NL1023063C2 - Werkwijze voor het verbinden van pijpuiteinden, verbinding en inzetstuk. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het verbinden van pijpuiteinden, verbinding en inzetstuk

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verbinden van pijpuiteinden welke aan de binnenzijde zijn voorzien van een voering, waarbij een inzetstuk, zoals een bus, in de uiteinden wordt gebracht. De 5 uitvinding heeft voorts betrekking op een verbinding tussen I pijpuiteinden welke aan de binnenzijde zijn voorzien van een I voering, alsmede op een inzetstuk geschikt voor gebruik in I de genoemde werkwijze en/of verbinding.

I Om leidingen te beschermen tegen corrosie van I 10 binnenuit als gevolg van een door die leidingen stromend I medium, zoals zwavelzuur of zoutzuur met een hoge I concentratie en/of temperatuur, worden dergelijke leidingen I vaak voorzien van een voering van bijvoorbeeld een I kunststof. Op plaatsen waar uiteinden van leidingelementen I 15 aan elkaar gekoppeld moeten worden, bijvoorbeeld ter plaatse van een aansluiting van een rechte leiding op een T-stuk of bocht, moet zowel de buitenwand van de leiding, die I doorgaans uit een metaal of een vezelversterkte kunststof is vervaardigd, als de voering gekoppeld worden.

I 20 Hiertoe kan een flenskoppeling worden gebruikt I waarbij de voeringen over de flensvlakken zijn uitgewalst, I hetgeen echter een gecompliceerde en zeer nauwkeurige I prefabricage vergt.

I Ook is mogelijk de voeringen te verbinden met een I 25 zogenoemde stomp- of stuiklas. Echter, hiertoe is het I noodzakelijk gespecialiseerde kunststoflassers op de I betreffende bouwplaats te hebben. Bovendien zijn veel van de H voor deze toepassing gangbare kunststoffen niet geschikt om I gelast te worden.

I 30 Het Russische octrooischrift RU 2 162 184 I beschrijft een koppelsysteem voor metalen pijpdelen die zijn voorzien van een polyetheen voering. In de pijpdelen (aangegeven met nummers 1 en 2 in de enige figuur) wordt een bus (3) gebracht die is vervaardigd van gegalvaniseerd staal H en die is voorzien van een pakkingmateriaal (9). Vervolgens H worden de uiteinden van de pijpdelen (1,2) op de bus (3) H 5 vast geknepen.

H Het Duitse octrooischrift DE 41 41 310 beschrijft H een vergelijkbaar systeem waarbij een bus (nummer 3 in H figuren 1 en 2) in de uiteinden van pijpdelen (2) wordt H geschoven en waarbij deze uiteinden vervolgens op de bus (3) H 10 worden geknepen, ditmaal door middel van Quetschhülse (6) en H Presshülse (7) .

In US 5,348,211 worden de uiteinden van twee pijpdelen elk voorzien van een "sleeve" van een

Corrosieresistent materiaal, zoals RVS, en aan elkaar 15 gelast.

I US 4,913,465 betreft een "sléeve" (nummer 26 in figuur 1) voorzien van "lugs" (38). De sleeve wordt tot aan de lugs in twee uiteinden van pijpdelen gebracht, waarna de pijpdelen aan elkaar worden gelast. Elk van de uiteinden van 20 de sleeve is voorzien van een O-ring (28).

Met de uitvinding wordt beoogd de in de eerste alinea beschreven werkwijze te verbeteren. Hiertoe is de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het I inzetstuk is vervaardigd van een veerkrachtig materiaal en 25 een buitendiameter die heeft groter is dan de binnendiameter van de voering van elk van de buizen en doordat het inzetstuk wordt samengedrukt, in de pijpuiteinden wordt I gebracht of geperst en zich vastklemt in die pijpuiteinden.

Het verdient de voorkeur dat het inzetstuk wordt 30 samengedrukt tot een buitendiameter die kleiner is dan de binnendiameter van de voering van elk van de pijpuiteinden, in de pijpuiteinden wordt gebracht en zich vastklemt door ten minste gedeeltelijk terug te veren naar de oorspronkelijke vorm.

3

Aldus kan op relatief eenvoudige wijze een hydraulische afdichting van de voering verkregen worden zonder de tussenkomst van een kunststoflasser.

Bovendien is het met de uitvinding mogelijk 5 verbindingen tot stand te brengen tussen pijpen, die zijn voorzien van een voering van een materiaal dat niet of slechts moeilijk gelast kan worden, en/of is het niet nodig de pijpeinden op het opzetstuk vast te knijpen, i.e. te vervormen, hetgeen in veel gevallen ongewenst is en voor 10 dikwandige pijpen praktisch onmogelijk is.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een verbinding tussen pijpuiteinden welke aan de binnenzijde zijn voorzien van een voering en waarbij in de uiteinden een I inzetstuk, zoals een bus, van een veerkrachtig materiaal is I 15 geklemd, welk inzetstuk de overgang tussen de pijpuiteinden I hydraulisch afdicht.

I Het inzetstuk is bij voorkeur vervaardigd uit een I materiaal, in het bijzonder een kunststof, met een I elasticiteitsmodulus tussen 800 en 2500 MPa, bij voorkeur I 20 tussen 1000 en 2200 MPa. Een inzetstuk van een dergelijk I materiaal laat zich enerzijds nog met relatief eenvoudige I middelen samendrukken en zal anderzijds toelaten dat het inzetstuk met een aanzienlijke klemkracht en voldoende I hydraulische afdichting in de pijpuiteinden wordt I 25 vastgeklemd. Ten aanzien van de genoemde ondergrens zij I opgemerkt dat klemkracht en afdichting ook verhoogd kunnen worden door een inzetstuk te gebruiken met een grotere I buitendiameter, bijvoorbeeld met een buitendiameter die meer I dan 10%, bijvoorbeeld 20%, groter is dan de binnendiameter 30 van de voering.

I De uitvinding heeft bovendien betrekking op een inzetstuk, zoals een bus, geschikt voor gebruik in de genoemde werkwijze, en/of de genoemde verbinding. Het verdient de voorkeur dat dit inzetstuk is vervaardigd uit een veerkrachtig materiaal, dat bovendien bij voorkeur PTFE bevat.

In het kader van de uitvinding wordt met de term "veerkrachtig" bedoeld dat het materiaal nadat het tot een 5 inzetstuk, in het bijzonder een bus is gevormd, onder II invloed van drukkrachten vervormt en na het wegnemen van deze krachten ten minste gedeeltelijk terugveert naar de oorspronkelijke vorm.

De uitvinding zal thans worden toegelicht aan de H 10 hand van een in de figuur weergegeven voorkeursuitvoering.

De figuur toont een dwarsdoorsnede door een verbinding 1 volgens de uitvinding, tussen de uiteinden van H twee stalen pijpen 2,3 met cirkelvormige doorsnede en, in dit specifieke voorbeeld, een buitendiameter van circa 60 mm 15 en een wanddikte van 4 mm. Beide pijpen 2,3 zijn voorzien van een voering 4,5 van polytetrafluoretheen (PTFE), ook wel aangeduid als Teflon®*, met een dikte van 3 mm en een binnendiameter van 46 mm.

In de pijpuiteinden 2,3 is een bus 6 gebracht, op 20 een wijze die hieronder in meer detail besproken zal worden.

De bus 6 is rotatiesymmetrisch uitgevoerd en vervaardigd uit I één stuk (monolitisch), bijvoorbeeld door spuitgieten of I draaien, uit een mengsel van PTFE en, ter verbetering van de hardheid en de stijfheid van de bus 6, mica. De buitenomtrek I 25 van de bus 6 is halverwege voorzien van een uitstekende, cirkelvormige rand 7, welke dient als stuit voor de pijpuiteinden 2,3. Om te voorkomen dat de bus 6 axiale bewegingen van de voeringen 4,5, bijvoorbeeld als gevolg van thermische uitzetting, blokkeert, verdient het de voorkeur 30 dat de hoogte van de uitstekende rand 7 kleiner is dan de dikte van de voeringen 4,5.

De bus 6 omvat voorts aan weerszijden van de uitstekende rand 7 ringvormige groeven 8 waarin rubberen ΟΙ ringen 9 zijn opgenomen. Deze 0-ringen 9 dragen bij aan de I 35 hydraulische afdichting tussen de voeringen 4,5 en de bus 6.

5

Overigens kan, bijvoorbeeld met een bus van PTFE, ook met een gladde buitenwand een goede hydraulische afdichting verkregen worden of kunnen andere afdichtingmiddelen, zoals zogenoemde lipseals, gebruikt worden.

5 De wanddikte van de bus 6 is constant over het grootste deel van de lengte van de bus 6. De binnenzijde van de bus is, bij de uiteinden, voorzien in een inloop 10 respectievelijk uitloop 11 waar de wanddikte van de bus 6 over een korte afstand in de beoogde stroomrichting 10 (aangegeven met een pijl) geleidelijk toe- respectievelijk afneemt. Met een dergelijke in- en uitloop 10, 11 kan de drukval over de bus 6 verkleind worden.

Het materiaal van de bus volgens de uitvinding I wordt bij voorkeur afgestemd, op het materiaal van de voering 15 van de pijpen. Daarbij kan onder meer rekening gehouden worden met de chemische resistentie, die bij voorkeur voor beide onderdelen althans ongeveer gelijk is, en de hardheid, waarbij de hardheid van de bus bij voorkeur groter is dan die van de voeringen zodat oneffenheden en bijvoorbeeld 20 ringvormige ribbels om de omtrek van de bus complementaire oneffenheden respectievelijk groeven vormen in de voeringen om aldus de hydraulische afdichting en de klemkracht in axiale richting verder te verbeteren.

Voorbeelden van geschikte materialen voor de 25 voering en de bus zijn, naast het genoemde PTFE, polyvinylideen fluoride, hexafluorpropeen tetrafluoretheen copolymeer, PFA, ECTFE, polypropeen, polyetheen, polyvinyl chloride en polyamide 11 (Rilsan™). Afhankelijk van de gewenste mechanische eigenschappen, kunnen aan de kunststof 30 van ten minste de bus één of meer hulpstoffen worden toegevoegd. Voorbeelden van hulpstoffen waarmee de hardheid, de elasticiteitsmodulus en/of de slijtvastheid van de bus verhoogd kunnen worden zijn mica, koolstofvezel, glasvezel, krijt, siliciumoxide, koolstof, basalt, PP, nylon en/of 35 polyester vezel.

I Om de buitenwand van de pijpuiteinden 2,3 is een op zichzelf bekende en commercieel verkrijgbare trekvaste koppeling 12 (ex Straub™) gemonteerd. Deze koppeling omvat een in hoofdzaak cilindrische RVS buitenmantel 13 waarin een 5 rubberen afdichting 14 is opgenomen, die zich uitstrekt over gehele buitenomtrek van de pijpuiteinden 2,3 en hiertegen aanligt. De afdichting 14 wordt aan weerszijden begrensd door schuin verlopende gripringen 15, welke met een kartelrand 16 in de buitenomtrek van de pijpuiteinden 2,3 10 grijpen en tegen de afdichting 14 worden gedrukt door middel van ringvormige veren 17. De buitenmantel 13 omvat een axiaal verlopende onderbreking (niet getoond), die wordt overbrugd door tangentieel verlopende bouten (eveneens niet getoond) waarmee de koppeling 12 op de pijpuiteinden 2,3 15 getrokken kan worden. Door de buitenmantel 13 en de afdichting 14 heen is een nippel 18 gemonteerd waarop een lekdetectie sensor kan worden bevestigd.

De bus 6 wordt als volgt gemonteerd. De koppeling 12 wordt om één van de pijpuiteinden 2,3 geschoven, tot een 20 afstand voldoende ver van de pijpuiteinden om een vrije toegang tot die pijpuiteinden 2,3 te waarborgen. Voor het samendrukken van de bus 6 wordt gebruik gemaakt van een tang met een bek die is voorzien van twee dikwandige schalen waarvan, in gesloten toestand, de binnendiameter, in dit 25 voorbeeld 45 mm, kleiner is dan de binnendiameter (46 mm) van de voeringen 4,5 en waarvan de vorm van de binnenzijde complementair is aan de vorm van de bus 6. De bus 6 heeft (afgezien van de opstaande rand 7 en de groeven 8) een buitendiameter van 47 mm. De bus 6 wordt in de schalen 30 gebracht, samengedrukt en gedurende ongeveer vijf minuten in deze toestand gehouden. Na het verstrijken van die vijf minuten worden de schalen geopend en wordt de bus 6 uit de schalen genomen en in de pijpuiteinden 2,3 gebracht, zodanig dat deze uiteinden 2,3 aanliggen tegen de opstaande rand 7 35 van de bus 6. Vervolgens zal de bus 6 ten minste 7 gedeeltelijk terugveren naar de oorspronkelijke vorm en zich vastklemmen in, de pijpuiteinden 2,3.

Zodra de bus 6 voldoende vastgeklemd is, wordt de koppeling 12 teruggeschoven tot een positie waarin deze zich 5 over een althans ongeveer gelijke afstand over de beide pijpuiteinden 2,3 uitstrekt. Daarna worden de genoemde tangentieel verlopende bouten aangedraaid, zodat de koppeling 12 zich vastbijt in de pijpuiteinden 2,3 en deze nog enigszins naar elkaar toetrekt.

10 De aldus verkregen hydraulische afdichting en verbinding kunnen zonder gecompliceerde prefabricage en zonder de tussenkomst van gespecialiseerde kunststoflassers op een bouwplaats worden gebruikt voor het verbinden van standaard leidingelementen. Met de beschreven bus kunnen 15 bovendien eventuele verschillen in toleranties en/of ovaliteit van de pijpuiteinden overbrugd worden.

Volledigheidshalve zij opgemerkt dat de tijd gedurende welke de bus wordt samengedrukt afhangt van het materiaal van de bus. In het algemeen geldt dat deze tijd 20 bij voorkeur dusdanig lang gekozen wordt dat voorkomen wordt I dat de bus terugveert naar een diameter die groter is dan de I binnendiameter van de voeringen voordat de bus daarin kan I worden aangebracht. Eventueel kan het terugveren worden I vertraagd, bij voorkeur door de bus af te koelen I 25 bijvoorbeeld door de bus, terwijl deze zich in de tang I bevindt, onder te dompelen in vloeibaar stikstof. Een H dergelijke vertraging is vooral zinvol indien de bus is I vervaardigd uit een materiaal dat relatief snel terugveert, I zoals bepaalde rubbers.

I 30 De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringen en kan op verschillende manieren binnen het kader van de conclusies H gevarieerd worden. Zo kan het inzetstuk worden gebruikt voor het verbinden van rechte pijpelementen aan bochten, 35 afsluiters of T-stukken, of voor het onderling verbinden van rechte pijpelementen. Rechte pijpen die zijn gevoerd met PT FE zijn bijvoorbeeld doorgaans niet langer dan ongeveer zes, omdat het met de huidige stand der techniek nog zeer moeilijk is PTFE voeringen met een lengte van meer dan zes II 5 meter te extruderen.

Voorts kan het inzetstuk zelf worden uitgevoerd als H bocht of T-stuk, waardoor de noodzaak van een metalen bocht H of T-stuk met voering komt te vervallen.

Claims (10)

1. Werkwijze voor het verbinden van pijpuiteinden (2,3) welke aan de binnenzijde zijn voorzien van een voering (4.5) , waarbij een inzetstuk, zoals een bus (6), in de uiteinden (2,3) wordt gebracht, en gekenmerkt doordat het 5 inzetstuk (6) is vervaardigd van een veerkrachtig materiaal en een buitendiameter heeft die groter is dan de binnendiameter van de voering (2,3) van elk van de buizen (4.5) en doordat het inzetstuk (6) wordt samengedrukt, in de pijpuiteinden (2,3) wordt gebracht of geperst en zich 10 vastklemt in die pijpuiteinden (2,3).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het inzetstuk (6) wordt samengedrukt tot een buitendiameter die kleiner is dan de binnendiameter van de voering (2,3) van elk van de pijpuiteinden (4,5), in de pijpuiteinden (4,5) 15 wordt gebracht en zich vastklemt door ten minste gedeeltelijk terug te veren naar de oorspronkelijke vorm.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het inzetstuk (6) wordt samengedrukt met een gereedschap voorzien van een holte voor het opnemen van het inzetstuk 20 (6), waarbij de vorm van de holte voor het grootste deel complementair is aan de vorm van het inzetstuk (6).

4. Werkwijze volgens conclusies 2 of 3, waarbij het terugveren van het inzetstuk (6) wordt vertraagd, bij voorkeur door het inzetstuk (6) af te koelen..

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij over de buitenomtrek van de pijpuiteinden (2,3) een losneembare koppeling (12) wordt gemonteerd.

6. Verbinding (1) tussen pijpuiteinden (2,3) welke aan de binnenzijde zijn voorzien van een voering (4,5) en 30 waarbij in de uiteinden (2,3) een inzetstuk, zoals een bus (6), van een veerkrachtig materiaal is geklemd, welk inzetstuk (6) de overgang tussen de pijpuiteinden (2,3) hydraulisch afdicht. λ ΛηηΛΟΟ

7. Verbinding (1) volgens conclusie 6, waarbij het inzetstuk (6), voordat het in de pijpuiteinden (2,3) werd gebracht, een buitendiameter had, die groter was dan de binnendiameter van de voering (4,5) in de pijpuiteinden 5 (4,5).

9. Inzetstuk, zoals een bus (6), geschikt voor gebruik in de werkwijze en/of de verbinding volgens één der voorgaande conclusies, welke is vervaardigd uit een veerkrachtig materiaal

10. Werkwijze, verbinding (1) en inzetstuk (6) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het inzetstuk (6) is vervaardigd uit een materiaal met een elasticiteitsmodulus tussen 800 en 2500 MPa, bij voorkeur tussen 1000 en 2200 Mpa.

11. Werkwijze, verbinding (1) en inzetstuk (6) volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het inzetstuk (6) is vervaardigd uit een materiaal dat PTFE of een mengsel van PTFE en mica bevat.