NO127546B - - Google Patents

Description

Pakning og rørforbindelse med en sådan.

Oppfinnelsen angår en pakning og en rørforbindelse med en sådan, og oppfinnelsen er en endring av den oppfinnelse som er beskrevet i beskrivelsen i patent nr. 94.358.

Som det fremgår av hovedpatentets beskrivelse skal betegnelsen «rør» innbefatte den forbindelse, rørformede del av alle konstruksjoner, ved hvilke en sådan rør-formet del er innrettet til å lede væske, gass eller tørrstoff og uten hensyn til di-mensjonen av denne del. Betegnelsen er spesielt tenkt å innbefatte de forbindende rørformede deler av ventiler, hydrantkra-ner og fittings, såvel som de rørformede gjenstander som i alminnelighet kalles rør.

Pakningen i henhold til hovedkravet utmerker seg ved at pakningens aksiale lengde er større enn dens største radiale bredde, at den omfatter to aksiale partier, hvorav det første er utformet med større radial tykkelse enn det annet, og at det første parti består av eftergivende og lett deformerbart materiale, mens det annet er utført av et materiale som er mere mot-standsdyktig mot deformering. Rørforbin-delsen er særlig innrettet til anvendelse ved ledninger, i hvilket trykket kan variere fra negativt trykk til meget høye positive trykk.

I hovedpatentet er det også satt opp en påstand på en rørkobling som omfatter et rørs hylse-endedel med i det vesentlige sylindrisk ytterflate og et annet rørs endedel hvis indre i det vesentlige sylindriske flate omgir et rom som under sammensetningen opptas av det første rørs endedel, hvor hylsedelen på innersiden er forsynt med et ringformet spor hvori den ringformede pakning er innsatt og hvor pakningens første aksiale parti er avpasset til å ligge an mot sporets indre vegg og røren-dens ytre vegg, idet det utsettes for en sammentrykkende radial kraft, mens det annet aksiale parti er anordnet slik at det ligger nær åpningen, og ved midler som virker mellom det annet aksiale parti og sporets tilstøtende vegg for å hindre pakningen, i å forskyves aksialt i forhold til sporet. Rørkoblingen er slik at den normale maksimale radiale tykkelse av pakningens første aksiale parti er større enn avstanden mellom rørendens ytre vegg og sporets aksiale vegg, mens den normale radiale tykkelse av det annet aksiale parti er mindre enn den nevnte avstand, og at pakningens første parti i sammensatt stilling er anordnet slik at det vender mot rørenden.

Den foreliggende oppfinnelse angår en rørforbindelse til anvendelse ved rørled-ninger, som fører noe mindre maksimale trykk, ved hvilke sannsynligheten for at pakningen skal blåses ut ikke er så stor som ved ledninger med høyere trykk, og under anvendelse av pakninger til sådanne rørforbindelser som kan fremstilles til noe lavere pris enn dem som er utført av to forskjellige materialer. Med unntagelse av anvendelse av samme materiale i begge aksiale deler av pakningen, er rørforbindelsen ifølge oppfinnelsen i enhver henseende identisk med den som er beskrevet i hoved-pate.ntets beskrivelse.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en rørforbin-delse, ved hvilken man overvinner mang-lene ved de hittil kjente rørforbindelser, som er bygget som nevnt i beskrivelsen til hovedpatentet, og ved hvilken en homogen pakning benyttes.

Den foreliggende oppfinnelse utmerker seg ved den endring av rørforbindelsen som er omhandlet i hovedpatentet, at det tilveiebringes en aksialt forlenget, ringformet, homogen pakning, som har to aksiale deler som begge anbringes i det ringformede spor i det ytre rørstykke.

Oppfinnelsen skal beskrives under hen-visning til tegningen, som viser forskjellige utførelsesformer for rørforbindelsen ifølge oppfinnelsen. På tegningen viser fig. 1 et radialt lengdesnitt av en muffeende, som passer til anvendelse ved en utførelsesform av oppfinnelsen, fig. 2 et radialt lengdesnitt av en mufferørforbindelse før sammensetningen, fig. 3 den samme rørforbin-delse delvis sammensatt, fig. 4 den samme rørforbindelse helt sammensatt, fig. 5 et radialt lengdesnitt i mindre målestokk av en rørforbindelse med løs muffe ifølge oppfinnelsen, fig. 6 et radialt lengdesnitt av en muffeforbindelse i sammensatt tilstand ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen, fig. 7 et radialt lengdesnitt av en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, fig. 8 delvis i tverrsnitt, utformingen av den i fig. 2, 3, 4 og 5 viste pakning. Fig. 9—14 viser forskjellige utførelsesformer av andre pakninger, som også kan anvendes i rørforbindelser ifølge oppfinnelsen, og fig. 15 i perspektiv, aksialt adskilt, alle vesentlige deler til oppbygningen av en rørfor-bindelse ifølge oppfinnelsen.

I den på fig. 1—4 og 15 viste muffeforbindelse har den indre sylindriske muffedel 26 tilnærmelsesvis samme innvendige diameter som den glatte ende av det annet rør, som skal inngå i forbindelsen. Idet man går fra den indre muffedel 26 mot den ytterste muffeende 27, finnes der i muffen en ansats 5 som tjener som anslag under sammensetningen. Rørets 2 glatte ende stanses nemlig ved innsetningen i muffen av ansatsen 5.

Muffens 3 indre er forsynt med en i hovedsaken sylindrisk innvendig vegg 6, som begrenser åpningen til opptagelse av den glatte ende 4 av det indre rør 2, som har en i hovedsaken sylindrisk yttervegg 17. Radialt i forhold til den innvendige vegg

6 er et ringformet spor 36 utformet for å gi

plass for en tetningspakning 12. Det ringformede spor begrenses av en forreste radial vegg 11, en bakre radial vegg 7, som er forbundet med en tredje vegg 8, som i hovedsaken er parallell med den aksialt be-liggende sylindriske del 26. Den radiale vegg 11 står i hovedsaken vinkelrett på den aksiale vegg 8, og de to vegger møtes langs forbindelseslinjen 15. Fra veggen 8 rager en ringformet kant eller et fremspring 9 innover, hvis formål skal forklares neden-for.

Pakningen 12 er utformet slik at den kan bøyes for å muliggjøre dens innsetting, men på grunn av sin elastisitet antar den igjen lett sin normale sirkulære form efter innsettingen, slik at den med sin ytterflate slutter seg tett til den aksiale vegg 8. Den innerste, ringformede kant av pakningen 12 ligger imidlertid et stykke fra den bakre, radiale vegg 7, som det sees på fig. 2.

I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på fig. 8, er pakningens 12 ytre flate forsynt med en fordyp-ning 18 som har samme form som den ringformede låsekant 9 og opptar denne. Når den er anbragt på plass, som vist på tegningen, vil den ringformede del 22 av pakningen 12 som er avgrenset ved fordyp-ningen 18 og en radial vegg 21, utfylle mel-lomrommet mellom veggen 11 og låsekanten 9.

Låseringen 9 kan erstattes med andre låsemidler. Låsekanten kan lett støpes i sporet når muffen er fremstillet av støpt metall, f. eks. støpejern.

Fig. 6 viser en annen utførelsesform, hvor fremspringet og sporet er ombyttet, dvs. fremspringet 37 utgjør en del av pakningen 13, og et tilsvarende spor 10 er utformet i den aksiale vegg 8. Det vil fremgå at fremspringet, enten det er anbragt på rørveggen eller på pakningen, ikke nødven-digvis behøver å være kontinuerlig, men kan bestå av en rekke adskilte fremspring, som er anbragt i ring. Fremspringene og sporene er heller ikke begrenset til de viste former og kan anbringes i en kortere eller lengere aksial avstand fra forbindelseslinjen 15.

Et ytterligere middel til å forhindre aksial forskyvning av pakningen under sammensetningen, er vist på fig. 7. Ved denne utførelsesform er veggens 8 overflate ikke brutt hverken av spor eller fremspring, og der behøves heller ingen tilsvarende ut-formning av pakningen. Ved denne utfø-relsesform av oppfinnelsen er et hensiktsmessig klebestoff anbragt enten på sporets radiale vegg 11 eller aksiale vegg 8 eller på pakningens sider 21 eller 22 eller på to eller flere av disse flater, slik at pakningen fast-holdes i den ønskede stilling under rørfor-bindelsens sammensetning. Til dette formål behøver det anvendte klebestoff ikke nødvendigvis å være av den art som for bestandig skal kunne fastholde pakningen i sporet, men det er tilstrekkelig med et hvilket som helst klebestoff som effektivt kan holde pakningen i stilling i det forholdsvis korte tidsrom som kreves til å inn-sette røret 2 i muffen 3. Flere forskjellige fastholdelsesmidler kan benyttes samtidig, f. eks. klebestoff sammen med fremspring og spor.

Fig. 5 viser en utførelsesform av en rørforbindelse ifølge oppfinnelsen med løs samlemuffe. I det viste eksempel er de rør-deler som skal forbindes med hinannen, utformet og betegnet på samme måte som det indre rør 2 ved muffeforbindelsen. Sporene 36 som er utformet i forbindelsesmuffen 30, har et tverrsnitt som ligner det sporet i muffen 3 ved den foran beskrevne muffeforbindelse. I alle vesentlige henseender, dvs. midler til å holde pakningen på plass under sammensetningen, og utformninger av pakninger, er samlemuffeforbindelsen identisk med mufferørforbindelsen, med unntagelse av at der ved samlemuffeforbindelsen kreves to spor og to pakninger for å tilveiebringe tetning mot de to rør 2.

Av samme betydning som utformningen av sporet 36 i muffen 3 er utformningen av den pakning som skal innsettes i sporet. Pakningen må i det minste på en aksial del av denne ha en radial tykkelse som er større enn avstanden mellom den aksiale vegg 8 i sporet i muffen 3 og rør-endens 2 ytterside 17. Denne radiale tykkelse er nødvendig for at denne del av pakningen skal være undergitt radial trykk-kraft mellom de to flater, slik at en full-stendig tetning tilveiebringes. Av samme grunn må denne del av pakningen utføres av materiale som har noen elastisitet. Denne aksiale del vil herefter bli kalt tetnings - delen. Det er likeså viktig at den annen aksiale del av pakningen har en radial tykkelse som er mindre enn avstanden mellom det aksiale spor 8 og muffen 3 og yt-terveggen 17 av rørenden 2. Denne del av pakningen må ha en viss motstandsevne mot formendring for å hindre pakningen i å bli blåst ut gjennom åpningen mellom den ytterste leppe 16 på muffen 3 og ytter-veggen 17 av rørenden 2. Ellers kunne kraften fra det innvendige trykk som virker på tetningsdelen av pakningen, trykke pakningen ut gjennom åpningen. Den annen, aksiale del vil herefter bli kalt støtte-delen.

For at begge de aksiale deler av pakningen kan utføres av samme materiale, uten at det er nødvendig å forsterke støtte-delen, er det nødvendig at de fysiske egenskaper ved materialet velges som et kompromiss mellom de nevnte funksjoner av de to aksiale deler. Det vil si at til optimal virkning ved høyt rørledningstrykk og med maksimal frigang, skal tetningsdelen for-trinnsvis utføres av et egnet elastisk og lett deformerbart, plastisk materiale som har en hårdhet mellom 40 og 65, målt i et Shore A-durometer, og støttedelen av et mere stivt materiale som har en hårdhet mellom 75 og 90. Ved den foreliggende oppfinnelse hvor begge aksiale deler utføres av de samme materialer, oppnåes optimale resultater ved at man foretar et kompromiss mellom kravene til begge deler og anvender kautsjuk, syntetisk kautsjuk eller annet egnet plastisk materiale, som har en hårdhet mellom 50 og 70 målt på det samme Shore A-durometer.

En annen avgjørende egenskap ved de pakninger som anvendes i rørforbindelser ifølge oppfinnelsen, er at de er langstrakte i aksial retning, dvs. pakningens aksiale mål eller lengde skal være større enn dens største radiale mål eller tykkelse. Den innvendige diameter av pakningen avtar fra et maksimum på støttedelen til et mini-mum på tetningsdelen. Denne egenskap

•kreves som et middel for tilveiebringelse av en liten innfallsvinkel av rørenden 4 og pakningen uten at der kreves en særlig stor radial tykkelse av pakningen. Den nevnte innfallsvinkel er den spisse vinkel som dannes mellom det indre rørs 2 yttervegg 17 og pakningens 12 innvendige om-kretsflate 34 ved rørendens 4 første be-røring med pakningen. Hvis innfallsvinkelen er alt for stor, deformeres pakningen ikke for å tillate rørenden 4 å passere, men rørenden 4 griper fast i pakningen og for-skyver denne aksialt eller beskadiger den. Bortsett fra problemet med pakningens utblåsning, er en pakning ifølge O-ringprin-sippet et virksomt middel til tetning mellom de indre og ytre rørdeler. Men ved O-ringpakninger av rimelige størrelser som de som kreves til bruk i rørforbindelser, er innfallsvinkelen større enn ved en pakning, som innbefatter de tidligere nevnte avgjø-rende egenskaper. Brukbare innfallsvinkler kan følgelig kun oppnåes ved anvendelse av O-ringpakninger av størrelser som

er alt for store til å kunne benyttes i til-knytning til vanlige rørforbindelser.

Ved å anvende pakninger ifølge oppfinnelsen kan pakningenes størrelse imidlertid holdes innenfor rimelige grenser, og allikevel kan der oppnås innfallsvinkler som kan sammenlignes med sådanne som hittil bare har kunnet oppnås ved å anvende O-pakninger av vesentlig større radial tykkelse.

I overensstemmelse med de ovenfor nevnte krav kan pakningen som anvendes i rørforbindelsen ifølge oppfinnelsen variere betydelig i form og struktur. Tegningen angir bare noen få brukbare utformninger av pakningen, og tegningen må betraktes som illustrerende uten å angi noen be-grensning.

For ytterligere å øke elastisiteten og deformerbarheten i den aksiale del av pakningen, hvis radiale tykkelse er størst uten en tilsvarende innvirkning på den annen dels ønskede stivhetsgrad, har det i visse tilfelle vist seg ønskelig å bryte kontinui-teten i materialet i den tykkere del. Fig. 9 viser en utførelsesform som egner seg til oppfyllelse av dette formål, hvor et kontinuerlig ringformet hull 25 er utformet ho-vedsakelig i midten av pakningens tykkere del. Det vil fremgå at hullet 25 tillater en større endring av denne pakningsdels form, slik at rørenden 4 kan passere under sammensetningen. Fig. 10 og 11 viser en annen utførelses-form for pakningen, hvor en rekke særskilte hull 28 er aksialt utformet i den tykkere del av pakningen. Disse hull tjener likeså til å tillate en større formendring av denne del av pakningen for å lette rør-endens 4 passasje under sammensetningen. Hullene tjener dessuten det formål å for-dele rørets indre trykk radialt mot pakningen, og således øke det radiale kom-presjonstrykk som bevirker at pakningen tetter mellom rørveggene. Fig. 12 og 13 viser en ytterligere utfø-relsesform av pakningen, forsynt med ringformede ribber 29 som er ennu mere defor-merbare for å tillate rørenden 4 i å passere under sammensetningen, og den er ennvidere forsynt med et kontinuerlig spor 35 som tjener det samme formål som de særskilte hull 28 ifølge fig. 10 og 11.

Enda en hensiktsmessig utførelsesform for pakningen er vist på fig. 14, i hvilken pakningens støttedel som har den minste tykkelse, i hovedsaken er identisk med de ovenfor nevnte pakninger, mens tetningsdelen med større radial tykkelse er ander-ledes. Særskilte lepper 31 og 32 er innrettet til å tilveiebringe tetning mot den aksiale vegg 8 og rørendens ytterside 17, idet der mellom leppene finnes en ringformet renne 33. På samme måte som de særskilte hull 28 på fig. 10 og 11 eller det ringformede spor 35 på fig. 12 og 13, er denne ringformede renne innrettet til å oppta rørets indre trykk og anbringe det som et radialt trykk for å tilveiebringe tetning mellom leppen 31 og den aksiale vegg 8 og mellom leppen 32 og den ytre vegg 17.

Idet der igjen henvises til fig. 1, 2, 3, 4 og 15, kan, hvis så ønskes, det indre rør-stykkes 2 yttervegg 17 eller pakningens 12 innerside 34 påtrykkes et passende smøre-middel, f. eks. bløt sepe. Hvorvidt og i hvilken grad smøremiddel skal anvendes av-henger av yttersidens 17 ruhet og av for-men på rørets 2 ytterende 4 som også har innflytelse på innfallsvinkelen. Hvis rør-enden 4 er tilstrekkelig tilspisset, som vist på fig. 2, eller hvis røret 2 er fremstillet av et materiale som gir en glatt overflate 17, behøves intet eller bare litt smøremid-del. Selv om rørytterflatene imidlertid er ru og rørendene ikke tilspisset, som vist på fig. 5, 6 og 7, er det som regel tilstrekkelig å anbringe et mindre kvantum smøremid-del på pakningen. Smøremidlet anbringes passende, efter at pakningen 12 er innsatt på sin rette plass, som vist på fig. 2. Mon-tøren behøver bare å forvisse seg om at pakningens vegg 21 berører sporets vegg 11 og at pakningen igjen har antatt sin opp-rinnelige sirkulære form, hvilket automat-isk sikrer berøring med den aksiale vegg 8 og den riktige virkning av de midler som skal forhindre pakningens forskyvning. Hvis et klebestoff utgjør midlet til å forhindre aksial forskyvning av pakningen, skal dette påstrykes før innsetningen av pakningen.

Den ytre rørdel, det være seg et rørs muffeende eller en løs samlemuffe, blir derpå gjort klar til innsetning av den indre rørende 4 i det ytre rørs åpning. I alle tidligere forbindelser av denne alminne-lige art har rørenden 4 en utpreget tendens til å komme i friksjonsinngrep med pakningen og forskyve denne aksialt i sporet. I mange tilfelle opphører denne aksiale bevegelse ikke når pakningen kommer i inngrep med den bakerste vegg 7, men på dette stadium blir pakningen forvridd, de-formert eller på annen måte bragt ut av form og vil tvinges inn mellom den ytre rørdels vegg 6 og den indre rørende. Når en sådan bevegelse forekommer, kan virke-lig beskadigelse av pakningen lett finne sted. Skaden kan eventuelt ikke oppdages før rørledningen settes under trykk og en eventuell lekkasje iakttas. Som ovenfor fremhevet er imidlertid rørforbindelsen ifølge foreliggende oppfinnelse beregnet til å eliminere denne vanskelighet. Det er tilveiebragt midler til å sikre pakningen mot enhver aksial bevegelse i forhold til sporet, slik at en lekkasjefri forbindelse oppnåes i ethvert tilfelle.

Eftersom rørenden i det vesentlige bare berører pakningens aksiale del som har den største radiale tykkelse, sammentrykkes pakningen radialt ved berøring med det indre rørs 2 ende 4 og frembyr meget liten motstand mot rørendens 4 aksiale bevegelse. I virkeligheten er et av de særlige kjennetegn ved denne rørforbindelse den ubetydelige kraft som kreves til innsetningen av den indre rørdel i den ytre rørdel eller muffe.

En uventet fordel ved utformningen av en rørforbindelse ifølge oppfinnelsen skyl-des tilveiebringelsen av de midler som skal forhindre at pakningen under sammensetningen beveges aksialt i sporet. Forsøk med forbindelser utformet ifølge oppfinnelsen, men uten sådanne midler har vist at selv om forbindelsen er riktig sammensatt, vil pakningen utblåses gjennom åpningen ved forholdsvis høye trykk. Utblåsningen vil skje fordi pakningen vendes helt om i sporet, idet tetningsdelen passerer under støttedelen og ut gjennom åpningen. Pakningens langstrakte form forårsaker en viss motstand mot at pakningen vendes. En slik vending krever ennvidere at støttede-len viker bort fra åpningen i aksial retning når tetningsdelen begynner å flyte mot og gjennom åpningen. Tilveiebringelsen av de midler som utgjøres av det ringformede fremspring 9 og det tilsvarende spor 18 i pakningen tjener til å forhindre pakningens vending og utblåsning, fordi den nød-vendige aksiale bevegelse av pakningens støttedel hindres.

Claims (1)

1. Pakning ifølge en eller flere av påstan-dene i patent nr. 94 358, karakterisert ved at pakningen er en aksialt forlenget, ringformet, homogen pakning med to aksiale deler som begge er ført inn i det ringformede spor i den ytre rørseksjon.