NO171613B - Koblingssegment - Google Patents

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.

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.

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.

For å hindre lekkasje av trykkfluid fra området mellom

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.

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 .

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.

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.

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 .

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.

Disse problemer skyldes delvis ønsket om å bruke stan-dardrør, som - avhengig av industrien og anvendelsesformålet

- 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-

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til ved-lagte tegning som illustrerer noen foretrukne utførelseseksemp-ler av foreliggende oppfinnelse, hvor

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

av koblingen,

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. 3 er et lengdesnitt i likhet med fig. 2, som viser en modifikasjon av koblingssegmentet ifølge 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. 5 er et tverrsnitt i likhet med fig. 4 som illustrerer koblingssegmentene i den stilling de inntar etter full-ført montering av koblingen,

fig. 6 er et snitt i likhet med fig. 2, men viser en kobling av segmenttype med flensforbindelse ifølge foreliggende oppfinnelse,

fig. 7 er et snitt som svarer til fig. 2 av en alternativ form av et koblingssegment,

fig. 8 er et partielt enderiss av en alternativ form av en rørende som er tilrettelagt for å oppta koblingen ifølge 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. 10 er et snitt som svarer til fig. 2 av enda en alternativ form av et koblingssegment,

fig. 11 er et snitt som svarer til fig. 2 av ytterligere en mulig form av et koblingssegment,

fig. 12 er et snitt som svarer til fig. 2 av enda et mulig utførelseseksempel av et koblingssegment,

fig. 13 er et tverrsnitt som generelt svarer til fig. 4 av enda en mulig form av et koblingssegment og

fig. 14 er et tverrsnitt som generelt svarer til fig. 4 av enda en form av et koblingssegment.

Fig. 1-6 gjelder utførelseseksempler av oppfinnelsen til bruk i forbindelse med spor-forsynte rør.

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.

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.

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.

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.

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.

Når koblingen av segmenttype blir brukt, føres endene

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.

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.

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.

I tilfelle hvor koblingssegmentene er utformet av nylon eller andre plastmaterialer som kan sprøytestøpes, vil denne teknikk bli brukt.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

kilene.

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.

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-

og spor-anordning vil resultere i en reduksjon av rørets veggtykkelse i nærheten av sporet på 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 .

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.

4 og 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

To slike eksempler er vist i fig. 13 og 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.

Claims (6)

1. Koblingssegment (10), særlig beregnet på anvendelse i et rørledningssystem med høyt trykk i forhold til rørets holdfasthet, sammen med minst et ytterligere koblingssegment (12) omfattende et hovedsaklig upusset eller ubearbeidet metallstøpestykke av Jern med høy holdfasthet, oppvisende en betydelig formbarhet til dannelse av et bueformet element (14) med en innvendig fordypning (26) for opptagelse av en pakning (28; 38), en plate (16) ved hver perifer ende av det bueformede element (14) og støpt i ett stykke med dette, der hver plate (16) er tilpasset for et festeorgan (20) til sikring av platen til platen på et tilstøtende bueformet element, der de bueformede elementer omslutter et rør (24), idet minst ett parti av det buef ormede element (14) har aksiell utstrekning til den ene side av den innvendige fordypning (26), og et flertall aksialt adskilte sammenhengende bueformede kiler (30, 32) utført i ett stykke med og stikkende inn fra den indre omkrets av det aksialt utstrukne parti, idet kilene er beregnet for inngrep med hvert sitt, tilsvarende spor (34) som er aksialt adskilt i rørets (24) omkrets for motvirkning av en relativ aksiell bevegelse mellom koblingssegmentet og røret under aksial belastning, karakterisert ved at hver kile (30, 32) 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 (26), hvorved inngrepsflåtene i alle områder langs den perifere utstrekning for de nevnte kiler (30, 32) er hovedsaklig radielle og vinkelrette på aksen som gjelder det bueformede element (14), idet den omvendt kornformede flate på hver og en av kilene (30, 32) skal ha evne til å presse ned og kaldbearbeide materialet i røret (24) til utjevning av de spenninger og påkjenninger som påføres kilene (30, 32) når disse står under aksial belastning.

2. Koblingssegment som angitt i krav 1, karakterisert ved at det omfatter partier av det bueformede element (14) som strekker seg i motsatte retninger fra hver side av den innvendige fordypning (26) og med et flertall tilsvarende aksialt adskilte sammenhengende bueformede kiler (30, 32) utført i ett stykke med og rettet innad fra den indre omkrets av hver slikt aksialtrettet parti.

3. Koblingselement som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver plate (16) har en spennflate som sammen med en mostående spennflate konvergerer fra sitt radielt sett ytterste parti i retning innad i segmentet.

4. Koblingssegment som angitt i kravene 1 til 3, karakterisert ved at radien for til bueformede elements (14) innvendige omkrets er noe større enn den utvendige radle til røret (24) som det skal settes sammen med.

5. Koblingssegment som angitt i kravene 1 - 4, karakterisert ved at den radialt forløpende flate på hver kile (30, 32) har den samme radielle utstrekning.

6. Koblingssegment som angitt i kravene 1 - 5, karakterisert ved at den radialt forløpende flate på en av kilene har en annen radiell utstrekning sammenlignet med den radielle utstrekning for den neste inntilliggende kile.