PL174018B1 - Sposób i urządzenie do łączenia rur - Google Patents

Abstract

1. Sposób laczenia rur, w którym wprowadza sie scian- k e konca rury pomiedzy wspornikiem i rekawem rozciagaja- cym sie promieniowo na zewnatrz wspornika urzadzenia do mocowania rur, przy czym scianke konca rury umieszcza przy jednej powierzchni co najmniej jednej membrany, której druga powierzchnia jest zwrócona do pierwszej wneki urzadzenia, a nastepnie do pierwszej wneki wprowadza sie plyn pod cisnie- niem, znamienny tym, ze w pierwszej wnece (6) wytwarza sie wysokie cisnienie hydrostatyczne plynu po przeciwnej stronie membrany (7) wzgledem scianki (12) konca rury poprzez wy- twarzanie odpowiedniej wartosci cisnienia hydrostatycznego w wypelnionej plynem, zamknietej drugiej wnece (8), znajdu- jacej sie w urzadzeniu 1 silnie mocuje sie scianke (12) konca rury poprzez deformacje membrany (7), przy czym wciska sie elementy profilujace (3) znajdujace sie na powierzchni wspo- rnika (1) lub rekawa (5) promieniowo w material scianki (12) rury 1 utrzymuje sie deformacje membrany (7) 4 Urzadzenie do laczenia rur, zawierajace zespól mo- cujacy co najmniej koniec rury, posiadajacy wspornik oraz rekaw, pomiedzy którymi jest usytuowana pierscieniowa glów- na wneka do umieszczania konca rury, której przynajmniej czesc powierzchni jest wyposazona w elementy profilujace sciane rury, przy czym zespól mocujacy zawiera co najmniej jedna membrane, której jedna strona jest skierowana do glównej wneki, a po drugiej stronie membrany jest utworzona pierwsza wneka, w której znajduje sie plyn, znamienne tym, ze pierwsza wneka (6) jest polaczona z wypelniona plynem druga wneka (8), która jest zamknieta integralna czescia urzadzenia do laczenia rur, przy czym w drugiej wnece (8) jest umieszczony zespól do wytwarzania cisnienia hydrostatyczne- go we wnekach pierwszej (6) i drugiej (8). Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do łączenia rur.

Urządzenia do łączenia rur są stosowane do wielu celów, na przykład w instalacjach domowych, gdzie rury są łączone ze sobą dla utworzenia instalacji wodnej. Stosowane w tym celu rury często wykonane są w całości z metalu lub tworzywa sztucznego, ale coraz częściej są również stosowane rury wykonane z warstw metalu i tworzywa sztucznego lub różnych tworzyw sztucznych, dzięki czemu wykorzystuje się właściwości mechaniczne metalu i jego

174 018 dobrą szczelność na przenikanie tlenu oraz właściwości tworzyw sztucznych, zabezpieczające przed korozją lub dobrą szczelność na przenikanie tlenu różnych tworzyw sztucznych. Takie typy rur są wytwarzane w dużych ilościach i są przycinane do odpowiednich długości dla danego zastosowania.

Urządzenia do łączenia rur muszą zatem być wyposażone w części do mocowania końców rur. Części takie są przystosowane do takiego deformowania się, aby zapewnić albo połączenie cierne między końcem rury, a urządzeniem do łączenia rur, albo, w wyniku odpowiedniego ukształtowania, zablokowanie końca rury w urządzeniu do łączenia rur. W drugim przypadku nieunikniona jest deformacja końca rury.

Wszystkie znane urządzenia do łączenia rur wymagają zastosowania albo drogich narzędzi specjalistycznych, albo przynajmniej dwu oryginalnych narzędzi ręcznych.

Znane jest urządzenie do łączenia rur opisane w FR-A1-2 622 272, które zawiera element, posiadający wewnętrzną, pierścieniową komorę. Kiedy komora jest wypełniona płynem pod ciśnieniem, element jest dociskany do wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni rury dla zapewnienia ciasnego połączenia. Jednakże takie połączenie wymaga, aby płyn pod ciśnieniem był dostarczany z zewnętrznego źródła. Jeśli zastosowany zostanie do takiego połączenia koniec rury, który właśnie został odcięty od rury i nie został następnie odpowiednio przygotowany, koniec rury będzie utrzymywany w urządzeniu do łączenia rur jedynie dzięki tarciu. Według rozwiązania z opisu patentowego FR-A1-2 622 272 można tego uniknąć, stosując koniec rury z gwintem. Zatem w tym rozwiązaniu wymagane jest użycie specjalnych narzędzi, które zwykle nie są osiągalne na przykład na terenie budowy lub kiedy instalacja jest wykonywana przez prywatne osoby.

Opis patentowy EP 122 099 ujawnia urządzenie do łączenia rur, w szczególności przewodów podwodnych i pierścieniowego kołnierza usytuowanego wokół końca rury. Urządzenie jest umieszczane przy otwartym końcu rury. Zawiera ono membranę, która za pośrednictwem płynu pod ciśnieniem wywiera nacisk na koniec rury na zewnątrz w kierunku kołnierza tak, że koniec rury jest odkształcany i styka się z kołnierzem. Płyn pod ciśnieniem jest dostarczany z zewnętrznego źródła. Dodatkowo więc wymagane jest wyposażenie urządzenia w zewnętrzne źródło płynu. Po połączeniu rur, urządzenie jest usuwane z końca rury, który jest potem utrzymywany na jego zewnętrznym kołnierzu. W większości przypadków nie zapewnia to wystarczająco bezpiecznego połączenia. Ponadto ten sposób łączenia rur może być tyko stosowany tam, gdzie możliwe jest usunięcie urządzenia po połączeniu rur. Tym sposobem i za pomocą tego znanego urządzenia nie można łączyć rur z dwóch lub więcej długich odcinków, lub jedynie z dużymi kłopotami. Łączenie rur według tej znanej publikacji polega na umieszczaniu wewnątrz końca rury urządzenia, które jest usuwane po połączeniu rur. W opisie patentowym EP-A-0 338164 przedstawiono wciskanie rury w profil przy pomocy ciśnienia hydrostatycznego. Jednakże również to urządzenie do łączenia rur wymaga stosowania specjalnych narzędzi, które zwykle nie są dostępne.

Dodatkowo, przy używaniu znanych urządzeń do łączenia rur, ściany zakończenia rury są poddawane niepożądanym siłom skręcającym lub siłom ścinającym w stosunku do wzdłużnej osi rury, które szczególnie w przypadku rur z tworzywa sztucznego i rur warstwowych, mogą spowodować pęknięcia rury lub rozwarstwienie rur warstwowych, co prowadzi do przeciekania.

Sposób łączenia rur, według wynalazku polega na tym, że wprowadza się ściankę końca rury pomiędzy wspornikiem i rękawem rozciągającym się promieniowo na zewnątrz wspornika urządzenia do mocowania rur, przy czym ściankę końca rury umieszcza przy jednej powierzchni co najmniej jednej membrany, której druga powierzchnia jest zwrócona do pierwszej wnęki urządzenia, a następnie do pierwszej wnęki wprowadza się płyn pod ciśnieniem.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że w pierwszej wnęce wytwarza się wysokie ciśnienie hydrostatyczne płynu po przeciwnej stronie membrany względem ścianki końca rury poprzez wytwarzanie odpowiedniej wartości ciśnienia hydrostatycznego w wypełnionej płynem, zamkniętej drugiej wnęce, znajdującej się w urządzeniu i silnie mocuje się ściankę końca rury poprzez deformację membrany, przy czym wciska się elementy

174 018 profilujące znajdujące się na powierzchni wspornika lub rękawa promieniowo w materiał ścianki rury i utrzymuje się deformację membrany.

Membranę odkształca się plastycznie. W korzystnym wariancie membranę odkształca się plastycznie, a w pierwszej wnęce utrzymuje się wysokie ciśnienie płynu.

Urządzenie do łączenia rur, według wynalazku, zawiera zespół mocujący co najmniej koniec rury, posiadający wspornik oraz rękaw, pomiędzy którymi jest usytuowana pierścieniowa główna wnęka do umieszczania końca rury, której przynajmniej część powierzchni jest wyposażona w elementy profilujące ścianę rury. Zespół mocujący zawiera co najmniej jedną membranę, której jedna strona jest skierowana do głównej wnęki, a po drugiej stronie membrany jest utworzona pierwsza wnęka, w której znajduje się płyn.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że pierwsza wnęka jest połączona z wypełnioną płynem drugą wnęką, która jest zamkniętą integralną częścią łączenia urządzenia rur, przy czym w drugiej wnęce jest umieszczony zespół do wytwarzania ciśnienia hydrostatycznego we wnękach pierwszej i drugiej.

Zespół do wytwarzania ciśnienia hydrostatycznego obejmuje ściankę zamontowaną przesuwnie w drugiej wnęce. Drugą wnękę korzystnie tworzy nagwintowany otwór mający wylot na zewnętrznej stronie urządzenia, a otwór jest zamknięty wkręconą śrubą. Gwint nagwintowanego otworu ma określoną długość. We wnękach pierwszej i drugiej jest umieszczony płyn twardniejący w wyniku gwałtownego wzrostu ciśnienia.

W innym wariancie w drugiej wnęce umieszczona jest substancja rozprężająca się chemicznie, a na zewnątrz urządzenia jest usytuowany zespół wywołujący chemiczne rozprężanie tej substancji.

Urządzenia do łączenia rur według niniejszego wynalazku nie wymaga użycia specjalnych narzędzi lub kilku narzędzi ręcznych i nie poddaje końca rury wspomnianym powyżej, niepożądanym naprężeniom skręcającym lub ścinającym. Nacisk membrany, wywierany na ściankę końca rury, jest skierowany promieniowo, podtrzymując koniec rury bez poddawania ścian rury naprężeniom skręcającym lub ścinającym.

Uzyskane w ten sposób połączenie może wytrzymać bardzo duże ciśnienie wody, które może wystąpić np. przy tak zwanym uderzeniu wodnym, gdyż koniec ruryjest zdeformowany plastycznie i jest zamocowany w profilowanych środkach. Ponadto, możliwe jest uzyskanie prostymi środkami koniecznego ciśnienia hydrostatycznego, dzięki czemu używanie kilku ręcznych narzędzi lub specjalnych narzędzi staje się niepotrzebne.

W korzystnym wariancie konieczne ciśnienie płynu może być uzyskane jedynie przy pomocy pary szczypiec, śrubokręta małego, regulowanego klucza, sześciokątnego klucza lub podobnego narzędzia.

Możliwe jest uzyskanie maksymalnej deformacji membrany i osłony gwintu śruby przed uszkodzeniem, jak również dociśnięcie membrany z dobraną wartością siły.

Zastosowanie twardniejącego płynu w urządzeniu do łączenia rur zapewnia, że zamocowanie urządzenia do łączenia rur jest trwałe, co poprawia ochronę przed przeciekaniem.

Uzyskiwanie koniecznego ciśnienia płynu, przez chemiczne rozprężanie w zamkniętej przestrzeni umożliwia kontrolę nacisku, wywieranego na membranę po prostu przez odpowiednie dozowanie chemicznej substancji, która uczestniczy aktywnie w procesie rozprężania.

Rura jest podtrzymywana, nawet jest nacisk płynu na membranę spadnie, dzięki czemu zapewnia się połączenie rury, które jest trudne do rozebrania po zamontowaniu.

Urządzenie do łączenia rur może być użyte ponownie, po demontażu połączenia rur.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 jest przekrojem poprzecznym części mocujących urządzenia do łączenia rur, w które wkładany jest koniec rury, fig. 2 jest przekrojem poprzecznym podobnym do przedstawionego na fig. 1 ale z włożonym końcem rury, fig. 3 jest przekrojem poprzecznym podobnym do przedstawionego na fig. 2, ale ze zdeformowaną membraną, fig. 4 jest przekrojem poprzecznym urządzenia do wzdłużnego łączenia rur według wynalazku, przystosowanego do mocowania dwu końców rur, fig. 5 przedstawia urządzenie w kształcie litery T, przystosowane do zamocowania trzech końców rur, zaś fig. 6 jest

174 018 przekrojem poprzecznym urządzenia w przyldadzie wykonania, w którym membrana jest umieszczona na wsporniku, po wewnętrznej stronie rury.

Urządzenie do łączenia rur według wynalazku jest wyposażone w co najmniej jedno przyłącze dla łączenia rur, które są mocowane na końcach rur przy pomocy zespołu mocującego, stanowiącego integralną część składową urządzenia do łączenia rur.

Figura 1 przedstawia przekrój urządzenia do łączenia rur według wynalazku w przykładzie wykonania przeznaczonym dla zamocowania okrągłej rury. Zespół mocujący urządzenie zawiera pierścieniowy wspornik 1, rozciągający się wokół osi symetrii 11 i posiadający otwór 4, przy czym wspornik 1 jest wyposażony po strome zewnętrznej w jedno lub kilka zagłębień 3, które korzystnie mają wymiary umożliwiające założenie pierścienia uszczelniającego 2.

Ponadto zespół mocujący zawiera rękaw 5, po którego wewnętrznej stronie jest membrana 7, a pomiędzy nią i rękawem 5 jest utworzona pierwsza wnęka 6, połączona z drugą wnęką 8 poprzez kanały 10. Drugą wnękę 8 stanowi nagwintowany otwór, który jest zamknięty przez śrubę 9. Wnęki pierwsza 6 i druga 8 i kanały 10 są wypełnione cieczą.

Zespół mocujący urządzenia ma pierścieniową główną wnękę 13, w której jest umieszczona ściana 12 końca rury, jak pokazano na fig. 2. W tej sytuacji, uszczelnienie 2 służy do chwilowego podtrzymania końca rury.

Figura 3 pokazuje wzajemne usytuowanie urządzenia do łączenia rur i końca rury 12 po zaciśnięciu zespołu mocującego urządzenia. Wkręcenie śruby 9 zmniejsza objętość drugiej wnęki 8, a zawarta w niej ciecz wywiera nacisk pod dużym ciśnieniem w pierwszej wnęce 6 poprzez kanał 10, powodując deformację membrany 7 i mocne ściśnięcie końca rury 12. Nacisk wywierany przez membranę 7 na ścianę 12 końca rury może być tak duży, że jak pokazano na fig. 3, ściana 12 końca rury jest deformowana i wciskana w zagłębienia 3, dając w efekcie geometryczne zablokowanie. Alternatywnie wywiera się nacisk tak mały, że ściana 12 końca rury nie jest deformowana, ale wystarczający, aby tarcie między urządzeniem do łączenia rur a końcem rury było dostatecznie duże dla zapewnienia zamocowania rury podczas eksploatacji.

Może to być zapewnione na przykład w ten sposób, że gwint nagwintowanego otworu ma określoną długość, co oznacza, że membrana 7 może być deformowana do określonego stopnia. Oznacza to również, że membrana 7 może być ściskana ze ściśle określoną siłą.

Jak widać z powyższego, sposób mocowania rury wymaga zaciśnięcia śruby 9 po umieszczeniu końca rury 12 w głównej wnęce 13, co wymaga prostego narzędzia ręcznego, na przykład klucza sześciokątnego. Zespół mocujący wywiera radialny nacisk na ścianę 12 końca rury, co oznacza, że nie są wywierane niepożądane siły skrętne i ścinające, które mogłyby spowodować niepożądane deformacje mechaniczne.

Jest oczywiste, że konieczne ciśnienie hydrostatyczne dla uzyskania deformacji membrany 7 może być osiągnięte w inny sposób poprzez wykorzystanie nagwintowanego otworu ze śrubą 9, pokazanego na fig. 1, 2 i 3. Mogą one być na przykład zastąpione przez gładki otwór, w który można wcisnąć sworzeń zamiast śruby, przy czym sworzeń jest wciskany przy pomocy pary zwykłych szczypiec.

Odpowiednie ciśnienie hydrostatyczne korzystnie również uzyskuje się przy wykorzystaniu rozprężania chemicznego, przy czym do drugiej wnęki 8 wprowadza się substancję, która jest uaktywniana dla chemicznego rozprężenia się. Rozprężenia korzystnie dokonuje się na zewnątrz urządzenia do łączenia rur. Chemiczne rozprężenie korzystnie uzyskuje się przy pomocy małego ładunku wybuchowego, umieszczonego w drugiej wnęce 8, zaś inicjacja wybuchu realizuje się korzystnie w znany sposób poprzez iglicę zapłonu, umieszczoną w śrubie 9. Wielkość ładunku wybuchowego dobiera się zależnie od wymaganego ciśnienia w pierwszej wnęce 6.

Alternatywnie, śruba 9 jest zastąpiona przez dyszę, do której wylotu korzystnie podłączony jest na przykład pistolet do wstrzeliwania kołków w ścianę. Konieczne ciśnienie uzyskuje się w prosty sposób przez skierowanie fali udarowej wytworzonej przez detonację ładunku wybuchowego pistoletu w kierunku dyszy.

174 018

Figury 4 i 5 przedstawiają urządzenie do łączenia rur według wynalazku, złącze wzdłużne dla połączenia dwóch rur na przedłużeniu każdej oraz element w kształcie litery T dla łączenia trzech rur pod kątem 90° między każdymi dwiema rurami. Jak widać z tych figur, pierwsze wnęki 6 za membranami 7 są połączone ze sobą, umożliwiając zamocowanie wszystkich rur w urządzeniu do łączenia rur jednocześnie, poprzez zaciśnięcie śruby 9. Można to stosować w zasadzie w przypadku każdego przykładu wykonania urządzenia do łączenia rur.

Figura 6 przedstawia przykład wykonania urządzenia według wynalazku, w którym membrana 7 jest umieszczona na zewnętrznej stronie wspornika 1, i jest zwrócona od wewnątrz do ściany 12 końca rury, zaś wgłębienia 3 są wykonane w tym przypadku na wewnętrznej ścianie rękawa 5.

Jak widać, różne media mogą być użyte dla uzyskania odpowiedniego ciśnienia hydrostatycznego. W pewnych przypadkach, kiedy wymagane jest szczególnie pewne połączenie, może być konieczne jednak wykorzystanie cieczy jako ośrodka wywierającego ciśnienie, która korzystnie twardnieje po zaciśnięciu urządzenia do łączenia rur. Taką cieczą może być na przykład ciekła żywica epoksydowa, którą wlewa się wraz z małymi, szklanymi ampułkami zawierającymi utwardzacz, przy czym ampułki pękają przy ściskaniu złącza w wyniku wzrostu ciśnienia, po czym żywica zostaje utwardzona.

174 018

Fig 1

Fig 2

Fig 3

Fig 5

174 018

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób łączenia rur, w którym wprowadza się ściankę końca rury pomiędzy wspornikiem i rękawem rozciągającym się promieniowo na zewnątrz wspornika urządzenia do mocowania rur, przy czym ściankę końca rury umieszcza przy jednej powierzchni co najmniej jednej membrany, której druga powierzchnia jest zwrócona do pierwszej wnęki urządzenia, a następnie do pierwszej wnęki wprowadza się płyn pod ciśnieniem, znamienny tym, że w pierwszej wnęce (6) wytwarza się wysokie ciśnienie hydrostatyczne płynu po przeciwnej stronie membrany (7) względem ścianki (12) końca rury poprzez wytwarzanie odpowiedniej wartości ciśnienia hydrostatycznego w wypełnionej płynem, zamkniętej drugiej wnęce (8), znajdującej się w urządzeniu i silnie mocuje się ściankę (12) końca rury poprzez deformację membrany (7), przy czym wciska się elementy profilujące (3) znajdujące się na powierzchni wspornika (1) lub rękawa (5) promieniowo w materiał ścianki (12) rury i utrzymuje się deformację membrany (7).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że membranę (7) odkształca się plastycznie.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że membranę (7) odkształca się plastycznie, a w pierwszej wnęce (6) utrzymuje się wysokie ciśnienie płynu.
4. 4. Urządzenie do łączenia rur, zawierające zespół mocujący co najmniej koniec rury, posiadający wspornik oraz rękaw, pomiędzy którymi jest usytuowana pierścieniowa główna wnęka do umieszczania końca rury, której przynajmniej część powierzchni jest wyposażona w elementy profilujące ścianę rury, przy czym zespół mocujący zawiera co najmniej jedną membranę, której jedna strona jest skierowana do głównej wnęki, a po drugiej stronie membrany jest utworzona pierwsza wnęka, w której znajduje się płyn, znamienne tym, że pierwsza wnęka (6) jest połączona z wypełnioną płynem drugą wnęką (8), która jest zamkniętą integralną częścią urządzenia do łączenia rur, przy czym w drugiej wnęce (8) jest umieszczony zespół do wytwarzania ciśnienia hydrostatycznego we wnękach pierwszej (6) i drugiej (8). ,
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół do wytwarzania ciśnienia hydrostatycznego obejmuje ściankę zamontowaną przesuwnie w drugiej wnęce (8).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że drugą wnękę (8) tworzy nagwintowany otwór mający wylot na zewnętrznej stronie urządzenia, a w otwór jest zamknięty wkręconą śrubą (9).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że gwint nagwintowanego otworu ma określoną długość.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że we wnękach pierwszej (6) i drugiej (8) jest umieszczony płyn twardniejący w wyniku gwałtownego wzrostu ciśnienia.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że w drugiej wnęce (8) umieszczona jest substancja rozprężająca się chemicznie, a na zewnątrz urządzenia jest usytuowany zespół wywołujący chemiczne rozprężanie tej substancji.