udførelsesform også komme på tale her.For waterworks production wells, pipes with socket joints are usually used, for example standard pipes according to DIN 4925. In practice, too, in connection with these pipes, an improved sealing system has been found, so that problems with leaky pipe joints are avoided. The sealing ring according to the invention can also be discussed here in a particularly adapted embodiment.

2 DK 98 00034 U32 DK 98 00034 U3

Det tekniske problem der skal løsesThe technical problem to be solved

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise et i radiær retning kompakt rørtætningssystem, som til fulde opfylder de krav, der stilles til borerør af den ovenfor omhandlede art, dvs som yder optimal tæthed i rørsamlingeme, som er kemisk resistent og som ikke afgiver miljøfremmede stoffer til vandet.The object of the present invention is to provide a radially compact pipe sealing system which fully meets the requirements of drilling pipes of the above-mentioned type, ie which provides optimum tightness in the pipe assemblies which are chemically resistant and which do not emit environmentally harmful substances. to the water.

Den nye teknikThe new technique

Det nye ved frembringelsen består i, at tætningsringen er fremstillet af et elastomert materiale, som har den egenskab, at materialet reagerer (kvælder) under påvirkning af vand. Reaktionen bevirker en volumenforøgelse, som har til følge, at tætningensringen ekspanderer. Ved denne ekspansion sker der en kraftig kompression af tætningsringen (forudsat denne er korrekt indlejret i en rørsamling), og netop denne kompression er medvirkende til at skabe optimale betingelser for tæthed i samlingen. Materialet kan ifølge opfindelsen med fordel bestå af en blanding af neoprene og bentonit, hvis blandingsforhold er bestemt af den ønskede ekspansion og den ønskede hårdhed hos tætningsringen.What is new about the production is that the sealing ring is made of an elastomeric material which has the property that the material reacts (swells) under the influence of water. The reaction causes a volume increase which causes the sealing ring to expand. In this expansion, a strong compression of the sealing ring (provided that it is properly embedded in a pipe joint) takes place, and precisely this compression is instrumental in creating optimal conditions for tightness in the joint. The material according to the invention can advantageously consist of a mixture of neoprene and bentonite, whose mixing ratio is determined by the desired expansion and the hardness of the sealing ring.

Den tekniske virkningThe technical impact

Ved at anvende den ovenfor nævnte nye teknik i forbindelse med den kendte teknik kan tætningsringen konstrueres med ekstrem lav profil -dvs med ringe udstrækning i radiær retning-uden at dette går ud over tætningsringens udfyldningsevne og tætningsvirkning. Som følge heraf kan den ringformede not, som tætningsringen er indlejret i, konstrueres med ringe dybde, således at noten ikke i unødig grad svækker røret, hvis godstykkelse jo er givet på forhånd. Tætningsringen udmærker sig endvidere ved at have en selvforstærkende tætningsvirkning, når rørsamlingen udsættes for vand, ligesom materialet er kemisk neutralt. Materialet afgiver ikke miljøfremmede stoffer til vandet.By using the aforementioned new technique in conjunction with the prior art, the sealing ring can be constructed with extremely low profile-that is, with little extension in the radial direction-without compromising the filling ability and sealing effect of the sealing ring. As a result, the annular groove into which the sealing ring is embedded can be constructed with little depth so that the groove does not unnecessarily weaken the tube, the thickness of which is given in advance. Furthermore, the sealing ring is distinguished by having a self-reinforcing sealing effect when the tube assembly is exposed to water, just as the material is chemically neutral. The material does not release environmentally harmful substances to the water.

Frembringelsen og specielt fordelagtige udførelsesformer og detaljer ved denne forklares nærmere i enkeltheder i det følgende under henvisning til figurerne på tegningen.The invention and particularly advantageous embodiments and details thereof are explained in more detail below with reference to the figures in the drawing.

FigurfortegnelseList of Figures

Fig. 1 viser to rørstykker med bearbejdede gevindender beregnet til sammenskruning under anvendelse af en tætningsring ifølge opfindelsen, vist adskilt i snit på langs, fig. 2 samme vist i tæt sammenskruet tilstand og efter kvældning (ekspandering) af tætningsringen, fig. 3 et forstørret udsnit af den i fig. 1 viste tætningsring, vist inden ekspansion ved kvældning, fig. 3a samme efter kvældning, fig. 4 tætningsringen vist særskilt i sin helhed, i snit på tværs, fig. 4a samme vist i sidebillede, fig. 5 en tætningsring i en anden udførelsesform med oval profilform, fig. 6 en tredje udførelsesform, hvor tætningsringen har nærmest rektangulært tværsnitsprofil, og fig. 7 rørsamlingen vist i en lidt ændret udførelsesform.FIG. 1 shows two pipe threads with machined thread ends intended for screwing together using a sealing ring according to the invention, shown separately in longitudinal section; FIG. 2 shows the same in tightly tightened condition and after swelling (expansion) of the sealing ring; FIG. 3 is an enlarged view of the embodiment of FIG. 1, shown before expansion by swelling; FIG. 3a the same after swelling; FIG. 4 is a separate cross-sectional view of the sealing ring; FIG. 4a is a side view, FIG. 5 shows a sealing ring in another embodiment with oval profile shape; FIG. 6 is a third embodiment in which the sealing ring has a nearly rectangular cross-sectional profile; and FIG. 7 shows the pipe assembly shown in a slightly modified embodiment.

Udførelseseksempler I den på tegningens fig. 1-3 viste udførelsesform angiver 1 og 2 to rørstykker, som er forsynet med gevindender beregnet til sammenskruning. Det ene rørstykke 1 har udvendigt gevind 3, og det andet rørstykke har indvendigt gevind 4.1 forlængelse af rørets 1 gevindstykke 3 er der frembragt en glat neddrejning 5, hvori der er bearbejdet en ringformet not 6 beregnet til en tætningsring 7. Det andetEmbodiment Examples In the embodiment shown in FIG. 1 to 2, two tubes are provided with threaded ends for screwing together. One pipe piece 1 has an external thread 3 and the other pipe piece has an internal thread 4.1 Extending the thread piece 3 of the pipe 1 produces a smooth pivot 5, in which an annular groove 6 is designed for a sealing ring 7. The other

Claims

An expanding sealing ring, especially for pipe joints, wherein the sealing ring (7) is embedded between two pipe ends (1,2) either as an O-ring with radial sealing action, or axially clamped axially between two pipe flanges, and the pipes in question are preferably intended for: use in aquifer systems, or at least in places where the tubes are exposed to water in one way or another, characterized in that the sealing ring (7) is made of an elastomeric material having the property of reacting (swelling) under the influence of water, which results in a volume increase.

Expanding seal ring according to claim 1, characterized in that the material is a mixture of neoprene and bentonite known per se.

The expanding sealing ring according to claim 2, characterized in that the mixing ratio of neoprene to bentonite is determined by the desired expansion and the desired hardness of the sealing ring.

4. Expanding seal ring according to claims 2 and 3, characterized in that the material has a hardness of the order of 50 ° shore. DK 98 00034 U3

An expanding sealing ring according to one or more of claims 1-4, characterized in that the sealing ring is produced by extrusion, injection molding or by mechanical punching of plate-shaped starting material.

The expanding sealing ring according to claim 5, characterized in that the sealing ring has a circular, oval, rectangular or similar "solid" cross-section.

The expanding sealing ring according to claims 1-6, wherein the sealing ring is used as a radial seal in a pipe sleeve assembly (threaded assembly), characterized in that the sealing ring is embedded in an outer annular groove (6) in the male part of the pipe assembly (1), alternatively in an inner part. annular groove in the female part (2).