NO303653B1 - Skjoteanordning for ror - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en sperret skjøteanordning mellom den rette enden til et første rørformet element og en muffe på et andre rørformet element, av den typen som omfatter en pakning anbrakt i muffen, en innvendig fortannet sperrering som omgir den rette enden og en klemflensanordning utstyrt med midler for å festes til muffen for å sikre at sperreringen hindres i å beveges tilbake. Anordningen kan særlig anvendes for rørledninger av duktilt støpejern.

Uansett hvilken type pakning som benyttes, for eksempel for radial komprimering

i automatiske skjøteanordninger eller for aksial komprimering i mekaniske skjøt-eanordninger, muliggjør skjøteanordninger av denne typen at det kan opprettholdes en meget liten verdi for tilbakebevegelsen av den rette rørdelen når rørledningen settes under trykk, og at anordningen er enkel å benytte.

Dessuten, for at sperringen for rørskjøten skal kunne sikres på en effektiv og varig måte, og for at brukstiden til de rørformede elementer ikke skal påvirkes, er det hensiktsmessig å korrosjonsbeskytte kontaktsonene mellom sperreringen og de metalliske deler som omgir denne.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til en sperret skjøteanordning som samtidig oppfyller alle disse vilkår.

Oppfinnelsen angår således en sperret skjøteanordning av den angitte type, og som kjennetegnes ved at et bånd av elastomer som er påstøpt på sperreringen omgir denne på alle sider unntatt på den fortannede innsiden, og båndet omfatter, i retning forover, i det minste en elastisk leppe som i lengderetningen befinner seg mellom sperreringen og den bakre flaten på en anleggsring som omgir den rette rørenden.

Andre kjennetegnende trekk ved utførelsesformer av oppfinnelsen er følgende:

- Båndet ender mot det bakre i et sylindrisk parti som henger sammen med den elastiske leppen via en forbindelsesvegg som danner et dekklag på den radialt

ytre flaten på sperreringen.

- Den elastiske leppen og det bakre sylindriske partiet er innvendig fortannet der

de er i kontakt med den rette rørdelen, og trykker elastisk mot denne.

- Båndet omfatter i retning forover to divergerende lepper.

- En radial vegg som rager ut fra den elastiske leppen forlenger denne i retning radialt utover.

- Den elastiske leppen er en elastomer rørdel med aksial fortanning.

- Det bakre, sylindriske partiet av båndet danner et gripefremspring som rager aksialt utenfor klemflensen.

Når skjøteanordningen omfatter en pakning for aksial komprimering, sikres den aksiale komprimering fortrinnsvis av klemflensanordningen, som omfatter en komprimeringsring som har en fremre flate som trykker mot pakningen og en bakre flate, og denne ringen danner anleggsringen, og videre omfatter klemflensanordningen en klemflens utstyrt med midler for sperring og med en fremretrykkflate som samvirker med den bakre flaten på komprimeringsringen, samt en indre flate for holding av klemringen som konvergerer bakover.

Når skjøteanordningen omfatter en pakning for radial komprimering, sikres den radiale komprimering fortrinnsvis ved innføring av den rette rørdelen i muffen, og anleggsringen befinner seg mellom en radial flate i muffen og den fremre flaten på klemflensen.

I det følgende skal beskrives eksempler på utførelse av oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en halvdel av en mekanisk skjøteanordning i

henhold til oppfinnelsen, under monteringen.

Fig. 2 og 3 er analoge illustrasjoner av to utførelser, i montert tilstand.

Fig. 4 er en analog illustrasjon av en annen utførelse av en skjøteanordning som er mekanisk sperret, i henhold til oppfinnelsen, også i montert tilstand. Fig. 5 er en analog illustrasjon av en skjøteanordning med automatisk sperring i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser en sperret skjøteanordning mellom en rett rørende 1 på et første rørformet element og en muffe 2 på et andre rørformet element. De to rørformede elementer kan særlig være to like, suksessive rør i en rørledning, særlig av duktilt støpejern, og hvert rør omfatter en rett rørdel 1 på en ende og en muffe 2 på den andre enden. I denne beskrivelsen forutsettes det, som vist, at de to rørformede elementer har felles, horisontal akse.

Den rette rørdelen 1 er utvendig sylindrisk, mens muffen 2 utvendig, regnet fra munningen, har en krave 3 som rager radialt samt en konvergerende flate 4. Innvendig har muffen en stumpkonisk entringflate 5, etterfulgt av et hulrom 6 med en konvergerende flate som ender i en fremre, tilnærmet radial endeflate 7.

Skjøteanordningen omfatter en pakning 8 for aksial komprimering, en lukket komprimeringsring 9, en sperreinnretning 10, en klemflens 11 og en rekke festebolter 12.

Pakningen 8 er av elastomer. Når den er innført på den rette rørdelen og ligger fritt mot flaten 7 i muffen, kan det foreligge et fritt rom mellom dens omkretsflate og hulrommet 6, slik som vist i fig. 1.

Ringen 9, med en innerdiameter som er større enn ytterdiameteren til den rette rørdelen, kan innføres med radial klaring i muffen, og har en fremre, radial flate 13 (dvs. rettet mot bunnen av muffen) og en bakre, radial flate 14.

Sperreinnretningen 10 er en kompositt del dannet ved påstøping og omfatter en rekke metalliske innsatser 15, som sammen danner en sperrering, omgitt av og festet til et elastomert bånd 16. I en variant kan innsatsene 15 være erstattet av en kontinuerlig, splittet ring, men anvendelsen av flere innsatser foretrekkes fordi disse bedre kan tilpasse seg forskjellige utvendige utformninger av rørene.

Hver innsats 15 er dannet av en kloss som har et trapesformet, buet tverrsnitt, med en stor radial flate forover, en liten radial flate bakover, en radialt ytre flate 17 som konvergerer bakover og er buet, og en radialt indre flate som generelt er sylindrisk eller plan, men utstyrt med en rekke tenner 18 for fastgjøring på den rette rørdelen.

Båndet 16 omfatter et fremre, sylindrisk parti som danner en elastisk leppe 19 som er innvendig fortannet, et bakre, sylindrisk parti 20 som også er innvendig fortannet, og en forbindelsesvegg 21 som danner et dekklag på flaten 17 på innsatsene. Det bakre partiet 20 omfatter til høyre for hver innsats, nær den frie enden, en åpning 22, og det kan utenfor klemflensen være begrenset av en rekke aksiale tunger. Båndet 16 omgir innsatsene 15 på alle sider unntatt på den innvendige, fortannede siden. De sylindriske partier 19 og 20, som er påstøpt på henholdsvis den fremre og den bakre radiale flaten på innsatsene, muliggjør således at innsatsene holdes i sperreinnretningen 10, særlig når det oppstår lokal svikt i klebingen.

Klemflensen 11 er en ringformet del som avgrenses av to radiale flater, en fremre flate 23 og en bakre flate 24, og av en radialt indre flate 25 som konvergerer bakover og befinner seg nær inntil flaten 17 på innsatsene. Delen er radialt utover forlenget med en radial vegg, i hvilken er dannet en rekke aksiale hull 26, og denne veggen er utstyrt med et rundtgående beskyttelsesbånd 27 som er rettet forover.

Monteringen av skjøteanordningen beskrevet ovenfor utføres som følger, når muffen er satt på plass.

Det forutsettes at situasjonen er slik som vist i fig. 1, med maksimal klaring, der, med hensyn til toleransene for de støpte deler, ytterdiametrene er minimale, innerdiametrene er maksimale, og de aksiale lengder er maksimale for de omgivende elementer og minimale for de indre elementer.

Delene 11, 10, 9 og 8 innføres suksessivt på den rette rørdelen, med pakningen på enden av den rette rørdelen og de øvrige deler fordelt bakover. Pakningen og sperreinnretningen omgir den rette rørdelen.

Deretter innføres den rette rørdelen i muffen. Pakningen kommer til anlegg mot flaten 7 i muffen, og forskyves på den rette rørdelen inntil den inntar den ønskede, aksiale stilling.

Deretter trykkes ringen 9 mot pakningen, sperreinnretningen 10 skyves forover inntil partiet 19 ligger mot ringen 9, som likeledes forskyves inntil innretningen er fri for enhver radial kompresjon, og festeflensen bringes med sin flate 23 til kontakt med flaten 14 på ringen 9.

Deretter innføres boltene 12, som på den fremre enden har et eksentrisk fremspring 28, i hullene 26, og festeflensen drives forover ved at muttere 29 skrues inn på hver bolt, slik at fremspringene 28 trykker mot kraven 3 på muffen og mutrene 29 trykker mot den bakre flaten av veggen til festeflensen. Denne tiltrekking, via ringen 9, komprimerer pakningen 8 aksialt og sikrer således tetning i skjøten.

På grunn av klaring er festeflensen på dette stadiet ikke i kontakt med sperreinnretningen 10. For å oppnå slik kontakt trekkes sperreinnretningen bakover inntil den er i kontakt med festeflensen, slik som antydet med strekpunktlinje i fig. 1, ved hjelp av en tråd 30 som innføres i hullene 22, som befinner seg på utsiden av festeflensen, bak denne.

I en variant kan leppen 19 være tilstrekkelig lang til at klemflensen kommer i kontakt med innretningen 10 med den indre flaten 25 før flaten 23 kommer frem til flaten 14 på ringen 9. I dette tilfellet vil tiltrekking av boltene bevirke radial komprimering av innsatsene 15 mot den rette rørdelen, og det er ikke nødvendig at det bakre partiet 20 på innretningen 10 rager utenfor klemflensen.

I den motsatte situasjon med minimale klaringer, etter innføring av den rette rørdelen i muffen, innføres og forkomprimeres pakningen i hulrommet 6 manuelt, for eksempel ved hjelp av en hammer, slik at den fullstendig passerer entringspartiet til muffen. Når festeflensen drives forover, kommer denne til anlegg mot veggen 21 til innretningen 10, men det gjenstår en aksial klaring

mellom flatene 14 og 23. Deretter tiltrekkes mutrene 29.

Leppen 19 har således en tilstrekkelig stivhet til å sikre at innsatsene 15 trykkes mot den indre flaten 25 i festeflensen, men den er tilstrekkelig myk til å muliggjøre at festeflensen kan beveges til kontakt med ringen 9 uten vesentlig å komprimere pakningen 8, og denne forskyvning av festeflensen mot ringen 9 er muliggjort ved at volumet av det elastomere materialet som danner leppen 19 er tilstrekkelig lite i forhold til volumet i ekspansjonskammeret som avgrenses av ytterflaten til den rette rørdelen, den radiale, fremre flaten på innsatsene, den indre flaten 25 på festeflensen og den bakre flaten 14 på ringen 9.

Tiltrekking av boltene bevirker således først innbyrdes kontakt mellom flatene 14 og 23, og deretter aksial komprimering av pakningen 8 for å oppnå tetning i skjøteanordningen.

Når rørledningen settes under trykk, beveges den rette rørdelen tilbake en viss lengde x i forhold til muffen, og fører med seg innsatsene, som skyver festeflensen bakover. Festeflensen kan imidlertid bare beveges bakover ganske lite, innen grensene for dens fasthet og fastheten i boltene 12. Denne tilbakebevegelsen y til festeflensen i forhold til muffen er generelt mye mindre enn x, for eksempel i størrelsen x/10. Følgelig kan ringen 9 bare bevege seg tilbake i lengden y, slik at komprimeringen av pakningen og således tetningen i skjøteanordningen effektivt opprettholdes.

Den innvendige fortanningen på delene 19 og 20 i sperreinnretningen forbedrer tetningen omkring innsatsene 15 og beskytter disse mot korrosjon, ved dannelse av tetningslabyrinter. Veggen 21, samt et fremre fremspring 21A som rager radialt fra denne veggen, deltar også i denne beskyttelsen. Hele denne elastomere konstruksjon 19, 20, 21 og 21A sikrer således tetning mot ytre medier, og avgrensning av kontaktsonene mellom innsatsene og de metallflater som disse ligger mot.

For å forbedre beskyttelsen mot korrosjon på innsatsene 15 kan det benyttes en

av variantene i fig. 2 og 3.

Varianten vist i fig. 2 skiller seg fra skjøteanordningen i fig. 1 bare på følgende punkter: det fremre partiet 19 på sperreinnretningen rager inn i et ringformet hulrom 31 som er dannet på baksiden av ringen 9, og omfatter to divergerende lepper, en indre leppe 19A som ligger mot den rette rørdelen og en ytre leppe 19B som trykker elastisk mot bunnen av hulrommet 31. Leppen 19A kan likeledes, i visse tilstander under montering, trykke mot bunnen av dette hulrommet. Det bakre partiet 20 av sperreinnretningen befinner seg fullstendig inne i festeflensen, og har en analog utformning med to divergerende lepper, nemlig en indre leppe 20A som trykker mot den rette rørdelen og en ytre leppe 20B som trykker elastisk mot den indre flaten 25 i festeflensen.

Varianten vist i fig. 3 skiller seg fra skjøteanordningen i fig. 1 bare på følgende punkter: flaten 23 på festeflensen har ved sin indre kant en ringformet avtrapning 32, i hvilken er komprimert en radial vegg 19C som rager ut fra den elastiske leppen 19 til sperreinnretningen, og det fremre partiet 19 komprimeres aksialt mot bunnen av et ringformet hulrom som er dannet i ringen 9. Dessuten har det bakre partiet 20 til sperreinnretningen, som befinner seg fullstendig inne i festeflensen, form som en U, og danner en leppe som trykker elastisk mot den indre flaten 25 til festeflensen.

Varianten vist i fig. 4 skiller seg fra skjøteanordningen i fig. 1 bare på følgende punkter: det fremre partiet 19 til sperreinnretningen i fig. 1 er her dannet av en sirkulær rørdel med aksial fortanning, og denne rørdelen har på grunn av fortanningen en betydelig aksial mykhet. Dessuten har ringen 9 rektangulært tverrsnitt, og har midtveis langs lengden en krave 33 som rager radialt utover. Det fremre partiet kan innføres i det bakre partiet med sylindrisk form av hulrommet 6 til muffen, og det bakre partiet innføres i det fremre, sylindriske partiet av den indre flaten 25 i festeflensen, som trykker mot kraven 33, og dette muliggjør således sentrering av ringen 9 i forhold til rørdelen 19 og i forhold til pakningen 8.

Det vil fremgå av beskrivelsen at for alle utførelsesformer av de mekaniske skjøteanordninger i henhold til oppfinnelsen oppnås samtidig følgende fordeler:

(1) Den rette rørdelen kan innføres i muffen uten bruk av krefter,

(2) anordningen er enkel å anbringe og demontere, fordi klemflensanordningen er uavhengig av sperreinnretningen 10, og det er fri adkomst til pakningen for manuell forkomprimering av denne før festeflensen fastgjøres, når dette

er nødvendig,

(3) tetningen mellom den rette rørdelen og muffen opprettholdes til tross for tilbakebevegelse av innsatsene når rørledningen settes under trykk, på grunn av kontakten mellom anleggsringen og festeflensen, idet denne kontakten oppnås i et stort diametralt toleranseområde for de monterte rør og muliggjøres av det lille volumet av elastomer i den elastiske leppen 19 i

forhold til det omgivende ekspansjonskammeret,

(4) det oppnås en meget liten verdi for tilbakebevegelsen av den rette rørdelen, på grunn av, etter montering av skjøteanordningen og før rørledningen settes under trykk, at det sikres at innsatsene 15 trykkes mot flaten 25 i festeflensen, slik at det ikke finnes aksial klaring på disse steder, heller ikke

ved store diametertoleranser for de monterte rør, og

(5) det oppnås korrosjonsbeskyttelse og således lang brukstid for kontaktsonen mellom innsatsene og de metalliske deler som omgir disse, på grunn av tetningen som dannes av den elastomere kraven 16, og nærmere bestemt labyrintene i det fremre og bakre parti av denne kraven.

Fig. 5 viser anvendelse av oppfinnelsen i en automatisk skjøteanordning, i hvilken hulrommet 6 i muffen 2 omfatter en munningskrave 34 som rager radialt mot det indre av kraven 3 og avgrenser sammen med denne en plan endeflate 35 på muffen. Pakningen 8 komprimeres radialt i hulrommet 6 ved innføring av den rette rørdelen i muffen.

I dette tilfellet er sperreinnretningen 10 den samme som i fig. 1, og variantene i fig. 2-4 kan benyttes. Ringen 9 har rektangulært tverrsnitt og befinner seg mellom flaten 35 på muffen og flaten 23 på festeflensen. I dette tilfellet tjener ringen 9 hovedsakelig til å bevirke en kraft mot den elastiske leppen 19 til innretningen 10, mens kraven 34 har en indre avfasning 36 for å forenkle innføringen av den rette rørdelen i muffen. Følgelig kan ringen 9 utelates i visse tilfeller, slik at festeflensen 11 og partiet 19 trykker direkte mot muffen.

I en slik anvendelse sikres det at innsatsene 15 ligger uten klaring mot flaten 25 i festeflensen før rørledningen settes under trykk, og at tilbakebevegelsen til den rette rørdelen blir liten. Dessuten kan montering og demontering av skjøteanordningen utføres meget enkelt.

Claims (9)

1. Sperret skjøteanordning mellom den rette enden (1) til et første rørformet element og en muffe (2) på et andre rørformet element, av den typen som omfatter en pakning (8) anbrakt i muffen, en sperrering (15) med innvendig fortanning (18) som omgir den rette enden og en klemflensanordning (9,11) utstyrt med midler (12) for å festes til muffen for å sikre at sperreringen hindres i å beveges tilbake, karakterisert vedat et bånd (16) av elastomer som er påstøpt på sperreringen omgir denne på alle sider unntatt på den fortannede innsiden, og båndet omfatter, i retning forover, i det minste en elastisk leppe (19) som i lengderetningen befinner seg mellom sperreringen (15) og den bakre flaten (14) på en anleggsring (9) som omgir den rette rørenden.

2. Skjøteanordning som angitt i krav 1, karakterisertvedat båndet (16) i retning bakover, ender i et sylindrisk parti (20) som henger sammen med den elastiske leppen (19) via en forbindelsesvegg (21) som danner et dekklag på den radialt ytre siden (17) av sperreringen (15).

3. Skjøteanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vedat den elastiske leppen (19) og det bakre, sylindriske partiet (20) er fortannet innvendig der de er i kontakt med den rette rørenden (1) og trykker elastisk mot denne.

4. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1 - 3, karakterisert vedat båndet (16) i retning forover omfatter to divergerende, elastiske lepper (19A, 19B).

5. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert vedat en radial vegg (19C) som rager ut fra den elastiske leppen (19) forlenger denne i retning radialt utover.

6. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert vedat den elastiske leppen (19) er en elastomer rørdel med aksial fortanning.

7. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1 - 6, karakterisert vedat det bakre, sylindriske partiet til båndet (16) danner et gripefremspring (20) som rager aksialt utenfor klemflensen (11).

8. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1-7, med pakning (8) for aksial komprimering bevirket,av klemflensanordningen (9, 11), karakterisert vedat klemflensanordningen omfatter en kompresjonsring (9) som har en fremre flate (13) som trykker mot pakningen (8) og en bakre flate (14), idet denne ringen danner anleggsringen, samt en klemflens (11) som er utstyrt med festemidlene (12) og har en fremre trykkflate (23) som samvirker med den bakre flaten (14) på kompresjonsringen og en indre sperreflate (25) for sperreringen (15), konvergerende bakover.

9. Skjøteanordning som angitt i et av kravene 1-7, med pakning (8) for radial komprimering, bevirket av innføring av den rette rørenden (1) i muffen (2),karakterisert vedat anleggsringen (9) befinner seg mellom en radial flate (35) på muffen og den fremre flaten (23) på klemflensen (11).