PL202243B1 - Szczelny system łączenia do kominów i prefabrykowane przewody modułowe - Google Patents

Abstract

1. System zawieraj acy prefabrykowane me- talowe modu ly rurowe na modu lowy komin lub rur e, znamienny tym, ze pierwszy rurowy mo- du l zawiera ze nski koniec (1, 7, 8), a drugi ru- rowy modu l zawiera m eski koniec (2, 5, 9), przy czym co najmniej jeden z m eskich i ze nskich ko nców (1, 2) ma kszta lt scietego stozka, a wymieniony m eski koniec jest przeznaczony do wpasowania w wymieniony ze nski koniec tak, aby zapewni c gazoszczelne uszczelnienie metal-metal pomi edzy tymi modu lami rurowymi za pomoc a osiowego nacisku wywieranego tylko w chwili, kiedy komin lub rura jest monto- wana, tak ze zachodz ace na siebie sektory ko nców m eskich i ze nskich stykaj a si e ze sob a wzd lu z co najmniej jednej pier scieniowej linii styczno sci. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Cel wynalazku

Wynalazek dotyczy systemu szczelnego łączenia prefabrykowanych modułowych kominów i rur metalowych o ścianach pojedynczych lub izolowanych i do wielu zastosowań (spaliny, odzyskiwanie ciepła, wentylacja i klimatyzacja itd.), które muszą spełniać warunki optymalnej szczelności przy przepływie gazów o różnych wartościach ciśnienia i temperatury w dostosowaniu do produktu w sytuacjach coraz większego zapotrzebowania, aby osiągnąć wyższy poziom jakości i spełniać wymagania aktualnie obowiązujących przepisów.

Obecnie do połączeń pomiędzy modułami lub częściami stosowane są gazoszczelne uszczelki z syntetycznego materiału, ale ich jakość ulega pogorszeniu na skutek oddziaływania gazów przepływających przez nie (skraplanie kwasów, reakcje z wydzielanymi gazami, proces starzenia i zmiany ich właściwości mechanicznych) niezależnie od ograniczeń, jakim podlegają te materiały, uniemożliwiających stosowanie ich przy temperaturze pracy wyższej niż dozwolona dla takich materiałów. Oprócz przedstawionych powyżej problemów trzeba również brać pod uwagę dodatkowy koszt związany z każ d ą częścią i ograniczoną naturę gwarancji udzielanych na nie.

Opis wynalazku

Rozwiązanie problemów mających wpływ na wymienione uszczelki polega zasadniczo na usunięciu ich z systemu łączącego pomiędzy modułami lub częściami i zastąpieniu ich gazoszczelnym systemem, który zapewnia, że połączenie jest gazoszczelne przy ciśnieniu i temperaturze pracy takich, jakim są poddawane produkty.

System połączenia według wynalazku jest gazoszczelne na skutek połączenia metal-metal, które nie wymaga dodatkowych uszczelek z materiału syntetycznego (niemetalicznego) i utrzymuje moduły razem przez początkowe działanie niewielkiego ciśnienia.

Gazoszczelność połączenia uzyskuje się przez dokładne dopasowanie jednego końca modułu, który ma kształt niecylindryczny i którego średnica zmienia się nieznacznie i stopniowo wzdłuż jego długości, na końcu ciągłego modułu, który jest krzywoliniowy, wielokątny lub mieszany, którego styczny lub obwodowy kontakt z poprzednim modułem jest teoretycznie obwodowy, albo obracanie powierzchni utworzonej przez linię z niewielkim i wspólnie wykorzystywanym polem powierzchni styku, tak że gazoszczelność jest niezmiennie zapewniana przy niewielkim ciśnieniu łączenia.

W przypadku stosowania niewielkich gruboś ci, takich jak uż ywane w kominach moduł owych, wymienione wyżej właściwości prowadzą do uzyskania dodatkowej zalety zapewnionego dopasowania dzięki sprężystemu odkształceniu jednej z powierzchni stykowych.

Kiedy połączenia są tworzone w celu zachowania działania sprężystego, kształt krzywej będzie zależeć od grubości materiału użytego do zachowania sprężystości.

Wskazane właściwości połączenia, to znaczy minimalne pole powierzchni styku pomiędzy dwoma modułami, również sprzyjają osiągnięciu innej ważnej właściwości, ponieważ łatwiej jest rozdzielać dwa takie moduły, jeżeli jest to konieczne.

System łączenia metal-metal w przypadku modułów z pasowaniem obwodowym lub uszczelnienie według wynalazku utworzony jest z co najmniej jednej uszczelki ze stykiem metalicznym, a wszystkie one są obwodowe lub mają małe pole powierzchni styku, pomiędzy dwoma końcami, które zostały ukształtowane w tym celu z pojedynczym lub wielokrotnym pasowaniem członu wewnętrznego z członem zewnętrznym, albo z pojedynczym lub wielokrotnym pasowaniem członu zewnętrznego z członem wewnętrznym za pomocą systemu pasowania wtykowo-gniazdowego lub męsko-żeńskiego.

System będący przedmiotem wynalazku różni się od obecnych systemów pasowania lub łączenia w strefie stykowej i ponieważ powierzchnie tej strefy nie należą do identycznych i/lub koincydencyjnych powierzchni obrotowych. Ponadto, jeżeli ma być osiągnięty wymagany poziom gazoszczelności przy systemach stosowanych obecnie, trzeba użyć procesu wytwarzania, który ma bardzo dokładne i krytyczne poziomy regulacji aktualnych procesów pasowania lub łączenia, które wraz z dużymi powierzchniami styku utrudniają procesy łączenia i rozdzielania dzięki dużemu naprężeniu ściskającemu i rozciągającemu, które jest potrzebne do połączenia elementów lub rozdzielenia ich.

Opisany system umożliwia blokowanie systemu przy użyciu zacisków, specyficznych lub strefowych występów, które służą do łączenia oraz innych systemów, które mogą uczynić proces łączenia modułowego odwracalnym lub nieodwracalnym.

W jednej postaci prostej konstrukcji po łączenie pomię dzy dwiema sekcjami lub moduł ami uzyskuje się przez wykonanie jednego z końców połączenia w kształcie ściętego stożka prostoliniowego

PL 202 243 B1 lub krzywoliniowego, wcięcia drugiego końca w ścianę, która ma pierścieniowe odkształcenie wyłącznie w celu otrzymania linii styku pomiędzy ścianami. Przy montażu podczas procesu łączenia wywierany jest nacisk osiowy w celu otrzymania żądanej gazoszczelności.

Wystający lub męski koniec połączenia może być wyposażony w co najmniej jedną strefę pasowania w kształcie ściętego stożka dla odpowiednich pierścieniowych występów przewidzianych na żeńskim końcu lub odwrotnie.

Zalecane jest również, by oba końce były wyposażone w co najmniej jedną strefę mocowania w kształcie ściętego stożka albo innej powierzchni obrotowej tworzonej przez linię łukową , wyposażoną w co najmniej jeden pierścieniowy występ, aby zapewnić wzajemny styk ze ścianami drugiego korpusu.

Obecnie na gazoszczelne połączenia kominów i rur ma wpływ problem wydłużalności. Jeśli chodzi o sztywne prefabrykowane modułowe kominy i rury do przepływu gorących gazów, zmiany temperatury powodują liniowe wydłużenie, które działa na moduły, a to zjawisko wydłużenia przenoszone jest na elementy łączące, ponieważ mają one sztywne złącza. Aby uniknąć naprężeń rozszerzalnościowych stosuje się elementy dylatacyjne z metalu lub z innych materiałów, by umożliwić rozszerzalność liniowo prostych sekcji pomiędzy krzywymi, albo w ich połączeniu z kotłami, wymiennikami, zaworami itd., ale takie urządzenia rozszerzalnościowe są kosztowne, a ich montaż jest skomplikowany.

Wynalazek ten ma również na celu przezwyciężenie problemu opisanego powyżej przez zastosowanie elementu dylatacyjnego, który jest wprowadzany w modułowe sekcje kominów, albo rur gazowych lub powietrznych o ścianach pojedynczych lub izolowanych, co stosuje się w męsko-żeńskich systemach pasowania stanowiących część niniejszego wynalazku. Proces ten obejmuje stosowanie co najmniej jednej zewnętrznej fali utworzonej w ścianie modułu lub jego części, co umożliwia sprężyste odkształcenie powodowane przez naprężenie liniowej rozszerzalności ściany komina lub rury, tak że rozszerzalność jest pochłaniana przez te fale każdego z modułów lub części tworzących modułowy zespół.

Wymienione wyżej fale mogą być okrągłe, trapezoidalne, prostokątne lub innego kształtu, który umożliwia sprężyste odkształcenie.

W celu uł atwienia zrozumienia wł a ś ciwoś ci wynalazku do opisu tego dołączono szereg arkuszy z rysunkami stanowiących istotną część tego opisu. Przedstawione rysunki mają jedynie ilustrować wynalazek i w żadnym stopniu nie są wyczerpujące.

Przedstawiono co następuje:

Krótki opis rysunków

Fig. 1. - Rysunek ten jest widokiem wzdłużnym z wyrwaniem połączenia męsko-żeńskiego, które jest krzywoliniowe przy męskim końcu, dla gazoszczelnego systemu łączenia kominów i rur z prefabrykowanych modułów zgodnie z wynalazkiem.

Fig. 2 - Jest to widok podobny do widoku z fig. 1, przedstawiający takie samo połączenie męsko-żeńskie jak na fig. 1, ale krzywoliniowy jest koniec żeński.

Fig. 3a. - Jest to widok podobny do poprzednich rysunków z więcej niż jedną krzywizną przy męskim końcu i z jedną sekcją stożkową przy żeńskim końcu.

Fig. 3b. - Jest to widok podobny jak na fig. 3a, ale żeński koniec ma dwie sekcje stożkowe do spasowania z krzywiznami na męskim końcu.

Fig. 4a i 4b. - Są to dwa widoki, które są podobne do fig. 3a i 3b, pasowania męsko-żeńskiego, kiedy jest więcej niż jedna krzywizna na końcu żeńskim i co najmniej jedna sekcja stożkowa na końcu męskim.

Fig. 5. - Jest to widok pasowania męsko-żeńskiego z jedną krzywizną przy końcu żeńskim i z drugą krzywizną przy końcu męskim.

Fig. 6a i 6b. - Są to dwa widoki, które są podobne do fig. 5, gdzie obie sekcje mają więcej niż jedną krzywiznę i zawierają co najmniej jedną stożkową sekcję pasowania.

Fig. 7. - Jest to widok gazoszczelnego połączenia według wynalazku pomiędzy dwiema sekcjami modułowymi z systemem rozszerzalnościowym złożonym z co najmniej jednej fali pomiędzy sztywnymi połączeniami.

Realizacja korzystnego przykładu wykonania wynalazku

Zgodnie z użytym systemem numerowania na rysunkach widać, jak system gazoszczelnego łączenia prefabrykowanych modułowych kominów i rur, proponowany przez niniejszy wynalazek, zwłaszcza w odniesieniu do fig. 1, oparty jest na hermetycznie szczelnym pasowaniu połączenia metal-metal pomiędzy dwiema rurowymi sekcjami lub modułami 1, i 2 bez żadnych dalszych połączeń. Wymagane jest tylko, by żeński koniec 3 był stożkowy, prostoliniowy lub krzywoliniowy, otwarty na zewnątrz w jednym lub drugim kierunku, a koniec męski był wyposażony w pierścieniowy występ 4

PL 202 243 B1 przy swym cylindrycznym końcu, który jest przykrywany przez żeński koniec 1. Na długości linii 3 przy żeńskim końcu i przez pierścieniową linię styku pomiędzy męskim końcem 2 a stożkową powierzchnią 3 na żeńskim końcu powstaje zatem powierzchnia o zmiennej średnicy, która zapewnia gazoszczelne pasowanie zespołu złożonego z członu żeńskiego i członu męskiego dzięki osiowemu ciśnieniu, które jest ciągle wywierane przez modułowy zespół komina lub rury.

Fig. 2 przedstawia inny podobny sposób osiągnięcie gazoszczelnego pasowania przez wyposażenie męskiego końca 5 w strefę 6 pasowania w kształcie ściętego stożka przy końcu żeńskiej rury 7, która jest wyposażona w pierścieniowy występ 4 zwrócony do wewnątrz i utworzony przez łukowo ukształtowaną powierzchnię utworzoną przez wycinek obwodu, którego punkt styku ze stożkową powierzchnią 6 męskiego końca 5 zapewnia gazoszczelność.

Żeński koniec 1 na fig. 3a ma strefę 3 w kształcie ściętego stożka do wpasowania męskiego końca 2 i w tym przypadku zastosowano dwa pierścieniowe występy 4, i 4' o przekrojach, które mają różne promienie krzywizny w celu dopasowania pod ciśnieniem, a ponadto ścianę 3 w kształcie ściętego stożka bardzo podobną do pokazanej na fig. 1, ale teraz z więcej niż jednym pierścieniowym występem, który służy do tworzenia jeszcze skuteczniej gazoszczelnego połączenia.

Fig. 3b przedstawia przykład wykonania bardzo podobny do pokazanego na fig. 3a, ale w tym przypadku z dwiema stożkowymi sekcjami pasowania, po jednej dla każdej pierścieniowej krzywizny 4 i 41, przy czym oznaczenia tych sekcji pasowania w kształcie ściętego stożka są takie same jak oznaczenia 3 i 3\

Podobne przykłady wykonania jak na fig. 3a i 3b przedstawiono na fig. 4a i 4b, przy czym pierścieniowe występy 4J 41 są w rzeczywistości usytuowane na przeciwległym członie, to znaczy na żeńskim końcu 7, przy czym numeracja jest taka sama jak na fig. 2. Oznaczenia 6 i 61 użyto wobec dwóch stożkowych sekcji pasowania na fig. 4b z odpowiednimi pierścieniowymi występami 4 i 41 na żeńskim końcu 7.

Na fig. 5 pokazano system gazoszczelnego połączenia pomiędzy żeńskim końcem 8 a męskim końcem 9, kiedy oba te końce mają strefę wyposażoną w pierścieniowy występ 4 utworzony przez łuk obwodu, jeden wewnętrzny, a drugi zewnętrzny, do dopasowania pod ciśnieniem do ścianki przeciwległego członu, ze stożkowym zakończeniem. Otwarta stożkowość lub stopniowa zmiana średnicy żeńskiego członu 8 ma oznaczenie 10, a otwarta stożkowość lub stopniowe zmniejszanie średnicy męskiego końca 9 ma oznaczenie 11.

Wreszcie na fig. 6a i 6b pokazano sposoby realizacji, które są podobne do konstrukcji połączenia pokazanej na fig. 5, gdzie zastosowano więcej niż jeden pierścieniowy występ utworzony przez łuk obwodu przy obu końcach połączenia, żeńskim 8 i męskim 9?. Na fig. 6b oznaczenia dla stożkowych członów połączenia dla każdego z pierścieniowych występów 4 i 41 są 11 i 11' dla męskiego końca oraz 10 i 10' dla żeńskiego końca.

Fig. 7 przedstawia schemat realizacji, w której dwie zewnętrzne fale są zastosowane w końcowych strefach sąsiadujących ze sztywnymi połączeniami 13 dla różnych członów modułowych, które tworzą komin lub ogólnie przewód rurowy do transportowania powietrza lub gazu. Te fale 12 zapewniają sprężyste odkształcenie na skutek naprężenia wywieranego przy liniowym wydłużaniu na ścianę komina 14. W tym przykładzie wykonania zewnętrzne fale 12 lub fale pierścieniowe mają przekrój okrągły, ale mogą one mieć również dowolny inny kształt, ścięty lub mieszany, jak to już podaliśmy, a liczba fal 12 również może być zmienna.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. System zawierający prefabrykowane metalowe moduły rurowe na modułowy komin lub rurę, znamienny tym, że pierwszy rurowy moduł zawiera żeński koniec (1, 7, 8), a drugi rurowy moduł zawiera męski koniec (2, 5, 9), przy czym co najmniej jeden z męskich i żeńskich końców (1, 2) ma kształt ściętego stożka, a wymieniony męski koniec jest przeznaczony do wpasowania w wymieniony żeński koniec tak, aby zapewnić gazoszczelne uszczelnienie metal-metal pomiędzy tymi modułami rurowymi za pomocą osiowego nacisku wywieranego tylko w chwili, kiedy komin lub rura jest montowana, tak że zachodzące na siebie sektory końców męskich i żeńskich stykają się ze sobą wzdłuż co najmniej jednej pierścieniowej linii styczności.
2. 2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że żeński koniec (1) ma stożkową sekcję (3), prostoliniową lub krzywoliniową, otwartą na zewnątrz, a męski koniec (2) jest cylindryczny z co najmniej jednym pierścieniowym występem (4, 4) do równoczesnego styku z odpowiednimi pierścieniowymi liniami w procesie łączenia.

   PL 202 243 B1
3. 3. System według zastrz. 1, znamienny tym, że żeński koniec (7) jest cylindryczny z co najmniej jednym pierścieniowym zagłębieniem (4, 4), które jest dopasowane do męskiego końca (6), który ma kształt ściętego stożka, prostoliniowego lub krzywoliniowego, zamkniętego przy końcu, z doprowadzeniem do styku z dwiema pierścieniowymi liniami w procesie łączenia.
4. 4. System według zastrz. 2, znamienny tym, że żeński koniec (1) ma co najmniej jedną sekcję (3, 3') w kształcie ściętego stożka, prostoliniową lub krzywoliniową, do spasowania z odpowiednimi pierścieniowymi występami (4, 43 męskiego końca (2).
5. 5. System według zastrz. 3, znamienny tym, że męski koniec (2) ma co najmniej jedną sekcję (6, 6) w kształcie ściętego stożka, prostoliniową lub krzywoliniową, do spasowania z odpowiednimi pierścieniowymi występami (4, 4') żeńskiego końca (7).
6. 6. System według zastrz. 1, znamienny tym, że męski koniec (9) i żeński koniec (8) mają co najmniej jedną sekcję (10, 10'; 11, 11') w kształcie ściętego stożka, prostoliniową lub krzywoliniową, przeznaczoną do spasowania, a każda z nich ma co najmniej jeden pierścieniowy występ (4, 43, który jest przeznaczony do styku ze ścianami drugiego członu.
7. 7. System według zastrz. 1, znamienny tym, że przy końcu łączenia moduły (14) zawierają co najmniej jedną zewnętrzną falę (12) do umożliwiania wydłużeń liniowych, a te fale (12) mają profil łukowy, ścięty lub mieszany.