HU209197B - Pipe connection - Google Patents

Description

A találmány tárgya csőkötés műanyagból, fémből és hasonló anyagokból, ahol egy cső összedugható vége mint behatoló rész (patrica) külső átmérőjét tekintve kúpos átmeneti tartományt képező módon a befogadó részként (matricaként) szolgáló szomszédos cső belső átmérőjére van leszűkítve.

A DE 2102163 sz. közzétételi irat alapján ismert egy eljárás műanyag csövek előállítására, amelyek egyik végükön hegyes végszakasszá össze vannak húzva és ezen összehúzott végszakaszukkal vannak a következő cső belső átmérőjébe bedugva. Ezen ismert csöveket például ereszcsatoma-ejtőcsövekként alkalmazzák. Az ismert eljárás során egy első eljárási lépésben elkészítik a csövet, amelyet azután egy második eljárási lépésben egy ún. kalibrátorban feltágítanak, majd ezt követően lehűtik. Ezután egy harmadik eljárási lépésben egy levágott csodarab szabad végét körülbelül a feltágítási hőmérsékletre felmelegítik és ebben az állapotban egy hűtött tüske fölé viszik, amelynek átmérője körülbelül a csőgyártásnál alkalmazott húzótüske átmérőjének felel meg. A csővég lehűlése következtében a csővég rázsugorodik a hűtött tüskére és így az összehúzott végszakasz külső átmérője megközelítőleg a feltágított cső belső átmérőjének kerületéhez igazodik.

A csővég zsugorodási folyamata következtében kúpos átmeneti tartomány alakul ki az összehúzott összedugható vég és a feltágított cső között.

Ha az így előállított ereszcsatoma-ejtőcsöveket egymásba dugják, ez a kúpos átmeneti tartomány felütközik a szomszédos cső összedugási tartományon áttolt végének szabad végperemén, ami a csöveket a helyükön tartja. Ez az eljárás ereszcsatorna-ejtőcsöveknél megvalósítható, mivel az egymást követő csőszakaszok mindenkori felfekvési tartományaiban csupán az összedugott csövek súlyát kell, mint hatást gyakorló erőt felfogni. Egy járulékos terhelést az ilyen csőkötések már nem bírnak ki, mivel megnövekvő erőhatás esetén a befogadó részként szolgáló csővég kiöblösödésre, illetve törésre hajlamos, így a létrehozott csőkötés tönkremenne.

A DE-OS 2002740 sz. közrebocsátási iratból egy olyan dugaszolásos kapcsolat ismerhető meg ereszcsatorna ejtőcsövek és ereszcsatorna idomok számára, ahol a mindenkori felső cső vagy idom alsó hegyes vége szoros illesztéssel kerül behelyezésre a mindenkori rá következő alsó csőbe vagy idomba.

Ezt a célt az egyik csővég vagy idomvég folyásirányban való szűkítésével érik el, ahol a szűkítés külső átmérője legalább kétszeres falvastagságnyival kisebb, mint a cső vagy idom külső átmérője.

A csővég szűkítését sűrített levegő általi deformációval érik el a csővég képlékeny állapotában. Az idomon levő szűkítést fröccsöntéses eljárással hozzák létre.

Mindazok a hátrányok azonban, melyeket a fentiekben már ismertettünk, vagyis hogy az ilyen csőkötésre ható megnövekedő erőhatás esetén a befogadó részként szolgáló csővég kiöblösödésre vagy törésre hajlamos, ezen megoldás által sincsenek kiküszöbölve.

A fentiekből kiindulva a találmány által megoldandó feladat olyan, a bevezetőben ismertetett jellegű csőkötés létrehozása, amelynek alkotóelemei egyetlen alakítási munkamenetben előállíthatók és amely a cső terhelhetőségi határáig nyomásra igénybe vehető.

A kitűzött feladatot a bevezetőben leírtak szerinti csőkötéseknél a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a leszűkített összedugható végtől a tulajdonképpeni csőátmérőig húzódó kúpos átmeneti tartományra legalább egy, az átmérőcsökkentéssel egy menetben kialakított és a szomszédos cső homlokfelületéhez hozzárendelt ütközőfelületet képező ütköztető zóna van ráformázva.

Az ütköztető zóna állhat például olyan ütközőbütykökből, amelyek egyenletesen el vannak osztva az átmeneti tartomány kerületén.

Az ütközőbütykök helyett az ütköztető zóna a csőfalból gyűrű alakban kisajtolt, a kerületen körbefutó ütközőgyűrűként is kialakítható a kúpos átmeneti tartományon. Ezt a kisajtolt ütközőgyűrűt adott esetben járulékosan tengelyirányú támasztóbordák támasztják meg, melyek az átmeneti tartományon keresztül húzódnak. Végül lehetséges olyan kiviteli alak is, ahol az ütköztető zónát egy kúpos átmeneti tartományhoz képest ellenkező kúpossággal kiterjedő ütközőgyűrű képezi, amely nyomásnak ellenálló módon van a kúpos átmeneti tartományon elrendezve.

A találmány szerinti csőkötés tulajdonképpen egy belső karmantyús kötést képez, amely főként olyan csővezetékeknél kerülhet alkalmazásra, amelyeket árok nélkül fektetnek le. Ezeknél követelmény az, hogy a csövek sima külső felülettel rendelkezzenek, amellyel egy földcsatornába benyomhatok vagy behúzhatok. Az ilyen földcsatornákat a csővezeték behelyezése előtt talajfúrókkal, talajrakétákkal vagy öblítéses eljárással készítik.

Ha behúzásos eljárást alkalmaznak, akkor a több egyedi csőből összeállított csővezetéket tengelyirányban egy kötéllel vagy egy lánccal elő kell feszíteni, hogy az egyedi csöveket a földben levő esőcsatornába történő behúzáskor a csőfelület és a talaj közötti súrlódás ne tudja széthúzni. A szükséges tengelyirányú előfeszítés ereje függ a csőátmérőtől, a maximális csővezetékhossztól, végül pedig attól a technológiától is, amellyel a földcsatorna készült. Itt a csővezeték számára elviselhető maximális tengelyirányú nyomásterhelés lényegében a csővezeték egyes csöveinek kihajlási terhelhetőségéből, illetve ezek kihajlási biztonságából adódik, amely értékek viszont lényegében az egyes csövek átmérőjétől és faivastagságától függenek.

Gyakorlati vizsgálatok alapján megállapítást nyert, hogy egy 110 mm-es külső átmérőjű és 3,2 mm falvastagságú cső esetén a csőkötést kb. 2 tonnával kell előfeszíteni.

Egy norma szerinti PVC-ből készült kábel-védőcsőnél például, amelynek mérete 110x3,2 mm, az adott anyag számára maximális megengedett nyomó feszültségként 90 N/mm²-t lehet megadni. Ez a cső 110 mm külső átmérő és 3,2 mm falvastagság mellett 1073 mm² keresztmetszeti felülettel rendelkezik. Az ebből számít2

HU 209 197 Β ható maximális tengelyirányú nyomásterhelhetőség 95,580 N. Ezzel a maximálisan megengedhető nyomásterhelhetőség a várható tengelyirányú előfeszítő erő 4,8-szoros értékének felel meg. Ezáltal minden további nélkül lehetséges a tengelyirányú nyomás által terhelt felületek felére való csökkentése anélkül, hogy az anyag túlterhelése jönne létre a nyomás által terhelt helyen.

így a csőkötés találmány szerinti kialakítása révén a felfekvő felület az összedugható végtartomány bütyökkiképzése következtében kb. 50%-ra csökkenthető. Az ilyen csőkötéssel végzett nyomáspróbák alapján kitűnt, hogy a nyomott felfekvő felületek 50%-os csökkentése esetén sem megy tönkre fellépő túlnyomások hatására a csőkötés, vagyis a két cső nem csúszik egymásra, hanem a csővezeték vagy kihajlik, vagy a cső tengelyirányban kiöblösödik. Ebből adódik, hogy a tengelyirányú nyomásterhelés következtében fellépő megoszló terhelés a karmantyúban a nyomó felületek találmány szerint javasolt kialakítása következtében is problémamentes.

A találmány szerinti csőkötés működésmódja szempontjából lényeges az a körülmény, hogy az összedugott csőszakaszok hossztengelyeikkel központosítottan legyenek rögzítve, hogy a nyomásátadó csőhomlokfelületek optimálisan felfeküdjenek és a cső külső oldalán ne következhessen be zavart okozó ütközés, amely megakadályozhatná a csővezeték földcsatornába történő betolását. A nyomásra igénybevett csővégek ezen központosítását az összeszűkített csővég veszi át, amelynek külső átmérője megfelel a következő cső belső átmérőjének. Az összeszűkített csővég révén, amely belső karmantyúként működik, egy keresztmetszet-beszűkítés jön létre, ami a beszűkítéstől a normális belső csőátmérőig egy folyamatos átmenetet tesz szükségessé, hogy a csővezetékek vagy kábelek utólagosan problémamentesen behúzhatok legyenek a lefektetett csőrendszerbe. Ezt a folyamatos átmenetet az összehúzott összedugható végen egy élletörés révén hozzuk létre, míg az ütköztető zónában ezt a folyamatos átmenetet az összeszűkítés kiformálásával állítjuk elő. Ennek során ügyelni kell arra, hogy a kiformált ütköztető zóna szélessége ne legyen túl nagy, mivel az ütköztető zónák kialakításával a folyamatos átmenet a cső összeszűkülésénél megszűnik. Éne különösen akkor kell ügyelni, ha az ütköztető zóna különálló ütközőbütykökből áll.

A műszaki megvalósíthatóság szempontjából tehát itt két követelmény áll egymással szemben:

Egyrészt az ütközőbütykök szélességének minél nagyobbnak kell lennie, hogy a felütköző csővég felfekvő felületét minél jobban megnövelje, másrészt a bütyökszélesség egy bizonyos mértéket nem léphet túl, hogy ne befolyásolja hátrányosan a folyamatos átmenetet a cső belső oldalán. Ezzel kapcsolatban kísérletek alapján megállapítást nyert, hogy a bütyökszélesség célszerűen a cső névleges falvastaságának kb. ötszörösét kell hogy kitegye, míg az egyes ütközőbütykök közötti távolságnak gyakorlatilag a bütyökszélességet kell megközelítenie.

A találmányt részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük.

A rajzon az 1. ábra egy behatoló részként (patricaként) szolgáló csővéget tüntet fel, részben metszetben, a kúpos átmeneti tartományon keresztül húzódó ütközőbütykökkel, a 2. ábra egy, az 1. ábrához hasonló részbeni metszetet mutat, a kúpos átmeneti tartományon belül kiformált ütközőbütykökkel, a 3. ábra egy az 1. ábrához hasonló részbeni metszetet tüntet fel, a kúpos átmeneti tartomány előtt körben kiformált nyomógyűrűvel, a 4. ábra egy a 3. ábrához hasonló részbeni metszetet tüntet fel nyomógyűrűvel és a nyomógyűrűhöz társított tengelyirányú támasztóbordákkal, míg az 5. ábra egy behatoló részként (patricaként) kialakított csővég részbeni metszetét mutatja, a kúpos átmeneti tartományon rögzített támasztógyűrűvel.

Az 1. ábrán egy behatoló részként (patricaként) kialakított 1 csővég látható, a tulajdonképpeni 11 csőátmérő végszakaszával és egy 12 összedugható véggel, mint összehúzott szakasszal. A 12 összedugható vég (összehúzott szakasz) szabad vége egy kúpos 121 élletöréssel van ellátva, míg a 12 összedugható végről a tulajdonképpeni 11 csőátmérőre való átmenet tartományában egy belső kúpos 111 átmeneti tartomány van kiformálva.

Az ütköztető zóna ennél a bemutatott kiviteli alaknál 2. ütközőbütykökből áll, amelyek a kúpos 111 átmeneti tartomány teljes hosszán keresztül húzódnak. A 2 ütközőbütykök mechanikai erővel vannak a csőfal kúpos átmeneti tartományából kisajtolva, ahol a legnagyobb mértékű kinyomódás tartománya a leszűkített 12 összedugható vég elején található. A legnagyobb kinyomódás tartománya egyúttal a rajzon nem ábrázolt szomszédos cső homlokoldalának 21 ütközőfelületét képezi.

A 2 ütközőbütykök ábrán bemutatott kialakításából a lehető legkedvezőbb terhelésátvitel adódik a szomszédos cső 2 ütközőbütykökön felfekvő, a rajzon nem ábrázolt homlokfelülete számára. A 2 ütközőbütykök nyomás által terhelt 21 ütközőfelületéről ily módon egy közvetlen, egyenes, a teljes falvastagságnak megfelelő átmenet jön létre a szomszédos cső felé. Ennél a kiviteli alaknál tehát nem lépnek fel káros kihajlító, kiöblösítő vagy hajlító erők.

A 2. ábrán látható kiviteli alaknál az előbbivel azonos részek azonos hivatkozási számmal szerepelnek. Az 1. ábrán látható kiviteli alakkal szemben a 2 ütközőbütykök itt nem terjednek ki a teljes kúpos átmeneti tartományra, hanem ezen tartományon belül vannak elrendezve. A 2 ütközőbütykök kiformálása ennél a kiviteli alaknál kedvezőbb, ugyanakkor viszont a terhelésátvitel a nyomott 21 ütközőfelületről a 2 ütközőbütykön keresztül a csatlakozó 11 csőátmérőhöz kedvezőtlenebb, mivel az erőket a bütyökidomon keresztül kell a kúpos átmeneti tartományba átvezetni. Vannak

HU 209 197 Β azonban ezen találmány szerinti csőkötés számára olyan alkalmazási területek is, amelyeknél a nyomás általi terhelhetőség nem elsőrendű fontosságú és lényegében csak a két összekötött cső egymáshoz képesti központosítását követelik meg. Ilyen feltételek esetén a

2. ábra szerinti bütyökelrendezés is kielégítő.

A 2. ábra szerinti bütyökalakkal kapcsolatban elmondottak érvényesek a 3. ábra szerinti kialakításra is. Az ütközőfelületet képező ütköztető zóna ennél a kiviteli alaknál nem a kúpos 3 átmeneti tartományban van kiképezve, hanem egy körbefutó 4 ütközőgyűrű formájában a kúpos 3 átmeneti tartomány előtt van elrendezve, ahol a 4 ütközőgyűrű 41 ütközőfelületet képez.

A 4. ábra szerinti kiviteli alaknál az ütköztető zónát képező 3. ábra szerinti 4 ütközőgyűrű járulékos 42 támasztóbordákkal van ellátva, amelyek a kúpos 3 átmeneti tartományon keresztül húzódnak és a teljes 11 csőátmérőre támaszkodnak.

Az 5. ábra szerinti kiviteli alaknál elmarad az ütközőbütyköknek, illetve az ütköztető zónáknak a kúpos 3 átmeneti tartományban vagy ez előtt történő kiformázása. Itt az ütköztető zónát egy, a kúpos 3 átmeneti tartományhoz képest ellenkező kúpossággal alakított 4 ütközőgyűrű képezi. Ez a 4 ütközőgyűrű kívül, a kúpos átmeneti tartományon van rögzítve, például ragasztással, hegesztéssel stb.

A találmány szerinti csőkötés létrehozható hőre lágyuló műanyagokból készülő csöveknél mint belső dugaszoló karmantyú, az extrudáló gyártósoron. Az extrudálás mellett az ilyen csövek előállításához a centrifugális öntési eljárás is alkalmazható. Ez az eljárás főként rövid csődarabok, például a „relining”-eljárás számára készülő csődarabok előállításánál érdekes.

Az extrudálással előállított csöveknél a leszűkített 12 összedugható vég megfelelő karmantyú-szerszámokkal alakítható ki a gyártósoron vagy azonkívül. A karmantyúkialakítás során, azzal egy menetben hozhatók létre a 21, 41 ütközőfelületeket képező 2 ütközőbütykök, illetve a 4 ütközőgyűrű is. A találmány szerinti csőkötés létrehozására egy további lehetőséget nyújt az ún. fúvásos eljárás. Ennek során a leszűkített 12 összedugható végbe utólag pl. egy a 3. és 4. ábra szerint körbefutó 4 ütközőgyűrű van befúva. Az ismertetett kiviteli alakok egyébként előállíthatók centrifugális öntési eljárással is.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Csőkötés célszerűen műanyagból, fémből, vagy hasonló anyagból, ahol egy cső összedugható vége behatoló részként külső átmérőjét tekintve kúpos átmeneti tartományt képező módon a befogadó részként szolgáló szomszédos cső belső átmérőjére van leszűkítve, azzal jellemezve, hogy a leszűkített összedugható végtől (12) a tulajdonképpeni csőátmérőig (11) húzódó kúpos átmeneti tartományra (3) legalább egy, a szomszédos cső homlokfelülete számára ütközőfelületet (21, 41) képező ütköztető zóna van ráformázva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti csőkötés, azzal jellemezve, hogy az ütköztető zóna ütközőbütykökből (2) áll, amelyek az átmeneti tartomány (3) kerületén egyenletesen vannak elosztva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti csőkötés, azzal jellemezve, hogy az ütköztető zóna gyűrű alakú, a kerületen körbefutó ütközógyűrűként (4) van a kúpos átmeneti tartományon (3) kiformázva.
4. 4. A 3. igénypont szerinti csőkötés, azzal jellemezve, hogy az ütközőgyűrű (4) tengelyirányú, az átmeneti tartományon (3) keresztül húzódó támasztóbordák (42) által van járulékosan megtámasztva.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti csőkötés, azzal jellemezve, hogy az ütköztető zónát egy, a kúpos átmeneti tartományhoz (3) képest ellentétes kúpossággal kiterjedő ütközőgyűrű képezi, amely nyomásnak ellenálló módon van kúpos átmeneti tartományon (3) elrendezve.