SE454722B - Anordning vid koppling for forbindelse av vetskeledningar med insticks- resp mottagningsnippel - Google Patents

Description

15 20 25 30 454 722 90° Shore för att minska tätningens friktion med åtföljande minsk- ning av detta tätningsförbands livslängd. Ett sätt att lösa detta problem är att använda vanliga stödringar eller s k kompakttät- ningar, vars uppgift är att förhindra 0-ringen att flyta in i spelrummet eller spalten mellan konstruktionselementen. Genom att de ingående delarna inte är fastvulkade uppstår inget spännings- tillstånd, vilket medför att de olika materialens egenskaper inte helt kan utnyttjas. Välarmerade tätningar tenderar att separera genom utmattning på grund av de ingående materialens olika elasti- citet. En olägenhet med de ovannämnda tätningskonstruktionerna av 0-ringstyp är att livslängden avkortas vid pulserande arbetstryck på grund av att 0-ringen glider fram och tillbaka i sitt tätnings- läge allteftersom trycket växlar. Stödringen måste även ligga an mot närliggande rör eller axlar, vilket innebär att nüukare plast- material av typ polytetrafluoretan eller termoplastiska elastome- rer måste användas, vilket medför att konstruktionen bli känsliga- re för höga trycktoppar. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en spill- fri snabbkoppling, som tillgodoser tillverknings-, användnings- och servicekedjans önskemål i största nöjliga utsträckning, och som har förbättrade tätningar, som har ökad livslängd och motstår höga trycktoppar.

Detta uppnås genom uppfinningen, genom att tätningshylsan vid sitt yttre ändparti är försedd med en inre kiltätning, som är anordnad att tätande samverka med en kilbildande konisk mantelyta på ytter- hylsans främre ändparti och som innefattar en konisk stödring; att en inre tätning är anordnad i ett spår i ytterhylsan för ra- diell tätande samverkan med tätningshylsan, som därvid är fri från tätningsspår; att avståndet mellan i omkretsled belägna _* låskulor i ytterhylsan och nämnda tätningsläge är större än den 10 15 20 454 722 sträcka i vilken tätningshyisan är axieiit förflyttbar i ytter- hyisan; att tätningshyïsan pâ sin insida är försedd med en tät- ning, som i okoppiat tilistând är anordnad att täta mot en i hu- vudsak cyiindrisk tätningsyta hos en tätningsventiikropp av ven- tiicentrumstaget och som innefattar en stödring och en tätnings- hâïiare; samt att tätningshyïsan och ytterhyisan är försedda med samverkande stödorgan som medger att tätningshyisan upptar vätske~ tryck i okoppiat ïäge för avïastning av ventiïcentrumstaget.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det föijande med hän- visning tilï ritningarna, där Figur I visar i ïängdgenomskärning insticksnippein hos en koppiing enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar i iängdgenomskärning den tiilhörande mottagnings- nippein hos koppïingen.

Figur 3 visar de tvâ koppiingsdeiarna i ett första iäge vid hop- koppiingen, innan insticksnippein tryckts in i mottagningsnippein.

Figur 3a visar de två koppïingsdeiarna i ett siutiäge vid hop- koppiingen, då vätskeförbindeise har upprättats.

Figur 4 visar ändpartierna av de två koppiingsdeiarna strax innan det första iäget eniigt figur 3 uppnåtts. 454 722 10 15 Figur 5, Sa, 5b, 5c visar en mottagningsnippel hos en koppling enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen.

Figur 6 visar en kiltätning vid mynningen av mottagningsnippeln i tätningssamverkan med insticksnippeln.

Figurerna 7 och 7a visar en tätning mellan ett centrumstag och en tätningshylsa hos mottagningsnippeln.

Figurerna 8 och 8a visar en inre tätning hos mottagningsnippeln i vilande läge respektive i tryckpâverkat läge.

Figurerna 9 och 9a visar en stödring för en inre tätning enligt figurerna 8 och 8a.

Figurerna 10 och l0a visar en stödring för placering i ett rör eller en hylsa.

Med hänvisning till figur 1 visas där en första kopplingsdel i form av en insticksnippel 1, som innefattar en fast ytterhylsa 2, i vilken en central kort tätningsventilkropp 3 i okopplat läge tätar mot ytterhylsans 2 invändiga koniska yta 5. Tätningsventil- kroppen 3 har en plan fri utâtvänd ingreppsyta 3b, som är vinkel- rät mot insticksnippelns 1 centrumaxel. 10 15 20 25 30 454 722 Insticksnippelns 1 tillslutning i okopplat läge bildas av den re- lativt korta tätningsventilkroppen 3, som försetts med en tätning 7, som tätar mot ytterhylsans 2 invändiga koniska yta 5, vilken har liten vinkel så att strömningsförluster i det närmaste helt elimineras. Tätningen 7 hålls fast med en gängad lâshylsa 7a.

Tätningsventilkroppen 3 trycks i sitt okopplade läge mot den ko- niska ytan 5 med hjälp av en fjäder 9, som är uppcentrerad av ett centrumstags 11 inre uppstyrningsyta 13 och pâ en centrertapp 8. Centrumstaget 11 hålls på plats av en säkringsring 12, varvid centrumstaget 11 är försett med en utvändig centreryta lla som uppcentrerar och håller tätningsventilkroppen 3 i kopplat till- stånd i insticksnippeln 1. Tätningsventilkroppen 3 är därvid på sin insida försedd med en centrertappen 8 omgivande urtagning med en cylindrisk centreryta 3a, som omsluter och samverkar med nämn- da centreryta lla hos centrumstaget 11 i kopplat tillstånd.

Vidare är nospartiet av insticksnippeln försett med en konisk man- telyta 4 (egentligen stympad kon) med kilbildande funktion såsom kommer att förklaras nedan. Sett i längdgenomskärning enligt figur 1 är denna koniska mantelyta 4 helt rak.

Genom ovanstående konstruktion med en kort tätningsventilkropp 3 och ett tillhörande centrumstag 11, som centrerar först när kopp- lingarna är helt sammanförda (figur 3a), behöver tätningsventil- kroppen 3 inte vara försedd med någon ventilkroppsliknande detalj med lång koaxiallagrad yta, vilken detalj avsevärt skulle fördyra tätningsventilkroppen genom mer materialåtgång, utvändig svarv- ning samt hålborrning.

I figur 2 visas den andra kopplingsdelen i form av en mottagnings- nippel 15, som har en inre tätningshylsa 17, som i sin yttre ände eller mynning är försedd med en kiltätning 21, som tätar mot- ytterhylsans 2 kilbildande koniska mantelyta 4 först i slutet av 454 722 10 15 20 25 30 sammanföringen såsom illustreras 1 figurerna 3a och 6, vilket är speciellt värdefullt när ena eller båda kopplingsdelarna 1, 15 är försedda med en s.k. tryckeliminator, som innefattar en med en fjäder 10 förspänd eliminatorkolv 6 med tätning 6a, så att det evakuerade spillet från eliminatorn spillfritt föres över till andra kopplingsdelen. Insticksnippeln 1 har ett periferiskt spår 14, som i kopplingsläge bildar ett kulläge för stålkulor 19, som är anordnade i mottagningsnippeln 15. I centrum av insticks- nippeln finns ett fast ventilcentrumstag 28, som har ett bakre fasthållningssegment 28b och en främre tätningsventilkropp 28c med en i huvudsak cylindrisk tätningsyta 28a och en plan fri utåt- vänd ingreppsyta 28d, som är vinkelrât mot mottagningsnippelns 15 centrumaxel.

Kiltätningen 21, vilken tätar mellan insticksnippeln 1 och mot- tagningsnippeln 15, är så placerad nära mynningen eller skarv- stället och så utformad att den kan utbytas mot ny tätning, utan att kopplingen behöver skruvas bort från slang eller bort från annan fast anslutning med varierande storlek med spill som följd, vilket skulle orsaka skador med åtföljande ökade kostnader be- roende på i vilken miljö kopplingen användes.

Såsom närmare framgår av figurerna 4 och 6 innefattar kiltätningen 21 en 0-ring Zla med en förhållandevis liten tvärsnittsyta och en konisk stödring Zlb. Kiltätningen 21 är så utformad att luft inte blir innesluten och komprimerad inuti nipplarna vid deras samman- föring, vilken luft i annat fall skulle föras in i hydraulsyste- met på ett ofördelaktigt sätt. Vidare är kiltätníngen 21 så ut- formad att en tvåstegs tätningsfunktion erhålles. 0-ringen 2la, som har en förhållandevis liten tvärsnittsyta, tätar därvid mot ytterhylsans 2 kilbildande koniska mantelyta 4, när de två __ nipplarna 1, 15 är helt hopförda enligt figur 6, och när detta 10 15 20 25 454 722 kiltätningsförband utsättes för ett tryck, tätar 0-ringen 21a mot de motstående tëtningsytorna 4 och 21c och trycker samtidigt den koniska stödringen 21b framför sig in i det kiiformade tätnings- utrymet 21d. Då ett reïativt högt tryck har uppkommit har den nämnda stödringen Zlb kiiats in i tätningsutrymmet 21d och en effektiv tätningsfunktion föreiigger me11an tätningsytorna 4, 21c och den koniska stödringen 21b.

Mottagningsnippein 15 har dessutom en inre tätning 26, som inne- fattar ett ringfonnat spår 26a, som är utbiidat på insidan av ytterhyisan 16. Genom att spåret 26a är piacerat i ytterhyisan 16 och inte i tätningshyisan 17 kan ytterdiametern på ytterhyisan 16 varieras så att olika tätningseiement kan användas såsom från en- bart 0-ring upp tiil kraftiga U-manschett-tätningar, som kräver stora ökningar av inbyggnadsdiametern.

Ståikuiorna 19 och den inre tätningen 26 är piacerade på sådant avstånd från varandra, att de repor som stâïkulorna åstadkommer på tätningshyisan 17 efter många sammanföringar inte når fram ti11 denna tätning 26, viiket i annat faii skuiie innebära en minskad iivsiängd hos tätningsringen 26b.

Vidare är tätningshylsan 17 på sin insida försedd med en tätning 22 (figurerna 2 och 4), som hâiis fixerad så att den inte kan förflyttas i radieii riktning och som i okoppiat tiiistånd tätar mot ventiicentrumstagets 28 cyiindriska tätningsyta 28a (se figur 2), varvid tätningshyisans 17 yttre yta samtidigt tätar mot tät- ningen 26. Ventiicentrumstaget 28 fastiâses i ytterhyisan 16 medeist en säkringsring 30. Tätningshyisan 17 är försedd med en bakre stödkïack 17a, som är anordnad att samverka med och fast- håiias av en stödkiack 16a hos ytterhyisan 16 för att därmed upp- ta trycket av tätningshyisans area i okoppiat iäge, dvs ytan 10 15 20 25 454 722 mellan ventilcentrumstagets tätningsyta 28a och tätningshylsans 17 yttre yta multiplicerat med vätskans uppbyggda tryck. Genom att denna bakre stödklack 17a upptar hela trycket av tâtnings- hylsans 17 area i stället för att hela kraften i okopplat läge från denna upptas av ventilcentrumstaget 28 kan dess stângdel 28e mellan ventilkroppen 280 och det bakre hålförsedda fasthâllnings- segmentet 28b ges en liten tvärsnittsyta.

Tätningen 22 är en variant av den först beskrivna inre tätningen 26. Utöver den funktion som angivits för tätningen 26 har tät- ningen 22 utformats för att fritt kunna exponeras för vätske- flödet utan att medryckas vid förekommande chockflöden. Detta upp- nâs genom att stödringen 22b (figurerna 7 och 7a) är tillverkad av hårda fjädrande plasttyper och täcker och skyddar O-ringen 22a fullständigt mot vätskeflödet. Tätningsförbandet 22 hålls i sitt läge medelst en fläns 23a hos en tätningshâllare 23. Stödringens 22b inâtvända anliggningsyta 22c och ventilcentrumstagets 28 tät- ningsyta 28a är lämpligen så utformade att de bildar en liten vinkel med varandra, t ex omkring 1°-2°. Därvid kommer stöd- ringens 2Zb främre kant att lätt glida upp på tätningsytan 28a utan större friktion såsom illustreras i figur 7.

Kopplingen kan genom sin specifika konstruktion med avseende på placeringen av tätningen 26, tätningshylsans 17 bakre stödklack l7a, som upptar axiella krafter, vilket medger liten tvärsnitts- yta på ventilcentrumstaget 28, samt tätningen 22, som fritt kan exponeras mot vätske-/oljeflödet (se figur 3a) utan att dras med vid s.k. chockflöden, tillverkas med något mindre ytterdimension och ändå ha en större genomströmningsarea än andra kopplingar i samma flödes- eller anslutningsklass. 10 15 20 25 30 _ . _-. .._._....-.____.-| 454 722 Kopplingskonstruktionen medger även ett alternativt utförande för att möjliggöra helt automatisk montering, vilket är ett allt vanli- gare önskemål hos tillverkare av kopplingar. Kopplingsdelen enligt figur 2 (mottagningsnippeln 15) har därvid omkonstruerats för att kunna hopmonteras automatiskt, vilket ger den ett utförande enligt figurerna 5, 5a, 5b, 5c. I förhållande till kopplingsdelen enligt figur 2 inbesparas med detta alternativa utförande kostnader för framtagning av en invändig gänga i ytterhylsan l6 och en utvändig gänga i det yttre anslutningsändpartiet 27 samt en 0-ring 29, sam- tidigt som materialâtgângen minskar genom att ovannämnda gängor inte behöver tillverkas, när hylsan l6 och anslutningsändpartiet 27 framställes i ett enda stycke.

Monteringen av mottagningsnippelns l5 delar sker genom införing av ventilcentrumstaget 28 i ytterhylsan l6 (se figur 5a), varvid ven- tilcentrumstaget 28 läses med en säkringsring 32. En tätning 26 av standardtyp eller nedan beskriven typ monteras sedan i avsett spår 26a. En säkringsring 33 placeras i ett expansionsspâr 3l, varefter en fjäder 25 nedföres mot ventilcentrumstaget 28. Tätningshylsan l7 med annan bakre utformning (se figur 5), där den bakre stödklacken l7a ersatts av ett spår 33a för en säkringsring 33 samt med kiltät- ning Zl och tätning 22 förmonterade, trycks mot en fjäder 25 ned mot säkringsringen 33, varvid tätningshylsan l7 har en konisk bakre yta som tvingar säkringsringen 33 radiellt utåt in i expansionsspâ- ret 3l så att tätningshylsan l7 kan införas ytterligare tills säk- ringsringen 33 fastnar i spåret 33a, som genom sin utformning inte skadar tätningen 26 vid den automatiska monteringen.

Därefter monteras en fjäder l8a (figur 5c), stâlkulorna l9, som in- föres i sina lägen i ytterhylsan 3l, samt en grepphylsa l8, som nedföres mot fjädern l8a sä att en säkringsring 20 kan låsa grepp- hylsan 18. _. 454 10 15 25 30 35 722 10 I figurerna 8 och 8a visas en föredragen utföringsform av en inre tätning 26 mellan tätningshylsan 17 och ytterhylsan 16, som kan användas vid de två beskrivna mottagningsnipplarna 15. Spåret 26a och stödringen 26b har sådan till 0-ringen 26c anpassad utform- ning att denna 0-ring 26c inte kan glida fram och tillbaka inne i spåret 26a vid växlande arbetstryck och tryckpulser, vilket inne- här att livslängden kan jämställas med ett förhållande där arbets- trycket mot tätningen är statiskt. Enligt uppfinningen har stöd- ringen 26b ett i huvudsak triangulärt tvärsnitt med en konkav an- liggningsyta 34, medan spåret 26a har en motsvarande bågformad eller konkav anliggningsyta 35 belägen intill och radiellt utan- för stödringen 26b. Ena hälften av 0-ringens 26c motstående an- liggningsyta 36 pressas således mot stödringens 26b anliggnings- yta 34, medan den andra hälften av 0-ringens 26c motstående an- liggningsyta 36 pressas mot spårets 26a anliggningsyta 35. De tvâ anliggningsytorna 34, 35, som vänder mot 0-ringen 26:, har till- sammans en radie eller profil som är anpassad till och överens- stämmer med 0-ringens radie eller profil vid anliggningsytan 36, när 0-ringen 26c är i monterat och hopklämt tillstånd i spåret 26a såsom illustreras i figur 8a.

Den ovannämnda konstruktionen av stödringen 26b kan därmed med fördel framställas av hårda fjädrande plaster av t ex polyacetal- typ. Detta är möjligt genom att utforma och anordna stödringen 26b på det sätt som närmare visas i figurerna 9 och 9a. Stöd- ringens hål 37 har en minskande diameter i riktning från den sida 38 av stödringen som sträcker sig in i spåret 26a, varvid hålets 37 minsta diameter är mindre än diametern av den inre tätnings- hylsan 17 och största diameter lika med eller något större än tätningshylsans 17 diameter.

I figurerna 10 och 10a visas en stödring 39 med motsvarande men spegelvänt triangulärt tvärsnitt som är avsedd att placeras i centrumhålet 40 hos ett rör eller en hylsa 41, varvid stödringen 39 har en konkav anliggningsyta 42, som vänder snett inåt i stället för snett utåt såsom vid det ovan beskrivna utförandet.

Stödringens mantelyta 43 har därvid en ökande diameter i riktning 10 15 20 25 30 454 722 ll från den sida 44 av stödringen, som sträcker in i spåret 45 för tätningen, varvid mantelytans 43 största diameter är större än diametern av rörets eller hylsans hål 40 och minsta diameter lika med eller något mindre än diametern av sistnämnda häl 40. I båda fallen (figurerna 9a och 10a) bildas läppformade partier, som är tunna, dvs innehåller litet gods, så att de lätt kan uttänjas radiellt utåt respektive hopklämmas radiellt inåt i överensstäm- melse med tätningshylsans 17 diameter respektive centrumhâlets 40 diameter. Därigenom kan stödringarna och anliggningsytorna fram- ställas med mindre noggranna toleranser. De inledningsvis nämnda stödringskonstruktionerna, som har ett i huvudsak rektangulärt tvärsnitt, är inte lämpade att framställas av sådana hårdare plasttyper som polyacetal, eftersom de måste ligga an mot under- laget i det att något spel inte får förekomma mellan stödringen och den yta som skall tätas. Hårdare plaster av t ex polyacetal- typ skulle här kräva snäva toleranser både hos stödringen och an- liggningsytorna samtidigt som de olika materialens utvidgningar vid olika temperaturer måste beaktas.

Kopplingen enligt uppfinningen är genom sina plana ingreppsytor 3b och 28d av s.k. spillfri typ och håller därmed en så hög miljö- teknisk standard, att alla tekniska funktioner kan användas utan att detta resulterar i exempelvis oljespill. En koppling med dylika plana ingreppsytor 3b och 28d betecknas vanligen för flat- noskoppling.

Delarna hos kopplingen enligt uppfinningen är så enkelt utformade och konstruerade att produktionskostnaderna kan hållas på en låg nivå. De enligt uppfinningen föreslagna tätningskonstruktionerna har väl genomtänkta placeringar och kan förses med enkla 0-ringar och stödringar för att klara högsta arbetstryck. Vidare är kopplingen så konstruerad att alla tätningar som finns i dess inre kan utbytas med hjälp av standardverktyg, utan att special- utrustning behöver användas.

Claims (8)

454 722 10 15 20 25 30 12 P A T E N T K R A V

1. Anordning vid en koppling för förbindning av tvâ vätske- 1edningar, vi1ken består av en insticksnippe1 (1) och en mottag- ningsnippe1 (15), vi1ka nipp1ar är axie11t förf1yttbara i förhå1- 1ande ti11 varandra för hop- och isärkopp1ing, varvid insticks- nippe1n (1) innefattar en fast ytterhy1sa (2) med en däri fjäder- förspänd och inåt axie11t förf1yttbar tätningsventi1kropP (3), och mottagningsnippein (15) har en ytterhy1sa (16), en inre fjäderför- spänd och inåt axie11t förf1yttbar tätningshy1sa (17) och ett fast venti1centrumstag (28), som i okopp1at 1äge tätande samverkar med tätningshy1san (17), k ä n n e t e c k n a d a v att tätnings- hy1san (17) vid sitt yttre ändparti är försedd med en inre ki1tät- ning (21), som är anordnad att tätande samverka med en ki1bi1dande konisk mante1yta (4) på ytterhy1sans (2) främre ändparti och som innefattar en konisk stödring (21b); att en inre tätning (26) är anordnad i ett spår (26a) i ytterhy1san (16) för radie11 tätande samverkan med tätningshyïsan (17), som därvid är fri från tätnings- spår; att avståndet me11an i omkrets1ed be1ägna 1âsku1or (19) i ytterhy1san (16) och nämnda inre tätning (26) är större än den sträcka i vi1ken tätningshylsan (17) är axie11t förf1yttbar inne i ytterhy1san (16); att tätningshy1san (17) pâ sin insida är försedd med en tätning (22), som i okoppiat ti11stånd är anordnad att täta mot en i huvudsak cy1indrisk tätningsyta (28a) hos en tätningsven- ti1kropp (28c) av venti1centrumstaget (28) och som innefattar en stödring (22b) och en tätningshå11are (23); samt att tätningshy1san (17) och ytterhy1san (16) är försedda med samverkande stödorgan (17a, 16a; 33, 33a, 16a) som medger att tätningshy1san (17) upptar vätsketryck i okopp1at 1äge för av1astning av venti1centrumstaget (za). ___

2. Z. Anordning en1igt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda tätningshå11are (23) är försedd med en f1äns (23a) anordnad att kvarhâ11a en tätningsring (22a) mot radie11 förf1yttning. 10 15 20 25 30 454 722 13

3. Anordning en1igt krav 1 e11er 2, k ä n n e t e c k n a d a v att insticksnippe1n (1) har en re1ativt kort tätningsventil- kropp (3) med en invändig centreryta (3a) och att tätningsventi1- kroppen (3) i kopp1at ti11stând hos kopp1ingen är anordnad att med sin centreryta (3a) uppcentreras av en utvändig centreryta (11a) hos ett centrumstag (11) inne i insticksnippe1n.

4. Anordning eniigt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d a v att mottagningsnippe1ns (15) ytterhy1sa (16) och yttre ans1utningsändparti (27) är utförda i tvâ skiida de1ar, vi1ka är förenade i ett gängförband.

5. Anordning en1igt nâgot av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d a v att mottagningsnippe1ns (15) ytterhy1sa (16) och yttre ans1utningsändparti (27) är utförda i ett stycke, varigenom mottag- ningsnippe1ns (15) övriga de1ar kan hopmonteras med nämnda stycke på ett automatiskt sätt.

6. Anordning en1igt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k - n a d a v att den inre tätningen (26) me11an tätningshyisan (17) och ytterhy1san (16) innefattar en stödring (26b) med ett i huvud- sak triangu1ärt tvärsnitt, där tvâ sidor bi1dar i huvudsak rät vin- ke1 med varandra och den tredje sidan är utformad som en konkav an- 1iggningsyta (34) för samverkan med en O-ring (26c), varvid en av nämnda sidor sträcker sig in i spåret (26a) ti11 i huvudsak dess ha1va radie11a utsträckning och att den andra e11er inre ha1van av spårets (26a) radie11a utsträckning har en böjd an1iggningsyta (35), som ti11sammans med stödringens (26b) konkava an1iggningsyta (34) biidar en radie som motsvarar radien e11er profiien av 0- ringen (26c) vid dess an1iggningsyta (36) i monterat och hopk1ämt tiiistana 1 tätningsiäget.

7. Anordning eniigt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att stödringens (26b) häl (37) har en minskande diameter i riktning från den sida (38) av stödringen som sträcker sig in i spåret (26a), varvid hå1ets (37) minsta diameter är mindre än diametern av 454 722 14 den inre tätningshylsan (17) och största diametern lika med eller något större än tätningshylsans (l7) diameter.

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d a v att stödringen är framställd av ett relativt hårt plastma- terial'av exempelvis typen polyacetal och liknande.