NO171613B

NO171613B - CONNECTION SEGMENT

Info

Publication number: NO171613B
Application number: NO852204A
Authority: NO
Inventors: Maurice J Webb
Original assignee: Victaulic Co Of America
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1992-12-28
Also published as: NO852204L; NO171613C

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et koplingssegment, særlig beregnet på anvendelse i et rørledningssystem med høyt trykk i forhold til rørets holdfasthet slik det er nær-mere angitt i ingressen til etterfølgende selvstendige krav. Slike rørledninger omfatter som regel forskjellige ledningselementer som benyttes i forbindelse med rør, som knestykker, bend, T-gre-ner, Y-forbindelser o.l. for opprettelse av en ledningsenhet med ønsket form. The present invention relates to a coupling segment, particularly intended for use in a pipeline system with high pressure in relation to the pipe's holding strength, as stated in more detail in the preamble to subsequent independent claims. Such pipelines usually include various pipeline elements that are used in connection with pipes, such as elbows, bends, T-branches, Y-connections etc. for creating a wiring unit with the desired shape.

Rørkoblinger av segmenttypen er kjent på området og er omtalt i US-PS nr. 3 054 629 (Piatek) av 18.09.1962. Slike rørkoblinger er anerkjent i vide kretser, men har i bruk vært begrenset til omgivelser med lavt til middels trykk. Pipe couplings of the segment type are known in the field and are discussed in US-PS No. 3 054 629 (Piatek) of 18.09.1962. Such pipe couplings are recognized in wide circles, but their use has been limited to environments with low to medium pressure.

Slike rørkoblinger av segmenttypen omfatter gjerne deler av buet, vanligvis halvsirkelformet segmentform, som brukes til å spenne over de motstående ender av et rørpar og hindre at rørene skilles ad. De segmentformede koblingene går i inngrep med rørenes ytre omkrets og blir klemt sammen ved bruk av en valgfri, hensiktsmessig anordning av festeorganer, som bolter og muttere. Rørkoblingens segmenter forløper i en kontinuerlig ring som omslutter rørendene og tilveiebringer dermed det nødvendige, positive kleminngrep mellom koblingssegmentene og rørendene. Such pipe couplings of the segment type often include parts of the curved, usually semi-circular segment shape, which are used to span the opposite ends of a pair of pipes and prevent the pipes from separating. The segment-shaped connectors engage the outer circumference of the pipes and are clamped together using an optional, appropriate arrangement of fasteners, such as bolts and nuts. The pipe coupling's segments run in a continuous ring which encloses the pipe ends and thus provides the necessary, positive clamping engagement between the coupling segments and the pipe ends.

For å hindre lekkasje av trykkfluid fra området mellom To prevent leakage of pressure fluid from the area between

de to rørender, benyttes en eller annen form for tetning, f. eks.en pakning av et materiale som er hensiktsmessig til bruk i de tiltenkte omgivelser. Pakningen anordnes over rørendene og holdes på plass av koblingssegmentene. I disse konstruksjo-ner er koblingssegmentene vanligvis forsynt med hver sin uttagning, i hvilken pakningen opptas, og pakningen blir holdt i tettende kontakt mot ytterflaten av rørendene av den klem-effekt som koblingssegmentene oppretter. the two pipe ends, some form of sealing is used, e.g. a gasket of a material that is suitable for use in the intended environment. The gasket is arranged over the pipe ends and held in place by the coupling segments. In these constructions, the coupling segments are usually each provided with a recess, in which the gasket is received, and the gasket is kept in tight contact with the outer surface of the pipe ends by the clamping effect created by the coupling segments.

En merkbar fordel ved bruk av rørkoblinger av segmenttypen er at rørledningssystemet raskt kan monteres på bruks-stedet. Ved tallrike industrielle anvendelser, som i gass- og oljeutvinningsindustrien, oppstår et spesielt behov ved montering av rørledninger på stedet. Det er ønskelig at slike rør-ledninger kan monteres med maksimal økonomi når det gjelder arbeidsinnsats og materialer. På grunn av de forholdsvis høye trykk som kan oppstå i slike rørledninger (som i oljeutvinningsindustrien vanligvis er i en størrelsesorden på 281,23 kp/cm eller høyere), har man derfor benyttet seg av forholdsvis kostbare høytrykkskoblinger, som den type som krever at forbindelsesnipler sveises til endene av de respektive rør før montering av koblingen. Slike sveiseoperasjoner er uønsket, idet produksjonen utføres i et produksjonsanlegg før rø-rene leveres til monteringsstedet og representerer økte om-kostninger . A noticeable advantage of using segment-type pipe connections is that the pipeline system can be quickly assembled on site. In numerous industrial applications, such as in the gas and oil extraction industry, a special need arises for the installation of pipelines on site. It is desirable that such pipelines can be installed with maximum economy in terms of labor and materials. Because of the relatively high pressures that can occur in such pipelines (which in the oil extraction industry are usually in the order of 281.23 kp/cm or higher), relatively expensive high-pressure couplings have therefore been used, such as the type that requires connecting nipples are welded to the ends of the respective pipes before fitting the coupling. Such welding operations are undesirable, as the production is carried out in a production facility before the pipes are delivered to the assembly site and represent increased costs.

Et hovedproblem som hittil har utelukket bruk av rørkob-linger av segmenttypen i høytrykks-omgivelser, er problemet med å opprette adekvat gjensidig inngrep mellom koblingene og de respektive rør, samtidig som rørenes styrke og integritet holdes høy nok til å motstå de trykk og krefter som rørled-ningen skal utsettes for. Rørkoblinger av segmenttypen krever et positivt gjensidig inngrep mellom koblingens segmenter og rørene. En typisk måte å tilveiebringe dette har omfattet utformning av et spor inntil rørenden og utformning av en komple-mentær fjær på indre omkrets av koblingens segmenter, slik at segmentene når de er montert på rørenden er fysisk fastkilt i rørlegemet. A main problem that has so far precluded the use of segment-type pipe couplings in high-pressure environments is the problem of creating adequate mutual engagement between the couplings and the respective pipes, while at the same time keeping the strength and integrity of the pipes high enough to withstand the pressures and forces that the pipeline must be exposed to. Pipe couplings of the segment type require a positive mutual engagement between the coupling's segments and the pipes. A typical way of providing this has included designing a groove up to the pipe end and designing a complementary spring on the inner circumference of the coupling's segments, so that the segments when mounted on the pipe end are physically wedged in the pipe body.

I enkelte industrier, hvor sporuttagning ikke er mulig eller ønskelig, blir rørenden forsynt med en krage med en vulstforsynt eller oppstående flate eller knaster som griper inn i komplementære organer i koblingen. In some industries, where grooving is not possible or desirable, the pipe end is provided with a collar with a beaded or raised surface or lugs which engage complementary members in the coupling.

Slike anordninger virker utmerket ved anvendelse i forbindelse med forholdsvis moderate trykk, men viser seg ofte å være utilstrekkelige ved anvendelser i forbindelse med høy-trykk . Such devices work excellently when used in connection with relatively moderate pressures, but often prove to be insufficient when used in connection with high pressure.

Skjønt det er mulig å utforme koblingens segmenter med tilstrekkelig styrke til å motstå de krefter som utøves mot koblingen når den er i bruk, oppstår det problemer med å eli-minere deformering og tretthetsbrist av selve røret, hvilket kan føre til totalsvikt av skjøten til slutt. Although it is possible to design the segments of the coupling with sufficient strength to withstand the forces exerted against the coupling when it is in use, problems arise in eliminating deformation and fatigue failure of the pipe itself, which can lead to total failure of the joint in the end .

Disse problemer skyldes delvis ønsket om å bruke stan-dardrør, som - avhengig av industrien og anvendelsesformålet These problems are partly due to the desire to use standard pipes, which - depending on the industry and the purpose of application

- varierer fra plast til stål. Når slike materialer blir utsatt for høye trykk, har de en iboende deformeringsevne når de utsettes for spenninger som nærmer seg eller ligger i gren- - varies from plastic to steel. When such materials are subjected to high pressures, they have an inherent ability to deform when subjected to stresses approaching or lying in branch-

seområdet for deres elastiske deformasjon. Skjønt dette pro-blem kunne elimineres ved bruk av rør som er utformet av spe-sielle materialer med høy fasthet, er dette vanligvis ikke økonomisk mulig. the range of their elastic deformation. Although this problem could be eliminated by the use of pipes made of special materials with high strength, this is usually not economically possible.

Problemene forsterkes ytterligere av nøvendigheten av å tilveiebringe et spor eller en vulst nær enden av røret for opptagelse av samvirkende organ på koblingen. Der det tilveiebringes spor, er det foreslått å gjøre dem dypere for å opprette et bedre inngrep for koblingens organer, men dette resulterer i en reduksjon av det tilgjengelige tverrsnittsareal av røret i sporområdet og derav følgende svekkelse av røret i dette område. Et vanlig punkt hvor svikt oppstår i slike skjø-ter er mellom rørets sporparti og rørenden, som deformeres elastisk, radialt innad og dermed lar fjæren gå ut av inngrep med sporet. Dette fører til en kile- eller kamfølgeeffekt mellom sporveggen eller vulsten eller knastene og fjæren som ytterligere forverrer problemet. En omkretskrage eller vulst eller en enkelt rekke av knaster nær hver rørende vil på lignende måte gi utilstrekkelig forankring av koblingen når skjø-ten blir utsatt for høye trykk. The problems are further compounded by the necessity of providing a groove or bead near the end of the tube for receiving the mating member of the coupling. Where grooves are provided, it is proposed to make them deeper to create a better engagement for the coupling's members, but this results in a reduction of the available cross-sectional area of the pipe in the groove area and consequent weakening of the pipe in this area. A common point where failure occurs in such joints is between the pipe's groove part and the pipe end, which deforms elastically, radially inwards and thus allows the spring to come out of engagement with the groove. This leads to a wedge or cam follow effect between the track wall or bead or lugs and the spring which further exacerbates the problem. A circumferential collar or bead or a single row of lugs near each connecting end will similarly provide insufficient anchoring of the coupling when the joint is subjected to high pressures.

Ved bruk av rør som er forsynt med spor, vil forsøk på å minimalisere sporets dybde med derav følgende økning av rørets tverrsnittsareal i sporområdet, i sin tur resultere i en tilsvarende reduksjon av overflatearealet av sporets sidevegg som er tilgjengelig for kontakt med koblingens inngrepsorgan. Den derav følgende økning i spenningene mellom fjær og rør vil igjen øke rørmaterialets tendens til å bli deformert på dette sted under de spenninger som oppstår. When using pipes that are provided with grooves, attempts to minimize the depth of the groove with the consequent increase of the cross-sectional area of the tube in the groove area, will in turn result in a corresponding reduction of the surface area of the side wall of the groove that is available for contact with the engagement member of the coupling. The resulting increase in the tensions between the spring and the tube will in turn increase the tendency of the tube material to be deformed at this point under the tensions that arise.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir de ovenfor omtalte problemer svekket i en slik grad at koblinger av segmenttype kan benyttes for høytrykksanvendelse ved at det anordnes et flertall kileorganer på koblingssegmentene med aksial innbyrdes avstand og ved . at den operative flate av hvert kileorgan utformes som en flate med tekstur i form av omvendt nupring ("inverse pebbling"). De respektive anordninger danner fortrinnsvis et samlet overflateareal for kontakt av inn-grepsorganene med røret som overstiger det overflateareal som hittil har vært tilgjengelig ved enkelt-kontaktorganer. Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å redusere den radiale utstrekning av de respektive kileorganer, og ved utførelsesfor-mer hvor det benyttes spor i rørveggen kan rørets veggtykkelse i sporområdene økes tilsvarende. Dette resulterer i en økning av det minste tverrsnittsareal av røret i ethvert punkt i dets lengderetning med økt styrke av røret som er forsynt med spor og optimalisert fordeling av spenningene som utøves mot røret og koblingen. According to the present invention, the above-mentioned problems are weakened to such an extent that segment-type couplings can be used for high-pressure applications by arranging a plurality of wedge members on the coupling segments with an axial mutual distance and at . that the operative surface of each wedge organ is designed as a surface with a texture in the form of inverse pebbling ("inverse pebbling"). The respective devices preferably form a total surface area for contact of the engagement means with the pipe that exceeds the surface area that has been available up to now with single contact means. The present invention makes it possible to reduce the radial extent of the respective wedge members, and in embodiments where grooves are used in the pipe wall, the wall thickness of the pipe in the groove areas can be increased accordingly. This results in an increase in the minimum cross-sectional area of the pipe at any point along its length with increased strength of the grooved pipe and optimized distribution of the stresses exerted on the pipe and the coupling.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes koblinger av segmenttype som kan brukes ved trykk som ligger godt over det som normalt forventes av koblinger av segmenttype. I minst en anvendelse av et rør med spor og en koblingsanordning som med ett enkelt kileorgan normalt kan brukes ved trykk opp til 140,614 kp/cm 2 , motsto anordningen prøvetrykk på o minst 281,228 kp/cm 2 og den ble testet i testanordning ved trykk opp til 843,684 kp/cm<2> før svikt. According to the present invention, segment-type couplings are provided which can be used at pressures that are well above what is normally expected from segment-type couplings. In at least one application of a pipe with a groove and a coupling device which with a single wedge member can normally be used at pressures up to 140.614 kp/cm 2 , the device withstood a test pressure of at least 281.228 kp/cm 2 and it was tested in a test device at pressures up to 843.684 kp/cm<2> before failure.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt et koplingssegment av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at hver kile har en upusset eller ubearbeidet inngrepsflate med en omvendt kornformet overflate som fremkommer ved støpningen, og vendt mot en tilpasset flate på den innvendige fordypning, hvorved inngrepsflåtene i alle områder langs den perifere utstrekning for de nevnte kiler hovedsakelig er radielle og vinkelrette på aksen som gjelder det bueformede element, idet den omvendt kornformede flate på hver og en av kilene skal ha evne til å presse ned og kaldbearbeide materialet i røret til utjevning av de spenninger og påkjenninger som påføres kilene når disse står under aksial belastning. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav. In accordance with the present invention, a coupling segment of the type mentioned at the outset has been provided, which is characterized by the fact that each wedge has an unpolished or unworked engagement surface with an inverted grain-shaped surface that appears during casting, and faces an adapted surface on the internal recess , whereby the engagement flutes in all areas along the peripheral extent of the said wedges are mainly radial and perpendicular to the axis relating to the arc-shaped element, the inverted grain-shaped surface of each one of the wedges having the ability to press down and cold-work the material in the pipe to equalize the stresses and strains that are applied to the wedges when they are under axial load. Further features of the invention appear from the independent claims.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til ved-lagte tegning som illustrerer noen foretrukne utførelseseksemp-ler av foreliggende oppfinnelse, hvor The invention will now be described with reference to the attached drawing which illustrates some preferred embodiments of the present invention, where

fig. 1 er et utspilt bilde i perspektiv av en kobling av segmenttype ifølge foreliggende oppfinnelse, vist i forbindelse med en pakning som benyttes sammen med den og med de spor-forsynte ender av et par rør som skal kobles sammen ved hjelp fig. 1 is an exploded view in perspective of a segment type coupling according to the present invention, shown in connection with a gasket which is used together with it and with the grooved ends of a pair of pipes to be connected together by

av koblingen, of the coupling,

fig. 2 er et lengdesnitt i et horisontalplan gjennom et av koblingssegmentene ifølge fig. 1 i et montert forhold til de spor-forsynte ender av et par rør, fig. 2 is a longitudinal section in a horizontal plane through one of the coupling segments according to fig. 1 in a fitted relationship to the grooved ends of a pair of tubes,

fig. 3 er et lengdesnitt i likhet med fig. 2, som viser en modifikasjon av koblingssegmentet ifølge fig. 2, fig. 3 is a longitudinal section similar to fig. 2, which shows a modification of the coupling segment according to fig. 2,

fig. 4 er et tverrsnitt som illustrerer en foretrukket form av koblingssegmentene i den stilling de har før ferdig-montering av koblingen av segmenttype, fig. 4 is a cross-section illustrating a preferred form of the coupling segments in their position prior to complete assembly of the segment-type coupling,

fig. 5 er et tverrsnitt i likhet med fig. 4 som illustrerer koblingssegmentene i den stilling de inntar etter full-ført montering av koblingen, fig. 5 is a cross section similar to fig. 4 which illustrates the coupling segments in the position they take after the coupling has been fully assembled,

fig. 6 er et snitt i likhet med fig. 2, men viser en kobling av segmenttype med flensforbindelse ifølge foreliggende oppfinnelse, fig. 6 is a section similar to fig. 2, but shows a segment-type coupling with a flange connection according to the present invention,

fig. 7 er et snitt som svarer til fig. 2 av en alternativ form av et koblingssegment, fig. 7 is a section corresponding to fig. 2 of an alternative form of a coupling segment,

fig. 8 er et partielt enderiss av en alternativ form av en rørende som er tilrettelagt for å oppta koblingen ifølge fig. 7, fig. 8 is a partial end view of an alternative form of pipe end adapted to receive the coupling of FIG. 7,

fig. 9 er et partielt enderiss av en alternativ form av en rørende som er tilrettelagt for å oppta koblingen ifølge fig. 7, fig. 9 is a partial end view of an alternative form of pipe end adapted to receive the coupling of FIG. 7,

fig. 10 er et snitt som svarer til fig. 2 av enda en alternativ form av et koblingssegment, fig. 10 is a section corresponding to fig. 2 of yet another alternative form of a coupling segment,

fig. 11 er et snitt som svarer til fig. 2 av ytterligere en mulig form av et koblingssegment, fig. 11 is a section corresponding to fig. 2 of a further possible form of a coupling segment,

fig. 12 er et snitt som svarer til fig. 2 av enda et mulig utførelseseksempel av et koblingssegment, fig. 12 is a section corresponding to fig. 2 of yet another possible embodiment of a coupling segment,

fig. 13 er et tverrsnitt som generelt svarer til fig. 4 av enda en mulig form av et koblingssegment og fig. 13 is a cross-section which generally corresponds to fig. 4 of yet another possible form of a coupling segment and

fig. 14 er et tverrsnitt som generelt svarer til fig. 4 av enda en form av et koblingssegment. fig. 14 is a cross section which generally corresponds to fig. 4 of yet another form of a coupling segment.

Fig. 1-6 gjelder utførelseseksempler av oppfinnelsen til bruk i forbindelse med spor-forsynte rør. Fig. 1-6 relate to embodiments of the invention for use in connection with grooved pipes.

I fig. 1 er en kobling av segmenttype illustrert i umon-tert tilstand og de respektive koblingssegmenter er betegnet med 10 og 12. Koblingssegmentene er identiske og har i det ve-sentlige halvsirkelform. Hvert koblingssegment omfatter et bu-et parti 14 som ender i radialt utadragende bolteplater 16 som er utformet i ett stykke med partiet 14. In fig. 1 is a segment-type coupling illustrated in an unassembled state and the respective coupling segments are denoted by 10 and 12. The coupling segments are identical and essentially semi-circular in shape. Each coupling segment comprises an arcuate portion 14 which ends in radially projecting bolt plates 16 which are formed in one piece with the portion 14.

Hver av de radialt utadragende bolteplater 16 har åpnin-ger 18 for opptagelse av festeorganer, som i tegningen er vist som hodebolter 20. I montert tilstand er de respektive koblingssegmenter 10 og 12 sammenfestet i et omsluttende forhold til rørendene ved hjelp av hodeboltene 20 og konvensjonelle muttere eller låsemuttere 22 som er skrudd på boltene. Each of the radially projecting bolt plates 16 has openings 18 for receiving fasteners, which are shown in the drawing as head bolts 20. In the assembled state, the respective coupling segments 10 and 12 are fastened together in an enveloping relationship to the pipe ends by means of the head bolts 20 and conventional nuts or lock nuts 22 which are screwed onto the bolts.

Innvendig i hver koblingssegmenthalvdel 10 og 12 og mellom deres aksiale lengde i det illustrerte utførelseseksempel er det en uttagning 26, hvor en pakning 28 er opptatt. Pakningen 28 er brukt for å tette rørene 24 og hindre lekkasje når koblingen er montert. Inside each coupling segment half 10 and 12 and between their axial length in the illustrated embodiment there is a recess 26, in which a gasket 28 is occupied. The gasket 28 is used to seal the pipes 24 and prevent leakage when the coupling is fitted.

Umiddelbart inntil uttagningen 26 i hvert koblingssegment er det en aksialt innvendig kile 30 som er utformet i ett med koblingssegmentet. I avstand fra hver av de aksialt indre kiler 30 foreligger aksialt ytre kiler 32, som likeledes er utformet i ett med de respektive koblingssegmenter. Immediately up to the recess 26 in each coupling segment, there is an axial internal wedge 30 which is formed in one with the coupling segment. At a distance from each of the axially inner wedges 30, there are axially outer wedges 32, which are likewise designed in one with the respective coupling segments.

De respektive kiler 30 og 32 er, som omtalt nedenfor, dimensjonert slik at de opptas i ringformede spor 34, som er utformet med tilsvarende aksial avstand i de respektive rør, nær deres ender. De respektive, ringformede spor 34 er utformet på en måte som vil bli omtalt senere. The respective wedges 30 and 32 are, as discussed below, dimensioned so that they are received in annular grooves 34, which are designed with a corresponding axial distance in the respective tubes, near their ends. The respective annular grooves 34 are designed in a manner that will be discussed later.

Når koblingen av segmenttype blir brukt, føres endene When the segment type coupling is used, the ends are routed

av rørene 24 inntil hverandre med pakningen 28 i et tettende forhold til rørendene. De respektive koblingssegmenter anbringes over pakningen 28 slik at denne opptas i uttagningen 26 og kilene 30 og 32 blir innført i de ringformede spor 34 i de respektive rørender. Boltene 20 blir deretter ført gjennom huller 18 på linje med hverandre i koblingssegmentene og koblingssegmentene blir trukket mot hverandre ved tiltrekking av mutrene 22 over boltene 20. Dermed trekkes de respektive koblingssegmenter mot rørene og komprimerer pakningen 28 til nær og tettende kontakt med de respektive rørender. of the pipes 24 next to each other with the gasket 28 in a sealing relationship to the pipe ends. The respective coupling segments are placed over the gasket 28 so that this is taken up in the recess 26 and the wedges 30 and 32 are inserted into the annular grooves 34 in the respective pipe ends. The bolts 20 are then passed through holes 18 in line with each other in the coupling segments and the coupling segments are pulled towards each other by tightening the nuts 22 over the bolts 20. Thus the respective coupling segments are pulled against the pipes and the gasket 28 is compressed into close and sealing contact with the respective pipe ends.

Skjønt de respektive koblingssegmenter kan utformes ved hjelp av valgfrie kjente teknikker, som pressing eller senke-smiing av stål eller et annet hensiktsmessig metall med stor styrke, kan de respektive koblingssegmenter utformes ved hjelp av støpeteknikker som gir små klaringer av formbart jern eller lignende metall med stor styrke og kan av grunner som vil bli omtalt senere, med hensikt forbli ubearbeidet, bortsett fra at grat, stigeløpskjerner og lignende overflødige partier som følger av støpeprosessen blir fjernet. Although the respective coupling segments may be formed by optional known techniques, such as pressing or drop forging of steel or other suitable high strength metal, the respective coupling segments may be formed by casting techniques that provide small clearances of malleable iron or similar metal with great strength and, for reasons which will be discussed later, may intentionally remain unworked, except that burrs, rung cores and similar redundant parts resulting from the casting process are removed.

Det skal bemerkes at skjønt koblingen av segmenttype ifølge foreliggende oppfinnelse blir beskrevet under henvisning til dens anvendelse for høytrykksformål, er betegningen "høyt trykk" sett i forhold til de materialer som inngår i rø-rene og i koblingssegmentene. I rørledninger som brukes for transport av etsende eller korroderende materialer under trykk, enten i form av oppslemminger eller suspensjoner av partikkelformet materiale i luft, kan koblingssegmentene likeledes utformes av nylon eller et annet hensiktsmessig plastmateriale, og slike materialer har en styrke som er vesentlig lavere enn stål eller formbart jern. I denne kontekst er betegnelsen "høy-trykk" brukt i relasjon til styrken av materialene som brukes til fremstilling av rørledningssystemet og koblingssegmentene og betegnelsen "høy" brukes i relasjon til de spesiel-le materialer som brukes. Når koblinger av segmenttype utformes av materialer med forholdsvis lav styrke, er disse koblinger ifølge oppfinnelsen på grunn av sin egenart i stand til å motstå trykk som er betydelig høyere enn trykk hvor kjente koblinger av segmenttype utformet i samme materiale ville svik-te. It should be noted that although the segment type coupling according to the present invention is described with reference to its use for high pressure purposes, the term "high pressure" is seen in relation to the materials included in the pipes and in the coupling segments. In pipelines used for the transport of corrosive or corrosive materials under pressure, either in the form of slurries or suspensions of particulate material in air, the connecting segments may likewise be formed of nylon or other suitable plastic material, and such materials have a strength significantly lower than steel or malleable iron. In this context, the term "high-pressure" is used in relation to the strength of the materials used to manufacture the piping system and the connecting segments and the term "high" is used in relation to the special materials used. When segment-type couplings are designed from materials with relatively low strength, these couplings according to the invention are, due to their unique nature, capable of withstanding pressures that are significantly higher than pressures at which known segment-type couplings formed in the same material would fail.

I tilfelle hvor koblingssegmentene er utformet av nylon eller andre plastmaterialer som kan sprøytestøpes, vil denne teknikk bli brukt. In the case where the coupling segments are formed from nylon or other plastic materials that can be injection molded, this technique will be used.

Skjønt koblingen av segmenttype som er illustrert i teg-ningene bare består av to koblingssegmenter, kan oppfinnelsen åpenbart like godt brukes for koblinger som omfatter tre eller flere koblingssegmenter til bruk i forbindelse med rør med stor diameter. Bruken av flere koblingssegmenter letter den manuelle håndtering av segmentene og monteringen av koblingen på rør. Dessuten vil det ved utformning av slike segmentkob-linger i stor størrelse av flere koblingssegmenter være lettere å utforme de respektive koblingssegmenter med små toleran-ser enn det ville være mulig ved en stor kobling av segmenttype som bare består av to koblingssegmenter. Although the segment-type coupling illustrated in the drawings only consists of two coupling segments, the invention can obviously be equally applied to couplings comprising three or more coupling segments for use in connection with large diameter pipes. The use of several coupling segments facilitates the manual handling of the segments and the fitting of the coupling onto pipes. Moreover, when designing such segment couplings in a large size of several coupling segments, it will be easier to design the respective coupling segments with small tolerances than would be possible with a large coupling of the segment type which only consists of two coupling segments.

Etter at den grunnleggende konstruksjon av en form av rørkoblingen av segmenttype ifølge oppfinnelsen er generelt omtalt, vises nå til fig. 2 i tegningen, som illustrerer en slik segmentkobling ifølge fig. 1 i et horisontalt lengdesnitt. I fig. 2 er det benyttet samme henvisningstall som i fig. 1. After the basic construction of one form of the segment-type pipe connection according to the invention has been generally discussed, reference is now made to fig. 2 in the drawing, which illustrates such a segment connection according to fig. 1 in a horizontal longitudinal section. In fig. 2, the same reference number as in fig. 1.

Det vil fremgå av fig. 2 at pakningen 28, som er illustrert med et generelt U-formet tverrsnitt, blir holdt komprimert i uttagningen 26 av de respektive koblingssegmenter 10 og 12 med aksialt forløpende lepper 28a, 28a av pakningen i flatekontakt med de sylindriske land ved enden av rørene 24. It will appear from fig. 2 that the gasket 28, which is illustrated with a generally U-shaped cross-section, is held compressed in the recess 26 by the respective coupling segments 10 and 12 with axially extending lips 28a, 28a of the gasket in surface contact with the cylindrical lands at the end of the tubes 24.

Fortrinnsvis og med henblikk på de temperaturbegrensnin-ger som gjelder for pakninger som er utformet av plastmaterialer, er pakningen laget av et elastomermateriale med stor styrke. Den kan videre være forsterket og armert for at ekstrudering av pakningsmaterialet inn i rommene mellom røret og koblingen skal hindres ved påvirkning av ekstremt høye trykk mot den. Preferably, and with a view to the temperature limitations that apply to gaskets made of plastic materials, the gasket is made of an elastomer material with great strength. It can also be reinforced and reinforced so that extrusion of the packing material into the spaces between the pipe and the coupling is prevented by the effect of extremely high pressures against it.

For ytterligere å redusere muligheten for slik ekstrudering av pakningen, danner de aksialt indre kiler 30 en fort-settelse av de radialt forløpende veggene av uttagningen 26, i stedet for å være forskutt aksialt i forhold til uttagningen 26. På denne måte blir muligheten for ekstrudering av pakningsmaterialet mellom de aksiale mot hverandre vendte flater av koblingssegmentene og de sidestilte flater av de respektive rør praktisk talt eliminert. To further reduce the possibility of such extrusion of the packing, the axially internal wedges 30 form a continuation of the radially extending walls of the recess 26, instead of being shifted axially in relation to the recess 26. In this way, the possibility of extrusion becomes of the gasket material between the axially facing surfaces of the coupling segments and the juxtaposed surfaces of the respective pipes is practically eliminated.

Som det vil fremgå av fig. 2, vil de krefter som påvir-ker de respektive rør virke aksialt på rørene i en slik retning at rørendene presses fra hverandre. Den nødvendige kraft som motvirker denne bevegelse opprettes av segmentkoblingen, især ved inngrepet av kilene 30 og 32 i sporene 34. As will be seen from fig. 2, the forces affecting the respective pipes will act axially on the pipes in such a direction that the pipe ends are pressed apart. The necessary force which counteracts this movement is created by the segment coupling, in particular by the engagement of the wedges 30 and 32 in the grooves 34.

I kjente koblinger av segmenttypen må den aksiale belastning på de respektive rør absorberes av en enkelt kile tilordnet hver rørende og opptatt i ett enkelt spor som er utformet i tilordnede rørende. De ekstremt høye spenninger i kilene og rørendene har hidnret bruk av slike koblinger av segmenttype i forbindelse med høytrykk. Enten vil kilene skjæres over eller briste under de spenninger de utsettes for eller rørenden vil deformeres plastisk eller elastisk og trekkes ut av koblingen eller røret får en svikt i spor-området under påvirkning av de krefter det blir utsatt for, eller det opptrer en kombinasjon av disse feil. In known couplings of the segment type, the axial load on the respective pipes must be absorbed by a single wedge assigned to each pipe end and occupied in a single groove formed in the associated pipe ends. The extremely high stresses in the wedges and pipe ends have prevented the use of such segment type couplings in connection with high pressure. Either the wedges will be cut or break under the stresses to which they are exposed, or the pipe end will deform plastically or elastically and be pulled out of the coupling, or the pipe will fail in the groove area under the influence of the forces to which it is exposed, or a combination of these errors.

For at evnen til å håndtere trykk hos en slik rørkob-ling av segmenttypen skal økes ved at overflatekontaktområdet mellom de respektive kiler og tilordnede radiale vegger av rørets spor blir forstørret, kreves økt dybde av rørets spor, hvilket er selv-ødeleggende. Enhver økning av spordybden resulterer i en tykkelsesreduksjon av rørveggen i spor-området. Resultatet er en reduksjon av den aksiale belastning som fører til svikt av selve røret. In order for the ability to handle pressure in such a segment-type pipe connection to be increased by enlarging the surface contact area between the respective wedges and assigned radial walls of the pipe's groove, an increased depth of the pipe's groove is required, which is self-destructive. Any increase in the groove depth results in a thickness reduction of the pipe wall in the groove area. The result is a reduction of the axial load which leads to failure of the pipe itself.

I det utførelseseksempel som er vist i fig. 2, er hver kile 30 og 32 utformet med den flate av kilen som vender innad i koblingen og vender mot fordypningen 26 forsynt med toleran-ser, radialt og perpendikulært på koblingssegmentets lengdeak-se, over hele kilens bueutstrekning. Skjønt de respektive kiler kan være plane over hele sin bueutstrekning, kan det i enkelte tilfelle foretrekkes å la denne flate avvike i bestemte utstrekninger til den ene eller andre side av et midtplan som forløper perpendikulært på koblingssegmentets akse. Nevnte kileflate vil da i alle stillinger langs hele dens bueutstrekning ligge parallelt med, men muligens i avstand fra nevnte midtplan. Et slikt avvik kan benyttes for å kompensere mulig bøyning av koblingssegmentlegemet under høytrykksbelastning og for optimalisering av den påvirkende spenningsfordeling. In the embodiment shown in fig. 2, each wedge 30 and 32 is designed with the surface of the wedge facing inwards into the coupling and facing the recess 26 provided with tolerances, radially and perpendicularly to the longitudinal axis of the coupling segment, over the entire arc extent of the wedge. Although the respective wedges may be flat over their entire arc extent, in some cases it may be preferred to allow this plane to deviate to certain extents to one or the other side of a central plane which runs perpendicular to the axis of the coupling segment. Said wedge surface will then lie parallel to, but possibly at a distance from, said mid-plane in all positions along its entire arc extent. Such a deviation can be used to compensate for possible bending of the coupling segment body under high-pressure loading and to optimize the affecting stress distribution.

Motstående flate av hver kile kan velges for optimalisering av styrke og har fortrinnsvis skrådd eller sagtann-form for at kilene lettere skal kunne tre inn i tilordnede spor i rørendene. The opposite surface of each wedge can be chosen to optimize strength and preferably has a beveled or sawtooth shape so that the wedges can more easily enter the assigned grooves in the pipe ends.

Det kan videre være ønskelig at hver kile utformes slik at den gis maksimalt tillatt radial utstrekning og, i det minste under visse forhold, kan ligge nær eller endog i aksial flatekontakt med den aksiale bunnflate av tilordnede spor. It may also be desirable that each wedge is designed so that it is given the maximum permissible radial extent and, at least under certain conditions, can lie close to or even in axial surface contact with the axial bottom surface of assigned grooves.

Sporene 34 i rørene kan være utformet på en valgfri, hensiktsmessig måte. Det er spesielt ønskelig at den aksiale avstand av sporene er komplementær for at samtidig inngrep av de respektive kiler skal muliggjøres. Skjønt et slikt samtidig inngrep i teorien bør oppnås for optimalisering av fordelingen av spenninger på de respektive kiler, kan dette ikke garante-res i praksis, på grunn av produksjonstoleranser. The grooves 34 in the tubes can be designed in an optional, appropriate way. It is particularly desirable that the axial distance of the tracks is complementary in order to enable simultaneous engagement of the respective wedges. Although in theory such a simultaneous intervention should be achieved to optimize the distribution of stresses on the respective wedges, this cannot be guaranteed in practice, due to production tolerances.

En måte å oppta mulige klaringer mellom de respektive radiale flater av kilene og nærliggende radiale flater av sporene er å støpe koblingssegmentene og bevisst unnlate å pusse eller maskinbearbeide kilenes radiale flater. Dermed oppnås ik-ke bare en omkostningsfordel, men dette letter i tillegg en nær kontakt mellom kilene og sporene etter hvert som trykket i rørene gradvis stiger. One way to accommodate possible clearances between the respective radial faces of the wedges and adjacent radial faces of the grooves is to cast the coupling segments and deliberately fail to sand or machine the radial faces of the wedges. This not only achieves a cost advantage, but this also facilitates a close contact between the wedges and the grooves as the pressure in the pipes gradually rises.

I motsetning til en plan flate, slik den ville dannes ved en maskinbearbeidingsoperasjon, er de radiale flater av de støpte, men ikke viderebehandlede kilene omvendt nupret, hvor den omvendte nupring representerer kornstørrelsen av sanden som ble brukt ved støpingen. Det viser seg videre at det som følge av støpingen dannes en herdet hud med en tykkelse på 0,127 - 0,254 mm på koblingsorganene under støpingen og hardheten av denne hud overstiger hardheten av rørenes karbonstål. As opposed to a flat surface, as would be produced by a machining operation, the radial faces of the cast but not further processed wedges are reverse knurled, the reverse knurling representing the grain size of the sand used in the casting. It also turns out that as a result of the casting, a hardened skin with a thickness of 0.127 - 0.254 mm is formed on the coupling members during the casting and the hardness of this skin exceeds the hardness of the carbon steel of the pipes.

Kilenes radiale flater er i inngrep med de sidestilte, radiale flatene av rørenes spor på steder som danner høye punkter på de radiale kileflatene. Når trykket i rørene stiger progressivt, blir spenningene som utøves mot kilene utelukkende absorbert av de nevnte høye punkter, som ved det progressivt stigende trykk virker kaldbearbeidende på de sidestilte, radiale flater av rørets spor og forskyver rørmateriale til si-dene for disse høye punkter og inn i lommene i de radiale flater på kilene som dannes av nevnte omvendte nupring. På denne måten blir en ringe bevegelse av rørmaterialet tilsiktet frem-kalt og utnyttet for optimalisering av fordelingen av de spenninger som påføres de respektive kiler. The radial surfaces of the wedges engage with the side-by-side radial surfaces of the grooves of the tubes at locations which form high points on the radial wedge surfaces. When the pressure in the pipes rises progressively, the stresses exerted against the wedges are exclusively absorbed by the aforementioned high points, which, due to the progressively rising pressure, have a cold-working effect on the side-by-side, radial surfaces of the pipe's grooves and displace pipe material to the sides of these high points and into the pockets in the radial surfaces of the wedges formed by said reverse knurling. In this way, a slight movement of the pipe material is intentionally induced and utilized for optimizing the distribution of the stresses applied to the respective wedges.

Det viser seg i praksis at de respektive koblingssegmenter kan støpes med tilstrekkelig nøyaktighet, slik at kaldbe-arbeidingen og den plastiske deformering av de radiale flater av rørsporet, muligens ledsaget av en viss nedbrytning av de høye punkter på kilenes radiale flater når den monterte kobling blir utsatt for høy trykkbelastning, fremkaller en betydelig fordeling og utjevning av spenningene på de respektive It turns out in practice that the respective coupling segments can be cast with sufficient accuracy, so that the cold working and the plastic deformation of the radial surfaces of the pipe groove, possibly accompanied by some degradation of the high points on the radial surfaces of the wedges, when the assembled coupling is exposed to high compressive loads, induces a significant distribution and equalization of the stresses on the respective

kilene. the wedges.

Ved å tilveiebringe flere kiler og tilsvarende spor i røret med et kombinert område med overflateinngrep mellom kilene og røret som er likt eller større enn det område som oppstår ved en enkelt kile og ett enkelt spor, blir tykkelsen av rørveggen i sporområdet håndgripelig økt og det oppnås en merkbar økning av styrken. By providing multiple wedges and corresponding grooves in the tube with a combined area of surface engagement between the wedges and the tube equal to or greater than the area resulting from a single wedge and a single groove, the thickness of the tube wall in the groove area is tangibly increased and it is achieved a noticeable increase in strength.

For oppnåelse av et likeverdig flatekontaktområde, vil reduksjonen av rørets veggtykkelse ved bruk av doble kiler og doble spor således resultere i en reduksjon av rørveggens tykkelse i sporområdene på 19,82%, mens en sammenlignbar kile- In order to achieve an equivalent surface contact area, the reduction of the pipe wall thickness by using double wedges and double grooves will thus result in a reduction of the pipe wall thickness in the groove areas of 19.82%, while a comparable wedge-

og spor-anordning vil resultere i en reduksjon av rørets veggtykkelse i nærheten av sporet på 40,70%. and groove arrangement will result in a reduction of the pipe's wall thickness near the groove of 40.70%.

Fig. 3 illustrerer et utførelseseksempel, hvor tre kiler 30, 32 og 32a er anordnet for inngrep i tre tilsvarende spor 34 i hver rørende. Skjønt hver kile kan ha samme radiale utstrekning som de øvrige kiler, slik at den nødvendige dybde av de respektive spor minimaliseres og rørets veggtykkelse maksi-maliseres i alle områder nær sporene, kan kilene utformes med progressivt økende radial utstrekning. I det foreliggende ek-sempel øker den radiale utstrekning av kilene fra de aksiale ender av koblingssegmentene mot den midtre uttagning 26 i kob-lignssegmentene. Sporene 34 i rørene vil tilsvarende ha progressivt økende dybde mot den frie enden av rørene og vil få grantre-formasjon. Alternativt kan det ytterste kilepar 30 og 32a ha større utstrekning enn den sentrale kile 32 eller omvendt . Fig. 3 illustrates an embodiment, where three wedges 30, 32 and 32a are arranged to engage in three corresponding grooves 34 at each pipe end. Although each wedge can have the same radial extent as the other wedges, so that the required depth of the respective grooves is minimized and the pipe wall thickness is maximized in all areas near the grooves, the wedges can be designed with progressively increasing radial extent. In the present example, the radial extent of the wedges increases from the axial ends of the coupling segments towards the central recess 26 in the coupling segments. The grooves 34 in the pipes will correspondingly have a progressively increasing depth towards the free end of the pipes and will have a branching formation. Alternatively, the outermost pair of wedges 30 and 32a can have a greater extent than the central wedge 32 or vice versa.

Mens omtalen av foreliggende oppfinnelse i forbindelse med fig. 1 og 2 hovedsakelig har beskjeftiget seg med den måten hvorpå krefter som virker aksialt i de respektive rør blir opptatt og absorbert, skal det bemerkes at det i tillegg til slike aksialt virkende krefter også vil dannes radialt virkende krefter under høytrykksbelastning, Mens en viss radial eks-pansjon av de respektive rør vil skje under høytrykksbelast-ning, tas det i høy grad hensyn til effekten av slike radiale ekspansjonskrefter på de respektive koblingssegmenter. Dette aspekt av oppfinnelsen skal nå omtales i forbindelse med fig. While the description of the present invention in connection with fig. 1 and 2 have mainly dealt with the way in which forces that act axially in the respective pipes are taken up and absorbed, it should be noted that in addition to such axially acting forces radially acting forces will also be formed under high pressure loading, While a certain radial ex -pansion of the respective pipes will take place under high-pressure loading, the effect of such radial expansion forces on the respective coupling segments is taken into account to a great extent. This aspect of the invention will now be discussed in connection with fig.

4 og 5. 4 and 5.

Det vil fremgå av fig. 4 at hvert koblingssegment 10, 12 før tiltrekking av mutrene har noe større radius enn rørets radius, dvs. at mens røret 24 har en utvendig radius R, tatt ved punkt B, er den innvendige radius Ri av de respektive koblingssegmenter noe større enn radien R og er tatt ved punkt Bl. De respektive koblingssegmenter blir påsatt røret, de møtes ik-ke i flatekontakt av de radiale bolteplater 16, men har en liten innbyrdes avstand. Det skal videre bemerkes at de radialt forløpende plane flater av de respektive bolteplater før tiltrekking av boltene 20 divergerer fra hverandre i retning radialt utad. It will appear from fig. 4 that each coupling segment 10, 12 before tightening the nuts has a somewhat larger radius than the pipe's radius, i.e. that while the pipe 24 has an external radius R, taken at point B, the internal radius Ri of the respective coupling segments is somewhat larger than the radius R and is taken at point Bl. The respective connecting segments are attached to the pipe, they do not meet in surface contact of the radial bolt plates 16, but have a small mutual distance. It should also be noted that the radially extending planar surfaces of the respective bolt plates diverge from each other in a radially outward direction before tightening the bolts 20.

Av fig. 5 fremgår at de respektive koblingssegmenter ved tiltrekking av boltene bøyes rundt deres sentra, som på det tidspunkt er i linje- eller flatekontakt med røret. Dette fø-rer først til at de radialt innerste partier av de radiale bolteflater blir ført til innbyrdes kontakt og dermed fanger pakningen 28 i koblingssegmentene og hindrer enhver mulighet for at pakningen kan ekstruderes radialt utad mellom de to bolteplateflåtene. From fig. 5 shows that the respective coupling segments are bent around their centers when the bolts are tightened, which at that time are in line or surface contact with the pipe. This first leads to the radially innermost parts of the radial bolt surfaces being brought into contact with each other and thus trapping the gasket 28 in the coupling segments and preventing any possibility that the gasket can be extruded radially outwards between the two bolt plate rafts.

Fortsatt tilstramning av boltene 20 resulterer i at de sidestilte flatene av bolteplatene blir trukket mot hverandre og dreid,noe til flatekontakt med hverandre, slik at de respektive koblingssegmenters legemer blir forspent. Denne forspenning av de respektive koblingssegmenter virker mot de krefter som søker å utvide koblingssegmentene i radial retning og de virker også mot de krefter som prøver å ekspandere koblingssegmentene i radial retning og videre motvirker de de krefter som ut-øves mot de respektive rør og som søker å ekspandere rørene i radial retning. Continued tightening of the bolts 20 results in the juxtaposed surfaces of the bolt plates being pulled towards each other and turned somewhat into surface contact with each other, so that the bodies of the respective coupling segments are prestressed. This prestressing of the respective coupling segments acts against the forces that seek to expand the coupling segments in the radial direction and they also act against the forces that attempt to expand the coupling segments in the radial direction and further counteract the forces that are exerted against the respective pipes and that seek to expand the tubes in the radial direction.

Skjønt det er beskrevet en rørkobling av segmenttype for kobling av naboender av et par rør, skal det bemerkes at koblingen ifølge foreliggende oppfinnelse også kan anvendes i en flenset kobling for forbindelse av ett enkelt rør med et annet element, f.eks. den flensede utløpskobling for en høytrykks-pumpe. Although a segment-type pipe coupling has been described for connecting neighboring ends of a pair of pipes, it should be noted that the coupling according to the present invention can also be used in a flanged coupling for connecting a single pipe with another element, e.g. the flanged outlet connection for a high-pressure pump.

Tegningens fig. 6 illustrerer en slik flenset kobling av segmenttype, som omfatter doble kiler som omtalt ovenfor under henvisning til fig. 2. I fig. 6 er de samme henvisningstall som i fig. 2 brukt for å betegne de deler som er felles med anordningen ifølge fig. 2. The drawing's fig. 6 illustrates such a segment-type flanged coupling comprising double wedges as discussed above with reference to fig. 2. In fig. 6 are the same reference numbers as in fig. 2 used to denote the parts that are common with the device according to fig. 2.

I fig. 6 forløper de respektive koblingssegmenter bare til en side av uttagningen 26 som opptar pakningen, og hvert koblingssegment omfatter en radialt forløpende flens 36,som er utstyrt med passende boltehull 37. Pakningen 38 representerer en halvdel av pakningen 28 som omtalt ovenfor og omfatter en aksialt forløpende leppe 38a for inngrep med landet i enden av røret 24. Pakningen omfatter en kontinuerlig omkrets-leppe 40 for kontakt med en plan flate av det element som koblingen skal festes til. In fig. 6, the respective coupling segments extend only to one side of the recess 26 which accommodates the gasket, and each coupling segment comprises a radially extending flange 36, which is equipped with suitable bolt holes 37. The gasket 38 represents one half of the gasket 28 as discussed above and comprises an axially extending lip 38a for engagement with the land at the end of the pipe 24. The gasket comprises a continuous circumferential lip 40 for contact with a flat surface of the element to which the coupling is to be attached.

Skjønt oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til koblinger av segmenttype til bruk med sporforsynte standard-rør, kan oppfinnelsen også benyttes for koblinger av segmenttype til bruk i andre forbindelser, som det vil fremgå av ne-denstående beskrivelse under henvisning til fig. 7-11, hvor det er brukt samme henvisningstegn for å identifisere de deler som er felles med de utførelseseksempler som er beskrevet ovenfor. Although the invention is described with reference to segment-type couplings for use with grooved standard pipes, the invention can also be used for segment-type couplings for use in other connections, as will be apparent from the following description with reference to fig. 7-11, where the same reference sign is used to identify the parts that are common to the embodiments described above.

I fig. 7 er det vist et tverrsnitt gjennom et koblingssegment til bruk i forbindelse med et rør med rett ende, som enten kan være et standardrør eller et tynnvegget stål- eller rustfritt stålrør. For enkelhetens skyld er røret i fig. 7 vist som et standardrør, skjønt et tynnvegget rør altså kunne brukes i stedet. In fig. 7 shows a cross-section through a coupling segment for use in connection with a pipe with a straight end, which can be either a standard pipe or a thin-walled steel or stainless steel pipe. For the sake of simplicity, the tube in fig. 7 shown as a standard pipe, although a thin-walled pipe could therefore be used instead.

I fig. 7 består de nødvendige anslagsorganer 40 for kontakt med kilene 30 og 32 på koblingselementet 10 av kontinuer-lige ringer, som er sveiset eller på annen måte festet til rø-rets ytre omkrets på kjent måte. Når det spesielt dreier seg om et tynnvegget rør, kan anslagsorganene 40 tilveiebringes ved fasongvalsing av røret fra dets innside ved bruk av til-passede utformninger av maskiner som er angitt i US-PS 3 903 722 (Thau, jr. et al) av 9.sept. 1975 eller US-PS 3 995 466 (Kuns-man) av 7. des. 1976. Alternativt kan det i stedet for kontinu-erlige vulster på rørets utside anordnes et flertall buede, radialt forløpende anslagsorganer ved bruk av apparatet som er angitt i US-PS 4 471 979. Som vist i fig. 8, kan anslagsorganene alternativt bestå av knaster 40a som er sveiset eller på annen måte festet til rørets omkrets, hvor anslagsknastene for inngrep med de respektive kiler enten er anordnet aksialt på linje med hverandre eller i et forskutt eller overlappende forhold i aksial retning, som antydet med strek-prikkede lin-jer i fig. 8. In fig. 7, the necessary stop members 40 for contact with the wedges 30 and 32 on the coupling element 10 consist of continuous rings, which are welded or otherwise attached to the outer circumference of the pipe in a known manner. When it is particularly a thin-walled pipe, the impact means 40 can be provided by shape rolling the pipe from its inside using adapted designs of machines which are indicated in US-PS 3,903,722 (Thau, jr. et al) of 9 .Sept. 1975 or US-PS 3,995,466 (Kuns-man) of 7 Dec. 1976. Alternatively, instead of continuous beads on the outside of the pipe, a plurality of curved, radially extending abutment members can be arranged using the apparatus specified in US-PS 4,471,979. As shown in fig. 8, the abutment members may alternatively consist of lugs 40a which are welded or otherwise attached to the circumference of the pipe, where the abutment lugs for engagement with the respective wedges are either arranged axially in line with each other or in an offset or overlapping relationship in the axial direction, as indicated with dash-dotted lines in fig. 8.

Alternativt og som vist i fig. 9, kan de respektive anslagsorganer dannes av buede segmenter som er sveiset eller på annen måte festet til røromkretsen, som vist ved 40b. De buede anslagsorganer kan være anordnet i innbyrdes avstand i omkretsretning og forskutt i forhold til anslagsorganene 40c for naboanslaget. Om ønsket kan de respektive buede segmenter 40b og 40c ha innbyrdes forskjellig radial utstrekning, som illustrert i fig. 9, på en måte som er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 3. Alternatively and as shown in fig. 9, the respective abutment members may be formed by curved segments which are welded or otherwise attached to the pipe circumference, as shown at 40b. The curved impact members can be arranged at a distance from each other in the circumferential direction and offset in relation to the impact members 40c for the neighboring impact. If desired, the respective curved segments 40b and 40c can have mutually different radial extents, as illustrated in fig. 9, in a manner discussed above in connection with fig. 3.

I fig. 10 er det vist et koblingssegment som er spesielt tilpasset for bruk i forbindelse med et tynnvegget metallrør eller plastrør. Skjønt de respektive organer i fig. 10 er antydet som fremstilt av metall, skal det bemerkes at de respektive organer like godt kan utformes av plastmateriale som vist i fig. 11. In fig. 10 shows a connecting segment which is specially adapted for use in connection with a thin-walled metal pipe or plastic pipe. Although the respective bodies in fig. 10 is indicated as being made of metal, it should be noted that the respective bodies can just as well be made of plastic material as shown in fig. 11.

I fig. 10 er hvert av de respektive rør 24 forsynt med en krage 42 som har spor og er sveiset eller slagloddet til røret på kjent måte eller som ved plastrør er sementert eller varmesmeltet fast på rørenden på kjent måte. Ved at de respektive spor for opptagelse av kilene 30 og 32 er utformet i kragen 42, opprettholdes rørenes 24 enhetlighet og det er ikke nødvendig å lage spor i eller vulster på rørene. I fig. 20 er en modifisert form av pakningen 44 med generelt T-formet tverrsnitt illustrert. Denne pakning blir holdt sammenpresset mot endene av kragene 42 av de respektive koblingselementer. In fig. 10, each of the respective pipes 24 is provided with a collar 42 which has a groove and is welded or brazed to the pipe in a known manner or, in the case of plastic pipes, is cemented or heat-fused to the end of the pipe in a known manner. By the fact that the respective grooves for receiving the wedges 30 and 32 are formed in the collar 42, the uniformity of the pipes 24 is maintained and it is not necessary to make grooves in or beads on the pipes. In fig. 20, a modified form of the gasket 44 of generally T-shaped cross-section is illustrated. This gasket is held compressed against the ends of the collars 42 of the respective coupling elements.

Som et alternativ til anordning av en sentralt anbrakt pakning, som pakningene 28 eller 44, kan de respektive koblingssegmenter være forsynt med et innvendig spor, som illustrert ved 46 i fig. 11, og inneholde O-ringer som anbringes over de respektive land av kragen 42 på hver side av de spor som opptar kilene 30 og 32. I fig. 11 er de respektive deler illustrert utformet av plastmateriale. De respektive deler, bortsett fra O-ringene 48, kunne like godt vært utformet av metall. Der det benyttes O-ringer, kan det være ønskelig å an-ordne ytterligere tetningsorganer mellom samvirkende flater av segmentene. As an alternative to the arrangement of a centrally placed seal, such as the seals 28 or 44, the respective coupling segments may be provided with an internal groove, as illustrated at 46 in fig. 11, and contain O-rings which are placed over the respective lands of the collar 42 on each side of the grooves which occupy the wedges 30 and 32. In fig. 11, the respective parts are illustrated made of plastic material. The respective parts, apart from the O-rings 48, could just as well have been formed of metal. Where O-rings are used, it may be desirable to arrange additional sealing means between cooperating surfaces of the segments.

Koblingsorganer av den type som er illustrert i fig. 10 og 11 finner spesielt anvendelse enten i tynnveggede metallrør-systemer eller plastrørsystemer som benyttes for å føre opp-slemmet eller luftbåret, partikkelformet materiale. I slike systemer er det som følge av avvik som oppstår i fluidstrømnin-gen og mulige virvelstrømmer som oppstår ved tilstøtende røren-der en tendens til at rørene slites ned raskere i nærheten av koblingen, med en progressiv reduksjon i rørveggens tykkelse som resultat. Ved slike anvendelser vil anordning av den spor-forsynte hylse 42 føre til forsterkning av rørene på disse steder med akselerert slitasje, slik at rørsystemets nyttige leve-tid blir forlenget. Connecting means of the type illustrated in fig. 10 and 11 find particular application either in thin-walled metal pipe systems or plastic pipe systems that are used to convey slurry or airborne, particulate material. In such systems, as a result of deviations that occur in the fluid flow and possible eddy currents that occur at adjacent pipe ends, there is a tendency for the pipes to wear down more quickly in the vicinity of the connection, with a progressive reduction in the thickness of the pipe wall as a result. In such applications, provision of the grooved sleeve 42 will lead to reinforcement of the pipes in these places with accelerated wear, so that the useful life of the pipe system is extended.

Ved enkelte anvendelser er det ønskelig at det oppstår minimal diskontinuitet i skjøten mellom rørendene og at rør-endene føres til et nært butt-i-buttforhold til hverandre. En tilpasning av rørkoblingen av segmenttype ifølge foreliggende oppfinnelse til slike krav er illustrert i fig. 12, hvor de respektive kiler 30 og 32 er forsynt med skrådde, radiale flater og røret er forsynt med spor for opprettelse av tilsvarende skrådde anleggsflater. Ved denne utførelse vil de respektive kiler 30 og 32 ved tiltrekking av den segmentformede kobling rundt rørendene presse de respektive rør 24 mot hverandre for å føre de radiale endeflater av rørene til det nødvendige anleggsinngrep. In some applications, it is desirable that minimal discontinuity occurs in the joint between the pipe ends and that the pipe ends are brought into a close butt-in-butt relationship to each other. An adaptation of the pipe connection of the segment type according to the present invention to such requirements is illustrated in fig. 12, where the respective wedges 30 and 32 are provided with inclined, radial surfaces and the pipe is provided with grooves for creating corresponding inclined contact surfaces. In this embodiment, the respective wedges 30 and 32 will press the respective pipes 24 against each other when the segment-shaped coupling is tightened around the pipe ends to bring the radial end surfaces of the pipes to the necessary installation engagement.

Skjønt koblingssegmentene som er beskrevet ovenfor, har hat generell buet form hver, skal det bemerkes at den ytre form av de respektive koblingssegmenter ikke har spesiell be-tydning forutsatt at de i kombinasjon oppretter det nødvendi-ge omsluttende forhold til røret og holder de respektive kiler korrekt orientert i de spor som er tilordnet kilene. Although the coupling segments described above each have a generally curved shape, it should be noted that the outer shape of the respective coupling segments is of no particular importance provided that in combination they create the necessary enveloping relationship with the pipe and hold the respective wedges correctly oriented in the slots assigned to the wedges.

Mens de respektive kiler som er omtalt ovenfor til enhver tid har vært utformet i ett med de respektive koblingssegmenter, skal det også bemerkes at de respektive kiler kunne utformes separat og anbringes i passende uttagninger i koblingssegmentene etter at disse er fremstilt, eller de kunne innarbeides i koblingssegmentene ved at segmentene støpes eller på annen måte utformes rundt kilene, med kilen in situ. While the respective wedges discussed above have at all times been designed integrally with the respective coupling segments, it should also be noted that the respective wedges could be designed separately and placed in suitable recesses in the coupling segments after these are manufactured, or they could be incorporated into the coupling segments by the segments being molded or otherwise formed around the wedges, with the wedge in situ.

To slike eksempler er vist i fig. 13 og 14. Two such examples are shown in fig. 13 and 14.

I fig. 13 er koblingssegmentets legeme 10a støpt eller på annen måte utformet med uttagninger 11b for opptagelse av kilene 30a. Alternativt er kilene 30a anbrakt i formen og koblingssegmentets 10a legeme er deretter støpt rundt kilene med kilene in situ. I det tilfelle som er vist i fig. 14 som illustrerer et støpt koblingssegment 10c, utformet av plastmateriale, er koblingssegmentets legeme enten utformet med spor for opptagelse av metallkiler 30b og 32b, som for enkelhetens skyld er vist med forskjellig innvendig radius, eller kilene 30b og 32b er anordnet i formen før sprøytestøping av koblingssegmentets legeme og er således støpt inn på plass. Ved en slik anvendelse er det åpenbart uønsket at koblingen av segmenttype kan dreie i forhold til kilene. Slik dreining kan lett hindres ved at ytre omkrets av kilene gis en form som ikke er buet. De kan eksempelvis ha en ytre omkrets som er po-lygonal eller har en annen form. In fig. 13, the coupling segment's body 10a is molded or otherwise designed with recesses 11b for receiving the wedges 30a. Alternatively, the wedges 30a are placed in the mold and the body of the coupling segment 10a is then molded around the wedges with the wedges in situ. In the case shown in fig. 14 which illustrates a molded coupling segment 10c, made of plastic material, the body of the coupling segment is either designed with grooves for receiving metal wedges 30b and 32b, which for simplicity are shown with different internal radii, or the wedges 30b and 32b are arranged in the mold before injection molding of the body of the coupling segment and is thus molded into place. In such an application, it is obviously undesirable for the segment-type coupling to rotate in relation to the wedges. Such turning can easily be prevented by giving the outer circumference of the wedges a shape that is not curved. They can, for example, have an outer circumference that is polygonal or has another shape.

Claims

1. Coupling segment (10), particularly intended for use in a pipeline system with high pressure in relation to the holding strength of the pipe, together with at least one further coupling segment (12) comprising a mainly unpolished or unworked metal casting of Iron with high holding strength, showing a significant malleability to form an arcuate member (14) having an internal recess (26) for receiving a gasket (28; 38), a plate (16) at each peripheral end of the arcuate member (14) and integrally molded therewith, each plate (16) is adapted for a fastening means (20) for securing the plate to the plate on an adjacent arc-shaped element, where the arc-shaped elements enclose a tube (24), at least one part of the arc-shaped element (14) having an axial extent to one side of the inner recess (26), and a plurality of axially spaced continuous arcuate wedges (30, 32) made in one piece with and projecting from the inner circumference of the axially extended portion, in the wedges are intended for engagement with their respective, corresponding grooves (34) which are axially separated in the circumference of the tube (24) to counteract a relative axial movement between the coupling segment and the tube under axial load, characterized in that each wedge (30, 32) has an unpolished or unworked engagement surface with an inverted grain-shaped surface that appears during casting and faces a matched surface on the internal recess (26), whereby the engagement surfaces in all areas along the peripheral extent of said wedges (30, 32) are essentially radial and perpendicular to the axis that applies to the arc-shaped element (14), the inverted grain-shaped surface on each of the wedges (30, 32) must have the ability to press down and cold-work the material in the tube (24) to equalize the stresses and stresses applied to the wedges (30, 32) when these are under axial load.

2. Coupling segment as stated in claim 1, characterized in that it comprises parts of the arc-shaped element (14) which extend in opposite directions from each side of the internal recess (26) and with a plurality of corresponding axially separated continuous arc-shaped wedges (30, 32 ) made in one piece with and directed inwards from the inner circumference of each such axially directed part.

3. Coupling element as specified in claim 1 or 2, characterized in that each plate (16) has a clamping surface which, together with an opposing clamping surface, converges from its radially outermost part in the direction inside the segment.

4. Coupling segment as specified in claims 1 to 3, characterized in that the radius of the inner circumference of the arc-shaped element (14) is somewhat larger than the outer radius of the pipe (24) with which it is to be assembled.

5. Coupling segment as specified in claims 1 - 4, characterized in that the radially extending surface of each wedge (30, 32) has the same radial extent.

6. Coupling segment as specified in claims 1 - 5, characterized in that the radially extending surface of one of the wedges has a different radial extent compared to the radial extent of the next adjacent wedge.