NO154896B - Roermuffe. - Google Patents

Description

Krympemuffer for sammenkobling av rørformede deler, så som

i hydrauliske systemer, eller for forbindelse av rørformede deler til andre anordninger, har vært brukt med stort hell fordi de er pålitelige, lette å vedlikeholde og bruke i felten, og er relativt billige. Sammenkoblingens pålitelighet og levetid er meget fordelaktig sammenlignet med andre typer av muffer eller fittings for sammenkobling av rørformede elementer.

I en slik anordning omfatter muffen ytre rygger som etter krymping overføres til muffens innerflate. Denne type muffe er avhengig av utfjæring av røret for å oppnå en sterk forbindelse mellom muffen og røret. Dette begrenser anvendeligheten av muffen fordi noen rørformede deler er laget av materialer med lav flytegrense, så som kopper, kopper-riikkel, noen alumi-niumslegeringer, noen titaniumlegeringer o.l., og oppviser ikke nevneverdig utfjæring etter sammentrykking. Rørformede kanaler av denne type benyttes i stor utstrekning i de hydrauliske systemer i skip. Disse rørformede deler har relativt stor veggtykkelse som gjør det upraktisk å forsøke å overføre konturen av muffens ytre til dens indre for å deformere det rørformede element under krympeoperasjonen. Likeledes vil dannelse av rygger på innerflaten av muffen, og således på innerflaten av den rørformede del i muffen, resultere i sammensnøringer som kan uønsket trykktap. Likeledes kan slike rygger på de indre av muffene skape støy når hydrauliske fluid føres gjennom systemet, og slik støy vil ikke alltid være akseptabel, eksempelvis i undervannsbåter hvor stille opera-

sjon er meget viktig.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en rørmuffe som forbindes med kanaler eller rør ved hjelp av krymping, men som unngår ovennevnte vanskelighéter. Den kan benyttes for tykkveggede kanaler med lav flytegrense fordi den ikke er avhengig av rør-materialets utfjæring. Likeledes skaper den liten forstyrrelse i rørenes innervegger, slik at trykktap og støyproblemer elimi-neres .

Muffen er en metallhylse som er innrettet til å oppta ende - partiet av en rørformet del i hver ende slik at innerendene av de rørformede deler befinner seg inntil hverandre i muffens midte. De ytre endepartier av muffen utgjør festeområder som griper i rørformede deler under krympingen og fastholder den i muffen. Innenfor hver av festeområdene er det er tetnings-område hvor det oppnås en fluidtett tetning for å forhindre lekkasje av fluid fra systemet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegninger. Fig. 1 er en perspektivisk skisse av muffen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 er et lengdesnitt av muffen.

Fig. 3 er et forstørret, partielt lengdesnitt som viser detaljer ved feste- og tetningsområdene av muffen før krymping. Fig. 4 er et oppriss, delvis i snitt, som viser krymping av muffen ved hjelp av et radialkrympeverktøy. Fig. 5 er et forstørret, partielt lengdesnitt som viser muffen etter krymping på et rør. Fig. 6 er et enderiss som viser muffen forsynt med langsgående indre spor for å gi motstandsdyktighet mot torsjonsbelastning. Fig. 7 er et partielt, forstørret lengdesnitt av det sentrale parti av en utførelse av muffen. Fig. 8 er et partielt snitt av muffen på fig. 7 etter krymping. Fig. 9 er et ytterligere, forstørret snitt av tetningsområdet av muffen på fig. 7 etter krymping.

Som ;vist på fig. 1, er rørmuffen 10 ifølge oppfinnelsen en metallhylse som er innrettet til sammenkobling av rør eller ledninger, spesielt i et hydraulisk system. Rørene forbindes med muffen ved hjelp av krymping under bruk av den radiale bevegelse av krympesenker, noe som både fastholder rørene i

muffen og gir en fluidtett tetning.

Endepartiene 11 og 12 av muffen 10 virker som festeområder for muffen og forbinder mekanisk muffen med rørene som opptas i muffen etter krympeoperasjonen. Det befinner seg ytterligere tetningsområder 13 og 14 innenfor festeområdene 11 og 12,

hvilke tetningsområder forhindrer lekkasje av det fluid som føres gjennom muffen fra det ene rør til det andre.

Den ytre fasoncr av de to festeområder 11 og 12 er av konstant sylindrisk form, som definert av flatene 15 og 16. Innenfor flatene 15 og 16 har muffen større ytre diameter som definert av sylinderoverflaten 17. Ringformede rygger 19 og 20, som har sylinderflater av enda større diameter, er plassert innenfor skuldrene 21 og 22 ved endene av flaten 17. Ryggene 19 og 20

er plassert ved tetningsområdene 13 og 14. En ytterligere sylindrisk!ringformet rygg 24 har en diameter som er sammen-lignbar med diameteren av ryggene 19 og 20 og er plassert mellom og adskilt fra ryggene 19 og 20.

Innerflaten 26 av muffen har sylindrisk form med forsenkede ender 28 som danner innganger til muffen. Relativt tynne skikt 30 av PTFE eller av en elastomer så som silikongummi forer inngangene 28 av muffen.

I festeområdene 11 og 12 er det utskåret spor 33 som gir skrue-linj:eformede rygger 35 i hele lengden av disse partier av muffen. Alternativt kan det dannes en rekke ringformede rygger av lignende tverrsnitt, men de skruelinjeformede rygger foretrekkes fordi de er såvidt lette å fremstille. Ryggene 35 har radielle vegger 36 som vender mot sentrum av muffen og skråvegger 37 som vender mot den ytre ende av muffen. Ryggene har flate topper 38 og flate bunner 39.

Mellom festeområdene 11 og 12 og tetningsområdene 13 og 14 befinner det seg relativt brede og dype sylindriske avlastnings-spor 42. Disse spor, som har sylindriske innerflater, er plassert innenfor endeskuldrene 21 og 22 av ytterflaten 17, hvor muffen har mindre veggtykkelse enn på festeområdet.

Innenfor sporene 42 på tetningsområdene 11 og 12 og radialt innrettet med de utvendige rygger 19 og 20 er det anordnet tetningsspor 4 6 som har stort sett lignende form som avlastningssporet 42, men som er smalere og grunnere enn avlastningssporet. Tetninger 48 av elastomert materiale så som silikongummi, fyller sporene 46. Alternativt kan O-ringer eller me-talliske tetninger benyttes.

Ved sammenføyning av rørene 52 og 53,som i det viste eksempel er relativt tykkvegget og er fremstilt av materiale med lav flytegrense, blir endene av rørene først innsatt i motsatte ender av muffen og plasseres inntil hverandre i det sentrale parti av muffen. Deretter krympes muffen, og for dette er det å foretrekke å benytte et radialkrympeverktøy. Dette verktøy, som vist på fig. 4, omfatter motstående senkesegmentsett 55 og 56 som strekker seg rundt muffen når krympeoperasjonen utføres. Det ytre sett av senkere 55 understøttes av et fjernbart fast-holdelseshode 57 som forblir festet når verktøyet aktiveres.

De nedre senker 56 bæres av en senkeblokk 58 som befinner seg ved den ytre ende av en stempelstang 59 som strekker seg inn i.i en arbeidssylinder 60. Ved aktivering av verktøyet vil således stngen 59 bevege seg utad i forhold til sylinderen 60 og derved presse senkeblokken 58 mot fastholdelseshodet 57. Dette bevirker i sin tur at senkesegmentene 55 og 56 trykkes sammen rundt muffen.

Det er å foretrekke å krympe tetningsområdene 13 og 14 adskilt fra festeområdene 11 og 12. Således plasseres krympeverktøyet først rundt et av tetningsområdene, eksempelvis omsluttende den ringformede rygg 20 av tetningsområdet 14. Ved sammentryk-ning av krympeverktøyet blir den ytre rygg 20 utflatet slik at ytterflaten av dette området inntar tilnærmet samme diameter som flaten 17. Dette bevirker i sin tur at tetningene 48 presses tett an mot omkretsen av røret 53 som befinner seg i dette parti av muffen. Tilstedeværelsen av den ringformede rygg konsentrerer krympekraften i tetningenes 48 sone. Tetningene 48, som består av fjærende materiale, sammentrykkes og forblir i fluidtettende kontakt med overflaten av røret 53 etter krympingen. Under denne krympeoperasjon vil den sentrale rygg 24 i muffen, ved å styrke muffens sentrale parti, forhindre det sentrale parti av muffen fra å bryte sammen rundt røret når tetningsområdet 14 komprimeres. Den sentrale rygg 24 som gir øket veggtykkelse ved midten av muffen, gir også muffen høy mot-stand mot bristekrefter.

Avlastningssporet 42 hjelper til å begrense krympevirkningen

til området for tetningene 48, idet den adskiller tetningsområdet 14 fra festeområdet 12. Med andre ord, festeområdet affi-seres ikke av krympingen av tetningsområdet fordi muffens vegg undergår noe defleksjon i avlastningssporets område.

Etter krymping av tetningsområdene 13 og 14 krympes festeområdene 11 og 12 av muffen. Ved sammentrykking av muffen i festeområdene presses ryggene 35 inn i ytterflåtene av rørene 52 og 53. En mekanisk låsning tilveiebringes fordi ryggene 35 tren-ger inn i overflatene av rørene og fordi rørmaterialet tvinges inn i sporene 33 som adskiller ryggene 35. Ryggenes 3 5 kon-vergens mot toppene gjør det lettere for disse å trenge inn i rørenes ytterflater under krympingen. De radialt innadvendende ryggvegger 36 gir anslagsflater som effektivt motstår krefter som søker å trekke rørene ut av muffen. De skrå utadvendende vegger 37 gir ryggene stort tverrsnitt ved deres basis og således god skjærstyrke.

Avlastningssporene 42 adskiller også her tetnings- og festeområdene når festeområdene krympes. Muffens vegg vil bøyes ved avlastningssporene når festeområdene krympes, slik at tetningsområdene ikke forstyrres.

Selv om en sterk befestigelse utføres, vil rørets innerflate forstyrres i liten grad. Med andre ord, det meste av endringen av rørets kontur skjer langs dets ytterflate og ikke på dens innerflate i kontakt med fluidet. Dette minimaliserer i sin tur trykktap og hydraulisk støy når fluid føres gjennom systemet.

De ytre ender av muffen sammenpresses ved krympingen slik at skiktene av PTFE eller gummi 3 0 ved muffens innganger bringes i kontakt med overflåtene av rørene 52 og 53. Dette er en lettere presspasningstilstand som ikke påvirker rørenes korrosjonsmotstand på uheldig måte. Resultatet er en utvendig tetning som beskytter mot inntrengning av fluider eller annet materiale i festeområdene og beskytter således rørene og muffen mot utvendig korrosjon. Dette gir også en fjærende pute som i stor grad forbedrer levetiden av rørene og muffen dersom rørene utsettes for bøyning.

Når rørene kan utsettes for betydelig torsjonsbelastning, er

det hensiktsmessig å foreta ytterligere aksiale utskjæringer gjennom festeområdene slik at ryggene deles i separate tenner. Dette er vist på fig. 6, hvor aksialt forløpende spor 62 er skåret gjennom ryggen 35 i hele festeområdets 12 lengde. Dette resul-terer i at rørmateriålet vil trenge inn i sporene 62 under krympeoperasjonen og vil forhindre røret 53 fra å kunne skru seg ut ved hjelp av den skruelinjeformede rygg 35 under torsjonsbelastning.

Muffen kan konstrueres med kun en ende innrettet for krymping og den andre ende gjort forenlig med en annen type koblings-anordning.

Tetningens effektivitet bedres i utførelseseksemplet på figurene 7, 8 og 9, som omfatter et enkelt, men dypere tetningsspor ved hvert av tetningsområdene. På grunn av sporets dybde vil denne utførelse finne sin hovedsakelig bruk i større muffer hvor vegg-tykkelsen er større.

Slik det best fremgår av fig. 7, er det i det høyre part av muffen 64 et enkelt indre tetningsspor 65 som har avtrappet fasong. Dvs., sporet 65 omfatter et relativt dypt parti 66

som dannes av en indre rundtgående vegg 67 som slutter seg til radielle sidevegger 68 og 69. Grunnere sidepartier 70 og 71,

som er plassert på hver sin side av det sentrale partiet 66, kompletterer sporet 65. Et relativt skarpt hjørne 72 med vin-kel 90° er dannet hvor den bakre radielle sidevegg 68 i det sentrale sporparti 66 møter den indre rundtgående vegg 73 av det bakre grunnere sporparti 70. Likeledes møter den indre rundtgående vegg 74 i det fremre relativt grunne sporparti 71

den fremre radielle sideveggen 79 i det sentrale sporpartiet 66 slik at det dannes et skarpt hjørne 75 på 90°.

Utad i aksial retningene fra det fremre grunne sporparti 71 er det en rygg 76 som adskiller sporet 65 fra avlastningssporet 77, idet sistnevnte er lik avlastningssporet 42 i de forut beskrevne utførelser. En elastomer O-ring 78 er plassert i det sentrale sporparti 66.

På muffens 64 utside er den sylindriske flate 79 som strekker seg fra avlastningssporet 77 til det sentrale parti av muffen, avbrudt av en rygg 80 som er plassert radielt utad i forhold til både tetningssporet 65 og ryggen 76. I det viste eksempel er den bakre kant av det sylindriske parti av ryggen 80 innrettet med endene av det bakre grunne tetningssporparti 70. Den fremre ende av ryggen 80 strekker seg såvidt forbi ryggen 76.

Den viste muffe 64 er laget for å forbinde to rør og har således samme fasong i begge ender. Således er det i venstre parti av muffen, som vist på fig. 7, et tetningsspor 8 2 som er identisk med tetningssporet 65 og som o<p>ptar en elastomer O-ring tetning 83 i sitt sentrale parti 84. I den stilling som er vist på fig. 7, er et rør 85 blitt innsatt i venstre ende av muffen 64 slik at O-ringen 83 presses utad inn i det sentrale parti 84 av sporet 82. I denne tilstand opptar O-ringen 83 ikke hele volumet av det sentrale sporparti 84.

Radielt utenfor sporet 82 og ryggen 86, som befinner seg utenfor sporet 82, er det en rundtgående rygg 87 for å konsentrere en krympekraft ved tetningsområdet.

Ved venstre og høyre ende av ryggen 88 befinner det seg radielle vegger, henholdsvis 89 og 90. Den større rygg 88 gir større veggtykkelse og derfor øket styrke i det sentrale parti av muffen, mens veggene 89 og 90 danner stoppeflater for plassering av krympeverktøyet som beskrevet nedenfor.

Krymping av det høyre parti av muffen 64 er illustrert på fig.

8 og 9. Etter innsetting av røret 91 i den høyre ende av muffen 64, plasseres krympeverktøyet 54 rundt muffen med senkehalvdelene 55 og 56 omsluttende ryggen 80. Senkehalvdelen 55 er vist på fig. 8, og den andre senkehalvdel. 56 har samme fasong. Det sentrale parti 92 av senkehalvdelen 55 har en bredde tilsvarende ryggen 80 og er det parti av senken som utøver den innadrettede krympekraft når senken aktiviseres. På begge sider av det sentrale parti er det anordnet utsparinger som forløper til flaten© 9 3 og 94. De to senkere danner derfor en større diameter ved flatene inntil det sentrale parti 92. Utenfor senkeflåtene 93 og 9 4 er det anordnet ytterligere utsparinger til flatene 9 5

og 96. Sistnevnte flater er forbundet med flatene 93 og 94

ved hjelp av radielle vegger 97 og 98.

Når krympeverktøyet beveges mot venstre over muffen 64, slik komponentene er illustrert på fig. 8, bringes den venstre radielle senkeflate 97 til kontakt med den høyre endeflate 9 0

på ryggen 88, noe som begrenser senkens aksielle bevegelse. Delene er slik proporsjonert at det sentrale senkepartiet 92

da befinner seg rett over ryggen 80 i tetningsområdet. Senkeflaten 98 tjener som plasseringsstopp ved å komme i kontakt med ryggenden 89 når tetningsområdet på den venstre ende av muffen skal krympes. Det er viktig at krympekraften utøves riktig gjennom ryggen 80 til tetningsområdet, og plasseringen av krym-peverktøyet ved hjelp av den sentrale rygg gjør det lettere å oppnå riktig stilling av verktøyet for dette formål.

Etter at verktøyet er blitt plassert rundt ryggen 80, beveges senkehalvdelen 55 og 56 mot hverandre for utførelse av krympe-operas jonen. Dette tvinger materialet i muffen innad til den stilling som er vist med heltrukken linje på figurene 8 og 9. Når krympingen begynner, blir den indre rundtgående flate 99

på ryggen 76 tvunget mot den ytre flate på røret 91 og begynner et ringkutt. Etter hvert som krympingen fortsetter presses de rundtgående vegger i sporet 65 innad mot røret 91. Dette bevirker formforandringer i tetningssporet 6 5 slik at det sentrale parti 66 inntar tilnærmet trapesform. Basisen av sideveggene 68 og 69 tvinges således bort fra hverandre slik at disse vegger konvergerer i retning radielt utad. Når denne bevegelse av sideveggene 68 og 69 i det sentrale spor skjer,

blir de syliridriske flater 73 og 74 i de indre og ytre.grunne sporpartier 70 og 71 tvunget nedad inntil det sentrale sporparti 66. Dette bringer hjørnene 72 og 75 til å hvile mot ytterflaten av røret 91. Som et resultat av dette vil disse hjørner skjære seg inn i rørets overflate rundt hele dettes periferi .

Når krympingen av tetningsområdet er fullført, er ryggen 80 presset ned under nivået av den ytre sylindriske flaten 79. Utsparingen ved senkeflaten 93 sikrer at det ikke er noen kontakt med senkeflaten 79 mellom ryggene 80 og 88. Likeledes går senkeflaten 95 klar av ytterflaten av den sentrale rygg 88 slik at det ikke skjer noen krymping av den sentrale rygg.

Når tetningssporområdet deformeres som vist på fig. 8 og 9, tvinges O-ringen 78 tett mot ytterflaten av røret 91 og danner en effektiv tetning. O-ringen 78 er valgt slik at den har et tverrsnittsareal som er lik tverrsnittsarealet av det sentrale sporparti 66 når krympeoperasjonen er fullført. Dette sikrer at O-ringen 78 vil presse tett mot overflaten av røret, men vil samtidig ikke presses ut av det sentrale spor<p>arti 66. Dette gjør det i sin tur mulig for hjørnene 72 og 75 å grave seg inn i overflaten av røret 92 uten interferens fra O-ringen.

I tillegg til tetningen som utgjøres av O-ringen 78, oppnås det metall-mot-metall tetninger ved kontakt mellom muffen og røret. En tetning oppstår ved ryggen 76 hvor dennes indre sylindriske flate 99 skjærer seg inn i omkretsen av røret 91. En andre metall-mot-metall tetning dannes hvor hjørnet 75 mellom sideveggene 69 det sentrale tetningsspor og den fremre vegg 74 i det grunne tetningssporet bringes til å grave seg inn i overflaten av røret rundt dettes periferi. På lignende måte vil hjørnet 72 ved den bakre ende av det sentrale tetningsspor 66 skjære seg inn i ytterflaten av røret 91 for å danne en tredje metall-mot-metall tetning.

Når muffens flytegrense er mindre enn for røret som opptas i muffen, er metall-mot-metall tetninger tilstrekkelig for hydrauliske systemer, idet minste i noen anvendelser, og den elastomere tetning kan utelates. Dersom rørets flytegrense er lik eller mindre enn muffens, kan den elastomere tetning være nødvendig på grunn av muffens utfjæring etter krympingen. Det er å foretrekke å benytte elastomere tetninger i alle tilfeller hvor systemet fører gasser.

Claims (7)

1. Rørmuffe (fluidfitting) omfattende en hylse som har et første parti ved sin ene ende og et andre parti innenfor nevnte ende, hvilket første parti har en rygginnretning på sin indre periferi innrettet til å trenge inn i periferien av en rørfor-met del som innsettes i dette for å danne et feste til denne, idet den indre periferi av nevnte andre parti har et rundtgående spor, karakterisert ved at nevnte spor (65) har et relativt dypt parti (66) og et relativt grunt parti (70, 71) slik at veggen av nevnte spor danner et hjørne (72, 75) ved skjæringen mellom det relativt dypere parti og det relativt grunnere parti, hvorved hjørnet (72, 75) ved utøvelse av en ekstern radiell kraft tvinges mot periferien (99) av en rør-formet del (91) opptatt i hylsen (64) for dannelse av en tetning derimellom.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved to av nevnte relativt grunne partier (70,71) plassert på hver sin side av det relativt dype parti (66), idet veggen av sporet danner et hjørne (72, 75) ved skjæringen mellom hvert av de relativt grunne partier (70, 71) og det relativt dype parti (66), og idet hvert hjørne (72, 75) tvinges mot'>periferien (99) av en rørformet del (91) opptatt i hylsen (64) ved utøvelse av den eksterne kraft.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at det relativt dype parti (66) omfatter en rundtgående vegg (67) og to motstående stort sett radielle vegger (68, 69), og at hvert relativt grunne parti (70, 71) omfatter en stort sett radiell vegg og en rundtgående vegg (73, 74) som er forbundet med en av de stort sett radielle vegger (68, 69) i det relativt dype parti for således å danne et av nevnte hjørner (72, 75).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en tetningsdel (78) kun i nevnte relativt dype parti (66) av sporet.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte tetningsdel (78) er en elastomer O-ring.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at tetningsdelen (78) opptar et volum som er mindre enn volumet av det relativt dype parti (66) før utøvelsen av nevnte ytre kraft, og et volum hovedsaklig lik volumet av det relativt dype parti etter utøvelse av den eksterne kraft.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hylsen (64) omfatter et tredje parti aksialt innad for nevnte andre parti, hvilket tredje parti har større veggtykkelse enn det andre parti og en utvendig lateral dimensjon som er større enn dimensjonen av en ringformet rygg (80). på det andre parti.