SE410506B

SE410506B - SEALING RING FOR TUBE

Info

Publication number: SE410506B
Application number: SE7803870A
Authority: SE
Inventors: N-E Bohman
Original assignee: Forsheda Gummifabrik Ab
Priority date: 1978-04-06
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1979-10-15
Also published as: SE7803870L

Description

15 -20 25 30 35 40 7303870-0 Eftersom den enligt uppfinningen aktuella typen av rör ofta används utomhus för vattenledningar, har det också varit ett problem att hålla ändpartiet på det rör, som skall inskjutas i en tötníngsring ren från smuts och främ- mande föremål speciellt som monteringsarbetet många gånger nödvändigtvis måste ske utomhus under besvärliga förhållanden. Detta har ofta lett till att främmande föremål förts med det inre röret in i tätningsringen, vari- genom ofta läckage har kunnat uppstå. Since the type of pipe in question is often used outdoors for water pipes, it has also been a problem to keep the end portion of the pipe to be inserted into a sealing ring free of dirt and foreign matter. objects especially as the assembly work often often has to take place outdoors under difficult conditions. This has often led to foreign objects being carried with the inner pipe into the sealing ring, through which leakage has often been able to occur.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en tötningsring av inledningsvis nämnt slag, vilken är utformad på ett sådant sätt att de ovan nämnda nackdelarna hos tidigare kända tötningsringar elimineras.The object of the present invention is to provide a sealing ring of the kind mentioned in the introduction, which is designed in such a way that the above-mentioned disadvantages of previously known sealing rings are eliminated.

Detta ändamål tillgodoses medelst en tätningsring, vilken har en för tätande anlíggning mot spårets botten anordnad huvuddel av högelastiskt material och ett radiellt inåtriktat, i ett stycke med huvuddelen utformat tätningsparti, vilket är anordnat att tätande ingripa med det inre röret, och vilken tät- ningsring vidare innefattar en av halvstelt eller stelt material bestående hållarring, varvid tätningsringen enligt uppfinningen kännetecknas av att tätningspartiet och ett i ett stycke med tötningsringens huvuddel utformat, radiellt inåtriktat utsprång med avsevärt mindre radiell utsträckning än tätníngspartiet är anordnade vid motsatta kantpartiet av tätningsringen för att mellan sig bilda ett spår, vilket upptar hållarringen, och att tätnings- ringen är anordnad att anbringas så i spåret, att det inre röret under in- föringen i det yttre röret först ingriper med det inåtriktade utsprånget för att vika detta över ett kantparti av hållarringen och därmed fixera denna och tätningsringen i spåret i ändamål att hindra lägesförändring av tätnings- ringen, då det inre röret vid den fortsatta införingen i det yttre röret kommer till ingrepp med tätningspartiet.This object is achieved by means of a sealing ring, which has a main part of highly elastic material arranged for sealing abutment against the bottom of the groove and a radially inwardly directed, in one piece with the main part formed sealing portion, which is arranged to seal sealingly with the inner tube, and which sealing ring further comprising a retaining ring consisting of semi-rigid or rigid material, the sealing ring according to the invention being characterized in that the sealing portion and a radially inwardly directed projection formed integrally with the main part of the sealing ring with considerably less radial extent than the sealing portion are arranged at opposite edge rings. form a groove, which receives the retaining ring, and that the sealing ring is arranged to be fitted in the groove so that the inner tube during the insertion into the outer tube first engages with the inwardly directed projection to fold it over an edge portion of the retaining ring and thus fix this and sealing ring n in the groove for the purpose of preventing a change in position of the sealing ring, as the inner tube comes into engagement with the sealing portion during the continued insertion into the outer tube.

En fördelaktig utföringsform av tätningsringen enligt uppfinningen utmärkes av att det inåtriktade utsprånget har en från hållarringen vänd, i införings- _riktningen för det inre röret sig koniskt vidgande äntringsyta samt en väsentligen i ett radialplan anordnad, mot hållarringen vänd yta.An advantageous embodiment of the sealing ring according to the invention is characterized in that the inwardly directed projection has an entry surface facing away from the retaining ring, in the direction of insertion of the inner tube and a surface arranged substantially in a radial plane, facing the retaining ring.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare under hänvisning till bifogade rit- ningar. På dessa visar Fig. 1 ett tvärsnitt av en tätningsring utformad enligt uppfinningen. Fig. 2 visar tätningsringen anordad på plats i ett in- vändigt spår i ett yttre rör före monteringen av en rörskarv. Fig. 3 visar rörskarven under monteringsförloppet, medan Fig. 4 visar rörskarven efter monteringsförloppet. 10 15 20 25 30 35 40 7803870-0 Uppfinningen är företrädesvis tänkt att tillämpas vid vattenledningsrör, till- verkade av plast och försedda med standardiserade, invändiga spår för upp- tagning av tätningsringar. Rör av detta slag kan exempelvis ha en diameter på ca 150 mm och vara utsatta för inre övertryck av storleksordningen upp till 10 kp per cm2. Rör av detta slag lägges ofta utomhus, varför läggningen och skarvningen av rören ofta innebär problem med att hålla skarvnings- ställena med dör monterade tätningsringar fria från föroreningar i form av exempelvis jord och grus. Vidare innebär standardiseringen av rören och de däri anordnade spåren för upptagning av tätningsringar att profilen på och dimensioneringen av spåren är givna på förhand och icke kan ändras.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows a cross section of a sealing ring formed according to the invention. Fig. 2 shows the sealing ring arranged in place in an inner groove in an outer pipe before mounting a pipe joint. Fig. 3 shows the pipe joint during the assembly process, while Fig. 4 shows the pipe joint after the assembly process. The invention is preferably intended to be applied to water pipes, made of plastic and provided with standardized, internal grooves for receiving sealing rings. Pipes of this type can, for example, have a diameter of about 150 mm and be exposed to internal overpressure of the order of up to 10 kp per cm 2. Pipes of this type are often laid outdoors, which is why the laying and splicing of the pipes often involves problems in keeping the splicing points with door-mounted sealing rings free of contaminants in the form of, for example, soil and gravel. Furthermore, the standardization of the pipes and the grooves arranged therein for receiving sealing rings means that the profile and dimensioning of the grooves are given in advance and cannot be changed.

Den typ av spår, som används för upptagning av tätningsringar för rör av ovan angivet slag, har en bottenyta, som i tvärsnitt begränsas dels av ett väsentligen cirkelbågsformat parti och dels av ett väsentligen rätlinjigt parti, vilket är vänt mot mynningen av röret. Detta innebär att spåret får ett från rärmynníngen sig koniskt vidgande parti, vilket ör anslutet till ett väsentligen cirkulärcylindriskt bottenparti, vilket i sin tur avslutas med ett väsentligen förhållandevis trubbigt koniskt konvergent parti. Den givna utformningen av spåret innebär att en för montering däri avsedd tät- ningsring måste ha en yttre begränsningsyta, som i tvärsnitt begränsas av ett linjärt, i förhållande till rörcentrumaxeln snett parti 1, ett cirkel- bågformat parti 2 och ett ytterligare, till detta anslutet, snett parti 3.The type of groove used for receiving sealing rings for pipes of the above type has a bottom surface which is limited in cross section partly by a substantially circular arcuate portion and partly by a substantially rectilinear portion, which faces the mouth of the pipe. This means that the groove has a conically widening portion from the mouth opening, which is connected to a substantially circular-cylindrical bottom portion, which in turn ends with a substantially bluntly conical convergent portion. The given design of the groove means that a sealing ring intended for mounting therein must have an outer limiting surface, which in cross-section is delimited by a linear portion 1 relative to the tube center axis, a circular arcuate portion 2 and a further, connected thereto , crooked lot 3.

Dessa ytpartier 1-3 begränsar mellan sig och radiellt innanför sig tätnings- ringens huvuddel 4, vilken alltså är upptagen i ett spår i ett i rörskarven ingående, yttre rör 6, vars inre begränsningsyta antyds av den streckade linjen 5 och vars centrumlinje antyds av den prickstreckade linjen 8 i fig. 1.These surface portions 1-3 delimit between themselves and radially inside the main part 4 of the sealing ring, which is thus received in a groove in an outer tube 6 included in the pipe joint, the inner limiting surface of which is indicated by the dashed line 5 and the center line of which is indicated by the dotted line 8 in Fig. 1.

Såsom framgår av fig. 1, är i tätningsringens huvuddel 4 anordnat ett väsent- ligen U-format spår 9, i vilket är upptagen en hållarring 10, som lämpligen kan vara tillverkad av ett halvstelt eller stelt plastmaterial, metall eller liknande och som eventuellt kan vara försedd med en axiellt riktad, genom- gående, på ritningarna icke visad slits. Hållarringen ör, såsom framgår av ritningen, anordnad radiellt utanför innerytan 5 av det yttre röret 6, vilket innebär att den icke inkräktar på möjligheterna att införa ett öndparti av det inre röret 7 genom tötningsringen. Hållarringen 10 har till ändamål att säkert kvarhålla tötningsringen i spåret i det yttre röret 6 från det att tätningsringen monterats i röret tills rörskarven skall monteras på använd- ningsplatsen. Hållarringen 10 har dessutom till ändamål att under själva monteringsförlappet under samverkan med andra, i tätningsringen ingående komponenter garantera att tätningsringen hålles kvar i avsett läge i spåret. 10 15 20 25 30 35 40 78-03870-0 4 Ett från tätningsringens huvuddel 4 i rörtvärsnittet inskjutande utsprång 11 är avsett att samverka med hållarringen 10 under monteringsskedet. Utsprênget 11.begränsas mot hållarringen 10 av en radiellt riktad, ringformad yta 12 och i den motsatta riktningen av en väsentligen koniskt utformad äntringsyta, vilken är konvergenti införingsriktningen för det inre röret 7.As can be seen from Fig. 1, a substantially U-shaped groove 9 is arranged in the main part 4 of the sealing ring, in which a retaining ring 10 is accommodated, which may suitably be made of a semi-rigid or rigid plastic material, metal or the like and which may be provided with an axially directed, continuous, slot not shown in the drawings. The holding ring is, as shown in the drawing, arranged radially outside the inner surface 5 of the outer tube 6, which means that it does not interfere with the possibilities of inserting an end portion of the inner tube 7 through the sealing ring. The purpose of the retaining ring 10 is to securely retain the sealing ring in the groove in the outer tube 6 from the time the sealing ring is mounted in the tube until the pipe joint is to be mounted at the place of use. The purpose of the retaining ring 10 is also to guarantee during the actual assembly process, in cooperation with other components included in the sealing ring, that the sealing ring is kept in the intended position in the groove. 10 15 20 25 30 35 40 78-03870-0 4 A projection 11 projecting from the main part 4 of the sealing ring into the pipe cross section is intended to cooperate with the retaining ring 10 during the assembly phase. The projection 11 is limited towards the retaining ring 10 by a radially directed, annular surface 12 and in the opposite direction by a substantially conically shaped inlet surface, which is the convergent insertion direction of the inner tube 7.

Vid utformning av tätningsringar av det enligt uppfinningen aktuella slaget ör det viktigt att så stor deformationsväg som möjligt finns tillgänglig för den del av tätningsringen, som under deformation skall anligga mot det inre röret och täta mot detta. Av denna anledning har tätningsringen enligt upp- finningen ett tütningsparti 14, som i tütningsringens axiella riktning är anordnat i det område, där tütningsringens huvuddel 4 har så stor radiell ut- sträckning som möjligt. Sålunda är tätningspartiet 14 placerat vid den "inre" delen av tätningsringen, där huvuddelen 4 utåt begränsas av det sneda yt- partiet 3 och det cirkelbågsformade ytpartiet 2. I den visade utförings- formen är tötningspartiet 14 ett mellanting mellan en tätningslöpp och en kampressionsdel, vilket innebär att tötningspartiet 14 vid montering av rör- skarven deformeras på ett sådant sätt, att ett avsevärt tätningstryck uppstår redan genom deformationen men dessutom på ett sådant sätt att ett inre över- tryck i de skarvade rören 6, 7 ytterligare ökar tätningstrycket. Således har tätningspartiet 14 i likhet med utsprånget 11 en väsentligen konisk, i in- föringsriktningen för det inre röret 7 konvergent yta 15 och en väsentligen rqdiem riktad yfq 16. i i Den ovan beskrivna utformningen av tätningspartiet 14 säkerställer en mycket effektiv och i alla lägen fullgod tätning mot det inre röret 7. För att åstadkomma en extra säkerhet mot att läckage från rörledningens inre till omgivningen sker via en spalt mellan spårets botten i det yttre röret 6 och tötningsringens stomdel 4 är denna försedd med ett extra tätningsutsprång 17, vilket vid inre övertryck fungerar såsom läpptötning och tätor mot ett yt- porti av spåret, som motsvarar det sneda partiet 3 av tätningsringens huvud- del 4.When designing sealing rings of the type according to the invention, it is important that as large a deformation path as possible is available for the part of the sealing ring which, during deformation, is to abut against the inner pipe and seal against it. For this reason, the sealing ring according to the invention has a sealing portion 14, which in the axial direction of the sealing ring is arranged in the area where the main part 4 of the sealing ring 4 has as large a radial extent as possible. Thus, the sealing portion 14 is located at the "inner" part of the sealing ring, where the main part 4 is delimited outwards by the oblique surface portion 3 and the arcuate surface portion 2. In the embodiment shown, the sealing portion 14 is an intermediate between a sealing run and a compression portion. which means that the sealing portion 14 during mounting of the pipe joint is deformed in such a way that a considerable sealing pressure arises already through the deformation but also in such a way that an internal overpressure in the spliced pipes 6, 7 further increases the sealing pressure. Thus, like the projection 11, the sealing portion 14 has a substantially conical surface converging surface 15 in the insertion direction of the inner tube 7 and a substantially diameter directed yfq 16. ii The above-described design of the sealing portion 14 ensures a very effective and in all cases satisfactory seal against the inner pipe 7. In order to provide an extra safety against leakage from the interior of the pipeline to the environment via a gap between the bottom of the groove in the outer pipe 6 and the body part 4 of the sealing ring, this is provided with an additional sealing projection 17, which in internal overpressure acts as a lip seal and seals against a surface portion of the groove, which corresponds to the oblique portion 3 of the main part 4 of the sealing ring.

Den ovan nämnda placeringen av tätningspartiet 14 med hänsyn till den önskade, stora radiella kompressionsvägen ör emellertid icke helt problemfri. Vid in- föring av det inre röret 7 genom tätningsringen kommer naturligtvis tätnings- partiet 14 att deformeras, varvid en kraftig, radiellt riktad kraftkompanent huvudsakligen kommer att överföras till den del av spåret, som begränsas av ytor, motsvarande det sneda partiet 3 av tätningsringens huvuddel 4, kommer dessa radiella krafter att åstadkomma ett kraftigt vröngande moment hos 10 15 20 25 30 35 40 '7803870-0 tötningsringen i moturs riktning såsom denna visas i fig. 1. Om detta vröngande moment icke motverkas, kommer tütningsringens i fig. 1 högra ände att lyftas ur spåret, varigenom tötningsringen efter införingen av det inre röret 7 icke har det avsedda löget. Detta problem elimineras på ett sött som skall framgå nedan.However, the above-mentioned location of the sealing portion 14 with respect to the desired, large radial compression path is not completely problem-free. When the inner tube 7 is inserted through the sealing ring, the sealing portion 14 will of course be deformed, whereby a strong, radially directed force component will mainly be transmitted to the part of the groove which is delimited by surfaces, corresponding to the oblique portion 3 of the main part of the sealing ring. 4, these radial forces will cause a strongly torsional moment of the sealing ring in the counterclockwise direction as shown in Fig. 1. If this torsional moment is not counteracted, the right of the sealing ring in Fig. 1 will end to be lifted out of the groove, whereby the sealing ring after the insertion of the inner tube 7 does not have the intended lid. This problem is eliminated on a sweet as will be shown below.

I fig. 2-4 visas schematiskt monteringsförloppet av en rörskarv, utformad för tillämpning av uppfinningen. I fig. 2 visas ett tvärsnitt genom tätnings- ringen, det yttre röret 6 samt det inre röret 7, varvid det yttre rörets 6 centrumlinje antyds med den streckprickade linjen 8 och det inre rörets 7 införingsriktning visas av pilen 18.Figs. 2-4 schematically show the mounting process of a pipe joint, designed for application of the invention. Fig. 2 shows a cross section through the sealing ring, the outer tube 6 and the inner tube 7, the center line of the outer tube 6 being indicated by the dashed line 8 and the insertion direction of the inner tube 7 being indicated by the arrow 18.

I fig. 3 har det inre röret 7 införts i tätningsringen och det yttre röret 6 så långt, att utsprånget 11 deformerats, varvid väsentligen hela dess ring- formade yta 12 kommit till anliggning mot innerytan av hållarringen 10. Detta har skett under en centrering av det inre röret 7 genom koniciteten hos ut- språngets 11 äntringsyta 13, varvid dessutom eventuellt på det inre rörets 7 ytteryta fasthöftande smuts eller föroreningar avskapats av utsprånget 11, så att dessa icke kan tränga in i sjölva tätningsringen. Såsom framgår av ritningarna, är den radiella utsträckningen för såväl själva utsprånget 11 som för den del av tätningsringens huvuddel 4, som gränsar till utsprånget förhållandevis liten, vilket innebär att ingreppet mellan utsprånget 11 och det inre röret 7 blir förhållandevis "stumt“. Detta får till följd att den del av huvuddelen 4, som utåt begränsas av det sneda ytpartiet 1, sökert hålles anpressad mot det motsvarande ytpartiet av spåret för upptagning av tätningsringen, varigenom hela tötningsringen säkert hålles på plats när den kraftkrävande fasen av monteringsförloppet genomföras. Den relativa dimen- sioneringen av utsprånget 11 i radíell riktning och diameterskillnaden mellan rören 6 och 7 ör vald på ett sådant sött, att den radiellt riktade kraft, som uppstår vid deformeringen av utskottet 11 tagen i förhållande till lut- ningsvinkeln hos det sneda ytpartiet 1, icke till tätningsringen ger något medurs riktat, vrängande moment, som behöver beaktas i sammanhanget. Vidare innebär den axiella förskjutningen av utsprånget 11 till anliggning mot hållarringen 10 att den radiella kraften även blir fördelad till hållar- ringen, varigenom denna säkert hålles på plats.In Fig. 3, the inner tube 7 has been inserted into the sealing ring and the outer tube 6 so far that the projection 11 has been deformed, substantially all of its annular surface 12 coming into abutment against the inner surface of the retaining ring 10. This has taken place during a centering of the inner tube 7 through the conicity of the inlet surface 13 of the projection 11, whereby in addition any dirt or contaminants adhering to the outer surface of the inner tube 7 are scraped off by the projection 11, so that these cannot penetrate into the sealing ring itself. As can be seen from the drawings, the radial extent for both the projection 11 itself and for the part of the main part 4 of the sealing ring, which adjoins the projection is relatively small, which means that the engagement between the projection 11 and the inner tube 7 becomes relatively "dumb". as a result of which the part of the main part 4, which is delimited outwards by the inclined surface portion 1, is securely pressed against the corresponding surface portion of the groove for receiving the sealing ring, whereby the whole sealing ring is securely held in place when the force-demanding phase of the mounting process is carried out. the radiating of the projection 11 in the radial direction and the diameter difference between the tubes 6 and 7 are selected in such a way that the radially directed force which arises in the deformation of the projection 11 taken in relation to the angle of inclination of the oblique surface portion 1, is not the sealing ring gives a clockwise, twisting moment, which needs to be considered in this context. the axial displacement of the projection 11 to abut against the retaining ring 10 means that the radial force is also distributed to the retaining ring, whereby this is securely held in place.

Vid fortsatt införing av det inre röret 7 kommer dettas ände 20 till beröring med tötningspartiets 14 koniska yta 15, varvid tötningspartiet 14 successivt deformeras från det i fig. 2 och 3 visade tillståndet till det i fig. 4 visade, kraftigt deformerade tillståndet. Härvid kommer tätningspartiet 14Upon continued insertion of the inner tube 7, its end 20 comes into contact with the conical surface 15 of the sealing portion 14, the sealing portion 14 being successively deformed from the condition shown in Figs. 2 and 3 to the severely deformed condition shown in Fig. 4. In this case, the sealing portion 14

Claims

10 15 20 25 30 351 40 7803870-0 to be folded inwards in the direction of the arrow 18 and to be compressed, so that the space 19 between the radial surface 16 of the sealing portion 14 and the extra sealing lip 17 is completely or partially filled. It appears from the drawings that the deformation of the sealing portion 14 which takes place in this case is considerable, which means that the above-mentioned radial forces against the oblique groove of the groove, the oblique surface portion 3 on the main part 4 can become considerable. However, as mentioned above, this does not involve any risk of twisting and thus no risk of displacement, since already the main part 4 is securely fixed in position by the relatively dull engagement between the projection 11 and the inner tube 7. The invention can be modified within the scope of the following claims. Thus, it is possible that the annular surface 12 of the projection 11, substantially radially directed in the drawings, can instead be more or less parallel to the entrance surface 13 of the projection 11, so that the projection extends over the holding ring 10 even before the insertion of the inner tube 7. A corresponding modification of the appearance of the sealing portion 14 is of course also possible, in which case the sealing portion 14 becomes a more or less pure lip seal. Of course, the invention can also be applied to other types of sealing rings, the outer surface of which is not determined by the design of a standardized groove in the pipe where the sealing ring is to be placed. P A T E N T K R A V

Sealing ring for pipes, arranged to be fitted in an inner, annular groove in an outer pipe (6) and to sealingly cooperate with an inner pipe (7) inserted therein, the sealing ring having a main part arranged for sealing abutment against the bottom of the groove (4) of highly elastic material and a radially inwardly directed, in one piece with the main part formed sealing portion (14), which is arranged to seal sealingly with the inner tube, and wherein the sealing ring further comprises a retaining ring consisting of semi-rigid or rigid material (10). ), characterized in that the sealing portion (14) and a radially inwardly directed projection (11) formed integrally with the main part of the sealing ring with considerably less radial extent than the sealing portion are arranged at opposite edge portions of the sealing ring to form a groove therebetween, which occupies the retaining ring (10), and that the sealing ring is arranged to be fitted in the groove so that during insertion into the outer tube the inner tube first engages with the inwardly projecting the projection (11) to fold it over an edge portion of the retaining ring and thereby fixing it and the sealing ring in the groove in order to prevent any change in the sealing ring, when the inner tube engages during further insertion into the outer tube. med tütníngsportíet (14). k H n n e t e c k n a d that the inwardly directed projection (11) has a convex widening cone widening surface from the holder ring (10), in the insertion direction (18) of the inner tube (13)

Sealing ring according to claim 1, and a surface (12) arranged substantially in a radial plane, facing the retaining ring. PROMISED PUBLICATIONS: Sweden 316 055 (F16L 21/02) TyskLand 605 214 (47 f: 8/03) US 2,887 328 (277-186)