NL1014470C1

NL1014470C1 - Coupling assembly for joining one plastic pipe to another pipe

Info

Publication number: NL1014470C1
Application number: NL1014470A
Authority: NL
Inventors: Petrus Johannes Bus
Original assignee: Petrus Johannes Bus
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-24

Abstract

A plastic pipe(1) for carrying chemical liquids such as fuels is joined by a coupling assembly to another pipe(19). A first coupling piece(5) has a nipple(7) for insertion into pipe(1). A second coupling piece(13) is attached to the other pipe(19) with coupling means(11) to link the two pieces(5,13). A bush(8) clamps pipe(1) to nipple(7) by radial expansion of the nipple. Pipe(1) has a double wall(2,3) with one or more interspaces(4) linked to an opening(10) in a connecting sleeve(9). The connection pieces have internal(17) and external(18) circumferential conical metal sealing surfaces to form a metal-to-metal seal when tightened into place.

Description

Korte aanduiding: Koppelingssamenstel voor het koppelen van een kunststof buis met een andere buis.Short designation: Coupling assembly for coupling a plastic pipe to another pipe.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een koppelingssamenstel voor het koppelen van een kunststof buis met een andere buis, beide bestemd voor het transporteren van chemische vloeistoffen, in het bijzonder brandstoffen, ten minste omvattende een eer-5 ste koppelstuk met ten minste een slangpilaar, die bestemd is voor bevestiging aan de kunststof buis door middel van een radiale expansie van de slangpilaar met blijvende vervorming (perskoppeling), een tweede koppelstuk bestemd voor bevestiging aan de andere buis, en koppelingsmiddelen voor koppeling van het eerste en het tweede 10 koppelstuk met elkaar.The present invention relates to a coupling assembly for coupling a plastic pipe to another pipe, both intended for transporting chemical liquids, in particular fuels, at least comprising a first coupling piece with at least one hose tail, which is intended for attachment to the plastic pipe by means of a radial expansion of the hose tail with permanent deformation (compression coupling), a second coupling piece for attachment to the other pipe, and coupling means for coupling the first and the second coupling piece to each other.

Een dergelijk koppelingssamenstel is in de stand van de techniek bekend. Zo openbaart bijvoorbeeld DE-A-40 03379 een slangkop-peling die is vervaardigd met behulp van een perskoppeling. Hierbij wordt een kegelvormig onderdeel, behorend bij een veelal hydrauli-15 sche machine met een trekstang, in de te koppelen buis gebracht. Vervolgens wordt het gedeelte van de perskoppeling met de slangpilaar over de trekstang tussen de machine en het kegelvormige onderdeel geplaatst. Vervolgens wordt een veelal metalen manchet over het geheel aangebracht, waarna de buis over de slangpilaar, tussen 20 de pilaar en de manchet, wordt gebracht. Daarna wordt het kegelvormige onderdeel in axiale richting door de te expanderen slangpilaar van het koppelstuk heengetrokken. Hierbij wordt de slangpilaar onder blijvende vervorming geëxpandeerd. De manchet beperkt hierbij het uitzetten van de kunststof buis. Op deze wijze wordt een duur-25 zame vaste verbinding tussen koppelstuk en de buis tot stand gebracht. Zo nodig kan daarna de manchet op de kunststof buis worden gekrompen, om zo een verdere versterking van de verbinding te krijgen .Such a coupling assembly is known in the art. For example, DE-A-40 03379 discloses a hose coupling manufactured by means of a press coupling. In this case, a cone-shaped part, belonging to a usually hydraulic machine with a pull rod, is introduced into the tube to be coupled. Then the part of the press coupling with the hose tail is placed over the tie rod between the machine and the conical part. Subsequently, a mostly metal sleeve is fitted over the whole, after which the tube is placed over the hose pillar, between the pillar and the sleeve. The conical part is then drawn in axial direction through the expandable hose tail of the coupling piece. The hose pillar is expanded under permanent deformation. The cuff hereby limits the expansion of the plastic tube. In this way a durable fixed connection between coupling piece and the tube is established. If necessary, the cuff can then be crimped onto the plastic pipe in order to further strengthen the connection.

Het gemonteerde koppelstuk kan volgens de stand van de tech-30 niek daarna worden gekoppeld met andere onderdelen, bijvoorbeeld metalen buizen of een aansluitstuk van een opslagsysteem, door middel van een eenvoudige schroefverbinding of een flensverbinding. Hierbij omvat de slangpilaar aan het uit de buis stekende eind een flens. Ook het andere koppelstuk aan de andere buis omvat aan het 35 te koppelen eind dikwijls een flens. De twee flenzen worden in de praktijk, met daartussen een O-ring voor de dichting, door middelAccording to the prior art, the assembled coupling piece can then be coupled to other parts, for instance metal pipes or a connection piece of a storage system, by means of a simple screw connection or a flange connection. Here, the hose tail comprises a flange at the end protruding from the tube. The other coupling piece on the other tube also often comprises a flange at the end to be coupled. The two flanges are in practice, with an O-ring for the seal in between, by means of

1 0 1 4 4 7 CN1 0 1 4 4 7 CN

- 2 - van een veelal grote en zwaar uitgevoerde klemkoppeling op elkaar geklemd. De klemkoppeling omvat dikwijls twee van een opening voor de buiseinden voorziene klemschalen die met behulp van bouten en moeren aan elkaar worden geschroefd.- 2 - of a usually large and heavy-duty compression coupling clamped together. The clamping coupling often comprises two clamping shells provided with an opening for the pipe ends, which are screwed together by means of bolts and nuts.

5 In de praktijk blijkt deze koppeling redelijk te voldoen voor allerlei vloeistoffen, waaronder ook chemische vloeistoffen, zoals brandstoffen.5 In practice, this coupling appears to be reasonably satisfactory for all kinds of liquids, including chemical liquids, such as fuels.

Echter in een groot aantal landen wordt van overheidswege bepaald dat lekkage (permeatie) van chemische stoffen, waaronder 10 koolwaterstoffen, door de wanden van de buis minimaal dient te zijn. In sommige landen is geen enkele permeatie van stoffen door de wanden van de buis in de bodem toegestaan. Nu zijn schroefverbindingen en ook flensverbindingen met O-ringen niet geheel perraea-tie-dicht. Voorts zijn de gebruikte klemkoppelingen groot en zwaar, 15 zodat deze moeilijk te hanteren zijn, vooral bij slechte weersomstandigheden, is de kwaliteit van de verbinding monteursafhankelijk en is bij toepassing van kathodische bescherming veel isolatiemateriaal nodig.However, in a large number of countries the government has stipulated that leakage (permeation) of chemical substances, including 10 hydrocarbons, through the walls of the pipe must be minimal. In some countries, no permeation of substances through the walls of the pipe into the soil is allowed. Now screw connections and also flange connections with O-rings are not completely leakproof. Furthermore, the compression fittings used are large and heavy, so that they are difficult to handle, especially in bad weather conditions, the quality of the connection is technician-dependent and a great deal of insulation material is required when cathodic protection is used.

De onderhavige uitvinding beoogt voor bovengenoemde problemen 20 een oplossing te verschaffen en bezit daartoe als kenmerk, dat het ene koppelstuk een uitwendig, rondgaand conisch metalen dichtings-vlak omvat en het andere koppelstuk een inwendig, rondgaand conisch metalen dichtingsvlak omvat, en dat bij koppeling van het ene koppelstuk met het andere koppelstuk de beide conische dichtingsvlak-25 ken een metaal-metaaldichting vormen.The present invention aims to provide a solution to the above-mentioned problems and is characterized in that one coupling piece comprises an external, round conical metal sealing surface and the other coupling piece comprises an internal, round conical metal sealing surface, and that when coupling one coupling piece with the other coupling piece the two conical sealing surfaces form a metal-metal seal.

De aldus verkregen koppeling is permeatie-dicht, compact en heeft derhalve bij kathodische bescherming weinig isolatiemateriaal nodig, het aanbrengen is weersonafhankelijk en kan gemakkelijk en snel woren uitgevoerd. De koppeling is zelfcentrerend en de kwali-30 teit van de verbinding is niet monteursafhankelijk. Het aantal componenten is minimaal met het kleinste aantal onderlinge verbindingen en biedt derhalve optimale zekerheid.The coupling thus obtained is permeation-tight, compact and therefore requires little insulation material with cathodic protection, the application is weather-independent and can be carried out easily and quickly. The coupling is self-centering and the quality of the connection is not technician-dependent. The number of components is minimal with the smallest number of interconnections and therefore offers optimum security.

In de onderhavige aanvrage wordt met een buis zowel een starre buis, zoals een metalen buis bedoeld, doch eveneens zachte of 35 flexibele buizen, zoals kunststof buizen of slangen en dergelijke.In the present application a tube is meant both a rigid tube, such as a metal tube, but also soft or flexible tubes, such as plastic tubes or hoses and the like.

De uitvoering van de conische metaal-metaaldichting is niet bijzonder beperkt, maar kan gekozen worden uit diverse koppelings-systemen, die in de stand van de techniek bekend zijn voor het koppelen van bijvoorbeeld metalen buizen.The design of the conical metal-metal seal is not particularly limited, but can be selected from various coupling systems known in the art for coupling, for example, metal pipes.

j ^ - 3 -j ^ - 3 -

Zo kunnen de tophoek van de kegel van de conische dichtings-vlakken en de afmetingen van de dichtingsvlakken aangepast worden aan de overige eisen die aan de verbinding gesteld worden, bijvoorbeeld ten aanzien van de maximale gebruiksdruk.For example, the top angle of the cone of the conical sealing surfaces and the dimensions of the sealing surfaces can be adapted to the other requirements imposed on the connection, for example with regard to the maximum operating pressure.

5 Bij kathodisch beschermde installaties wordt de koppeling ter voorkoming van corrosie bij voorkeur in metaalkwaliteiten uitgevoerd met eenzelfde potentiaal als standaard fitmateriaal.In cathodically protected installations, the coupling to prevent corrosion is preferably carried out in metal grades with the same potential as standard fit material.

De koppelingen zijn in het bijzonder bedoeld voor leidingen met diameters tussen 0,5 inch (1,27 cm) en 6 inch (15, 24 cm), meer 10 in het bijzonder 3/4 inch (1,91 cm), 1,5 inch (3,81 cm), 2 inch (5,08) en 3 inch (7,62 cm).The couplings are especially intended for pipes with diameters between 0.5 inch (1.27 cm) and 6 inch (15, 24 cm), more 10 in particular 3/4 inch (1.91 cm), 1, 5 inches (3.81 cm), 2 inches (5.08) and 3 inches (7.62 cm).

De keuze aan welk koppelstuk het uitwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak wordt aangebracht, en aan welk koppelstuk het inwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak wordt aangebracht, 15 is vrij, doch bij voorkeur wordt aan het eerste koppelstuk een uitwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak aangebracht.The choice as to which coupling piece the outer circumferential conical metal sealing surface is applied, and to which coupling piece the inner circumferential conical metal sealing surface is applied, is free, but preferably an outer circumferential conical metal sealing surface is applied to the first coupling piece.

De verbindingsmiddelen kunnen uit vele in de stand van de techniek bekende middelen gekozen worden. Bijvoorbeeld kunnen twee flensplaten worden toegepast, die bevestigd worden aan de tegenover 20 elkaar liggende einden van de twee koppelstukken welke flensplaten verbonden kunnen worden door middel van bouten en moeren, waardoor de koppeling van de twee koppelstukken op de gewenste spanning kan worden gebracht. Bij voorkeur echter bestaan de verbindingsmiddelen uit een wartelmoer op het ene koppelstuk en een bijbehorend 25 schroefdraad op het andere koppelstuk. Met voordeel is de wartelmoer op het eerste koppelstuk aanwezig.The connecting means can be selected from many means known in the art. For example, two flange plates can be used, which are attached to the opposite ends of the two coupling pieces, which flange plates can be connected by means of bolts and nuts, whereby the coupling of the two coupling pieces can be brought to the desired tension. Preferably, however, the connecting means consist of a union nut on one coupling piece and an associated screw thread on the other coupling piece. The union nut is advantageously present on the first coupling piece.

De uitvoering van het tweede koppelstuk is geenszins beperkt. Met voordeel vormt het tweede koppelstuk een geheel met een metalen buis. Deze buis kan bijvoorbeeld een onderdeel vormen van een op-30 slagtank. Eveneens kan het tweede koppelstuk een buisstomp zijn die bijvoorbeeld direct met een opslagtank is verbonden.The design of the second coupling piece is by no means limited. The second coupling piece advantageously forms a whole with a metal tube. This tube can for instance form part of a storage tank. The second coupling piece can also be a pipe stub, which for instance is directly connected to a storage tank.

Ook kan het tweede koppelstuk een geïntegreerde bocht of knie of een draadsok of ander geïntegreerd flexibel koppeldeel omvatten.The second coupling piece can also comprise an integrated bend or elbow or a threaded sock or other integrated flexible coupling part.

De uitvinding verschaft voorts een buizenstelsel, ten minste 35 omvattende een of meer kunststof buizen voor het transporteren van de chemische vloeistoffen, in het bijzonder brandstoffen, welk buizenstelsel wordt gekenmerkt doordat dit een of meer koppelingssa-menstellen volgens de uitvinding omvat. Bij voorkeur omvat het buizenstelsel één of meer permeatiedichte kunststof buizen voor het - 4 - transporteren van chemische vloeistoffen, in het bijzonder brandstoffen.The invention further provides a pipe system, comprising at least one or more plastic pipes for transporting the chemical liquids, in particular fuels, which pipe system is characterized in that it comprises one or more coupling assemblies according to the invention. The pipe system preferably comprises one or more permeation-tight plastic pipes for transporting chemical liquids, in particular fuels.

Ook is het mogelijk om volgens de uitvinding twee kunststof buizen met elkaar te koppelen. Daartoe wordt aan de te koppelen 5 einden van de twee buizen telkens een eerste koppelstuk met slang-pilaar aangebracht. Van deze twee eerste koppelstukken is het ene voorzien van een uitwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak en het andere van een inwendig conisch metalen dichtingsvlak. Met voordeel kunnen zo twee permeatievrije kunststof buizen permeatie-10 dicht met elkaar verbonden worden.It is also possible according to the invention to couple two plastic pipes with each other. For this purpose, a first coupling piece with hose pillar is fitted at the ends of the two pipes to be coupled. Of these two first coupling pieces, one is provided with an externally circular conical metal sealing surface and the other with an internally conical metal sealing surface. Advantageously, two permeation-free plastic pipes permeation-10 can be closely connected to each other.

Tenslotte verschaft de uitvinding een koppelstuk, ten minste omvattende een slangpilaar, kennelijk bestemd voor een koppelings-samenstel volgens de uitvinding.Finally, the invention provides a coupling piece, at least comprising a hose tail, evidently intended for a coupling assembly according to the invention.

In het navolgende zal de uitvinding nader worden toegelicht 15 aan de hand van de bijgaande tekening. Daarin toont: figuur 1 een schematische uiteengenomen weergave van een uitvoeringsvorm van een koppelingssamenstel volgens de uitvinding; en figuur 2 een schematische uiteengenomen weergave van een andere uitvoeringsvorm van een koppelingssamenstel volgens de uitvin-20 ding.The invention will be explained in more detail below with reference to the appended drawing. In the drawing: figure 1 shows a schematic exploded view of an embodiment of a coupling assembly according to the invention; and Figure 2 shows a schematic exploded view of another embodiment of a coupling assembly according to the invention.

In fig. 1 is met 1 een einde van een kunststof buis voor het transporteren van chemische vloeistoffen, bijvoorbeeld brandstoffen aangegeven. Met 2 is een manchet aangeduid, bijvoorbeeld van metaal, die over de kunststof buis kan worden geschoven. Met 3 is een 25 eerste koppelstuk aangegeven.In Fig. 1, 1 indicates an end of a plastic tube for transporting chemical liquids, for example fuels. 2 denotes a sleeve, for example of metal, which can be slid over the plastic tube. A first coupling piece is indicated by 3.

Het eerste koppelstuk 3 omvat een slangpilaar 31 en een uitwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak 32. De slangpilaar 31 wordt bij bevestiging in het einde van de kunststof buis 1 geschoven, waarna de manchet 2 in de richting van het einde van de 30 kunststof buis 1 wordt bewogen totdat de ring 2 tevens de slangpilaar 31 omringt. Vervolgens wordt de slangpilaar 31 onder blijvende vervorming geëxpandeerd, bijvoorbeeld door het door de slangpilaar 31 trekken van een van tevoren in de kunststof buis 1 gebrachte, aan een staaf bevestigd kegelvormig onderdeel met een maximale dia-35 meter die groter is dan de binnendiameter van de slangpilaar 31. De ring 2 dient hierbij om de uitzetting van kunststof buis 1 te beperken. Aldus wordt een blijvende en goede verbinding verkregen tussen het einde van de kunststof buis 1 en het eerste koppelstuk 3. Een voorbeeld van een dergelijke werkwijze is beschreven in DE-40 A-40 03379.The first coupling piece 3 comprises a hose tail 31 and an externally rotating conical metal sealing surface 32. The hose tail 31 is pushed into the end of the plastic pipe 1 upon attachment, after which the sleeve 2 is moved towards the end of the plastic pipe 1. moved until the ring 2 also surrounds the hose tail 31. The hose tail 31 is then expanded under permanent deformation, for example by pulling through the hose tail 31 a cone-shaped part, previously attached to the plastic tube 1, attached to a rod, with a maximum diameter of 35 meters greater than the inner diameter of the hose tail 31. The ring 2 serves to limit the expansion of plastic pipe 1. A permanent and good connection is thus obtained between the end of the plastic pipe 1 and the first coupling piece 3. An example of such a method is described in DE-40 A-40 03379.

- 5 -- 5 -

Met 6 is een wartelmoer aangegeven met een inwendige schroefdraad 61.6 indicates a union nut with an internal thread 61.

Met 4 is een tweede koppelstuk aangegeven met een eerste uitwendige schroefdraad 41 en een tweede uitwendige schroefdraad 42.Reference numeral 4 designates a second coupling piece with a first external screw thread 41 and a second external screw thread 42.

5 Ter plaatse van 43 is het koppelstuk 4 als een moer uitgevoerd. In het koppelstuk 4 is aan het naar het eerste koppelstuk 3 toegerichte einde een rondgaand inwendig conisch metalen dichtingsvlak 44 aanwezig, dat in de figuur zichtbaar is in het gedeeltelijk opengewerkte deel in onderdeel 4. Met 5 is een metalen buiseind aangege-10 ven, dat een niet zichtbare inwendige schroefdraad omvat die kan samenwerken met de tweede schroefdraad 42 van het tweede koppelstuk 4.At the location of 43 the coupling piece 4 is designed as a nut. In the coupling piece 4, at the end facing the first coupling piece 3, there is a revolving internal conical metal sealing surface 44, which is visible in the figure in the partly cut-away part in part 4. With 5 a metal pipe end is indicated, which includes an invisible internal screw thread that can cooperate with the second screw thread 42 of the second coupling piece 4.

Eventueel zou het tweede koppelstuk 4 ook een geheel kunnen vormen met de buis 5 of bijvoorbeeld daaraan kunnen worden gelast. 15 In de praktijk is hier echter veelal sprake van een schroefdraad- verbinding met zogenaamde "BSP Gasdraad"of "NPT" draad. De metalen buis kan een buisstomp van een opslagtank zijn, bijvoorbeeld een brandstofopslagtank.Optionally, the second coupling piece 4 could also form a whole with the tube 5 or, for example, be welded to it. In practice, however, this is often a threaded connection with so-called "BSP Gas Thread" or "NPT" thread. The metal pipe can be a pipe stub of a storage tank, for example a fuel storage tank.

Voor het bewerkstelligen van een koppeling tussen de 20 kunststof buis 1 en de metalen buis 5 wordt het eerste koppelstuk 3 met het conische dichtingsvlak 32 in het tweede koppelstuk 4 gebracht. Vervolgens wordt de wartelmoer 6 op de eerste uitwendige schroefdraad 41 van het tweede koppelstuk 4 geschroefd. Aldus kan door aandraaien van de wartelmoer een permeatiedichte metaal-metaal 25 dichting tot stand worden gebracht tussen het eerste koppelstuk 3 en het tweede koppelstuk 4, door de metaal-metaaldichting van de conische dichtingsvlakken 32 en 44.To effect a coupling between the plastic pipe 1 and the metal pipe 5, the first coupling piece 3 with the conical sealing surface 32 is introduced into the second coupling piece 4. The union nut 6 is then screwed onto the first external screw thread 41 of the second coupling piece 4. Thus, by tightening the union nut, a permeation-tight metal-metal seal can be established between the first coupling piece 3 and the second coupling piece 4, through the metal-metal seal of the conical sealing surfaces 32 and 44.

In figuur 2 is een andere uitvoeringsvorm van het koppelings-samenstel volgens de uitvinding getoond. In de figuur duidt verwij-30 zingscijfer 1 wederom een kunststof buis aan, 2 een manchet, en 5 een metalen buiseind. Met 7 is een eerste koppelstuk aangegeven dat een slangpilaar 71, een uitwendige schroefdraad 72 en een inwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak 73 omvat. Een tweede koppelstuk 8 omvat een uitwendig rondgaand conisch metalen dichtings-35 vlak 81 en een uitwendige schroefdraad 82. Met 9 is een wartelmoer aangegeven met een inwendige schroefdraad 91.Figure 2 shows another embodiment of the coupling assembly according to the invention. In the figure, reference numeral 1 again denotes a plastic pipe, 2 a cuff, and 5 a metal pipe end. Reference number 7 designates a first coupling piece comprising a hose tail 71, an external screw thread 72 and an internally circumferential conical metal sealing surface 73. A second coupling piece 8 comprises an externally circulating conical metal sealing face 81 and an external screw thread 82. At 9 a union nut is indicated with an internal screw thread 91.

In feite zijn bij deze uitvoeringsvormen de plaatsen van het inwendig en het uitwendig rondgaand conisch metalen dichtingsvlak verwisseld en wordt de wartelmoer nu over het tweede koppelstuk ge-40 schoven en vastgeschroefd aan het eerste koppelstuk.In fact, in these embodiments, the locations of the internally and externally circumferential conical metal sealing face are interchanged, and the union nut is now slid over the second connector and screwed to the first connector.

j _ .j _.

- 6 -- 6 -

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding geenzins beperkt is voor wat betreft de met het koppelingssamenstel volgens de uitvinding te koppelen buizen.It will be clear that the invention is by no means limited as regards the pipes to be coupled to the coupling assembly according to the invention.

1014470^1014470 ^

Claims

Coupling assembly for coupling a plastic pipe (1) with another pipe (5), both intended for transporting chemical liquids, in particular fuels, at least comprising a first coupling piece (3; 7) containing at least one 5 hose tail (31; 71), which hose tail (31; 71) is intended for attachment to the plastic pipe (1) by means of a radial expansion of the hose tail (31; 71) with permanent deformation, a second coupling piece (4 9) intended for attachment to the other tube (5), and coupling means (6, 41, 61; 9, 72, 91) for coupling the first and second coupling piece (3, 4; 7, 8) with each other characterized in that one coupling piece comprises an external, round conical metal sealing surface (32; 81) and the other coupling piece comprises an internal, round conical metal sealing surface (44; 73), and that when coupling the one coupling piece to the 15 other coupling piece the two conical sealing surfaces (32; 73, 81) one with form eel metal seal.

Coupling assembly according to claim 1, characterized in that the first coupling piece (3) comprises an externally circulating conical metal sealing surface (32).

Coupling assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the second coupling piece (4; 8) is integral with a metal tube (5). 25

Tubing system, at least comprising one or more plastic tubes for transporting chemical liquids, in particular fuels, characterized in that it comprises one or more coupling assemblies according to one or more of the preceding claims.

Tubing system according to claim 4, characterized in that it comprises one or more permeation-tight plastic tubes. transporting chemical liquids, especially fuels. 35

Coupling piece, at least comprising a hose tail, evidently intended for a coupling assembly according to one or more of claims 1-3. I! . Ί · -. ·: ^