FI115157B - Putkiliitos - Google Patents

Description

115157

PUTKILIITOS

Keksinnön kohteena on putkiliitos ensimmäisen putken ja toisen putken liittämiseksi toisiinsa, johon putkiliitokseen kuuluu holkki, jolloin holkki on tarkoitettu sovitettavaksi ensimmäisen putken pään sisäpuolelle, jolloin en-5 simmäiseen putkeen on muodostettu muhvi, ja toisen putken pää on tarkoitettu sovitettavaksi hoikin sisäpuolelle, ja välineet liitettävien putkien aksiaali-suuntaisen, liitoksen avaavan liikkeen estämiseksi.

Paineputkikäytössä putkiliitoksiin ja muhveihin aiheutuu putkessa olevan väliaineen paineeseen verrannollisia voimia. Eräs määräävä tekijä put-10 kimuhvin mitoituksessa on seinämään syntyvä kehänsuuntainen jännitys, jonka perusteella muhvin seinämävahvuuden täytyy olla vähintään putken muun osan seinämän vahvuinen. Kuten esimerkiksi Fl-patentissa 94902 on esitetty, pidetään usein välttämättömänä, että muhviosan lujuusominaisuudet korostuvat erityisesti kehän suuntaan tiiviin ja luotettavan putkiliitoksen saavuttami-15 seksi. Sen sijaan putkiosan lujuusominaisuudet suunnataan useimmiten sekä kehän että aksiaaliseen suuntaan putkiosaan kohdistuvien kuormitusten mukaisesti. Mikäli muhvi tehdään putkeen jälkikäteen venyttämällä, ohenee seinämä venytettäessä ja näin ollen on aihioputken tulevan muhvin kohdalla oltava muuta putken osaa paksumpi. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, et-20 tä tulevan muhvin kohdalla putken vetonopeutta valmistettaessa hidastetaan. :\j Tällainen ratkaisu on kuitenkin hankala ja vaikeuttaa siten putken valmistusta.

•' · *: Paksunnos tunnetaan esimerkiksi US-patentista 4 428 900.

• *

Putkilinjassa esiintyy supistusten, haaraliitosten, taivutettujen kulmi-,··*. en tai venttiilien kohdalla aksiaalisia voimia, jotka pyrkivät avaamaan liitoksen.

25 Ihanteellista olisi, jos itse putkiliitokseen olisi rakennettu avautumista estävä • · mekanismi, mutta muhvattuihin putkiin tämän järjestelyn estää lukituselimen aiheuttamat suuret voimat sekä vaadittava mittatarkkuus. Käytännössä lukitus- ongelma on ratkaistu esimerkiksi valamalla ongelmakohdat betoniin tai laitta- maila liitettyjen putkien ympärille valurautapannat, jotka on yhdistetty toisiinsa / 30 tangoilla. Edelleen tunnetaan esimerkiksi Fl-julkaisusta 97036 muhvin lujitus- ratkaisu, jossa riittävä aksiaali- ja radiaalilujuus muhvin sisäpuoliselle lukitus- ,: ratkaisulle saavutetaan muhvin ulkopuolisella vahvikkeella.

•

Kolmas putkimuhvin käyttöön liittyvä ongelma on muhvien jälkikutis-tuminen. Tällöin siis muhvi pyrkii palautumaan alkuperäisiin mittoihinsa ja lii-35 toksen tekeminen on hankalaa, etenkin jos putkia joudutaan muhvin tekemisen jälkeen varastoimaan pitkiä aikoja esimerkiksi auringonpaisteessa. Näin 115157 2 ollen siis tarkkamittaisten muhvien tekeminen on vaikeaa ja erityisesti on hankalaa tehdä sisämitoiltaan tarkkoja tiivisteuria, etenkin jos tiivisteuria on useita. Erityisen suuri ongelma tämä on polyeteenistä PE tehdyillä putkilla, jotka käytännössä onkin liitetty hitsaamalla.

5 Edelleen eräs tavanomainen heikkoon muhviliitokseen liittyvä on gelma on, että putken suu laajenee ja tiivisterengas työntyy liitoksesta ulos. Tätä ongelmaa on yritetty ratkaista mm. käyttämällä tiivisterenkaita, joissa on kiinnipuristettuna metallinen tai muovinen tuki. Tällainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi US-patentissa 4030872. Eräs toinen ratkaisu on ollut asentaa 10 putken suun ympäri metallivanne.

Polyvinyylikloridista valmistetaan molekyyliorientoituja MOPVC-put-kia muottiin puhaltamalla siten, että muoviputkiaihio sovitetaan muotin sisään, lämmitetään sitä ja laajennetaan se muottia vasten sisäpuolelta puhaltamalla, kuten GB-patentissa 1432 539 on esitetty. Tällöin voidaan samalla muodostaa 15 putkeen putkimuhvi, mutta tällöin muhvin ulkopuoliset mitat tulevat tarkoiksi, mutta sisäpuoliset eli merkitsevät mitat jäävät epätarkoiksi. Sama ongelma koskee esimerkiksi WO-julkaisussa 98/13190 esitettyä menetelmää ja laitteistoa kaksiaksiaalisesti orientoidun putken valmistamiseksi lämmittämällä putki-aihiota ja puristamalla se nestepaineella muottia vasten.

20 Edellä esitetyistä syistä vaativammat muhvisovellutukset löytyvät . . valamalla tai ruiskupuristamalla valmistetuista putkiyhteistä. Esimerkiksi WO- » · · / julkaisussa 96/07048 on esitetty ruiskupuristettu, lukitusrenkaalla varustettu • · · i ·* muhvi. Valtaosa putkilinjan muhveista on kuitenkin putkimuhveja, joiden kor- .. 1: * vaaminen putkiyhteillä ei ole taloudellisesti mielekästä.

: 25 Edelleen tunnetaan myös liitos, missä muhviosa on valmistettu ruis- :kuvalulla ja muhviosa on liitetty suoran putken päähän puskuhitsaamalla. Täl-: lainen ratkaisu on kuitenkin monimutkainen ja kallis toteuttaa ja sen lisäksi kaikki nykyään käytettävät putkimateriaalit eivät ole hitsattavia.

SE-julkaisussa 465792 on esitetty putkiliitos, missä muhvin ja pis- 30 topään väliin on sovitettu tiivisterengas. Tiivisterenkaaseen on kiinnitetty apu- osa, joka tukeutuu pistopäässä olevaan uraan vastustamaan liitoksen avau- ‘: tumista. Liitoskohdasta tulee kuitenkin kokonaisuutena varsin heikko radiaali- i suunnassa, koska ulompaan putkeen muodostettu muhvi on putken heikoin kohta. Näin ollen putkiliitos ei sovellu käytettäväksi paineputkikäytössä. Edel- •, 35 leen muhvin sisäpuolisten pistopäätä vasten asettuvien osien mitat ovat epä- » tarkkoja.

115157 3

Fl-julkaisussa 945107 on esitetty putkiliitos sujutusputkiile, missä ensimmäisen putken päätä laajennetaan ja sovitetaan holkki sen sisään tai laajennetaan hoikkia ja sovitetaan ensimmäinen putki hoikin sisään. Tämän jälkeen toisen putken pää sovitetaan hoikin sisään. Tällainen liitos soveltuu su-5 jutusputkien liittämiseen, mutta liitoksen tiiviyden aikaansaaminen on vaikeaa, eikä kyseinen liitos kestäisi paineputkikäytössä, vaan paineisen väliaineen aikaansaama voima liikuttaisi ensimmäisen putken ja toisen putken varsin helposti irti toisistaan.

DE-julkaisussa 3003040 on esitetty putkiliitos, jossa on yhdistys-10 kappale, jonka sisäpuolella on istukka ja kiristysrengas sekä liitoksessa sisim-pänä liitettävä putki. Istukan ja kiristysrenkaan välillä on kiilapinta siten, että vedettäessä sisempää putkea liitoksesta ulospäin kiristysrengas kiilautuu putkea vasten. Kyseinen putkiliitos on monimutkainen ja erittäin hankala saada muotoilultaan sellaiseksi, että istukka ja yhdistyskappale saadaan liikkumatto-15 miksi toistensa suhteen.

GB-julkaisussa 2028945 on esitetty muhviliitos, joka sopii pö-lynimurinputkien liitoksiin. Liitokseen kuuluu holkki, joka on sovitettu sisemmän putken ympärille. Hoikin ja sisemmän putken lukittamiseksi toisiinsa on hoikissa sisäänpäin suuntautuvia tappeja ja sisemmässä putkessa reikiä, joihin ky-20 seiset tapit sovitetaan. Ulomman putken pää on halkaisijaltaan niin suuri, että . . se mahtuu hoikin ulkopuolelle. Liitoksen sisäpuolella on jousirengas, jossa on

t I I

7 / ulospäin suuntautuva tappi. Sisemmässä putkessa, hoikissa ja ulommassa • · · ’ *’ putkessa on reikä, jonka läpi kyseinen tappi on sovitettu. Tappi pysyy paikoil- laan jousirenkaan vaikutuksesta ja se on painettavissa alaspäin esimerkiksi I * t 25 ulomman putken poistamiseksi hoikin päältä. Kyseinen putkiliitos on erittäin monimutkainen, mutta esimerkiksi sisemmän putken poistaminen hoikin sisä-puolelta on erittäin vaikeaa. Edelleen kyseinen liitos on kömpelö, eikä se ole sovellettavissa esimerkiksi nesteitä kuljettavien putkien liitoksessa, ja etenkään paineputkikäytössä ei kyseistä liitosta pystytä soveltamaan.

, , 30 US-patentissa 5299 838 on esitetty putkiliitos, missä on liitoshahlo ja sen sisäpuolelle ruuvikierteellä sovitettu holkki. Hoikin sisäpuolelle on sovi- : tettu liitinrakenne ja liitettävä putki työnnetään liitinrakenteen sisäpuolelle. Lii- > • tinrakenteessa on akselin ympäri kääntyvistä levyistä muodostuvia pidätinkap- , paleita, joiden ulompi pää on sovitettu sisempää putkea ulospäin vedettäessä 35 tarrautumaan hoikin sisäpuolisiin uriin ja sisemmät päät ovat sovitettu pureu- » tumaan sisemmän putken ulkopintaan. Pidätinkappaleiden tarkoituksena on siis estää sisemmän putken vetäminen ulos liitoshahlon sisäpuolelta. Kyseinen , 115157 4 putkiliitos on erittäin monimutkainen ja hankala toteuttaa. Edelleen tiiviyden varmistaminen etenkin paineputkikäytössä on erittäin vaikeaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kohtuullisen yksinkertainen ja hyvin vetoa kestävä putkiliitos.

5 Keksinnön mukaiselle putkiIiitokselle on tunnusomaista se, että en simmäinen putki, toinen putki ja holkki ovat muovimateriaalia, että hoikissa on ainakin yksi sisäänpäin kaartuva kieleke ja toisen putken ulkopinnalla on ura siten, että kieleke asettuu kyseiseen uraan, että holkki ulottuu olennaisesti koko ensimmäiseen putkeen muodostetun muhvin matkalle, että hoikissa on tii-10 visteura, jossa on tiivisterengas sovitettuna hoikin ja toisen putken väliin ja että tiivisterengas on sovitettu kauemmas toisen putken kärjestä kuin ura.

Keksinnön olennainen ajatus on, että sovitetaan liitettävän ensimmäisen putken pään sisäpuolelle holkki ja toisen liitettävän putken pää siten, että holkki on ensimmäisen putken pään ja toisen putken pään välissä, ja että 15 hoikkiin on muodostettu ainakin yksi sisäänpäin kaartuva kieleke ja sisäpuolisen putken ulkopinnalla on ura siten, että kieleke asettuu kyseiseen uraan. Erään edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että holkki on valmistettu ruiskuvalun avulla. Erään toisen edullisen sovellutusmuodon ajatuksena on, että kieleke on muodostettu hoikkiin stanssaamalla siten, että stanssauksen 20 yhteydessä kieleke taipuu sisäänpäin.

. . Keksinnön etuna on, että liitoksesta saadaan erittäin tiivis ja se so- • # · / veltuu myös paineputkikäyttöön kestäen paineputkessa olevan väliaineen ai- ·* heuttaman voimavaikutuksen ilman, että liitettävät putket olennaisesti liikkuvat aksiaalisuunnassa toistensa suhteen. Holkki kompensoi säteittäissuuntaisia 25 voimia siten, että ulomman putken seinämää ei tarvitse etukäteen tehdä liitok-sen kohdalta muuta osaa paksummaksi. Edelleen hoikkia käyttämällä saa-daan putken muhvin sisämitasta tarkka, koska holkki estää putken jälkikutis- • » tumisen. Holkki on yksinkertainen valmistaa ruiskuvalun avulla, jolloin hoikista tulee tarkkamittainen ja tarvittaessa voidaan valmistaa myös vaikeita muotoja. 30 Edelleen ruiskuvalun avulla pystytään holkki helposti valmistamaan siten, että kriittisiin kohtiin saadaan riittävästi materiaalia. Hoikin ja sen kielekkeen sekä > : hoikin sisäpuolisen putken uran avulla saadaan yksinkertaisella tavalla aikaan : vaikutus, joka estää hoikin ja putken välisen aksiaalisen aukenevan liikkeen.

Lujitettu holkki vahvistaa muhvia radiaalisuunnassa merkittävästi, jolloin pysty-! 35 tään eliminoimaan esimerkiksi tiivisterenkaan luiskahtaminen putkiliitoksesta ulos.

5 11515?

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisessa piirustuksessa, jossa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista putkistosta sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen liitoksen hoikkia sivultapäin kat-5 sottuna ja poikkileikattuna, kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaista putkistosta sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna, ja kuvio 4 esittää kaavamaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaista putkiliitosta sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna.

10 Kuviossa 1 on esitetty putkiliitos, missä ensimmäisen putken 1 pään sisäpuolelle on sovitettu holkki 3 putkimuhvin muodostamiseksi ja hoikin 3 sisäpuolelle taas on sovitettu toisen putken 2 pää. Holkki 3 on sovitettu olennaisesti koko ensimmäiseen putkeen 1 muodostetun muhvin matkalle, jolloin holkki 3 lisää koko muhviosan matkalta muhviosan paineenkestävyyttä. Toisen 15 putken 2 pää on sovitettu asettumaan hoikkia 3 vasten, eli toinen putki 2 ei kosketa ensimmäiseen putkeen. Keksinnön mukainen putkiliitos soveltuu erittäin hyvin käytettäväksi halkaisijaltaan suurien putkien yhteydessä. Esimerkiksi ensimmäisen putken 1 sisähalkaisija voi olla välillä 75 - 1000 mm. Toinen putki 2 voi olla esimerkiksi pistopää. Holkki 3 voidaan sovittaa ensimmäisen put-20 ken 1 pään sisäpuolelle esimerkiksi siten, että lämmitetään ensimmäisen putken 1 päätä ja pakotetaan työntämällä holkki 3 ensimmäisen putken 1 pään • I > ’· : sisälle. Hoikin 3 ulkohalkaisija mitoitetaan suuremmaksi kuin putken 1 sisähal- I · * : kaisija, jolloin ensimmäisen putken 1 ja hoikin 3 välisestä liitoksesta tulee tiuk- ..if ka. Hoikin 3 kärjen ulkopintaan ja putken 1 pään sisäpintaan voidaan tehdä 25 viisteet, jotka helpottavat hoikin 3 työntämistä putken 1 sisäpuolelle. Ensim-: mäisen putken 1 päätä voidaan myös lämmittää ja laajentaa ja työntää holkki 3 laajennetun ensimmäisen putken 1 sisäpuolelle. Ensimmäinen putki 1 puristuu jäähtyessään tiukasti hoikin 3 päälle ja hoikin 3 ja ensimmäisen putken 1 välisestä saumasta tulee tällöin automaattisesti tiivis. Molekyyliorientoituja 30 PVC-putkia tai muita kehän ja mahdollisesti aksiaalisessa suunnassa orientoituja putkia valmistettaessa voidaan holkki 3 sovittaa ensimmäisen putken 1 si-: säpuolelle siten, että valmistetaan ensimmäinen putki 1 esimerkiksi muotissa : puhaltamalla ja jäähdytetään putki. Tämän jälkeen työnnetään holkki 3 en simmäisen putken 1 laajennetun pään sisään ja lämmitetään ensimmäistä put-35 kea 1 niin, että se puristuu tiukasti hoikin 3 päälle. Molekyyliorientaatiota voi-** daan vielä hyödyntää niin, että holkki 3 on ennen yhteenpanoa venytetty aksi- 115157 6 aalisuunnassa enemmän kuin putki 1, jolloin lämmitettäessä holkki 3 saadaan laajenemaan ja puristumaan ensimmäisen putken 1 sisäpintaa vasten.

Holkki 3 voidaan sovittaa niin pitkälle ensimmäisen putken 1 sisäpuolelle, että ensimmäisen putken 1 pää ulottuu hoikin 3 yli, jolloin ensimmäi-5 sen putken 1 pää voidaan taivuttaa hoikin 3 päädyn päälle ja siten vielä varmistaa hoikin 3 ja ensimmäisen putken 1 pysyminen liikkumattomana toistensa suhteen. Edelleen hoikin 3 ulkopintaan voidaan muodostaa epätasaisuuksia kuten uria, kohoumia, viistoja pintoja tai kuviossa 3 esitetyllä tavalla väkä-siä 3b ja vastaavia, joiden vaikutuksesta holkki 3 ja ensimmäinen putki 1 pysy-10 vät liikkumattomasti toistensa suhteen. Putkien ollessa esimerkiksi polyvinyyli-kloridia PVC, on mahdollista turvottaa ja pehmittää putken 1 pää liuottimena. Liuottimen haihduttua on holkki 3 erittäin tiukasti kiinni putkessa 1.

Edullisesti holkki 3 tehdään ruiskuvalun avulla, jolloin hoikista 3 tulee tarkkamittainen ja myös vaikeat muodot saadaan valmistettua. Ruiskupu-15 ristetun hoikin 3 etuna on mm. se, että kielekkeitä 3a ei tarvitse tehdä stanssaamalla hoikin 3 lävitse, vaan hoikin 3 seinämä voidaan pitää yhtenäisenä paineenkestävyyden vuoksi. Holkki 3 voidaan valmistaa niin jäykästä materiaalista, esimerkiksi lasikuidulla lujitetusta muovista, että ensimmäisen putken 1 puristuminen hoikin 3 päälle ei olennaisesti muuta hoikin 3 sisäosan kokoa ja 20 muotoa. Edullisimmin ensimmäinen putki 1 ja holkki 3 valmistetaan samasta materiaalista siten, että hoikin 3 materiaali on vielä lisäksi lujitettua. Hoikin 3 :.’ i seinämä voi olla jopa ohuempi kuin putken 1 seinämä, mutta samalla sekä ak- • · t : siaalisesti että radiaalisesti lujempi. Putken 1 muhvin paineenkestävyys voi oi- la suurempi kuin putken 1 muun osan paineenkestävyys ja putken 1 muhvin 25 aksiaalinen vetolujuus voi olla suurempi kuin putken 1 muun osan seinämän aksiaalinen vetolujuus. Muhvin sisäholkin paineenkestävyys voidaan lujitteilla .··. mitoittaa, seinämän paksuuden kasvamatta liialliseksi, jopa niin suureksi, että sisäholkki yksinään kestää putkelle tarkoitetun paineen, jolloin hoikin 3 yli vedettävä putken 1 seinämä voi olla ohut, ja tehtäväksi jää mekaanisen lujuuden 30 kuten iskulujuuden antaminen. Hoikin 3 materiaalina voidaan käyttää esimer-kiksi polyeteeniä PE tai silloitettua polyeteeniä PEX tai polyvinyylikloridia PVC.

: Holkki 3 voi olla esimerkiksi kuumaliimattu ulkopinnaltaan ensim- : mäisen putken 1 muodostaman muhvin sisäpintaan. Vielä voidaan holkki 3 esimerkiksi asettaa ruiskuvalukoneeseen ja puristaa sen päälle ensimmäisen 35 putken 1 muhvi. Tällöin holkki 3 ja ensimmäinen putki 1 hitsautuvat kiinni toi- » siinsa erittäin tiukasti. Edelleen voidaan putken ja hoikin väliin tai esimerkiksi hoikkiin lisätä esimerkiksi hitsauslankoja tai -massaa, jolloin kappaleet ovat 115157 7 hitsattavissa toisiinsa kiinni. Esimerkiksi kaksivaiheisella ruiskuvalulla voidaan hoikin 3 ulkopinnalle ruiskupuristaa kerros, joka saadaan helposti kuumennettua esimerkiksi suurtaajuuskuumennuksella ja siten hitsattua kiinni ensimmäisen putken 1 muodostaman muhvin sisäpintaan. Edelleen voidaan käyttää 5 hyödyksi esimerkiksi kitkahitsausta esimerkiksi siten, että hoikkia 3 pyöritetään, tai pyöritetään edestakaisin esimerkiksi pyörivällä tuurnalla esilaajenne-tun ensimmäisen putken 1 sisällä siten, että holkki 3 ja ensimmäinen putki 1 hitsautuvat kiinni toisiinsa. Holkki 3 saadaan lukittua pyörivän tuurnan päälle helposti käyttäen lukituksessa hyödyksi hoikissa olevia kielekkeitä 3a. Holkki 3 10 voidaan sovittaa ensimmäisen putken 1 sisäpuolelle tehtaalla, ja hoikin 3 ja putken 1 käsittävät esivalmisteet voidaan varastoida tarvittava aika. Muu osa putkiliitoksesta voidaan sen jälkeen tehdä käyttöpaikalla.

Toisen putken 2 pää sovitetaan hoikin 3 sisäpuolelle. Hoikin 3 sisäpuolelle voidaan sovittaa tiivisteura, johon voidaan sovittaa tiivisterengas 4 var-15 mistamaan hoikin 3 ja toisen putken 2 välisen liitoksen tiiviys. Hoikissa 3 on tii-visteuran kohdalla ulospäin kohouma, jonka avulla holkki 3 lukittuu ensimmäisen putken 1 suhteen liikkumattomaksi.

Hoikkiin 3 on muodostettu yksi tai useampia sisäänpäin kaartuvia kielekkeitä 3a. Toisen putken 2 ulkopinnalle taas on muodostettu putken 2 ko-20 ko kehän ympäri ulottuva rengasmainen ura 2a. Tällöin työnnettäessä toinen putki 2 hoikin 3 sisäpuolelle taipuu kieleke 3a sallien toisen putken 2 sisään-V ! työntymisen. Kun toinen putki 2 työnnetään riittävän pitkälle hoikin 3 sisäpuoli V lelle, taipuu kieleke 3a uraan 2a siten, että toinen putki 2 ja holkki 3 lukittuvat toistensa suhteen aksiaalisuunnassa, eli saadaan aikaan erittäin hyvin vetoa 25 kestävä liitos, joka soveltuu käytettäväksi myös paineputkikäytössä. Putkiliitos : : soveltuu erittäin hyvin käytettäväksi paineputkikäytössä myös sen vuoksi, että muhviosan kohdalle sovitettu holkki 3 lisää muhviosan paineenkestävyyttä. Toisen putken 2 päähän voidaan muodostaa viiste 2b, joka helpottaa toisen putken 2 työntämistä hoikin 3 sisäpuolelle. Viiste 2b ja rengasmainen ura 2a 30 voidaan muodostaa toiseen putkeen 2 samassa yhteydessä, eli edullisimmin viiste 2b ja ura 2a tehdään samalla koneella. Holkki 3 sopii käytettäväksi ilman : lukitusvaikutusta myös yhdessä tavanomaisen, ilman uraa 2a olevan toisen j putken 2 yhteydessä.

Putkiliitos tehdään siis tyypillisesti siten, että holkki 3 sovitetaan en-35 simmäisen putken 1 pään sisäpuolelle ja tämän jälkeen toisen putken 2 pää työnnetään hoikin 3 ja ensimmäisen putken 1 pään sisäpuolelle. Putkiliitos voidaan tehdä myös siten, että muodostetaan toisen putken 2 päähän viiste 2b 8 11 Si 57 ja ura 2a, ja työnnetään tämän jälkeen holkki 3 ja tiivisterengas 4 toisen putken 2 pään päälle. Sen jälkeen työnnetään ensimmäisen putken 1 pää hoikin 3 ja toisen putken 2 pään päälle ja kutistetaan ensimmäisen putken 1 pää kiinni hoikkiin 3.

5 Kuviossa 2 on esitetty holkki 3, johon on muodostettu neljä kieleket tä 3a, joista kuviossa 2 näkyy kolme. Kielekkeet 3a ovat hoikin 3 seinämän kanssa samaa rakennetta ja edullisimmin ne valmistetaan siten, että ensin valmistetaan ruiskuvalulla holkki 3 ilman kielekkeitä 3a ja kielekkeet 3a stanssataan hoikkiin 3. Stanssauksessa kieleke 3a taipuu sisäänpäin kuvion 2 10 osoittamaan asemaan. Kielekkeen 3a pää on matkan päässä hoikin 3 päästä, jolloin holkki 3 saadaan helposti rakenteellisesti erittäin tukevaksi.

Erittäin edullisesti holkki 3 voi olla valmistettu myös ekstrudoidusta putkesta. Tällöin tarvittavat työvaiheet ovat putken katkaisu ja sen jälkeen tys-säys siten, että hoikkiin 3 muodostuu tiivisteura. Tämän jälkeen hoikkiin 3 15 stanssataan kielekkeet 3a. Kaikki edellä mainitut vaiheet ovat helposti automatisoitavissa.

Silloin, kun holkki 3 muodostetaan silloitetusta polyeteenistä PEX, voidaan PEX-materiaalin muistia käyttää hyväksi kielekkeen 3a muodostamisessa. Tällöin kielekkeet 3a voidaan muovata sisäänpäin kääntyviksi silloin, 20 kun holkki 3 silloitetaan. Tämän jälkeen normaalilämpötilassa voidaan kielekkeet 3a taivuttaa suoriksi. Kun holkki 3 lämmitetään uudelleen, materiaalin i muistin vuoksi kielekkeet taipuvat sisäänpäin, eli hoikkia 3 lämmittämällä voi- • '.· daan esimerkiksi uudelleenasennuksissa uudistaa liitoksen vetokestävyys.

:· Tekniikan tason mukaisessa ratkaisussa on normaalin tiivistysren- 25 kaalia varustetun putkimuhvin tekeminen erittäin hidasta. Putkenpään esiläm-. ‘ mitys, tiivisteuran muotoilu ja sen jälkeen jäähdytys vievät erittäin paljon aikaa ·-·. ja lopputulos on aina hiukan epävarma, koska putken jälkikutistuminen poly- olefiineistä tehdyillä putkilla tuottaa yllätyksiä. Tähän verrattuna esimerkiksi hoikin 3 erillinen ekstruusio ja valmistus sekä työntö hieman esilämmitettyyn * · 30 putkeen on olennaisesti nopeampaa ja halvempaa. Tekniikan tason mukaisessa ratkaisussa kalleutta lisää mm. tiivisteuran muodostamisessa vaadittava : kokoonpainuvien kernojen käyttö. Edelleen keksinnönmukaista ratkaisua käy- j tettäessä on lopputulos parempi, koska toleranssit saadaan erittäin helposti halutuiksi.

35 Putken 1 ja hoikin 3 materiaalin orientaatioasteet ja/tai orientaatio- suunnat voivat olla toisistaan poikkeavat ja niitä voidaan muokata kulloiseenkin käyttökohteeseen sopivaksi. Orientaatio voi olla paitsi polymeerin molekyy- 115157 9 liorientaatiota, niin myös mahdollisen kuitulujitteen orientaatiota. Mikäli hoikkiin 3 kohdistuu pääasiassa kehän suuntaisia rasituksia ja voimia, suunnataan orientaatiota erityisesti kehän suuntaan. Jos taas hoikkiin 3 kohdistuu pääasiassa aksiaalisuuntaisia voimia, suunnataan hoikin 3 pääasiallinen orientaatio 5 aksiaalisuuntaan. Putki 1 ja holkki 3 voivat olla valmistettu samasta polymeeristä, mutta niiden täyteaineet ja/tai lujiteaineet ja niiden pitoisuudet voivat olla toisistaan poikkeavat.

Edullisesti holkki 3 sisältää lujittavia kuituja, jolloin muhvin lämpö-laajeneminen vähenee säteen suunnassa. Tekniikan tason mukaisessa ratkai-10 sussa ei eri materiaalia olevia putkia ole voitu liittää toisiinsa esimerkiksi kumi-rengasmuhviliitoksella, koska eri putkien erilaisten lämpölaajenemisten vuoksi esimerkiksi pakkasella pistopää ei ole edes mahtunut muhvin sisään. Koska kuitulujitetun materiaalin lämpölaajeneminen on vähäistä, niin kuitulujitettua hoikkia 3 käyttämällä tällaiset ongelmat poistuvat. Edelleen sopivasta materi-15 aalista tehty holkki 3, jonka sisä- ja ulkopinnalle sovitetaan tiivisteet, sopii käytettäväksi montaa eri materiaalia olevien putkien yhteydessä, kunhan putkien halkaisijat vaan ovat sopivat. Ilman hoikkia 3 täytyisi joka materiaalia varten käyttää muhvattaessa erilaisia työkaluja, koska eri materiaalien kutistuvuus on erilainen.

20 Kuviossa 3 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen putkiliitos sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna. Hoikin 3 ulkopuolelle voidaan \'·· sovittaa tiivisteura, johon voidaan sijoittaa aputiiviste 5. Tällöin aputiivisteen 5 • ,· avulla saadaan varmistettua ensimmäisen putken 1 ja hoikin 3 välinen tiiviys.

:· Tiivisterengas 4 ja aputiiviste 5 voidaan helposti puristaa kiinni hoikkiin 3 kak- :* *; 25 sivaiheisen ruiskuvalun avulla. Tiivisterengas 4 ja aputiiviste 5 voivat olla esi- . ·. merkiksi silloitettua termoplastista elastomeeriä kuten kumia. Tällöin muhvira- , *. kenne tulee hinnaltaan merkittävästi halvemmaksi kuin muhvi, jossa on tavan omainen kumirengas.

Ensimmäisen putken 1 päähän on muodostettu putken 1 suun kau- < · ; 30 lusmainen lisälujitus 6, joka lisää erityisesti suun kehän suuntaista lujuutta.

Toisen putken 2 ulkopinnalle muodostettu ura 2a voi olla poikkileikkaukseltaan ·: esimerkiksi kolmiomainen tai suorakaiteen muotoinen. Sovittamalla uran 2a > kielekkeen 3a vastinpinnan ja toisen putken 2 pään välinen etäisyys pienem mäksi, kuin on vastaavien osien etäisyys hoikin 3 puolella, eli kielekkeen 3a 35 etäisyys putken 2 päätä vasten asettuvasta hoikin 3 osasta kuvion 3 mukai-• : sesti, tai kielekkeen 3a etäisyys putken 2 päätä vasten asettuvasta ensimmäi sen putken 1 osasta, saadaan aikaan vetoa kestävä muhviliitos, joka sallii kui- 10 115157 tenkin putken 2 pienen liikkeen hoikin 3 sisällä. Kuvion 3 esittämästä asemasta ei putki 2 olennaisesti pääse liikkumaan vasemmalle, eli liitos on erittäin hyvin vetoa kestävä, mutta oikealle toinen putki 2 pääsee hivenen liikkumaan. Tämä on erittäin tärkeä ominaisuus monissa muoviputkilinjoissa, koska muo-5 vin lämpölaajenemiskerroin on suuri.

Kuviossa 4 on esitetty eräs kolmas keksinnön mukainen putkiliitos sivultapäin katsottuna ja osittain poikkileikattuna. Kuvion 4 esittämässä ratkaisussa holkki 3 ulottuu ainoastaan ensimmäiseen putkeen 1 muodostettuun tii-visteuraan saakka. Tällöin holkki 3 voi olla kehän suunnassa epäjatkuva, eli se 10 ei ole yhtenäisen renkaan muotoinen. Tällöin liitoksen tiiviydestä huolehtii tii-visterengas 4, joka on sovitettu ensimmäisen putken 1 ja toisen putken 2 väliin. Aksiaalisuuntainen liitosta aukipäin vetävä voima edelleen lisää tiivisteren-kaan 4 tiivistevaikutusta. Tiivisterengas 4 voi olla esimerkiksi kumia ja vulka-noitu tai liimattu kiinni hoikin 3 päähän. Toisen putken 2 pää on sovitettu aset-15 tumaan ensimmäistä putkea 1 vasten.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä putket 1, 2 ja holkki 3 voivat käsittää useampiakin kuin yhden materiaalikerroksen. Liitoksen ulkopuolelle voidaan sovittaa ul-20 kopanta, joka varmistaa hoikin pysymisen ensimmäisen putken sisässä. Ulkopuolinen panta voi olla esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä valmistettu :.'*i nauha, joka kiristetään sopivilla välineillä liitoksen päälle. Liitos voidaan avata • esimerkiksi työntämällä ohutseinäinen metalliholkki toisen putken 2 ja hoikin 3 , väliin, jolloin kieleke 3a taipuu pois toisen putken 2 urasta 2a ja toinen putki 2 :25 on vedettävissä ulos hoikin 3 sisäpuolelta. Holkki 3 voi olla myös materiaalia, joka laajenee radiaalisuunnassa suhteellisen helposti. Tällöin voi esimerkiksi .··. holkki 3 asettua lopullisesti ensimmäiseen putkeen 1 muodostettuun tiiviste- uraan vasta, kun toisen putken 2 pää laajentaa sen sinne. Keksinnön mukaista putkiliitosta voidaan käyttää muissakin putkissa kuin paineellisen veden johta-’ 30 miseen tarkoitettavissa paineputkissa. Putkiliitosta voidaan käyttää esimerkiksi telekommunikaatio- tai muiden kaapeleiden suojaputkien yhteydessä. Tällöin : esimerkiksi hoikin 3 ja ensimmäisen putken 1 välinen lukittuminen voidaan Ιοί teuttaa siten, että pelkästään kutistetaan ensimmäinen putki 1 hoikin 3 päälle, koska liitoksessa ei vaadita täydellistä tiiviyttä.

35

Claims (16)

115157

1. Putkiliitos ensimmäisen putken (1) ja toisen putken (2) liittämiseksi toisiinsa, johon putkiliitokseen kuuluu holkki (3), jolloin holkki (3) on tarkoitettu 5 sovitettavaksi ensimmäisen putken (1) pään sisäpuolelle, jolloin ensimmäiseen putkeen (1) on muodostettu muhvi, ja toisen putken (2) pää on tarkoitettu sovitettavaksi hoikin (3) sisäpuolelle, ja välineet liitettävien putkien (1, 2) aksiaalisuuntaisen, liitoksen avaavan liikkeen estämiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäinen putki (1), toinen putki (2) ja holkki (3) ovat muovimateriaalia, 10 että hoikissa (3) on ainakin yksi sisäänpäin kaartuva kieleke (3a) ja toisen putken (2) ulkopinnalla on ura (2a) siten, että kieleke (3a) asettuu kyseiseen uraan (2a), että holkki (3) ulottuu olennaisesti koko ensimmäiseen putkeen (1) muodostetun muhvin matkalle, että hoikissa (3) on tiivisteura, jossa on tiiviste-rengas (4) sovitettuna hoikin (3) ja toisen putken (2) väliin ja että tiivisterengas 15 (4) on sovitettu kauemmas toisen putken (2) kärjestä kuin ura (2a).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että kieleke (3a) on hoikin (3) seinämän muun osan kanssa olennaisesti samaa rakennetta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että 20 kieleke (3a) on muodostettu hoikkiin (3) stanssaamalla.

4 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun-n e 11 u siitä, että ensimmäinen putki (1) on kutistettu hoikin (3) päälle.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun- " * ’, n e 11 u siitä, että holkki (3) on valmistettu ruiskuvalulla. * » ;;; 25

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen putkiliitos, tunnet- ;;; * t u siitä, että holkki (3) on valmistettu ekstrudoimalla.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun nettu siitä, että toisen putken (2) ulkopuolinen ura (2a) on rengasmainen.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun- 30. e 11 u siitä, että putkiliitos on sovitettu käytettäväksi paineputkien yhteydessä siten, että putkiliitoksessa on muhviosa, jonka kohdalle holkki (3) on sovi- > · ’ tettu, jolloin holkki (3) lisää muhviosan paineenkestävyyttä.

• 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, t u n - n e 11 u siitä, että holkki (3) sisältää lujittavia kuituja. 115157

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että uran (2a) kielekkeen (3a) vastinpinnan ja toisen putken (2) pään välinen etäisyys on pienempi kuin kielekkeen (3a) etäisyys toisen putken (2) päätä vasten asettuvasta hoikin (3) tai ensimmäisen putken (1) osasta.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun nettu siitä, että tiivisterengas (4) on puristettu kiinni hoikkiin (3) kaksivaiheisella ruiskuvalulla.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että tiivisterengas (4) on silloitettua termoplastista elastomeeriä.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun nettu siitä, että holkki (3) on sovitettu ensimmäisen putken (1) sisäpuolelle ja tämän jälkeen toisen putken (2) pää on työnnetty hoikin (3) ja ensimmäisen putken (1) pään sisäpuolelle.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen putkiliitos, tun- 15. e tt u siitä, että holkki (3) on sovitettu toisen putken (2) pään päälle ja tämän jälkeen ensimmäisen putken (1) pää on sovitettu hoikin (3) ja toisen putken (2) pään päälle ja kutistettu kiinni hoikkiin (3).

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tunnettu siitä, että ensimmäisen putken (1) sisähalkaisija on vähintään 75 mm.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen putkiliitos, tun nettu siitä, että kielekkeen (3a) pää on matkan päässä hoikin (3) päästä. • · • · » • I · • · • · · • · • · » 115157