FI91989B - Putkien muhviliitos - Google Patents

Description

1 91989

Putkien muhviliitos

Esillä olevan keksinnön kohteena on putkien muhviliitos, 5 joka käsittää muhviosan, jonka ainakin toinen pää on sovi tettu putken sisäänvientiä varten, ja kyseinen pää on varustettu olennaisesti kartionmuotoisella kannatinpinnalla tiivisterengasta varten, ja puri s tus renkaalla, jonka avulla yhteistyössä kannatinpinnan kanssa tiivisterengas voidaan 10 puristaa putken ympärille, joka on työnnetty sisään muhvi-osaan, jolloin tiivisterengas koostuu kehältään kokoonpu-ristettavasta, mutta leikkaukseltaan jokseenkaan muotoaan muuttamattomasta rengasmaisesta ytimestä, joka tarkemmin on taivutettu kierukkamaisesta rungosta, jossa on olennaisesti 15 pyöreät käämit, ja elastomeerisestä aineesta valmistetulla kuorella, joka muodostaa varsinaisen tiivisterenkaan ja ympäröi täydellisesti rengasmaisen ytimen sekä leikkauksen että kehän suunnassa.

20 Tällainen putken muhviliitos tunnetaan patentista FR-A- 2 072 296. Siinä esitetään sellaisen tiivisterenkaan rakenne, jossa on tiivistekuori, joka ympäröi kierukkamaista ydinrengasta sekä poikkileikkauksen että kehän suunnassa, muita rakenteita ja erityisesti rakenne, jossa tiiviste-25 kuori ei täysin ympäröi ydinrengasta siten, että rengasmainen rako muodostuu renkaan toiseen akselin suuntaiseen pää-hän. Tässä julkaisussa ei mainita, mistä materiaalista tiivisterenkaan kuori on valmistettu.

30 On havaittu, että nimenomaan rakenne, jossa tiivistekuori täysin ympäröi ydinrenkaan myös poikkileikkaustasossa, on erityisen sopiva käytettäväksi yhdessä muhviosan kanssa, ··; joka on suunniteltu sovittamaan ja kytkemään keskenään eri halkaisijan omaavat putket, ja joka soveltuu erityisen hy-35 vin sovittamaan ja yhdistämään eri ulkohalkaisijan omaavat putket, joilla kuitenkin on sama nimellisläpimitta (sisä-halkaisija), mutta jotka on valmistettu eri aineista. Aja- 2 91989 teltiin, että kun tiivisterenkaalla on tällainen tiiviste-kuori - vastakohtana sovellutukselle, jossa renkaan toisessa akselin suuntaisessa päässä on lovi - on helpompaa tangent iaalises ti puristaa kokoon rengasta yhtenäisellä taval-5 la.

Tähän tietoon perustuen esillä olevan keksinnön kohteena on aikaansaada parempi muhviosa, joka hyödyntää maksimaali-sesti valitun tiivisterenkaan laajat käyttömahdollisuudet, 10 pitäen samalla kyseisen tiivisterenkaan halkaisijan suh teellisen pienenä (mikä tarkoittaa suhteellisen ohutta tiivisterengasta).

Esillä olevan keksinnön mukaisesti päämäärä saavutetaan si-15 ten, että tukipinnalla on progressiivisesti pienenevä hal kaisija puristussuunnasta katsottuna. Tällöin muodostuu kovera kartioprofiili, kun kuori valmistetaan elastomeeri-sesta aineesta.

20 Kun tiivisterengasta puristetaan tällaisen muhviosan tuki-pintaa vasten, kohdistaa tukipinta aluksi suhteellisen vähäisen voiman tiivisterenkaaseen samansuuntaisesti kytkettävän putken akselin kanssa, kun taas suhteellisen suuri reaktiovoima kohdistetaan putken akselia kohti. Tämän seu-25 rauksena tiivisterengas voidaan suhteellisen helposti pu ristaa kokoon pienempään halkaisijaan. Keksinnön mukaiselle tiivisterenkaalle, jonka keskivertaisesti on vetäydyttävä kokoon aika paljon, tämä käytännön hyödyn lisäksi antaa mahdollisuuden luoda yhtenäinen ja näin ollen luotettava 30 tiivistepaine tiivistettävän putken ympärille.

Lisäksi, kun puristusrengas kohdistaa annetun puristus-:* voiman saavuttaa tiivistepaine maksiminsa, kun putken halkaisija on siinä maksimiarvossa, johon liitos ja tii-35 visterengas on suunniteltu. Tätä on pidettävä etuna, koska putken taipumus luistaa tiivisterenkaan läpi paineen vaikutuksesta on suurimmillaan, kun putken halkaisija on mak- I! 3 91989 simissaan. Näin ollen keksintö parantaa myös kytkennän vetolujuutta .

On tärkeää todeta, että julkaisu FR-A-l 011 833 kohdistuu 5 liitokseen, jossa on puristussuunnassa katsoen progressiivisesti pienenevällä halkaisijalla varustettu tukipinta, niin että saadaan kovera kartioprofiili. Tukipinta on yhteistoiminnassa kumitiivisterenkaan kanssa, joka on muotoiltu niin, että se sopii tukipinnan profiiliin ja kykenee 10 kokonaan täyttämään sen ontelon, jota tukipinta, putkipinta ja puristusrengas rajoittavat.

Edullisessa sovellutusmuodossa kuori on varustettu puris-tusrengasta vastapäätä olevasta aksiaalisesta päädystään 15 kartiomaisella laakeripinnalla, joka täydentää puristus-renkaan kartiomaista puristuspintaa. Tämä estää tiiviste-rengasta "kiertymästä" ympyräakselin ympäri.

Keksinnön muita ominaisuuksia selitetään seuraavassa esi-20 merkkien avulla viitaten piirrokseen.

Kuvio 1 esittää pituussuunnassa leikkauksen keksinnön mukaisesta suorasta putken muhviliitoksesta, joka on suunniteltu yhdistämään kaksi eri halkaisijan omaavaa putki-25 osaa, liitoksen oikean puolikkaan kartiomainen kannatin- pinta on muotoiltu keksinnön mukaisesti; kuvio 2 on leikkaus keksinnön mukaisen kartiomaisen kan-natinpinnan yksityiskohdasta ja sen kanssa yhteistyössä olevan puristusrenkaan puristuspinnasta; 30 kuvio 3 on osaleikkaus, jossa tiivisterengas esitetään kokoonvetäytyneenä maksimihalkaisijan omaavan putken ympärillä, ja « "· kuvio 4 esittää yksityiskohtaisesti lähes saman kuin kuvio 3, esittäen saman tiivisterenkaan mutta puristettuna putken 35 ympärille, jonka halkaisija vastaa minimihalkaisijaa.

4 91989

Kuviossa 1 on viitenumerolla l merkitty suora putken muhvi-liitos tai liitosmuhvi sinänsä tunnettua tyyppiä, jonka avulla putkia voidaan liittää toisiinsa, ja joiden putkien halkaisija voi vaihdella arvon Dmax ja Dmin välillä. Laipat 5 2 ja 2a on sijoitettu muhvin 1 kumpaankin päähän, niissä on kartionmuotoinen kannatinpinta 3 ja 3a tiivisterenkaita 4 ja 4a varten, jotka ympäröivät putkea 10 ja 11. Viitenumerolla 5 on merkitty puristusrengas, joka on varustettu suhteellisen jyrkällä kartiomaisella puristuspinnalla 6, jonka 10 avulla oikealla puolella sijaitseva tiivisterengas 4 voidaan puristaa kartiomaista kannatinpintaa 3 vasten kiristämällä kiinnityspultteja 7. Liitosmuhvin 1 vasemmassa päässä käytetään mutterin muotoista puristusrengasta 5a.

15 Tiivisterengas 4 ja 4a käsittää ytimen 8 ja kuoren elasto-meerisestä aineesta, esim. sopivasta kumista, joka täydellisesti ympäröi ytimen ja muodostaa oikean tiivisterenkaan. Ydin 8 muodostuu kierukkamaisesta jousesta, joka on taivutettu renkaaksi. Alku voi olla suora kierukkamainen jousi, 20 jonka pituus vastaa haluttua halkaisijaa jännittämättömässä tilassa ja jonka vapaat päät on sopivalla tavalla yhdistetty.

Kuoren 9 paksuus on suhteellisen pieni, joka tiivisteren-25 kaan halkaisijasta riippuen muodostaa 5-20 % tiivisteren kaan leikkauksen (keskimääräisestä) halkaisijasta.

« «· • · <

Tiivisterenkaan valmistuksessa voidaan aloittaa esim. vul-kanoimatonta kautsua tai epätäydellisestä vulkanoitua kaut-30 sua olevasta suorasta letkun kappaleesta. Kierukkamainen ruuvi, joka on sovitettu toimimaan ytimenä, työnnetään sisään ensimmäiseksi jatkuvasta letkusta toivotun pituiseksi ” leikattuun letkun kappaleeseen, minkä jälkeen kokonaisuus taivutetaan umpinaiseksi renkaaksi, jousen vapaat päät kyt-35 ketään toisiinsa ja letkun päät liu'utetaan toistensa päältä tietyn välimatkan yli. Tämän jälkeen tiivisterengas on valmis vulkanoitavaksi (täysin) sopivassa muotissa tavan- li , 91989 omaisten menetelmien mukaisesti. Vulkanoimisen aikana pakotetaan päällekkäin olevien vapaiden letkun päiden muodostama paksunnos leviämään siten, että lopulta saadaan tiivisterengas, jolla on yhtenäinen leikkaus koko kehäl-5 tään. Vulkanoimisen aikana tiivisterenkaan 4 kotelon toinen aksiaalinen pää, joka on sovitettu käytössä kääntymään pu-ristusrengasta 5 kohti, varustetaan kartiomaisella pinnalla, joka täydentää kartiomaista puristuspintaa 6.

10 Kierukkamaisen jousiytimen 8 ja kotelon 9 vähäisen paksuuden ansiosta pystytään tällä tavalla muodostettu tiiviste-rengas periaatteessa suhteellisen helposti puristamaan kokoon pienempään halkaisijaan. Koska tiivisterengasta voidaan suhteellisen helposti puristaa kokoon kehän suunnassa 15 voidaan sitä, periaatteessa, käyttää liitoksen koko halkaisija-alueen Dmin-Dmax tiivistämiseksi. Kuvion 1 oikea puolikas kuvaa tapausta, jossa kytkettävän putken 10 halkaisija on maksimiarvossa, jolle liitos on suunniteltu. Tässä tapauksessa tiivisterengas 4 on puristettava kokoon vain 20 vähän kehän suunnassa. Kuvion 1 vasemmassa puoliskossa sitä vasten kuvataan tapaus, jossa kytkettävän putken li halkaisija vastaa minimihalkaisijaa, jolle liitos on suunniteltu. Tässä tapauksessa tiivisterengas on puristettava kokoon kehän suunnassa niin paljon, että ytimen renkaan 9 peräkkäis-25 ten käämien väliset tilat olennaisesti sulkeutuvat. Kuten piirroksessa esitetään, voidaan tiivisterengas 4, (4a) pu- ristaa kokoon jopa Dmin:ä pienemmäksi ilman, että tiiviste-renkaan poikkileikkauksen muoto olennaisesti muuttuu.

30 Kun kuvion 1 vasemmassa puoliskossa sekä puristuspinta 6a että kannatinpinta 3a esittävät tunnetun tekniikan mukaisesti suoran poikkileikkausmuodon, edustaa kuvion l oikea * puolisko kartiomaisen kannatinpinnan 3 ominaista muotoa esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kuten nähdään, (ks.

35 myös kuvio 2) on kannatinpinta hieman kovera katsottuna liitoksen akselin suuntaan. Sen halkaisija nimittäin piene- 6 91989 nee progressiivisesti pikemminkin kuin proportionaalisesti puristusrenkaan puristussuunnassa.

Kuviossa 2 esitetään kuinka kannatinpinnan 3 viistous kas-5 vaa esim. 20°:sta ulkokehän kohdalla esim. 75°:een sisäke- hän kohdalla, kun taas puristusrenkaan 5 puristuspinnalla 6 on vakioviistous, esim. 60°. Kuviossa 2 esitetään myös, että puristuspinta 6 on muodostettu puristusrenkaan 5 akselin suuntaisesti ulkonevalle "nokkaosalle" 5a, jonka ansi-10 osta puristusrengasta ja sen puristuspintaa 6 voidaan siirtää koveran kartiomaisen kannatinpinnan 3 ympäröimään tilaan.

Puristusrenkaan 5 asento, joka piirroksessa esitetään yhte-15 näisillä viivoilla, vastaa renkaan alkuasentoa, kun tiivis-terengas, jonka muotoa ei ole muutettu ja jonka halkaisija on d9, juuri koskettaa kannatinpintaa 3 ja puristuspintaa 6. Kohta 5' osoittaa puristusrenkaan kaikkein sisintä asentoa, jonka määrittää kehän suunnassa kokoon puristettu yti-20 men poikkileikkauksen ympyrä d8, joka juuri ja juuri koskettaa kannatinpintaa 3 kuin myös puristuspintaa 6 ja pienintä putken halkaisijaa Dmin.

Kannatinpinnan 3 koveran kartiomaisen muodon ansiosta pu-25 ristettäessä tiivisterengasta tähän ensiksi kohdistuu suhteellisen laaja voimakomponentti, joka on suunnattu akse-liin, ja tämän seurauksena se voidaan helposti puristaa kokoon kehän suuntaisesti. Tämän johdosta toisaalta kartio-maiseen pintaan ja toisaalta putkiin 10 ja 11 vaikuttavien 30 paineiden välillä on parempi tasapaino.

Kuviossa 3 esitetään, kuinka tiivisterengas 4 aloittaen al-!! kuvaiheesta kuviossa 1 (oikealla puolella) lopuksi puristuu maksimihalkaisijan (Dmax) omaavan putken 10 ympärille pu-35 ristusrenkaan 5 avulla. Tyypillistä on, että kierukkamainen jousi/ydinrengas 8 on säilyttänyt alkuperäisen poikkileik- 91989 kausmuotonsa, kun taas kotelo 9 on suurilta osin "mukautunut" pintojen 3, 6 ja putken pinnan mukaan.

Kuviossa 4 esitetään kuinka sama tiivisterengas lopuksi pu-5 ristuu minimihalkaisijan Dmin omaavan putken 11 ympärille.

Kierukkamainen jousi/ydinrengas 8 on jälleen olennaisesti säilyttänyt alkuperäisen pyöreän poikkileikkausmuotonsa, kun taas kotelo 9 on "mukautunut" jopa enemmän pintojen 3, 6, putken pinnan ja kannatinpintaan 3 liittyvän muhviosan l 10 pinnan mukaan.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetään myös keksinnön mukainen tiivisterengas sovellutusmuodossa, jossa rengas kotelossaan 9 on varustettu useilla, kehällä välimatkan päässä toisistaan 15 sijaitsevilla, koukkumaisilla elementeillä 20, jotka on valmistettu esim. metallista ja jotka saadaan pureutumaan putken 10, 11 pintaan jolloin ne kytkeytyvät, kun tiivis-terengasta 2 puristetaan kokoon kehän suunnassa liitoksen vetolujuuden lisäämiseksi entisestään.

20

Koukkumaiset elementit eivät häiritse tiivisterenkaan ke-hänsuuntaista kokoonpuristettavuutta. Ne voidaan sovittaa myös tiivisterenkaan puristusrenkaasta poiskäännettävään kylkeen silloin, kun halutaan myös puristusta kestävä lii-25 tos muhviosan ja putken välille.

• : Piirroksessa esitetyssä esimerkissä sijaitsevat elementtien 20 ulkopäät puristusrenkaan 5 kartiomaista puristuspintaa 6 vasten. Tämän sovellutuksen etuna on, että puristettaessa 30 tiivisterengasta 4 kokoon puristusrengas 5 puristaa elementit suoralla tavalla liitettävän putken materiaaliin.

j! Edellä esitetyssä kuin myös oheisissa patenttivaatimuksissa on termi "muhviosa" käsitettävä laajasti siten, että se 35 tarkoittaa myös polvimuhvit, kolmirauhvit ja putkenosien ja lisälaitteiden liitosmuhvit.