PL177515B1 - Uszczelnienie wsuwanych rur z tworzyw sztucznych - Google Patents

Abstract

1. Uszczelnienie wsuwanych rur z tworzyw sztucznych, mocowane na koncu rury, w którym koniec kolejnej rury mozna uksztaltowac na goraco w karb wzniesiony na uszczelnieniu, a uszczelnienie sklada sie co najmniej z czesci twardej i doszczelnia- jacej czesci miekkiej, zas czesc twarda i czesc miekka sprzezone sa za pomoca rozlacznego polaczenia mechanicznego i zarówno czesc twarda jak i czesc miekka rozszerzaja sie pierscieniowo i miejscowo zachodza na siebie tworzac polaczenie zaci- skowe, znamienne tym, ze czesc miekka (6) w ksztalcie pierscienia ma wzdluz ze- wnetrznego obwodu przewezenie (10) do zaciskania czesci miekkiej (6) miedzy cze- scia twarda (5) a sciana (1), a w obszarze przewezenia (10) ma dajace sie wciskac wybrzuszenie. FIG 1 PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy uszczelnienia wsuwanych rur z tworzyw sztucznych, mocowanego na końcu rury, gdzie koniec rury przy odkształcaniu na gorąco tworzy karb na uszczelnieniu, a uszczelnienie składa się co najmniej z dwóch części: części twardej i części miękkiej połączonych rozłącznie, w którym zarówno część twarda jak i część miękka rozszerzają się pierścieniowo i miejscowo zachodzą na siebie tworząc połączenie zaciskowe.

Znane są w praktyce rozwiązania polegające na umieszczeniu na końcu rury uszczelnienia, dopasowaniu i zamocowaniu do istniejącego uszczelnienia. Zastosowanie tego typu uszczelnienia wymaga, by w kierunku nasadzania końca rury nałożona była część twarda w celu stabilizacji wytworzonego profilu.

177 515

W przypadku takich uszczelnień, zwłaszcza o dużych średnicach, powstaje problem wynikający z konieczności połączenia ze sobą za pomocą sieciowania, części wykonanych z różnych materiałów. Dla zapewnienia odpowiedniego połączenia konieczne jest spełnienie szeregu warunków. W typowym przypadku sieciowaniu poddawana jest część miękka wykonana z elastomeru z częścią twardą wykonaną z termoplastu. Wytworzenie takiego uszczelnienia wymaga poniesienia nakładów i opracowania konkretnej metody.

Ponadto po usieciowaniu, rozdzielenie poszczególnych części, w przypadku wykonania wadliwego połączenia, jest bardzo trudne co powoduje, że recykling materiałów staje się kosztowny lub wręcz niemożliwy.

Z opisu patentowego WO-A-86 00 679 znane jest uzależnienie ukształtowania uszczelnienia od rodzaju materiału. W uszczelnieniach tych występuje jednak znaczna ilość elementów, co wymaga poniesienia kosztów wstępnego montażu, a także zastosowania do wytworzenia części miękkiej stosunkowo dużej ilości elastomeru. Również trzpień mocujący uszczelnienie celem utworzenia za pomocą obróbki cieplnej karbu na końcu rury jest trudny do ponownego usunięcia, co powoduje konieczność stosowania trzpienia mocującego wieloczęściowego lub rozprężnego.

Z niemieckiego opisu patentowego Nr 1924410 znane jest połączenie uszczelniające składające się z części twardej połączonej zaciskowo z częścią miękką. Zastosowanie tego typu uszczelnienia nie uwzględnia jednak odpowiedniego dostosowania do rodzaju użytych materiałów.

Celem niniejszego wynalazku jest takie dobranie części uszczelnienia o ukształtowaniu uwzględniającym użyte materiały, ze specjalnym uwzględnieniem materiału uszczelniającego, indywidualnie do celu zastosowania, zapewniające proste rozdzielenie materiałów celem recyklingu lub utylizacji, które zapewni podczas wsuwania kolejnej rury łatwe osadzenie zastosowanego uszczelnienia w karbie.

Osiągnięcie tego celu następuje według niniejszego wynalazku w ten sposób, że mająca kształt pierścienia część miękka posiada wcięcie wzdłuż swojego zewnętrznego obwodu, które jest podpierane przez wchodzącą w nie część twardą w obszarze ścianki przeciwległej do zewnętrznego obwodu pierścienia, przy czym część miękka posiada na zewnętrznym obwodzie w obszarze wcięcia dające się wciskać wybrzuszenie.

Wskutek tego zapewniono w prosty sposób indywidualne, zgodnie z konkretnymi wymaganiami, łączenie części w jedną całość jak również ich rozdzielenie celem recyklingu bądź utylizacji. Równocześnie zamocowanie uszczelnienia wzmacnia się automatycznie w powstałym przez wsunięciu kolejnej rury karbie.

Istota wynalazku polega na tym. iż uszczelnienie wsuwanych rur z tworzyw sztucznych, mocowane jest na końcu rury, w którym koniec rury można ukształtować na gorąco w karb wzniesiony na uszczelnieniu, a uszczelnienie składa się co najmniej z części twardej i doszczelniającej części miękkiej, zaś część twarda i część miękka sprzężone są za pomocą rozłącznego połączenia mechanicznego i zarówno część twarda jak i część miękka rozszerzają się pierścieniowo i miejscowo zachodząc na siebie tworząc połączenie zaciskowe, przy czym część miękka w kształcie pierścienia ma wzdłuż zewnętrznego obwodu przewężenie do zaciskania części miękkiej między częścią twardą a ścianą, a w obszarze przewężenia ma dające się wciskać wybrzuszenie.

Uszczelnienie według wynalazku ma korzystnie połączenie mechaniczne między częścią twardą i miękką utworzone za pomocą dopasowanych elementów typu jaskółczy ogon. Część miękka uszczelnienia począwszy od przewężenia rozszerza się w kształt jaskółczego ogona do obszaru sprzęgania, gdzie jest mocowana w wybraniu, a część twarda ma gniazdo, w które wchodzi część miękka występem tworząc połączenie typu jaskółczy ogon.

Część miękka posiada na zewnętrznym obwodzie w obszarze sprzęgania dające się wciskać wybrzuszenie, zaś w obszarze końca przeciwległego do części twardej ma wybrzuszenie współpracujące ze ścianą rury. Pomiędzy wybrzuszeniami części miękkiej jest wklęśnięcie. Według wynalazku przewidziane jest również, że między wybrzuszeniami są usytuowane dwa wybrzuszenia oddzielone wgłębieniem. Wybrzuszenie w przekroju poprzecznym ma wielkość

177 515 w kierunku przeciwległym do wybrania nie większą od odległości między zwróconym do wybrania końcem nadbiegającej powierzchni nośnej a linią podstawy wybrania.

Na załączonych rysunkach uwidoczniono schematycznie przykład realizacji niniejszego wynalazku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy przekrój podłużny końca rury z zamocowanym uszczelnieniem, fig. 2 - perspektywiczny widok części twardej uszczelnienia pokazanego na fig. 1, fig. 3 - perspektywiczny widok części miękkiej uszczelnienia uwidocznionego na fig. 1, fig. 4 - fragment przekroju poprzecznego końca rury zaopatrzonego w odmianę uszczelnienia z przewężeniem między częścią twardą a rurą, przeznaczonym do zaciskania części miękkiej, fig. 5 - uszczelnienie uwidocznione na fig. 4 schematycznie ukazujące część miękką wraz z konturem zewnętrznym przed ściśnięciem przez ściankę końca rury, fig. 6 uszczelnienie ze zmodyfikowaną częścią twardą i częścią miękką w stosunku do uszczelnienia pokazanego na fig. 5.

Uszczelnienie według wynalazku tworzone jest na ścianie 1 końca rury nasuwanej w trakcie odkształcania na gorąco na uszczelnienie 2 w kierunku strzałki 3 i nasadzane na nieuwidoczniony koniec rury w kierunku strzałki 4. Uszczelnienie 2 zostaje tym samym umiejscowione w utworzonym karbie 9.

Uszczelnienie 2 składa się w tym przypadku z dwóch oddzielnych części, z których jedna jest częścią twardą 5 służącą do naciągania końca rury, a druga część jest częścią miękką 6 i stanowi doszczelnienie umocowanego końca rury.

W uwidocznionym przypadku części 5, 6 są ze sobą połączone złączem typu jaskółczy ogon dzięki odpowiadającym sobie elementom: gniazdu 7 w części miękkiej 6 oraz występowi 8 części twardej 5 o odpowiednio ukształtowanych powierzchniach styku. Dzięki gniazdu 7 w części miękkiej 6 części 5 i 6 można łatwo złączyć bądź rozłączyć.

Do wykonania części miękkiej 6 mogą być użyte różnego rodzaju materiały uszczelniające, podczas gdy część twarda 5 może przykładowo zawsze wykazywać takie same ukształtowanie materiału, dzięki czemu można utworzyć indywidualne uszczelnienie dla konkretnego zastosowania zgodnego z zapotrzebowaniem.

Część miękką 6 wykonuje się z zasady z elastomeru o twardości mniejszej od materiału części twardej 5. Korzystne jest wykonanie części miękkiej 6 z materiału o twardości od 50 do 65 IRHD względnie Shore A.

Na fig. 4 pokazana jest odmiana uszczelnienia, w którym między ścianą 1 rury i częścią twardą 5 jest przewężenie 10 do zaciskania części miękkiej 6 między częścią twardą 5 a ścianą 1. Przed nasunięciem ściany 1 rury w kierunku strzałki 3 na część twardą 5 uszczelnienia 2 następuje złączenie części twardej 5 z częścią miękką 6 w wyniku wprowadzenia występu 11 części miękkiej 6, mającego kształt jaskółczego ogona, w odpowiadające mu gniazdo 12 części twardej 5. Tak więc w porównaniu z rozwiązaniem uwidocznionym na fig. 1 - fig. 3 jest to alternatywna postać tego samego rozwiązania mechanicznego łączenia części uszczelnienia, gdyż w uszczelnieniu według fig. 1 - fig. 3 część twarda 5 ma występ 8 w kształcie jaskółczego ogona a część miękka posiada gniazdo 7.

Po wprowadzeniu występu 11 w gniazdo 12 między częściami 5 a 6 powstaje połączenie o wystarczającej wytrzymałości aby mógł być przeprowadzony montaż. Połączenie to z reguły nie jest dostatecznie wytrzymałe by wykazać odporność na przypadki wystąpienia przy montażu rur dużych obciążeń. Przy tego rodzaju montażach, a zwłaszcza przy demontażach występują znaczne siły zgodnie z kierunkiem strzałki 3 względnie skierowane przeciwnie, które mogą doprowadzić do rozdzielenia części 5 i 6. Aby uniknąć takiego rozdzielenia, zastosowano przewężenie 10.

Kiedy uszczelnienie 2 znajduje się w stanie przed montażem przewężenie 10 nie ujawnia swego działania i części 5 i 6 można złożyć małym nakładem sił. Dopiero podczas nasuwania na uszczelnienie 2 zmiękczonej na gorąco ściany 1 rury i po zadziałaniu na wewnętrzną przestrzeń 13 podciśnienia powodującego, że ściana 1 jest ciągnięta na części miękkiej 6 w kierunku prostopadłym do kierunku strzałki 3, następuje ukształtowanie przewężenia 10 i zakleszczenie części miękkiej 6. Ściana 1 wraz z częścią twardą 5 tworzą w tym etapie montażu dodatkowe wybranie 14 w kształcie jaskółczego ogona. Część miękka 6 wznosi się do środka tego wybrania 14 swoim obszarem sprzęgania 15. Częścią obszaru sprzęgania 15

177 515 jest występ 11. Część twardą 5 i część miękką 6 stanowią elementy w kształcie pierścienia rozciągające się symetrycznie wzdłuż osi rury. Zewnętrzny promień pierścienia utworzonego przez część twardą 5 zmniejsza się w kierunku przeciwnym do strzałki 3. Ułatwia to nasuwanie ściany 1 w kierunku strzałki 3 i prowadzi do rozszerzania odpowiedniego końca ściany 1. Prowadzenie ściany w trakcie nasuwania odbywa się po nabiegającej powierzchni nośnej 16 części twardej 5. Nabiegająca powierzchnia nośna 16 zorientowana jest pochyło do kierunku strzałki 3. Po kolejnym etapie kształtowania końca rury obejmującego uszczelnienie 2, ściana 1 wykazuje w obszarze części miękkiej nachylenie odpowiadające w przybliżeniu pochyleniu nadbiegającej powierzchni nośnej 16. Możliwe jest wykonanie różnych nachyleń, jednak zastosowanie takich samych wzniesień względnie spadków prowadzi do zwiększonej stabilności.

Figura 5 przedstawia schematycznie ukształtowanie części miękkiej 6 w obszarze jej konturu zewnętrznego 17 zwróconego do ściany 1 przed ściśnięciem przez nią. Można zauważyć, że zarówno w obszarze sprzęgania 15 jaki w obszarze przewężenia 10 części miękkiej 6, na jej zewnętrznym obwodzie występują wybrzuszenia 18 i 19. Przy porównaniu z uszczelnieniem według fig. 4 widać, że te wybrzuszenia po przylgnięciu ściany 1 zostają wtłoczone tak, że następuje całkowite wypełnienie wybrania 14 materiałem części miękkiej 6.

Kolejne wybrzuszenie 20 w kierunku ściany 1 występuje w obszarze końca części miękkiej 6 przeciwległego do części twardej 5. To wybrzuszenie 20 w połączeniu z wklęśnięciem 21 usytuowanym między wybrzuszeniami 20 i 18, zapewnia dobry kontakt ze ścianą 1 końca części miękkiej 6 przeciwległego do części twardej 5. Wskutek tego ulega poprawie wartość użytkowa połączenia.

Materiałem do wykonania części twardej 5 mogą być różne twarde tworzywa sztuczne. W szczególności zalecane jest stosowanie polipropylenu. W przypadku części miękkiej 6 mogą być zastosowane rozmaite elastomery.

Na fig. 6 pokazano uszczelnienie w niewielkim stopniu zmodyfikowane w stosunku do uszczelnienia uwidocznionego na fig. 5; różnią się one ukształtowaniem części twardej 5 i części miękkiej 6. Modyfikacja ma na celu zminimalizowanie skutków efektu podczas zmniejszenia się średnicy rury po przejściu przez nabiegającą powierzchnię nośną 16 w wyniku działania w obszarze przestrzeni wewnętrznej 13 podciśnienia, powodującego przy niektórych zastosowaniach problemy zależne od zastosowanych materiałów.

Przy niewystarczającym zwężeniu rury, zwłaszcza w obszarze przewężenia 10, powstaje zbyt szeroka szczelina co może prowadzić do wyciągnięcia części miękkiej z wybrania 14 w części twardej 5.

Nierównomierne w porównaniu z uszczelnieniem według fig. 5 zmniejszenie przekroju poprzecznego rury, które może prowadzić w obszarze ściany 1 do jej wybrzuszenia 22, można skompensować przedłużeniem 23 części twardej 5 w obszarze przewężenia 10. Powoduje to przedłużenie wybrania 14 w kierunku strzałki 3. Aby wspomóc efekt zmniejszenia przekroju poprzecznego rury po przejściu przez nadbiegającą powierzchnię nośną 16, wybrzuszenie 19 części miękkiej 6 wykonuje się w ten sposób, by obły wierzchołek wybrzuszenia nie wystawał w kierunku poprzecznym 27 poza końcowy obszar nadbiegającej powierzchni nośnej 16. W szczególności zaleca się aby obły wierzchołek wybrzuszenia 19 w kierunku poprzecznym 27 był w stosunku do obłego wierzchołka nadbiegającej powierzchni nośnej 16 nieco cofnięty w kierunku wybrania 14.

Celem dalszego wspomożenia zwężenia przekroju rury wybrzuszenie 18 przedstawione na fig. 5 jest w wersji wykonania według fig. 6 podzielone na dwa wybrzuszenia 24 i 25, oddzielone wgłębieniem 26. Wybrzuszenia 24 i 25 są usytuowane w ten sposób, że wgłębienie 26 jest przesunięte wzdłuż ściany 1 w kierunku wybrania 14. Na przykład możliwe jest takie umiejscowienie wybrzuszenia 24 by jego oś pokrywała się z przewężeniem 10. W porównaniu z wersją wykonania pokazaną na fig. 5, wklęśnięcie 21 na fig. 6 ukształtowane jest bardziej płasko by lepiej dopasowało się do powstałego wybrzuszenia 22 ściany i aby uniknąć zbyt dużego odstępu między ścianą 1 a częścią twardą 5 uszczelnienia.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelnienie wsuwanych rur z tworzyw sztucznych, mocowane na końcu rury, w którym koniec kolejnej rury można ukształtować na gorąco w karb wzniesiony na uszczelnieniu, a uszczelnienie składa się co najmniej z części twardej i doszczelniającej części miękkiej, zaś część twarda i część miękka sprzężone są za pomocą rozłącznego połączenia mechanicznego i zarówno część twarda jak i część miękka rozszerzają się pierścieniowo i miejscowo zachodzą na siebie tworząc połączenie zaciskowe, znamienne tym, że część miękka (6) w kształcie pierścienia ma wzdłuż zewnętrznego obwodu przewężenie (10) do zaciskania części miękkiej (6) między częścią twardą (5) a ścianą (1), a w obszarze przewężenia (10) ma dające się wciskać wybrzuszenie.
2. 2. Uszczelnienie według zastrz. 1, znamienne tym, że część twarda (5) jest połączona z częścią miękką (6) złączem typu jaskółczy ogon.
3. 3. Uszczelnienie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że część miękka (6) począwszy od przewężenia (10) rozszerza się w kształt jaskółczego ogona do obszaru sprzęgania (15), gdzie jest mocowana w wybraniu (14) w kształcie jaskółczego ogona.
4. 4. Uszczelnienie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że część twarda (5) ma gniazdo (12), w które jest wprowadzony występ (11) części miękkiej (6) tworząc połączenie typu jaskółczy ogon.
5. 5. Uszczelnienie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że część miękka (6) ma na zewnętrznym obwodzie w obszarze sprzęgania (15) wybrzuszenie (19).
6. 6. Uszczelnienie według zastrz. 5, znamienne tym, że pomiędzy wybrzuszeniem (18) a wybrzuszeniem (20) jest usytuowane wklęśnięcie (21).
7. 7. Uszczelnienie według zastrz. 5, znamienne tym, że część miękka (6) w obszarze końca przeciwległego do części twardej (5) ma wybrzuszenie (20) współpracujące ze ścianą (1).
8. 8. Uszczelnienie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że między wybrzuszeniem (20) a wybrzuszeniem (19) są usytuowane dwa wybrzuszenia (24,25) oddzielone wgłębieniem (26).
9. 9. Uszczelnienie według zastrz. 8, znamienne tym, że część miękka (6) w obszarze końca przeciwległego do części twardej (5) ma wybrzuszenie (20) współpracujące ze ścianą (1).
10. 10. Uszczelnienie według zastrz. 8, znamienne tym, że wybrzuszenie (19) w przekroju poprzecznym (27) ma wielkość w kierunku przeciwległym do wybrania (14) nie większą od odległości między zwróconym do wybrania (14) końcem obszaru nadbiegającej powierzchni nośnej (16) a linią podstawy (28) wybrania (14).
11. 11. Uszczelnienie według zastrz. 8, znamienne tym, że wybrzuszenie (19) w przekroju poprzecznym (27) w kierunku przeciwległym do wybrania (14) jest nie większe od odległości między zwróconym do wybrania (14) końcem obszaru nadbiegającej powierzchni nośnej (16) a linią podstawy (28) wybrania (14).