PL69457Y1 - Kształtka zgrzewana dorur ztworzyw sztucznych - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest kształtka zgrzewana do rur z tworzyw sztucznych, a zwłaszcza do rur wielowarstwowych z warstwą aluminium, służąca do łączenia rur wykorzystywanych w ramach instalacji do przesyłania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, ciepłej wody oraz instalacji centralnego ogrzewania.

Rury z tworzyw sztucznych stosuje się szeroko w przemyśle, ale i w gospodarstwach domowych. W stosunku do rur stalowych charakteryzują się większą gładkością oraz lepszą odpornością na działanie mediów agresywnych, przy gorszych własnościach mechanicznych. Niezmiernie ważnym zagadnieniem jest zapewnienie łatwego, ale zarazem zapewniającego trwałość i szczelność łączenia odcinków rur oraz ich przyłączanie do różnego rodzaju instalacji wodnych, wodno-kanalizacyjnych czy grzewczych.

Znanych jest wiele rodzajów kształtek służących do łączenia rur z tworzyw sztucznych przy użyciu zróżnicowanych sposobów zgrzewania. Na przykład z opisu wynalazku PL 177 944 znana jest kształtka wykorzystywana do łączenia rur z tworzywa termoplastycznego poprzez zgrzewanie kielichów rur, z wkładanymi w otwór kielicha końcami rur i tworzywa sztucznego, przy czym zgrzewane obszary kielichów i rur stapia się w wyniku dostarczenia ciepła przy użyciu spirali grzejnej, gdzie w obszarze zgrzewania wytwarza się docisk, po czym po zakończeniu właściwego procesu zgrzewania zgrzany kielich jest chłodzony. Łączenie obejmuje zewnętrzny obwód końca rury zgrzewanej z wewnętrznym obwodem kielicha kształtki.

Znana jest również z europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0 253 966 A1 kształtka z tworzywa termoplastycznego, która 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 być na części swej długości odkształcona wzdłuż promienia, co pozwala na zaciśnięcie kształtki przed rozpoczęciem zgrzewania na końcu rury, przy użyciu prostych środków mocujących i niewielkich sił. Właściwy proces zgrzewania może być wówczas prowadzony z użyciem lub bez użycia przyrządu mocującego do kierowanego zgrzewania końców rur z kształtkami. W praktyce stosowania takich, jak również innych dotychczas znanych kształtek do łączenia rur z tworzyw sztucznych można było zidentyfikować szereg niekorzystnych zjawisk takich jak: - miejscowe (niekontrolowane) przewężenie przekroju na końcu rury wsuniętej do kielicha, spowodowane zbyt długim nagrzewaniem łączonych elementów, co przy wsuwaniu rury do kielicha powoduje zepchnięcie nadmiernych ilości tworzywa ze ścianek rury i kielicha, i skutkuje nieokreślonością poziomu oporu miejscowego; - przy łączeniu rur wielowarstwowych z warstwą metalową nadmierne nagrzanie końcówki rury w procesie łączenia kształtki może prowadzić do ściągnięcia całego tworzywa z końcówki rury, aż do poziomu warstwy metalowej, co uniemożliwia dokonanie skutecznego zgrzania kształtki z rurą; - przy łączeniu rur wielowarstwowych z warstwą metalową stosowane dotychczas metody zgrzewania i używane do łączenia rur kształtki mogą prowadzić do rozwarstwienia się warstw rury wewnątrz kształtki, co przekłada się na zniszczenie na nieokreślonym odcinku konstrukcji rury wielowarstwowej a w efekcie gwałtownego spadku wytrzymałości (naprężenia) obwodowego i pęknięcia rury.

Kształtka zgrzewana do rur z tworzyw sztucznych według wzoru pozwala na eliminację wymienionych powyżej niedogodności. W szczególności kształtka zgrzewana według wzoru eliminuje występujące często w praktyce miejscowe (niekontrolowane) przewężenie przekroju na końcu rury wsuniętej do kielicha, spowodowane zbyt długim nagrzewaniem łączonych elementów. Nie występują uskoki, które mogłyby wywoływać dodatkowe opory w przepływie przez kształtkę. Nadto przy rurach wielowarstwowych z warstwą metalową wyeliminowana jest możliwość ściągnięcia całego tworzywa z warstwy metalowej, ponieważ podstawowe łączenie występuje na powierzchni wewnętrznej rury gdzie grubość ścianki z tworzywa jest wielokrotnie większa niż na warstwie zewnętrznej. Oprócz tego przy rurach wielowarstwowych z warstwą metalową wyeliminowana jest możliwość rozwarstwienia, bowiem ciśnienie przesyłanego medium w żaden sposób nie jest przenoszone na przekrój rury (powierzchnię czołową). Podstawową cechą i zaletą kształtki zgrzewanej według wzoru jest to, że zapewnia dodatkowe uszczelnienie i wzmocnienie połączenia, gdyż końcówka rury nagrzewana i zgrzewana jest zarówno od zewnątrz, jak i od środka. Kształtka zgrzewana do rur z tworzyw sztucz- nych według wzoru charakteryzuje się tym, że co najmniej jedna z końcówek kształtki wyposażona jest w kielich z uformowanym wewnątrz trzpieniem, posiadającym wewnętrzny kanał przepływowy, gdzie pomiędzy zewnętrzną płaszczyzną trzpienia a ścianą kielicha uformowana jest szczelina montażowa, z dedykowaną szczeliną powietrzną. Średnica wewnętrzna kanału przepływowego korpusu kształtki została tak dobrana aby grubość ścianki wylotu kanału przepływowego kształtki wsuwanej do rury była równa grubości ścianki rury. Długość nagrzewanego odcinka kształtki, jak również głębokość wsunięcia nagrzanego odcinka rury w kształtkę dobrano tak aby zapewnić właściwą wytrzymałość połączenia oraz spełnienie wymaganych norm. Głębokość szczeliny montażowej jest dobrana w taki sposób w stosunku do długości nagrzewanego odcinka rury, aby po umieszczeniu nagrzanej końcówki rury w szczelinie montażowej, na końcu szczeliny montażowej pozostała dedykowana przestrzeń (szczelina powietrzna), w której odkłada się nadmiar tworzywa oraz resztki niewypchniętego w procesie łączenia powietrza. Ma to znaczenie dla zapewnienia trwałości i szczelności połączenia, gdyż eliminuje ryzyko wypychania łączonej rury w wyniku reakcji sprężonego w procesie wciskania rury do szczeliny montażowej powietrza, przy jednoczesnym zagwarantowaniu zachowania wymagań wynikających z normy EN ISO 22391-3:2009 w zakresie wymiarów kielicha kształtki w odniesieniu do nagrzewanej długości kielicha kształtki oraz długości nagrzewanego odcinka rury, bez potrzeby zaopatrywania kształtki w dodatkowe elementy mocujące czy uszczelniające. W przykładzie wykonania obie końcówki korpusu kształtki są wyposażone w uformowany wewnętrzny trzpień (3) z kanałem przepływowym (6), jednakże kształtka według wzoru może posiadać jedną lub więcej takich końcówek, zależnie od potrzeb i zastosowania, jak również jedna z końcówek może być wyposażona w metalowy element łączący/gwintowany. Możliwe są również kształtki według wzoru, gdzie trzpień nie wystaje poza obrys kielicha. Kształtka według wzoru może mieć postać kolanka, mufy albo trójnika.

Kształtka zgrzewana według wzoru jest uwidoczniona na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia w przekroju kształtkę, która ma być połączona z rurą, gdzie w jednej z końcówek korpusu kształtki uwidoczniona końcówka rury umieszczona jest w szczelinie montażowej.

Kształtka według wzoru przedstawiona na fig. 1 składa się z korpusu (1) z końcówkami, które są wyposażone w uformowany wewnątrz trzpień (3) z kanałem przepływowym (2), gdzie pomiędzy zewnętrzną powierzchnią trzpienia (3) a wewnętrzną powierzchnią kielicha (4) uformowana jest szczelina montażowa (5), wraz z dedykowaną szczeliną powietrzną (6). W kształtce według wzoru jak zaprezentowano na fig. 1, trzpień (3) wystaje poza obrys kielicha (4), wykonana średnica nominalna kształtki wynosi 16 mm (L), szerokość szczeliny montażowej (5) w przykładzie wykonania wynosi 1,2-1,8 mm (S), a jej głębokość 9,7 mm (D), a w szczelinie montażowej jednej z końcówek kształtki umieszczona jest rura.

Dla połączenia kształtki według wzoru z rurą konieczne jest odpowiednie nagrzanie powierzchni, które mają być połączone. W przypadku kształtki nagrzewane są dwie płaszczyzny: wewnętrzna kielicha (4), oraz zewnętrzna trzpienia (3). Również rura, która ma być połączona nagrzewana jest na dwóch powierzchniach, to jest na zewnątrz i wewnątrz. W przykładzie wykonania średnica nominalna kształtki wynosi 16 mm (L), gdzie minimalna nagrzewana długość powierzchni trzpienia (3) wynosi 10,8 mm, a minimalna długość nagrzewanego odcinka rury o średnicy 16 mm wynosi 9,8 mm. Nagrzewanie kształtki oraz rury, które mają być połączone dokonywane jest na nasadkach grzewczych dopasowanych do średnicy łączonych elementów, w przedziale temperatur pomiędzy 240 a 260 stopni Celsjusza, w czasie około 5 sekund. Niezwłocznie po nagrzaniu rura wciskana jest, aż do oporu w szczelinę montażową (5). Szerokość szczeliny montażowej (5) w przykładzie wykonania wynosi 1,2-1,8 mm, a jej głębokość 9,7 mm. Po wciśnięciu rury do szczeliny montażowej (5), jak uwidoczniono w przykładzie wykonania na fig. 1 w dedykowanej szczelinie powietrznej (6) gromadzony jest naddatek tworzywa ściągnięty mechanicznie podczas wciskania rury cło szczeliny montażowej (5) oraz resztki sprężonego powietrza, które zostało niewypchnięte. Dla zapewnienia trwałości i szczelności połączenia kształtki z rurą konieczne jest aby po wciśnięciu rury do szczeliny montażowej (5), oba elementy utrzymać w całkowitym bezruchu około minuty. Całkowity czas stygnięcia połączonych elementów to około 10 minut. W przypadku kształtek oraz rur o innych średnicach minimalna długość nagrzewanych odcinków rur, długość nagrzewanej powierzchni kielicha (4) oraz trzpienia (3) odpowiadają normom EN ISO 22391-3:2009. Średnica przelotowa kanału przepływowego (2) odpowiada normie PN EN 1254-8:2013.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia ochronne

   1. Kształtka zgrzewana do rur z tworzyw sztucznych wielowarstwowych lub jednorodnych, składająca się z korpusu z końcówkami, znamienna tym, że co najmniej jedna z końcówek kształtki (1) wyposażona jest w kielich (4) z uformowanym wewnątrz trzpieniem (3), posiadającym wewnętrzny kanał przepływowy (2), gdzie pomiędzy zewnętrzną płaszczyzną trzpienia (3) a ścianą kielicha (4) uformowana jest szczelina montażowa (5), wraz z dedykowaną szczeliną powietrzną (6).
2. 2. Kształtka zgrzewana według zastrz. 1, znamienna tym, że trzpień (3) wystaje poza obrys kielicha (4).
3. 3. Kształtka zgrzewana według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienna tym, że co najmniej jedna z końcówek kształtki (1) zakończona jest metalowym elementem łączącym/gwintowanym.