NO760515L - - Google Patents

Description

RørskjøtPipe joint

Denne oppfinnelse angår rørskjøt.This invention relates to pipe joints.

Den vanlige utførelse av en rørskjøt omfatter flenser ved hver ende av rørene som skal skjøtes og hvis flenser boltes sammen. En passende pakning er anbragt mellom flensene for tetning. Utførelsen krever bruken av bolter med stor styrke og innebærer store boltbelastninger og store påkjenninger på pakninge-ne hvis tetningen skal være effektiv. Når slike konvensjonelt sammenboltede flensskjøter benyttes på steder med lave temperaturer, fåes et særlig problem under startoperasjoner. The usual design of a pipe joint includes flanges at each end of the pipes to be joined and whose flanges are bolted together. A suitable gasket is placed between the flanges for sealing. The design requires the use of bolts with great strength and involves large bolt loads and great stress on the gaskets if the seal is to be effective. When such conventionally bolted flange joints are used in places with low temperatures, a particular problem arises during start-up operations.

Når en skjøt ved romtemperatur nedkjøles til meget lav temperatur, såsom f.eks. driftstemperatur for fordampere til fly-tendegjort naturgass, nedkjøles og krympes flensen meget raskere enn bolten. Dette innebærer at boltene ikke lengre ligger tett nok an mot. flensene og skjøten løsner og lekkasje kan oppstå. En måte å redusere denne ulempe på er å benytte bolter med ytterst liten utvidelseskoeffisient, slik at boltstrekket opprettholdes til enhver tid. Uheldigvis er legeringer med liten ekspansjons-koeffisient kostbare og dette innebærer at også skjøtene blir kostbare. Etter en viss tidsperiode når hele skjøten er.nedkjølt, vil konvensjonelt sammenboltede flenser stanse lekkasjen fordi boltenes krympning strammer skjøten, og gjenoppretter tetningen. When a joint at room temperature is cooled to a very low temperature, such as e.g. operating temperature of vaporizers for fly-tipped natural gas, the flange cools and shrinks much faster than the bolt. This means that the bolts are no longer close enough. the flanges and joint loosen and leakage may occur. One way to reduce this disadvantage is to use bolts with an extremely small expansion coefficient, so that the bolt tension is maintained at all times. Unfortunately, alloys with a small expansion coefficient are expensive and this means that the joints will also be expensive. After a certain period of time when the entire joint has cooled, conventionally bolted flanges will stop the leak because the shrinkage of the bolts tightens the joint, restoring the seal.

Selv om oppfinnelsen er særlig rettet på anvendelsen av rørskjøter til bruk med rør under meget lave temperaturer, kan skjøten benyttes også ved andre temperaturer. Although the invention is particularly directed at the use of pipe joints for use with pipes under very low temperatures, the joint can also be used at other temperatures.

Som et alternativ til konvensjonelt tettede skjøter hvor pakningen er anbragt mellom flensene, har man foreslått, f.eks. i britisk patent 757 336, en skjøt som har et sylindrisk tetningselement som har tilspissede eller kjegleformede flater som samvirker med tilsvarende avf.asede flater på rørenden. For tilveiebringelse av skjøten tvinges rørendene sammen for deforme- ring av tetningselementet mot de avfasede flater på rørendene. Også her tilveiebringes skjøten ved at rørendene bringes sammen for dannelse av tetningen. As an alternative to conventionally sealed joints where the gasket is placed between the flanges, it has been proposed, e.g. in British patent 757 336, a joint having a cylindrical sealing element having tapered or cone-shaped surfaces which cooperate with corresponding chamfered surfaces on the pipe end. To create the joint, the pipe ends are forced together to deform the sealing element against the chamfered surfaces of the pipe ends. Here, too, the joint is provided by bringing the pipe ends together to form the seal.

Ved hjelp av denne oppfinnelse er det tilveiebragt en rørskjøt som omfatter to rørender og en rørformet tetningssylinder som strekker seg inn i begge rørender og med. presspasning mellom de ytterste partier og innersidene av begge rørender, hvor den rørformede tetningssylinder er bøyelig ved endene, slik at den kan presses radialt utover under bruk som følge av trykket fra fluidet i rørendene for frembringelse av en tetning mellom de nevnte rørender. By means of this invention, a pipe joint has been provided which comprises two pipe ends and a tubular sealing cylinder which extends into both pipe ends and with. press fit between the outermost parts and the inner sides of both pipe ends, where the tubular sealing cylinder is flexible at the ends, so that it can be pressed radially outwards during use as a result of the pressure from the fluid in the pipe ends to produce a seal between the said pipe ends.

Rørendene kan ha stort sett samme diameter. Sylinderen kan være svakt innsnevret, slik at den har noe større diameter mot endepartiene sammenlignet med det midtre parti. The pipe ends can have roughly the same diameter. The cylinder can be slightly narrowed, so that it has a slightly larger diameter towards the end parts compared to the middle part.

Sylinderen kan ha en midtre ringformet ytterrigg eller kam som passer mellom rørendene for dannelse av et positivt loka-liseringsrniddel for disse og for dannelse av et stivt sentralpar-ti. Den ytre kam kan ha et spor eller en rille i ytterflaten. The cylinder may have a middle ring-shaped outer rig or cam which fits between the pipe ends to form a positive locating means for these and to form a rigid central part. The outer comb may have a groove or groove in the outer surface.

Fortrinnsvis har sylinderens ytterender noe større ytterdiameter enn den indre diameter av rørendene. Materialet i sylinderen har fortrinnsvis en termisk utvidelseskoeffisient som i det vesentlige er lik materialet i rørendene. Preferably, the outer ends of the cylinder have a slightly larger outer diameter than the inner diameter of the pipe ends. The material in the cylinder preferably has a coefficient of thermal expansion which is essentially the same as the material in the pipe ends.

Videre er rørendene og sylinderen fortrinnsvis utført av samme materiale. Furthermore, the pipe ends and the cylinder are preferably made of the same material.

Rørendene kan ha ytterflenser som kan være boltet sammen for å holde rørendene i flukt med hverandre. Rørendene kan være maskinert med forsenkninger for innføring av den rørformede tetningssylinder. Den sistnevnte har fortrinnsvis sirkulært tverrsnitt. Sylinderen og/eller forsenkningene kan være dekket med>et materiale med liten friksjonskoeffisient, fortrinnsvis polytetrafluoretylen eller molybdendisulfid. The pipe ends may have outer flanges which may be bolted together to keep the pipe ends flush with each other. The tube ends can be machined with recesses for the insertion of the tubular sealing cylinder. The latter preferably has a circular cross-section. The cylinder and/or the recesses can be covered with a material with a low coefficient of friction, preferably polytetrafluoroethylene or molybdenum disulphide.

Videre tilveiebringer oppfinnelsen en rørskjøt som har to rørender og et metallisk tetningselement som rager inn i begge rørender og danner derimellom en fluidumtett tetning og som utmerker seg ved at hver av rørendene har en i det vesentlige sylindrisk indre tetningsflate og.at metalltetningselementet er et in-tegralt,i det vesentlige sylindrisk, rørformet element som rager inn i rørendene, hvor hvert av de ytre partier av rørelementet er i presspasning med en av de indre tetningsflater, og hvor rør-elementet er bøyelig ved endene, slik at det kan presses radialt utover under bruk som følge av trykket fra fluidet i rørendene for tilveiebringelse av en tetning mellom rørendene. Furthermore, the invention provides a pipe joint which has two pipe ends and a metallic sealing element which protrudes into both pipe ends and forms a fluid-tight seal between them and which is distinguished by the fact that each of the pipe ends has a substantially cylindrical inner sealing surface and that the metal sealing element is an in- integral, essentially cylindrical, tubular element projecting into the pipe ends, where each of the outer parts of the pipe element is press fit with one of the inner sealing surfaces, and where the pipe element is flexible at the ends, so that it can be pressed radially outwards in use due to the pressure of the fluid in the pipe ends to provide a seal between the pipe ends.

Denne oppfinnelse tilveiebringer videre en rørskjøt omfattende to rørender med passasjer beliggende aksialt i flukt med hverandre og en metallisk tetningsdel som strekker seg inn i begge rørender for dannelse av en fluidumtett tetning mellom dem og som utmerker seg ved at hver rørende har en i det vesentlige sylindrisk indre tetningsflate, en integral rørformet tetningssylinder som har en sentral utvendig ringformet kam og bøyelige endepartier, hvor hvert bøyelige endeparti er■teleskopaktig anbragt i en av rørendene, hvor spissen av hvert endeparti er i friksjonspasning med den indre tetningsflate, og hvor den rørformede, tettende sylinder presses radialt utover under trykk fra fluidet i røret når skjøten er i drift for tilveiebringelse av tetning mellom rørendene. This invention further provides a pipe joint comprising two pipe ends with passages situated axially flush with each other and a metallic sealing part which extends into both pipe ends to form a fluid-tight seal between them and which is characterized in that each pipe end has a substantially cylindrical inner sealing surface, an integral tubular sealing cylinder having a central outer annular cam and flexible end portions, each flexible end portion being telescopically disposed in one of the tube ends, wherein the tip of each end portion is in frictional fit with the inner sealing surface, and wherein the tubular, sealing cylinder is pushed radially outwards under pressure from the fluid in the pipe when the joint is in operation to provide a seal between the pipe ends.

De to rørender kan være faste i forhold til hverandre eller kan være bevegelige mot hverandre. Den rørformede del kan ha en ytre ringkam i det sentrale parti. The two pipe ends can be fixed in relation to each other or can be movable towards each other. The tubular part may have an outer ring comb in the central part.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp The invention will be explained in more detail below with help

av eksempler og under henvis-ning til tegningene, hvor:of examples and with reference to the drawings, where:

Fig. 1 viser et tverrsnitt av en utførelse av skjøten ifølge oppfinnelsen, fig. 2A et tverrsnitt av en alternativ utfø-relse og fig. 2B et tverrsnitt av en tidligere kjent skjøt, mens fig.. 3 viser et tverrsnitt av en tredje utførelse av en skjøt i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 1 shows a cross-section of an embodiment of the joint according to the invention, fig. 2A a cross-section of an alternative embodiment and fig. 2B a cross-section of a previously known joint, while Fig. 3 shows a cross-section of a third embodiment of a joint in accordance with the invention.

Skjøten er dannet mellom to ender av rørene 1 og 2. En liten flens 3 er sveiset på rørenden av røret 1 og en tilsvarende flens 4 er sveiset ved enden av røret 2. Rørendenes indre borin-ger er bearbeidet nøyaktig maskinelt for dannelse av sylindriske forsenkninger 5 og 6 med nøyaktig bestemt diameter og med glatt overflate. Inne i forsenkningene 5 og 6 er det anbragt en sylinder 7 som danner selve tetningen. Sylinderen 7 er tilstrekkelig bøyelig.til å kunne utvides radialt som følge av indre trykk. På . yttersiden av sylinderen 7 finnes en ringformet kam 8 som tjener til stillingsfiksering av sylinderen nøyaktig i forsenkningene 5 og 6. Kammen 8 har også et stivt midtparti, slik at de ytre partier kan bøyes bort fra det midtre parti. Sylinderens ytterender 9 og 10 har noe større diameter enn midtpartiet 11 når sylinderen The joint is formed between two ends of pipes 1 and 2. A small flange 3 is welded on the pipe end of pipe 1 and a corresponding flange 4 is welded at the end of pipe 2. The inner bores of the pipe ends are precisely machined to form cylindrical recesses 5 and 6 with a precisely determined diameter and with a smooth surface. Inside the recesses 5 and 6, a cylinder 7 is placed which forms the seal itself. The cylinder 7 is sufficiently flexible to be able to expand radially as a result of internal pressure. On . on the outside of the cylinder 7 there is an annular cam 8 which serves to fix the position of the cylinder exactly in the recesses 5 and 6. The cam 8 also has a rigid middle part, so that the outer parts can be bent away from the middle part. The outer ends 9 and 10 of the cylinder have a somewhat larger diameter than the middle part 11 when the cylinder reaches

er utenfor rørendene. Kammen 8 har et periferisk spor 12 for å is outside the pipe ends. The cam 8 has a circumferential groove 12 to

lette uttagningen av det sylindriske parti fra en rørende når facilitate the removal of the cylindrical part from a touching when

skjøten demonteres. Da ytterendene 9 og 10 er i friksjonspasning med forsenkningene 6 og 5, ville sylinderen være vanskelig å ta ut hvis sporet ikke var anordnet for å sikre tilstrekkelig kraf-tid tak på kammen 8. Flensene 3 og 4 har en ringformet forsenk-ning 13 for plassering av den ringformede flens 8. Skjøten monte-res ganske enkelt ved at sylinderen 7 anbringes inne i det ene rørs endeparti enten for hånd eller ved hjelp av passende verktøy, hvoretter det andre rør anbringes over sylinderens frie ende. Bolter 14 føres inn i og gjennom hullene i flensen for å holde rør-endene i anlegg med hverandre. Tetningen virker ved at den utvi-dés utad som følge av innertrykket fra fluidet i røret. the joint is dismantled. Since the outer ends 9 and 10 are in frictional fit with the recesses 6 and 5, the cylinder would be difficult to remove if the groove was not arranged to ensure sufficient force on the cam 8. The flanges 3 and 4 have an annular recess 13 for placement of the annular flange 8. The joint is assembled simply by placing the cylinder 7 inside the end part of one pipe either by hand or with the help of a suitable tool, after which the other pipe is placed over the free end of the cylinder. Bolts 14 are inserted into and through the holes in the flange to keep the pipe ends in contact with each other. The seal works by expanding outwards as a result of the internal pressure from the fluid in the pipe.

Materialet som sylinderen 7 er fremstilt av, har fortrinnsvis samme varmeutvidelseskoeffisient som materialet i røre-ne. Når dette er tilfelle, vil tetningen forbli effektiv uansett temperaturforandringer. For å oppnå de beste resultater benyttes det som materiale i tetningen det samme materiale som i rørendene, slik at utvidelseskoeffisientene blir identiske. Når sylinderen er anbragt i rørendene, danner den umiddelbart en tetning da det er friksjonsanlegg mellom sylinderens ytterender 9 og 10 og røren-denes innerboringer 5 og 6.. Økning av trykket på innersiden øker bare tetningsvirkningen. Derfor er boltenes 14 oppgave bare å holde konstruksjonen på plass og å oppta de indre trykk og ikke å tilveiebringe ytterligere tetningstrykk. Følgen er at det tren-ges færre bolter sammenlignet med eh konvensjonelt boltet flens-skjøt og selve boltene kan være mindre, lettere, svakere og dermed billigere. The material from which the cylinder 7 is made preferably has the same thermal expansion coefficient as the material in the pipes. When this is the case, the seal will remain effective regardless of temperature changes. In order to achieve the best results, the same material used in the seal as in the pipe ends is used, so that the expansion coefficients are identical. When the cylinder is placed in the pipe ends, it immediately forms a seal as there is a friction system between the cylinder's outer ends 9 and 10 and the pipe ends' inner bores 5 and 6. Increasing the pressure on the inside only increases the sealing effect. Therefore, the task of the bolts 14 is only to hold the structure in place and to absorb the internal pressures and not to provide additional sealing pressure. The consequence is that fewer bolts are needed compared to a conventional bolted flange joint and the bolts themselves can be smaller, lighter, weaker and thus cheaper.

Da den bøyelige tetningsdel er tynn, overfører den raskt varme^ gjennom sine vegger og dette innebærer at skjøten ikke på-virkes av varmevariasjoner og raske temperaturendringer. For under-søkelse av skjøtens motstand mot termiske fluktuasjoner ble en enhet av rustfritt stål med 5 cm diameter med en stålsylinder av rustfritt stål og med rørender av rustfritt stål undersøkt i en anordning som ble holdt under konstant trykk på 2,1 til 3,2 kg pr. cm 2på innersiden av skjøten. Skjøtens temperatur ble vari-ert i en syklus på 120 sekunder. Det ble startet ved 75°C og temperaturen ble økt til 500°C i løpet av 10 sekunder. Temperaturen ble opprettholdt på 500°C i 80 sekunder og skjøten ble så kjølt ned til 75°C i løpet av 10 sekunder. Denne temperatur ble opprettholdt i 20 sekunder og dermed var syklusen fullstendig. Det har vist seg at skjøten kunne motstå over 1000 sykluser av denne ytterst harde type uten at det oppsto noen feil. Da forsø-ket ble stanset etter 700 sykluser og tetningen ble demontert og besiktiget, fantes det hverken oppfrynsing eller oppskjæring av noen av tetningsflåtene og tetningen syntes å være helt tilfreds-stillende. As the flexible sealing part is thin, it quickly transfers heat through its walls and this means that the joint is not affected by heat variations and rapid temperature changes. To investigate the joint's resistance to thermal fluctuations, a 5 cm diameter stainless steel unit with a stainless steel cylinder and stainless steel pipe ends was tested in an apparatus held at a constant pressure of 2.1 to 3.2 kg per cm 2 on the inside of the joint. The temperature of the joint was varied in a cycle of 120 seconds. It was started at 75°C and the temperature was increased to 500°C within 10 seconds. The temperature was maintained at 500°C for 80 seconds and the joint was then cooled down to 75°C within 10 seconds. This temperature was maintained for 20 seconds and thus the cycle was complete. It has been shown that the joint could withstand over 1000 cycles of this extremely hard type without any failure occurring. When the test was stopped after 700 cycles and the seal was dismantled and inspected, there was neither fraying nor cutting of any of the seal rafts and the seal appeared to be completely satisfactory.

For å gjøre monteringen av tetningen lettere kan denTo make the installation of the seal easier, it can

på overflaten være impregnert med polytetrafluoretylen som kan påføres ved enkel inngnidning av ytterflaten av sylinderen 7 med en kloss av polytetrafluoretylen. Da det siste materiale har liten friksjonskoeffisient, bidrar det til å gjøre monteringen lettere. on the surface be impregnated with polytetrafluoroethylene which can be applied by simply rubbing the outer surface of the cylinder 7 with a block of polytetrafluoroethylene. As the latter material has a low coefficient of friction, it helps to make assembly easier.

På fig. 2A og 2B, som er satt sammen for å gjøre oppfinnelsen lettere å forstå, er de samme deler betegnet med de samme henvisningstall-som på fig. 1. Fig. 2B viser en konvensjonell rørskjøt av flens og pakningstypen. En massiv flens 15 er sveiset på rørenden 1 og det samme er tilfelle med en flens 16 på rør-enden 2. En tetning 17 er anbragt mellom flensene og en rekke bolter 18,19 langs flensenes omkrets er strammet til for å holde imot trykket frembragt i skjøten. Trykket som opptas av boltene In fig. 2A and 2B, which are put together to make the invention easier to understand, the same parts are denoted by the same reference numbers as in fig. 1. Fig. 2B shows a conventional pipe joint of the flange and gasket type. A massive flange 15 is welded on pipe end 1 and the same is the case with a flange 16 on pipe end 2. A seal 17 is placed between the flanges and a series of bolts 18,19 along the circumference of the flanges are tightened to withstand the pressure generated in the deed. The pressure absorbed by the bolts

er bygget opp av to hovedkomponenter, nemlig trykkbelastning og tetningsbelastning. Den sistnevnte som er den nødvendige aksial-kraft som kreves for tilveiebringelse av tetthet mot lekkasje, is made up of two main components, namely pressure load and sealing load. The latter which is the necessary axial force required to provide tightness against leakage,

er meget større eller høyere enn trykkbelastningen og er avhengig is much greater or higher than the compressive load and is dependent

av flensgeometrien og tetningsmaterialeb som benyttes og kan være tre eller flere ganger større enn trykkbelastningen. Flensene og boltene må derfor være meget kraftige for å motstå de tilførte trykk. Skjøten som er vist på fig. 2B kan oppta samme trykk som skjøten som er vist på fig. 2A. Det kan sees at skjøten ifølge oppfinnelsen er meget mindre enn den tilsvarende tidligere kjente skjøt. Videre er det unødvendig å benytte sjledne og kostbare materialer ved fremstilling av den nye skjøt. of the flange geometry and sealing materialb used and can be three or more times greater than the pressure load. The flanges and bolts must therefore be very strong to withstand the added pressure. The joint shown in fig. 2B can accommodate the same pressure as the joint shown in fig. 2A. It can be seen that the joint according to the invention is much smaller than the corresponding previously known joint. Furthermore, it is unnecessary to use rare and expensive materials when manufacturing the new joint.

På fig. -2A kan sees at tetningsdélen 11 er plassert i forsenkningene 5 og 6 i rørendene 1 hhv. 2 på samme måte som for-klart i forbindelse med fig. 1. Til hver av rørendene er det sveiset fast en ytre ring 20,21. Ringen 20 er'forsynt med skrue-gjenger 22. Det kan sees at kammen 8 er plassert inne i ringene 20,21 som er maskinbearbeidet etter sveising slik at rørendenes 1, 2 ytterflater går i ett med ringene 20,21. En ytre ringformet rørformet holdedel 23 (en muffe) har en innerflens 24 som ligger an mot ringens 21 endeflate 25. Muffens 23 innerflate .er forsynt med gjenger 26 for påskruing på ringen 20 fra høyre ifølge fig. 2A. En låsebolt eller låseskrue 27' kan så skrues inn for å hin-dre at muffen 23 skrues av uten at muffen forhindres i å rotere i forhold til ringen 21. Det kan sees at .muffen holder rørende-ne 1 og 2 aksialt på linje med hverandre. In fig. -2A can be seen that the sealing part 11 is placed in the recesses 5 and 6 in the pipe ends 1 and 2 in the same way as explained in connection with fig. 1. An outer ring 20,21 is welded to each of the pipe ends. The ring 20 is provided with screw threads 22. It can be seen that the cam 8 is placed inside the rings 20,21 which have been machined after welding so that the outer surfaces of the pipe ends 1, 2 merge with the rings 20,21. An outer ring-shaped tubular holding part 23 (a sleeve) has an inner flange 24 which rests against the end surface 25 of the ring 21. The inner surface of the sleeve 23 is provided with threads 26 for screwing onto the ring 20 from the right according to fig. 2A. A locking bolt or locking screw 27' can then be screwed in to prevent the sleeve 23 from being unscrewed without the sleeve being prevented from rotating in relation to the ring 21. It can be seen that the sleeve keeps the rod ends 1 and 2 axially aligned with each other.

Fig. 3 viser en glideskjøt eller ekspansjonsskjøt.Fig. 3 shows a sliding joint or expansion joint.

Et glidestykke 28 er ved sin.ene ende 29 sveiset til en rørende 2. I en viss avstand fra glidestykkets 28 ende finnes en ytre ringkam 28a og det ytterste parti av glidestykket 28 består av en bøyelig metallsylinder 30 som er integral med resten av glidestykket. Rørenden 1 har en glatt innerflate 5 hvori glidestykkets ende 30 kan gli. En holder 31 eller en muffe har en innad rettet flens 32 og er forsynt med gjenger 3 3 som samvirker med en utad rettet ringvegg 34. En låsepinne som ligner pinnen 27 ifølge fig. 2A kan brukes om nødvendig. Det kan sees at glidestykket 28 kan gli i forhold til rørenden 1 over en strekning som er summen av strekningslehgder 35 og 36 ifølge fig. 3. Dermed er det tilveiebragt en effektiv ekspansjonsskjøt hvor tetningen dan-nes mellom ytterenden 30 av glidestykket og rørendens innerflate 5. Tetningen opprettholdes -som følge av trykket på innersiden av skjøten. A sliding piece 28 is welded at its one end 29 to a connecting end 2. At a certain distance from the end of the sliding piece 28 there is an outer ring comb 28a and the outermost part of the sliding piece 28 consists of a flexible metal cylinder 30 which is integral with the rest of the sliding piece. The tube end 1 has a smooth inner surface 5 in which the end 30 of the sliding piece can slide. A holder 31 or a sleeve has an inwardly directed flange 32 and is provided with threads 33 which cooperate with an outwardly directed ring wall 34. A locking pin similar to the pin 27 according to fig. 2A can be used if necessary. It can be seen that the sliding piece 28 can slide in relation to the pipe end 1 over a distance which is the sum of the distance lengths 35 and 36 according to fig. 3. An effective expansion joint is thus provided where the seal is formed between the outer end 30 of the sliding piece and the inner surface of the pipe end 5. The seal is maintained - as a result of the pressure on the inside of the joint.

Foruten at skjøten ifølge oppfinnelsen er betydelig mindre, enn konvensjonelle skjøter,er den også meget glatt og kon-tinuerlig på innersiden og i stand til å oppta meget høyere trykk. En 4" skjøt (med diameter 10 cm) fremstilt ifølge oppfinnelsen ble sammenlignet med en konvensjonell 4" skjøt av den type som er vist på fig. 2B. Flensene og boltene var fremstilt av aluminium N8 og var av ASA klassen 150. Det ble benyttet vanlige tetninger av den type som er vist på fig. 2B og det trykket som kunne holdes ved denne skjøt, var omtrent 17,5 kg/cm 2. Til sammenligning må nevnes at skjøten ifølge fig. 1 ble utsatt for et trykk på 84 kg/cm 2 uten at det oppsto lekkasje. Ifølge dette forsøk ble trykket redusert til null og mutterne ble løsnet, slik at boltene 14 hadde omtrent 1,6 mm fri klaring. Enheten ble igjen utsatt for et,trykk på 84 kg/cm uten at det oppsto lekkasje. Trykket ble holdt i en time og skjøten var fremdeles tett. Deretter ble trykket opphevet og enheten ble på ny utsatt for trykk på 126 kg Besides the fact that the joint according to the invention is significantly smaller than conventional joints, it is also very smooth and continuous on the inside and capable of absorbing much higher pressure. A 4" joint (with a diameter of 10 cm) produced according to the invention was compared with a conventional 4" joint of the type shown in fig. 2B. The flanges and bolts were made of aluminum N8 and were of ASA class 150. Common seals of the type shown in fig. 2B and the pressure that could be maintained at this joint was approximately 17.5 kg/cm 2. For comparison, it must be mentioned that the joint according to fig. 1 was subjected to a pressure of 84 kg/cm 2 without leakage occurring. According to this experiment, the pressure was reduced to zero and the nuts were loosened, so that the bolts 14 had about 1.6 mm of free clearance. The unit was again subjected to a pressure of 84 kg/cm without any leakage occurring. The pressure was maintained for an hour and the joint was still tight. The pressure was then released and the unit was again subjected to a pressure of 126 kg

2 2

pr. cm . Skjøten var fremdeles tett.per cm. The joint was still tight.

For undersøkelse^av skjøtens motstandsevne mot bøyemo-mentpåkjenninger ble en aluminiumsskjøt med diameter 5 cm av den type som er vist på fig. 2A, forbundet med en 5 cm skjøt av den type som er vist på fig. 2B og røret 2 ble understøttet av en klemme, slik at rørenden på venstre side av skjøten, som er vist på fig. 2A, kunne belastes med vekter for tilføring av bøyemoment-belastninger. Til å begynne med ble hele anordningen.utsatt for et trykk på 280 kg/cm 2, under hvilket trykk skjøten ifølge oppfinnelsen fremdeles var tett, méns den tidligere kjente skjøt ifølge fig. 2B hadde sviktet. Skjøtene som er vist på fig. 2A og 2B er tegnet i samme skala og det kan sees at den kraftige og voluminø-se skjøt 2B sviktet før den forholdsvis lille skjøt ifølge oppfinnelsen. En ny pakning 17 ble fremstilt og skjøten ifølge fig. 2B ble demontert og montert på ny, hvoretter den ble utsatt for trykk på o 70kg/cm 2. Det ble påsatt vekter for frembringelse av bøyemoment på 61 kgm på skjøten ifølge oppfinnelsen. Skjøten var tett. Trykket ble opphevet og skjøten ble dreid og trykket på-, ført på ny og skjøten blev igjen funnet å være tett. Deretter ble bøyemomentet økt méd 31 kgm og skjøten viste da tegn på lekkasje. Etter demontering viste det seg at muffen 2 3 ikke var tilstrekkelig strammet.- Tetningssylinderen ble så strukket noe på ny, slik at de ytterste ender 9-og 10 ble noe utbøyd utover og skjø-ten ble montert på ny. Skjøten ble så utsatt for 70 kg/cm<2>trykk og viste seg å være tett. Deretter ble vektene anbragt for økning av bøyemomentet til 138 kgm og skjøten holdt seg fremdeles tett. På dette tidspunkt ble forsøket avbrutt, da det ikke var mulig å anbringe flere vekter på den til røret festede vektskål. Det kan derfor sees at skjøten ifølge oppfinnelsen var i høy grad motstandsdyktig overfor bøyebelastninger og også at den ikke kan overføre dreiemoment fordi den lett kan dreies. For examination of the joint's resistance to bending moment stresses, an aluminum joint with a diameter of 5 cm of the type shown in fig. 2A, connected by a 5 cm joint of the type shown in fig. 2B and the pipe 2 was supported by a clamp, so that the pipe end on the left side of the joint, which is shown in fig. 2A, could be loaded with weights for adding bending moment loads. To begin with, the entire device was subjected to a pressure of 280 kg/cm 2 , under which pressure the joint according to the invention was still tight, while the previously known joint according to fig. 2B had failed. The joints shown in fig. 2A and 2B are drawn to the same scale and it can be seen that the strong and voluminous joint 2B failed before the relatively small joint according to the invention. A new seal 17 was produced and the joint according to fig. 2B was dismantled and reassembled, after which it was subjected to a pressure of o 70 kg/cm 2. Weights were attached to produce a bending moment of 61 kgm on the joint according to the invention. The joint was tight. The pressure was released and the joint was turned and the pressure was re-applied and the joint was again found to be tight. The bending moment was then increased by 31 kgm and the joint then showed signs of leakage. After dismantling, it turned out that the sleeve 2 3 was not sufficiently tightened. - The sealing cylinder was then stretched somewhat again, so that the outermost ends 9 and 10 were slightly bent outwards and the joint was fitted again. The joint was then subjected to 70 kg/cm<2> pressure and proved to be tight. The weights were then placed to increase the bending moment to 138 kgm and the joint still remained tight. At this point, the experiment was interrupted, as it was not possible to place more weights on the weighing pan attached to the pipe. It can therefore be seen that the joint according to the invention was highly resistant to bending loads and also that it cannot transmit torque because it can easily be turned.

Det kan derfor sees at skjøten ikke bare er mindre enn de tidligere kjente skjøter, men at dens evne til å motstå indre trykk er meget større enn tilfélle har vært hittil. It can therefore be seen that the joint is not only smaller than the previously known joints, but that its ability to withstand internal pressure is much greater than has been the case so far.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at den rørformede tetningssylinder er dannet av et materiale som følger Hqokes lov i. en lang tidsperiode, f .eks. tre måneder. An important feature of the invention is that the tubular sealing cylinder is formed from a material that follows Hqoke's law over a long period of time, e.g. three months.

Hvis et materiale som følger Hookes lov utsettes for belastning, vil spenningen være proporsjonal med belastningen og deformeringen vil være proporsjonal med spenningen. Hvis f.eks. en stålvaier belastes innenfor det elastiske område med en belastning X gm, vil det være en forlengelse på Y mm. Hvis belastningen er 2x gm, vil forlengelsen være 2Y mm. Når vaieren overlates til seg selv i tre måneder med den nevnte belastning X gm, vil forlengelsen etter tre måneder fremdeles være Y mm. If a material obeying Hooke's law is subjected to stress, the stress will be proportional to the stress and the deformation will be proportional to the stress. If e.g. a steel cable is loaded within the elastic range with a load X gm, there will be an extension of Y mm. If the load is 2x gm, the elongation will be 2Y mm. When the wire is left to itself for three months with the aforementioned load X gm, the elongation after three months will still be Y mm.

Anderledes er det med gummi og plastmateriale som ikke følger Hookes lov i lengre tid. Selv om gummi eller plaststren-ger kan følge Hookes lov ved romtemperatur for belastninger som raskt påføres og fjernes, vil loven ikke følges i en lengre tidsperiode. Hvis f.eks. en belastning A gm frembringer en umiddel-bar forlengelse på B mm på en gummistreng, vil forlengelsen etter at belastningen har vært påført i tre måneder, være over B mm, fordi materialets viskøse forflytning under belastningen vil for-årsake forlengelse. Hvis en gummiblokk anbringes under en vekt, vil blokken gradvis deformeres med tiden som følge av viskøs forflytning, slik at blokkens tykkelse etterhvert blir mindre. Det er meget mulig at blokken ville gjenvinne sin opprinnelige størrelse etter at belastningen er fjernet. It is different with rubber and plastic materials that do not follow Hooke's law for a longer period of time. Although rubber or plastic strings may obey Hooke's law at room temperature for loads that are quickly applied and removed, the law will not be obeyed for a longer period of time. If e.g. a load A gm produces an immediate elongation of B mm on a rubber string, the elongation after the load has been applied for three months will be above B mm, because the viscous movement of the material under the load will cause elongation. If a rubber block is placed under a weight, the block will gradually deform over time as a result of viscous movement, so that the block's thickness will gradually decrease. It is very possible that the block would regain its original size after the load is removed.

Når den metalliske tetningssylinder ifølge oppfinnelsen innsettes i rørendene, er den under trykkspenning, hvilket innebærer at sylinderens endepartier holdes fast mot innerveggene av rørendene. Når trykket tilføres, vil derfor tetningen umiddelbart begynne å virke og tetningen vil forsterkes når trykkbelastningen forsterkes. Hvis den rørformede tetningssylinder var av gummi eller plast, ville den selvom den hadde vært under spenning When the metallic sealing cylinder according to the invention is inserted into the pipe ends, it is under compressive stress, which means that the end parts of the cylinder are held firmly against the inner walls of the pipe ends. When the pressure is applied, the seal will therefore immediately begin to work and the seal will strengthen when the pressure load is increased. If the tubular sealing cylinder was made of rubber or plastic, it would even if it had been under tension

under montering, krympe hvis den ikke ble brukt i flere måneder og spenningen ville da bli redusert eller fullstendig fjernet. during assembly, shrink if not used for several months and the tension would then be reduced or completely removed.

Når trykket så ble påført, ville fluidet passere fritt mellom sylinderen og rørveggen og trykket ville jevnes ut på begge sider av den rørformede tetningssylinder. Når en sådan situasjon først er oppstått, kan tetningen aldri komme til å virke og lekkasjen vil bli permanent. When the pressure was then applied, the fluid would pass freely between the cylinder and the pipe wall and the pressure would be equalized on both sides of the tubular sealing cylinder. Once such a situation has arisen, the seal can never work and the leak will become permanent.

Av hensyn til den begynnende tetnings viktighet er det spesielt fordelaktig å ha en glatt innerflate i rørendene, og dette er fortrinnsvis bestemt ved henvisning til midtlinjegjennomsnittet. Fortrinnsvis skal midtlinjegjennomsnittet for innerfla-ten av rørendene og sylinderens ytterflate ligge i området under 0,00016 cm og fortrinnsvis innenfor 0,00008 cm og 0,00016 cm. Det er klart at jo glattere overflatene er, desto bedre, men på den annen side blir det mer kostbart å fremstille en mer glatt flate enn en mindre sådan. In view of the importance of the initial seal, it is particularly advantageous to have a smooth inner surface at the tube ends, and this is preferably determined by reference to the center line average. Preferably, the center line average for the inner surface of the pipe ends and the outer surface of the cylinder should lie in the area below 0.00016 cm and preferably within 0.00008 cm and 0.00016 cm. It is clear that the smoother the surfaces are, the better, but on the other hand, it is more expensive to produce a smoother surface than a smaller one.

For å lette uttagningen av tetningssylinderen fra skjø-ten kan flensen, såsom flensen 8, ha aksiale hull som er paral-lelle med senteraksen av tetningssylinderen for innsetning av To facilitate the removal of the sealing cylinder from the joint, the flange, such as flange 8, can have axial holes parallel to the center axis of the sealing cylinder for insertion of

bolter til å få ut tetningssylinderen av rørenden.bolts to get the sealing cylinder out of the pipe end.

Den viste rørskjøt har sirkulær tverrsnittsform etter-som det er runde rør som man som oftest arbeider med i praksis. The pipe joint shown has a circular cross-sectional shape, as it is round pipes that are most often worked with in practice.

En av rørendene kan være blokkert for dannelse av en lukkedel for en trykkbeholder. One of the tube ends can be blocked to form a closure part for a pressure vessel.

Claims (28)

1. Rørskjøt omfattende to rørender og en metallisk tetningsdel som rager inn i begge rørendene og danner en fluidumtett tetning mellom dem, karakterisert ved at hver rørende har en indre, i det vesentlige sylindrisk tetningsflate og at den metalliske tetningsdel er en integral,rørformet, i det vesentlige sylindrisk del som rager inn i rørendene, hvor hvert endeparti av den rørformede del er i presspasning med en av de indre tetningsflater, hvilken rørformede del er bøyelig ved endene for å presses radialt utover når den er i bruk under trykket av fluidet inne i rørendene for tilveiebringelse av en tetning mellom rørendene.1. Pipe joint comprising two pipe ends and a metallic sealing part which protrudes into both pipe ends and forms a fluid-tight seal between them, characterized in that each pipe end has an internal, essentially cylindrical sealing surface and that the metallic sealing part is an integral, tubular, in the substantially cylindrical portion projecting into the tube ends, each end portion of the tubular portion being in press fit with one of the inner sealing surfaces, which tubular portion is flexible at the ends to be pressed radially outward when in use under the pressure of the fluid within the pipe ends to provide a seal between the pipe ends. 2. Rørskjøt omfattende to rørender med passasjer som er aksialt på linje med hverandre samt en tetningsdel av metall som strekker seg inn i begge rørender for å danne en fluidumtett tetning mellom dem, karakterisert ved at rørendene har en indre, i det vesentlige sylindrisk tetningsflate , en integral, rørformet tetningssylinder med en sentral, ytre ringkam og bøyeli-ge endepartier, som hvert er teleskopaktig anbragt i en av rørende-ne, hvor ytterpartiet av hvert endeparti er i presspasning méd den indre tetningsflate, og hvor den rørformede tetningssylinder presses radialt utover under trykk fra fluidet i rørskjøten når den er i bruk for tilveiebringelse av en tetning mellom rørendene.2. Pipe joint comprising two pipe ends with passages that are axially aligned with each other and a sealing part of metal that extends into both pipe ends to form a fluid-tight seal between them, characterized in that the pipe ends have an internal, essentially cylindrical sealing surface, an integral, tubular sealing cylinder with a central, outer ring comb and flexible end parts, each of which is telescopically arranged in one of the tube ends, where the outer part of each end part is in a press fit with the inner sealing surface, and where the tubular sealing cylinder is pressed radially outwards under pressure from the fluid in the pipe joint when in use to provide a seal between the pipe ends. 3.. Rørskjøt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de to rørendepartier er anordnet fast i forhold til hverandre.3.. Pipe joint according to claim 1 or 2, characterized in that the two pipe end parts are fixed in relation to each other. 4. Rørskjøt ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de to endepartier er bevegelige i forhold til hverandre.4. Pipe joint according to claim 1 or 2, characterized in that the two end parts are movable in relation to each other. 5. Rørskjøt ifølge krav 1 eller. 2, karakterisert ved at den rørformede del har en ytre ringformet kam på det sentrale parti for innpasning mellom rø rendene for å danne en lokaliserende styring for disse og for å danne et stivt midtparti.5. Pipe joint according to claim 1 or. 2, characterized in that the tubular part has an outer ring-shaped comb on the central part for fitting between the tubes to form a locating guide for these and to form a rigid central part. 6. Rørskjøt ifølge krav 5, karakterisert ved at ytterkammen er forsynt med et spor i ytterflaten.6. Pipe joint according to claim 5, characterized in that the outer ridge is provided with a groove in the outer surface. 7. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at ytterendene av sylinderen har noe større ytterdiameter enn rørets indre diameter.7. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outer ends of the cylinder have a somewhat larger outer diameter than the inner diameter of the pipe. 8. Rørskjøt ifølge krav 7, karakterisert ved st ytterdiameteren av sylinderens ytterender er noe større enn ytterdiameteren av sylinderens midtparti unntatt eventuell ringkam.8. Pipe joint according to claim 7, characterized in that the outer diameter of the outer ends of the cylinder is somewhat larger than the outer diameter of the middle part of the cylinder, excluding any ring comb. 9. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at sylinderens ytre flate og rør-endenes rørformede indre flate er glatte og har en overflatefinish med gjennomsnittsruhet i forhold til midtlinjen ikke større enn 0,00016 cm.9. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outer surface of the cylinder and the tubular inner surface of the pipe ends are smooth and have a surface finish with an average roughness in relation to the center line not greater than 0.00016 cm. 10. Rørskjøt ifølge krav 9, karakterisert ved at ruheten er mellom 0,00008 cm og 0,00016 cm.10. Pipe joint according to claim 9, characterized in that the roughness is between 0.00008 cm and 0.00016 cm. 11. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at materialet i sylinderen har en varmeutvidelseskoeffisient som i det vesentlige er lik koeffisien-ten til materialet i rørendene.11. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the material in the cylinder has a thermal expansion coefficient which is essentially equal to the coefficient of the material in the pipe ends. 12. Rørskjøt ifølge krav 11, karakterisert ved at rørendene og sylinderen er utført av samme materiale.12. Pipe joint according to claim 11, characterized in that the pipe ends and the cylinder are made of the same material. 13. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at rørendene har ytre flenser som er sammenboltet for å holde rørendene i flukt med hverandre.13. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pipe ends have outer flanges which are bolted together to keep the pipe ends flush with each other. 14. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at rørendene er maskinbearbeidet for dannelse av forsenkninger for innføring av den rørformede tetningssylinder.14. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pipe ends are machined to form depressions for inserting the tubular sealing cylinder. 15. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at.sylinderen har sirkulært tverrsnitt.15. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cylinder has a circular cross-section. 16. Rørskjøt ifølge et eller flere av kravene 1-14, karakterisert ved at sylinderen og/eller forsenkningene er dekket med et materiale med liten friksjonskoeffisient, fortrinnsvis polytetrafluoretylen eller molybdendisulfid.16. Pipe joint according to one or more of claims 1-14, characterized in that the cylinder and/or the recesses are covered with a material with a low coefficient of friction, preferably polytetrafluoroethylene or molybdenum disulphide. 17. Rørskjøt omfattende to rørender og en tetningsdel av metall som forbinder rørendene og danner en fluidumtett tetning mellom dem, karakterisert ved at tetningsdelen av metall er en i det vesentlige sylindrisk, rørformet del som er tettende forbundet med en av rø rendene og rager inn i en indre, i det vesentlige sylindrisk tetningsflate på dert andre rørende, hvor den rørformede dels endeparti er i presspasning med den indre tetningsflate, og hvor den rørformede dels ytre ender er bøyelige for å presses radialt utover under bruk under påvirk-ning fra fluidumtrykket i rørendene for tilveiebringelse av en tetning mellom rørendene.17. Pipe joint comprising two pipe ends and a metal sealing part which connects the pipe ends and forms a fluid-tight seal between them, characterized in that the metal sealing part is an essentially cylindrical, tubular part which is sealingly connected to one of the pipe ends and projects into an inner, essentially cylindrical sealing surface on the other pipe end, where the end portion of the tubular part is in a press fit with the inner sealing surface, and where the outer ends of the tubular part are flexible to be pressed radially outwards during use under the influence of the fluid pressure in the pipe ends to provide a seal between the pipe ends. 18. Rørskjøt ifølge krav 17, karakterisert ved at den rørformede metailtetningsdel er festet til den ene rørende.18. Pipe joint according to claim 17, characterized in that the tubular metal sealing part is attached to one pipe end. 19. Rørskjøt ifølge krav 17, karakterisert ved at delen er festet ved sveising, bolting eller er utført i ett med rørenden.19. Pipe joint according to claim 17, characterized in that the part is fixed by welding, bolting or is made in one with the pipe end. 20. Rørskjøt ifølge krav 17, karakterisert ved at begge rørender har i det vesentlige sylindriske, indre tetningsflater og at den rørformede tetningsdel strekker seg inn i begge de indre tetningsflater og er bøyelig i begge ender for å presses radialt utover når skjøten er i drift av det indre trykk for tett forbindelse med begge rørender.20. Pipe joint according to claim 17, characterized in that both pipe ends have essentially cylindrical, inner sealing surfaces and that the tubular sealing part extends into both of the inner sealing surfaces and is flexible at both ends to be pressed radially outwards when the joint is in operation by the internal pressure for a tight connection with both pipe ends. 21.. Rørskjøt ifølge krav 17,18 eller 19, karakterisert ved at den rørformede del har anledning til å gli under drift inne i den indre tetningsflate for dannelse av en ekspan-sjonsskjøt.21.. Pipe joint according to claim 17, 18 or 19, characterized in that the tubular part has the opportunity to slide during operation inside the inner sealing surface to form an expansion joint. 22. ' Rørskjøt ifølge krav 21, karakterisert ved at den rørformede tetningsdel har en ytre ringkam som er glidbar i en ytre holder som danner en stopper på begge sider av kammen.22. A pipe joint according to claim 21, characterized in that the tubular sealing part has an outer ring comb which is slidable in an outer holder which forms a stop on both sides of the comb. 23. Rørskjøt ifølge et eller flere av kravene 1 til 12 eller krav 20, karakterisert ved at det finnes en ringformet, ytre låsedel som er forsynt med gjenger og som er på-skrudd på en av rørendene og som ligger an mot et ytre kamparti på den andre rørende for å holde de to rørender i flukt med hverandre.23. Pipe joint according to one or more of claims 1 to 12 or claim 20, characterized in that there is a ring-shaped, outer locking part which is provided with threads and which is screwed onto one of the pipe ends and which rests against an outer comb part of the other touching to keep the two pipe ends flush with each other. 24. Rørskjøt ifølge krav 23, karakterisert ved at det finnes en låseskrue til å holde den ytre del og begren-se dennes dreiebevegelse etter monteringen.24. Pipe joint according to claim 23, characterized in that there is a locking screw to hold the outer part and limit its turning movement after assembly. 25. Rørskjøt ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at rørendene er av aluminium og tetningsdelen er også av aluminium.25. Pipe joint according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pipe ends are made of aluminum and the sealing part is also made of aluminum. 26. Rørskjøt ifølge et eller flere av kravene 1-24, karakterisert ved at tetningsdelen er av stål og røren-dene er av stål.26. Pipe joint according to one or more of claims 1-24, characterized in that the sealing part is made of steel and the pipe ends are made of steel. 27. Rørskjøt ifølge krav 2, karakterisert ved at den ytre ringkam har flere hull fordelt langs omkretsen.27. Pipe joint according to claim 2, characterized in that the outer ring comb has several holes distributed along the circumference. 28. Rørskjøt ifølge krav 27, karakterisert ved at hullene er gjenget.28. Pipe joint according to claim 27, characterized in that the holes are threaded.