PL183765B1 - Urządzenie łączące - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie laczace do rury zawierajace czesc tulejowa posiadajaca przynajmniej jeden koniec dla wprowadzania do niego rury oraz czlon uszczel- niajacy, który jest odpowiedni do zapewnienia uszcze- lnienia wokól rury wprowadzonej do czesci tulejowej, przy czym czlon uszczelniajacy zawiera liczne zasad- niczo klinowe przylegajace elementy tworzace pier- scien dookola rury, oraz czlon uszczelniajacy, który jest ponadto wyposazony w zespoly dociskowe, z których jeden sklada sie z uszczelnionego otworu laczacego, scianki dzielacej i komory hydraulicznej, a drugi ze zlaczki nakretnej i powierzchni wsporczych, do dociskania klinowych elementów do rury, przy czym klinowe elementy maja wieksza grubosc wzdluz zewnetrznego obwodu pierscienia niz wzdluz wewne- trznego obwodu tego pierscienia, znam ienne tym, ze klinowe elementy (4) sa wzajemnie slizgowo oparte formujac zamkniety pierscien i maja dlugosc, która jest wieksza niz grubosc wzdluz zewnetrznego i we- wnetrznego obwodu pierscienia. FIG 1A PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urządzenie łączące do rury zawierające część tulejową posiadającą przynajmniej jeden koniec dla wprowadzania do niego łączonej rury oraz

183 765 człon uszczelniający odpowiedni do zapewnienia uszczelnienia wokół rury wprowadzonej do części tulejowej.

Ze stanu techniki na przykład z niemieckiego opisu patentowego nr DE-C-3531540 znane jest podobne urządzenie łączące do rur zawierające pierścień ze szczeliną albo złożony z kilku pierścieniowych segmentów, którejednakże nie działają z poślizgiem. Urządzenie to służy głównie do przeciwdziałania przesuwania się rury. Konstrukcja tego urządzenia nie pozwala na łączenie rur, których średnice znacznie się różnią.

Takie urządzenie łączące j est znane z europej skiego zgłoszenia patentowego nr 0418 961. W tym znanym urządzeniu łączącym jest zastosowany człon uszczelniający składający się z wewnętrznego pierścienia objętego przez gumowąosłonę uszczelniającą, który to wewnętrzny pierścień jest podparty przez powierzchnie wsporcze części tulejowej tak, aby popychać ten pierścień uszczelniający na zewnętrzną ściankę rury.

To znane urządzenie łączące może przyjmować i łączyć rury o różnych średnicach tak, aby zostało zapewnione uszczelnienie wobec cieczy, gazu i ciał stałych, i tak, aby rury o różnych średnicach oraz, jeżeli jest to wymagane, rury z różnych materiałów mogły zostać ze sobą połączone.

Powyższe cechy można uzyskać przy zastosowaniu znanego pierścienia uszczelniającego, ponieważ może być on ściśnięty w kierunku obwodowym i na pewną rozpiętość wokół rury tak, aby umożliwić dostosowanie różnych średnic rur, podczas gdy w przekroju poprzecznym pierścień uszczelniający utrzymuje swój kształt stosunkowo dobrze.

To znane urządzenie wciąż jednak przedstawia kilka problemów. Po pierwsze, przy stosowaniu tego znanego urządzenia łączącego w przypadku mniejszych średnic rur, podparcie pierścienia uszczelniającego może stanowić problem, gdyż pierścień uszczelniający musi być tak dalece zniekształcony, że efekt uszczelniający nie może już być zapewniony. Innym problemem, jeśli chodzi o to znane urządzenie łączące jest fakt, że nie posiada ono wystarczającej wytrzymałości na rozciąganie. Te łączące urządzenia są zazwyczaj stosowane do łączenia rur podziemnych, na przykład pod drogą. Przy przesunięciach ziemi, które mogą być spowodowane przez ruch drogowy, takie połączenie nie jest osadzone bezpiecznie i poprzez przemieszczenie piasku czy tym podobne zjawiska, połączenie zapewnione przez znane urządzenia łączące może się rozluźnić tak, że pojawią się przecieki.

Celem niniejszego wynalazku jest więc zaoferowanie rozwiązania tych problemów

Urządzenie łączące do rury zawierające część tulejowąposiadającąprzynajmniej jeden koniec dla wprowadzania do niego rury oraz człon uszczelniający, który jest odpowiedni do zapewnienia uszczelnienia wokół rury wprowadzonej do części tulejowej, przy czym człon uszczelniający zawiera liczne zasadniczo klinowe przylegające elementy tworzące pierścień dookoła rury, oraz człon uszczelniający któryjest ponadto wyposażony w zespoły dociskowe, z których jeden składa się z uszczelnionego otworu łączącego, ścianki dzielącej i komory hydraulicznej, a drugi ze złączki nakrętnej i powierzchni wsporczych, do dociskania klinowych elementów do rury, przy czym klinowe elementy mają większą grubość wzdłuż zewnętrznego obwodu pierścienia niż wzdłuż wewnętrznego obwodu tego pierścienia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że klinowe elementy są wzajemnie ślizgowo oparte formując zamknięty pierścień i mają długość, która jest większa niż grubość wzdłuż zewnętrznego i wewnętrznego obwodu pierścienia.

Każdy klinowy element jest wyposażony w wycięcie na pierwszej stronie i występ na drugiej stronie klinowego elementu przeciwległej do pierwszej strony.

Człon uszczelniający zawiera pierścień gumowy, którego przynajmniej część jest umieszczona pomiędzy klinowymi elementami, a rurąjest umieszczona przynajmniej część pierścienia gumowego wchodzącego w skład członu uszczelniającego.

Strony klinowych elementów, które przylegajądo rury, sączęściowo wykonane z gumy a przynajmniej niektóre klinowe elementy sączęściowo wyposażone w szorstkąpowierzchnię przylegającą do rury, przy czym szorstkąpowierzchnię stanowi zębaty element zaciskowy włączony do klinowego elementu.

183 765

Klinowe elementy są wyposażone w pierścień zaciskowy rozciągający się przynajmniej na części obwodu rury.

Co najmniej jeden lub kilka z klinowych elementów, które są równo rozprowadzone na obwodzie rury, są wykonane z materiału twardszego niż materiał rury, takiego, jak metal, a korzystnie ze stali nierdzewnej. Powierzchnia klinowych elementów przylegająca do rury w kierunku obwodowym, jest powierzchnią wygiętą w kierunku obwodowym i do rury.

Zespół dociskowy dla klinowych elementów zawiera pierścieniowąkomorę hydrauliczną zawierającąklinowe elementy, które stanowiąprzesuwnąściankę tej komory, przy czym hydrauliczna komora jest połączona ze źródłem płynu pod ciśnieniem poprzez uszczelniany otwór łączący oraz ściankę dzielącą

Klinowe elementy przylegają do stożkowych powierzchni wsporczych części tulejowe usytuowanej przynajmniej częściowo wokół rury.

Urządzenie łączące według niniejszego wynalazku dostarcza uszczelnienia, które mogą być stosowane zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz rury. Zespół dociskowy służy do dociskania elementów do rury od zewnątrz do środka lub od wewnątrz na zewnątrz, odpowiednio, w celu dostosowania się do rury.

Jednąz zalet urządzenia łączącego według niniejszego wynalazku jest fakt, że w pewnych granicach, wyznaczonych przez formę elementów rura może być obrócona osiowo w urządzeniu łączącym bez zmniejszenia efektu uszczelniającego połączenia lub osłabienia efektu zmniejszenia naprężenia.

Innązaletąjest fakt, że to urządzenie łączące może być także zastosowane w przypadku rur nie okrągłych, gdyż klinowe elementy mogą być łatwo wyrównane, przez co, w przypadku, gdy pojawi się przejście w postaci kąta ostrego, pośrednie fragmenty mogą być wykorzystywane w celu wypełnienia takiego kątowego przejścia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia przekrój podłużny przez część urządzenia łączącego według pierwszego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 1B - przekrój podłużny przez część urządzenia według drugiego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 2 - przekrój podłużny przez urządzenie łączące według trzeciego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 3A - widok z boku wygiętych elementów tworzących zamknięty pierścień według niniejszego wynalazku, a fig. 3B - widok z boku elementów klinowych tworzących zamknięty pierścień według niniejszego wynalazku.

Części, które są takie same, posiadają na rysunku te same numery odnośnikowe.

Figura 1A, fig. 1B i fig. 2 przedstawiają pierwszy, drugi i trzeci przykład wykonania urządzenia łączącego według niniejszego wynalazku, zawierającego część tulejową 1, posiadającą koniec wprowadzania 2 dla rury 10 oraz człon uszczelniający 3, który jest odpowiedni do zapewnienia uszczelnienia wokół rury 10 wprowadzonej w część tulejowąl. Według niniejszego wynalazku część uszczelniająca 3 zawiera liczne elementy jednakowo wygięte lub klinowe elementy 4, patrz także fig. 3A i fig;. 3B, gdzie pokazane są dwa przykłady wykonania zestawionych elementów widzianych z boku.

Jak to można zobaczyć na fig. 3A i fig. 3B, wygięte oraz klinowe elementy A tworzą razem zamknięty pierścień. Fig. 3A i fig. 3B przedstawiają także część pierścienia po wzajemnym obrocie klinowych elementów 4, co zmniejsza średnicę pierścienia. Przykłady wykonania z fig. 1 A, fig. 1B i fig. 2 przewidują ponadto zespoły dociskowe, z których jeden składa się uszczelnionego otworu łączącego 5, ścianki dzielącej 6, komory hydraulicznej 7, a drugi ze złączki nąkrętnej 8 i powierzchni wsporczych 9, 11 do dociskania poszczególnych klinowych elementów 4 do rury 10. Każdy z wygiętych, czy klinowych, elementów 4 jest wyposażony w wycięcie (nie pokazane) po jednej stronie oraz występ (także nie pokazany) po drugiej stronie klinowego elementu 4 umieszczonej przeciwległe do pierwszej strony, które służą wzajemnej współpracy z odpowiadającym im występem oraz wycięciem, odpowiednio, na przylegającym klinowym elemencie 4.

Figura 1A i fig. 1B pokazują, że człon uszczelniający 3 zawiera pierścień gumowy 12, którego przynajmniej część jest umieszczona pomiędzy rurą 10 a wygiętymi czy klinowymi ele183 765 mentami 4. Alternatywny przykład wykonania (nie pokazany) może przewidywać, że strona klinowych elementów 4, która przylega do rury 10 i powierzchni wsporczej 9, jest sama częściowo wykonana z gumy.

Jak pokazano na fig. 1A i fig. 2, przynajmniej niektóre z klinowych elementów 4 są częściowo wyposażone w szorstkąpowierzchnię 13 przylegającą do rury 10. Fig. 1B przedstawia przykład wykonania, który nie przewiduje szorstkiej powierzchni. Szorstka powierzchnia 13 może być wykonana na różne sposoby. Możliwe jest, aby na przykład wgłębienie pierścienia utworzonego przez wygięte czy klinowe elementy 4 było wyposażone w pas dziurkowany posiadający szorstkąpowierzchnię, lub aby powierzchnia klinowych elementów 4 od strony rury 10 była wyposażona w szorstką warstwę, na przykład z piasku. Szorstka powierzchnia 13 ponadto wspomaga efekt zmniejszania naprężenia przy urządzeniu łączącym, podczas gdy wyżej wspomniany gumowy pierścień 12 wspomaga efekt uszczelniający urządzenia łączącego. Alternatywnym środkiem dla uzyskania efektu zmniejszenia naprężenia jest równe rozprowadzenie wzdłuż obwodu rury 10 wygiętych czy klinowych elementów 4 wykonanych z metalu, korzystnie zaś ze stali nierdzewnej. Nie pokazano tego na rysunku.

Korzystnie powierzchnia 14 (patrz fig. 3A i fig. 3B) wygiętych lub klinowych elementów 4, która ma opierać się na rurze 10, jest powierzchnią, którajest wygięta w obwodowym kierunku rury oraz do rury. Powoduje to powstanie ograniczonej otwartej przestrzeni pomiędzy elementami 4 a powierzchnią rury 10, do której one przylegają. W ten sposób wygięte lub klinowe elementy A dostarczająnajlepszy z możliwych zamknięty front względem ścianki rury 10, co jest istotne dla uszczelniającego działania uszczelnienia 3.

Figura 1A i fig. 1B przedstawiająponadto pierwszy przykład wykonania zespołu dociskowego złożony ze złączki nakrętnej 8 i powierzchni wsporczych 9,11 dla klinowych elementów 4. Przykłady wykonania z fig. 1A i fig. 1B przewidują dwie powierzchnie wsporcze 9 i 11, które dzięki złączce nakrętnej 8 mogą być przysuwane do siebie tak, aby wspomniane powierzchnie wsporcze 9 i 11 wywierały siłę na elementy 4 skierowane w kierunku rury 10.

Figura 2 przedstawia kolejny przykład wykonania, w którym strona wygiętych lub klinowych elementów 4, którajest skierowana przeciwnie niż rura 10 jest wyposażona w komorę hydrauliczną 7 rozciągającą się w formie pierścienia wokół rury 10. Komora hydrauliczna jest wyposażona w uszczelniany otwór łączący 5 do dostarczania płynu w celu utworzenia ciśnienia hydraulicznego w tej komorze. To ciśnienie działa na klinowe elementy 4 poprzez ściankę dzielącą 6, która służy zapobieganiu przeciekaniu płynu.

W ten sposób pierścień utworzony przez te elementy może, jeśli chodzi o średnicę, łatwo dostosowywać się do rury, która ma zostać uszczelniona, podczas gdy może także łatwo dostosowywać się do nieregularności powierzchni rury. Elementy te mogą być wygięte, ale korzystne jest, aby miały one zasadniczo kształt klinowy. Boczne powierzchnie tworzące klin elementów o kształcie klinowym mogą, na przykład tworzyć kąt 6°, w którym to przypadku 60 elementów o kształcie klinowym wystarcza, aby utworzyć zamknięty pierścień. Pierścień uszczelniający może, częściowo, także składać się z elementów o innym kształcie, ale także inna liczba tych elementów jest możliwa. Na przykład, jeżeli kąt pomiędzy tworzącymi klin bocznymi powierzchniami wynosi 5°, wymagane są do utworzenia zamkniętego pierścienia 72 elementy. Im więcej elementów jest zastosowanych, tym dokładniejsze jest ich rozprowadzenie i ściślejsze dopasowanie do rury, która ma zostać uszczelniona.

Niniejszy wynalazekjest oparty na zaskakującym wniosku, iż dzięki przesuwaniu się przylegających elementów, elementy mogą obrócić się tak, aby doszło do dopasowania średnicy za pomocą elementów tworzących zamknięty pierścień. Gdy elementy są przyłożone na zewnątrz rury, pożądana średnica jest dopasowywana poprzez wyjście od większej średnicy, a następnie dociśnięcie elementów za pomocą zespołu dociskowego do rury, przez co pojawia się automatyczne dopasowanie zamkniętego pierścienia do pożądanej średnicy.

W celu uzyskania wymaganej zwięzłości uszczelnienia, pożądane jest, aby każdy element był wyposażony w wycięcie z jednej strony elementu i występ z drugiej strony przeciwległej do pierwszej strony, które to wycięcie i występ są przeznaczone do współpracy z odpowiadającymi

183 765 im występem oraz wycięciem, odpowiednio, przylegającego elementu. Blokuje to człon uszczelniający w celu zapobiegnięcia wzajemnemu skręceniu elementów.

Uszczelniające działanie urządzenia łączącego według niniejszego wynalazku jest wzmagane przez fakt, że człon uszczelniający zawiera pierścień gumowy, którego przynajmniej część jest umieszczona pomiędzy rurą, a elementami. Możliwe jest całkowite otoczenie przez pierścień gumowy zestawu elementów, ale niejest to konieczne dla osiągnięcia celu niniej szego wynalazku.

W alternatywnym przykładzie wykonania strony elementów przylegające do rury sączęściowo wykonane z gumy. Działanie zmniejszania naprężenia urządzenia łączącego według niniejszego wynalazkujest osiągane szczególnie wówczas, jeśli przynajmniej niektóre elementy są w części wyposażone w szorstkąpowierzchnię przylegającą do rury. Dla osiągnięcia tego celu możliwe jest też wybranie innych rozwiązań. Na przykład, jeden lub więcej elementów mogąbyć wyposażone w zębaty element zaciskowy. To bardzo skutecznie zmniejsza naprężenie. Jednakże możliwe jest także zapewnienie szorstkiej powierzchni poprzez przyklejenie osnowy piaskowej do wspomnianej szczególnej powierzchni elementów; W innym przykładzie wykonania elementy te sąwyposażone w pierścień zaciskowy rozciągający się przynajmniej na części obwodu rury.

W celu wspomożenia efektu zmniejszania naprężenia przynajmniej niektóre elementy, które sąrówno rozmieszczone na obwodzie rury, mogąbyć wykonane z materiału twardszego niż rura, takiego jak metal, a korzystnie stal nierdzewna.

W celu zoptymalizowania ciasnego dopasowania elementów przylegających do rury w kierunku obwodowym, niezależnie od rozbieżności średnic rur, powierzchnia elementów przylegająca do rury jest wygięta w kierunku obwodowym rury.

Różne systemy mogą służyć jako zespół dociskowy dla elementów o kształcie klinowym.

W pierwszym przykładzie wykonania zespołu łączącego według niniejszego wynalazku, zespół dociskowy dla elementów jest wyposażony w komorę hydraulicznąo kształcie pierścienia zawierającą elementy, które służąjako ścianka przesuwna, przy tym ta hydrauliczna komora jest także wyposażona w uszczelniany otwór łączący do dostarczania płynu w celu utworzenia ciśnienia hydraulicznego w komorze.

Jednakże, w alternatywnym przykładzie wykonania urządzenie łączące jest tak wykonywane, aby część tulejowa, przynajmniej wokół rury, była wyposażona w powierzchnię wsporczą dla elementów, przy czym średnica tej powierzchni wsporczej zmniejsza się, a odpowiednio zwiększa, w podłużnym kierunku rury, przez co ta powierzchnia wsporcza, dzięki współdziałaniu elementów, tworzy zespół dociskowy do dociskania tych elementów do rury.

Niniejszy wynalazek dotyczy także osobnego członu uszczelniającego i osobnego elementu o kształcie klinowym takich, które mogąbyć zastosowane w urządzeniu łączącym według niniejszego wynalazku.

Ponadto należy wspomnieć, że urządzenie łączące według niniejszego wynalazku dopuszcza możliwość wykonywania prac naprawczych, szczególnie w przypadku rur ciągłych, ponieważ pierścień połączonych elementów 4 może być przerwany lub rozłączony w jakimkolwiek pożądanym punkcie.

Należy wreszcie zauważyć, że omówione przykłady wykonania są przedstawione jedynie przykładowo, przy czym możliwe są różne alternatywne przykłady wykonania bez odchodzenia od idei niniejszego wynalazku, określonej w poniższych zastrzeżeniach.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie łączące do rury zawierające część tulejowaposiadającąprzynajmniej jeden koniec dla wprowadzania do niego rury oraz człon uszczelniający, który jest odpowiedni do zapewnienia uszczelnienia wokół rury wprowadzonej do części tulejowej, przy czym człon uszczelniający zawiera liczne zasadniczo klinowe przylegające elementy tworzące pierścień dookoła rury, oraz człon uszczelniający, który jest ponadto wyposażony w zespoły dociskowe, z których jeden składa się z uszczelnionego otworu łączącego, ścianki dzielącej i komory hydraulicznej, a drugi ze złączki nakrętnej i powierzchni wsporczych, do dociskania klino^ch elementów do rury, przy czym klinowe elementy mająwiększągrubość wzdłuż zewnętrznego obwodu pierścienia niż wzdłuż wewnętrznego obwodu tego pierścienia, znamienne tym, że klinowe elementy (4) są wzajemnie ślizgowo oparte formując zamknięty pierścień i mają długość, która jest większa niż grubość wzdłuż zewnętrznego i wewnętrznego obwodu pierścienia.
2. 2. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że każdy klinowy element (4) jest wyposażony w wycięcie na pierwszej stronie i występ na drugiej stronie klinowego elementu (4) przeciwległej do pierwszej strony.
3. 3. Urządzenie, według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pomiędzy klinowymi elementami (4) a rurą (10) jest umieszczona przynajmniej część pierścienia gumowego (12) wchodzącego w skład członu uszczelniającego (3).
4. 4. Urządzenie, według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że strony klinowych elementów (4), które przylegają do rury (10), są częściowo wykonane z gumy.
5. 5. Urządzenie, według zastrz. 3, znamienne tym, że przynajmniej niektóre klinowe elementy (4) sączęściowo wyposażone w szorstkąpowierzchnię (13) przylegającą do rury (10).
6. 6. Urządzenie, według zastrz. 5, znamienne tym, że szorstkąpowierzchnię (13) stanowi zębaty element zaciskowy włączony do klinowego elementu (4) .
7. 7. Urządzenie, według zastrz. 6, znamienne tym, że klinowe elementy (4) są wyposażone w pierścień zaciskowy rozciągający się przynajmniej na części obwodu rury (10).
8. 8. Urządzenie, według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, co najmniej jeden z klinowych elementów (4), które są równo rozprowadzone na obwodzie rury (10), są wykonane z materiału twardszego niż materiał rury, takiego, jak metal, a korzystnie ze stali nierdzewnej.
9. 9. Urządzenie, według zastrz. 8, znamienne tym, że powierzchnia klinowych elementów (4) przylegająca do rury (10) w kierunku obwodowym, jest powierzchniąwngiętąy kierunku obwodowym i do rury (10).
10. 10. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół dociskowy dla klinowych elementów (4) zawiera pierścieniową komorę hydrauliczną (7) zawierającą klinowe elementy (4), które stanowią przesuwną ściankę komory (7), przy czym hydrauliczna komora (7) jest połączona ze źródłem płynu pod ciśnieniem poprzez uszczelniany otwór łączący (5), oraz ściankę dzielącą (6).
11. 11. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że klinowe elementy (4) przylegają do stożkowych powierzchni wsporczych (9, 11), części tulejowej (1) usytuowanej przynajmniej częściowo wokół rury (10).