PL175353B1 - Złączka rurowa - Google Patents

Abstract

1 Z laczka rurow a do m ocow ania do rury o gladkim koncu, m ajaca obudow e do um ieszczenia na rurze, pierscieniow e zaglebie- nie utw orzone w w ewnetrznej pow ierzchni obudow y, przeznaczone do otaczania rury, pierw szy sprezysty uszczelniajacy pierscien, ele- m enty chw ytakow e, przem ieszczalne z polozen spoczynkow ych do polozen roboczych i drugi sprezysty uszczelniajacy pierscien, które to elem enty s a usytuow ane w pierscieniow ym zaglebieniu oraz w lot p row adzacy do pierscieniow ego zaglebienia do doprow adzania plynu p od cisnieniem , znam ienn a ty m , ze pierw szy uszczelniajacy pierscien (6) je s t usytuow any pom iedzy elem entam i chw ytakow y- m i a o b u d o w a(2 ) i m a prom ieniow o w ew netrzna i zew n etrzn a po - w ierzchnie, z których w ew netrzna przebiega w zdluz rury, n atom iast prom ieniow o usytuow ane elem enty chw ytakow e m ajaco najm niej trzy lukow e segm enty ( 1 4 ) um ieszczone w okól pierscie- niow ego zaglebienia (4 ) przcm ieszczalnc prom ieniow o do w ew - natrz w kierunku do rury i m ajace w ew netrzna i zew netrzna pow ierzchnie, z których zew netrzna w zdluz rury, zas prom ieniow o zew netrzne pow ierzchnie lukow ych segm entów ( 1 4 ) s a sp rzeg alne z prom ieniow o w ew netrzna pow ierzchnia pierw szego uszczel- niajacego pierscienia (6), przy czym prom ieniow o w ew netrzne po- w ierzchnie lukow ych segm entów (14) m aja w ykonany w nich, przy ich osiow ych koncach, pierscieniow y row ek, w którym je s t um iesz- czony drugi pierscien uszczelniajacy (16), siegajacy prom ieniow o do w ew natrz prom ieniow o w ew netrznych pow ierzchni lukow ych segm entów ( 1 4 ) 1 stanow iacy, w polozeniu roboczym uszczelnienie dla plynu pom iedzy rura a ob u d o w a (2) PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złączka rurowa do mocowania do rury o gładkim końcu, by umożliwić sprzęganie tej rury z inną rurą, pompą, zaworem itp.

Utrwalona praktyka polega na stosowaniu do rur o gładkich końcach złączek, które wykorzystują pierścienie cierne lub hartowane chwytaki, do których siła przykładana jest za pomocą odpowiednich nakrętek i śrub. Jednakże przy takich konstrukcjach siła przykładana przez nakrętki i śrubyjest często tylko częściowo przenoszona na pierścień cierny lub chwytak, na skutek czego znamionowe ciśnienie złączki jest stosunkowo niewielkie, typowo 1-2 MPa, ze względu na tendencję rur do przemieszczania się wzdłużnie względem siebie.

Zaproponowano uniknięcie tego problemu przemieszczania się rur przez zastsowanie nieruchomych zakotwień dla rur w regularnych odstępach wzdłuż nich, ale rozwiązanie takie jest skomplikowane, czasochłonne i drogie.

Następnie wprowadzono nieco skuteczniejsze złączki, które wykorzystują nieściśliwy płyn, taki jak smar, do spychania chwytaka w postaci ząbkowanego pierścienia z hartowanej stali do styku z rurą, przy czym złączki takie mają ponadto dodatkowe elementy uszczelniające do uszczelniania pomiędzy złączkami a zewnętrznymi powierzchniami rur.

Rozwiązania takie są znane, między innymi, z opisów patentowych US nr 3582112 i nr 3860270 oraz z opisu patentowego PL nr 55913.

175 353

Te znane rozwiązania mają obudowę do umieszczenia na rurze, pierścieniowe zagłębienie utworzone w wewnętrznej powierzchni obudowy, przeznaczone do otaczania rury, pierwszy sprężysty uszczelniający pierścień, elementy chwytakowe, przemieszczalne z położeń spoczynkowych do położeń roboczych i ewentualnie drugi sprężysty uszczelniający pierścień, które to elementy sąusytuowane w pierścieniowym zagłębieniu oraz wlot prowadzący do pierścieniowego zagłębienia do doprowadzania płynu pod ciśnieniem.

Znane rozwiązania obarczone sąjednak różnymi wadami, jedną z których jest to, że chwytaki, które mająkształt pierścieni, nie mogą zapewnić skutecznego uchwycenia wokół całego obwodu rur nie mających dokładnie kołowego kształtu, natomiast elementy uszczelniające, które są oddzielone od chwytaków, wymagają niezależnego uruchamiania.

Pożądane byłoby, gdy złączka nadawała się do skutecznego mocowania do rur nieokrągłych, jak również okrągłych.

Złączka rurowa do mocowania do rury według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwszy uszczelniający pierścień jest usytuowany pomiędzy elementami chwytakowymi a obudową i ma promieniowo wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię, z których wewnętrzna przebiega wzdłuż rury, natomiast promieniowo usytuowane elementy chwytakowe mają co najmniej trzy łukowe segmenty umieszczone wokół pierścieniowego zagłębienia, przemieszczalne promieniowo do wewnątrz w kierunku do rury i mające wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię, z których zewnętrzna przebiega wzdłuż rury, zaś promieniowo zewnętrzne powierzchnie łukowych segmentów są sprzęgalne z promieniowo wewnętrzną powierzchnią pierwszego uszczelniającego pierścienia, przy czym promieniowo wewnętrzne powierzchnie łukowych segmentów mająwykonany w nich, przy ich osiowych końcach, pierścieniowy rowek, w którym jest umieszczony drugi pierścień uszczelniający, sięgający promieniowo do wewnątrz promieniowo wewnętrznych powierzchni łukowych segmentów i stanowiący, w położeniu roboczym, uszczelnienie dla płynu pomiędzy rurą a obudową.

Po doprowadzeniu płynu pod ciśnieniem do promieniowo zewnętrznej powierzchni pierwszego pierścienia uszczelniającego segmenty są przemieszczane promieniowo do wewnątrz w kierunku do rury przez pierwszy pierścień uszczelniający do położeń roboczych, w których ich promieniowo wewnętrzne powierzchnie chwytająrurę, a ruch tych segmentów spycha drugi pierścień uszczelniający promieniowo do wewnątrz w kierunku rury do szczelnego sprzężenia z tą rurai z boczną ściankąobudowy, by spowodować uszczelnienie dla płynu pomiędzy ruraa obudową.

Należy zauważyć, że przy takiej konstrukcji mającej wiele segmentów można osiągnąć wymuszone uchwycenie wokół rur innych niż okrągłe, przy czym poszczególne segmenty same ustawiają się niezależnie od innych, a w zależności od kształtu powierzchni odpowiedniej części obwodu rury.

Ponadto elementy uszczelniające ruchome wraz z tymi segmentami tworzą układ dynamicznego uszczelniania, którego skuteczność zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia płynu doprowadzanego do elementów chwytakowych.

Korzystnie promieniowo zewnętrzna powierzchnia pierwszego pierścienia uszczelniającego ma kształt zasadniczo wklęsły. Po doprowadzeniu do niego płynu pod ciśnieniem przeciwległe boczne krawędzie pierścienia są dociskane do szczelnego styku z przeciwległymi bocznymi ściankami zagłębienia.

Korzystnie wewnętrzne powierzchnie segmentów są ząbkowane i stosuje się trzy do szesnastu segmentów, typowo sześć do ośmiu segmentów, otaczających rurę, podczas gdy płynem pod ciśnieniem jest korzystnie smar.

Przy łączeniu ze sobą dwóch rur o gładkich końcach można stosować dwie złączki opisane szczegółowo powyżej, o takiej samej lub różnej średnicy, po jednej dla każdej rury, przy czym obudowa jednej z tych złączek jest integralnie połączona z obudową drugiej złączki.

W alternatywnej konstrukcji złączka może mieć pierścieniowy kołnierz integralny z obudowąi odstający od niej promieniowo na zewnątrz w celu mocowania do odpowiedniego kołnierza na elemencie, do którego ta rura o gładkim końcu ma być dołączona.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został uwidoczniony na rysunku, na którym:

175 353

Figura 1 przedstawia złączkę rurową w przekroju wzdłużnym I-I oznaczonym na fig. 2, fig. 2 - powyższą złączkę w widoku z przodu z częściowym wyrwaniem, fig. 3 - złączkę w drugim przykładzie wykonania, w przekroju wzdłużnym III-III oznaczonym na fig. 4, fig. 4 - powyższą złączkę w widoku z przodu, fig. 5 - złączkę w trzecim przykładzie wykonania, w przekroju wzdłużnym V-V oznaczonym na fig. 6, fig. 6 - natomiast powyższązłączkę w widoku z przodu.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono złączkę według wynalazku przeznaczoną do łączenia dwóch rur z gładkim końcem o różnych średnicach zewnętrznych.

W szczególności złączka ta zawiera wydrążoną metalową obudowę 2 zasadniczo w kształcie ściętego stożka, w każdym końcu której umieszczone jest urządzenie chwytające rurę, po jednym dla każdej rury, przy czym tylko jedno z tych urządzeń zostanie opisane szczegółowo, a inne działają dokładnie w taki sam sposób.

Pierścieniowy rowek lub zagłębienie 4 jest wykonane w wewnętrznej powierzchni obudowy 2 przy jej końcu, a w zagłębieniu tym umieszczony jest pierścień 6 ze spreżystego materiału. Zewnętrzna powierzchnia pierścienia 6 ma kształt wklęsły, a średnica wewnętrznej powierzchni pierścienia 6 jest mniejsza niż wewnętrzna średnica obudowy, zaś szerokość pierścienia 6 jest nieco większa niż szerokość rowka 4. Wewnątrz rowka 4 pomiędzy zewnętrzną powierzchnią pierścienia 6 a podstawą rowka 4 utworzona jest pierścieniowa komora 8, w którą wchodzi smarowniczka 10, zaś gwintowany otwór odciążający 12, usytuowany w pewnym odstępie kątowym od tej smarowniczki 10, prowadzi z wymienionej komory 8.

Z wewnętrzną powierzchnią sprężystego pierścienia 6 złączonych jest wiele łukowych segmentów 14 z hartowanej stali, których wewnętrzne powierzchnie są ząbkowane i w położeniu spoczynkowym złączki są usytuowane zasadniczo z wewnętrzną powierzchnią obudowy 2.

Jak to najlepiej widać na fig. 2, segmenty 14, których jest 16 na każdym końcu przedstawionej złączki, są usytuowane na obwodzie w odstępach od siebie, aby umożliwić pewien stopień skierowanego promieniowo do wewnątrz ruchu w rowku 4 zanim nastąpi oparcie sąsiednich segmentów 14.

Każdy segment 14 jest ukształtowany przy swej krawędzi usytuowanej najbardziej wewnątrz w obudowie 2, tak, aby utworzyć w niej zagłębienie, w którym usytuowany jest ciągły uszczelniający pierścień 16 o przekroju okrągłym, który wystaje z tego zagłębienia promieniowo do wewnątrz ząbkowanych wewnętrznych powierzchni segmentów 14.

Opisana złączka działa następująco. Obudowę 2 nasuwa się na gładki koniec rury, która ściśle pasuje w jej wydrążony otwór, przy czym koniec tej rury opiera się o odsadzenie 18 utworzone wewnątrz obudowy 2, aby określić robocze położenie obudowy na rurze. W tym stanie złączki pokazanej na rysunkach ząbkowane powierzchnie wewnętrzne segmentów 14 nie stykają się jeszcze z powierzchnią rury, a sąsiednie segmenty nie stykają się ze sobą, zaś uszczelniający pierścień 16 o przekroju okrągłym ślizga się na powierzchni rury.

Przy otwartym odciążającym otworze 12 przez smarowniczkę 10 do komory 8 pompuje się smar, aż całe powietrze zawarte w tej komorze zostanie z niej wypchnięte przez otwór 12. Następnie otwór 12 zamyka się przeznaczonym do tego celu wkrętem, który zostaje unieruchomiony.

Smar nadal wtłacza się pod ciśnieniem do zamkniętej teraz komory 8, na skutek czego smar ten działa na wklęsłą zewnętrzną powierzchnię sprężystego pierścienia 6, która jest spychana do szczelnego sprzężenia ze ściankami rowka 4 i jest wciskana równomiernie promieniowo do wewnątrz tego rowka 4, zabierając ze sobą segmenty 14. Ząbki ząbkowanych wewnętrznych powierzchni segmentów 14 zostają w wymuszony sposób sprzężone z i osadzone w zewnętrznej powierzchni rury, przy czym uszczelniający pierścień 16 o przekroju okrągłym jest równocześnie dociskany przez segmenty 14 sprzężenia z wymienioną zewnętrzną powierzchnią rury, aby spowodować dynamiczne uszczelnienie z nią przy wysokim ciśnieniu.

Odstępy pomiędzy sąsiednimi segmentami 14 są wybrane tak, że niezbędny skierowany promieniowo do wewnątrz ruch segmentów 14 w celu uzyskania żądanego uchwycenia rury może być powodowany bez wzajemnego przeszkadzania sobie sąsiednich segmentów 14.

W przykładzie realizacji z fig. 1 i 2 połączenie pierwszej wymienionej rury z następnąrurą o gładkim końcu z większą średnicą uzyskuje się przez wsunięcie końca tej następnej rury w dru175 353 gi koniec obudowy 2 do oparcia się o odsądzenie 20 w tej obudowie, po czym powtarza się procedurę opisaną powyżej.

Dwa odcinki rury zostają zatem połączone ze sobą, przy czym każdy z nich jest w sposób wymuszony uchwycony przez przyporządkowane urządzenie chwytające wewnątrz wspólnej obudowy 2.

Opisana złączka ma liczne zalety w stosunku do znanych urządzeń.

Niezależne działanie poszczególnych segmentów 14 umożliwia wymuszone uchwycenie rury innej niż kołowa, ponieważ segmenty 14 mogą ustawiać się zgodnie z zewnętrzną powierzchnią rury, aby dostosować się do ewentualnej owalności itp. rury.

Smar może być doprowadzany pod ciśnieniem rzędu 48,3 MPa i działa równomiernie wokół pierścienia 6, aby zapewniać wymuszone obwodowe chwycenie przez segmenty 14, których hartowane ząbki wchodzą w rurę, dzięki czemu sama rura może wytrzymywać większe wewnętrzne ciśnienia płynu niż dotychczas, typowo rzędu 5,5 MPa.

Połączenie z gładkim końcem rury można uzyskać bez żadnego spawania i bez użycia nakrętek i śrub. Trzeba tylko zastosować odpowiedni płyn pod wysokim ciśnieniem, taki jak smar.

Wszelkiej nieszczelności rury unika się przez zastosowanie uszczelniającego pierścienia 16 o przekroju okrągłym, który jest integralną częścią złączki i porusza się równocześnie z segmentami 14, przy czym uszczelnienie powodowane przez ten pierścień ma naturę dynamiczną. Uszczelniające działanie pierścienia 16 zawsze nieco wyprzedza zaciskowe działanie segmentów 14 ze względu na wystawanie pierścienia 16 z tych segmentów 14.

Złączki mogą być używane w połączeniu z większością rodzajów rur, czy to metalowych, czy polietylenowych itp., oraz sąkompatybilne z większościąrur z wżerami lub skorodowanych.

Złączki mogą być mocowane do rur bardzo szybko i w ograniczonej przestrzeni, dzięki czemu można oszczędzić na kosztach napraw, konserwacji i instalowania.

Liczba segmentów 14 zawartych w złączce jest określona przez rozmiar danej rury i może typowo zmieniać się od trzech dla rury o średnicy 50 mm do szesnastu dla rury o średnicy 300 mm.

Figury 3 i 4 przedstawiają złączkę nadającą się do łączenia ze sobą dwóch rur o gładkich końcach takiej samej średnicy, przy czym elementy równoważne przedstawionym na fig. 1 i 2 mają podobne oznaczenia.

Figury 5 i 6 przedstawiają złączkę do mocowania do gładkiego końca rury w sposób opisany szczegółowo powyżej, przy czym obudowa 2 zawiera lub ma przyspawany do siebie pierścieniowy kołnierz 22 z przelotowymi otworami 24. Kołnierz ten umożliwia przykręcanie złączki do odpowiedniego urządzenia, którym może być druga rura o gładkim końcu z przymocowaną do niej podobną złączką kołnierzową, zawór, pompa itp. Znowu elementy przykładu realizacji z fig. 5 i 6 równoważne elementom z przykładu realizacji pokazanego na fig. 1 i 2 mająpodobne oznaczenia.

175 353

Fig Λ

175 353

Fig. 6

175 353

6 2

Fig. 2

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Złączka rurowa do mocowania do rury o gładkim końcu, mająca obudowę do umieszczenia na rurze, pierścieniowe zagłębienie utworzone w wewnętrznej powierzchni obudowy, przeznaczone do otaczania rury, pierwszy sprężysty uszczelniający pierścień, elementy chwytakowe, przemieszczalne z położeń spoczynkowych do położeń roboczych i drugi sprężysty uszczelniający pierścień, które to elementy sąusytuowane w pierścieniowym zagłębieniu oraz wlot prowadzący do pierścieniowego zagłębienia do doprowadzania płynu pod ciśnieniem, znamienna tym, że pierwszy uszczelniający pierścień (6) jest usytuowany pomiędzy elementami chwytakowymi a obudową (2) i ma promieniowo wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię, z których wewnętrzna przebiega wzdłuż rury, natomiast promieniowo usytuowane elementy chwytakowe mają co najmniej trzy łukowe segmenty (14) umieszczone wokół pierścieniowego zagłębienia (4) przemieszczalne promieniowo do wewnątrz w kierunku do rury i maj ące wewnętrzną i zewnętrznąpowierzchnię, z których zewnętrzna wzdłuż rury, zaś promieniowo zewnętrzne powierzchnie łukowych segmentów (14) są sprzęgalne z promieniowo wewnętrzną powierzchnią pierwszego uszczelniającego pierścienia (6), przy czym promieniowo wewnętrzne powierzchnie łukowych segmentów (14) mają wykonany w nich, przy ich osiowych końcach, pierścieniowy rowek, w którym jest umieszczony drugi pierścień uszczelniający (16), sięgający promieniowo do wewnątrz promieniowo wewnętrznych powierzchni łukowych segmentów (14) i stanowiący, w położeniu roboczym uszczelnienie dla płynu pomiędzy rurą a obudową (2).
2. 2. Złączka według zastrz. 1, znamienna tym, że promieniowo zewnętrzna powierzchnia pierwszego uszczelniającego pierścienia (6) ma kształt zasadniczo wklęsły.
3. 3. Złączka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wewnętrzne powierzchnie łukowych segmentów (14) są ząbkowane.
4. 4. Złączka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jej obudowa (2) jest integralnie połączona z obudową (2) drugiej, analogicznej złączki o takiej samej lub różnej średnicy.
5. 5. Złączka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ma pierścieniowy kołnierz (22), integralny z obudową (2) i odstający promieniowo na zewnątrz od tej obudowy (2).