PL164618B1 - Pipe - Google Patents

Abstract

1. Rura z tworzywa sztucznego, metalu lub innych materialów, z wtykanym koncem rury jako stemplem ksztaltujacym, przy czym wtykany koniec rury posiada zredukowana srednice, przez utworzenie stozkowego obszaru przejsciowego, do srednicy w przyblizeniu równej wewnetrznej srednicy rury z nia laczonej i sluzacej tu jako matryca, znamienna tym, ze na stozkowym obszarze przejsciowym (3), miedzy obkurczonym, wtykanym w druga rure, koncem (12) rury, a odcinkiem (11) rury, majacym juz wlasciwa srednice, uformowany jest co najmniej jeden pas opo- rowy (2, 4) posiadajacy powierzchnie oporowa (21, 41) dla czolowej powierzchni nastepujacej kolejnej rury, przy czym powierzchnia oporowa (21, 41) lezy w plaszczyznie prostopadlej do osi rury. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rura z tworzywa sztucznego, metalu lub innych materiałów, której wsadzany w drugą rurę koniec, spełniający funkcję stempla kształtującego, posiada zmniejszoną średnicę zewnętrzną przez utworzenie stożkowego obszaru stanowiącego przejście do średnicy w przybliżeniu równej wewnętrznej średnicy rury z nią łączonej i służącej tu jako matryca.

Znany jest z opisu patentowego RFN nr 2 102 163 sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, które to rury na jednym swym końcu mają pomniejszoną średnicę i tym o pomniejszonej średnicy końcem są wsadzone w drugi koni,c następnej ru, y o nie pomniejszonej średnicy. To^ rzdjaju znane rury są przykładowo stosowane jjkk iacCowe ^nny

Według znanego sposobu w pierwszej fazie wytwarzania jest rura, która w następnej fazie poddana jest roztłaczaniu w urządzeniu kalibrującym a następnie zostaje ochłodzona. Następnie w trzeciej fazie wytwarzania wolny koniec odciętej kształtki rurowej nagrzewa się mniej więcej do temperatury kielichowania i w tym stanie nasuwa się go na schładzany trzepień, którego średnica odpowiada w przybliżeniu średnicy przeciągacza użytego przy produkcji tych rur.

Wskutek ochłodzenia końca rury ulega on obkurczeniu na chłodzonym trzpieniu i średnica zewnętrzna tego końca rury uzyskuje w ten sposób wymiar równy średnicy wewnętrznej roztoczonej rury.

Proces obarczenia się końca rury powoduje uzyskanie stożkowego obszaru przejściowego pomiędzy obciśniętym wsadzanym końcem rrrr a r^z^oczon ipzrstałą iiręśią tej rruy.

Jeśli wytworzone w taki sposób daacowe ssputtwe isadzz się jedn w ^rug» O fen stoż kowy obszar przejściowy opiera się o krawędź końca następnej rury, która jest nasunięta na to obarczenie i dzięki temu rury zostają ustalone w tym położeniu. Taki sposób postępowania może byó realizowany w przypadku dachowych rur spustowych, ponieważ w tego rodzaju instalacjach wykonanych z odcinków rur umieszczonych jedna na drugiej przyjmuje się jako siłę oddziaływującą

164 618 jedynie sam ciężar rur wsadzanych jedna w drugą. Połączenia rur tego rodzaju nie wytrzymują dodatkowych obciążeń, ponieważ przy wzrastającej sile nacisku końce rur spełniające funkcję matrycy wykazują skłonności do rozpęczania względnie do pękania, co w rezultacie zniszczyłoby wytworzone połączenie rur.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiej rury z łącznikowym końcem, który będzie wytrzymały na ściskanie aż do granicy wytrzymałości rury. Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że na stożkowym obszarze przejściowym, między wtykanym obkurczonym końcem rury a jej odcinkiem mającym już właściwą średnicę, uformowany jest co najmniej jeden pas oporowy, który posiada powierzchnię oporową (21, 41) dla czołowej powierzchni następującej kolejnej rury, przy czym płaszczyzna oporowa leży w płaszczyźnie prostopadłej do osi rury.

Pas oporowy może być utworzony przez noski oporowe rozmieszczone równomiernie na obwodzie w obszarze przejściowym. Zamiast nosków oporowych pas oporowy może byó ukształtowany w obszarze stożkowym przejściowym jako wytłuczenie ścianki rury w kształcie pierścienia biegnące wokoło po obwodzie rury. Tego rodzaju wytłoczenie ścianki może byó dodatkowo podparte osiowo usytuowanymi żebrami wsporczymi, biegnącymi poprzez obszar przejściowy. Ponadto istnieje również możliwość aby pas oporowy był ukształtowany w postaci pierścienia, biegnącego wokół i posiadającego stożkowość przeciwbieżną względem stożkowego obszaru przejścia. Przy tym taki pierścień oporowy ustalony jest na stożkowym obszarze trwale.

Koniec rury według wynalazku jest ukształtowany jako wewnętrzne wtykowe połączenie kielichowe, które znajduje zwłaszcza zastosowanie w przypadku ciągów rurowych instalowanych bez wykopywania rowków. Przy tym niezbędnym jest aby rury posiadały gładką powierzchnię zewnętrzną, dzięki czemu mogą one być lub wciągane do kanałów ułożonych w ziemi. Tae ie kanyły wykonuje się przed wprowadzeniem do nich rurociągu przy użyciu świdrów do wiercenia w ggunnii, rakiet ziemnych lub metodą wybierania podsadzkowego.

Jeśli stosuje się wciąganie rurociągu, to trzeba ciąg rur składający się z wielu poszczególnych rur poddać wstępnemu naprężeniu poosiowemu przy użyciu liny lub łańcucha, aby pcożcccz gólne rury podczas wciągania rurociągu do kanału nie mogły wysunąć się nawzajem na skutek tarcia powstającego pomiędzy powierzchnią rur a podłożem. Wielkość siły koniecznego poosiowego naprężenia wstępnego jest zależna od średnicy rur, maksymalnej długości danego ciągu rur a w końcu również od samej technologii, przy zastosowaniu której został wykonany kanał w ziemi. Ponadto maksymalna dopuszczalna poosiowa wytrzymałość na ściskanie ciągu uuu wynika w zasadzie z wytrzymałości na wdo^enie poszczególnych rur danego ciągu rur względnie z ich odporności na rozdęcie wybocceniowe, które z kolei zależą w znacznej mierze od średnicy i grubości ścianek pojedyńccej rury.

Z przeprowadzonych badań okazało się, że np. w przypadku rury o średnicy zewnętrznej 110 mm i grubości ścianki 3,2 mm połączenie rur można poddać co najwyżej naprężeniu wstępnemu o wielkości około 2 tony.

Biorąc pod uwagę znormalizowaną rurę ochronną dla kabla, wykonaną z PCV o wymiarach 110 x 3,2 mm można przyjąć tu maksymalne dopuszczalne krótkotrwałe naprężenie ściskające dla materiału 90 N/mm2.

Taka rura przy średnicy zewnętrznej 110 mm i grubości ścianki 3,2 mm posiada powierzchnię 2 ścianki w przekroju poprzecznym wynoszącą 1.073 mm . Stąd można wyliczyć maksymalną wytrzymałość na ściskanie w kierunku poosiowym, która wynosi 96.580 N lub 9,6 tonn. Tym samym maksymalna dopuszczalna wytrzymałość na ściskanie jest 4,8 razy większa od oczekiwanej siłi poosiowego na a prężenia wstępnego. Dzięki temu staje się możliwe zredukowanie do połowy powierzchni przenoszących naciski poosiowe, bez obawy przeciążenia materiału w miejscu poddawanym naciskowi.

Tak więc dzięki ukształtowaniu połączenia rur według wynalazku można zredukować o około 50% powierzchnię przylegania przez uformowanie nosków oporowych w obszarze wtykanego końca rury. Próby naciskowe przeprowadzane z tego rodzaju połączeniem rur dowiodły, że przy zredukowaniu powierzchni przylegania przenoszących naciski o 50% i przy przeciążeniach połączenie rru nie zawodzi, to znaczy że obie rury pp^^enia nne wyyazuję wzcjeemneg irzzzuuaacia iii iednn w drugiej, lecz że cały ciąg rur ulega wypoczeniu albo też jakaś rura wykazuje rozdęcie p-osaowe, Dzięki temu nacisk wywierany na powierzchnię kielicha rury powodowany obciążeniem ściskającym nie stanowi już problemu przez zapr-p-a-zjne według wynalazku ukształtowanie powierzchni przenoszących naciski w postaci nosków.

164 618

Istotną sprawą dla pracy rur według wynalazku jest to, że wtykane jedna w drugą rury muszą być ustalone w położeniu wycentrowania wzajemnego swoich osi, aby przenoszące naciski czołowe powierzchnie rur przylegały możliwie jak najlepiej do siebie, oraz aby po zewnętrznej stronie rur nie powstawały jekiekolwiek występy w miejscu stykania się wzajemnego rur, które mogłyby utrudniać wciąganie rurociągu w kanał. Wycentrowanie obciążonych naciskami końców rur zachowuje również' zwężony koniec rury, ktćrego średnica zewnętrzna odpowiada średnicy wewnętrznej następującej kolejnej rury. Na skutek zwężenia końca rury, który służy jako umieszczona wewnątrz połączenia rur złączka, powstaje zwężenie przekroju, które wymaga utrzymania ciągłości przejścia od tego zwężenia do normalnej średnicy wewnętrznej rury, aby można było bez trudności wciągać instalacje lub kable w ułożony już ciąg rur. To ciągłe przejście jest utworzone na obciskanym wtykanym w następną rurę końcu rury przez ścięcie krawędzi końca rury, natomiast na pasie oporowym takie ciągłe przejście jest wytworzone poprzez sam sposób ukształtowania zwężenia. Należy przy tym zwrócić uwagę na to, że szerokość wytworzonego pasa oporowego nie może być zbyt duża, ponieważ przez ukształtowanie tego rodzaju strefy oporowej ciągłość przejścia na obszarze zwężenia nie będzie częściowo zachowana. Szczególnie należy zwrócić uwagę na to wówczas, kiedy pas oporowy jest utworzony przez poszczególne noski oporowe.

A zatem podczas technicznej realizacji pojawiają się dwa przeciwstawne wymagania:

Z jednej strony szerokość nosków oporowych powinna być możliwie duża, aby tym samym została w rezultacie utworzona możliwie duża powierzchnia przylegania napierającego końca rury.

Z drugiej strony szerokość nosków nie może przekroczyć określonej wielkości, aby nie miało to niekorzystnego wpływu na ciągłość przejścia po wewnętrznej stronie rury.

Na drodze prób określono, że szerokość nosków oporowych powinna odpowiadać w przybliżeniu pięciokrotnej grubości znamionowej ścianki rury, a odległość pomiędzy poszczególnymi noskami oporowymi powinna praktycznie być zbliżona do szerokości tych nosków.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje koniec rury służący jako stempel kształtujący z noskami oporowymi wybiegającymi poza stożkowy obszar przejściowy, w przekroju częściowym; fig. 2 - koniec rury z fig. 1 z noskami oporowymi uformowanymi w stożkowym obszarze przejścia, w przekroju częściowym; fig. 3 - koniec rury z fig. 1 z uformowanym jako biegnący wokół pierścieniem oporowym usytuowanym przed stożkowym obszarem przejścia, w przekroju częściowym, fig. 4 - koniec rury z fig. 3 z umieszczanymi poosiowa żeberkami podpierającymi pierścienia oporowego, w przekroju częściowym; fig. 5 koniec rury służący jako stempel kształtujący z pierścieniem oporowym ustalonym trwale na stożkowym obszarze przejścia, w przekroju częściowym.

Na fig. 1 został ukazany koniec 1 rury służący jako stempel kształtujący. Koniec 1 rury obejmuje tu koniec właściwej rury 11 oraz zwężoną wtykaną końcową część 12 rury.

Na swobodnym końcu tej części 12 rury oznaczony został stożkowy obszar przejściowy 121, natomiast w obszarze od końcowej części 12 do odcinka 11 właściwej rury ukształtowany jest stożkowy obszar przejściowy 111.

Pas oporowy w widoku ukazanym na fig. 1 utworzony jest przez noski oporowe 2, biegnące przez cały stożkowy obszar przejściowy 111. Noski 2 wypychane są przez działanie siły mechanicznej ze stożkowego obszaru przejścia, przy czym strefa największego wypychania występuje na początku zwężonej wtykanej końcowej części 12 rury. Obszar największego wypychania stanowi równocześnie powierzchnię przylegania 21 czołowego końca - nie pokazanego na rysunku - następującej kolejnej rury.

Przy pokazanej postaci wykonania nosków oporowych 2 uzyskuje się najbardziej korzystne przenoszenie obciążenia od przylegającej do nosków 2, nie pokazanej na rysunku, powierzchni w przekroju poprzecznym następującej kolejnej rury. Z obciążonej naciskiem powierzchni 21 nosków 2 następuje bezpośrednie, proste i rozłożone na całej grubości ścianki rury przejście do następującej kolejnej rury. W przypadku takiej postaci wykonania nie występują żadne szkodliwe siły gnące względnie siły powodujące wyboczenie lub rozpęczenie rury.

W pokazanej na fig. 2 odmianie wykonania takie same punkty charakterystyczne mają te same oznaczenia. W przeciwieństwie do postaci wykonania z fig. 1 noski 2 nie przebiegają przez cały stożkowy obszar przejściowy lecz są usytuowane w tym obszarze. Ukształtowanie nosków 2 jest w tym przypadku bardziej korzystne, jednak przenoszenie obciążenia od powierzchni nacisku 21 przez nosek 2 na przylegającą rurę 11 jest tu mniej korzystne, ponieważ przenoszone siły na skutek kształtu noska muszą być skierowane inaczej w stożkowy obszar przejściowy.

164 618

Istnieję jednak dziedziny zastosowania połączenia według wynalazku, przy których wytrzymałość na ściskanie nie ma zasadniczego znaczenia, natomiast jedynie istotnym jest wycentrowanie wzajemne obu połączonych rur. W tych okolicznościach rozmieszczenie nosków ukazane na fig. 2 okazuje się wystarczające.

To co zostało powiedziane odnośnie kształtu nosków pokazanych na fig. 2 odnosi się również do ukształtowania według fig. 3. Pas oporowy posiadający powierzchnię oporową nie jest w tej postaci wykonania usytuowany w stożkowym obszarze przejściowym 3 lecz jest ukształtowany jako biegnący wokół pierścień oporowy 4 umieszczony przed stożkowym obszarem przejściowym 3. Powierzchnia przylegania jest tu oznaczona odnośnikiem 41.

Według postaci wykonania pokazanej na fig. 4 pas oporowy 4 z ffg. 3 jest podparty na rurze 11 za pomocą dodatkowych żeber wsporczych 42 biegnących poprzez stożkowy obszar przejściowy 3.

W przykładzie wykonania według fig. 5 zrezygnowano z umieszczenia oosóów poorowchh lu4 pasów oporowych w stożkowym obszarze przejściowym 3 lub przed tym obszarem. W tym przypadku pas oporowy 4 stanowi pierścień oporowy biegnący wokół z przeciwbieżnym nachyleniem stożkowym względem nachylenia stożkowego obszaru przejściowego 3. Pierścień oporowy jest zamocowany na zewnątrz na stożkowym obszarze przejścia na przykład przez przyklejenie, przyspawanie itp.

Połączenie rur według wynalazku może być wytworzone metodą wytłaczania jako wewnętrzne wtykowe połączenie kielichowe w przypadku rur z materiałów termoplastycznych. Oprócz wytłaczania może również znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu takich rur metoda odlewania odśrodkowego. Technologia taka ma szczególne znaczenie przy wytwarzaniu krótkich kształtek rurowych na przykład metodą Relininga.

W przypadku rur wykonywanych przez wytłaczanie, zwężanie końców rur można realizować przy zastosowaniu odpowiednich narzędzi do kielichowania rur w obiekcie produkcyjnym lub poza nim. Podczas kielichowania mogą być wytworzone noski dla utworzenia powierzchni oporowych. Dalszą możliwość wykonywania połączenia rur według wynalazku stanowi metoda formowania przez wydmuchiwanie. W tym przypadku w zwężony koniec rury wydmuchuje się później biegnący wokół żłobek pokazany na fig. 3 i 4.

Tego rodzaju odmiany wykonania mogą być również realizowane metodą odlewania odśrodkowego.

164 618

164 618

FIG5

164 618

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Rura z tworzywa sztucznego, metalu lub innych materiałów, z wtykanym końcem rury jako stemplem kształtującym, przy czym wtykany koniec rury posiada zredukowaną średnicę, przez utworzenie stożkowego obszaru przejściowego, do średnicy w przybliżeniu równej wewnętrznej średnicy rury z nią łączonej i służącej tu jako matryca, znamienna tym, te na stożkowym obszarze przejściowym (3), między obkurczonym, wtykanym w drugą rurę, końcem (12) rury, a odcinkiem (11) rury, mającym już właściwą średnicę, uformowany jest co najmniej jeden pas oporowy (2, 4) posiadający powierzchnię oporową (21, 41) dla czołowej powierzchni następującej kolejnej rury, przy czym powierzchnia oporowa (21, 41) leży w płaszczyźnie prostopadłej do osi rury.
2. 2. RRrr według zastrz. 1, znamienna ty,, te pas oporowy (2, 4) utworzony jest przez noski opororne, rozmieszczone względnie równomiernie na obwodzie na obszarze przejściowym (3).
3. 3. RRrr według zastrz, 1, znamienna ty,. że pas oporowy (2, 4, jest ukształtowany jako biegnące po obwodzie i mające kształt pierścienia wytłoczenie ścianki rury na stożkowym obszarze przejściowym (3).
4. 4. Rura według zastrz. 3, znamienna tym, że wytłoczenie ścianki rury jest dodatkowo podparte osiowymi żeberkami wsporczymi (42), które są usytuowane na obszarze przejściowym (3).
5. 5. Ruua w^^dłi^g zasrz. . 1, znamienna ty,. te pas oporowy (4) stanowi pierścień oporowy posiadający przeciwbieżne nachylenie stożkowe względem stożkowego obszaru przejściowego, przy czym pierścień oporowy umieszczony jest na stożkowym obszarze przejściowym (3) trwale.

   * * *