PL212450B1 - Urzadzenie do laczenia przewodów rurowych, zwlaszcza rurociagów wysokiego cisnienia - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenia do łączenia przewodów rurowych zwłaszcza rurociągów wysokiego ciśnienia.

Tego typu urządzenie jest stosowane zwłaszcza do formowania zwłaszcza rurociągów wysokiego ciśnienia, które są poddawane zmianom długości osiowej oraz są układane na przykład w szybach kopalni.

Przewody tego rodzaju są również zwane przewodami szybowymi. Przewody szybowe są używane nie tylko w kopalniach węgla kamiennego w Niemczech, ale również w kopalniach węgla kamiennego za granicą. Rurociągi te muszą przenosić ciecze przez wiele setek metrów do odpowiednich podziemnych operacji górniczych. Pod tym względem występuje często problem dotyczący wydłużenia liniowego zainstalowanych przewodów szybowych. Wydłużenie liniowe może być kompensowane przez użycie przewodów elastycznych, które są instalowane w przybliżeniu co 100 m, albo przez użycie znanych spiral kompensacyjnych, które mogą skompensować wydłużenie liniowe od 40 do 50 mm na sto metrów.

Jeżeli są używane przewody szybowe o stosunkowo dużych średnicach oraz wysokich ciśnieniach, problem wydłużenia staje się jeszcze bardziej skomplikowany, ponieważ w przypadku rur grubościennych małe średnice spiral nie mogą być zginane oraz nie ma przewodów elastycznych do zakresów ciśnień przekraczających 400 barów, aby umożliwić układanie elementu elastycznego w przewodzie szybowym.

Urządzenie do łączenia przewodów rurowych, zwłaszcza rurociągów wysokiego ciśnienia, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera element rurowy z kołnierzem mającym czołową powierzchnię pierścieniową, przy czy element rurowy jest otoczony pierścieniem, oraz zawiera nasuwkę ślizgową, o średnicy wewnętrznej odpowiadającej średnicy zewnętrznej kołnierza, przy czym jeden koniec nasuwki ślizgowej ma otwór, w którym jest umieszczony element rurowy, zaś kołnierz jest osadzony przesuwnie osiowo w nasuwce ślizgowej, do której jest zamocowana zewnętrzna tuleja, usytuowana wokół elementu rurowego oraz pierścienia, przy czym wewnętrzna średnica zewnętrznej tulei odpowiada zewnętrznej średnicy pierścienia, zaś wnętrze tulei jest połączone z wnętrzem przewodu przez co najmniej jeden otwór w elemencie rurowym, przy czym pierścień stanowi ciśnieniową powierzchnię pierścieniową, która ma ten sam rozmiar co powierzchnia pierścieniowa.

Korzystnym jest gdy co najmniej jeden przelot w elemencie rurowym ma postać wielu otworów rozmieszczonych na obwodzie.

Zewnętrzna tuleja jest skręcona razem z nasuwką ślizgową.

Pierścień jest skręcony razem z elementem rurowym.

Korzystnie, element rurowy ma złączkę rurową osadzoną na swoim końcu przeciwległym do kołnierza, przy czym urządzenie jest usytuowane pomiędzy dwoma końcami przewodów które zawierają złącza rurowe.

Złączka rurowa ma długi kołnierz i jest skręcona razem z końcem elementu rurowego.

Korzystnie zewnętrzna tuleja, pierścień oraz/albo kołnierz złączki rurowej, mają ślepe otwory, rozmieszczone jednolicie na ich obwodzie zewnętrznym.

W szczególności nasuwka ślizgowa ma na swoim otwartym końcu element łączący, którego wewnętrzna średnica odpowiada średnicy rurociągu, przy czym element łączący wystaje do wewnątrz nasuwki ślizgowej.

Element łączący korzystnie ma kołnierz i nasuwka ślizgowa ma kołnierz, przy czym element łączący oraz nasuwka ślizgowa są połączone razem poprzez zaciskowe złącze rurowe.

Element łączący ma na swoim końcu, przeciwległym do nasuwki ślizgowej, złącze rurowe, przy czym urządzenie jest usytuowane pomiędzy dwoma końcami przewodów mających złącza rurowe, oraz ma elementy łączące na powierzchniach czołowych.

Korzystnym jest gdy zewnętrzna tuleja ma wiele otworów rozmieszczonych na jej obwodzie, a w szczególności otwory są przelotowe.

Urządzenie zawiera wiele rowków oraz co najmniej jedno uszczelnienie, które jest umieszczone w rowkach, przy czym uszczelnienie ma postać pierś cienia uszczelniają cego o przekroju okrą g ł ym, zaś rowki są hartowane powierzchniowo.

Korzystnie urządzenie ma powłoki chroniące przed zabrudzeniem usytuowane na wszystkich powierzchniach pasowania i ślizgających.

PL 212 450 B1

Zaletą proponowanego urządzenia jest bardzo prosta jego konstrukcja i może być stosowane w przypadku bardzo wysokich ciś nień. Ponadto może być demontowane do celów konserwacji oraz czyszczenia w bardzo prosty sposób.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia ciągłe wystawianie każdej z czołowych powierzchni pierścieniowych na ciśnienie wewnątrz rury w połączeniach teleskopowych, z odpowiednim elementem kompensującym, który z kolei ma ciśnieniową czołową powierzchnię pierścieniową, ale skierowaną w przeciwnym kierunku. W ten sposób, poszczególne urządzenia zachowują się w sposób neutralny tak, że dodanie poszczególnych stosunkowo małych obciążeń ciśnieniowych, w określonym kierunku, jest niezawodnie wyeliminowane.

Z powodu znacznych głębokoś ci, zwł aszcza w górnictwie wę gla kamiennego, przewody szybowe mają często długość znacznie większą niż 1000 metrów tak, że zmiany długości bez odpowiednich elementów kompensujących powodowałyby wydłużenie liniowe przewodów, które odkształciłoby przewód w sposób falujący, powodując prawdopodobnie wyboczenia, które mogłyby nawet wyrwać ze ściany szybu środki mocujące.

Według wynalazku zewnętrzna tuleja jest skręcona razem z nasuwką ślizgową oraz/albo pierścień jest skręcony razem z elementem rurowym. Zrozumiałym jest, że odpowiednie elementy uszczelniające występują na końcu połączeń śrubowych. Połączenie śrubowe ma tę zaletę, że ma określone położenie, ponieważ dwie części przeznaczone do połączenia razem mogą być doprowadzone do pożądanego położenia (jako położenie końcowe) gdy urządzenie jest montowane.

Połączenie ze złączkami rurowymi i zaciskiem jest korzystne ponieważ poszczególne elementy mogą być łatwo montowane i demontowane, na przykład w celu wymiany pierścieni uszczelniających. W tym celu element rurowy ma złączkę rurową na swoim końcu naprzeciw kołnierza.

Aby zapewnić szczególnie dobre trzymanie elementu rurowego, w dalszej konfiguracji wynalazku złączka rurowa ma stosunkowo długi kołnierz złączki rurowej w który jest wkręcony koniec elementu rurowego. Podobnie jak zewnętrzna tuleja oraz/albo pierścień, ten kołnierz złączki rurowej może mieć ślepe otwory, rozmieszczone jednolicie na obwodzie zewnętrznym, aby ułatwić operacje skręcania oraz zwłaszcza odkręcania dla celów konserwacji.

Jeżeli urządzenie według wynalazku ma być używane w rurociągu z końcówkami przewodów mającymi złączki rurowe, wówczas element łączący korzystnie również ma na swoim końcu, naprzeciw nasuwki ślizgowej, złącze rurowe które podobnie może mieć postać złączki rurowej zaciskowej albo złączki rurowej śrubowej.

Część zewnętrznej tulei, która nie jest poddawana czynnikowi przepływającemu, w przewodzie pozostaje wolna od ciśnienia, zaś tuleja zewnętrzna ma wiele otworów, które są rozmieszczone na jej obwodzie, oraz przez które powietrze może uwolnić się, gdy odcinek elementu rurowego jest wymieniany. Otwory mają korzystnie postać dziur.

Urządzenie według wynalazku, ma wszystkie pasowania i powierzchnie ślizgające się blisko siebie pokryte powłoką chroniącą przed zabrudzeniem. Powłoka tego rodzaju jest bardzo ważna, ponieważ w ten sposób, można niezawodnie uniknąć tworzenia się tak zwanego zanieczyszczonego tlenku cynku, który występuje w wyniku galwanizacji rury.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku na którym, fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny urządzenia według wynalazku, w położeniu centralnym, fig. 2 urządzenie z fig. 1 w jego pierwszym położeniu końcowym, oraz fig. 3 przedstawia urządzenie z fig. 1 w jego drugim poł o żeniu koń cowym.

Figury pokazują ten sam przedmiot, a mianowicie urządzenie według wynalazku, w położeniu środkowym (fig. 1), w przedłużonym położeniu końcowym (fig. 2) oraz w wycofanym położeniu końcowym (fig. 3).

Urządzenie składa się z pierwszego elementu rurowego 1, którego jeden koniec jest wzmocniony przez kołnierz 2, a wokół jego obwodu jest usytuowany pierścień 3, w przybliżeniu w jego środku. W korzystnym przykładzie wykonania, pierścień 3 jest nakręcony na element rurowy 1, zaś w tym celu element rurowy 1 zawiera w pożądanym miejscu odpowiedni gwint zewnętrzny (niepokazany bardziej szczegółowo). Pierścień 3 ma gwint wewnętrzny.

Element rurowy 1 jest następnie usytuowany ze swoim końcem mającym kołnierz 2 w nasuwce ślizgowej 4, która z kolei jest połączona z zewnętrzną tuleją 5, której wewnętrzna średnica odpowiada zewnętrznej średnicy pierścienia 3, oraz której koniec oddalony od nasuwki ślizgowej 4 ma otwór, w który wchodzi element rurowy 1. Pierścieniowa przestrzeń utworzona pomiędzy pierścieniem 3 oraz

PL 212 450 B1 górnym końcem zewnętrznej tulei 5 jest połączona z cieczą w rurociągu przez otwory 6, które są rozmieszczone jednolicie na obwodzie elementu rurowego 1.

Ponieważ z jednej strony czołowa powierzchnia pierścieniowa kołnierza 2 ma pierwszą powierzchnię Fj. wewnątrz nasuwki ślizgowej 4, kształt pierścienia 3 oraz zewnętrznej tulei 5 jest wybrany tak, że ciśnieniowa powierzchnia pierścieniowa pierścienia 3, oznaczona jako powierzchnia F₂, ma dokładnie taki sam rozmiar co pierścieniowa powierzchnia Fj, aby umożliwić kompensację ciśnienia w kierunku osiowym, dla dowolnego pożądanego położenia elementu rurowego 1 względem nasuwki ślizgowej 4. Ten środek może niezawodnie zapobiec zwiększeniu się ciśnienia osiowego dodawanego na jednej stronie.

W korzystnym przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1, końce przewodów szybowych, które są oznaczone powyżej jako Ej oraz poniżej jako E2 mają złączki rurowe.

Na górny koniec elementu rurowego 1 jest nakręcona złączka rurowa 7, która ma kształt wkładki, w przypadku przedstawionym na rysunku, oraz odpowiada końcówce, ukształtowanej jako nasuwka, przewodu szybowego Ej. Złączka rurowa 7 ma w tym zakresie stosunkowo długi kołnierz 8 złączki rurowej, w którym jest wykonane połączenie śrubowe z końcem elementu rurowego 1 za pomocą gwintu (nieopisywanego dalej). W przypadku przedstawionym na rysunku, dwie złączki rurowe 7 i E są trzymane razem przez złącze zaciskowe 9.

Pod nasuwką ślizgową 4 znajduje się element łączący 10, którego wewnętrzna średnica odpowiada średnicy rurociągu oraz ma na swoim końcu średnicę odpowiadającą średnicy wewnętrznej nasuwki ślizgowej 4, oraz który wystaje do wewnątrz wymienionej nasuwki ślizgowej 4. Element łączący 10 ma kołnierz 11 na swoim górnym końcu, zaś nasuwka ślizgowa 4 ma kołnierz 12 na swoim dolnym końcu, które to kołnierze 11 i 12 są połączone razem przez zaciskowe złącze rurowe 13. Dolny koniec elementu łączącego 10 zawiera podobnie złączkę rurową, w korzystnym przykładzie wykonania przedstawioną na rysunku z tuleją 14, do której jest wprowadzony koniec E2, ukształtowany jako wkładka dolnej sekcji rurociągu, przy czym dwa kołnierze tych części są połączone przez zacisk 15.

Aby pierścieniowa przestrzeń pod pierścieniem 3 pozostawała wolna od ciśnienia, w każdym przypadku, nawet podczas przemieszczeń osiowych urządzenia, zastosowano wiele otworów 16, które są rozmieszczone na obwodzie zewnętrznej tulei 5, aby zapewnić odpowiedni wlot i wylot powietrza.

Aby ułatwić montaż i demontaż, kołnierz mający gwint wewnętrzny, zewnętrznej tulei 5 oraz kołnierz 8 złączki rurowej, jak również pierścień 3 na swojej stronie zewnętrznej mają ślepe otwory 17, które są rozmieszczone na obwodzie i w które mogą być włożone odpowiednie narzędzia, aby przyłożyć potrzebny moment obrotowy.

Co najmniej jedno uszczelnienie jest usytuowane uniwersalnie pomiędzy dwiema częściami łączącymi się ze sobą, w odpowiednich rowkach. Te uszczelnienia mają korzystnie postać pierścieni uszczelniających o przekroju okrągłym oraz wskazane jest, aby powiązane z nimi rowki były hartowane powierzchniowo.

Sam przewód szybowy może być zawieszony na wsporniku K i następnie wisieć swobodnie przez około 100 m, aby następnie otworzyć się na następne urządzenie do kompensowania zmiany długości, które zamocowane do rury ciśnieniowej jest z kolei połączone z odpowiednim wspornikiem. Długość 100 m służy tutaj jedynie jako przykład, oczywiście może to być tylko 50 m albo nawet mniej, lub być może również 110 m. Użycie urządzenia według wynalazku oznacza również, że przewód szybowy już nie musi być mocowany do ściany każdą rurą albo co drugą rurą, ponieważ tam, gdzie występuje ciśnienie osiowe, które jest odpowiednio kompensowane, możliwe jest zapobieganie wyboczeniom przewodu.

Zamiast złączy rurowych z zaciskami, pokazanych na rysunku, oczywiście możliwe jest również użycie innych połączeń śrubowych wysokociśnieniowych. Teoretycznie możliwe jest również bezpośrednie przyspawanie urządzenia do rurociągów oraz wyeliminowanie złączy rurowych. Jednakże, ze względu na przedziały konserwacyjne, to nie wydaje się właściwe, ponieważ pierścienie uszczelniające 18, w szczególności znajdujące się w urządzeniu, mogą ulegać zużyciu przez wysokie ciśnienie transportowanej cieczy i muszą dlatego być wymienne.

Fig. 2 pokazuje urządzenie według wynalazku w stanie przedłużonym, co odpowiada skróconej górnej sekcji rurociągu. Również w tym położeniu końcowym, dwie pierścieniowe powierzchnie £1 i £2 są poddawane ciśnieniu czynnika przepływającego tak, że górny rurociąg może być wydłużany w prosty sposób, wolny od ciśnienia.

Na fig. 3 pokazane jest położenie przeciwnego końca, co nigdy nie może występować w czasie normalnej pracy, ponieważ w tym przypadku dolna pierścieniowa powierzchnia £1 styka się z odpowiednią pierścieniową powierzchnią elementu łączącego 10 i w ten sposób nie znajduje się dłużej pod

PL 212 450 B1 działaniem ciśnienia. Dlatego też, ustalając rozmiary urządzenia według wynalazku, należy zawsze zapewnić dostateczną rezerwę. W rozwiązaniu alternatywnym byłoby również możliwe ukształtowanie górnej pierścieniowej powierzchni elementu łączącego 10 tak, aby była stożkowa, aby pierścieniowa powierzchnia Fi była poddawana działaniu ciśnienia również w swoim położeniu końcowym.

Claims (16)

1. Urządzenie do łączenia przewodów rurowych, zwłaszcza rurociągów wysokiego ciśnienia, znamienne tym, że zawiera element rurowy (1) z kołnierzem (2) mającym czołową powierzchnię pierścieniową (Fi), przy czy element rurowy (1) jest otoczony pierścieniem (3), oraz zawiera nasuwkę ślizgową (4), o średnicy wewnętrznej odpowiadającej średnicy zewnętrznej kołnierza (2), przy czym jeden koniec nasuwki ślizgowej (4) ma otwór, w którym jest umieszczony element rurowy (1), zaś kołnierz (2) jest osadzony przesuwnie osiowo w nasuwce ślizgowej (4), do której jest zamocowana zewnętrzna tuleja (5), usytuowana wokół elementu rurowego (1) oraz pierścienia (3), przy czym wewnętrzna średnica zewnętrznej tulei (5) odpowiada zewnętrznej średnicy pierścienia (3), zaś wnętrze tulei (5) jest połączone z wnętrzem przewodu przez co najmniej jeden otwór w elemencie rurowym (1), przy czym pierścień (3) stanowi ciśnieniową powierzchnię pierścieniową (F₂), która ma ten sam rozmiar co powierzchnia pierścieniowa (FJ.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej jeden przelot w elemencie rurowym (1) ma postać wielu otworów (6) rozmieszczonych na obwodzie.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zewnętrzna tuleja (5) jest skręcona razem z nasuwką ślizgową (4).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścień (3) jest skręcony razem z elementem rurowym (1).

5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że element rurowy (1) ma złączkę rurową (7) osadzoną na swoim końcu przeciwległym do kołnierza (2), przy czym urządzenie jest usytuowane pomiędzy dwoma końcami przewodów (E1 E₂) które zawierają złącza rurowe.

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że złączka rurowa (7) ma długi kołnierz (8) i jest skręcona razem z końcem elementu rurowego (1).

7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zewnętrzna tuleja (5), pierścień (3) oraz/albo kołnierz (8) złączki rurowej (7), mają ślepe otwory (17), rozmieszczone jednolicie na ich obwodzie zewnętrznym.

8. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że nasuwka ślizgowa (4) ma na swoim otwartym końcu element łączący (10), którego wewnętrzna średnica odpowiada średnicy rurociągu, przy czym element łączący (10) wystaje do wewnątrz nasuwki ślizgowej (4).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że element łączący (10) ma kołnierz (11) i nasuwka ślizgowa (4) ma kołnierz (12), przy czym element łączący (10) oraz nasuwka ślizgowa (4) są połączone razem poprzez zaciskowe złącze rurowe (13).

10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że element łączący (10) ma na swoim końcu, przeciwległym do nasuwki ślizgowej (4), złącze rurowe (14), przy czym urządzenie jest usytuowane pomiędzy dwoma końcami (E1 E₂) przewodów mających złącza rurowe, oraz ma elementy łączące na powierzchniach czołowych.

11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zewnętrzna tuleja (5) ma wiele otworów rozmieszczonych na jej obwodzie.

12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że otwory (16) są przelotowe.

13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera wiele rowków oraz co najmniej jedno uszczelnienie, które jest umieszczone w rowkach.

14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że uszczelnienie ma postać pierścienia (18) uszczelniającego o przekroju okrągłym.

15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że rowki są hartowane powierzchniowo.

16. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma powłoki chroniące przed zabrudzeniem usytuowane na wszystkich powierzchniach pasowania i ślizgających.