NO167525B

NO167525B - Fleksibel roerledning og koblingsstykke for slik.

Info

Publication number: NO167525B
Application number: NO850756A
Authority: NO
Inventors: Jr Anthony Canu; Allen G Hoube; Kenneth F Knight; Albert L Tufano; Anthony J Porzio
Original assignee: Anamet Inc
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1991-08-05
Also published as: ES540691A0; DK86685D0; ES8607511A1; DK86685A; EP0153739B1; EP0153739A3; CA1232211A; DK161907B; US4599784A; DK161907C; NO850756L; NO167525C; EP0153739A2; DE3569809D1

Description

Foreliggende oppfinnelsen vedrører fleksible rørledninger og koplingsstykke for slike, i samsvar med innledningen til patentkrav 1, hhv. 3.

I mange år er fleksible rørledninger blitt laget av forskjellige materialtyper. Det er mange årsaker, eksempelvis kostnader, utmattings/bøyningslengde og vekt,

til at det er ønskelig å lage slike fleksible rørledninger av plastmateriale, så som PVC, nylon eller et ekstruderbart materiale som er istand til å bli lett bøyd når det er generelt rørformet. En ulempe forbundet med bruken av fleksible plastmaterialer for å lage slike fleksible rørledninger er tendensen disse materialene har til å forlenges når de utsettes for relativt svake strekkrefter. Denne forlengelsesevnen er enda større og når 100% når slike fleksible rørledninger utsettes for strekkrefter som overskrider ca 34 kg. Som ved alle typer rørledninger må fleksible en rørledning være utstyrt med en kopling som kan virke sammen med rørledningen for å gi en egnet forbindelse ved de ønskete driftsbetingelsene. Derfor er det nødvendig, dersom den fleksible rørledningen ønskes brukt ved driftsbetingelser der forlengelsen av den må begrenses til mindre enn 10% når den utsettes for strekkrefter som overskrider ca. 34 kg, at den fleksible rørledningen og koplingsstykket må være istand til å motstå tendensen til å separeres eller lekke når den utsettes for de samme kreftene.

Det er derfor et hovedformål med oppfinnelsen å frambringe en fleksibel rørledning som i liten grad lar seg strekke ut og som er laget av plastmateriale.

Det er videre et formål for oppfinnelsen å frambringe en kopling for bruk med slik fleksibel rørledning og som virker sammen med denne for å gi nødvendig motstand mot at den fleksible rørledningen og koplingen skilles fra hverandre.

Et annet formål for oppfinnelsen er å frambringe en fleksibel rørledning og en kopling for å få en forsegling, væsketett sammenføyning med stor motstand mot atskillelse mellom den fleksible rørledningen og koplingen.

Det er et formål med oppfinnelsen å frambringe en fleksibel rørledning med lave fortrengelsesegenskaper.

Oppfinnelsens formål løses med en rørledning og et koplingsstykke med trekk som angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1, hhv. 3. Ytterligere trekk går fram av de tilhørende uselvstendige krav.

Oppfinnelsen frambringer en fleksibel rørledning utformet primært av plastmaterialer, men utstyrt med en anordning som skal sikre en lav for lenge]sesfaktor også ved påvirkning fra strekkrefter som overskrider ca. 34 kg. I den foretrukne utførelsesformen er denne lave forlengelsesfaktoren oppnådd ved å feste i det minste et langsgående forsterkningsbånd til den ytre flata av et indre kontinuerlig sjikt av et fleksibelt materiale. En kopling skal brukes med den fleksible rørledningen, som er utstyrt med en tappdel med en gjenget ytre flate i kontakt med en del av den indre flata av det indre sjiktet. De ytre diametrene av delene av den gjenget ytre flata er større enn den indre diameteren av det indre sjiktet slik at når den fleksible rørledningen plasseres over tappdelen, blir deler av den fleksible rørledningen over tappdelen strukket eller gjort større. Siden den fleksible rørledningen er utformet fra materialer som har en tendens til å gå tilbake til sin opprinnelige form, vil de utstrekte delene utøve komprimerende krefter på den ytre flata av tappdelen for å hindre separering mellom den fleksible rørledningen og koplingen. Fordi forsterkningsbåndet følger profilen av den gjengete ytre flata, vil forsterkningsbåndet få riflet form. Idet strekkrefter øker, begynner forsterkningsbåndet å gå tilbake til en rett form som øker kontakttrykket av forsterkningsbåndet og det indre sjiktet mot tappdelen i koplingen. Dette kontakttrykket øker idet strekkreftene øker for å gi tilleggsmotstand mot skilling av den fleksible rørledningen og fittingen.

I den foretrukne utførelsesformen omfatter den fleksible rørledningen et indre sjikt som omfatter et fleksibelt rør av PVC-materiale med to langsgående for sterkningsbånd festet til den ytre flata av det fleksible røret. Båndene befinner seg hovedsaklig 180° fra hverandre. En spiralspole av stivt plastmateriale er festet til den ytre flata av det fleksible røret og forsterkningsbåndene og utøver tilstrekkelig kraft på det fleksible røret slik at et spiralformet forløpende framspring strekker seg innover fra den indre flata av det fleksible røret. Det fleksible røret, forsterkningsbåndene og spiralspolen er innkapslet av et dekkende materiale som er i kontakt med den ytre synlige flata av det fleksible røret, forsterkningsbåndene og spiralspolen. Som beskrevet ovenfor trengs en kopling for å virke sammen med en tilknyttet del av den fleksible rørledningen for å motstå krefter som prøver å skille den fleksible rørledningen og fittingen når de er koplet sammen. Den fleksible rørledningen og fittingen er koplet sammen og virker sammen slik som beskrevet ovenfor.

I det følgende vil oppfinnelsen beskrives nærmere ved hjelp av eksempel på utførelse og med referanse til vedlagte tegninger, der

fig. 1 viser et riss med deler i tverrsnitt av en fleksibel rørledning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser tverrsnitt av et forsterkningsbånd benyttet i denne oppfinnelsen,

fig. 3 viser et sideriss av den fleksible rørledningen i fig. 1 med deler i tverrsnitt,

fig. 4 viser et tverrsnitt av en kopling i samsvar med oppfinnelsen, og fig. 5 viser et tverrsnittsriss av en del av den fleksible rørledningen og koplingen sammenføyd.

Den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen vist i tegningene omfatter en fleksibel rørledning 2 med et indre sjikt 4 som omfatter en ekstrudert kontinuerlig rørledning utformet av et fleksibelt PVC-materiale. Det indre sjiktet 4 har liten evne til å strekke seg ut fordi det festet til den ytre flata 6 har et forsterkningsbånd 8 som strekker seg langs det indre sjiktet. Båndet 8 omfatter flere kontinuerlige tråder 10 av et materiale som i liten grad lar seg strekke ut og som i den foretrukne utførelsesformen er av rayon. Andre materialer så som syntetiske eller naturlige fibre og metaller kan brukes så lenge de har liten utstrekningsevne og er forenlig med de andre materialene i rørledningen. De kontinuerlige trådene 8 er festet til den ytre flata av det indre sjiktet 4 på passende måte, eksempelvis bundet. I den foretrukne utførelsesformen er to forsterkningsbånd festet på motsatte sider, 180° fra hverandre, av den ytre flata 6 av det indre sjiktet 4. Mer enn to forsterkningsbånd 8 kan være festet til den ytre flata 6, men mens tilleggsbånd gir større motstand mot forlengelse, reduserer de også fleksibiliteten av rørledningen. Passende forlengelsesevne kan oppnås fra bare ett bånd, men dette er mindre foretrukket.

En spiralspole 14 er festet til den ytre flata 6 av det indre sjiktet 4 på passende måte, eksempelvis ved sammenhefting. En spiralspole 14 er utformet som en rigid del for å gi trykkmotstand for det indre sjiktet 4 og forsterkningsbåndene 8. Den indre diameteren av spiralspolen 14 er litt mindre enn den ytre diametren av det indre sjiktet 4 slik at når spiralspolen 14 er plassert over det indre sjiktet 4 flytter den den nærliggende delen av det indre sjiktet 4. Som vist i fig. 1 og 3, danner denne flyttingen et spiralformet forøpende framspring 16 som strekker seg innover fra den indre flata 18 av det indre sjiktet 4 i en hensikt som vil bli beskrevet. Framspringet 16 er også lite nok slik at wirene kan trekkes lett gjennom den fleksible rørledningen, men minimaliserer kontakten mellom den indre flata av det indre sjiktet 4 og wirene under et slikt trinn. Etter at det indre sjiktet 4, forsterkningsbåndene 8 og spiralspolen 14 er koplet sammen til en enhet, blir den ytre flata av enheten kapslet inn under ei kappe 20 som fortrinnsvis er laget av samme materiale som det indre sjiktet 4 slik at det lar seg forene med dette.

I fig. 4 og 5 er det vist koplinger 22 som kan brukes med den fleksible rørledningen 2. Koblingen 22 er integrert med en indre tappdel 24. Nær enden 26 er tappdelen 24 utstyrt med ei avsmalnende ytre flate 28 som har sin minste diameter nær enden 26. Et spiralspor 30 er utformet i den ytre flata av tappdelen 24. Delen av den ytre flata av tappdelen 24 mellom nærliggende deler av spiralsporet 30 er utformet med to skrå vegger 32 og 34 som møtes for å danne en spiralformet forløpende kontinuerlig topp 36. Som vist i fig. 4 og 5 er den største ytre diameteren av tappdelen 24 ved toppen 36. Koblingen 22 har en ytre vegg 38 som omgir tappdelen 24 og befinner seg et stykke fra denne slik at det er et ringformet rom 40 i mellom dem. Ytterveggen 38 er utstyrt med ei avsmalnende indre flata 42 med den største indre diameteren av den indre flata 42 nær enden 44 av ytterveggen 38. Et elastisk materiale 46 er plassert innerst i det ringformete rommet 40 og er i kontakt med den ytre flata av tappdelen 24 og den indre flata 42 av ytterveggen 38. Avstanden mellom toppen 36 og den indre flata 42 er mindre enn den sammenlagte tykkelsen av det indre sjiktet 4, forsterkningsbåndet 8, spiralspolen 14 og kappa 20 som beskrevet nedenfor. Den ytre flata av koplingen 22 nær enden 48 er utstyrt med gjenger 50 for festing av den fleksible rørledningen. Flata 52 er også utformet konvensjonelt (ikke vist) for å kunne gripes av et egnet verktøy når rørledningen 2 skal monteres. En kopling 22 er plassert ved hver ende av rørledningen.

Sammenføyningen mellom rørledningen 2 og koplingen 22 er vist i fig. 5. Den indre diameteren av det indre sjiktet 4 er utformet slik at det er bare litt større enn den minste diameteren av den koniske flata 28 slik at den indre flata

18 av det indre sjiktet 4 er i kontakt med den koniske flata 28 nær enden 26 av koplingen 22. Tilstrekkelg kraft påføres i lengderetning slik at den fleksible rørledningen 28 begynner å bevege seg over den koniske flata 28. Idet den fleksible rørledningen 2 beveger seg over den koniske flata 28, øker den indre diameteren av delene av rørledningen 2 mellom spiralspolen 14 gradvis, og materialet i disse delene strekkes. Den indre diameteren av framspringet 16 er litt mindre enn den minste ytre diameteren av sporet 30 for å sikre kontakt mellom framspringet 16 og flata av sporet 30. Siden spiralspolen 14 ikke vil ekspandere, er forskjellen i diametrene mellom framspringet 16 og sporet 30 laget minst mulig, bare nok til å sikre kontakt, for å hindre overskudd av koplingskrefter. Derfor blir i tillegg til den langsgående kraften beskrevet ovenfor, også en roterende kraft påført den fleksible rørledningen 2 slik at framspringet 16 følger konturene av sporet 30. Som vist i fig. 5, følger delene av det indre sjiktet 4, følger forsterkningsbåndet 8 og kappa 20 mellom nærliggende spoler av spiralspolen 14 konturene av de skrå flatene 32 og 34 og toppen 36. Siden materialet i det indre sjiktet 4 og kappa 20 har en naturlig tendens til å oppføre seg elastisk, dvs. å gå tilbake til sin opprinnelige form, er den indre flata av det indre sjiktet 4 fast forbundet med overflatene av tappen 24 omfattende flatene 32 og 34 og spiraltoppen 36. På grunn av denne tendensen utvikles trykkrefter av det indre sjiktet 4 og kappa 20 mot tappdelen 24 for å holde den fleksible rørledningen 2 og koplingen 22 sammenkoplet mot krefter som forsøker å skille dem. Påføringen av langsgående og roterende krefter fortsetter inntil forkanten 54 av det fleksible røret er innleiret i det elastiske materialet 46 for å sikre en tetning.

Som beskrevet ovenfor, er den indre flata 42 konisk. Imidlertid er koplingen utformet slik at i de fleste størrelser er den største avstanden mellom toppen 36 og den indre flata 42 mindre enn den sammenlagte tykkelsen av det indre sjiktet 4, spiralspolen 14 og kappa 20. Denne utformingen tilfører ekstra motstand mot krefter som forsøker å skille den fleksible rørledningen fra sammenkoplingen med fittingen 22. Tilfredsstillende resultater vil bli oppnådd bare hvis gjennomsnittsavstanden mellom toppen 36 og den indre flata 42 er mindre enn den sammenlagte tykkelsen av det indre sjiktet 4, spiralspolen 14 og kappa 20. I de utformingene hvor den forannevnte sammenkoplingen ikke eksisterer, er den største avstanden mellom toppen 36 og den indre flata 42 mindre enn den sammenlagte tykkelsen av det indre sjiktet 4, det forsterkende båndet 8, spiralspolen 14 og kappa 20. I tillegg til friksjonskreftene dannet av de komprimerende kreftene laget av det indre sjiktet 4 og kappa 20, følger de forsterkende båndene 8 profilen av den ytre flata av tappdelen 24, slik at det forsterkende båndet får en bølgeform. Idet strekkrefter øker, begynner de forsterkende båndene å gå tilbake til en rett form, noe som øker kontakttrykket av det forsterkende båndet og det indre sjiktet mot tappdelen av koplingen. Dette kontakttrykket øker idet strekkreftene øker for å gi mer motstand mot atskillelse av den fleksible rørledningen og fittingen.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter det indre sjiktet 4 et ekstrudert fleksibelt PVC-materiale i størrelse med diametre fra omtrent 9,5 mm til 50,8 mm og en veggtykkelse på omtrent 0,508 mm til 0,762 mm. Forsterkningsbåndet 8 omfatter flere tråder av kontinuerlig rayonfibre bundet sammen for å danne et flatt bånd med en bredde på omtrent 2,54 mm til 6,35 mm og en tykkelse mindre enn omtrent 0,35 mm. Anvendelsen av forsterkningsbånd laget av kontinuerlige tråder i den foretrukne utførelsesformen er et eksempel og båndet kan være utformet på andre måter, eksempelvis ved veving, så lenge det har de ønskete forlengelsesegenskapene. Forsterkingsbåndet kan også være laget av annet materiale enn rayon, så som syntetiske eller naturlige fibre og metaller, så lenge de ønskete forlengelsesegenskapene er oppnådd. To bånd plassert 180° på hverandre er festet til den ytre flata av det indre sjiktet 4 ved å benytte et bindemiddel. Forsterkingsbåndet 8 strekker seg i lengderetning. Spiralspolen 14 er en stiv spole bundet til den ytre flata av det indre sjiktet 4 og forsterkingsbåndene 8 med et bindemiddel. Det innkapslende kappa 20 omfatter et fleksibelt PVC-materiale, av liknende type som i det indre sjiktet 4, og er påført mens det er varmt slik at det bindes til den ytre avdekkete flata av det indre sjiktet 4, forsterkningsbåndene 8 og spiralspolen 14. Bruk av PVC til de fleksible rørledningene 2, spiralspolen 14 og kappa 20 er bare beregnet som et illustrerende eksempel, og de kan lages av andre materialer med liknende egenskaper så som nylon, polyester og aramid. Koblingen 22 er integrert sveiset fra nylon eller annet egnet materiale. En elastomer 46, som omfatter silikon eller annet egnet materiale, føres inn i det ringformete rommet 40 mens den fremdeles er i ikke herdet tilstand slik at den vil bindes til og formes med formes av flata den er i kontakt med og vil herde og danne en elastisk del.

En fleksibel rørledning med to forsterkningsbånd og fitting utformet i samsvar med beskrivelsen ovenfor har en strekkstyrke på i det minste 56,7 kg, dvs. avtrekking av kopling eller ødeleggelse av rørledningen ved ikke mindre enn 56,7 kg med maksimum 10% forlengelse.

Claims

1. Fleksibel rørledning, anordnet for å samvirke med et koplingsstykke, hvilken rørledning har et indre sjikt (4) som har vesentlig jevnt sylindrisk indre og ytre overflater av forhåndsbestemte diametre, minst ett forsterkingsbånd (8) festet til den ytre flata av indre sjikt og strekkende i en langsgående retning, idet forsterkingsbåndet har en liten forlengelsesevne i forhold til det indre sjiktet (4), idet en spiralformet spole (14) er forbundet med den ytre overflata av det indre sjiktet, og ei 1 ikeformetjkappe (20) anbrakt over den spiralformete spolen (14) for å innkapsle spolen (14) mellom det indre sjiktet (4) og kappa (20), karakterisert ved at den spiralformete spolen (14) har en indre diameter mindre enn den ytre diameteren av den ytre overflata av det indre sjiktet (4) slik at deler av sjiktet (4) og båndet (8) innpresses av den spiralformete spolen (14) for dannelse av et spiralformet framspring (16) i sjiktet (4), hvilket fremspring (16) strekker seg innover i forhold til den forhåndsbestemte indre flatediameteren av sjiktet (4).

2. Fleksibel rørledning i samsvar med krav 1, karakterisert, ved at minst to forsterkningsbånd (8) er anbrakt slik at de strekker seg i en langsgående retning med like mellomrom.

3. Koplingsstykke anordnet for å samvirke med en fleksibel rørledning, som definert i krav 1, karakterisert ved at det omfatter et stykke (22) med en tappdel (24), som har ei ytre overflate med varierende diameter, et flertall av de varierende diametrene er større enn den forhåndsbestemte indre overflatediameteren av det indre sjiktet (4), tappdelen (24) er også integrert med en avgrensende vegg (38) i avstand fra tappdelen (24), idet en spiralformet fordypning (30) er formet i den ytre overflata av tappdelen (24), den minste ytre diameter av fordypningen (30) er noe større enn den indre diameteren av framspringet (16), den radiale avstanden mellom den større diameteren av tappdelen (24) og den avgrensende veggen (38) er mindre enn tykkelsen av den fleksible rørledningen (2), og at et fleksibelt materiale (46) er anbrakt i kontakt med tappdelen (24) og den indre flata (42) av den avgrensende veggen (38) og at den fleksible rørledningen er posisjonert over tappdelen (24).

4. Koplingsstykke i samsvar med krav 3, karakterisert ved at et avgrenset sirkelformet rom (40) er formet rundt tappdelen (24), det sirkelformete rommet (40) har en åpning, det fleksible materialet (46) er plassert i det sirkelformete rommet (40) og den ene enden av den fleksible rørledningen er lagt i det fleksible materialet (46).