NL1013798C2

NL1013798C2 - Koppeling voor hogedrukleiding.

Info

Publication number: NL1013798C2
Application number: NL1013798A
Authority: NL
Inventors: Peter Jeroen Cloos; Lambertus Gerrit Pete Dalmolen
Original assignee: Pipelife Nederland Bv
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-06-14

Description

Koppeling voor hogedrukleiding

De uitvinding betreft een koppeling voor een hogedrukleiding uit kunststof met een vloeistofdichte binnenmantel alsmede een vezelversterkte buitenmantel, welke 5 koppeling een met de vezelversterkte buitenmantel in samenwerking brengbare koppelmof bezit die aan zijn inwendig oppervlak een vertanding draagt, welke koppeling twee identieke koppelinghelften omvat, die door middel van in wezen tangentiaal verlopende spanmiddelen aan elkaar zijn bevestigd.

Een dergelijke koppeling is bekend uit GB-A-1385668. De vertanding van de 10 koppelmof dringt in de vezelversterkte buitenmantel van de hogedrukleiding, en moet aldus de vrij hoge trekkrachten in de op druk gebrachte hogedrukleiding kunnen overbrengen.

Een probleem daarbij is dat die trekkrachten niet gelijkmatig verdeeld worden over de vertanding van de koppelmof. Deze ongelijkmatige verdeling vloeit voort uit de 15 verschillen in rek die optreden tussen de koppelmof en het daarmee samenwerkende eind van de hogedrukleiding. Als gevolg daarvan draagt aanvankelijk het buitenste gedeelte van de vertanding, dat wil zeggen het gedeelte dat is afgekeerd van het einde van de hogedrukleiding, het grootste deel van de trekkrachten. De kans is groot dat aldaar bezwijkverschijnselen in de buitenmantel optreden. Daarna moeten de 20 trekkrachten door het volgende deel van de vertanding worden overgebracht, en uiteindelijk bezwijkt de buitenmantel geleidelijk aan steeds verder tot aan volledige breuk toe.

Doel van de uitvinding is een koppeling van het hiervoor beschreven type te verschaffen die beter bestand is tegen de hoge trekbelastingen in de hogedrukleiding.

25 Dat doel wordt bereikt doordat de diameter van het inwendig oppervlak van de koppelmof toeneemt in de richting afgekeerd van het eind van de hogedrukleiding, en dat de koppelinghelften aan hun eind gekeerd naar het vrije eind van de hogedrukleiding een inwendige O-ring dragen die in samenwerking brengbaar is met de vloeistofdichte binnenmantel van de hogedrukleiding, van welke binnenmantel de 30 vezelversterkte buitenmantel ter hoogte van de O-ring is verwijderd.

De vorm van de inwendige holte in de lasmof heeft tot gevolg dat aanvankelijk het gedeelte van de vertanding nabij het eind van de lasmof dat afgekeerd is van het eind van de hogedrukleiding, niet bijdraagt tot de krachtsoverdracht. De t θ 1 3798· 2 krachtsoverdracht vindt derhalve aanvankelijk plaats in het gedeelte van de vertanding dat zich nabij het eind van de hogedrukleiding bevindt, welk gedeelte bij de vroegere, bekende koppeling nauwelijks een rol speelde.

Bij hogere drukken in het inwendige van de hogedrukleiding, nemen de radiale 5 afmetingen daarvan toe met als gevolg dat een steeds groter wordend deel van de vertanding, en van de buitenmantel aan de krachtsoverdracht gaat deelnemen.

Het eindresultaat is dat de volledige vertanding van de koppelmof deelneemt aan het krachtenspel, zonder dat lokaal te hoge spanningsconcentraties in de buitenmantel optreden die tot bezwijken daarvan zouden kunnen leiden.

10 Het inwendig oppervlak van de koppelmof kan een geleidelijk wijder wordend verloop hebben, bijvoorbeeld trompetvormig of kegelvormig.

Als alternatief kan het inwendig oppervlak van de koppelmof een stapsgewijze wijder wordend verloop hebben, zoals trapvormig.

De vertanding wordt door het aanhalen van de voorspanmiddelen stevig in het 15 uitwendig oppervlak van de buitenmantel gedrongen. In dat verband kan elke koppelinghelft twee radiaal verlopende flenzen heeft, welke flenzen paarsgewijs aan elkaar zijn bevestigd door middel van dwars op de flenzen gerichte bout/moer-verbindingen.

Ter verzekering van die gewenste fluïdumdichtheid hebben de koppelinghelften 20 aan hun eind gekeerd naar het vrije eind van de hogedrukleiding een inwendige O-ring die in samenwerking brengbaar is met de vloeistofdichte binnenmantel van de hogedrukleiding, van welke binnenmantel de vezelversterkte buitenmantel ter hoogte van de afdichting is verwijderd.

De koppeling kan op verschillende wijzen gebruikt worden voor het aankoppelen 25 van bijvoorbeeld een afsluitstuk, vat, een verder leidingstuk, enz. Daartoe bezitten de koppelinghelften een ondersneden ringvormige uitsparingen, in welke uitsparing een radiaal naar buiten zich uitstrekkende verdikking is opgenomen van een steunring waardoor de O-ring is ondersteund.

De O-ring is opgenomen in het inwendige oppervlak van een zuigerring, welke 30 zuigerring verschuifbaar is ondersteund in de steunring. Bij deze uitvoering kunnen eventuele lenteveranderingen en verplaatsingen van de leiding in de koppeling worden vereffend zonder dat lekkages optreden.

1013798« 3

Bij voorkeur bezit de zuigerring een inwendige, rondlopende groef waarin een eerste O-ring is opgenomen die samenwerkt met het uitwendig oppervlak van de binnenmantel, alsmede een uitwendige, rondlopende groef waarin een tweede O-ring is opgenomen die samenwerkt met het inwendig oppervlak van de steunring.

5 Volgens een eerste mogelijkheid, waarbij de koppeling wordt toegepast voor het afsluiten van de hogedrukleiding, strekt de steunring zich uit tot voorbij het vrije eind van de hogedrukleiding, en is de steunring afgesloten door middel van een radiale eindwand.

Volgens een tweede mogelijkheid wordt de koppeling toegepast voor het 10 onderling verbinden van twee leidingen. In dat geval is een koppelingsysteem tussen de twee hogedrukleidingen aangebracht, omvattende een eerste koppeling zoals hiervoor beschreven, waarbij de steunring zich uitstrekt tot voorbij het vrije eind van de hogedrukleiding, en spiegelsymmetrisch met betrekking tot een radiaal vlak is uitgevoerd, en aan het spiegelsymmetrische eind een identieke tweede koppeling 15 spiegelsymmetrisch ten opzichte van de andere koppeling is aangebracht.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van een eindafsluiting van een hogedrukpijpleiding.

Figuur 1 toont een langsdoorsnede door de koppeling.

20 Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede door de koppeling.

De in de figuren weergegeven koppeling 1 is aangesloten op het eind van een hogedrukleiding 2. Deze hogedrukleiding 2 bestaat uit een vloeistofdichte binnenmantel 3, alsmede een vezelversterkte buitenmantel 4.

De koppeling omvat twee helften 5, 6 die elk zijn voorzien van een 25 weerhaakvormige vertanding 7. Door middel van boutverbindingen 8 zijn deze koppelinghelften 5,6 aan elkaar bevestigd.

De weerhaakvormige vertanding 7 is daarbij stevig in het uitwendig oppervlak van de vezelversterkte buitenmantel 4 gedrongen.

Aan het uiterste eind is de vezelversterkte buitenmantel 4 verwijderd, en ligt de 30 vloeistofdichte binnenmantel 3 vrij. Aldaar is de vloeistofdichte binnenmantel afgedicht door middel van een O-ring 9, die is opgenomen in een inwendige groef 11 van de zuigerring 10. Deze zuigerring 10 bezit tevens een uitwendige groef 12, waarin een verdere O-ring 13 is opgenomen.

^013798« 4

De zuigerring 10 is verschuifbaar in de in zijn geheel met 14 aangeduide steunring. Tegen het inwendig oppervlak 15 van deze steunring ligt de buitenste O-ring 13 van de zuigerring 10 afdichtend aan.

De steunring bezit een verdikt gedeelte 16 dat is begrensd door een omtrekgroef 5 17. Bij het samenstellen van de koppelinghelften 5, 6 is dit verdikte gedeelte 16 komen te liggen in de ondersneden ringvormige uitsparing 18, waarbij de radiaal naar binnen wijzende flenzen 19 grijpen in de omtreksgroef 17.

Aan zijn uiteinde is de steunring afgesloten door een eindwand 20.

Bij het op druk brengen van de hogedrukleiding 2 zal enige zetting optreden ten 10 opzichte van de koppeling 1. Deze kan gemakkelijk opgevangen worden gezien de axiale verplaatsbaarheid van de zuigerring 10 in de steunring 14.

Volgens de uitvinding bezit de door de koppeling 5,6 omsloten holte 21 met de weerhaakvormige vertanding 7 een in de richting van het eind van de hogedrukleiding 2 af wijder wordende vorm. In de praktijk zal daardoor eerst de vertanding die zich het 15 dichtst bij dat eind van de hogedrukleiding bevindt, stevig aangrijpen in de buitenmantel 3 daarvan. De verder verwijderde delen van de vertanding 7 zijn minder stevig in aangrijping met de buitenmantel 4, waarbij het uiterste eind 4 zelf geheel vrij ligt zoals met de getrokken lijnen is weergegeven.

Bij het op druk brengen van de hogedrukleiding zal deze in radiale richting 20 uitzetten, zodanig dat een steeds groter gedeelte van de buitenmantel 4 stevig in aanraking komt met de vertanding 7.

In de met onderbroken lijnen weergegeven eindsituatie is de pijp radiaal uitgezet, zoals weergegeven door de contour 22. De buitenmantel 4 van de pijpleiding 2 ligt nu over vrijwel de gehele lengte van de koppeling gelijkmatig aan, waardoor een 25 krachtsoverdracht zonder al te grote spanningspieken mogelijk is.

1013798«

Claims

1. Koppeling (1) voor een hogedrukleiding (2) uit kunststof met een vloeistofdichte binnenmantel (3), alsmede een vezelversterkte buitenmantel (4), welke koppeling (1) 5 een met de vezelversterkte buitenmantel (4) in samenwerking brengbare koppelmof (23) bezit die aan zijn inwendig oppervlak (21) een vertanding (7) draagt, welke koppeling (1) twee identieke koppelinghelften (5,6) omvat, die door middel van in wezen tangentiaal verlopende spanmiddelen (8) aan elkaar zijn bevestigd, met het kenmerk dat de diameter van het inwendig oppervlak (21) van de koppelmof (23) 10 toeneemt in de richting afgekeerd van het eind van de hogedrukleiding (2), en dat de koppelinghelften (5,6) aan hun eind gekeerd naar het vrije eind van de hogedrukleiding (2) een inwendige O-ring (9) dragen die in samenwerking brengbaar is met de vloeistofdichte binnenmantel (3) van de hogedrukleiding (2), van welke binnenmantel (3) de vezelversterkte buitenmantel (4) ter hoogte van de O-ring (9) is verwijderd. 15

2. Koppeling volgens conclusie 1, waarbij het inwendig oppervlak (21) van de koppelmof (23) een geleidelijk wijder wordend verloop heeft, zoals trompetvormig of kegelvormig.

3. I Μ B 8: is S N 5: to g- ^ a « g' e 8* g & 3 § ^ ^ g* 2. b e 8 g* a TO S, <£ 'T' E' TO « 2 g < TO g 0^0 ►SSr-fKOSS ^ Ο n>&2. 2 J3 *t3 -- s. fr “ a £ O o-a> g w Ό fl> f+ ^ *0 KW W »“t . rto TO — _ E O CTQ 2 ^P'1 3 <! a « <® & S. Ο Λ 25 E - E < < “"o^qo’S 05 5 Π> l"1 i g ^ 8 E -°° S I g- s: & rf a * 1 -& £ § I g- 8 »7 5 g S §. g s ! I 1 1 s I s g » g - fi: & 3 £f - q 5 £ „ a 5 2 e 3 a ïï ss: e s g — _ 3 ft to C £5 »e: 0 « g I f « a S s· -” B· e- a 8- I S : 5- s o -" g b, 2 log *3 *8 i ^ 3 i ? 5 S3, i g· (8 5 B* g 1 I* S £ S' 1 I E a ^ ^ 3 g* <=: o R. (tq^S ,¾ § ^ £ )=: E 2 I Q 0 ^ < a 3 e 5 E 0 p(rq I I S- w S ® g- g* Ci 'P ss· “ 53 a. Ng .-» 5 g K oS ^ §· 0 3' 8* §j a- ° w *§g « Ö. g* S3* _ e a a Ö. to 3 g 8 a S. S § 0 I- a So

3. Koppeling volgens conclusie 1 of 2, waarbij het inwendig oppervlak (21) van de koppelmof (23) een stapsgewijze wijder wordend verloop heeft, zoals trapvormig.

4. Koppeling volgens conclusie 1,2 of 3, waarbij de vertanding (7) weerhaakvormig is. 25

5. Koppeling volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elke koppelinghelft (5, 6) twee radiaal verlopende flenzen heeft, welke flenzen paarsgewijs aan elkaar zijn bevestigd door middel van dwars op de flenzen gerichte bout/moer verbindingen (8). 1 1013798«

6. Koppeling volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de koppelinghelften (5, 6) een ondersneden ringvormige uitsparingen (18) bepalen, in welke uitsparing (18) een radiaal naar buiten zich uitstrekkende verdikking (16) is opgenomen van een steunring (14) waardoor de O-ring (9) is ondersteund. . tO tO I—* )—‘ mm oiooto o o* E =· cr < e ^ £*r cfq >— 3 < ό g g g "* S · } 8 « " g·4" I. § ' 111 S 1111II I* »1 s-1 « ill <0 ί ·" I 8 ·§: I B. U §· ϊ I a <g a ΓΧ) ^ I ί ί - 5 g JL P B jf 3 SL Z n a • “ I 8 11 M' ^ l « I’ I I § I g* 5 g 1 & p 1 s* g ü I £ f § ig IJ δ j <g g ^ 5* »8 5· is

5 E 3 o ö 0 a E e 00 } ? » I 8 g S! 8* B. 3 « 3 g. a. S 3 3 T g gg § 5 5 s g. I I ft Is I if 8 5