NL7901276A - Pijpverbinding. - Google Patents

Description

-1- - 20505/CV/tl V

*

Aanvrager': Durapipe Limited te Norton Canes, Cannock, Staffordshire,

Groot Brittannië

Korte Aanduiding: Pijpverbinding.

5

De uitvinding heeft betrekking op pijpverbindingen en is in het bijzonder maar niet uitsluiteid toepasbaar voor de vorming van verbindingen tussen stijf thermoplastisch materiaal.

Het is bekend om op verschillende wijze verbindingen te bewerk-10 stelligen tussen de einden van stijve thermoplastische pijpen,bijvoorbeeld door het gebruikmaken van oplossende bindmiddelen of door het aanbrengen van door spuitgieten gevormde eindfittingn aan de pijpen en door de pijpen te verbinden door de desbetreffende eindfittingen aan elkaar te bevestigen met behulp van geschikte bevestigingsorganen.

15 Het gebruikmaken van oplossende bindmidfelen voor het vormen van verbindingen tussen stijve thermoplastische pijpen verhindert latere loskoppeling van de aan elkaar gehechte delen zonder beschadiging, brengt een onvermijdbaar tijdsverloop met zich mee voordat een verbinding voor gebruik gereed is en is bij sommige soorten thermoplasti-20 sche materialen niet doelmatig. Verder is het,tenzij eidfittingen worden toegepast,moeilijk onder gebruikmaking van oplossende bindmiddelen een eind op eindverbinding te verkrijgen tussen thermoplastische pijpen met dezelfde diameter zodanig dat de verbinding een voldoende sterkte heeft om axiale krachten tussen de met elkaar verbonden pijpen 25 te weerstaan of in dwarsrichting op de verbinding uitgeoefende huig- krachten te weerstaan. Het gebruik van door spuitgieten gevormde eindfittingen kan dit nadeel vermijden,maar brengt uiteraard aanvullende kosten met zich mee.

Het is een oogmerk van de huidige uitvinding een verbeterde pijp-30 verbinding te verkrijgen door middel waarvan de bovengenoemde nadelen kunnen worden vermeden,terwijl de pijpverbinding een eenvoudige en economische constructie heeft.

Volgens de uitvinding is voorzien in een mechanische verbinding tussen twee pijpen,waarin een eindgedeelte van een eerste pijp nauw-35 passend is opgenoraen.in een eindgedeelte van de tweede pijp en iedere pijp uitwendig op een punt gelegen op afstand van het einde van de 7901276 -2- 20505/CV/tl pijp is voorzien van een ringvormige rib,die zich om de pijp en coaxiaal ten opzichte van de pijp uitstrekt,terwijl de pijpen tegen axiale scheiding zijn tegengehouden door een de twee pijpen bij de verbinding omgevende klemring welke de ringvormige ribben van de twee pijpen over-5 spant,waarbij de klemring aan zijn uiteinde is voorzien van flenzen, die zich uitstrekken in een naar de hartlijn van de pijpen toegekeerde richting zodanig,dat de beide flenzen in ingrijping zijn met de van elkaar afgekeerde flanken van de beide ringvormige ribben.

Bij voorkeur is althans de tweede pijp voorzien van een inwendige 10 ringvormige groef bij een axiale stand overeenkomend met de uitwerdige ringvormige groef op deze tweede pijp,terwijl de relatieve lengtes van de eindgedeelten van de twee pijpen zodanig zijn,dat het eindgedeelte van de eerste pijp zich althans gedeeltelijk over de ringvormige groef in de tweede pijp uitstrekt en een ringvormige afdichting is geplaatst 15 in de ringvormige ruimte,welke wordt begrensd tussen de wand van de ringvormige fiseh tweede pijp en het naburige deel van het'uibendige van het eindgedeelte van dè eerste pijp.

De klemring is bij voorkeur vervaardigd uit twee gekromde delen, die aan hun ene einde flexibel met elkaar zijn verbonden,bijvoorbeeld 20 door een scharnieropstelling terwijl aan de andere einden organen zijn aangebracht,welke in de samengebouwde verbinding in ingrijping zijn met een geprofileerd wigorgaansdat over deze organen is geschoven.in een richting althans nagenoeg evenwijdig aan de hartlijnen van de pijpen bij de verbinding.

25 De flanken van de ringvormige ribben,die in ingrijping zijn met de flenzen van de klemring verlopen bij voorkeur hellend ten opzichte van de hartlijn van de pijpverbinding,terwijl de flenzen van de klemring op oveiBsnkomstige wijze hellend verlopen op zodanige wijze,dat een in omtreksrichting werkende klemkracht aangebracht op de klemring werkt om 30 de pijpen in een naar elkaar toegekeerde richting te dringen.

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in bijgaande figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Fig. 1 toont een axiale doorsnede over een pijpverbinding volgens de uitvinding.

35 Fig. 2 toont een deel van een axiale doorsnede over een tweede uit voeringsvoorbeeld van een pijpverbinding volgens de uitvinding.

7901276 * -3- . 20505/CV/tl

Fig. 3 toont een dwarsdoorsnede over fig.l gezien volgens de lijn 3 - 3,waarbij slechts de klemring en het wigorgaan,welke deel uitmaken van de in de fig.l en 2 weergegeven pijpverbinding,zijn weergegeven.

Fig. 4 toont een zijaanzicht op een wigorgaan,dat wordt gebruikt 5 voor het vastzetten van de klemring.

Zoals weergegeven in fig.l wordt een verbinding tussen de einden van een tweetal cilindrische pijpen 10 en 12 uit stijf thermoplastisch materiaal bewerkstelligd door het vervormen van de desbetreffende eindgedeelten van de pijpen 10 en 12 terwijl deze zijn vastgemaakt 10 onder de inwerking van warmte,waarop de uiteinden van de pijpen in de desbetreffende weergegeven vormen worden gebracht,zodanig,dat de pijp 12 een cilindrisch eindgedeelte*14 heeft,dat dezelfde diameter heeft als het hoofdgedeelte van de pijp 12 en van dit hoofdgedeelte van de pijp 12 is gescheiden door een ringvormige vervorming 15,terwijl de 15 pijp 10 is voorzien van een cilindrisch eingedeelte 16 met een diameter groter dan die van het hoofdgedeelte van de pijp 10 en met een inwendige diameter zodanig dat het eindgedeelte 14 nauwpassend kan worden· opgenomen in het eindgedeelte 16,zoals is afgebeeld in fig.l. Daarbij is het eindgedeelte 16 gescheiden van het hoofdgedeelte van de pijp D met 20 behulp van een ringvormige vervorming 17.

Ieder van de ringvormige vervormingen 15 en 17 vormt op het uitwendige van de desbetreffende pijp 12 resp. 10 een ringvormige rib,welke aan zijn top een axiaal kort cilindrisch uitwendig oppervlak, dat althans nagenoeg coaxiaal met de pijp is,erf hellend conisch verlopende- flanken, 25 die zich resp, van de top naar het cilindrische oppervlak van het hoofdgedeelte van de pijp en van de top naar het desbetreffende eindgedeelte 14 of 16 uitstrekken, omvat.Op soortgelijke wijze vormt iedere ringvormige vervorming 15 en 17 irffeijn inwendige een ringvormige groef van een vorm complementair met die van de rib op het uitwendige van de desbetref-30 fende pijp.

Ieder van de ringvormige groeven omvat dus een axiaal verlopend kort oppervlak,dat zich cilindrisch om de hartlijn van de desbetreffende pijp 10 of 12 uitstrekt en de bodem van de groef vormt,en conisch hellend verlopende wanden,die zich resp.van de bodem van de groef uit- Λ 35 strekken near het hoofd gedeelte van de desbetreffende pijp en naar het einde-edpe1irevan desbetreffende pijp· fig*l is de bodem van de groef, 7901276 '-Jtf * -4- - 20505/CV/tl • » / welke is*verkregen door de vervorming 17 aangeduid met het verwijzings-cijfer 24,terwijl de conisch hellend verlopende wand,die zich uitstrekt naar het hoofdgedeelte van de buis 10 is aangeduid met het verwijzings-cijfer. 26 en de conisch hellend verlopende wand,die zich uitstrekt naar 5 het eindgedeelte 14 aangeduid met het verwijzingscijger 22.

Opgemerkt wordt,dat de ringvormige vervorming 15 op de pijp 12 in het gebied van de overgang van het eindgedeelte 14 naar de ringvormige vervorming 15 is voorzien van een zich radiaal uitstrekkende schouder 20 op het uitwendige van de pijp,welke schouder 20 is gericht naar 10 het vrije einde van dit eindgedeelte 14 van de pijp 12. Het vrije einde van het eindgedeelte 16 van de pijp 10 ligt aan tegen deze schouder 20 ter beperking van de beweging van de pijpen 10 en 12 naar elkaar toe,zoals weergegeven in fig.l.

De relatieve lengtes van de eindgedeelten 14 en 16 zijn zodanig, 15 dat in de in fig.l weergegeven stand het eindgedeelte 14 op het inwendige van de pijp 10 zich gedeeltelijk over de ringvormige groef ,die door de -vervorming 17 wordt gevormd,uitstrekt en zich in het bijzonder . uitstrekt over de conisch hellend verlopende wand 22 van deze groef en verder over de bodem· 24 van de groef en gedeeltelijk over de andere 20 hellend verlopende wand 26 van deze groef. Tussen het uiteinde van het eindgedeelte 14 en de door de ringvormige vervorming 17 verkregen groef is zodoende een ringvormige uitsparing begrensd,waarin een ringvormige elastomere pakking 28 is opgenomen. De pakking 28 is althans in hoofdzaak U-vormig in dwarsdoorsnede ,waarbij de tussen de armen uitsparing 25 van de U gevormde {is gerbht naar de conisch hellend verlopende wand 26. De radiaal buitenste arm van de U past nauw tegen de bodem 24 van de door de vervorming 17 gevormde groef,terwijl de andere arm van de U nauw passend draagt tegen het cilindrische uitwendige oppervlak van het eindgedeelte 14.

30 De twee pijpen 10 en 12 worden in de verbinding bij elkaar gehou den met behulp van een klemring 30,welke zich om de verbinding uitstrekt en de beiie vervormingen 15 en 17 overspant.Zoals weergegeven in fig.3 omvat de klemring 30 een tweetal overeenkomende gekromde delen 30a en 30b,die bijvoorbeeld uit plaatstaal zijn geperst en die scharnie-35 rend met^ehulp van een scharnieropstelling 40 met elkaar zijn verbonden. Ieder van de gekromde delen omvat een gedeeltelijk cilindrisch hoofdge- 7901276 -5- . 20505/CV/tl deelte 32 waarbij de hartlijn van de kromming van het cilindrische gedeelte evenwijdig is aan de scharnieras van de scharnieropstelling 40 en de krommingsassen van de delen 32 samenvallen in de in fig.3 weergegeven stand bij het verwijzingscijfer 31 in fig.3.

5 Over het grootste gedeelte van de hoek waarover ieder gedeelte 32 zich uitstrekt om zijn krommingsas zijn conische flenzen 34 en 36 aangebracht bij de uiteinden van het desbetreffende deel 32,zodanig dat de krommingsas van deze conische flenzen overeenkomt met die van het desbetreffende gedeelte 32 enfflenzen 34 en 36 zich vanaf het desbe-10 treffende gedeelte 32 in de richting van de krommingsas van het gedeelte 32 uitstrekken. Zodoende vormt ieder gekromd deel 30a,30b aan zijn concave zijde een segment van een ringvormig kanaal om de krommings-hartlijn van het desbetreffende gedeelte 32,waarbij dit kanaal in de richting van de laatst genoemde hartlijn open is. Indien de klemring in zijn 15 gesloten stand om de pijpen 10 en 12 is vallen de krommingsassen van de delen 32 van de gedeelten 30a en 30b althans nagenoeg samen met elkaar en laet de hartlijnen van de pijpen 10 en 12,zodat de gedeelten 30a en 30b segmenten vormen van hetzelfde ringvormige kanaal om de hartlijn van de verbinding ,terwijl dit kanaal de door de ringvormige ver-20 vormingen 15 en 17 gevormde-ribben opneemt.

Zoals in fig.l is weergegeven wordt het grootste gedeelte van de axiale lengte van de klemring gevormd door de cilindrische gedeelten 32,die in de samengebouwde verbinding althans nagenoeg coaxiaal zijn met de pijpen 10 en 12 en zich vanaf de vervorming 15 totf3e vervorming 17 uit-25 ‘ strekken en radiaal naar buiten op afstand daarvan zijn gelegen,terwijl de conisch hellend verlopende flenzen 34 en 36 tegen de door de vervormingen 15 resp, 17 gevormde ribben dragen. De flens 36 heeft dezelfde helling ten opzichte van de hartlijn van de pijpverbinding als de hellend verlopende flank van de vervorming 17,welke van de vervorming 30 15 is afgekeerd en draagt tegen het door de laatst genoemde flank gevorm de uitwendige oppervlak. Op soortgelijke wijze heeft de flens 34 dezelfde helling als de flank van de ringvormige vervorming 15,welke van de vervorming 17 is afgekeerd,terwijl de flens 34 tegen het door de laatst genoemde flens gevormde uitwendige oppervlak draagt. Het zal duidelijk 35 zijn,dat ten gevolge van de helling van de flenzen 34 en 36 en de flanken van de vervormingen 15 en 17 waartegen deze flenzen dragen een om- 7901276 ψ -6- 20505/CV/tl treksspanning in de klemring 30 aanleiding zal geven tot krachten,die het eindgedeelte 14 verder in de pijp 10 dringen en zodoende het eind-vlak van het eindgedeelte 16 in ingrijping met de schouder 20 dringt.

Deze de pijpen 10 en 12 axiaal naar elkaar toe dringende krachten worden 5 opgenomen door aanligging van het eindvlak van het gedeelte 16 tegen de schouder 20,terwijl de krachten,die ertoe neigen de pijpen 10 en 12 axiaal van elkaar te scheiden worden opgenomen door de stalen klemring 30.

Zoals verder uit fig.3 blijkt is bij het omtrekseinde van ieder 10 gekromd deel 30a,30b nabij de scharnieropstelling 30 het gedeelte 32 verlengd voorbij de naburige omtrekseinden van de flenzen 34 en 36 en aan zijn einde gebogen om met het corresponderend gebogen einde van het gedeelte 32 van het andere gekromde deel en een scharnierpen 42 de scharnieropstelling 40 te vormen. De scharnieropstelling 40 maakt het 15 mogelijk om de klemring 30 te openen ten einde deze over een samengebouwde pijpverbinding te schuiven en daarna om de verbinding te sluiten.

De wijze' waarop de klemring gesloten wordt gehouden om de pijpverbinding is weergegeven in de fig.3 en 4. Bij het omtrekseinde van ieder gekromd deel ,30a ,30b afgekeerd van de scharnieropstelling 40 is het desbetreffen-20 de gedeelte 32 verlengt voorbij de naburige omtrekseinden van de desbetreffende flenzen 34 en 36 en het uitstekende gedeelte is naar buiten gebogen in omgekeerde richting ten opzichte van de kromning van het desbetreffende gekromde gedeelte voor het verkrijgen van een althans in hoofdzaak kanaalvormig orgaan 44,dat althans in hoofdzaak evenwijdig aan de 25 krommingshartlijn van het desbetreffende gedeelte 32 verlooft,waarbij de wand 46 van ieder kanaalvormig orgaan 34,dat het verste is afgelegen van de scharnieropstelling 40 eindigt in een destfitreffende vrije rand 48. De randen 48 van de wanden 46 van de twee gekromde delen zijn zodanig gevormd,dat indien de klemring in zijn gesloten stand is met de 30 relatieve standen van de delen 30a en 30b zoals is weergegeven in fig.3 de vrije randen 48,gezien in de richting van pijl 50 in fig.3 op gelijke wijze maar in tegengestelde richting hellend zijn ten opzichte van de richting van de kroramingsassen van de desbetreffende gekromde delen 30a en 30b. In de gesloten stand van de klemring zoals weergege-35 ven in fig.3 verlopen dus de randen 48 hellend naar elkaar vanaf een axiaal einde van de klem naar let andere einde gezien in de richting van pijl 50 ih fig.3.

7901276 -7- ' 205C5/CV/tl

De klemring wordt om de verbinding vastgehouden met behulp van een althans in hoofdzaak in doorsnede kanaalvomig orgaan 52,dat een vlakke wand 53 bezit dat de basis van het kanaal vormt,en zijwanden 54,die in dwarsdoorsnede (fig.3) gezien,gekromd zijn,· zodanig dat zij zich bij hun 5 vrije einden naar elkaar toe uitstrekken en het kanaal bij zijn monding nauwer is dan op een plaats tussen zijn monding en zijn basis.Iedere zijwand 54 heeft een althans nagenoeg gelijkmatige dwarsdoorsrade vanaf een einde van het orgaan 52 naar het andere einde maar de breedte van de basis 53 van het kanaal verloopt taps van het ene einde van het or-10 gaan 52 naar het andere einde en de richtingen van de langsuitstrekkingen van de twee zijwanden 54 zijn overeenkomstig hellend verlopend ten opzichte van elkaar in de langsrichting van het kanaal,zoals weergegeven in fig.4 waarbij de onderlinge helling van de richtingen van de langs-uitstrekkingen van de zijwanden overeenkomen met debnderlinge helling 15 van de randen 48 in de gesloten stand van de klemring.

Indien de klemring om een pijpverbinding is geslo'ten wordt het wig-orgaan 52 over de flenzen 46 geschoven in een langsrichting evenwijdig aan de hartlijn van de verbinding waarbij het breedste gedeelte van het door het orgaan 52 gévormde kanaal in ingrijping wordt gebracht over de r 20 flenzen 46 bij dat axiale einde waar de vrije randen 48 van de flenzen het dichts bij elkaar zijn gelegen waarna het orgaan 52 in de axiale richting wordt verschoven terwijl de randen 48 tegen de binnenoppervlak-ken van de zijwanden 54 dragen en daardoor naar elkaar toe worden gedrongen tijdens de verschuiving van het klemorgaan,dat wordt tegengehouden 25 door de naar binnen gedraaide vrije randgedeelten van de zijwanden 54, die grijpen in de door de organen 44 gevormde kanalen.

Bij de in fig.1 weergegeven verbinding verlopen de conisch hellende flanken van de vervormingen 15 en 17 en de overeenkomstige flenzen 34 en 36 hellend onder een hoek van 45° ten opzichte van de hartlijn van de 30 pijpverbinding. De in fig.2 weergegeven pijpverbinding komt wat constructie betreft overeen met de^in fig.l weergegeven pijpvertitnding behoudens dat in de verbinding weergegeven in fig.2 de flanken van de vervormingen 15 en 17 en de overeenkomstig hellend verlopende flenzen 34 en 36 onder een hoek van 30° verlopen ten opzichte van de hartlijn van de pijpverbin-35 <*ingi

Uit fg. 1 zal het duidelijk zijn,dat iedere inwendige fluidumdruk in 7901276 -8- - 20505/CV/tl /> r - een de pijpverbinding omvattend pijpsysteem er toe zal neigen de lippen van het afdichtorgaan 28 gevormd door de desbetreffende benen van de U-doorsnede uit elkaar te dringen en er verder toe zal neigen de afdichting te dringen in een zich vernauwend deel van de ringvormige ruimte 5 welke de afdichtring 28 opneemt waarbij dit nauwer wordende deel wordt begrensd tussen de hellend verlopend wand 22 en het uitwendige van deel 14. De afdichtring wordt dus steviger in contact gebracht met de oppervlakken waarmede de afdichtring afdichtend in ingrijping moet komen waardoor een goede afdichting wordt gewaarborgd.

10 Het zal duidelijk zijn,dat ofschoon een inwendige druk in een pijp- systeem voorzien van de verbinding afgebeeld in fig.l of fig.2 een kracht zal opwekken welke ertoe neigt de pijpen 10 en 12 axiaal uit elkaar te bewegen. Een dergelijke kracht zal worden tegengewerkt door de klemring 30,zoals hierboven is uiteengezet. Verder is de axiale lengte 15 van de oppervlakken van de eindgedeelten 14 en 16,die in onderlinge ingrijping zijn in de samengebouwde pijpverbinding voldoende voor het verkrijgen .van een hoge mate van stijfheid van de verbinding ten einde • spanningen in dwarsrichting te weerstaan. De axiale lengte van de laatst genoemde oppervlakken bewerkstelligt ook een uitlijnen van de 20 .pijpen 10 en 12 in de verbinding.

Bovendien heeft de beschreven verbinding het voordeel,dat deze gemakkelijk kan worden samengebouwd en even gemakkelijk kan worden losgekoppeld zonder een van de delen van de verbinding te beschadigen.

Het zal duidelijk zijn,dat bovenstaande beschijving evenals bijgaan-25 de figuren van pijpverbindingen volgens de uitvinding slechts als voorbeeld zijn gegeven,hetgeen in het bijzonder geldt voor de klemringconstruc-tie beschreven aan de hand van de fig.3 en 4. Hierop zijn echter binnen de geest en beschermingsomvang van de uitvinding wijzigingen en/of aanvullingen mogelijk. Zo kan de klemring een groot aantal verschillende 30 vormen aannemen aangepast aan de beoogde werking, in het bijzonder met betrekking tot de voorzieningen getroffen voor het voldoende openen van de ring tot in een stand om de ring over de pijpverbinding te plaatsen en de middelen toegepast om de ring in omtrelcsrichting onder spanning te brengen. De algemene doorsnede vorm van de klemring zoals weergegeven 35 in fig.l en 2 verdient echter de voorkeur voor pijpverbindingen van de in de figuren weergegeven vorm.

7901276

Claims (5)

1. Mechanische verbinding tussen twee pijpen,waarin een eindgedeelte van een eerste pijp nauw passend is opgenomen in een eindgedeelte van een tweede pijp en iédere pijp uitwendig op een plaats op afstand van het door het desbetreffende eindgedeelte verkregen einde daarvan uit- 5 wendig is voorzien van een ringvormige rib,die zich coaxiaal om de pijp uitstrekt terwijl de pijpen tegen axiale scheiding worden tegengehouden door een de twee pijpen bij de verbinding omgevende klemring die de ringvormige ribben van de twee pijpen overspant waarbij de klemring aan zijn uiteinden is voorzien van flenzen welke zich uitstrekken in 10 een naar de hartlijn van de pijpen toegekeerde richting en iedere flens in ingrijping is met die flank van een ringvormige rib,die is afgekeerd van de andere ringvormige rib.

2. Verbinding volgens conclusie l,met het kenmerk,dat althans de tweede pijp is voorzien van een inwendige ringvormige groef op een axiale 15 plaats overeenkomend met de uitwendige ringvormige rib op deze pijp en de relatieve lengtes van de eindgedeelten van de twee-pijpen zodanig zijn,dat. het eindgedeelte van de eerste pijp zich althans gedeeltelijk over de ringvormige groef in de tweede pijp uitstrekt en een ringvormige pakking is opgesteld in de 'ringvormige ruimte begrensd tussen de 20 wand van de ringvormige groef in de tweede pijp 'fen- het naburige deel van het uitwendige van het eindgedeelte van de eerste pijp.

3. Verbinding volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk,dat de klemring is gevormd lit twee gekromde delen,die bij hun ene einden flexibel met elkaar zijn verbonden en aan hun andere einden zijn voorzien van 25 organen,die in de samengestelde verbinding in ingrijping zijn met een kanaalvormig wigorgaan dat over de organen is geschoven in een richting althans nagenoeg evenwijdig aan de langshartlijnen van de pijpen bij de verbinding.

4. Verbinding volgens een der voorgaande conclusies,met het kenmerk, 30 dat de met de flenzen van de klemring in ingrijping zijnde flanken van de ringvormige ribben hellend verlopen ten opzichte van de hartlijn van de pijpverbinding en de flenzen van de klemring overeenkomstig hellend verlopen op zodanige wijze,dat een op de klemring litgeoefende klemkracht in omtreksrichting werkt voor het naar elkaar toe dringen van de twee 35 pijpen.

5. Pijpverbinding althans nagenoeg zoals hierboven is omschreven en/ of is afgebeeid in bijgaande figure^ 7901276