NO137164B

NO137164B - PIPE COUPLING FOR THERMAL PLASTIC TREES.

Info

Publication number: NO137164B
Application number: NO70673A
Authority: NO
Inventors: Erling Roos
Original assignee: Graenges Essem Ab
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1977-10-03
Also published as: DE2307876C2; DE2307876A1; GB1383267A; FI57835C; ATA156573A; FI57835B; SE419371B; DK132467B; AT328239B; CH553367A; NO137164C; DK132467C

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en rorkobling for termoplastror, særlig slike'ror som er innrettet for transport av fluider under trykk og hvis temperatur varierer, hvorved koblingen omfatter en i det vesentlige hylseformet del bestående av plast, hvilken innvendig og med klaring mottar et endeparti av et termoplastror, en tetningsring anordnet i et rundt- The present invention relates to a pipe coupling for thermoplastic pipes, in particular such pipes which are designed for the transport of fluids under pressure and whose temperature varies, whereby the coupling comprises an essentially sleeve-shaped part consisting of plastic, which internally and with clearance receives an end part of a thermoplastic pipe , a sealing ring arranged in a round

gående spor på innsiden av den hylseformede delen, samt et koblingselement som sammenlåser den hylseformede delen og roret mot relativ aksial forskyvning, idet koblingselementet utgjores av en koblingshylse som omgir den hylseformede delen og er låst mot aksiél bevegelse relativt til denne, hvilken koblingshylse har et parti som rager aksielt utenfor den hylseformede delen og står i inngrep med rorets utside for å hindre aksiel bevegelse mellom koblingselementet og roret. running track on the inside of the sleeve-shaped part, as well as a coupling element which interlocks the sleeve-shaped part and the rudder against relative axial displacement, the coupling element consisting of a coupling sleeve which surrounds the sleeve-shaped part and is locked against axial movement relative to this, which coupling sleeve has a part which protrudes axially outside the sleeve-shaped part and engages with the outside of the rudder to prevent axial movement between the coupling element and the rudder.

Trykkledninger av plast har hittil frem for alt kommet til anvendelse som koldtvannsledninger nedlagt i bakken. Sådanne vannledninger utsettes bare for meget små temperaturervariasjoner således at deres sammenkobling ikke har medfort noen storre problemer. I den senere tid har imidlertid termoplastror begynt å bli anvendt også for væsker og gasser under trykk og hvis temperatur dessuten varierer. Herved oppstår imidlertid vanskelige problem ved sammenkobling av rorene, samt ved deres tilslutning til stamledninger etc. De koblinger som hittil har vært anvendt for sistnevnte formål, har vært klart utilfreds-stillende, til en viss grad på grunn av at de aksiale strekk-spenninger som oppstår i rorene, overfores til koblingene på ufordelaktig måte, men fremfor alt på grunn av at koblingene i det vesentlige forhindrer radial ekspansjon av rorene når et varmt medium under trykk passerer gjennom rorene. Herunder har nemlig de rorender som har vært opptatt i koblingene, på grunn av rormaterialets termoplastiske egenskaper, i stedet tilpasset seg koblingenes innerdimensjon og -form, under den tid varmt medium strommer gjennom rorene, hvoretter rorendene ved avkjoling, som en folge av rormaterialets store varmeutvidelseskoeffisient, vil krympe i forhold til koblingene og gi glippende forbindelse, ofte i sådan grad at koblingene mister så vel tetnings- som fastholdings virkning. Pressure pipes made of plastic have so far primarily been used as cold water pipes laid in the ground. Such water pipes are only exposed to very small temperature variations, so that their interconnection has not caused any major problems. In recent times, however, thermoplastic pipes have also begun to be used for liquids and gases under pressure and whose temperature also varies. This, however, creates difficult problems when connecting the rudders, as well as when they are connected to trunk lines, etc. The connections that have been used for the latter purpose up until now have been clearly unsatisfactory, to a certain extent because the axial tensile stresses which occurs in the tubes, is transmitted to the couplings in an unfavorable manner, but above all because the couplings essentially prevent radial expansion of the tubes when a hot medium under pressure passes through the tubes. Here, the rudder ends that have been involved in the couplings, due to the thermoplastic properties of the rudder material, have instead adapted to the inner dimension and shape of the couplings, during the time hot medium flows through the rudders, after which the rudder ends on cooling, as a consequence of the rudder material's large coefficient of thermal expansion , will shrink in relation to the couplings and give a loose connection, often to such an extent that the couplings lose both their sealing and holding effect.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er nå å fremskaffe en ny og fordelaktig rorkobling for termoplastror, og som ikke er beheftet med de ovenfor angitte ulemper. The purpose of the present invention is now to provide a new and advantageous rudder coupling for thermoplastic rudders, which is not affected by the above-mentioned disadvantages.

For dette formål anvendes en rorkobling av den innledningsvis angitte type, og som dessuten i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk at koblingselementet er fjærende i radiel retning så vel utover som innover og at kantpartiet utover et kontinuerlig trykk mot utsiden av roret samt oppviser organer for inngrep i rorgodset. For this purpose, a rudder coupling of the type indicated at the outset is used, and which, according to the invention, also has as a distinctive feature that the coupling element is springy in the radial direction as well as outwards as well as inwards and that the edge part exerts a continuous pressure against the outside of the rudder and exhibits means for engagement in the tiller.

Oppfinnelsens særtrekk og egenskaper vil i det folgende bli nærmere beskrevet ved hjelp av utforelseseksempler og under "henvisning til de vedfoyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 er en sideprojeksjon av en rorkobling i henhold til oppfinnelsen og innrettet for sammenkobling av to termoplastror med samme tverrdimensjon, idet visse partier er bortskåret eller vist i aksialsnitt for tydligere fremvisning av koblingens konstruksjon, og The distinctive features and properties of the invention will be described in more detail in the following with the help of exemplary embodiments and with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 is a side projection of a rudder coupling according to the invention and designed for connecting two thermoplastic rudders with the same cross-sectional dimension, in that certain parts are cut away or shown in axial section for a clearer presentation of the coupling's construction, and

Fig. 2 viser et aksialsnitt gjennom en kobling i henhold til oppfinnelsen, for kobling av et termoplastror til en stamledning. Fig. 2 shows an axial section through a coupling according to the invention, for connecting a thermoplastic pipe to a trunk line.

I fig. 1 betegner 10 en koblingshylse med to innbyrdes like hylsedeler 12 anordnet på hver sin side av et anslag 11 og speil-vendt i forhold til nevnte anslag. På innsiden av hver hylsedel 12 er det anordnet et rundtgående spor 13, som opptar en tetning 14. Tetningene 14 er innrettet for å bevirke tetning mellom innsiden av hylsedelene 12 og utsiden av to termoplastror 15 som er innskjovet i hylsedelene, hvorved anslaget 11 bestemmer i hvilken grad rorene 15 kan skyves inn i hylsedelene 12. Kbblingshylsen 10 består av et material hvis varmeutvidelseskoeffisient i det vesentlige er lik varmeutvidelseskoeffisienten for materialet i rorene 15, hvormed det her og i patentkravene menes at varme-utvidelseskoef f isienten for koblingshylsen 10 i det minste skal være ca. halvparten av varmeutvidelseskoeffisienten for rorene 15. Dette innebærer i praksis at også koblingshylsen 10 må utfores i et plastmaterial. In fig. 1 designates 10 a coupling sleeve with two mutually identical sleeve parts 12 arranged on either side of a stop 11 and mirrored in relation to said stop. On the inside of each sleeve part 12, a circumferential groove 13 is arranged, which occupies a seal 14. The seals 14 are designed to effect a seal between the inside of the sleeve parts 12 and the outside of two thermoplastic pipes 15 which are inserted into the sleeve parts, whereby the stop 11 determines in the degree to which the pipes 15 can be pushed into the sleeve parts 12. The coupling sleeve 10 consists of a material whose coefficient of thermal expansion is substantially equal to the thermal expansion coefficient of the material in the pipes 15, by which it is meant here and in the patent claims that the coefficient of thermal expansion for the coupling sleeve 10 is at least should be approx. half of the thermal expansion coefficient for the rudders 15. This means in practice that the coupling sleeve 10 must also be made of a plastic material.

For sammenkobling av hvert ror 15 med den tilhorende hylsedel 12, er det anordnet et koblingselement 16, som i det vesentlige har form av en hylse, som ved sine ender har radialt innoverrettede partier 17 og 18. Partiet 17 er anordnet for å mottas i et rundtgående, utvendig spor 19 på den tilhorende hylsedel 12, hvorved partiet 18, når partiet 17 opptas i sporet 19, befinner seg aksialt utenfor hylsedelen 12. Partiet 18 er forskynt med ribber 20 eller lignende for utvendig inngrep med det tilhorende ror 15 utenfor hylsedelen 12, hvorved ribbene hensiktsmessig har sådan form at de letter riktig innforing av roret 15 i elementet 16. men vanskeliggjør utdragning av roret fra dette element, slik det også vil fremgå av tegningen. Det viste koblingselement 16, som kan bestå av metall eller plast, er utfort for fjærende utvidning i radial retning, ved at det er forsynt med slisser 21 som avvekslende utgår fra den ene og den annen ende av elementet 16. Hylsedelen 12 begrenser ved sitt anlegg mot innsiden av elementet 16 i området mellom partiene 17 og 18, den utstrekning hvormed partiet 18 og dets ribber 20 når radialt innenfor innerflaten 22 av hylsedelen 12. I det minste den del av koblingselementet som er forsynt med ribbene 20, bor ha storre hårdhet enn rorene 15- Hvis så onskes, kan f.eks. på den viste måte en holderhylse 23, som forovrig er slik utformet og beskaffet at den i det minste ikke vesentlig hemmer de ovrige koblingsdelers temperaturbevegelser, være anordnet utenfor hvert koblingselement 16 for derved tvangsmessig å holde partiet 17 i inngrep med sporet For connecting each rudder 15 with the corresponding sleeve part 12, a coupling element 16 is arranged, which essentially has the form of a sleeve, which at its ends has radially inward parts 17 and 18. The part 17 is arranged to be received in a circumferential, external groove 19 on the associated sleeve part 12, whereby the part 18, when the part 17 is taken up in the groove 19, is located axially outside the sleeve part 12. The part 18 is provided with ribs 20 or the like for external engagement with the associated rudder 15 outside the sleeve part 12 , whereby the ribs conveniently have such a shape that they facilitate the correct insertion of the rudder 15 into the element 16, but make it difficult to extract the rudder from this element, as will also appear from the drawing. The shown coupling element 16, which can consist of metal or plastic, is extended for resilient expansion in the radial direction, in that it is provided with slots 21 which alternately emanate from one and the other end of the element 16. The sleeve part 12 limits by its contact towards the inside of the element 16 in the area between the parts 17 and 18, the extent by which the part 18 and its ribs 20 reach radially within the inner surface 22 of the sleeve part 12. At least the part of the coupling element which is provided with the ribs 20 should have a greater hardness than the rudders 15- If desired, e.g. in the manner shown, a holder sleeve 23, which is otherwise designed and provided in such a way that it at least does not significantly inhibit the temperature movements of the other coupling parts, be arranged outside each coupling element 16 to thereby forcibly keep the part 17 in engagement with the groove

.19 og beskytte slissene 21 mot sådan inntrengning av fremmed material, at elementets evne til radial sammentrekning fra en utvidet tilstand går tapt. Hylsen 23 er ved sine ender vist å .19 and protect the slots 21 against such penetration of foreign material that the element's ability to radially contract from an expanded state is lost. The sleeve 23 is shown at its ends

ha radialt innadrettede partier 2k, 25, som på sådan måte omslutter hver sin ende av elementet 16 at dette ,og hylsen 23 låses eller fastholdes aksialt i forhold til hverandre. Innerdimensjonen av hylsen 23 kan videre velges slik at den ved montering av koblingen tvangsmessig i en viss grad presser inn ribbene 20 i rorets gods. Ved anvendelse av en holderhylse av samme art som hylsen 23 er det også mulig å anvende et koblingselement som består av to eller flere separate deler, hvorved koblingselement-delene for eksempel kan frembringes ved at slissene 21 1 fig. 1 strekker seg aksialt gjennom hele lengden av elementet 16. have radially inwardly directed parts 2k, 25, which enclose each end of the element 16 in such a way that this and the sleeve 23 are locked or held axially in relation to each other. The inner dimension of the sleeve 23 can also be chosen so that when the coupling is fitted, it forcibly presses the ribs 20 into the rudder's stock to a certain extent. When using a holder sleeve of the same type as the sleeve 23, it is also possible to use a coupling element which consists of two or more separate parts, whereby the coupling element parts can for example be produced by the slits 21 1 fig. 1 extends axially through the entire length of element 16.

Avstanden mellom stedet for hvert koblingselements inngrep med The distance between the location of each coupling element's engagement with

et tilhorende ror 15 og tetningen 1^ beloper seg til minst det dobbelte av veggtykkelsen for roret 15, og i det minste ved små rordimensjoner, f. eks. opp til en ytterdiameter på ca. 50 ml, er det vanligvis hensiktsmessig å la denne avstand være omtrent like stor som eller storre enn den halve ytterdiameter av roret 15. Også avstanden mellom tetningen 1>+ og anslaget 11 bor dimensjoneres slik at det oppgår til minst toganger veggtykkelsen av roret 15, og den sistnevnte avstand kan likesom den forstnevnte avstand i det minste ved mindre rordimensjoner med fordel velges omtrent like stort som eller storre enn den halve ytterdiameter av roret 15. an associated rudder 15 and the seal 1^ amount to at least twice the wall thickness of the rudder 15, and at least for small rudder dimensions, e.g. up to an outer diameter of approx. 50 ml, it is usually appropriate to let this distance be approximately equal to or greater than half the outer diameter of the rudder 15. Also the distance between the seal 1>+ and the stop 11 should be dimensioned so that it amounts to at least twice the wall thickness of the rudder 15, and the latter distance can, like the former distance, at least in the case of smaller rudder dimensions, advantageously be chosen approximately as large as or greater than half the outer diameter of the rudder 15.

Ved montering av koblingen skyves endene av rorene 15 gjennom hver sin tilordnete hylsedel 12 og det koblingselement 16 som er montert på vedkommende hylsedel, frem til anlegg mot ansatsen 11", hvorved elementet 16 utvides i området for partiene 18. Hylsene 23, som fra begynnelsen kan ha vært skjovet inn på hver sin rorende 15 eller ha vært aksialt bevegelig anbragt på det tilhorende koblingselement 16, skyves til slutt aksialt utenpå elementet 16, inntil hylsepartiene 25 smekker inn bak de to ender av elementene 16 som vender mot hverandre. Gjennom tilbake-fjæringsvirkningen av elementene 16 samt eventuelt gjennom en viss påvirkning i radial retning på partiene 18 fra hylsene 23, presses ribbene 20 inn i rorgodset, således at rorene 15 fast-låses i forhold til hver sin tilhorende hylsedel 12. Hensiktsmessig er hylsedelene 12, koblingselementene 16 og holderhylsene 23 alle avfasete eller konisk utformete på den måte som er vist i figurene, således at monteringen av rorkoblingen lettes. When assembling the coupling, the ends of the rudders 15 are pushed through each assigned sleeve part 12 and the coupling element 16 which is mounted on the respective sleeve part, until they abut against the stop 11", whereby the element 16 is expanded in the area of the parts 18. The sleeves 23, as from the beginning may have been pushed onto each moving part 15 or have been axially movably placed on the associated coupling element 16, finally pushed axially outside the element 16, until the sleeve parts 25 snap into place behind the two ends of the elements 16 which face each other. Through back- the spring effect of the elements 16 and possibly through a certain influence in the radial direction on the parts 18 from the sleeves 23, the ribs 20 are pressed into the rudder material, so that the rudders 15 are locked in relation to each of their corresponding sleeve parts 12. Suitably, the sleeve parts 12, the coupling elements 16 and the holder sleeves 23 are all chamfered or conically designed in the manner shown in the figures, so that the assembly of the rudder coupling is facilitated.

Ved det ovenfor beskrevne arrangement vil hver hylsedel og det endeparti av. roret 15 som er innfort i dette, bevege seg i det vesentlige i samme grad i radial retning ved temperaturvariasjoner i et medium som står under trykk og gjennornstrommer rorene 15 og koblingen. Videre vil, på grunn av den forholdsvis store avstand mellom hver tetning " ih og inngrepet mellom det tilhorende parti 18 og roret 15, den uungåelige deformering av roret 15 som frembringes av partiet 18 i retning radialt innover, ikke ha skadelig innvirkning på den tetning som opprettes av tetnings-anordningen 1*+ mellom utsiden av roret 15 og innsiden av hylsedelen 12. Ytterligere forbedret fastholdnings- og tetningsvirkning kan oppnås i rorkoblingen, hvis inherdiameteren av hver hylsedel, slik det også er vist på tegningen, i det minst i området mellom tetningen og den ende av delen 12 som roret 15 innfores i, overstiger ytterdiameteren av roret 15, hvorved roret 15 i det nevnte område, på grunn av det trykkmedium som gjennomstrbmmer roret, etter hvert kommer til å bukte seg ut på den måte som er vist ved 26 i fig. 1, og deretter hovedsakelig bibeholde denne form. Hensiktsmessig kan herunder innerdiameteren av hylsedelen 12 overskride ytterdiameteren av roret 15 med ca. 2-5$. Den utforelsesform som er vist i fig. 2, skiller seg ikke vesentlig fra den konstruksjon som er vist i fig. 1, og de konstruksjons-detaljer i fig. 1 og 2 som helt eller delvis overensstemmer innbyrdes, er derfor forsynt med samme henvisningsbetegnelser i de to figurer og behover således ikke å beskrives på nytt i samband med fig. 2. Den eneste vesentlige forskjell mellom de to utforelsesformer er at koblingen i henhold til fig. 2 tjener til radial tilslutning av et termoplastror"15 med forholdsvis liten ytterdiameter til en bare delvis vist hovedledning 27 eller lignende, som har en forholdsvis stor ytterdiameter. Roret 27 som i det viste utforelseseksempel består av plast, er forsynt med et hull 28 hvis innerdiameter i det vesertlige stemmer overens med innerdiameteren av hylsedelen 12 i området for dennes ansats 11, hvorved hylsedelen ved den ende som er forsynt med ansatsen 11, er fastsveiset eller på annen hensiktsmessig måte fastgjort i riktig.stilling til hovedledningen 27. Det vil innsees at ansatsen 11 ved utforelsesformen i fig. 2 kan utelates, hvis hullet 28 gjores så lite at roret 15 ikke formår å passere gjennom dette, eller erstattes med en innvendig sveisevulst som er dannet ved sammensveisning av delen 12 og roret 27 ved overgangen mellom disse deler. In the arrangement described above, each sleeve part and the end part of the rudder 15, which is inserted in this, move essentially to the same extent in the radial direction during temperature variations in a medium which is under pressure and re-drums the rudders 15 and the coupling. Furthermore, due to the relatively large distance between each seal "ih and the engagement between the associated part 18 and the rudder 15, the inevitable deformation of the rudder 15 produced by the part 18 in the radially inward direction will not have a detrimental effect on the seal which is created by the sealing device 1*+ between the outside of the rudder 15 and the inside of the sleeve part 12. Further improved retention and sealing effect can be achieved in the rudder coupling, if the inner diameter of each sleeve part, as is also shown in the drawing, at least in the area between the seal and the end of the part 12 into which the pipe 15 is inserted exceeds the outer diameter of the pipe 15, whereby the pipe 15 in the said area, due to the pressure medium that flows through the pipe, will eventually bulge out in the manner shown at 26 in Fig. 1, and then mainly retain this shape. Appropriately, the inner diameter of the sleeve part 12 can exceed the outer diameter of the rudder 15 by about 2-5$. The u tformation which is shown in fig. 2, does not differ significantly from the construction shown in fig. 1, and the construction details in fig. 1 and 2 which fully or partially agree with each other, are therefore provided with the same reference designations in the two figures and thus do not need to be described again in connection with fig. 2. The only significant difference between the two embodiments is that the connection according to fig. 2 serves for the radial connection of a thermoplastic tube" 15 with a relatively small outer diameter to a main line 27, which is only partially shown, or the like, which has a relatively large outer diameter. The tube 27, which in the embodiment shown consists of plastic, is provided with a hole 28 whose inner diameter in particular corresponds to the inner diameter of the sleeve part 12 in the area of its shoulder 11, whereby the sleeve part at the end which is provided with the shoulder 11, is welded or in another appropriate way fixed in the correct position to the main line 27. It will be realized that the shoulder 11 in the embodiment in Fig. 2 can be omitted, if the hole 28 is made so small that the rudder 15 does not manage to pass through it, or is replaced with an internal welding bead which is formed by welding together the part 12 and the rudder 27 at the transition between these parts.

Koblingen i henhold til oppfinnelsen er vel egnet for sammenkobling av ror f.eks. av polyolefiner, som polyetylen og poly-propen, og også for eksempel av polyvinylklorid samt såmpolymerer av akrylnitril, butadien og styren. Også hylsedelen 12 kan med fordel utgjores av et av de ovenfor angitte materialer. Som material i koblingselementet velges hensiktsmessig et material med en hårdhet som i vesentlig grad overskrider rormaterialets hårdhet, f.eks. acetalplast for ror av polyeten og messing for ror av polyvinylklorid. The coupling according to the invention is well suited for connecting rudders, e.g. of polyolefins, such as polyethylene and polypropylene, and also, for example, of polyvinyl chloride as well as seed polymers of acrylonitrile, butadiene and styrene. The sleeve part 12 can also advantageously be made of one of the above-mentioned materials. As material in the coupling element, a material with a hardness that significantly exceeds the hardness of the rudder material is suitably chosen, e.g. acetal plastic for polyethylene rudders and brass for polyvinyl chloride rudders.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de utforelseseksempler som er beskrevet ovenfor og vist på tegningene, men kan utfores på mange andre måter innenfor rammen av de etter-følgende patentkrav. The invention is of course not limited to the exemplary embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented in many other ways within the scope of the subsequent patent claims.

Claims

Rudder coupling for thermoplastic pipes, in particular such rudders which are designed for the transport of fluids under pressure and whose temperature varies, whereby the connection comprises an essentially sleeve-shaped part (12) consisting of plastic, which internally and with clearance receives an end part of a thermoplastic pipe (15 ), a sealing ring (14) arranged in a circumferential groove (13) on the inside of the sleeve-shaped part (12), as well as a coupling element (16) which interlocks the sleeve-shaped part (12) and the rudder (15) against relative axial displacement, the coupling element (16) consists of a coupling sleeve (16) which surrounds the sleeve-shaped part (12) and is locked against axial movement relative to this, which coupling sleeve (16) has a part (18) which projects axially outside the sleeve-shaped part (12) and engages with the outside of the rudder to prevent axial movement between the coupling element (16) and the rudder (15), characterized in that the coupling element (16) is springy in the radial direction both outwards and inwards, and that the edge part (18 ) in addition to a continuous pressure towards the outside of the rudder (15) as well as having means (20) for engaging the rudder.