SE464487B - Vridkopplingsanordning foer vakuumledningar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 464 487 2 uppfinning genom att de kopplingsanordningen bildande delarna utföres så, att 0-ringarna ej kommer i direkt kontakt med det kalla respektive heta mediet, med en vägg som innesluter detta.

Det speciellt karaktäristiska för en anordning enligt föreliggande uppfinning för sammankoppling av två vakuumled- ningar, så att ledningarna efter sammankoppling är vridbara relativt varandra, framgår av patentkravet 1.

Uppfinnigen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de på bifogade ritningarna såsom exem- pel visade utföringsformerna.

Fig. 1 är en sektion genom en första kopplingsdel av en vakuumledning enligt uppfinningen.

Fig. 2 är en sektion genom en andra kopplingsdel av en vakuumledning enligt uppfinningen.

Fig. 3 visar en sammankopplingsanordning enligt uppfin- ningen innefattande kopplingsdelarna enligt fig. 1 och fig. 2.

Fig. 4 visar en sammankopplingsanordning enligt uppfin- ningen innefattande ett något modifierat utförande av kopp- lingsdelarna enligt uppfinningen.

I fig. 1 betecknar 1 ytterröret och 2 innerröret hos en vakuumledning. Innerröret 2 är avsett för transport av en fluid, exempelvis en kryogen vätska, såsom flytande nitrogen med temperaturen -196°C. Det mellan rören 1 och 2 bildade rummet 3 är hermetiskt tillslutet vid ändarna av respektive ledningssektion och står under ett isolerande vakuum av storleksordningen 10'6 mbar. Ett sådant vakuumutrymme medför att värmeöverföringen mellan röret 1 och röret 2 blir mini- mal.

Vid kopplingsdelen enligt fig. 1, som i det följande kommer att betecknas handel, sträcker sig innerröret 2 ut förbi ytterrörets 1 ände. En del av det utskjutande partiet av innerröret 2 omges av ett första hylsformat, tunnväggigt element 4, vilket vid sin främre ände är vakuumtätt förbundet med innerrörets 2 utsida medelst en första ändvägg 5. Hylsans 4 bakre ände är vakuumtätt förbunden med ytterröret 1 medelst en andra ändvägg 6. Från ändväggen 6 sträcker sig ett ring- 10 15 20 25 sd 35 464 487 3 format första organ 7 1 riktning mot den första ändväggen 5, så att det utbildas en smal spalt 8 mellan det ringformade organets 7 inneryta och hylsans 5 ytteryta, vilken spalt sträcker sig från ändväggen 6 till en öppen ände vid organets 7 främre ände. Det ringformade organet 7 uppvisar ett bakre parti 9 med mindre ytterdiameter än ett främre parti 10.

Mellan partierna 9 och 10 är en ingreppskuldra 24 utbildad.

I partiet 10 med konstant ytterdiameter är två spår för två tätande O-ringar 11 upptagna.

Det ringformade organet 7, hylsan 4 och ändväggarna 5 och 6 är lämpligen tillverkade av rostfritt stål. O-ringarna 11 kan bestå av material, som saluföres under benämningarna Buna-N eller Viton eller annat lämpligt material och kan utsättas för temperaturer av ned till -40°C.

I fig. 2 visas en andra kopplingsdel av en vakuumled- ning, i det följande benämnd hondel, avsedd att kunna samman- kopplas med handelen enligt fig. 1. Vakuumledningen. har därvid givits samma hänvisningsbeteckningar som Vid denna hondel är innerröret 2 kortare än ytterröret 1 och sträcker sig ett andra hylsformat element 12 med större innerdiameter än rörets 2 ytterdiameter koncentriskt. med röret 2 från dettas ände och mot ytterrörets 1 ände. Hylsan 12 är vid sin bakre ände vakuumtätt förbunden med innerröret 2 via en tredje ändvägg 13. Vid sin främre ände är hylsan 12 vakuumtätt förbunden med ytterröret 1 medelst en fjärde ändvägg 14. Ett i tvärsnitt ringformat andra organ 15 sträc- ker sig från ändväggen 14 i riktning från den tredje ändväg- gen 13, vilket organ 15 har större innerdiameter än hylsan 12 1 fig. 1. och övergår i sin främre ände i en förbindningsfläns 16.

Vid den visade utföringsformen har den främre delen 17 av hylsan 12 större diameter än den bakre delen 18, varvid den delarna 17 och 18 förbindande väggen 19 bildar en in- greppsskuldra, vars verkan kommer att beskrivas i det följan- de. Eventuellt kan väggens 19 sträcka sig en bit in i hylsan 512. Alternativt kan hylsan 12 ha konstant ytterdiameter och en ingreppsskuldra utbildas vid övergången mellan den fjärde ändväggen 14 och hylsan 12. Även denna skuldra kan eventuellt sträcka sig in en bit i hylsan 12. 10 15 20 25 30 35 464 487 4 Det ringformade organet 15 med tillhörande fläns 16 utföres lämpligen av rostfritt stål och har relativt stor massa och stor exponeringsyta mot den kopplingen omgivande atmosfären.

I fig. 3 visas han- och hondelarna enligt fig. 1 respek- tive fig. 2 i sammankopplat tillstånd, varvid samma hänvis- ningsbeteckningar använts som i de tidigare figurerna.

Av fig. 3 framgår, att diametern hos det främre partiet av det första ringformade organet 7 är så avpassad, att denna del vid han- och hondelarnas sammankoppling mottages med litet spel i håligheten i hondelens ringformade organ 15. 0- ringtarna 11 kommer därvid att bilda en effektiv tätning mellan motstående ytor hos de ringformade organen 7 och 15.

En styr- och lagerhylsa 20 av ett lågfriktionsmaterial som tål låga och höga temperaturer, lämpligen polytetrafluor- eten, i det följande och i patentkraven förkortat PTFE, är anordnad mellan hylsan 12 hos hondelen och innerröret 2 hos handelen. Den av förbindelseväggen 19 mellan hylsan 12 och delarna 17 och 18 bildade skuldran samverkar därvid med en motsvarande ansats utförd i ytterytan hos lagerhylsan 20.

För att efter sammanföring av han- och hondelarna bibehålla dessa säkert sammankopplade innefattar föreliggande kopplingsanordning även en lös fläns 21. För att denna skall kunna anbringas omkring det bakre partiet 9 av det ringform- ade organet 7 är vid det i fig. 3 visade utförandet av flän- sens 21 innerdiameter större än det främre partiets 10 ytter- diameter. Därvid är en tvådelad eller öppningsbar ringformad bricka 25 av exempelvis rostfritt stål och med mindre inner- diameter än ytterdiametern hos det första ringformade orga- nets 7 främre parti 10 anordnad framför flänsen 21. Flänsen 21 sammandrages med hondelens ändfläns 16 med hjälp av bultar För att undvika metallisk kontakt, speciellt mellan organet 7 och brickan 25, är en tvådelad 22 eller motsvarande. skiva av lågfriktionsmaterial, lämpligen PTFE, anordnad mellan flänsen 21 med brickan 25 och organet 7 respektive flänsen 16.

Vid sammandragning av flänsförbandet kommer därvid han- och hondelarna att pressas mot varandra och fixeras i samman- 10 15 20 25 36 35 464 487 5 pressat läge till följd av att kraft överföres från flänsen 21 till handelen via brickan 25, skivan 23 och ingreppsskuld- ran 24 samtidigt som styr- och lagerhylsans 20 ena ände samverkar med den första ändväggen 6 och den av väggen 19 bildade skudran samverkar med en. motsvarande skuldra på hylsans 20 ytteryta.

I fig. 4 visas ett alternativt utförande av en kopp- lingsanordning enligt uppfinningen, varvid samma hänvisnings- beteckningar använts som i fig. 3. Vid utförandet enligt fig. 4 har 0-ringarnall anordnats i det andra ringformade organet 15 hos hondelen, vilket härför uppvisar en del med konstant innerdiameter, som är belägen mittför en motsvarande del hos det första ringformade organets 7 främre parti 10 med kon- stant ytterdiameter. I övrigt kan dessa organ uppvisa koniskt utformade delar enligt önskan. Sådana koniska delar kan även förekomma vid utförandet enligt fig. 3.

Enligt fig. 4 har vidare brickan 25 i fig. 3 utelämnats, varvid flänsen 21 har utförts tvådelad eller öppningsbar och med en innerdiameter som är mindre än det ringformade organ- ets 7 främre parti 10.

De element som vid en kopplingsanordnig enligt uppfin- ningen kan förslitas vid relativ rotation av de båda samman- kopplade vakuumledningarna relativt varandra är 0-sringarna 11, lagerhylsan 20 och skivan 23, vilka enkelt kan utbytas till låg kostnad. För att förbättra tätningen och minska friktionen hos 0-ringarna 11 fettas dessa lämpligen in.

De känsligaste elementen i kopplingsanordningen, 0- ringarna 11, är så belägna, att de ej utsättes för extrema temperaturer även då mycket kalla eller varma medier trans- porteras i innerröret 2. Värmeledningsbanan i metall mellan innerröret 2 och 0-ringarna 11 blir lång och består över en lång sträcka av tunt gods. Denna bana innefattar således den första ändväggen 5, den tunnväggiga hylsan 4, ändväggen 6, det bakre partiet 9 med liten diameter av organet 7 samt dettas främre parti 10. Denna labyrintformade bana ger stort motstånd mot värmetransport, varför O-ringarna 11 även då röret 2 transporterar flytande nitrogen endast utsätts för en måttligt låg temperatur. 10 15 20 464 487 6 Även om lagerhylsan 20 bildar en god tätning mot hylsan 12 kan vid ibruktagande av den sammankopplade ledningen för exempelvis transport av flytande nitrogen en liten mängd härav eventuellt tränga in i de slutna håligheter, som är utbildade mellan hylsan 4 och elementen 14 och 15 respektive 7. Dessa håligheter är enligt det föregående slutna, varför någon genomströmning från innerröret 2 till omgivningen ej kan ske. Inträngande flytande nitrogen kommer att förångas och uppvärmas till följd av bl a kontakten med det ringform- ade elementet 15 med förhållandevis stor massa och stor yttre värmeupptagande yta och därvid föreligga i gasform i nämnda håligheter. tränga in i håligheterna skall dessas volym vara så liten som För att minimera den mängd kylmedium som kan möjligt. Försök med en koppling enligt uppfinningen har visat, att man vid transport av flytande nitrogen (-l96°C) i innerröret 2 erhåller en temperatur på förångat restnitrogen vid 0-ringarna 11 på endast ca -6°C. Då 0-ringarna tål tem- peraturer av ned till -40°C finns således en betryggande säkerhetsmarginal.

En koppling av i det föregående beskrivet slag, som kan användas inom många olika områden, blir mycket kompakt och får lång livslängd. Utbyte av förslitningsdetaljer är vidare enligt det föregående enkelt att utföra.

Claims (17)

10 15 20 25 so' 35 464 487 7 PATENTKRÄV

1. Anordning för sammankoppling av 'två vakuumledningar innefattande en första och en andra kopplingsdel, så att ledningarna efter sammankopplingen är vridbara relativt var- andra, vilka vakuumledningar vardera innefattar två koncent- riska rör (1, 2) med vakuum i det mellan rören bildade rummet (3), varvid det inre röret (2) vid den första kopplíngsdelen är längre än det yttre röret (1) och det inre röret (2) vid den andra kopplíngsdelen är kortare än det yttre röret (1), kännetecknad därav, att den första kopplíngsdelen innefattar ett första med rören (1, 2) koncentriskt hylsformat element (4) med större innerdiameter än det inre röret (2) och med mindre ytterdiameter än det yttre röret (1), vilket första hylsformade element vid sin främre ände med en ringformad första ändvägg (5) är vakuumtätt förbundet. med det inre rörets (2) utsida, mellan de två rörens ändar i axiell rikt- ning, och vid sin bakre ände med en andra ringformad ändvägg (6) är vakuumtätt förbundet med det yttre röret (1), av ett i tvärsnitt ringformat första organ (7), som sträcker sig från den andra ändväggen (6) i riktning mot den första änd- väggen (5), vilket organ (7) har ett främre parti (10) på avstånd från den andra ändväggen (6), av vilket parti åt- minstone en del har konstant ytterdiameter, varvid innerdia- metern hos det första organet (7) är större än det första elementets (4) ytterdiameter, att den andra kopplíngsdelen innefattar ett andra hylsformat element (12) innerdiameter än det inre röret (2) och med mindre ytter- diameter än det yttre röret (1), vilket andra element vid sin bakre ände med en ringformad tredje ändvägg (13) är vakuum- tätt förbundet med det inre rörets (2) utsida, och vid sin främre ände med en fjärde ringformad ändvägg (14) är vakuum- tätt förbundet med det yttre röret (1), och av ett i tvär- snitt ringformat andra organ (15), som sträcker sig från den fjärde ändväggen (14) i riktning från den tredje ändväggen (13), varvid det andra organet (15) har större innerdiameter, som över åtminstone en del av organets längd är konstant, än det andra elementet (12), och övergår vid sin främre ände i en fläns (16), att det första organets (7) främre parti (10) med större 10 15 20 25 30 35 464 487 8 med konstant ytterdiameter hos den första kopplingsdelen är försedd med minst en ringformad fördjupning med en O-ring och/eller delen med konstant innerdiameter av det andra organet (15) hos den andra kopplingsdelen är försedd med minst en ringformad fördjupning med en O-ring, och att delen av det främre partiet (10) av det första organet (7) hos den första kopplingsdelen har mindre ytterdiameter än innerdiame- tern hos det andra organet (15) hos den andra kopplingsdelen, så att vid sammankoppling av kopplingsdelarna denna del av det främre partiet (10) av det första organet (7) mottages med ett litet spel i det andra organet (15) och O-ringen (11) bildar en tätning mellan kopplingsdelarna.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att den innefattar en styrhylsa (20), vilken är så anordnad, att den vid sammankopplingen av de båda kopplingsdelarna blir belägen mellan den utskjutande delen av det inre röret (2) hos den första kopplingsdelen och det andra hylsformade elementet (12) hos den andra kopplingsdelen.

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad därav, att styr- hylsans (20) ena ände är inrättad att anligga mot den första ändväggen (5) hos den första kopplingsdelen och att ett skulderparti' (19) hos den fjärde ändväggen (14) eller det andra hylsformade elementet ( 12) hos den andra kopplingsdelen samverkar med ett motsvarande skulderparti på styrhylsans (20) mantelyta.

4. Anordning enligt krav 2 eller 3, kännetecknad därav, att styrhylsan (20) är av ett lågfriktionsmaterial som tål låga och höga temperaturer, företrädesvis PTFE.

5. Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-4, känne- tecknad därav, att den innefattar en ringformad förbindnings- fläns (21) , organet (7) hos den första kopplingsdelen, vilket parti (9) som omger ett bakre parti (9) av det första har mindre ytterdiameter än det främre partiet (10) av detta och att denna fläns (21) är inrättad att vid kopplingsdelarnas sammankoppling kunna förbindas med den organ (7) , främre ändflänsen (16) hos det andra organet (15) för att bibehålla kopplingsdelarna säkert sammankopplade. att en

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad därav, 10 15 20 25 ad 35 464 487 9 ringformad skiva (23) av lågfriktionsmaterial, företrädesvis PTFE, är anordnad mellan flänsarna (16, 21).

7. Anordning enligt krav 5 eller 6, kännetecknad därav, att innerdiametern hos förbindningsflänsen (21) är mindre än den största ytterdiametern hos det första organets (7) främre (10), varvid förbindningsflänsen är tvådelad eller öppningsbar.

8. Anordning enligt krav 6, kännetecknad därav, att inner- diametern hos förbindningsflänsen (21) är större än ytterdia- metern hos det första organets (7) främre parti (10), och att en tvådelad eller öppningsbar ringformad bricka (25) med mindre innerdiameter än ytterdiametern hos det första or- ganets (7) främre parti är anordnad mellan förbindningsflän- parti sen (21) och den ringformade skivan (23).

9. Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-8, kän- netecknad därav, att det första organet (7) i sin mot den andra ändväggen (6) vända ände övergår i ett bakre parti (9) med mindre ytterdiameter än det främre partiet (10).

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad därav, att det första organet (7) uppvisar en väsentligen vinkelrätt mot rörens (1, 2) längdaxlar löpande ingreppsskuldra (24) i övergången mellan nämnda främre och bakre partier (10, 9).

11. Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-10, kän- netecknad därav, att det första organet (7) bildar en spalt (8) mellan sig och det första elementet (4) vilken spalt sträcker sig från den andra ändväggen (6) och är öppen vid det första organets (7) främre ände.

12. Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-11, kän- netecknad därav, att nämnda del med konstant ytterdiameter åtminstone vid sin ena ände övergår i en koniskt formad del av nämnda främre parti (10).

13. Anordning enligt ett eller flera av kraven 9-12, kän- netecknad därav, att det första elementet (4) är av rostfritt stål.

14. netecknad därav, innerdiameter än den fjärde ändväggen (14), varvid övergången från den fjärde ändväggen till det andra hylsformade elemen- Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-8, kän- att det andra elementet (12) har nündre 464 487 10 15 10 tet är vinkelrät mot rörens axiella riktning och bildar en ingreppsskuldra, som företrädesvis sträcker sig ett stycke förbi det andra elementets (12) inneryta.

15. netecknad därav, Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-8, kän- att den främre delen (17) av' det andra elementet ( 12) har större konstant diameter än den bakre delen (18), varvid övergången för den större diametern till den mindre diametern bildas av en ríngformad vägg (19), vars innerdiameter företrädesvis är lika med eller större än innerdiametern hos den bakre delen (18) av det andra elemen- tet (12).

16. kännetecknad därav, att nämnda del med konstant innerdiameter Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-8, 14-15, av det andra organet (15) åtminstone vid sin ena ände övergår i en koniskt formad del.

17. Anordning enligt ett eller flera av kraven 1-8, 14-16, kännetecknad därav, att det andra elementet (12) är av rost- fritt stål.