NO327477B1 - Konnektor for hoytrykk metallror - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en konnektor for høytrykk metallrør, særlig rustfrie rør eller karbonstålrør, av den typen som omfatter: - en rørformet hoveddel med en utvendig gjenge som er koaksial med et hulrom for å romme et endeparti av et rør, - en metallsnittring med et tetningsparti som drives inn i hulrommet i den rørformede hoveddel under bruk, idet tetningspartiet har minst en rørformet snittkant som under bruk snitter den utvendige overflate av røret, og - et klemelement med en innvendig gjenge som griper inn i den utvendige gjenge av den rørformede hoveddel under bruk, og utøver en aksial trykkraft på metallsnittringen, hvilken trykkraft driver tetningspartiet inn i hulrommet.

Konnektorer av den ovennevnte type fremstilles i samsvar med DIN standard 2353. Disse konnektorer muliggjør rask fremstilling av demonterbart røropplegg, det unngås sveiser, skrukoblinger og utvidelser, og det oppnås maksimal forenkling av fremstillingen av systemet. Fastskruingen av klemelementene kiler snittringen fast mellom en konisk overflate av konnektorens hoveddel og den utvendige overflate av røret under dannelse av et innsnitt i den utvendige overflate av røret.

Klemringer med to snittkanter i samsvar med DIN standard 3861 blir vanligvis benyttet. Ringer av denne typen danner et første innsnitt som kan inspiseres visuelt i området ved den utvendige snittkant, og sikrer hermetisk og lekkasjetett tetting av rørringen. Den innvendige snittkant danner et annet innsnitt som ikke kan inspiseres visuelt, men som bidrar til å fordele kreftene jevnt over hele ringen, for å forhindre vibrasjoner i å nå det første innsnitt, og for å stoppe fastklemmingen av røret ved en forhåndsbestemt verdi.

Påliteligheten og tettheten til konnektorer av denne type ivaretas kun dersom montasjeanvisningen fra produsenten følges nøye. Særlig må røret som skal kobles til konnektoren skjæres i rette vinkler uten bruk av valserørkuttere. Innvendig og utvendig avjevning av røret må utføres for å sikre at røret ligger i anlegg mot en skulder inne i konnektorens hoveddel under klemtrinnet. Før montasje må det koniske parti av konnektorens hoveddel, gjengene i hoveddelen, snittringen og klemmutteren smøres med passende produkter (mineralolje for karbonstålkonnektorer, eller nikkelantifastskjærings-midler for konnektorer av rustfritt stål).

Ved dette punkt settes røret inn i hulrommet i konnektorens hoveddel inntil det kommer til anlegg mot anslaget i konnektoren, og mutteren trekkes til med håndkraft inntil man kan føle at snittringen ligger an mot klemmutteren. Mutteren må deretter skrus med en nøkkel inntil snittkanten av ringen kommer i kontakt med røret og forhindrer dets rotasjon. Klemmutteren må deretter skrus opp Va omdreining mens røret holdes mot sitt anslag og forhindres i å rotere. Snittkanten på ringen snitter således det utvendige parti av røret til den nødvendige dybde og danner et hevet parti foran snittkanten. Mutteren må deretter skrus ut for å sjekke at det er et skikkelig hevet parti hele veien rundt røret. Det hevede parti må dekke 70 % av snittringens overflate. Det formonterte rør kan deretter monteres på en maskin, og mutteren trekkes til med en nøkkel inntil det føles en viss motstand, og herfra skrus ytterligere lA omdreining med en nøkkel, samtidig som en annen nøkkel holder imot.

Erfaring har vist at montører ofte ikke følger montasjeanvisningen tilstrekkelig nøye, hvilket medfører fare for fluidlekkasjer eller løsning av konnektoren på grunn av vibrasjoner som kan forekomme under drift.

US-A-2- 437 632 beskriver en konnektor med de trekk som er angitt i innledningen til krav 1. Konnektoren har en toroidisk tetningsring som er komprimert aksialt mellom snittringen og konnektorens hoveddel under bruk. I den deformerte tilstand griper tetningen inn i en jevn innvendig overflate av klemelementet.

Et problem med konnektoren beskrevet i US-A-2 437 632 er at klemelementet kan løsne dersom det utsettes for vibrasjonspåkjenninger i kombinasjon med høyt trykk i lengre tidsperioder.

US-A-2 529 552 beskriver en annen løsning hvor hensikten er å tilveiebringe en konnektor som kan motstå virkningen av vibrasjoner og høyt trykk i en lengre tidsperiode uten å svikte. Ifølge US-A-2 529 552 omgir en tetning av elastomerisk materiale hele snittringen eller et vesentlig parti av denne inkludert tetningspartiet som ligger an mot snittkanten.

Løsningen som er beskrevet i US-A-2 529 552 har den ulempe at det er nødvendig å benytte en annen formontasjehoveddel enn den ferdige konnektorhoveddel. Videre drives et parti av snittringen under montasje inn i hulrommet i konnektorhoveddelen, og tetningen utsettes for vridningspåkjenning under tiltrekking av mutteren. Denne påkjenningen av tetningen kan forårsake at den svikter, særlig dersom konnektoren demonteres og monteres på nytt flere ganger.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe forbedringer for høytrykk tetningskonnektorer som ikke er beheftet med problemene ved de kjente løsninger, forhindrer lekkasje av fluid eller løsning av klemmutteren ved påvirkning av vibrasjoner i systemet, selv dersom montasjeprosedyren ikke utføres med den nødvendige nøyaktighet.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse oppnås denne hensikten med en konnektor med de karakteristiske trekk som fremgår av krav 1.

Ifølge oppfinnelsen forhindres klemmutteren i konnektoren i å skrus ut ved hjelp av deformasjonen av tetningselementet, hvilket fortrinnsvis utgjøres av en flat pakning som er presset mellom to mot hverandre vendende frontflater av konnektorens hoveddel og snittringen. Denne deformasjonen forårsaker en økning i diameteren av tetningen inntil den griper inn i de gjengene av klemmutteren som ikke står i inngrep med gjengene i konnektorens hoveddel. Dette låser klemmutteren, og forhindrer faktisk at den skrus ut selv ved tilstedeværelse av vibrasjoner i lang tid.

Konnektoren kan monteres og demonteres uten problemer, siden den flate pakning ved montasjetrinnet ennå ikke er deformert og har en utvendig diameter som ikke griper inn i den innvendige gjenge av klemmutteren. Ved demonteringstrinnet, så snart mutteren er frigjort av nøkkelen, reduseres diameteren av tetningen, hvilket gjør at mutteren er fri til å skrus ut selv for hånd uten hindring.

Såvel som å løse problemet med at mutteren skrus ut, løser oppfinnelsen også problemene med å sikre hermetisk tetting av konnektoren.

Konnektoren ifølge oppfinnelsen har også betydelige praktiske egenskaper, hvilket skyldes den kjennsgjerning at den ikke endrer allerede benyttede montasjeanvisninger på noen måte. En annen fordel med oppfinnelsen er at den muliggjør at fastklemmingen av metallrørets munning kan sjekkes i samsvar med de normale standarder. Komponentene i konnektoren ifølge oppfinnelsen er ombyttbare med alle kjente produkter som pr. idag er tilgjengelige på markedet. Løsningen ifølge oppfinnelsen har også den fordel at den er rimelig, siden utgangskonstruksjonen er den samme som de tidligere kjente konnektorer, slik at vesentlige modifikasjoner av produksjonsverktøyet ikke er nødvendig.

Ytterligere karakteristiske trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse som kun er et ikke-begrensende eksempel, med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: fig. 1 er et delvis gjennomskåret, utspilt sideriss av en konnektor ifølge den foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et delvis gjennomskåret riss av konnektoren på fig. 1 i montert stilling,

fig. 3 er et skjematisk snitt som viser konnektoren ifølge oppfinnelsen i en forstørret målestokk, i en formontert stilling, og

fig. 4 er et snitt som tilsvarer til det på fig. 3, hvor konnektoren ifølge oppfinnelsen er vist i den monterte stilling.

Det vises først til fig. 1 og 2, som viser en konnektor, angitt med henvisningstall 10, for høytrykk oljesystemer, særlig for sammenkobling av rør av rustfritt stål og karbonstål. Konnektoren 10 omfatter en rørformet hoveddel 12 med et sekskantet parti 14 og et festeparti 16. Den rørformede hoveddel 12 har et gjennomgående hull 18, som i festepartiet 16 åpner inn i et hulrom 20 som utgjøres av en konisk munning 22 og et sylindrisk parti 24 som avsluttes i en skulder 26. Den utvendige overflate av festepartiet 16 har en gjenge 28.

Konnektoren 10 omfatter en metallsnittring 30 med et skråstilt trykkparti 32 i en første ende. Den annen ende av snittringen 30 utgjøres av et deformerbart tetningsparti 34 med to ringformede snittkanter 36, 38 som ved bruk snitter den utvendige overflate av et rør 40. Tetningspartiet 34 har en konisk utvendig overflate 42 som samvirker med den koniske overflate 22 av den rørformede hoveddel 12. Snittringen 30 har en sylindrisk utvendig overflate 44 som avsluttes mot en skulder 46, på hvilken en flat pakning 48 laget av elastomerisk materiale, det vil si en tetning med et rektangulært generatrisetverrsnitt, er montert. Den flate pakning 48 har en utvendig overflate 49, som i den ikke-deformerte tilstand hovedsakelig flukter med en sylindrisk overflate av hodet 51 på snittringen 30. Den innvendige overflate av snittringen 30 har et ringformet sete 50 hvor en tetningsring 52 av elastomerisk materiale (en O-ring) er montert.

En klemmutter 54 har et gjenget hull 56 som griper inn i gjengen 28 på konnektorens hoveddel 12. Klemmutteren 54 har et annet hull 58 med mindre diameter, gjennom hvilket endepartiet av røret 40 forløper. Ved den innvendige kant av hullet 58 har mutteren 54 en skråstilt overflate 60 som samvirker med den skråstilte trykkflate 32 av snittringen 30.

Montasjesekvensen for konnektoren ifølge oppfinnelsen er identisk med den som er for konnektorer ifølge kjent teknikk, og som er beskrevet i beskrivelsens innledning.

Med henvisning til fig. 3 skal det bemerkes at den flate pakning 48 før montasje har en utvendig diameter som er mindre enn diameteren av gjengen 56 av klemmutteren 54, for å tillate at snittringen 30 settes fritt inn i klemmutteren 54. O-ringen 52 etablerer en tetningskontakt med den utvendige overflate av røret 40. Tetningspartiet 34 på snittringen 30 drives inn i den koniske overflate 22 av konnektorens hoveddel 12. Når mutteren 54 er trukket til, utøves en aksial trykkraft på snittringen 30 ved hjelp av kontakt mellom de skråstilte overflater 60 og 32.

Tetningspartiet 34 deformeres progressivt ettersom snittringen 30 gradvis pressess inn i det koniske hulrom 22. Snittkantene 36 og 38 snitter således den utvendige overflate av røret 40 og danner en fluidtett forankring.

Fig. 4 viser konnektoren ferdig montert. Det ses at snittkantene 36 og 38 frembringer respektive hevede partier av materialet 62 og 64 og drives fast inn i overflaten av røret 40.

Under tiltrekking av mutteren 54 komprimeres den flate pakning 48 mellom skulderen 46 og den fremre overflate 66 av konnektorens hoveddel 12. Denne komprimeringen bevirker radial utvidelse av pakningen 48.1 den deformerte tilstand griper den utvendige overflate 49 av pakningen 48 inn i og danner tettende kontakt med enkelte gjenger 56 som er fri for inngrep med den utvendige gjenge 28 av konnektorens hoveddel 12.

I den deformerte tilstand vist på fig. 4 ses at pakningen 48 har en aksial bredde som er større enn stigningen av gjengen 56 slik at pakningen 48 griper minst to tilstøtende gjenger. Den faste pakning 48 danner således et tetningsområde mellom klemmutteren 54 og snittringen 30. Tetningsringen 52 definerer et annet tetningsområde mellom snittringen 30 og den utvendige overflate av røret 40. Disse to tetningsområder kan forhindre lekkasje eller utsiving av fluid dersom, eksempelvis, grunnet at montasjen ikke er utført i samsvar med anvisningene, det forekommer en lekkasje gjennom hovedtetningsområdet dannet på kontaktflatene mellom tetningspartiet 34, den utvendige overflate av røret 40 og den koniske overflate 22. Den flate pakning 48 som griper inn i gjengen 56 av mutteren 54 utfører også funksjonen til en innretning som forhindrer utskruing, og forhindrer således klemmutteren 54 i å løsne under påvirkning av vibrasjoner.

Claims (7)

1. Konnektor for høytrykk metallrør, omfattende: - en rørformet hoveddel (12) med en utvendig gjenge (28) som er koaksial med et hulrom (22, 24) for å romme et endeparti av et rør (40), hvor hulrommet har et parti med en koniske overflate (22), - en metallisk snittring (30) omfattende et tetningsparti (34) med minst én ringformet snittkant (36, 38) og en konisk utvendig overflate (42), et hodeparti (51) med en radial skulder (46), og en sylindrisk overflate (44) som strekker seg mellom skulderen (46) og den koniske utvendige overflate (42), - et klemelement (54) med en innvendig gjenge (56) som er tilpasset til å gripe den utvendige gjenge (28) av den rørformede hoveddel (12), og - et tetningselement (48) av elastomerisk materiale med en utvendig overflate (49), hvor, i en montert tilstand av konnektoren, snittkanten (36, 38) snitter den utvendige overflate av røret, hvor den koniske utvendige overflate (42) av snittringen holdes i direkte kontakt med den koniske overflate (22) av den rørformede hoveddel (12) av en aksial trykkraft tilveiebragt av inngrepet mellom klémelementet (54) og den utvendige gjenge (28) av den rørformede hoveddel (12), og tetningselementet komprimeres aksialt mellom snittringen (30) og den rørformede hoveddel og etablerer en tettende kontakt med klemelementet (54),karakterisert vedat tetningselementet (48) i den udeformerte tilstand har en aksial utstrekning med hovedsakelig samme lengde som den sylindriske overflate (44) av snittringen (30), og at den utvendige overflate (49) av tetningselementet (48) i en deformert tilstand som svarer til den monterte tilstand av konnektoren står i tettende inngrep med et parti av den innvendige gjenge (56) av klemelementet (54).

2. Konnektor ifølge krav 1, karakterisert vedat tetningselementet omfatter en flat pakning (48) med en hovedsakelig sylindrisk utvendig overflate (49), som i den udeformerte tilstand er radialt adskilt fra den innvendige gjenge (56) av klemelementet (54).

3. Konnektor ifølge krav 2, karakterisert vedat tetningselementet (48) under bruk er komprimert aksialt mellom to mot hverandre vendende frontflater (46, 66) av snittringen (30) og den rørformede hoveddel (12), og ved at, som et resultat av denne aksiale kompresjon, tetningselementet (48) ekspanderer radialt inntil det griper den innvendige gjenge (56) av klemelementet (54).

4. Konnektor ifølge krav 2, karakterisert vedat tetningselementet (48) har en aksial lengde som er lik eller større enn stigningen av den innvendige gjenge (56) av klemelementet (54).

5. Konnektor ifølge krav 2, karakterisert vedat tetningselementet (48) er montert på en sylindrisk overflate (44) av snittringen (30), og holdes på snittringen (30) uten noen fastholdelse som forhindrer den aksiale kompresjon og radiale ekspansjon av tetningselementet (48).

6. Konnektor ifølge krav 1, karakterisert vedat den omfatter et annet tetningselement av elastomerisk materiale anordnet mellom snittringen (30) og den utvendige overflate av røret (40).

7. Konnektor ifølge krav 6, karakterisert vedat det annet tetningselement er en O-ring (52) anordnet i et ringformet sete (50) dannet i den innvendige overflate av snittringen (30).