PL177944B1 - Sposób zgrzewania kielichów rur - Google Patents

Abstract

1 Sposob zgrzewania kielichów rur, wstepnie przygotowanych z tworzywa termoplastycznego, z wkladanymi w otwor kielicha ko- ncami rur z tworzywa sztucznego, przy czym zgrzewane obszary kielichow i rur stapia sie w wyniku dostarczenia ciepla, korzystne przy uzyciu spirali grzejnej, a przynajmniej w obszarze zgrzewania wytwarza sie docisk, po czym po zakonczeniu wlasciwego procesu zgrzewania zgrzany kielich chlodzi sie, znamienny tym, ze docisk wytwarza sie przed rozpoczeciem wlasciwego procesu zgrzewania, wewnatrz rury, za pomoca elementu rozpreznego (3), przy czym po- przez docisk rozszerza sie koniec rury zgrzewanej (21), az do uzy- skania przylegania powierzchni zewnetrznego obwodu konca rury (21) do powierzchni wewnetrznego obwodu (12) kielicha (1) zgrzewanego 1 ten docisk utrzymuje sie po zakonczeniu wlasciwe- go procesu zgrzewania, do momentu zakonczenia procesu chlodzenia P L 177944 B 1 F i g . 1 6 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zgrzewania kielichów rur, wstępnie przygotowanych z tworzywa termoplastycznego, z wkładanymi w otwór kielicha końcami rur z tworzywa sztucznego, przy czym zgrzewane obszary kielichów i rur stapia się w wyniku dostarczenia ciepła, korzystnie przy użyciu spirali grzejnej, a przynajmniej w obszarze zgrzewania wytwarza się docisk, po czym po zakończeniu właściwego procesu zgrzewania zgrzany kielich chłodzi się.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0 253 966 Al znana jest kształtka z tworzywa termoplastycznego, która przy w układaniu przewodów rurowych może być przed i w trakcie procesu zgrzewania mocowana na końcach przewodów i która pozwala uzyskać szczelne i trwałe połączenie zgrzewane. Kształtka posiada rozmieszczone na obwodzie w obszarze kielicha przynajmniej jedno biegnące wzdłuż promienia wcięcie. W obszarze tego wcięcia po zewnętrznej stronie kołnierza kształtki umieszczony jest przynajmniej jeden element zaciskowy. Przy współdziałaniu elementu zaciskowego z wcięciem kształtka może zostać na części swej długości odkształcona wzdłuż promienia, co pozwala, przy użyciu prostych środków mocujących i niewielkich sił, zacisnąć kształtkę przed rozpoczęciem zgrzewania na końcu rury. Właściwy proces zgrzewania można wówczas prowadzić z użyciem lub bez użycia przyrządu mocującego do kierowanego zgrzewania końców rur z kształtkami. Jednocześnie naprężenie zgrzewanej części kielicha powoduje wytworzenie docisku, zapewniającego szczelność zgrzeiny.

Chociaż otrzymywane w ten sposób połączenia rur i kształtek nadają się do stosowania w wielu dziedzinach, sposób ten jest zbyt kosztowny w przypadku budownictwa. Poza specjalnym wykonaniem kształtek z rozmieszczonymi na obwodzie wcięciami stosuje się umieszczane na zewnątrz taśmy zaciskowe. Operowane nimi wymaga jednak miejsca, którego najczęściej brak przy układaniu przewodów wodociągowych lub innych.

Znane sąponadto systemy zgrzewania kielichów rur przy użyciu spirali grzejnej, bazujące na wymiarach, dostosowanych do standardowych średnic rur i kielichów. Aby w tym przypadku uzyskać optymalne połączenie zgrzewane, należałoby zapewnić optymalne warunki zgrzewania - pasowanie zerowe lub lekki wcisk w obszarze zgrzewania. Z uwagi jednak na nieuniknione tolerancje wymiarowe końców rur i kielichów kształtek, tak optymalne warunki są bardzo rzadko osiągane.

Poza znanymi systemami zgrzewania kielichów przy użyciu spirali grzejnych znane jest również łączenie rur i kształtek w drodze zgrzewania doczołowego. Jako przykład może posłużyć szwajcarski opis patentowy nr 673 433 A5. Do tego typu zgrzewania niezbędny jest

177 944 określony docisk w obszarze spoiny. Zgodnie ze szwajcarskim opisem patentowym nr 676 689 A5, osiowy docisk jest wytwarzany przez działające wzdłuż promienia od zewnątrz szczęki zaciskowe oraz umieszczony wewnątrz rury, pod miejscem zgrzewania, nadmuchiwany sprężonym powietrzem pęcherz. Te sposoby zgrzewania wymagająkosztownej techniki łączenia i nie nadają się do zastosowania na placu budowy.

W zestawieniu z tym stanem techniki, zadaniem wynalazki jest zaproponowanie sposobu zgrzewania dla systemów zgrzewania kielichów rur przy użyciu spirali grzejnej, który to sposób rozwiązywałby problemy tolerancji wymiarowych końców rur i kielichów rur bez konieczności ponoszenia większych nakładów na oprzyrządowanie i który byłby tak prosty, że jego montaż na placu budowy nie stwarzałby żadnych trudności.

Zgodny z wynalazkiem sposób zgrzewania kielichów rur opisanego na wstępie rodzaju charakteryzuje się tym, że docisk wytwarza się przed rozpoczęciem właściwego procesu zgrzewania, wewnątrz rury, za pomocą elementu rozprężnego, przy czym poprzez docisk rozszerza się koniec rury zgrzewanej, aż do uzyskania przylegania powierzchni zewnętrznego obwodu końca rury do powierzchni wewnętrznego obwodu kielicha zgrzewanego i ten docisk utrzymuje się po zakończeniu właściwego procesu zgrzewania, do momentu zakończenia procesu chłodzenia.

Korzystnie, docisk wytwarza się za pomocą elementu rozprężnego mechanicznie, hydraulicznie lub pneumatycznie.

Zgrzewany koniec rury jest zatem zgodnie z wynalazkiem dociskany z optymalną siłą do przeciwległej części obwodu kielicha.

Najprostszym sposobem wytworzenia optymalnego dociskujest zastosowanie mechanicznego pierścienia rozprężnego.

Odpowiednie dawkowanie siły rozpierającej pozwala, przy uwzględnieniu siły, niezbędnej do rozszerzenia zgrzewanego końca rury oraz założonej rozszerzalności materiału ścianki rury, osiągnąć optymalny docisk między końcem rury i kielichem. Ten optymalny docisk złącza kompensuje przy tym tolerancje wymiarowe między końcem rury i kielichem oraz gwarantuje przyleganie zewnętrznej średnicy końca rury do wewnętrznej średnicy korpusu kielicha na całym obwodzie.

Szczególnej zalety zgodnego z wynalazkiem sposobu należy upatrywać w tym, że umożliwia on zgrzewanie końców rur o dużych tolerancjach średnicy zewnętrznej oraz dużych odchyłkach obwodu kolistego i owalnego z kształtkami, na przykład kielichami rur. Można ponadto zgrzewać cienkościenne rury z kielichami, przeznaczonymi dla rur o większych grubościach ścianek, ponieważ element rozprężny zapobiega fałdowaniu cienkich rur, tworząc dla nich swego rodzaju podporę.

Za szczególnie korzystne należy uważać to, że osiągana przy pomocy zgodnego z wynalazkiem sposobu wysoka jakość takich złączy zgrzewanych umożliwia zmniejszenie powierzchni zgrzeiny w stosunku do kielichów standardowych. Jest to nie tylko techniczna, lecz również ekonomiczna zaleta zgodnego z wynalazkiem sposobu. Dzięki temu zredukowaniu ulega także niezbędna do zgrzewania energia, co łączy się ze zmniejszeniem poboru energii przy doborze agregatów do zgrzewania.

Sposób według wynalazku został w przykładzie wykonania objaśniony na rysunku, na którym fig. 1a, 1b, 1c przedstawiają sposób zgrzewania rury z kielichem rury bez wewnętrznego ogranicznika, fig. 2a, 2b, 2c - przedstawiają sposób zgrzewanie rury z kielichem rury z wewnętrznym ogranicznikiem.

Realizacja zgodnego z wynalazkiem sposobu obejmuje dwa przypadki sposobów postępowania, w zależności od wykonania kielicha rury z wewnętrznym ogranicznikiem lub bez niego.

Na figurach 1a, 1b, 1c przedstawiona jest rura 2, która ma być zgrzewana i kielich 1. Przy tym kielichu 1, bez wewnętrznego ogranicznika, najpierw występujący jako kształtka kielich 1 zostaje nasunięty przez koniec rury 21 na rurę 2 - fig. 1a. Następnie element rozprężny 3 zostaje wstawiony w światło 22 końca rury 21 i ustalony przez lekkie pierwsze rozszerzenie na przewidzianej do zgrzewania części rury, co pokazano na fig. 1b.

177 944

Następnie w dalszym etapie procesu zgrzewania, kielich 1 rury umieszcza się na końcu rury 21 do zgrzewania w położeniu zgrzewania. To położenie zgrzewania znajduje się bezpośrednio nad ustalonym elementem rozprężnym 3, w postaci pierścienia rozprężnego dzielonego, szczękowego. Koniec 21 rury rozszerza się następnie przez dalsze rozszerzanie szczęki 31 elementu rozprężnego 3 i, przez docisk wywierany przez element rozprężny 3 na koniec rury 21, dociska do wewnętrznej strony 12 kielicha rury. Po zakończeniu tego procesu dociskania rozpoczęty zostaje właściwy proces zgrzewania, korzystnie przy użyciu spirali grzejnej i doprowadzony do końca.

W przypadku sposobu zgrzewania kielichów rur z wewnętrznym ogranicznikiem, który ilustrują fig. 2a, 2b, 2c rysunku, przygotowany w postaci kształtki kielich 1 rury nasuwa się do oporu na przeznaczony do zgrzewania koniec rury 21. Następnie, jak pokazuje fig. 2b, w otwór 22 końca rury wkłada się element rozprężny 3 i poprzez lekkie rozprężenie jego szczęki 31 unieruchamia go w zadanej pozycji zgrzewania, sprawdzając prawidłowe ustawienie kielicha rury 1 na ograniczniku 11 końca rury 21. W dalszej kolejności koniec rury 21 rozszerza się w wyniku dalszego rozprężania elementu rozprężnego 3, przy czym docisk wywierany przez element rozprężny 3 na koniec powoduje dociskanie go do powierzchni wewnętrznego obwodu 12 kielicha rury 1.

Dalszy przebieg procesu jest identyczny dla obu wykonań kielicha rury. Po zakończeniu procesu dociskania rozpoczyna się właściwy proces zgrzewania i prowadzi się go do końca.

W dalszej kolejności następuje chłodzenie wykonanego złącza zgrzewanego, przy czym element rozprężny 3 pozostaje nadal na swoim miejscu

Element rozprężny 3 usuwa się z tego miejsca dopiero po zakończeniu chłodzenia zgrzeiny w ten sposób, że element rozprężny 3 zostaje poluzowany i wyjęty wraz z przyrządem rozprężającym 32 ze zgrzanego z końcem rury 21 kielicha 1, jak pokazują fig. 1c, 2c.

Zmniejszenie występujących w złączu naprężeń zgrzewania, powodowanych przede wszystkim wynikającymi z tolerancji wymiarowych większymi odkształceniami przy rozszerzaniu rur w stanie zimnym, można osiągnąć - o ile jest to pożądane - stosując izolacyjny element rozprężny, na przykład rozszerzalny pęcherz.

177 944

Fig· 2c

?1

177 944

Fig- 1 a

Rg-lb

FigDepartament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób zgrzewania kielichów rur, wstępnie przygotowanych z tworzywa termoplastycznego, z wkładanymi w otwór kielicha końcami rur z tworzywa sztucznego, przy czym zgrzewane obszary kielichów i rur stapia się w wyniku dostarczenia ciepła, korzystne przy użyciu spirali grzejnej, a przynajmniej w obszarze zgrzewania wytwarza się docisk, po czym po zakończeniu właściwego procesu zgrzewania zgrzany kielich chłodzi się, znamienny tym, że docisk wytwarza się przed rozpoczęciem właściwego procesu zgrzewania, wewnątrz rury, za pomocą elementu rozprężnego (3), przy czym poprzez docisk rozszerza się koniec rury zgrzewanej (21), aż do uzyskania przylegania powierzchni zewnętrznego obwodu końca rury (21) do powierzchni wewnętrznego obwodu (12) kielicha (1) zgrzewanego i ten docisk utrzymuje się po zakończeniu właściwego procesu zgrzewania, do momentu zakończenia procesu chłodzenia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że docisk wytwarza się za pomocą elementu rozpręznego (3) mechanicznie, hydraulicznie lub pneumatycznie.