PL168571B1

PL168571B1 - Zlacze rurowe PL

Info

Publication number: PL168571B1
Application number: PL92293364A
Authority: PL
Inventors: Pierre Barbe; Vincent Mignet; Serge Renard
Original assignee: Pont A Mousson
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1996-03-29
Also published as: NO920430L; ES2065867T3; YU10992A; FR2672371B1; IE920351A1; FI920458A0; FR2672371A1; EP0499561B1; EP0499561A1; ATE123126T1; SI9210109A; PL293364A1; US5248169A; DE69202587T2; ES2065867T1; NO920430D0; FI98323C; FI98323B; IE67344B1; DE69202587D1

Abstract

1. Zlacze rurowe, zawierajace sztywny lacznik rurowy i umieszczony w jego wnetrzu gietki wklad usz- czelniajacy, którego jedna powierzchnia jest wyprofilowa- na oraz ma srodkowy ustalacz polozenia laczonych rur, znamienne tym, ze sztywny lacznik rurowy (B) ma w poblizu swych koncówek obwodowe odsadzenia (13), do których docisniety jest gietki wklad uszczelniajacy (C) za pomoca pary zabezpieczajacych pierscieni toroidalnych (D), przy czym wklad uszczelniajacy (C) jest wygiety w swej czesci srodkowej w kierunku osi (XX) zlacza ruro- wego (A) i tworzy z nim przestrzen pierscieniowa (14) ograniczona przez strefy styku tego wkladu uszczelniaja- cego (C) i lacznika rurowego (B) w jego odsadzeniach (13). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złącze rurowe, składające się ze sztywnego elementu rurowego i współpracującego z nim giętkiego wkładu uszczelniającego, które to złącze jest przezna168 571 czone do wykonywania szczelnych połączeń w przewodach zbiorczych i odgałęzieniach układu kanalizacji grawitacyjnej.

Wynalazek dotyczy zwłaszcza złącza do szczelnego łączenia końców prostych rur, których powierzchnia zewnętrzna jest w stanie surowym, nie obrobionym. Te rury mogą być wykonane z azbesto-cementu, z żeliwa lub innych stosownych materiałów. Składane złącze rurowe, zapewniające szczelne połączenie rur jest przeznaczone do zapewnienia szczelności przy ciśnieniu dochodzącym do około 2 barów i przy szerokich tolerancjach średnic zewnętrznych łączonych końców prostych rur. Złącze pozwala również na odchylenia osi łączonych rur pod pewnym kątem.

Z opisu patentowego nr FR 1 439 234 znane jest składane złącze o odchylonych pod kątem osiach łączonych rur, z zapewnieniem tolerancji średnic dwóch końców łączonych prostych rur. W tym znanym składanym złączu element rurowy o giętkich skrzydłach końcowych, cienkich i elastycznych jest obejmowany przez sztywny pierścień o krańcach zagiętych pod kątem prostym do wnętrza, tzn. ku osi złącza. Takie połączenie jest szczelne jeśli chodzi o ciśnienie cieczy będącej w układzie kanalizacyjnym. Ciśnienie cieczy dociska cienkie skrzydła do rur. To połączenie nie jest szczelne dla ciśnienia zewnętrznego cieczy, gdyż może ono podnieść i odchylić każde skrzydło krańca pierścienia, na który jest elastycznie nałożone.

Z opisu patentowego nr FR 2 444 864 znane jest również składane złącze szczelnego połączenia dwóch rur z azbesto-cementu, dopuszczające szerokie tolerancje średnic zewnętrznych rur, jak również odchylenia kątowe i zapewniające szczelność jeśli chodzi o ciśnienie wewnętrzne, jak i zewnętrzne. Składane złącze jest wykonane przez zespawanie kołnierzy uszczelniających na końcach sztywnego elementu rurowego. Spawanie wymaga zastosowania określonego materiału, jak poliolefiny dla elementu rurowego lub złącza i kauczuku EPDM dla kołnierzy uszczelniających, z uwagi na możliwość ich spawania. Tego rodzaju kołnierz uszczelniający jest wyposażony w skrzydło pojedyncze z kryzą końcową, mające opaskę elastyczną zaciskaną na końcu gładkiej rury.

Celem wynalazku jest opracowanie odpowiedniego połączenia elementów składowych złącza rurowego bez spawania, a więc z pozostawieniem pewnej swobody w wyborze materiałów i bez zamykania giętkiego elementu rurowego w sztywnym pierścieniu, aby nie zawężać tolerancji średnic łączonych rur i możliwości odchylania kątowego.

Złącze rurowe według wynalazku zawiera sztywny łącznik rurowy i umieszczony w jego wnętrzu giętki wkład uszczelniający, którego jedna powierzchnia jest wyprofilowana oraz ma środkowy ustalacz położenia łączonych rur. Złącze tego rodzaju charakteryzuje się tym, że sztywny łącznik rurowy, ma w pobliżu swych końcówek obwodowe odsadzenia, do których dociśnięty jest giętki wkład uszczelniający, za pomocą pary zabezpieczających pierścieni toroidalnych. Wkład uszczelniający jest wygięty w swej części środkowej w kierunku osi złącza rurowego i tworzy z nim przestrzeń pierścieniowo ograniczoną przez strefy styku tego wkładu uszczelniającego i łącznika rurowego w jego odsadzeniach.

Sztywny łącznik rurowy zawiera korpus rurowy mający na każdym swym końcu kielichowe rozszerzenie o średnicy wewnętrznej większej od średnicy korpusu rurowego. Każde rozszerzenie kielichowe zakończone jest skierowaną na zewnątrz kryzą.

Zewnętrzna powierzchnia wkładu uszczelniającego ograniczającego pierścieniowo przestrzeń jest wyposażona w stożkowe pierścieniowe fartuchy uszczelniające zbieżne w kierunku osi złącza i w kierunku środkowego ustalacza położenia łączonych rur oraz trapezoidalne występy o przekroju środkowym w kształcie trapezu prostokątnego. Fartuchy i występy rozmieszczone są symetrycznie względem ustalacza położenia rury. Bok trapezoidalnego występu przy kącie prostym utworzonym z korpusem wkładu uszczelniającego tworzy z tym korpusem żłobek, w którym umieszczony jest pierścień toroidalny. Ponadto, końce wkładu uszczelniającego są odgięte na zewnątrz złącza i zachodzą na kielichowe rozszerzenia i kryzy łącznika rurowego. Między każdym występem trapezoidalnym a końcem wkładu uszczelniającego znajduje się rowek kołowy.

Występy trapezoidalne są korzystnie wydłużone w kierunku wnętrza wkładu uszczelniającego i tworzą zabezpieczające fartuchy pierścieniowe, promieniowe lub stożkowe.

168 571

W korzystnym rozwiązaniu złącza według wynalazku, przestrzeń pierścieniowa złącza jest połączona z otoczeniem przez otwory dla doprowadzania płynów zewnętrznych. Przynajmniej jeden otwór utworzony jest w korpusie wkładu uszczelniającego i znajduje się między żłobkiem a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym. W odmiennym korzystnym rozwiązaniu szereg otworów rozmieszczonych jest na obwodzie wkładki uszczelniającej po obydwu stronach ustalacza położenia łączonych rur, które to otwory znajdują się blisko każdego końca złącza między żłobkiem a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym. Ponadto, przynajmniej jeden otwór utworzony jest w korpusie rurowym sztywnego łącznika rurowego. W innym korzystnym rozwiązaniu szereg otworów rozmieszczonych jest na obwodzie łącznika rurowego.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku fartuchy uszczelniające i końce wkładu uszczelniającego zakończone są zgrubieniami pierścieniowymi.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia składane złącze o zwiększonej tolerancji średnic łączonych rur, ponad to, na co pozwala giętkość samych cienkich skrzydeł kołnierzy uszczelniających. Tę zwiększoną tolerancję średnic uzyskano dzięki przestrzeni pierścieniowej między giętkim wkładem uszczelniającym a sztywnym łącznikiem rurowym. Giętki i elastyczny wkład uszczelniający zapewnia szczelność łączonych złączem rur. Jego prosta konstrukcja zapewnia łatwość wyjmowania go z formy, jak również wprowadzania do niego rur.

Przedmiot wynalazku zostanie objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy widok przekroju środkowego elementów składowych złącza w stanie swobodnym, a więc sztywny łącznik rurowy, giętki wkład uszczelniający oraz parę zabezpieczających pierścieni toroidalnych, fig. 2 - widok częściowy przekroju giętkiego wkładu uszczelniającego z fig. 1, całkowicie wywiniętego dla zamontowania w złączu rurowym, fig. 3 - widok częściowy przekroju złącza rurowego z fig. 1 o połączeniu elementów składowych, ale przed osadzeniem łączonych rur, fig. 4 - widok częściowy przekroju złącza z fig. 3 wraz z wprowadzonymi dwoma rurami o średnicach maksymalnych, w szczelnym połączeniu, fig. 5 widok analogiczny jak na fig. 4, z wprowadzonymi rurami o średnicach minimalnych, fig. 6 widok częściowy w przekroju, odpowiadający fig. 4 i 5, przy czym połączenie szczelne wykonane jest dla rur odchylonych kątowo, fig. 7 - drugi przykład wykonania złącza rurowego według wynalazku, fig. 8 - widok częściowy przekroju szczelnego połączenia dwóch rur wprowadzonych do wnętrza złącza rurowego z fig. 7, przy czym połączenie to jest poddane ciśnieniu wewnętrznemu cieczy wypełniającej układ kanalizacyjny, fig. 9 - widok analogiczny do fig. 8, przy czym połączenie rur jest poddane działaniu ciśnienia zewnętrznego cieczy, a fig. 10 przedstawia trzeci przykład wykonania złącza rurowego według wynalazku.

Zgodnie z przykładem wykonania z fig. 1, złącze rurowe A według wynalazku składa się ze sztywnego elementu rurowego stanowiącego łącznik rurowy B, giętkiego wkładu uszczelniającego C oraz pary zabezpieczających pierścieni toroidalnych D.

Łącznik rurowy B, o osi XXjest wykonany ze sztywnego tworzywa sztucznego, korzystnie z polietylenu. Posiada korpus rurowy 1, przedłużony na swych końcach przez kielichowe rozszerzenia 2 o średnicy wewnętrznej większej od średnicy wewnętrznej korpusu rurowego 1. Te rozszerzenia 2 rozchylają się na krańcach kryzę 3.

Zamiast z tworzywa sztucznego, łącznik rurowy B może być wykonany również z azbesto-cementu lub też blachy stalowej, pokrytej powłoką antykorozyjną, np. żywicą epoksydową.

Elastyczna wkładka uszczelniająca C wykonana jest z alastomeru, korzystnie z kauczuku syntetycznego o twardości SHORE rzędu 57 - 58 A. Jej grubość, w stosunku do średnicy jest niewielka, co pozwala łatwo ją wywinąć na drugą stronę po wyjęciu z formy, w której została uformowana. Stąd wynika nazwa wkładka wywijana. Jej długość jest znacznie większa od długości łącznika rurowego B i odpowiada w przybliżeniu sumie długości łącznika B i dwóch długości rozszerzenia 2.

Giętki wkład uszczelniający C może być odlewany bezpośrednio w swym kształcie gotowym do zastosowania, tak jak to pokazuje fig. 2, ale dla wygody, a zwłaszcza dla łatwości odlewania, korzystniej jest przedstawić go w stanie swobodnym, po wyjęciu z formy, jak przedstawiono na fig. 1, przed wywinięciem. Jego korpus 4 o osi XX posiada wewnętrzną

168 571 powierzchnię cylindryczną gładką 4a, a powierzchnia zewnętrzna jest wyprofilowana i ma zewnętrzne występy. W połowie długości korpusu 4 znajduje się gruby występ promieniowy stanowiący ustalacz 5 położenia łączonych rur T1, T2, o przekroju środkowym w kształcie kwadratu lub prostokąta.

Gdy wkład uszczelniający C współpracuje z łącznikiem rurowym B (fig. 3), jest wewnątrz wyposażony w symetrycznie w stosunku do ustalacza 5 położenia łączonych rur, z obydwóch jego stron położone fartuchy uszczelniające 6, zbieżne w kierunku osi XX i w kierunku ustalacza 5, jak również w występy trapezoidalne 8 o przekroju środkowym w kształcie trapezu przy kącie prostym oraz korpus 4, tworzą żłobek 9, dla umieszczenia w nim zabezpieczającego pierścienia toroidalnego D. U podstawy boku ukośnego występu trapezoidalnego 8 i w kierunku krańca wkładu uszczelniającego C znajduje się rowek kołowy 10. Współpracujące ze sobą wkład uszczelniający C i łącznik rurowy B mają kołowy uszczelniający fartuch giętki, który utworzony jest przez odgięty na zewnątrz koniec 11 wkładu uszczelniającego C, połączony z korpusem 4 wkładu uszczelniającego C.

Uszczelniające fartuchy 6 i 11 zakończone są zgrubieniami pierścieniowymi, odpowiednio 7 i 12, przylegającymi do powierzchni zewnętrznych łączonych rur, po wprowadzeniu rur do złącza.

Sposób wykonania i zmontowania składanego złącza A według wynalazku, przedstawionego na fig. 2 i 3, polega na uformowaniu giętkiego i dającego się wywinąć wkładu uszczelniającego C, którego korpus 4 posiada gładką powierzchnię wewnętrzną 4a i występy zewnętrzne, jak ustalacz 5 położenia łączonych rur uszczelniające, fartuchy 6, występy trapezoidalne 8 oraz końce 11 wkładu stanowiące fartuchy uszczelniające. Następnie wywija się uformowany wkład całkowicie na drugą stronę, aby jego wewnętrzna gładka powierzchnia 4a stała się zewnętrzną, a występy 5,6,8 i 11, które były zewnętrznymi po wyjęciu z nieprzedstawionej formy (fig. 1), stały się wewnętrznymi, skierowanymi ku osi XX wkładu C (fig. 2). Giętki wkład uszczelniający C wywinięty w ten sposób, jest następnie wprowadzony współosiowo do wnętrza sztywnego łącznika rurowego B (fig. 3). Następnie, po współosiowym wprowadzeniu łączonych rur T1 i T2, ale przed ich osadzeniem w złączu A, odwija się lub zagina końce 11 długich giętkich fartuchów uszczelniających wkładu C na kryzy 3 i rozszerzenia 2 łącznika B, w taki sposób by je zakryć i ustalić współosiowość wkładu C i łącznika B. W ten sposób tworzy się wejścia złącza A, rozszerzone lejkowato, ułatwiając osadzenie rur T1 i T2. To przekształcenie i elastyczność uszczelniających fartuchów stanowiących końce 11 wkładu uszczelniającego, jest łatwo osiągane dzięki występującemu rowkowi kołowemu 10, który utworzony jest między każdym występem trapezoidalnym 8 a zakończeniem 11 wkładu uszczelniającego C. Zwiększa to elastyczność wkładu uszczelniającego C. Aby ulepszyć współdziałanie wkładu C i łącznika rurowego B zabezpieczający pierścień toroidalny D o średnicy zewnętrznej odpowiadającej średnicy wewnętrznej rozszerzenia 2, pomniejszonej o dwie grubości korpusu 4, jest wprowadzony do każdego żłobka 9 między pierścieniowy występ trapezoidalny 8 a korpus 4 wkładu uszczelniającego C w taki sposób, że wkład C styka się z wnętrzem rozszerzeń 2 łącznika rurowego B wzdłuż stref styku na powierzchni wewnętrznej odsadzeń 13 łączących kielichowe rozszerzenie 2 z korpusem 1 łącznika rurowego B.

Korpus 4 wkładu uszczelniającego C przyjmuje więc w przekroju środkowym kształt wygięty ku osi XX wkładu C. Korpus 4 jest wygięty w łuk o maksymalnej strzałce promieniowej f na wprost ustalacza 5 położenia łączonych rur. Tworzy się między nim a łącznikiem B przestrzeń pierścieniowa 14, która jest ograniczona strefami styku wkładu uszczelniającego C i łącznika rurowego B, w jego odsadzeniach 13.

Krzywizna korpusu 4 z zaciśnięciem oraz pierścienie D, wspomagają współdziałanie wkładu C z łącznikiem B.

Po odpowiednim uformowaniu, można również uzyskać wkład C, którego korpus 4 jest wygięty w stosunku do osi XX tego wkładu uszczelniającego.

Naprzeciw podstawy każdego stożkowego pierścieniowego fartucha uszczelniającego stożkowego 6 i w przestrzeni pierścieniowej 14, utworzona jest przestrzeń promieniowa o wysokości h, mierzonej wzdłuż promienia, między korpusem 4 a łącznikiem rurowym B. Ta przestrzeń promieniowa jest przewidziana dla zwiększenia tolerancji średnic rur poza wymiary tolerancji dopuszczane przez samą elastyczność uszczelniających fartuchów 6 i 11.

168 571

Ponadto, wygięcie w łuk w przekroju środkowym korpusu 4 jest korzystne przy późniejszym elastycznym przyłożeniu fartuchów uszczelniających 6 do łączonych rur.

Dla połączenia rur (fig. 3 i 4) w składanym gotowym do użycia złączu A, a więc połączenia dwóch rur T1 i T2 azbestowo-cementowych lub żeliwnych, o końcach prostych i gładkich, ale w stanie surowym, nie obrobionych, wkład uszczelniający C jest współosiowo blokowany na łączniku rurowym B. Jakiekolwiek przemieszczenie osiowe wkładu C w stosunku do łącznika B jest niedopuszczalne, zwłaszcza w takcie osadzania rur T1 i T2, które są elementami kanału asenizacyjnego.

Aby bez wysiłku osadzać lub wprowadzać rury T1 i T2 w składane złącze A, długie fartuchy uszczelniające 11 zagięte lub założone na kryzy 3 i rozszerzania kielichowe 2 mają wejścia rozszerzone w lejek, o wewnętrznej średnicy minimalnej większej od średnicy zewnętrznej d1 lub d2 każdej końcówki rury.

Jeśli chodzi o stożkowe fartuchy uszczelniające 6, które były zbieżne ku sobie i ku ustalaczowi położenia 5 we wkładzie C w stanie swobodnym (fig. 2), to stają się one rozbieżne i stanowią dla każdej rury T1 lub T2 rodzaj barier do pokonania.

Rury T1 i T2 ułożone wzdłuż osi XX złącza A, każda końcówka rury T1 i T2 jest wprowadzana po osiowo bez wysiłku, przekraczając swobodnie próg każdego występu trapezoidalnego 8 minimalnej średnicy wewnętrznej większej od średnicy zewnętrznej d1 rur T1 lub T2.

W wyniku kontynuowania osadzania rur T1 iT2, każda z nich osiąga i wchodzi w stożkowy fartuch 6, przechodzi przezeń odchylając go ku ustalaczowi położenia 5, co zbliża go do korpusu 4. Zgrubienie pierścieniowe 7 na końcu la^d^g^o fartucha 6 dotyka wiec niry z pewnym elastycznym naciskiem i przy pewnym zgnieceniu powierzchnią zewnętrzną rur T1 i T2.

Ustalacz położenia 5 zatrzymuje przesuwanie rur T1 i T2 do wnętrza. Korpus 4 wygięty w łuk, jest zbliżony do korpusu rurowego 1 łącznika B. Zmienna przestrzeń pierścieniowa. 14 zmniejszyła swą objętość. Przestrzeń promieniowa o wysokości h na wprost podstawy każdego fartucha 6 zniknęła, ponieważ rozszerzyła się każda strefa wokół odsadzeń 13. Maksymalna strzałka ugięcia f korpusu 4 nad ustalaczem położenia 5 również zmniejszyła się.

Żeby zakończyć wykonanie szczelnego połączenia, po wprowadzeniu rur T1 i T2 aż do ich oparcia o ustalacz 5 (fig. 4), każda końcówka 11 wkładu uszczelniającego, stanowiąca długie skrzydło fartucha uszczelniającego, są ponownie odginane do osi XX w sposób oddalający je od łącznika B. W rezultacie przylegają one do powierzchni zewnętrznych każdej rury T1 i T2.

Tak samo jak zgrubienie pierścieniowe 7, zgrubienia 12 każdej końcówki 11 wkładu uszczelniającego, które rozciągają się wzdłuż rur T1, T2, przylegają z pewnym elastycznym naciskiem do powierzchni zewnętrznej rur T1, T2. Są one lekko zgniecione.

Stożkowe fartuchy uszczelniające 6 są zbieżne w kierunku osi XX składanego złącza A i w kierunku ustalacza położenia 5, a wywinięte końcówki 11 wkładu uszczelniającego rozciągają się wzdłuż rur T1 i T2, zbiegając się ku osi XX i ku każdemu z końców złącza A w ten sposób, że każdy fartuch uszczelniający 6 i każda uszczelniająca końcówka 11 wkładu uszczelniającego tworzą między sobą i w przekroju środkowym kształt litery V odwróconej, o rozchyleniu zmiennym w zetknięciu z rurami T1 i T2, zależnie od tolerancji ich średnic.

Uzyskano szczelne połączenie między złączem rurowym A a prostymi i gładkimi końcami rur T1 i T2, których końce opierają się o ustalacz 5 ich położenia. W połączeniu tym fartuchy uszczelniające 6 i 11 przylegają do powierzchni zewnętrznych łączonych rur. Giętki układ uszczelniający C współdziałając z łącznikiem rurowym B tworzy przestrzeń pierścieniową 14, o zmiennej objętości, w zależności od tolerancji średnic końców łączonych rur T1 i T2. Pierścienie toroidalne D, które łączą giętki wkład C ze sztywnym łącznikiem B są w żłobkach 9, utworzonych między występem trapezoidalnym 8 a korpusem 4 wkładu uszczelniającego C i dociskają ten wkład do dna kielichowych rozszerzeń 2 łącznika rurowego B w strefach styku wokół osadzeń 13, które ograniczają przestrzeń pierścieniową 14. Korpus 4 wkładu uszczelniającego C jest wygięty ku osi XX złącza rurowego A między tymi odsadzeniami 13.

Stożkowe pierścieniowe fartuchy uszczelniające 6 zapewniają szczelność na ciśnienie zewnętrzne w układzie kanalizacyjnym T1 - T2. Ciśnienie wewnętrzne przepływającego płynu dąży do silniejszego dociśnięcia fartucha 6 do powierzchni zewnętrznej rur T1 lub T2. Końce

168 571 wkładu uszczelniającego C zapewniają szczelność na wpływ ciśnienia zewnętrznego jakiegokolwiek płynu, zapobiegają jego wejściu do przestrzeni zawartej między złączem A a każdą z rur T1, T2, tzn. do przestrzeni zawartej między fartuchami 6 i 11, a każda z rur T1, T2. Żaden płyn zewnętrzny nie może zmieszać się z płynem transportowanym wewnątrz rur T1, T2. W rzeczywistości ciśnienie zewnętrzne dąży do silniejszego dociśnięcia końca 11 wkładu uszczelniającego do powierzchni zewnętrznej rur T1, T2.

Złącze rurowe A pozwala na łączenie rur dużej tolerancji średnic zewnętrznych łączonych rur.

Na figurze 1 przedstawiono szczelne połączenie rur T1 i T2 o maksymalnej średnicy zewnętrznej d1. Średnicy d1 odpowiada odcinek promieniowy minimalny j1 między powierzchnią zewnętrzną rur T1 lub T2 a powierzchnią wewnętrzną korpusu rurowego 1 łącznika rurowego B. Objętość przestrzeni pierścieniowej 14 jest minimalna.

Z zastosowaniem złącza rurowego A, jak przedstawiono na fig. 5, uzyskuje się również szczelne połączenie rur T1, T2 o średnicy zewnętrznej minimalnej d2. Średnicy d2 odpowiada odcinek promieniowy maksymalny j2 między powierzchnią zewnętrzną rury T1 lub T2 a powierzchnią wewnętrzną korpusu rurowego 1 łącznika B. Objętość przestrzeni pierścieniowej 14 jest maksymalna.

Z porównania fig. 4 i 5 wynika, że obszar przylegania fartuchów uszczelniających 6 i 11 do łączonych rur T1, T2 na fig. 5 jest mniejszy. Ponadto, na fig. 5 litera V odwrócone, utworzona przez fartuchy 6 i 11 dąży do rozwarcia mniejszego niż na fig. 4.

Porównując przedstawione na fig. 3 złącze rurowe A przed wykonaniem szczelnego połączenia z fig. 4 i 5, można stwierdzić, że całkowite zmniejszenie przestrzeni promieniowej o wysokości h między korpusem 4 wkładu uszczelniającego C a korpusem 1 łącznika rurowego B nad podstawą każdego fartucha uszczelniającego 6 pozwala na dodatkowe zwiększenie tolerancji średnic łączonych rur ponad to, co uzyskuje się dzięki elastyczności fartuchów uszczelniających 6 i 11. Rozwiązanie według wynalazku pozwala na dużą tolerancję średnic łączonych rur T1 i T2, zachowując równocześnie szczelność układu na wpływ ciśnień wewnętrznych i zewnętrznych, które dla tego połączenia wynoszą około 2 barów.

Ponadto, złącze według wynalazku można łatwo dostosować do odchyleń kątowych łączonych rur. Jak przedstawiono na fig. 6, rura T2 ma oś X1X1 odchyloną o kąt x w stosunku do osi XX rury T1. Składane złącze A dostosowane jest do łączenia tak odchylonych rur. Ustalacz 5 położenia łączonych rur oddziela rury Tl i T2 i jest bardziej ściinięty w jednej swej części niż w innych. Uszczelniające fartuchy 6 i 11 przylegają z elastycznym naciskiem do rur T1 i T2. Wartość maksymalna kąta x, rzędu 10° dla tego połączenia, jest ograniczona bardziej przez średnicę rur T1 i T2, których odcinki końcowe mogą się stykać, niż przez złącze A, którego giętki wkład uszczelniający C ma dużą możliwość odkształcenia i tworzy dużą przestrzeń promieniową 14 z łącznikiem rurowym B.

Dzięki możliwości wywinięcia wkładu uszczelniającego C, formuje się go w postaci przedstawionej na fig. 1, między uchwytem cylindrycznym i rdzeniem wewnętrznym (powierzchnią 4a wewnętrzna) a formą zewnętrzną. Łatwość jest rozformować wkład, wyciągając najpierw rdzeń cylindryczny, który wytwarza wewnętrzną powierzchnię 4a, później oddzielając ten wkład C od formy zewnętrznej. Już w pozycji wywiniętej, przedstawionej na fig. 2, wkład C jest łączony z łącznikiem B, aby utworzyć złącze A.

Przestrzeń pierścieniowa 14 i wygięty w łuk w przekroju środkowym wkład uszczelniający C, dopuszczają większe tolerancje średnic łączonych rur, niż jest to możliwe dzięki giętkości fartuchów uszczelniających 6 i 11. Sztywny łącznik rurowy B złącza A dostosowuje się łatwo do odchylenia o kąt x jednej z rur T1 w stosunku do drugiej rury T2, przez współdziałanie z wkładem C, dzięki zabezpieczającym pierścieniem toroidalnym D, które utrzymują się w żłobkach 9 między każdym występem trapezoidalnym 8, a korpusem 4 wkładu uszczelniającego.

Szczelne połączenie rur jest skuteczne zarówno w stosunku do ciśnienia wewnętrznego jak i zewnętrznego, dzięki takiemu ułożeniu fartuchów uszczelniających 6 i 11, że tworzą one w przekroju środkowym rodzaj odwróconej litery V, przyłożonej do rur T1 i T2.

Aby ułatwić położenie na miejscu budowy takiego składanego złącza, w pewnych przypadkach korzystnie rezygnuje się z operacji montażu szczelnego połączenia, która w pierwszym

168 571 etapie polega na zagięciu końców 11 wkładu uszczelniającego C na kryzy 3 i kielichowe rozszerzenia 2 łącznika rurowego B, a następnie w drugim etapie na odłożeniu tworzących długie fartuchy uszczelniające tych końców 11 na zewnętrzne powierzchnie łączonych rur T1 i T2, zachowując przy tym odpowiednią szczelność tak na ciśnienie wewnętrzne cieczy płynącej kanałem T1 - T2, jak również na ciśnienia zewnętrzne jakiegokolwiek płynu. Warianty rozwiązań złącza według wynalazku przedstawione są na fig. 7 - 9 i 10. Przedstawione tam złącze A jest wyposażone w środki połączeniowe, pozwalające na wchodzenie płynów zewnętrznych do przestrzeni pierścieniowej 14.

Złącze A przedstawione na fig. 7 - 9 i 10 zawiera giętki wkład uszczelniający C współdziałający ze sztywnym łącznikiem rurowym B. Jest ono wyposażone wewnątrz i symetrycznie w stosunku do ustalacza 5 w pierścieniowe fartuchy uszczelniające 6, zbieżne do osi XX i w kierunku ustalacza 5 oraz w występ trapezoidalny 8 o przekroju środkowym w kształcie trapezu prostokątnego. Występ trapezoidalny 8 tworzy swoją ściankę przy kącie prostym wraz z korpusem 4 wkładu C żłobek 9 mieszczący pierścień toroidalny D. Występ trapezoidalny 8 przedłużający się do wnętrza wkładu C tworzy elastyczny promieniowy lub stożkowy zabezpieczający fartuch pierścieniowy 15. Gdy wykonywane jest szczelne połączenie między złączem A według jednego z tych dwóch wariantów a końcami prostych i gładkich rur T1 i T2, zabezpieczające fartuchy pierścieniowe 15 przylegają do powierzchni zewnętrznych łączonych rur T1 i T2 i są nachylone do osi XX i w kierunkach ustalacza 5. Zabezpieczające fartuchy pierścieniowe 15, znajdujące się nakońcach wkładu uszczelniającego C zapobiegają przenikaniu elementów stałych, takich np. jak materiał podsadzkowy lub ziarna piasku, do wnętrza złącza A i są szczelne jeśli chodzi o płyny zewnętrzne, poddane niewielkim ciśnieniom, których wartość nie przekracza 0,3 bara. Natomiast przeciwnie, nie są one szczelne dla płynów zewnętrznych, będących pod wyższym ciśnieniem. Ponadto, dzięki swojej giętkości, fartuchy 15 nie utrudniają osadzania łączonych rur T1 i T2.

Jeżeli chodzi o materiały tworzące różne elementy złącza A według jednego z tych wariantów, są one tego samego rodzaju, co do wykonania złącza z przykładów wykonania przedstawionych na fig. 1-6.

W złączach rurowych przedstawionych na fig. 7-9 sztywny łącznik rurowy B jest identyczny jak na fig. 1, a środki w które wyposażone jest złącze A są utworzone przez co najmniej jeden otwór 16, przechodzący przez korpus 4 wkładu uszczelniającego C. Wspomniany otwór 16 jest umieszczony między żłobkiem 9 wkładu C a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym 6, bezpośrednio przy żłobku 9. Zgodnie z zalecanym wykonaniem, środki połączeniowe są utworzone przez szereg otworów 16 rozmieszczonych na obwodzie wkładu uszczelniającego C z obydwóch stron ustalacza 5 położenia łączonych rur. Otwory 16 są umieszczone w pobliżu każdego końca złącza, między żłobkiem 9 a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym 6 wkładu uszczelniającego C. Takie rozwiązanie pozwala zrezygnować ze stosowania długich fartuchów pierścieniowych uszczelniających 11, przedstawionych na fig. 1 - 6, celem zapewnienia szczelności na działanie ciśnienia zewnętrznego płynu. Korzystnie, funkcje zapewnienia szczelności na ciśnienie wewnętrzne i zewnętrzne płynu zgrupowane są tylko na stożkowych pierścieniowych fartuchach uszczelniających 6.

W przypadku szczelnego połączenia poddanego ciśnieniu wewnętrznemu kanału T1 - T2 (fig. 8), przepływający płyn dąży do silniejszego dociśnięcia fartucha uszczelniającego 6 do powierzchni zewnętrznej rur T1, T2 i do dociśnięcia korpusu 4 wkładu uszczelniającego C do powierzchni wewnętrznej korpusu rurowego 1 łącznika rurowego B. W przypadku dużych ciśnień wewnętrznych następuje zetknięcie części środkowej gładkiej powierzchni cylindrycznej 4a wkładu uszczelniającego C i powierzchni wewnętrznej korpusu rurowego 1 łącznika B. W konsekwencji, pojemność przestrzeni pierścieniowej 14, została zmniejszona.

W przypadku połączenia szczelnego poddanego działaniu ciśnienia zewnętrznego płynu (fig. 9), którego wartość jest taka, że zabezpieczające fartuchy pierścieniowe 15 nie zapewniają już szczelności, płyn ten może swobodnie wpływać do przestrzeni zawartej między fartuchami 6 i 15 a każdą z rur T1, T2, a następnie poprzez otwory 16 w korpusie 4 wkładu uszczelniającego C dostać się do przestrzeni pierścieniowej 14, aż do zupełnego jej wypełnienia. Wytwarza się więc wewnątrz przestrzeni pierścieniowej 14 siła zależna od ciśnienia płynu, który ma wypchnąć

168 571 korpus 4 do wnętrza złącza A, doprowadzając zwłaszcza jej części sąsiadujące z ustalaczem położenia 5, do zetknięcia z powierzchnią zewnętrzną łączonych rur T1, T2. Jednocześnie korpus 4 wkładu C naciska na fartuchy uszczelniające 6, które układają się zbieżnie do osi XX i w kierunku ustalacza położenia 5. Z tego powodu są one ściskane jeszcze mocniej na powierzchni zewnętrznej łączonych rur T1, T2, zwiększając w konsekwencji szczelność fartuchów 6 w stosunku do ciśnienia zewnętrznego cieczy.

Ten proces jest możliwy, ponieważ gładka powierzchnia 4a korpusu 4 wkładu C jest nieco większa od powierzchni 6a najbardziej zewnętrznych w złączu fartuchów 6, wzmacniających w konsekwencji siłę nacisku wkładu uszczelniającego C na łączone rury, a więc i efekt zaciskania fartuchów 6 na tych rurach. Siła ta wynika z obecności płynu pod ciśnieniem zamkniętego w przestrzeni pierścieniowej 14 i działającego na powierzchnię gładką 4a wkładu C, ze szkodą dla siły wywołanej przez ciśnienie płynu zawartego w przestrzeni zawartej między fartuchami 15 i 6 a rurami T1 i T2. Siła ta działa na powierzchnię 6a fartucha 6 tak, by oderwać fartuchy od powierzchni zewnętrznych łączonych rur T1, T2.

Opis działania złącza w przypadku kanału T1 - T2 poddanego działaniu płynu pod dużym ciśnieniem, jak to przedstawiono, można odnieść analogicznie do przypadku układu rur T1 - T2, w którym przesyłany płyn poddany jest podciśnieniu. W tym przypadku otwory 16 pozwalają, by do przestrzeni pierścieniowej 14 zostało wchłonięte powietrze i/lub płyny krążące na zewnątrz układu kanalizacyjnego.

Złącze A, według przykładu przedstawionego na fig. 10 różni się od złącza z fig. 7-9 tylko tym, że zastosowany środek połączeniowy nie jest już utworzony przez otwory 16 wykonane w korpusie 4 wkładu uszczelniającego C, ale jest utworzony przez co najmniej jeden otwór 17, przechodzący przez korpus rurowy 1 sztywnego łącznika rurowego B. Stanowi on przejście między przestrzenią pierścieniową 14 a przestrzenią na zewnątrz złącza. W zalecanym rozwiązaniu środek połączeniowy jest utworzony z szeregu otworów 17, rozłożonych na obwodzie sztywnego łącznika rurowego B, przez którego korpus rurowy 1 one przechodzą.

Jeśli chodzi o szczelność przedstawionego połączenia na ciśnienia wewnętrzne i zewnętrzne płynów, przy zastosowaniu złącza według wariantu z fig. 10, to zasada działania jest taka sama, jak opisano dla przykładu wykonania z fig. 7-9).

W konsekwencji, otwory 16 i 17 wykonane w korpusie wkładu uszczelniającego C i w łączniku rurowym B, w połączeniu z przestrzenią pierścieniową 14, jak również obecność fartuchów uszczelniających 6 nadają działaniu złącza według jednego z wariantów przedstawionych na fig. 7 - 9 i fig. 10 dynamiki, która zapewnia doskonałą szczelność zarówno jeśli chodzi o ciśnienie wewnętrzne, jak i ciśnienie zewnętrzne płynów działąjących na łączone rury T1, T2.

168 571

Fig .10

_{2 13} Fig. 5

1 4α

2 3 cn

168 571

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Złącze rurowe, zawierające sztywny łącznik rurowy i umieszczony w jego wnętrzu giętki wkład uszczelniający, którego jedna powierzchnia jest wyprofilowana oraz ma środkowy ustalacz położenia łączonych rur, znamienne tym, że sztywny łącznik rurowy (B) ma w pobliżu swych końcówek obwodowe odsadzenia (13), do których dociśnięty jest giętki wkład uszczelniający (C) za pomocą pary zabezpieczających pierścieni toroidalnych (D), przy czym wkład uszczelniający (C) jest wygięty w swej części środkowej w kierunku osi (XX) złącza rurowego (A) i tworzy z nim przestrzeń pierścieniową (14) ograniczoną przez strefy styku tego wkładu uszczelniającego (C) i łącznika rurowego (B) w jego odsadzeniach (13).

2. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że sztywny łącznik rurowy (B) zawiera korpus rurowy (1) mający na każdym swym końcu kielichowe rozszerzenie (2) o średnicy wewnętrznej większej od średnicy korpusu rurowego (1), przy czym każde rozszerzenie (2) zakończone jest skierowaną na zewnątrz kryzą (3).

3. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że zewnętrzna powierzchnia wkładu uszczelniającego (C) ograniczającego pierścieniową przestrzeń (14) jest wyposażona w stożkowe pierścieniowe fartuchy uszczelniające (6) zbieżne w kierunku osi (XX) i w kierunku środkowego ustalacza (5) położenia łączonych rur (T1, T2) oraz trapezoidalne występy (8) o przekroju środkowym w kształcie trapezu prostokątnego, umieszczone symetrycznie względem tego ustalacza (5), przy czym bok trapezoidalnego występu (8) przy kącie prostym utworzonym z korpusem (4) wkładu uszczelniającego (C) tworzy z tym korpusem (4) żłobek (9), w którym umieszczony jest pierścień toroidalny (D), a ponadto końce (11) wkładu uszczelniającego (C) są odgięte na zewnątrz złącza i zachodzą na kielichowe rozszerzenia (2) i kryzy (3) łącznika rurowego (B).

4. Złącze według zastrz. 3, znamienne tym, że między każdym występem trapezoidalnym (8) a końcem (11) wkładu uszczelniającego (C) znajduje się rowek kołowy (10).

5. Złącze według zastrz. 3, znamienne tym, że występy trapezoidalne (8) są wydłużone w kierunku wnętrza wkładu uszczelniającego (C) i tworzą zabezpieczające fartuchy pierścieniowe (15) promieniowe lub stożkowe.

6. Łącze według zastrz. 1, znamienne tym, że przestrzeń pierścieniowa (14) złącza (A) jest połączona z otoczeniem przez otwory (16,17) dla doprowadzania płynów zewnętrznych.

7. Złącze według zastrz. 6, znamienne tym, że przynajmniej jeden otwór (16) utworzony jest w korpusie (4) wkładu uszczelniającego (C) i znajduje się między żłobkiem (9) a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym (6).

8. Złącze według zastrz. 6, znamienne tym, że szereg otworów (16) rozmieszczonych jest na obwodzie wkładki uszczelniającej (C) po obydwu stronach ustalacza (5) położenia łączonych rur, które to otwory (16) znajdują się blisko każdego końca złącza (A) między żłobkiem (9) a stożkowym pierścieniowym fartuchem uszczelniającym (6).

9. Złącze według zastrz. 6, znamienne tym, że przynajmniej jeden otwór (17) utworzony jest w korpusie rurowym (1) sztywnego łącznika rurowego (B).

10. Złącze według zastrz. 6, znamienne tym, że szereg otworów (17) rozmieszczonych jest na obwodzie łącznika rurowego (B).

11. Złącze według zastrz. 3, znamienne tym, że fartuchy uszczelniające (6) i końce (11) wkładu uszczelniającego (C) zakończone są zgrubieniami pierścieniowymi (7 i 12).