(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (86) Data 1 numer zgłoszenia międzynarodowego , PCT/DE96/01717 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego , W 097/13089, PCT Gazette nr 16/97 (13) B1 (51) IntCl7 F16L 13/14 (54) Połączenie rurowe (30) Pierwszeństwo: ,DE, (73) Uprawniony z patentu: M ANNESM ANN AG, Düsseldorf, DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/98 (72) Twórcy wynalazku: Rolf Diederichs, Willich, DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/01 (74) Pełnomocnik: Misztak Irena, PATPOL spółka z o.o. PL B1 1. Połączenie rurowe obejmujące rurę, której (57) gładko zakończony odcinek końcowy nasuwany jest na metalową złączkę rurową, która posiada wzdłuzny tulejowy obszar, posiadający przynajmniej żłobkowane przewężenie służące do umieszczenia elementu uszczelniającego i lezący na środku, biegnący promieniowo na zewnątrz ogranicznik, a rura i złączka rurowa połączone są ze sobą nierozłącznie za pomocą przyłożonego z zewnątrz przyrządu do prasowania, odkształcającego plastycznie rurę, przy czym rura zarówno w obszarze elementu uszczelniającego, jak również w sąsiednim obszarze nasadzona jest na złączkę rurową, znamienne tym, ze rura (6, 6', 7, 7') i złączka rurowa (1) wykonane są z metalu, a na końcu tulejowego obszaru złączki rurowej (1) umieszczony jest w płasko przebiegającym przewęzeniu (4, 4') pierścień uszczelniający (5, 5') a rura (6, 6', 7, 7') i złączka (1) w obszarze pomiędzy pierścieniem uszczelniającym (5, 5') a ogranicznikiem (2) stanowią zabezpieczenie osiowe tworzące obszar odkształcenia (3'). F ig.1

2 Połączenie rurowe Zastrzeżenia patentowe 1. Połączenie rurowe obejmujące rurę, której gładko zakończony odcinek końcowy nasuwany jest na metalową złączkę rurową, która posiada wzdłużny tulejowy obszar, posiadający przynajmniej żłobkowane przewężenie służące do umieszczenia elementu uszczelniającego i leżący na środku, biegnący promieniowo na zewnątrz ogranicznik, a rura i złączka rurowa połączone są ze sobą nierozłącznie za pomocą przyłożonego z zewnątrz przyrządu do prasowania, odkształcającego plastycznie rurę, przy czym rura zarówno w obszarze elementu uszczelniającego, jak również w sąsiednim obszarze nasadzona jest na złączkę rurową znamienne tym, że rura (6, 6', 7, 7') i złączka rurowa (1) wykonane są z metalu, a na końcu tulejowego obszaru złączki rurowej (1) umieszczony jest w płasko przebiegającym przewężeniu (4, 4') pierścień uszczelniający (5, 5') a rura (6, 6', 7, 7') i złączka (1) w obszarze pomiędzy pierścieniem uszczelniającym (5, 5') a ogranicznikiem (2) stanowią zabezpieczenie osiowe tworzące obszar odkształcenia (3') 2. Połączenie rurowe według zastrz. 1, znamienne tym, że ogranicznik (2) ma kształt daszkowatego zgrubienia. 3. Połączenie rurowe według zastrz. 1, znamienne tym, że średnica zewnętrzna płasko przebiegającego przewężenia (4) stanowi najwyżej 95% zewnętrznej średnicy złączki rurowej (1). 4. Połączenie rurowe według zastrz. 1, znamienne tym, że rura w obszarze rozszerzającego się odcinka (8, 8') ma większą średnicę niż pozostały odcinek rury (7, 7'). 5. Połączenie rurowe według zastrz. 1, znamienne tym, że rura (6, 7) i złączka rurowa (1) wykonane są ze stali szlachetnej lub tytanu. * * * Przedmiotem wynalazku jest połączenie rurowe stosowane szczególnie do rur, przez które przepływają czynniki o wysokim ciśnieniu i temperaturze. Znane jest tego typu połączenie rur firmy Geberit (patrz wyciąg z prospektu firmy). W tym układzie, na mosiężne złącze rurowe nasunięta jest tak zwana rura dwuwarstwowa, przy czym rura ta składa się z, posiadającej aluminiowy kołnierz, rury wewnętrznej transportującej ciecz, oraz rury otaczającej (powłokowej). Zazwyczaj rura wewnętrzna i rura otaczająca wykonane są z tworzywa sztucznego. Złącze rurowe posiada biegnący wzdłużnie obszar, który posiada ogranicznik, do którego dosunięta jest rura przeznaczona do połączenia. Obszar sąsiadujący z ogranicznikiem posiada zazwyczaj dwa rowki pierścieniowe, z których każdy posiada pierścień uszczelniający. Pozostały odcinek ma mocno zarysowany kontur, tak że w trakcie połączenia wciskowego nasuwana rura może dopasować się do niego. Po nasunięciu, od zewnątrz na rurę nakładane są kleszcze prasujące, a rura zostaje sprasowana zarówno w obszarze pierścienia uszczelniającego, jak i w obszarze o mocno zarysowanym konturze. Przy tym obszar pierścienia uszczelniającego przejmuje funkcję uszczelniającą, a obszar o mocno-zarysowanym konturze stanowi zabezpieczenie wzdłuzne. Wadą tego układu jest to, że rurę dwuwarstwową można nasadzać tylko w wąskim przedziale temperaturowym i ciśnieniowym. Ponadto, wytwarzanie złącza rurowego wymaga bardzo precyzyjnego wykonania konturów zakończeń, jak również pierścieni uszczelniających. Inną wadą jest szczelina pozostająca pomiędzy nasuniętą rurą a obszarem o zarysowanym konturze złącza rurowego. Do tej szczeliny mogą dostawać się agresywne substancje rozpuszczone w cieczy, a w wyniku wielokrotnego parowania, nieproporcjonalnie wzrasta koncentracja, co w najbardziej niekorzystnym przypadku może prowadzić do tak zwanej korozji szczelinowej.

3 W opisie zgłoszeniowym Wielkiej Brytanii nr przedstawiono konstrukcję połączenia rurowego obejmującego złączkę rurową wykonaną z miedzi, której zewnętrzna powierzchnia pokryta jest gumą lub podobnym materiałem. W środkowej części złączki, warstwa gumy tworzy promieniowy występ. Zarówno złączka rurowa jak i tuleja gumowa posiadają odpowiadające sobie obwodowe żłobki. Rura nasunięta na złączkę jest mocowana na niej za pomocą specjalnego narzędzia, które wykonuje żłobki obwodowe w materiale rury, który jest przetłaczany do jej wnętrza. Dzięki temu powstają w rurze obwodowe żebra wewnętrzne usytuowane we wcześniej wykonanych żłobkach tulei gumowej pokrywającej złączkę. Opis patentowy USA nr przedstawia połączenie rury, której wygładzony odcinek końcowy nasunięty jest na obszar końcowy drugiej rury. Obszar końcowy posiada wzdłużny, tulejowy obszar, który zaopatrzony jest w dwa żłobkowe wybrania, z których jedno wybranie przewidziane w obszarze początkowym drugiej rury, służy do umieszczenia pierścienia uszczelniającego. Na początku obszaru tulejowego przewidziany jest wystający promieniowo zderzak dla rury, która jest nasuwana. W rozwiązaniu według wyżej wymienionego opisu patentowego, zastosowano dwa żłobkowe wybrania, przy czym drugie wybranie konieczne jest ze względu na osiowe zabezpieczenie połączenia rurowego. Według tego opisu, osiowe zabezpieczenie połączenia realizowane jest poprzez taśmę owiniętą wokół rury, która ściągana jest za pomocą nie przedstawionego narzędzia. Przy tym taśma ta wciska obszar rury wyposażony w wybrania w żłobkowe wybranie drugiej rury. Obszar wraz z pierścieniem uszczelniającym nie jest odkształcany. Uszczelnienie następuje w ten sposób, że pierścień uszczelniający ma większą średnicę zewnętrzną niż przynależna do niego średnica wewnętrzna nasuwanej rury. W ten sposób pierścień uszczelniający jest trochę zaciskany. Jednak naciski pojawiające się w tym obszarze działają na stosunkowo małej powierzchni. Dla dużych ciśnień niewielkie sprężenie pierścienia uszczelniającego jest niewystarczające. W rozwiązaniu opisanym w opisie USA nr wewnętrzna złączka rurowa posiada trzy żłobkowe wybrania, z których jedno służy do umieszczenia pierścienia uszczelniającego. Przy tworzeniu osiowego zabezpieczenia walcowane są dwa obszary nasuwanej rury, przez co tworzą się dwa oddzielone od siebie wybrania złączki rurowej. Przy tym złączka ta nie jest odkształcana tak, że nie zachodzi tu zjawisko klamrowania. Obszar wraz z usytuowanym w nim pierścieniem uszczelniającym nie jest odkształcany za pomocą walcowania. Wybranie usytuowane w złączce rurowej, służące do ulokowania pierścienia uszczelniającego nie jest wybraniem płaskim. Opis patentowy USA nr przedstawia konstrukcję połączenia rurowego, w którym złączka rurowa posiada dwa przewężenia. Połączenie końcówek rur odbywa się w procesie walcowania końcówek rur nasuniętych na złączkę rurową. W rozwiązaniu tym, podobnie jak w wyżej opisanym, w procesie walcowania nie następuje odkształcenie złączki rurowej. Przedmiotem wynalazku jest połączenie rurowe obejmujące rurę, której gładko zakończony odcinek końcowy nasuwany jest na metalową złączkę rurową, która posiada wzdłużny tulejowy obszar, posiadający przynajmniej żłobkowane przewężenie służące do umieszczenia elementu uszczelniającego. Poza tym złączka posiada leżący na środku, biegnący promieniowo na zewnątrz ogranicznik, a rura i złączka rurowa połączone są ze sobą nierozłącznie za pomocą przyłożonego z zewnątrz przyrządu do prasowania, odkształcającego plastycznie rurę. Rura zarówno w obszarze elementu uszczelniającego, jak również w sąsiednim obszarze nasadzona jest na złączkę rurową. Istota wynalazku polega na tym, że rura i złączka rurowa wykonane są z metalu, a na końcu tulejowego obszaru złączki rurowej umieszczony jest w płasko przebiegającym przewęzeniu, pierścień uszczelniający. Rura i złączka w obszarze pomiędzy pierścieniem uszczelniającym a ogranicznikiem stanowią zabezpieczenie osiowe tworzące obszar odkształcenia. Korzystnie ogranicznik ma kształt daszkowatego zgrubienia. Średnica zewnętrzna płasko przebiegającego przewężenia stanowi najwyżej 95% zewnętrznej średnicy złączki rurowej.

4 W połączeniu według wynalazku rura w obszarze rozszerzającego się odcinka ma większą średnicę niż pozostały odcinek rury. Rura i złączka rurowa wykonane są ze stali szlachetnej lub tytanu. Zaletą połączenia rurowego zgodnego z wynalazkiem jest to, że ustalenie pożądanego ustawienia rury nasuwanej na złączkę rurową, następuje wzrokowo, bez użycia innych środków pomocniczych. Skutecznie stosowane od lat metalowe połączenie wtłaczane, wykonane poprzez odkształcenie rury i złączki rurowej zostało zachowane jak, że mogą być przenoszone duże siły osiowe, a tym samym wysokie ciśnienie wewnętrzne. Przejście rura - - złączka rurowa jest bezszczelinowe, gdyż pierścień uszczelniający umieszczony jest w zakończeniu złączki rurowej. Głębokość promieniowa, przebiegającego płasko przewężenia pierścienia uszczelniającego, powinna być tak mała, jak to jest możliwe, gdyż jest to wąskie gardło określone przekrojem układu rur przewodowych. Aby złagodzić ten problem zaleca się ponadto powiększenie średnicy rury w obszarze nasuwania, tak że przekrój odcinka rury łączącej się z tym obszarem w zasadzie odpowiada średnicy złączki rurowej w obszarze uszczelnienia. Dzięki temu unika się strat ciśnienia w obszarze połączenia. Połączenie rurowe, zgodne z wynalazkiem, zostanie bliżej objaśnione na podstawie dwóch przykładów wykonania, przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny pierwszej postaci wykonania połączenia rurowego zgodnego z wynalazkiem, fig. 2 - tak jak na fig. 1, jednakże inną postać wykonania. Na fig. 1 pokazany jest przekrój wzdłużny pierwszej postaci wykonania połączenia rurowego zgodnego z wynalazkiem, przy czym lewa strona rysunku przedstawia połączenie rurowe po nasunięciu rury 6, a prawa strona rysunku połączenie rurowe po połączeniu wciskowym z rurą 6'. Rdzeniem połączenia jest złączka rurowa 1, posiadająca promieniowy zewnętrzny ogranicznik 2 w kształcie daszkowatego zgrubienia. Do tego ogranicznika przylega przynajmniej z jednej strony, wzdłużny cylindryczny odcinek 3, który następnie przechodzi w odcinek posiadający na przykład płasko przebiegające przewężenie 4. W tym przewężeniu 4 umieszczony jest pierścień uszczelniający 5. W tym przykładzie wykonania, na złączkę rurową 1 aż do ogranicznika 2 nasuwa się dwie gładko zakończone rury prowadzące 6. Przy użyciu, nie przedstawionego tu przyrządu do prasowania, formowane są jedno po drugim dwa obszary połączenia wciskowego. Jak zauważono na wstępie, prawa strona rysunku pokazuje stan po połączeniu wciskowym. Przy czym uformowany obszar odkształcenia 3' przejmuje funkcję osiowego zabezpieczenia połączenia rurowego a obszar przewężenia 4' funkcję uszczelniającą. W obszarze odkształcenia 3' odkształcone zostały zarówno nasuwana rura 6', jak również leżący poniżej obszar odkształcenia 3' złączki rurowej. Kształt wytłoczonych zagłębień, na przykład segmenty w kształcie sześciokąta, lub o kształcie łezkowatym zależy od zarysu foremnika nie przedstawionych tu szczęk dociskowych. Figura 2 pokazuje drugą postać wykonania, przy czym dla oznaczenia tych samych części zastosowano te same odnośniki cyfrowe. Również i tu lewa strona rysunku przedstawia połączenie rurowe po nasunięciu rury 7 a prawa stan po połączeniu wciskowym. Złączka rurowa 1 ma taki sam kształt, jak na fig. 1. Inaczej ukształtowane są odcinki zakończeń rur. Gładko za kończona rura 7 posiadają w obszarze złączki rurowej 1, rozszerzający się odcinek 8. Jest on tak dobrany, że średnica 9 odpowiedniej rury prowadzącej 7 odpowiada właściwie średnicy 10 złączki rurowej 1 w obszarze uszczelnienia. W ten sposób, w dużej mierze, unika się strat ciśnienia w obszarze połączenia. Podobnie jak w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1, w wyniku sprasowania, powstaje obszar odkształcenia 3' rury 7', jak również obszar odkształcenia 8, w miejscu, gdzie na płaskim przewężeniu 4' (o średnicy 10') usytuowany jest pierścień uszczelniający 5'.

5

6 Fig.1 Fig.2 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.