PL240355B1

PL240355B1 - Złącze kołnierzowe do rur

Info

Publication number: PL240355B1
Application number: PL428210A
Authority: PL
Inventors: Bogdan Tymkiewicz
Original assignee: Radiatym Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2022-03-21
Also published as: PL428210A1

Description

PL 240 355 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest złącze kołnierzowe do rur w szczególności złącze kołnierzowe szyjkowe do rurociągów elastycznych.

Znane są łącza kołnierzowe stosowane do łączenia rurociągów. Łącza kołnierzowe są jednymi z najszerzej stosowanych w przemyśle, przede wszystkim do łączenia odcinków rurociągów, zaworów oraz armatury, ale także do połączeń z wężami elastycznymi. Przyłącza kołnierzowe najczęściej są przyspawane do rur rurociągu.

Z opisu wzoru użytkowego W.101524 znane jest złącze kołnierzowe elastycznych przewodów rurowych. Przedmiotem wzoru użytkowego jest końcówka złączna wielkośrednicowych elastycznych przewodów gumowo-tkaninowych do transportu górniczej podsadzki hydraulicznej, eliminująca wielosegmentowość złącza, utrudniającego kopalniane prace montażowe oraz zapewniające wysoką wytrzymałość i szczelność złącza, pozwalające na stosowanie podwyższonych ciśnień medium. Złącze stanowi metalowa tuleja z czołowym pierścieniem osadzona w strukturze przewodu pomiędzy tkaninowym oplotem a zewnętrzną warstwą przez wulkanizację. Koniec przewodu od strony zewnętrznej jest wywinięty na pierścień, a jego koniec osadzony jest w obwodowym czołowym gnieździe i ukształtowany w płaski uszczelniający pierścień w tym samym procesie wulkanizacji. Złącze ma osadzony na pierścieniu znany pierścieniowy złączny kołnierz do łączenia poszczególnych odcinków przewodu.

Z opisu wynalazku PAT.189569 znane jest złącze kołnierzowe rurociągów i armatury wyposażone, w zaopatrzone w płaskie przylgi kołnierze, przyspawane do rurociągu, znamienne tym, że linia przekroju poprzecznego przylgi kołnierza jest pochylona w stosunku do jego osi tworząc z krawędzią otworu kołnierza szczelinę, przy czym pochylenie linii przekroju poprzecznego przylgi zawiera się w przedziale 1 : 25 do 1 : 100.

Z opisu wzoru użytkowego W.096465 znane jest złącze kołnierzowe, zwłaszcza komina stalowego, które rozwiązuje problem zwiększenia trwałości płaszcza komina stalowego w obrębie złącz kołnierzowych poszczególnych segmentów. Złącze charakteryzuje się tym, że kołnierze i żebra objęte są obudową. Przestrzeń obudowy wypełniona jest pianką poliuretanową. Obudowa jest dzielona w płaszczyźnie kołnierzy i skręcona na kołnierzach śrubami.

Z opisu zgłoszenia wzoru użytkowego W.126304 znane jest złącze kołnierzowe do rur o znacznej średnicy charakteryzujące się tym, że płaski kołnierz zawierający otwory do mocowania łączenia kołnierzy posiada umieszczony centralnie otwór o dwóch rozmiarach średnicy, przy czym otwór od strony przylgi posiada większą średnicę, gdzie w otworze umieszczona jest tuleja zaciskowa o wysokości większej niż grubość płaskiego kołnierza i której zewnętrzna średnica dopasowana jest do otworu, przy czym na zewnętrznej powierzchni tulei zaciskowej na wysokości zasadniczo odpowiadającej połowie wysokości kołnierza znajduje się uszczelnienie w formie O-ringu i dalej na zewnętrznej powierzchni tulei zaciskowej na wysokości odpowiadającej górnej krawędzi płaskiego kołnierza znajduje się nacięcie, w którym umieszczony jest pierścień blokujący, natomiast wewnętrzna powierzchnia tulei zaciskowej jest rozwinięta w formie zębów, i w tuleję zaciskową wsunięta jest rura, wewnątrz której wsunięta jest tuleja rozciskowa o rozwiniętej powierzchni zewnętrznej, przy czym tuleja rozciskowa ma wysokość większą niż płaski kołnierz i zasadniczo zbliżoną do wysokości tulei zaciskowej.

W przypadku stosowania złącza kołnierzowego dla rur elastycznych w szczególności rur z PE dla łączenia rury z kołnierzem stosuje się rozwiązanie polegające na dospawaniu do płaskiej przylgi tulei, na którą nasuwa się przewód elastyczny.

W przypadku rur o znacznej średnicy problemem technicznym są naprężenia wynikające z pracy rury prostopadle do powierzchni kołnierza. Rozwiązanie według wynalazku rozwiązuje ten problem poprzez wsunięcie rury bezpośrednio w element płaskiego kołnierza i jej rozcisk oraz zastosowanie tulei usztywniającej samo połączenie rury z kołnierzem bez stosowania spawów.

Złącze kołnierzowe do rur według wynalazku zawierające kołnierz zawierający otwory do mocowania łączenia kołnierzy posiada umieszczony centralnie otwór o średnicy zasadniczo odpowiadającej zewnętrznej średnicy wsuwanej w kołnierz rury, przy czym otwór na grubości kołnierza rozszerza się w stronę przylgi i posiada rozwiniętą powierzchnię na wewnętrznej płaszczyźnie, a wewnątrz otworu umieszczone jest zakończenie rury, przy czym wewnątrz rury wsunięta jest tuleja rozciskowa o powierzchni zewnętrznej rozwiniętej w formie zębów, charakteryzuje się tym, że wysokości zęba początkowego na tulei rozciskowej ustala się jako wynik 0,15 4- 0.25 * grubości ścianki rury, a wysokości zęba końcowego ustala się jako wynik 0,05 4- 0,10 * grubości ścianki rury, przy czym suma wysokości wszystkich zębów na tulei wynosi minimum 50% grubości ścianki rury, a odległość rury z tworzywa w obszarze

PL 240 355 B1 rozciskanym pomiędzy dnami zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej wynosi co najmniej 80% grubości ścianki rury, przy czym długość odcinka prowadzącego tulei rozciskowej wynosi minimum 30% grubości ścianki rury (3).

Alternatywnie tuleja rozciskowa jest u podstawy rozkielichowana w taki sposób, że opiera się o krawędź podstawy kołnierza i nie wystaje poza podstawę kołnierza.

Alternatywnie kołnierz ma uformowaną szyję o średnicy zasadniczo odpowiadającej zewnętrznej średnicy wsuwanej w kołnierz rury.

Korzystnie, gdy wysokości zęba początkowego (Zp) ustala się jako wynik 0,15 4- 0,25 * grubości ścianki rury, a wysokości zęba końcowego kołnierza (Zk) ustala się jako wynik 0,05 4- 0,10 * grubości ścianki rury, przy czym suma wysokości wszystkich zębów na kołnierzu wynosi minimum 50% grubości ścianki rury, przy czym kąt stożka rozciskowego kołnierza szyjkowego jest równy kątowi stożka rozciskowego tulei rozciskowej, a odległość rury z tworzywa w obszarze rozciskanym pomiędzy dnami zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej wynosi co najmniej 80% grubości ścianki rury, przy czym długość odcinka prowadzącego tulei rozciskowej wynosi minimum 30% grubości ścianki rury.

Korzystnie, gdy wysokości zębów tulei rozciskowej dobierane są na odcinku długość kołnierza szyjkowego według tej samej zasady jak w przypadku zębów kołnierza szyjkowego. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku, na którym:

Fig. 1 - przedstawia przekrój złącza,

Fig. 2 - przedstawia przekrój złącza z kołnierzem płaskim i z rozkielichowana tuleją rozciskową,

Fig. 3a i 3b - przedstawiają zbliżenie na powierzchnie łącza z wymiarami dla konkretnego przykładu wykonania przy kołnierzu z szyjką.

Zastosowane oznaczenia mają następujące znaczenie:

- kołnierz

- otwór w tulei

- rura z tworzywa (w tym przypadku PE100 lub PE100 RC)

- otwór wewnątrz rury

- tuleja rozciskowa

- kielichowe rozszerzenie tulei

Lk - długość kołnierza szyjkowego (główny obszar rozciskany)

Lr - odcinek prowadzący tulei rozciskowej g - grubość ścianki rury z tworzywa g’ - odległość w obszarze rozciskanym pomiędzy dnem zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej

Zp - wysokość zęba początkowego

Zk - wysokość zęba końcowego

Zn, Zn+1, Zn+ ... - wysokości zębów pośrednich α - kąt stożka rozciskowego kołnierza β - kąt stożka rozciskowego tulei rozciskowej

Ustalenie wielkości zębów i wysokości połączenia następuje według następujących założeń wysokości zęba początkowego i końcowego kołnierza.

Zp = 0,15 + 0,25 * g

Zk = 0,05 + 0,10 * g

Suma wysokości wszystkich zębów wynosi minimum 50% grubości ścianki rury z tworzywa.

ΣZ = Zp + Zk + Zn + Zn + ... = min. 0,5 * g

Kąt stożka rozciskowego kołnierza jest równy kątowi stożka rozciskowego tulei rozciskowej.

α = β

Odległość rury z tworzywa w obszarze rozciskanym pomiędzy dnami zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej wynosi minimum 80% grubości rury.

g’ = min. 0,8 * g

Długość odcinka prowadzącego tulei rozciskowej wynos min. 30% grubości ścianki rury g.

Claims

PL 240 355 B1

Lr = min. 0,3 * g

Wysokości zębów tulei rozciskowej dobierane są na odcinku Lk wg takiej samej zasady jak w przypadku zębów kołnierza szyjkowego.

Figura 2 przedstawia przykład realizacji, gdzie tuleja rozciskowa 5 zakończona jest kielichowym 6 rozszerzeniem blokującym dodatkowo rurę 3 w kołnierzu 1.

Figura 3 przedstawia przykład realizacji dla połączenia PE-Stal 200-200 przy rurze z tworzywa PE100 RC DN200 o g = 18,2 mm.

Dla takiego połączenia ustalono następujące parametry złącza:

Lk = 62 mm

Lr = 58 mm

Zp = 3,3 mm = 18,1 % (g)

Zk = 0,8 mm = 4,4 % (g)

ΣΖ = 3,3 + 2,9 + 2,5 + 2,1 +1,7 + 1,3 + 0,9 + 0,8 + 0,8 = 16,3 mm α = 3° β = 3° g’ = 17,4 mm = 95,6% (g)

Lr = 58 mm

Podany przykład realizacji nie wyczerpuje możliwości zastosowana wynalazku.

Zastrzeżenia patentowe

1. Złącze kołnierzowe do rur zawierające kołnierz (1) zawierający otwory do mocowania łączenia kołnierzy posiada umieszczony centralnie otwór (2) o średnicy zasadniczo odpowiadającej zewnętrznej średnicy wsuwanej w kołnierz rury (3), przy czym otwór na grubości kołnierza rozszerza się w stronę przylgi i posiada rozwiniętą powierzchnię na wewnętrznej płaszczyźnie, a wewnątrz otworu (4) umieszczone jest zakończenie rury, przy czym wewnątrz rury wsunięta jest tuleja rozciskowa (5) o powierzchni zewnętrznej rozwiniętej w formie zębów, znamienne tym, że wysokości zęba początkowego na tulei rozciskowej ustala się jako wynik 0,15 4- 0,25 * grubości ścianki rury (3), a wysokości zęba końcowego ustala się jako wynik 0,05 4- 0,10 * grubości ścianki rury (3), przy czym suma wysokości wszystkich zębów na tulei wynosi minimum 50% grubości ścianki rury (3), a odległość rury z tworzywa w obszarze rozciskanym pomiędzy dnami zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej wynosi co najmniej 80% grubości ścianki rury (3), przy czym długość odcinka prowadzącego tulei rozciskowej wynosi minimum 30% grubości ścianki rury (3).
2. Złącze według zastrz 1 znamienne tym, że tuleja rozciskowa (5) jest o podstawy rozkielichowana w taki sposób, że opiera się o krawędź podstawy kołnierza (1) i nie wystaje poza podstawę kołnierza.
3. Złącze według zastrz. 1 lub 2 znamienne tym, że kołnierz (1) ma uformowaną szyję o średnicy zasadniczo odpowiadającej zewnętrznej średnicy wsuwanej w kołnierz rury.
4. Złącze kołnierzowe według zastrz. od 1 do 3 znamienne tym, że wysokości zęba początkowego (Zp) ustala się jako wynik 0,15 4- 0,25 * grubości ścianki rury (3), a wysokości zęba końcowego kołnierza (Zk) ustala się jako wynik 0,05 4- 0,10 * grubości ścianki rury (3), przy czym suma wysokości wszystkich zębów na kołnierzu wynosi minimum 50% grubości ścianki rury (3), przy czym kąt stożka rozciskowego kołnierza szyjkowego (1) jest równy kątowi stożka rozciskowego tulei rozciskowej (5), a odległość rury z tworzywa w obszarze rozciskanym pomiędzy dnami zębów kołnierza oraz szczytem zębów tulei rozciskowej wynosi co najmniej 80% grubości ścianki rury (3), przy czym długość odcinka prowadzącego tulei rozciskowej wynosi minimum 30% grubości ścianki rury (3).
5. Złącze według zastrz. 3 lub 4 znamienne tym, że wysokości zębów tulei rozciskowej dobierane są na odcinku długość kołnierza szyjkowego według tej samej zasady jak w przypadku zębów kołnierza szyjkowego.