PL189517B1 - Mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej i połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza dorury wysokociśnieniowej - Google Patents

Abstract

1. Mufa laczaca, zwlaszcza do rury wysokoci- snieniowej, do laczenia, z co najmniej jednym odcin- kiem rurowym wkladanym do jej konca do wkladania, zawierajaca tuleje wewnetrzna z materialu termopla- stycznego i tuleje zewnetrzna przy czym w tulei we- wnetrznej sa umieszczone, zwrócone w kierunku do siebie nawzajem, i do powierzchni kazdego odcinka rurowego, przewody oporowe laczone ze zródlem pradu elektrycznego dla stopienia powierzchni mufy laczacej z wytworzeniem polaczenia zgrzewanego, zas tuleja wewnetrzna i tuleja zewnetrzna sa wyposazone na przekroju osiowym w czesci zlaczne, przy czym tuleja wewnetrzna posiada, co najmniej jedna czesc z bokiem zwróconym w kierunku konca do wkladania i wyznaczonym w plaszczyznie osiowej przez styczna nachylona do osi tulei wewnetrznej pod katem mniejszym niz 45°, znamienna tym, ze czesci zlaczne (8, 9) tulei wewnetrznej (5) i tulei zewnetrz- nej (6) zawieraja zeby, z których kazdy ma niesyme- tryczny wzgledem plaszczyzny promieniowej prze- krój, oraz stromo nachylony bok (23) i lagodnie na- chylony bok (24). Fig 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej i połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej.

Z opisu patentowego EP-A-693652 jest znana mufa łącząca do łączenia dwóch odcinków rurowych ze sobą nawzajem, która znana mufa łącząca posiądą kilka koncentrycznych osłon połączonych ze sobą nawzajem za pomocą pasujących do siebie zębów o przekroju blokowym.

189 517

Zadaniem tych zębów jest po pierwsze zapewnienie lepszego rozprowadzenia ciepła podczas kształtowania osłon w formie, przy czym wspomniane zęby posiadają dodatkową zaletę lepszego wzajemnego przywierania osłon.

Jednakże, taka mufa łącząca nie jest odpowiednia do stosowania dla rur wysokociśnieniowych, kiedy to mufa łącząca jest wystawiona na duże siły rozciągające. Tuleja wewnętrzna mufy łączącej przyspawana do końców dwóch odcinków rurowych jest poddawana działaniu sił rozciągających. Z uwagi na jednorodność zazębiających się ze sobą nawzajem części, obciążenie koncentruje się początkowo na najbardziej zewnętrznych zazębiających się ze sobą nawzajem częściach. Powoduje to powstanie mechanizmu ustępowania, w którym części ustępują jeden po drugim, zaczynając od najbardziej zewnętrznych i podążając do zębów umieszczonych dalej.

Z publikacji WO-A-9512086 jest znana mufa łącząca, szczególnie odpowiednia dla rur wysokociśnieniowych, na przykład, dla ciśnień do 100 barów. Połączenie osłon wewnętrznych odcinków rurowych jest uzyskiwane poprzez zgrzewanie i w rezultacie jest odpowiednie do zapewniania pożądanej szczelności. Ta mufa łącząca jest wykorzystywana do łączenia rur do transportu gazu i ropy naftowej.

W tym znanym połączeniu mufowym, mufa łącząca jest umieszczana na końcach osłon zewnętrznych zwróconych w kierunku do siebie nawzajem. Dzięki stożkowym pierścieniom mocującym, mufa łączącą jest zaciskana na powierzchni zewnętrznej osłony zewnętrznej, przy czym mufa łącząca i odcinki rurowe są miejscowo odkształcane w celu zapewnienia koniecznej utrzymującej siły osiowej.

W tym połączeniu mufowym miejscowe odkształcenie ścianki odcinków rurowych może spowodować powstanie skupień naprężeń, co może prowadzić do ustępowania połączenia, zwłaszcza przy wysokich ciśnieniach.

Ponadto w połączeniu tym zastosowano kilka oddzielnych elementów, które muszą być uprzednio umieszczone na odcinkach rurowych.

Celem wynalazku jest opracowanie mufy łączącej i połączenia mufowego o konstrukcji pozwalającej na ich, stosowanie, zwłaszcza w przypadku łączenia rur wysokociśnieniowych.

Mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, do łączenia z co najmniej jednym odcinkiem rurowym wkładanym do jej końca do wkładania, zawierająca tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, przy czym w tulei wewnętrznej są umieszczone, zwrócone w kierunku do siebie nawzajem, i do powierzchni każdego odcinka rurowego, przewody oporowe łączone ze źródłem prądu elektrycznego dla stopienia powierzchni mufy łączącej z wytworzeniem połączenia zgrzewanego, zaś tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, przy czym tuleja wewnętrzną posiada co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że części złączne tulei wewnętrznej i tulei zewnętrznej zawierają zęby, z których każdy ma niesymetryczny względem płaszczyzny promieniowej przekrój, oraz stromo nachylony bok i łagodnie nachylony bok.

Korzystnie stromo nachylony bok jest zwrócony w kierunku od końca do wkładania.

Korzystnie nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba części złącznych usytuowanych w małej odległości od końca do wkładania jest mniejsze niż nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba części złącznych usytuowanych w dużej odległości od końca do wkładania.

Korzystnie wartość nachylenia łagodnie nachylonych boków jest równomiernie coraz mniejsza w kierunku płaszczyzny symetrii.

Korzystnie tuleja wewnętrzna na każdym końcu do wkładania mą kształt zwężający się stożkowo na zewnątrz.

Korzystnie osobne części złączne są ciągłe w kierunku obwodowym.

Korzystnie zęby części złącznych stanowią śrubowo ułożone układy zębów.

Korzystnie tuleja zewnętrzna jest wzmocniona włóknami.

Korzystnie tuleją zewnętrzna zawiera włókna o module rozciągającym większym od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych.

189 517

Korzystnie tuleja zewnętrzną zawiera materiał termoutwardzalny, korzystnie poliester, ester winylowy lub żywicę epoksydową.

Korzystnie tuleja wewnętrzną jest jedną częścią w kierunku obwodowym, a przewody oporowe są w niej umieszczone, rozciągając się w kierunku obwodowym.

Korzystnie tuleja wewnętrzna zawiera wzajemnie łączące się osłony, w których są umieszczone rozciągające się w kierunku osiowym przewody oporowe.

Korzystnie tuleja wewnętrzna i zewnętrzna stanowią elementy jednosegmentowe z jednym końcem do wkładania odcinka rurowego i z drugim końcem pomocniczym, do mocowania elementów dodatkowych.

Korzystnie koniec pomocniczy jest wyposażony w kołnierz mocujący.

Mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, do łączenia z co najmniej jednym odcinkiem rurowym wkładanym do jej końca do wkładania, zawierająca tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, przy czym w tulei wewnętrznej są umieszczone zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego przewody oporowe łączone ze źródłem prądu elektrycznego dla stopienia powierzchni mufy łączącej z utworzeniem połączenia zgrzewanego, zaś tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, przy czym tuleja wewnętrzna posiądą co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mą dwa połówkowe segmenty symetryczne względem promieniowej płaszczyzny symetrii, przy czym części złączne segmentu po jednej stronie płaszczyzny symetrii mają kształt lustrzanie symetryczny względem części złącznych segmentu po drugiej stronie płaszczyzny symetrii, a tuleja wewnętrzna posiada dwie zewnętrzne stożkowe części złączne, zwężające się stożkowo w kierunku osiowych końców na zewnątrz, zaś tuleja zewnętrzna mą stałą grubość.

Korzystnie tuleją wewnętrzna zawiera co najmniej dwa oddzielne segmenty umieszczone w tulei zewnętrznej obok siebie w kierunku osiowym.

Połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, pomiędzy odcinkami rurowymi rury wysokociśnieniowej zawierającymi, każdy, płynoszczelną osłonę wewnętrzną z materiału termoplastycznego i wzmocnioną osłonę zewnętrzną, przy czym osłony wewnętrzne są płynoszczelnie połączone ze sobą nawzajem, zaś osłony zewnętrzne są połączone ze sobą mufą łączącą zawierającą tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, a powierzchnie mufy łączącej zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego są zgrzewanym złączem połączone ze sobą, przy czym tuleja wewnętrzną i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, a tuleja wewnętrzna posiada co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że części złączne tulei wewnętrznej i tulei zewnętrznej zawierają zęby, z których każdy ma niesymetryczny względem płaszczyzny promieniowej przekrój, oraz stromo nachylony bok i łagodnie nachylony bok.

Korzystnie stromo nachylony bok jest zwrócony w kierunku od końca do wkładania.

Korzystnie nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba części złącznych usytuowanych w małej odległości od końca do wkładania jest mniejsze niż nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba części złącznych usytuowanych w dużej odległości od końca do wkładania.

Korzystnie wartość nachylenia łagodnie nachylonych boków jest równomiernie coraz mniejszą w kierunku płaszczyzny symetrii.

Korzystnie tuleja wewnętrzna na każdym końcu do wkładania ma kształt zwężający się stożkowe na zewnątrz.

Korzystnie osobne części złączne są ciągłe w kierunku obwodowym.

Korzystnie zęby części złącznych stanowią śrubowo ułożone układy zębów.

Korzystnie tuleja zewnętrzną jest wzmocniona włóknami.

Korzystnie tuleja zewnętrzna zawiera włókna o module rozciągającym większe od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych.

189 517

Korzystnie tuleja zewnętrzna zawiera materiał termoutwardzalny, korzystnie poliester, ester winylowy lub żywicę epoksydową.

Korzystnie tuleja wewnętrzną jest jedną częścią w kierunku obwodowym, a przewody oporowe są w niej umieszczone, rozciągając się w kierunku obwodowym.

Korzystnie tuleja wewnętrzna zawiera wzajemnie łączące się osłony, w których są umieszczone rozciągające się w kierunku osiowym przewody oporowe.

Korzystnie tuleja wewnętrzna i zewnętrzna stanowią elementy jednosegmentowe z jednym końcem do wkładania odcinka rurowego i z drugim końcem pomocniczym, do mocowania elementów dodatkowych.

Korzystnie koniec pomocniczy jest wyposażony w kołnierz mocujący.

Korzystnie powierzchnie końcowe zakończeń osłony wewnętrznej umieszczonych w tulei wewnętrznej są połączone spoiną zgrzewną.

Korzystnie na zwróconych w kierunku do siebie nawzajem końcach odcinków rurowych osłony wewnętrzne są wolne na ich powierzchniach zewnętrznych, a mufa łącząca ma tuleję wewnętrzną z pogrubioną częścią cent^^li^^ która jest zgrzaną z powierzchnią zewnętrzną osłon wewnętrznych. Korzystnie osłony zewnętrzne zawierają włókna o module rozciągającym większym od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych, osadzone w matrycy termoplastycznej.

Korzystnie osłony zewnętrzne mają najbardziej zewnętrzną warstwę z materiału termoplastycznego.

Korzystnie osłony wewnętrzne i osłony zewnętrzne, a także tuleja wewnętrzna mufy łączącej zawierają ten sam materiał termoplastyczny, korzystnie poliolefin.

Połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, pomiędzy odcinkami rurowymi rury wysokociśnieniowej zawierającymi, każdy, płynoszczelną osłonę wewnętrzną materiału termoplastycznego i wzmocnioną osłonę zewnętrzną, przy czym osłony wewnętrzne są płynoszczelnie połączone ze sobą nawzajem, zaś osłony zewnętrzne są połączone ze sobą mufą łączącą zawierającą tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, a powierzchnie mufy łączącej zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego są zgrzewanym złączem połączone ze sobą, przy czym tuleja wewnętrzna i tuleją zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, a tuleja wewnętrzna posiądą co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym, w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mufa łącząca ma dwa połówkowe segmenty symetryczne względem promieniowej płaszczyzny symetrii, przy czym części złączne segmentu po jednej stronie płaszczyzny symetrii mają kształt lustrzanie symetryczny względem części złącznych segmentu po drugiej stronie płaszczyzny symetrii, a tuleja wewnętrzna posiada dwie zewnętrzne stożkowe części złączne zwężające się stożkowo w kierunku osiowych końców na zewnątrz, zaś tuleja zewnętrzna ma stałą grubość.

Korzystnie tuleja wewnętrzna zawiera co najmniej dwa oddzielne segmenty umieszczone w tulei zewnętrznej obok siebie w kierunku osiowym.

Tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna posiadają na przekroju osiowym części złączne w celu przenoszenia sił osiowych i/lub stycznych.

Tuleja wewnętrzną posiądą co najmniej jedną część z bokiem, który jest zwrócony w kierunku końca do wkładania, a na płaszczyźnie osiowej jest wyznaczony przez styczną tworzącą z osią tulei wewnętrznej kąt mniejszy niż 45°.

Przy takim kształcie części złącznych uzyskuje się bardziej równomierne przenoszenie sił, oraz unika się nadmiernie dużych napięć w najbardziej zewnętrznych częściach złącznych, przy czym części złączne znajdujące się dalej także mogą uczestniczyć w przenoszeniu sił.

Kąt pomiędzy stycznymi a osią jest korzystnie mniejszy niż 30°. Najkorzystniejszy jest kąt mniejszy niż 15°.

Mufa łącząca jest połączona z każdym z odcinków rurowych za pomocą ciągłej kołowej spoiny. Przenoszenie sił pomiędzy odcinkami rurowymi a mufą łączącą zachodzi dzięki dużej powierzchni spoiny, w wyniku czego w kierunku osiowym występuje bardzo stopniowy wzór sił i unika się nagromadzenia naprężeń.

189 517

W szczególności mufa łącząca może zawierać tuleję wewnętrzną wykonaną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, przy czym w tulei wewnętrznej są zawarte przewody oporowe.

Pożądana wytrzymałość na rozciąganie w kierunku obu końców osiowych mufy łączącej może być osiągnięta dzięki faktowi, że części złączne posiadają asymetryczny przekrój względem płaszczyzny promieniowej. Zaletą jest to, że asymetria nadaje częściom złącznym większą zdolność do uczestniczenia w przenoszeniu sił osiowych.

Ten asymetryczny kształt występuje, na przykład, w przypadku części złącznych zawierających zęby, które posiadają asymetryczny przekrój ze stromo nachylonym bokiem zęba i z łagodnie nachylonym bokiem zęba. Stromo nachylony bok zęba wszystkich zazębiających się części złącznych o asymetrycznym przekroju jest zwrócony w kierunku od końca do wkładania. Zęby te nie przyczyniają się do przenoszenia sił i dlatego są one utrzymywane najkrótsze jak to jest możliwe w kierunku osiowym, co powoduje dużą stromość. Nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba zazębiających się części złącznych, które znajdują się we względnie dużej odległości od końca do wkładania mufy łączącej, jest mniejsze niż nachylenie łagodnie nachylonego boku zęba zazębiających się części złącznych, które znajdują się we względnie małej odległości od końca do wkładania, co zapewnia przenoszenie sił równomiernie rozłożone na długości mufy łączącej.

Wartość nachylenia łagodnie nachylonych boków zębów zazębiających się części złącznych zmniejsza się równomiernie w kierunku zwróconym od końca do wkładania.

Ponadto, mufa łącząca może być płynnie odcięta na jednym końcu za pomocą części zwężających się stożkowe.

Asymetryczne zazębiające się części złączne w rozwiązaniu mufy łączącej, według wynalazku, mogą być ukształtowane w różnych wariantach.

Według pierwszego przykładu wykonania mufy łączącej, tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna posiadają oddzielne zazębiające się zęby rozciągające się w kierunku obwodowym. Każdy z takich zębów tworzy pierścieniowe zgrubienie względem tulei wewnętrznej i tulei zewnętrznej.

Według jednej z odmian mufy łączącej, tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna posiadają śrubowo zazębiające się układy zębów. Taki śrubowe ułożenie zębów jest odpowiedni dla względnie krótkich odcinków rurowych, które są być wkręcane w mufę łączącą. Układ zębów jest asymetryczny, ale musi także posiadać ciągły przekrój, w celu umożliwienia ruchu śrubowego.

Mufa łącząca może być ukształtowana na różne sposoby, w zależności od potencjalnych zastosowań. Jeśli mufa łącząca mą być wciśnięta na każdy odcinek rurowy w kierunku osiowym, to mufa łącząca może zawierać tuleję, która jest wykonana jako jedna część w kierunku obwodowym, oraz w której zawarte są przewody oporowe, rozciągające się w kierunku obwodowym.

W alternatywnej odmianie wykonania mufa łącząca może zawierać wzajemnie łączące się osłony, w których zawarte są przewody oporowe, rozciągające się w kierunku osiowym.

Tuleja zewnętrzna jest wzmocniona włóknami służącymi do przenoszenia sił osiowych i/lub stycznych. Tuleja zewnętrzna korzystnie zawiera włókna o module rozciągającym większym od 50 GPa, takie jak włókna szklane, włókna węglowe albo włókna poliamidów aromatycznych. Tuleja zewnętrzną korzystnie zawiera także materiał termoutwardzalny, taki jak poliester, ester winylowy albo żywica epoksydową.

Mufa łącząca, według wynalazku, może mieć różne zastosowania. Po pierwsze, mufa łącząca jest odpowiednia do łączenia dwóch odcinków rurowych ze sobą nawzajem. W tym wypadku, mufa łącząca może być symetryczną względem promieniowej płaszczyzny symetrii, a części złączne z jednej strony płaszczyzny symetrii są kształtem lustrzanie symetrycznym względem części złącznych z drugiej strony płaszczyzny symetrii.

Według kolejnego przykładu wykonania, tuleja wewnętrzna posiada dwie zewnętrzne części złączne, każda zwężająca się stożkowo w kierunku końca osiowego, a tuleja zewnętrzna posiada dwie odpowiednio ukształtowane wewnętrzne części złączne, przy czym tuleja zewnętrzna posiada zasadniczo stałą grubość.

189 517

Znane są mufy łączące zawierające tuleję wewnętrzną z elektrycznymi przewodami oporowymi. Takie tuleje wewnętrzne mają standardowe wymiary i, z uwagi na duże siły występujące w rurach wysokociśnieniowych, mogą czasami wytwarzać niewystarczającą spoinę. W celu umożliwienia zastosowania takich standardowych elementów czy zespołów mufy łączącej w wypadku rur wysokociśnieniowych, mufa łącząca może posiadać tuleję wewnętrzną z co najmniej dwoma oddzielnymi segmentami usytuowanymi jeden przy drugim w kierunku osiowym i umieszczonych w tulei zewnętrznej.

Według jednej z odmian, mufa łącząca mą tuleje wewnętrzną i zewnętrzną w postaci jednosegmentowych elementów i jest wyposażona w koniec do wkładania dla odcinka rurowego, w koniec pomocniczy, do którego można przymocować dalszy element dodatkowy. Koniec pomocniczy może być wyposażony w kołnierz mocujący, za pomocą którego mufa łącząca może być połączoną na przykład ze zbiornikiem czynnika występującego pod wysokim ciśnieniem.

Połączenie mufowe, według wynalazku, pomiędzy dwoma odcinkami rurowymi rury wysokociśnieniowej zawierającymi szczelną dla płynu osłonę wewnętrzną wykonaną z materiału termoplastycznego, a także wzmocnioną osłonę zewnętrzną, ma osłony wewnętrzne odcinków rurowych, które są połączone ze sobą nawzajem w sposób szczelny dla płynu, oraz ma osłony zewnętrzne, które są połączone ze sobą nawzajem za pomocą mufy łączącej, jak opisano powyżej.

Osłony wewnętrzne są zgrzewane ze sobą nawzajem bezpośrednio na ich wolnych powierzchniach końcowych, które są zwrócone w kierunku do siebie nawzajem.

Połączenie mufowe może być także ukształtowane w taki sposób, że na końcach odcinków rurowych zwróconych w kierunku do siebie nawzajem osłony wewnętrzne są zewnętrznie nieprzymocowane. W tym wypadku, mufa łącząca posiada tuleję wewnętrzną z pogrubioną częścią centralną o względnie dużej średnicy zewnętrznej, która to część centralna tulei wewnętrznej jest zgrzewana z powierzchnią zewnętrzną osłon wewnętrznych.

Osłony zewnętrzne mogą zawierać włókna o module większym od 50 Gpa, takie jak włókna szklane, włókna węglowe albo włókna poliamidów aromatycznych, osadzone w matrycy termoplastycznej.

Ponadto, osłony zewnętrzne mogą zawierać warstwę zewnętrzną z materiału termoplastycznego.

Połączenie zgrzewane pomiędzy mufą łączącą i odcinkami rurowymi jest najlepsze, jeśli osłony wewnętrzne i osłony zewnętrzne, a także tuleja wewnętrzna mufy łączącej, zawierają ten sam materiał termoplastyczny, taki jak poliolefm.

Połączenie mufowe, według wynalazku może być mocowane do odcinka rurowego na końcu do wkładania i może być zaopatrzone na przykład, w kołnierz mocujący na drugim końcu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia połączenie mufowe z mufą łączącą według wynalazku pomiędzy dwoma odcinkami rurowymi, fig. 2 - drugą odmianę połączenia mufowego, fig. 3 - tuleję wewnętrzną mufy łączącej w większej skali, fig. 4 - drugi przykład wykonania połączenia mufowego, a fig. 5 - połączenie mufowe z kołnierzem.

Połączenie mufowe przedstawione na fig. 1 pomiędzy dwoma odcinkami rurowymi 2, 3 rury wysokociśnieniowej zawiera mufę łączącą 4. Ta mufa łączącą 4 składa się z tulei wewnętrznej wykonanej z materiału termoplastycznego, takiego jak poliolefm, oraz z tulei zewnętrznej 6 wykonanej ze wzmocnionego włóknami kompozytu termoutwardzalnego do przenoszenia sił osiowych. Na powierzchni wewnętrznej tulei wewnętrznej 5 jest umieszczona pewna ilość przewodów oporowych 1, które to przewody oporowe mogą być połączone ze źródłem napięcia poprzez końcówki przyłączeniowe (niepokazane).

Powierzchnia zewnętrzna tulei wewnętrznej 5 posiada rozciągające się w kierunku obwodowym części złączne 8 w kształcie zębów, podczas kiedy powierzchnia wewnętrzna tulei zewnętrznej 6 posiada odpowiadające im części złączne 9 w kształcie zębów. Zęby części złącznych 8, 9 zazębiają się wzajemnie ze sobą w taki sposób, że obciążenia wywierane na tuleję wewnętrzną 5, zwłaszcza te w kierunku osiowym, są przenoszone na tuleję zewnętrzną 6.

189 517

Każdy z odcinków rurowych 2, 3 składa się ze szczelnej dla płynu osłony wewnętrznej 10 z materiału termoplastycznego, korzystnie z tego samego materiału, takiego jak poliolefin, co tuleja wewnętrzna 5 mufy łączącej 4. Te osłony wewnętrzne 10 są przymocowane do siebie nawzajem spoiną 11 w sposób szczelny dla płynu.

Odcinki rurowe 2, 3 posiadają także osłonę zewnętrzną 12, która składa się ze wzmacniającej warstwy włókowej 13, na przykład, z włóknami szklanymi, węglowymi albo włóknami poliamidów aromatycznych zawartymi w matrycy termoplastycznej, a także z warstwy zewnętrznej 14 z termoplastycznego materiału ochronnego.

W miejscu spoiny 11 warstwą zewnętrzną 14 z materiału termoplastycznego została usunięta w taki sposób, że może być przyjęte zgrubienie 22 ukształtowane podczas zgrzewania czołowego szczelnych dla płynu osłon wewnętrznych.

W celu ukształtowania połączenia mufowego materiał termoplastyczny zarówno tulei wewnętrznej 5 mufy łączącej 4, jak i materiał termoplastyczny warstwy zewnętrznej 14 odcinków rurowych 2, 3 jest topiony tak, że uzyskuje się dokładne, szczelne połączenie. Po ochłodzeniu połączenie mufowe jest gotowe.

Osiowe siły rozciągające, które są znaczne w przypadku rur wysokociśnieniowych, są przenoszone poprzez termoplastyczne warstwę zewnętrzną 14 i tuleje wewnętrzną 5 oraz zęby części złącznych 8, 9 na tuleję zewnętrzną 6 z materiału wzmocnionego włóknami. W rezultacie zapewnione jest pewne i wystarczająco wytrzymałe połączenie pomiędzy odcinkami rurowymi 2, 3.

Jak także pokazano na fig. 3, zęby części złącznych 8, a stąd także zęby części złącznych 9, posiadają kształt asymetryczny. Boki 23 zwrócone w kierunku płaszczyzny symetrii 25 tulei wewnętrznej 5 są bardziej strome niż boki 24 zwrócone w kierunku od wspomnianej płaszczyzny symetrii 25. Ponadto, nachylenie wspomnianych boków 24 zwróconych w kierunku od płaszczyzny symetrii 25 zwiększa się w kierunku końca tulei wewnętrznej 5 (albo zmniejsza się w kierunku płaszczyzny symetrii 25).

Druga odmiana połączenia mufowego, według wynalazku, przedstawiona na fig. 2, zawiera mufę łączącą 4 z tuleją zewnętrzną 6 i tuleją wewnętrzną 5, które to tuleje są połączone ze sobą nawzajem za pomocą zębów części złącznych 8, 9, podobnie jak w przykładzie wykonania z fig. 1.

Tuleja wewnętrzna 5 posiada rozciągającą się do wewnątrz pogrubioną część centralną 28.

Każdy z odcinków rurowych 2, 3 posiądą osłonę wewnętrzną 10 i osłonę zewnętrzną 12, podobnie jak w przykładzie wykonania z fig. 1.

Jednak w wypadku odmiany z fig. 2, osłony wewnętrzne 10 nie są zgrzewane ze sobą nawzajem na ich powierzchniach zwróconych w kierunku do siebie nawzajem. Zamiast tego powierzchnie zewnętrzne osłon wewnętrznych 10, które sąsiadują z częścią pogrubioną 28 tulei wewnętrznej 5 zgrzanej mufy łączącej 4, są zgrzewane ze wspomnianą częścią pogrubioną 28. W ten sposób uzyskuje się szczelne dla płynu połączenie pomiędzy osłonami wewnętrznymi 10.

Tuleja wewnętrzna 5 jest także zgrzewaną z osłoną zewnętrzną 12. Dalsza obróbka zgrzewanej mufy łączącej 4 przedstawionej na fig. 2 jest taka sama jak w przykładzie wykonania z fig. 1.

Przykład wykonania przedstawiony na fig. 4 zawiera tuleję wewnętrzną 16, która posiada dwie stożkowe części złączne 18, 19. Wspomniane stożkowe części złączne 18, 19 są ciasno dopasowane do odpowiednio ukształtowanych stożkowych zagłębień części złącznych 20, 21 tulei zewnętrznej 17. Dzięki takiemu ukształtowaniu osiowe i styczne siły pomiędzy tuleją wewnętrzną 16 a tuleją zewnętrzną 17 są dobrze przenoszone.

W odmianie z fig. 5, mufa łącząca 4 jest zahaczona za pomocą zgrubienia 36 w kołnierzu mocującym 30, który z kolei może być przymocowany za pomocą śrub 31 do, na przykład, obsady.

Mufa łącząca 4 jest dociskana do pierścienia 32, który jest uszczelniony za pomocą pierścienia 33 o kulistej powierzchni roboczej typu „O-ring” względem osłony wewnętrznej 10 odcinka rurowego 3, oraz za pomocą pierścienia 35 typu „O-ring” może być uszczelniony względem, na przykład, krawędzi dookoła otworu.

189 517

189 517

Fig 4

Fig 5 niw .nnnnnr

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (37)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, do łączenia, z co najmniej jednym odcinkiem rurowym wkładanym do jej końca do wkładania, zawierająca tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, przy czym w tulei wewnętrznej są umieszczone, zwrócone w kierunku do siebie nawzajem, i do powierzchni każdego odcinka rurowego, przewody oporowe łączone ze źródłem prądu elektrycznego dla stopienia powierzchni mufy łączącej z wytworzeniem połączenia zgrzewanego, zaś tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, przy czym tuleja wewnętrzna posiada, co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, znamienna tym, że części złączne (8, 9) tulei wewnętrznej (5) i tulei zewnętrznej (6) zawierają zęby, z których każdy ma niesymetryczny względem płaszczyzny promieniowej przekrój, oraz stromo nachylony bok (23) i łagodnie nachylony bok (24).
2. 2. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że stromo nachylony bok (23) jest zwrócony w kierunłku od końca do wkładania (29).
3. 3. Mufa według zastrz. 2, znamienna tym, że nachylenie łagodnie nachylonego boku (24) zęba części złącznych (13, 9) usytuowanych w małej odległości od końca do wkładania (29) jest mniejsze niż nachylenie łagodnie nachylonego boku (24) zęba części złącznych (8, 9) usytuowanych w dużej odległości od końca do wkładania (29).
4. 4. Mufa według zastrz. 3, znamienna tym, że wartość nachylenia łagodnie nachylonych boków (24) jest równomiernie coraz mniejszą w kierunku płaszczyzny symetrii (25).
5. 5. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja wewnętrzna (5) na każdym końcu do wkładania (29) ma kształt zwężający się stożkowo na zewnątrz.
6. 6. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że osobne części złączne (8, 9) są ciągłe w kierunku obwodowym.
7. 7. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że zęby części złącznych (8, 9) stanowią śrubowo ułożone układy zębów.
8. 8. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja zewnętrzna (6) jest wzmocniona włóknami.
9. 9. Mufa według zastrz. 8, znamienna tym, że tuleja zewnętrzna (6) zawiera włókna o module rozciągającym większym od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych.
10. 10. Mufa według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że tuleja zewnętrzna (6) zawiera materiał termoutwardzalny, korzystnie poliester, ester winylowy lub żywicę epoksydową.
11. 11. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja wewnętrzną (5) jest jedną częścią w kierunku obwodowym, a przewody oporowe (7) są w niej umieszczone, rozciągając się w kierunku obwodowym.
12. 12. Mufa według zastrz. 1 albo 11, znamienna tym, że tuleja wewnętrzna (5) zawiera wzajemnie łączące się osłony, w których są umieszczone rozciągające się w kierunku osiowym przewody oporowe.
13. 13. Mufa według zastrz. 1, znamienna tym. że tuleja wewnętrzna (5) i zewnętrzną (6) stanowią elementy jednosegmentowe z jednym końcem do wkładania (29) odcinka rurowego (3) i z drugim końcem pomocniczym, do mocowania elementów dodatkowych.
14. 14. Mufa według zastrz. 13, znamienna tym, że koniec pomocniczy jest wyposażony w kołnierz mocujący (30).
15. 15. Mufa łącząca, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, do łączenia z co najmniej jednym odcinkiem rurowym wkładanym do jej końca do wkładania, zawierająca tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, przy czym w tulei wewnętrznej

    189 517 są umieszczone zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego przewody oporowe łączone ze źródłem prądu elektrycznego dla stopienia powierzchni mufy łączącej z utworzeniem połączenia zgrzewanego, zaś tuleja wewnętrzną i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, przy czym tuleja wewnętrzna posiada co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, znamienna tym, że ma dwa połówkowe segmenty symetryczne względem promieniowej płaszczyzny symetrii, przy czym części złączne (18, 19, 20, 21) segmentu po jednej stronie płaszczyzny symetrii mają kształt lustrzanie symetryczny względem części złącznych (18, 19, 20, 21) segmentu po drugiej stronie płaszczyzny symetrii, a tuleja wewnętrzna (16) posiada dwie zewnętrzne stożkowe części złączne (18, 19), zwężające się stożkowe w kierunku osiowych końców na zewnątrz, zaś tuleja zewnętrzna (17) ma stałą grubość.
16. 16. Mufa według zastrz. 15, znamienna tym, że tuleja wewnętrzna (16) zawiera co najmniej dwa oddzielne segmenty umieszczone w tulei zewnętrznej (17) obok siebie w kierunku osiowym.
17. 17. Połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, pomiędzy odcinkami rurowymi rury wysokociśnieniowej zawierającymi, każdy, płynoszczelną osłonę wewnętrzną z materiału termoplastycznego i wzmocnioną osłonę zewnętrzną, przy czym osłony wewnętrzne są płynoszczelnie połączone ze sobą nawzajem, zaś osłony zewnętrzne są połączone ze sobą mufą łączącą zawierającą tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, a powierzchnie mufy łączącej zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego są zgrzewanym złączem połączone ze sobą, przy czym tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne. a tuleja wewnętrzna posiada co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niż 45°, znamienne tym, że części złączne (8, 9) tulei wewnętrznej (5) i tulei zewnętrznej (6) zawierają zęby, z których każdy ma niesymetryczny względem płaszczyzny promieniowej przekrój, oraz stromo nachylony bok (23) i łagodnie nachylony bok (24).
18. 18. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że stromo nachylony bok (23) jest zwrócony w kierunku od końca do wkładania (29).
19. 19. Połączenie według zastrz. 18, znamienne tym, że nachylenie łagodnie nachylonego boku (24) zęba części złącznych (3, 9) usytuowanych w małej odległości od końca do wkładania (29) jest mniejsze niż nachylenie łagodnie nachylonego boku (24) zęba części złącznych (8, 9) usytuowanych w dużej odległości od końca do wkładania (29).
20. 20. Połączenie według zastrz. 19, znamienne tym, że wartość nachylenia łagodnie nachylonych boków (24) jest równomiernie coraz mniejsza w kierunku płaszczyzny symetrii (25).
21. 21. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że tuleją wewnętrzna (5) na każdym końcu do wkładania (29) ma kształt zwężający się stożkowo na zewnątrz.
22. 22. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że osobne części złączne (8, 9) są ciągłe w kierunku obwodowym.
23. 23. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, ze zęby części złącznych (8, 9) stanowią śrubowo ułożone układy zębów.
24. 24. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że tuleja zewnętrzna (6) jest wzmocniona włóknami.
25. 25. Połączenie według zastrz. 24, znamienne tym, że tuleja zewnętrzna (6) zawiera włókna o module rozciągającym większe od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych.
26. 26. Połączenie według zastrz. 24 albo 25, znamienne tym, że tuleja zewnętrzna (6) zawiera materiał termoutwardzalny, korzystnie poliester, ester winylowy lub żywicę epoksydową.
27. 27. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, ze tuleja wewnętrzna (5) jest jedną częścią w kierunku obwodowym, a przewody oporowe (7) są w niej umieszczone, rozciągając się w kierunku obwodowym.

    189 517
28. 28. Połączenie według zastrz. 17 albo 27, znamienne tym, że tuleja wewnętrzna (5) zawiera wzajemnie łączące się osłony, w których są umieszczone rozciągające się w kierunku osiowym przewody oporowe.
29. 29. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że tuleją wewnętrzna (5) i zewnętrzna (6) stanowią elementy jednosegmentowe z jednym końcem do wkładania (29) odcinka rurowego (3) i z drugim końcem pomocniczym, do mocowania elementów dodatkowych.
30. 30. Połączenie według zastrz. 29, znamienne tym, że koniec pomocniczy jest wyposażony w kołnierz mocujący (30).
31. 31. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że powierzchnie końcowe zakończeń osłony wewnętrznej (10) umieszczonych w tulei wewnętrznej (5) są połączone spoiną (11) zgrzewną.
32. 32. Połączenie według zastrz. 17 albo 31, znamienne tym, że na zwróconych w kierunku do siebie nawzajem końcach odcinków rurowych (2, 3) osłony wewnętrzne (10) są wolne na ich powierzchniach zewnętrznych, a mufa łącząca (4) ma tuleję wewnętrzną (5) z pogrubioną częścią centralną (28), która jest zgrzana z powierzchnią zewnętrzną osłon wewnętrznych (10).
33. 33. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że osłony zewnętrzne (12) zawierają włókna o module rozciągającym większym od 50 GPa, korzystnie włókna szklane, włókna węglowe lub włókna poliamidów aromatycznych, osadzone w matrycy termoplastycznej.
34. 34. Połączenie według zastrz. 33, znamienne tym, że osłony zewnętrzne (12) mają najbardziej zewnętrzną warstwę z materiału termoplastycznego.
35. 35. Połączenie według zastrz. 17, znamienne tym, że osłony wewnętrzne (10) i osłony zewnętrzne (12), a także tuleja wewnętrzna (5) mufy łączącej (4) zawierają ten sam materiał termoplastyczny, korzystnie poliolefin.
36. 36. Połączenie mufowe z mufą łączącą, zwłaszcza do rury wysokociśnieniowej, pomiędzy odcinkami rurowymi rury wysokociśnieniowej zawierającymi, każdy, płynoszczelną osłonę wewnętrzną materiału termoplastycznego i wzmocniona, osłonę zewnętrzną, przy czym osłony wewnętrzne są płynoszczelnie połączone ze sobą nawzajem, zaś osłony zewnętrzne są połączone ze sobą mufą łączącą zawierającą tuleję wewnętrzną z materiału termoplastycznego i tuleję zewnętrzną, a powierzchnie mufy łączącej zwrócone w kierunku do siebie nawzajem i do powierzchni każdego odcinka rurowego są zgrzewanym złączem połączone ze sobą, przy czym tuleja wewnętrzna i tuleja zewnętrzna są wyposażone na przekroju osiowym w części złączne, a tuleja wewnętrzną posiądą co najmniej jedną część z bokiem zwróconym w kierunku końca do wkładania i wyznaczonym, w płaszczyźnie osiowej przez styczną nachyloną do osi tulei wewnętrznej pod kątem mniejszym niz 45°, znamienne tym, że mufa łącząca (4) ma dwa połówkowe segmenty symetryczne względem promieniowej płaszczyzny symetrii, przy czym części złączne (18, 19, 20, 21) segmentu po jednej stronie płaszczyzny symetrii mają kształt lustrzanie symetryczny względem części złącznych (18, 19, 20, 21) segmentu po drugiej stronie płaszczyzny symetrii, a tuleja wewnętrzna (16) posiądą dwie zewnętrzne stożkowe części złączne (18, 19) zwężające się stożkowe w kierunku osiowych końców na zewnątrz, zaś tuleją zewnętrzna (17) ma stałą grubość.
37. 37. Połączenie według zastrz. 36, znamienne tym, że tuleja wewnętrzna (16) zawiera co najmniej dwa oddzielne segmenty umieszczone w tulei zewnętrznej (17) obok siebie w kierunku osiowym.