NO20140458A1 - Fremgangsmåte og konstruksjon for sammenkopling av rør - Google Patents

Abstract

Det omtales en fremgangsmåte til sammenkopling av to rør (10,12), og den er kjennetegnet ved at et sett av innbyrdes sammenskyvbare koniske hylser (18,22) innføres på hver sin rørende, og ved sammenskyvning av respektive hylsepar (18,22), klemmer den radielt ytre hylsen (18) den indre hylsen (22) inn til et feste mot rørets (10,12) overflate, hvoretter respektive strammeorganer (14,16) sammenføres mot baksiden av et hylsepar (18,22) som derved klemmes mot hverandre slik at oppnås en tett sammenkopling mellom endene (25,26) rørene (10,12). Videre omtales det en konstruksjon ved rørender for sammenkopling av to rør, samt en særlig god anvendelse av oppfinnelsen.

Description

Fremgangsmåte og konstruksjon for sammenkopling av rør.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en konstruksjon for sammenkopling av rør, dvs. to rør som settes mot hverandre butt-i-butt, og det uten at det skal være behov for å sveise eller lime dem sammen. Særlig gjelder sammenkopling av metallrør, men den kan også benyttes på plastrør.

Når to rør skal sammenkoples ved at tilstøtende rørender innstilles mot hverandre butt i butt, må det skje på en slik måte at det ikke oppstår lekkasjer i skjøten, slik at væske eller gass som en rørledningen senere fremfører, ikke lekker ut gjennom skjøten.

I dag er det kjent såkalte kalde sveisefrie løsninger for å sammenkople rør, uten bruk av varme (sveis/ lodding), og som regel benyttes det en flens. Metodene som domi-nerer markedet er basert på at rørene bearbeides og forbehandles for å få feste de sammen ved hjelp av en flens, dvs. en flens på hver rørende, og så stilles rørendene inntil hverandre med en mellomliggende plassert pakning. Et antall aksialrettede gjengebolter som er ført gjennom to ringformige flenser som er anordnet på hver sin side av koplingen, og ved tilstramming av muttere på boltene, skrues rørendene mot hverandre slik at pakningen helt lukker forekommende spalte mellom rørene og gir god en tetning. Dette medfører imidlertid behov for å bruke kompleks maskineri, ofte store og tunge maskiner for at koplingen skal beholde sin posisjon på rørene.

Det er et formål med oppfinnelsen å kunne koble sammen rør uten behov for forbe-handle røroverflatene.

Det er tidligere kjent en rekke slike skjøter hvor en benytter tetninger av et elastisk materiale så som plast eller gummi, som klemmes sammen rund skjøten mellom rør-ene ved hjelp av koniske rørhylser som skrues sammen.

Av de tidligere kjente anordninger skal det vises til britisk patentskrift GB-502.386 og kinesisk bruksmønster CN-2303989.

Det nevnte britiske patentskrift GB-502.386 beskriver en konstruksjon for å tette spalten mellom to rørseksjoner som settes inntil hverandre butt i butt, for å fremføre et fluid, gass/væske, gjennom rørene.

En kort hylse tres inn over og dekker og omslutter spalten mellom rørendene, hvoretter som på forhånd tredd inn over hver respektive rørende, nå føres frem til å ligge an mot hver sin ende av hylsen som dekker over skjøten.

Når to ringformige flenser 4 som omfatter motsvarende utformet koniske innersider, skrus mot hverandre og sammen vil flenskonen presse sammen pakningene slik at de deformeres og skaper et hold mot røroverflaten ved deres ender som dermed holdes tett sammen.

Det kinesiske bruksmønsteret CN-2303989 foreslår å sammenføye rørendene ved hjelp av radielt forløpende skruebolter 7 hhv 3 og to motstående ringflenser 6 og 3, som føres inn mot hverandre og over en løs hylse 8 som er plassert omsluttende rørendene. Flensene skrues sammen med aksialt forløpende bolter 1 og rørendene holdes mot hverandre med bidrag fra de radielle skrueboltene gjennom flensene.

Det finnes også kjent en rekke varianter rundt et slikt grunnprinsipp med kileformige pakninger og hylser for å skape tettende sammenkopling.

Felles for disse kjente løsningene er at det hylseformete pakningselementet som ligger innerst overdekker spalten mellom rørene og at det ikke er en separat pakning mellom rørende som skal ligge butt-i-butt . Hver ende av pakningshylsen er videre skråskåret for å klemmes sammen mellom motsvarende skråskårete elementer (ringformige flenser) som på forhånd er tredd inn over rørene og som nå føres tilbake og innover pakningshylsen og klemmer denne sammen ved tilskruing av for eksempel aksial løpende bolter.

Formål med oppfinnelsen.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å frembringe en løsning, hvor hver rørende omfatter sitt eget koplingsorgan, og som altså ikke overdekker spalten, idet koplingsorganet omfatter i og for seg kjente motsvarende utformet kileformer som ved innbyrdes aksial forskyvning mot hverandre får sammenstillingen til å klem-me mot røret.

Videre er det et formål med oppfinnelsen å frembringe en konstruksjon hvor hvert koplingsorgan kun er for å kople sammen rørene, mens en ringpakning utfører selve tetningsfunksjonen.

Videre er det et formål med oppfinnelsen, idet organet som frembringer tetning mellom rørende er en fleksibel pakningsring med omkrets-dimensjoner tilpasset til rørets diameter og veggtykkelse.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å frembringe en løsning hvor man får en tett rørsammenkobling uten ringpakning mellom rørene, når man anvende en annen tiltrekningsmetode ved bruk av en "mutterflens" uten bolter.

Man tar altså sikte på å frembringe en ny konstruksjon for denne rørsammen-koplingen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sett av innbyrdes sammenskyvbare koniske hylser innføres på hver sin rørende, og ved sammenskyvning av respektive hylsepar, klemmer den radielt ytre hylsen den indre hylsen inn til et feste mot rørets overflate, hvoretter respektive strammeorganer sammenføres mot baksiden av et hylsepar som derved klemmes mot hverandre slik at oppnås en tett sammenkopling mellom endene rørene.

Ifølge en foretrukket utførelse det anvendes en indre konisk hylse hvis innerside omfatter midler så som skarpkantete riller, knaster eller pigger som klemmes mot og inn i røroverflaten ved sammenskyvningen og gir hylseparet et feste til røret.

Særlig foretrukket er det at det anvendes respektive en indre koniske hylse som er inndelt i et antall seksjoner ved aksialt rettede slisser gjennom hylseveggen, hvilke slisser bidrar til at den indre hylse kan presses radielt innad under samtidig lukking av slissene, og slik rillene/piggene presses inn i røroverflaten, som følge av den innbyrdes sammenskyvningen av hylsene.

Ifølge enda en foretrukket utførelse anvendes det en den indre hylse som er inndelt i fire hylseseksjoner via et tilsvarende antall slisser, idet seksjonene holdes sammen som en helhetlig hylse ved det er påført heftemiddel, så som limstoff, i tilstøtende kanter mot slissene.

Fortrinnsvis klemmes en ringformig flenskant (frontsiden av) på den fremre enden av den ytre hylse mot en tilsvarende ringformig flenskant (baksiden av) på den fremre enden av den indre hylse, idet de respektive strammeorganer bringes til å danne anlegg mot de nevnte flenskanter til de respektive ytre hylser for å føre rørene sammen.

Fortrinnsvis anvendes det en indre hylse av metall så som rusfritt stål eller titan, eller et materiale av plast/ fiber/ karbon.

Konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved et sett av indre og ytre innbyrdes sammenskyvbare koniske hylser innført på rørenden, hvor den indre hylse omfatter midler for å danne feste i og mot overflaten når den klemmes radielt mot rørenden som følge av en innbyrdes aksialt sammenskyvning av de to hylsene.

Ifølge en foretrukket utførelse er festemidlene i den indre konisk hylse innerflate er skarpkantete riller, knaster eller pigger innrettet til å klemmes inn i røroverflaten.

Fortrinnsvis omfatter hylsens innerflate omfatter et tetningsbelegg samt nevnte skarpkantete riller, knaster eller pigger, idet tetningsbelegget bringes til klemmer mot røroverflaten samtidig som at de skarpkantete riller, knaster eller pigger presses inn i røret

Fortrinnsvis er den indre hylse er aksialt inndelt i et antall separate seksjoner ved aksialt rettede slisser gjennom hylseveggen idet seksjonene holdes sammen som en helhetlig hylse ved det er påført heftemiddel, så som limstoff, i tilstøtende kanter mot slissene.

Ifølge enda en foretrukket utførelse hylsen som er inndelt i fire hylseseksjoner via et tilsvarende antall slisser sammenføyd med heftemiddel.

Ifølge en foretrukket utførelse omfatter hylsenes respektive fremre ender omfatter flenskanter som bringes til å danne anlegg mot hverandre når hylsene er sammen-skjøvet for feste til enden av røret.

Ifølge en foretrukket utførelse er den indre hylse av metall så som rusfritt stål eller titan, eller et materiale av plast/fiber/ karbon.

Ifølge et viktig aspekt ved oppfinnelsen, anvendes konstruksjonen til sammenkopling av to rør idet hver rørende omfatter nevnte konstruksjon, hvor respektive strammeorganer sammenføres mot baksiden av hvert sin konstruksjon, og strammeorganene klemmes mot hverandre slik at oppnås en tett sammenkopling mellom endene av rørene.

Det er altså ingen av de kjente løsningene som viser en løsning hvor splitthylser eller to eller flere vinkelformede deler med konisk (trapesform) er anbrakt over rørskjøten av to motstående rørender, og hvor en motsvarende konisk hylse tres inn over hver sin splitthylse fra hver side. De vinkelformete delene har samme indre vinkel som rør og en svak vinkel, dvs. en svak økning i godstykkelse fra lavt ytterst til høyere innerst.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i det etterfølgende under henvisning til de figurene, hvori: Figur 1 viser en ekspandert skisse i et perspektiv av oppfinnelsen og viser alle delene i den konstruktive konstruksjonen relatert til to rør 10,12 som skal sammenkoples.

Figur 2 viser et tverrsnitt av de sammenkoplete rørene.

Figur 3 viser et tverrsnitt av sammenstillingen av rør 12 og den omsluttende delte koplingshylsen like etter at den er montert satt inn på rørenden. Et antall limpunkter for å holde dem sammen er også vist helt skjematisk. Figur 4 viser sammenstillingen etter at klemhylsen 18 er presset inn på koplingshylseseksjonene slik at disse klemmes sammen rundt røret 12. Figur 5 viser et perspektiv av koplingshylsen for å vise delingsspalteen 30 samt et bånd 50 som er slått rundt for å holde delene sammen.

Figur 6 viser et langsgående perspektiv-riss av de sammenkoplete rørene.

Figur 7 viser et alternativ hvor rørene med den nye påsatte koplingskonstruksjon sammenkoples ved hjelp av gjengehylser 40, 42 som hver for seg, fra hver sin side, skrues inn på et felles hylseformet mellomstykke 50 som samtidig omfatter en tetningsring til å ligge mellom rørendene i sammenskrudd stilling.

Først skal oppfinnelsen forklares i forbindelse med figur 1 og 2.

Det er altså to rør 10 hhv 12 som skal koples sammen ende mot ende, og oppfinnelsen skal beskrives med utgangspunkt i røret 10 til venstre på figuren, idet det er de samme elementene som koples til det andre røret 12, før de to rørene koples helt sammen mot hverandre.

En koplingshylse 22 tres først inn over enden 25 til røret 10. Denne koplingshylsen utgjør det sentrale element ved oppfinnelsen og er et materiale av metall som stål, titan eller aluminium, eller plast/ fiber/ karbon materiale. Utgangspunktet er rusfritt stål eller titan, men andre materialer kan anvendes, så som syntetisk gummi (Viton-materiale), og fluorpolymerelastomer, fiber, karbon eller metallpakninger

Betegnelsen «koplingshylse» benyttes siden den skal, ved radial klem mot rørover-flaten, danne et feste mot røroverflaten.

Materialet i koplingshylsene er avhengig av materialet i rørene 10 hhv 12, siden innsiden av koplingshylsene skal omfatte riller, små pigger eller knaster som skal trenge litt inn i rørflaten og danne et feste som er så sterkt at koplingshylsen ikke skal kunne begynne å gli aksialt av røret. Det betyr at koplingshylsene fortrinnsvis er av et hardere materiale enn røret.

Skal rørene 10,12 fremføre gasser og væske med høye trykk og temperturer, så som olje og naturgasser, benyttes en egnet stålkvalitet for formålet, og koplingshylsen også av en stålkvalitet med litt større hardhet.

Skal rørene fremføre andre væsker og gasser med lavere trykk og temperatur, så som vann, kan det anvendes plastrør som kan være fiberarmert.

Siden materialet i koplingshylsen ikke er elastisk på samme måten som i en plast-eller gummipakning, men allikevel skal kunne klemmes inn mot røroverflaten for å danne et feste mot røret, er den enten utformet satt sammen av separate bueformete stykker som på forhånd er satt sammen eller er utformet som en helhetlig hylse hvor det er utskåret aksiale slisser gjennom rørveggen. Når de er satt sammen tett inntil hverandre definerer de en hylse med tilnærmet samme eller litt mindre diameter enn røret 10,12, slik at de klistrer seg inntil røroverflaten. Når de er utformet i løse deler, for eksempel fire stykker, vil de settes inntil hverandre slik at gapet 30 (figur 1) viser seg som en tydelig aksial rettet slisse eller et spor mellom seksjonene. For å holde dem sammen med en passende deling (innbyrdes avstand mellom dem), er de sammenfestet med et heftemiddel 43 (figur 3) så som lim slik at en operatør kan holde i sammenstillingen som en helhetlig hylse. Når strammehylsen 18 tres aksialt utenpå og inn over koplingshylsen, klemmes seksjonene sammen mot hverandre slik at slissene/sporene helt lukkes og innsiden klemmes inn mot rør-flaten, idet også heftemiddelet klemmes helt sammen mellom sidedelene. På figur 1 er koplingshylsen 22 vist «fortegnet» som adskilte bueformete delring-skiver. En slik slisse er vist ved 30, omfatter den viste kopplingshylsen 22 har fire slike slisser 30 rundt omkretsen, slik figur 1 viser.

I enkelte utførelse kan koplingshylsen 24 være utformet som et helhetlig rørformet emne med utformet med aksiale (langsgående) aksialt forløpende og gjennomgå-ende spor som «går «nesten gjennom rørveggen. Når den halsformet andre strammehylse 18 skyves inn over utsiden av koplingshylsen vil denne skyves og presses inn mot røroverflaten, idet de nevnte slissene lukkes under det radielt rettede presset fra den utenforliggende strammehylsen 18. En slik slisse vist ved 30, omfatter den viste koplingshylsen 22 fire slike slisser 30 rundt omkretsen, men kan selvsagt utformes med flere slike parallelle slisser.

Koplingshylsen 22 har en ren sirkulærformet innerside tilpasset til røroverflatens ytterdimensjon. Koplingshylsens 22 ytterflate skråner ned fra den tykkeste hylsevegg-diameter 22a ved den fremre hylseenden (nærmest rørenden), som ved mon-tering er den ende av koplingshylsen som plasseres tilstøtende til rørenden, til en tynneste hylsevegg-diameter 22b ved den bakre enden av hylsen 22. Denne av-smalning vises særlig tydelig på figur 2. Den fremre enden 22a av hylsen omfatter videre en oppadragende ringformig flens 24 rundt hele omkretsen.

Et perspektiv av en koplingshylse er vist på figur 5, som også vier de skarpe rillene og knastene 41 til venstre på figuren. Når den utenforliggende halsen 18 (ytre syl-inder) senerehen, som vist på figur 4, presses innover/glir over indre hylsen 22, presses koplingshylsen inn mot røroverflaten og overflate-mønsteret eller rillene/- knastene/piggene 41 presses inn i overflaten til røret 12 slik at koplingshylsen festes til rørenden. Figur 3 viser koplingshylsen 22 i sine fire deler plassert omsluttende røret 12, med de innvendige rillene eller knaster 41 som ligger inn mot overflaten til røret 12.

Ifølge en alternativ løsning, kan innsiden av koplingshylsen sammen med nevnte knaster, omfatte et gummiert pakningsbelegg som klemmer mot røroverflaten slik at det oppnås god tetning i tillegg til at knastene 41 presses inn i røroverflaten.

Videre klemmer de to rørendene sammen en mellomliggende pakningsring 32 slik man sikrer en helt tett kopling mellom rørene. Pakningsringen kan være av metall, "gummi" (tilpasset mediet som går gjennom rør) eller en kombinasjon av begge (metall tetning ytterst og "gummi" innerst, eller motsatt).

Alternativt kan rørender presses sammen metall mot metall og tette uten pakning, noe som er mulig når endene av rørene er passe bearbeidet og passer sammen, med egnede toleranser.

Hver strammehylse 18a, 18b har en motsvarende konisk hylseform og en ringformig radiell utadragende flens 20 ved sin fremre ende. Når strammehylsene 18, en fra hver side, presses inn over sine respektive koplingshylser 22, vil den koniske formen føre til å presse koplingshylsen radielt innover slik at det skarpkantete rillemønsteret «graver seg ned» i røroverflaten og stanser enhver videre forekommende aksial-glidning av koplingshylsen mot rørenden. Videre fungerer de to respektive radielle flensene samvirkende slik at strammehylsen 18 ikke bare vil gli over koplingshylsen 20, men stramme-flensen 20 vil støte an mot koplingsflensen 24 som derved opp-retter et fast feste mellom disse to hylsene 20 hhv 18.

Denne innbyrdes sammenkoplingen mellom den koniske koplings- og strammehylsene 22 hhv 18, frembringes ved hjelp av to samvirkende ringer 14a hhv 14b som på forhånd er tredd inn på de respektive rørender 25 hhv 26 slik det er illustrert på figur 3. Når hylseparet er tredd inn over hver sin rørende, føres ringene 14a, 14b inn over sammenstillingen fra baksiden og støter an mot baksiden av strammehylsens flens/skulderform 20 og strammes til sammen ved hjelp av aksialbolter 16 som er velkjent teknikk.

Denne innbyrdes sammenskyvning av de to hylsene kan også utføres med skru-hylser som sammensettes innbyrdes og skrues sammen over hylseparet 18,22. Innvendig omfatter skru-hylsene ringformige haker som klemmer inn mot baksiden av den radielle skulderformen 20 til strammehylsen 18.

Det refereres til figur 7 som viser en tilsvarende todelt koplingskonstruksjon hvor de to delene sammenføres aksialt ved hjelp av gjengehylser 40, 42 som hver for seg, fra hver sin side, skrues inn på de ytre gjengene til et felles hylseformet mellomstykke 50. Mellomstykket omfatter en tetningsring 132 omfatter en innadragende ringformet tetningsflens 132 som passer inn i den ringformige spalten mellom rørendene. Når rørendene 10,12 skrues sammen, presses tetningsflensen sammen og danner en sikker tetning mellom rørene.

Kjernen i oppfinnelsen er altså at to konisk utformete hylser klemmes aksial mot hverandre slik at den indre koplingshylsen 22 ifølge oppfinnelsen klemmes inn mot i røroverflaten og danner et sikkert feste ved hjelp av riller og knaster som trenger inn i eller graver seg inn røroverflaten. Dermed kan man med foreliggende oppfinnelse sammenkople to rør uten at rørendene trenger å prepareres på forhånd. Det kan riktignok være aktuelt påføre noe glidemiddel så som olje, mellom koplingshylsens ytterside og klemhylsens innside for å sikre minimal friksjon i sammenførings/glide-prosessen.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte til sammenkopling av to rør (10,12),karakterisert vedat et sett av innbyrdes sammenskyvbare koniske hylser (18,22) innføres på hver sin rør-ende, og ved sammenskyvning av respektive hylsepar (18,22), klemmer den radielt ytre hylsen (18) den indre hylsen (22) inn til et feste mot rørets (10,12) overflate, hvoretter respektive strammeorganer (14,16) sammenføres mot baksiden av et hylsepar (18,22) som derved klemmes mot hverandre slik at oppnås en tett sammenkopling mellom endene (25,26) rørene (10,12).

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat ved at det anvendes en indre konisk hylse hvis innerside omfatter midler så som skarpkantete riller, knaster eller pigger (41) som klemmes mot og inn i røroverflaten ved sammenskyvningen og gir hylseparet (18,22) et feste til røret (10,12).

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 - 2,karakterisert vedat ved det anvendes respektive en indre koniske hylse (22) som er inndelt i et antall seksjoner ved aksialt rettede slisser (30) gjennom hylseveggen, hvilke slisser (30) bidrar til at den indre hylse kan presses radielt innad under samtidig lukking av slissene (30), og slik rillene/piggene presses inn i røroverflaten, som følge av den innbyrdes sammenskyvningen av hylsene.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 - 3,karakterisert vedat det anvendes en den indre hylse (22) som er inndelt i fire hylseseksjoner via et tilsvarende antall slisser (30), idet seksjonene holdes sammen som en helhetlig hylse ved det er påført heftemiddel (43), så som limstoff, i tilstøtende kanter mot slissene (30).

5. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat en ringformig flenskant (20) (frontsiden av) på den fremre enden av den ytre hylse (18) klemmer mot en tilsvarende ringformig flenskant (24) (baksiden av) på den fremre enden av den indre hylse (22), idet de respektive strammeorganer (14,16) bringes til å danne anlegg mot de nevnte flenskanter (24) til de respektive ytre hylser (18) for å føre rørene (10,12) sammen.

6. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det anvendes en indre hylse av metall så som rusfritt stål eller titan, eller et materiale av plast/ fiber/ karbon.

7. Konstruksjon ved rørende for bruk ved sammenkopling av to rør (10,12),karakterisert vedat et sett av indre og ytre innbyrdes sammenskyvbare koniske hylser (18,22) innført på rørenden, hvor den indre hylse (22) omfatter midler for å danne feste i og mot overflaten når den klemmes radielt mot rørenden som følge av en innbyrdes aksialt sammenskyvning av de to hylsene (18,22).

8. Konstruksjon i samsvar med krav 7,karakterisert vedat festemidlene i den indre konisk hylse (22) innerflate er skarpkantete riller, knaster eller pigger (41) innrettet til å klemmes inn i røroverflaten.

9. Konstruksjon i samsvar med krav 7-8,karakterisert vedat hylsens (22) innerflate omfatter et tetningsbelegg samt nevnte skarpkantete riller, knaster eller pigger (41), idet tetningsbelegget bringes til klemmer mot røroverflaten samtidig som at de skarpkantete riller, knaster eller pigger (41) presses inn i røret

10. Konstruksjon i samsvar med krav 7-9,karakterisert vedat den indre hylse (22) er aksialt inndelt i et antall separate seksjoner ved aksialt rettede slisser (30) gjennom hylseveggen idet seksjonene holdes sammen som en helhetlig hylse ved det er påført heftemiddel (43), så som limstoff, i tilstøtende kanter mot slissene (30).

11. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav 7-10,karakterisert vedat hylsen (22) som er inndelt i fire hylseseksjoner via et tilsvarende antall slisser sammenføyd med heftemiddel.

12. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav 7-11,karakterisert vedat hylsenes respektive fremre ender omfatter flenskanter (20 hhv 24) som bringes til å a danne anlegg mot hverandre når hylsene er sammenskjøvet for feste til enden av røret.

13. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav 7-12,karakterisert vedat det anvendes en indre hylse av metall så som rusfritt stål eller titan, eller et materiale av plast/ fiber/ karbon.

14. Anvendelse av konstruksjon ifølge krav 7-13, for sammenkopling av to rør idet hver rørende omfatter nevnte konstruksjon, hvor respektive strammeorganer (14,16) sammenføres mot baksiden av hvert sin konstruksjon, og strammeorganene klemmes mot hverandre slik at oppnås en tett sammenkopling mellom endene (25,26) av rørene (10,12).