PL189181B1 - Złączka rurowa - Google Patents

Abstract

1 . Zlaczka rurowa dla laczenia konców rur z ma- terialu polimerowego, korzystnie do instalacji wod- nych lub grzewczych, zawierajaca tuleje wewnetrzna wprowadzana do konca rury i przylegajaca do po- wierzchni wewnetrznej tego konca rury oraz tuleje zewnetrzna przylegajaca do powierzchni zewnetrz- nej tego konca rury, która zawiera otwór w ksztalcie szczeliny i elementy do ustawiania tego otworu, znam ienna tym, ze tuleja zewnetrzna (2) jest cylin- dryczna wewnetrznie i zewnetrznie w stanie zacisnie- tym i ustalonym, w którym promien wewnetrzny (B) tulei zewnetrznej (2) jest mniejszy niz promien ze- wnetrzny (C) konca rury (20), zas os srodkowa (X) zewnetrznej powierzchni cylindrycznej (44) tulei zewnetrznej (2) jest oddalona o odleglosc (D) od osi srodkowej (Y) wewnetrznej powierzchni cylindrycz- nej (46) tulei zewnetrznej (2), ponadto tuleja ze- wnetrzna (2) zawiera co najmniej jeden wystep blokuja- cy (40) umieszczony na jednej sciance koncowej (39) tulei zewnetrznej (2) w najwiekszej mozliwej odle- glosci od plaszczyzny przechodzacej przez otwór w ksztalcie szczeliny (34) i wspólpracujacy z row- kiem blokujacym (26) w tulei wewnetrznej (1) przy mocowaniu tulei zewnetrznej (2) w stosunku PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest złączka rurowa, zwłaszcza dla łączenia końców rur z tworzywa sztucznego, które to rury korzystnie są stosowane w instalacjach wodnych lub grzewczych.

Znana jest metalowa złączka rurowa do połączenia rur polietylenowych zainstalowanych w systemach gorącej i zimnej wody i/lub w centralnych i dzielnicowych systemach rurociągów grzewczych, którą ujawniono w amerykańskim opisie patentowym nr US 4,039,212. Złączka rurowa tego typu jest dostępna w rozmaitych odmianach zaprojektowanych dla różnych ciśnień w rurach. Jednakże, coraz bardziej ostre normy, wprowadzane przez odpowiednie władze nakazują, aby złączki łączące były bardziej wytrzymałe niż same rury, co sprawia, że złączki rurowe powyższego typu nie spełniają w sposób zadawalający pewnych wymaganych prób, takich jak próby zdejmowania, próby obciążenia i innych prób funkcjonalnych

189 181 wykonywanych w praktyce. Znane złączki nie wywierają równo rozłożonej siły ściskającej wokół całego obwodu rury oraz nie mogą być równomiernie dopasowane w cełu uzyskania ścisłego i szczelnego połączenia, a ponadto wymagają one szczegółowych instrukcji dopasowania i ciągłego monitorowania siły zaciskającej.

Złączka rurowa dla łączenia końców rur z materiału polimerowego, korzystnie do instalacji wodnych lub grzewczych, zawierająca tuleję wewnętrzną wprowadzaną do końca rury i przylegającą do powierzchni wewnętrznej tego końca rury oraz tuleję zewnętrzną przylegającą do powierzchni zewnętrznej tego końca rury, która zawiera otwór w kształcie szczeliny i elementy do ustawiania tego otworu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że tuleja zewnętrzna jest cylindryczna wewnętrznie i zewnętrznie w stanie zaciśniętym i ustalonym, w którym promień wewnętrzny B tulei zewnętrznej jest mniejszy niż promień zewnętrzny C końca rury, zaś oś środkowa X zewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulei zewnętrznej jest oddalona o odległość D od osi środkowej Y wewnętrznej powierzchni cylindrycznej tulei zewnętrznej, ponadto tuleja zewnętrzna zawiera co najmniej jeden występ blokujący umieszczony na jednej ściance końcowej tulei zewnętrznej w największej możliwej odległości od płaszczyzny przechodzącej przez otwór w kształcie szczeliny i współpracujący z rowkiem blokującym w tulei wewnętrznej przy mocowaniu tulei zewnętrznej w stosunku do tulei wewnętrznej.

Korzystnie złączka rurowa zawiera dwa wzajemnie przeciwne występy blokujące, z których każdy zajmuje około 1/4 obwodu tulei zewnętrznej.

Korzystnie, odległość D wynosi około 0,5 mm.

Korzystnie, otwór w kształcie szczeliny jest całkowicie zamknięty w stanie zaciśniętym, ustalonym.

Korzystnie, tuleja wewnętrzna zawiera część mocującą, korzystnie wprowadzaną w koniec rury i przylegającą do powierzchni wewnętrznej tego końca rury podpierającą co najmniej jeden występ mocujący.

Korzystnie, patrząc w kierunku wprowadzania tulei wewnętrznej w koniec rury, występy mocujące mają nieco nachyloną pierwszą powierzchnię boczną i przeciwną drugą powierzchnię boczną mającą ostre nachylenie.

Korzystnie, tuleja zewnętrzna zawiera rowki przyjmujące, przylegające do powierzchni zewnętrznej końca rury pomiędzy występami mocującymi.

Korzystnie, złączka rurowa zawiera zespół ustalający szerokość otworu zawierający szczękę, na każdej stronie otworu w kształcie szczeliny i na zewnątrz tulei zewnętrznej, przy czym każda szczęka ma przechodzący przez nią otwór dla śruby, zaś w stanie zaciśniętym tej śruby dwie szczęki stykają się ze sobą przylegle zamykając otwór w kształcie szczeliny.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zrealizowanie złączki rurowej, która może obsługiwać rury pracujące przy różnych ciśnieniach, oraz która spełnia wymagania obciążeniowe i funkcjonalne odnoszące się do tego typu złączek, a ponadto może być szybko i łatwo założona i nie wymaga użycia dużych lub specjalnych narzędzi dla założenia złączki.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół złączki rurowej w jednym przykładzie wykonania wynalazku w widoku w stanie rozłozonym, fig. 2a - tuleję wewnętrzną z fig. 1, w widoku częściowym przekroju wzdłużnego, fig. 2b - tuleję wewnętrzną z fig. 1 w widoku perspektywicznym w częściowym przekroju, fig. 3a-3b - tuleję zewnętrzną z fig. 1, w różnych widokach z boku, fig. 3c - tuleję zewnętrzną z fig. 1 w widoku częściowym przekroju, fig. 4 - tuleję zewnętrzną, przy czym dla jasności pokazuje mimośrodowość w sposób przesadzony, w uproszczonym widoku z boku, fig. 5 - złączkę rurową z fig. 1 nałożoną na jeden koniec rury, w widoku perspektywicznym w częściowym przekroju, zaś fig. 6 - złączkę rurową pokazaną na fig. 5, w przekroju osiowym, w powiększeniu.

Złączka rurowa w przykładzie wykonania według wynalazku została uwidoczniona na fig. 1 przedstawiającej części składowe połączenia według wynalazku, przy czym te części składowe zawierają tuleję wewnętrzną 1, tuleję zewnętrzną 2, śrubę 3, nakrętkę 4, podkładkę 5 i uszczelkę pierścieniową 6.

Tuleja wewnętrzna 1, która jest pokazana bardziej szczegółowo na fig. 2a-2b, jest wykonana z odpowiedniego materiału w tym kontekście, korzystnie z materiału metalicznego,

189 181 chociaż inne materiały mogą też być odpowiednie, takie jak na przykład różne materiały polimerowe. Szczególnie odpowiednimi materiałami na tuleję wewnętrzną są formowane w piasku i odlewane stopy mosiądzu.

Tuleja wewnętrzna 1 jest zaprojektowana dla połączenia z inną częścią połączenia i powinna także zapewniać skuteczne mocowanie i uszczelnianie z odkształcalną i plastyczną ścianką rury i powinna umożliwiać połączenie z tuleją zewnętrzną, Zgodnie z tym tuleja wewnętrzna zawiera uszczelniającą część mocującą 8, część blokującą 10 i część łączącą 12.

Część mocująca 8 i uszczelniająca tulei wewnętrznej 1, do której ma przylegać plastyczna ścianka rury, jest wyposażona w jeden albo korzystnie więcej występów mocujących 14. Występ albo występy mocujące 14 zawiera/zawierają pierwszą powierzchnię boczną 16, która jest nieco nachylona, tak aby umożliwić łatwiejsze nałożenie końca rury 20 na tuleję wewnętrzną 1 i drugą powierzchnię boczną 18, która ma ostre nachylenie tworząc krawędź, która zapewnia skuteczne mocowanie i uszczelnianie. Część mocująca 8 i uszczelniająca także zawiera rowek 22 dla umieszczenia uszczelki pierścieniowej 6. Część mocująca 8 i uszczelniająca tulei wewnętrznej jest zaprojektowana dla współpracy z powierzchnią wewnętrzną tulei zewnętrznej 2, jak opisano poniżej bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 5 i 6.

Część blokująca 10 na tulei wewnętrznej 1 ma krawędź oporową 24 przylegającą do końca 21 rury umieszczonej w tej tulei. Część blokująca 10 także zawiera okrągły rowek blokujący 26 dla współpracy z tuleją zewnętrzną 2 w taki sposób, aby unieruchomić i zablokować tą tuleję, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej. Część blokująca 10 może mieć zewnętrzny kształt ośmiokątny albo inny kształt, który będzie mógł być uchwycony przez odpowiednie narzędzie.

Część łącząca 12 tulei wewnętrznej może być wykonana w inny sposób, w pełnej zgodzie z wymaganiami, chociaż dogodnie będzie ona zawierać konwencjonalny gwint 28 dla połączenia śrubowego z inną częścią połączenia (nie pokazana).

Tuleja zewnętrzna 2 jest pokazana bardziej szczegółowo na fig. 3a-3c, i także w uproszczeniu na fig. 4. Tuleja zewnętrzna jest wykonana z materiału odpowiedniego do tego celu, korzystnie z materiału metalicznego, takiego jak stop brązu, chociaż inne materiały mogą być także stosowane, takie jak na przykład materiały polimerowe.

Tuleja zewnętrzna 2 jest wykonana, tak aby mogła wywierać siłę dławiącą na zewnętrzną stronę rury, tak że może ona być zablokowana na tulei wewnętrznej 1 w kierunku wyciągania. Tuleja zewnętrzna 2 zawiera na ogół tuleję zaciskową 30, która ma otwór w kształcie szczeliny 34 i szczękę 32 po każdej stronie tego otworu. Jak będzie lepiej pokazane na fig. 3c, powierzchnia wewnętrzna tulei przeznaczona do przylegania do zewnętrznej strony końca rury 20 zawiera rowki przyjmujące 36. Szczęki 32 zawierają przechodzące przez nie otwory 38 (patrz także fig. 1), przez które przechodzi śruba 3. Umieszczone na części ścianki końcowej 39 tulei zaciskowej 30 są dwa wzajemnie przeciwne, częściowo koliste występy blokujące 40, które są przeznaczone do współpracy z tuleją wewnętrzną 1, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej. Otwór w kształcie szczeliny 34 zawiera centralnie umieszczony kolisty otwór 42.

Figura 4 przedstawia uproszczony widok z boku drugiej części ścianki końcowej tulei zewnętrznej 2 i zawiera powiększoną ilustrację tej części ścianki końcowej, która ma wyraźniej pokazać mimośrodową konstrukcję tulei zaciskowej 30. Tuleja zewnętrzna 2 ma zewnętrzną powierzchnię cylindryczną 44 o promieniu A, której oś środkowa przechodzi przez punkt X i wewnętrzną powierzchnię cylindryczną 46 o promieniu B, której oś środkowa przechodzi przez punkt Y. Jak będzie pokazane na fig. 4, oś środkowa Y wewnętrznej powierzchni cylindrycznej 46 tulei zaciskowej jest przesunięta o odległość D w stosunku do osi środkowej X zewnętrznej powierzchni cylindrycznej 44 tej tulei zaciskowej. Tuleja zaciskowa 30 jest więc wykonana mimośrodowo i ma zmienną grubość ścianki Z, która jest największa od strony przeciwnej do otworu w kształcie szczeliny 34 a najmniejsza od strony otworu w kształcie szczeliny 34. W pokazanym przypadku odległość D wynosi około 0,5 mm.

Gdy jest wykonywana tuleja zewnętrzna 2, wewnętrzna powierzchnia cylindryczna 46 tej tulei jest najpierw obrabiana na tokarce do wymiaru, który odpowiada średnicy tulei, gdy otwór w kształcie szczeliny jest całkowicie zamknięty, to jest do promienia B, który jest mniejszy niż wymiar zewnętrzny końca rury 20, to jest mniejszy niż promień C (patrz fig. 5).

189 181

Otwór w kształcie szczeliny 34 jest wówczas i tylko wówczas wycięty w tulei. Gdy otwór w kształcie szczeliny 34 jest całkowicie zamknięty, wymiar wewnętrznej powierzchni cylindrycznej 46 będzie korzystnie około 1-3,5 mm mniejszy niż średnica zewnętrzna rury, co oznacza, że tuleja zewnętrzna 2 musi być rozszerzona przy użyciu siły (siłowo), aby umożliwić jej nałożenie na koniec rury.

Figury 5 i 6 pokazują złączkę rurową w przykładzie wykonania według wynalazku połączoną z jednym końcem rury 20. Pierwszy krok połączenia złączki z rurą, jak pokazano na fig. 5 albo fig. 6, polega na nałożeniu tulei zewnętrznej 2 na koniec rury 20 przez rozszerzenie otworu w kształcie szczeliny 34 na tej tulei, pierwotnie w zakresie wystarczającym do nałożenia tulei na koniec rury, a następnie w takim zakresie, aby występy blokujące 40 przechodziły swobodnie, gdy tuleja wewnętrzna 1 jest nakładana na koniec rury. To rozszerzenie otworu w kształcie szczeliny 34 jest uzyskane za pomocą narzędzia włożonego do otworu 42. Łeb śruby 3 ma wymiar, który umożliwia utrzymanie otworu w kształcie szczeliny 34 w odpowiednio do tego celu rozszerzonym stanie. W tym momencie, część ścianki końcowej 39 utrzymująca występy blokujące 40 powinna znajdować się naprzeciw końca rury 20, jak pokazano na fig. 5. Mimośrodowość tulei zewnętrznej 2 umożliwia łatwe rozszerzenie otworu w kształcie szczeliny 34.

W drugim kroku, tuleja wewnętrzna 1 jest włożona w koniec rury, przez wepchnięcie części mocującej 8 i uszczelniającej tulei wewnętrznej, ta część utrzymująca uszczelkę pierścieniową 6 umieszczoną w rowku 22, w końcu rury 20 tak, ze krawędź 21 tej rury będzie przylegała do krawędzi oporowej 24 na części blokującej 10. Koniec rury 20 ślizga się stosunkowo łatwo po nieco nachylonych powierzchniach bocznych 16 na występach mocujących 14.

W trzecim kroku, tuleja zewnętrzna 2 jest wepchnięta na koniec rury 20 do położenia, w którym występy blokujące 40 zatrzasną się w rowku blokującym 26 w tulei wewnętrznej 1, gdy rozszerzony pod wpływem siły otwór w kształcie szczeliny 34 może powrócić do swojego pierwotnego stanu. Tuleja zewnętrzna 2 jest przez to zamocowana w stosunku do tulei wewnętrznej 1 i końca rury 20.

Ograniczone wydłużenie obwodowe występów blokujących 40 i ich odległość od otworu w kształcie szczeliny 34 oznacza, że otwór w kształcie szczeliny powinien być tylko nieznacznie rozszerzony, aby założyć tuleję zewnętrzną 2 na koniec rury. W odniesieniu do wymiarów rur, które są tu brane pod uwagę i które mogą się zmieniać pomiędzy 25-110 mm, otwór w kształcie szczeliny powinien być rozszerzony tylko pomiędzy około 6-19 mm od szerokości około 2 mm jaką ma bez oddziaływań zewnętrznych.

W ostatnim kroku nakładania tulei zewnętrznej, tuleja ta jest zaciskana na końcu rury 20 przez wprowadzenie śruby 3 przez otwory 38 i podkładkę 5 oraz nakręcenie nakrętki 4 na śrubę i wolne dokręcenie śruby, aż szczęki 32 będą do siebie przylegać, a otwór w kształcie szczeliny 34 zostanie zamknięty. Nie ma tu skomplikowanych instrukcji montażu albo zastosowania skomplikowanych narzędzi, takich jak klucze dynamometryczne, ponieważ nakrętka i śruba powinny być tylko tak zaciśnięte, aby otwór w kształcie szczeliny został całkowicie zamknięty. Jak wspomniano powyżej, tuleja zewnętrzna 2 jest obrabiana do średnicy wewnętrznej, która odpowiada średnicy tulei w jej stanie zaciśniętym, co oznacza, że tuleja będzie zasadniczo cylindryczna po zaciśnięciu. Jest to możliwe, ponieważ tuleja zewnętrzna wymaga tylko nieznacznego poszerzenia podczas jej nakładania, a z racji jej mimośrodowości, unika się marszczenia ścianki tulei zaciskowej, gdy ustala się otwór w kształcie szczeliny 34. To powoduje równomierny rozkład siły zaciskającej, a więc siłę zaciskającą równą na całym obwodzie rury.

Jak pokazano na fig. 6 (a także na fig. 5), tuleja wewnętrzna 1, a zwłaszcza jej występy mocujące 14, przylegają do powierzchni wewnętrznej końca rury 20, a tuleja zewnętrzna 2, a zwłaszcza jej rowki przyjmujące 36, przylegają do powierzchni zewnętrznej końca rury 20. W ustalonym położeniu tulei zewnętrznej 2 w stosunku do końca rury 20 i tulei wewnętrznej 1, jak pokazano na fig. 6, występy mocujące 14 na tulei wewnętrznej będą się stykać i naciskać na rurę pomiędzy rowkami przyjmującymi 36. Gdy tuleja zewnętrzna jest ściskana, materiał rury jest dociskany do profilowanych występów mocujących 14 i jest przez nie kształtowany do postaci tych profilowanych występów. To powoduje bardzo skuteczne uszczelnienie i bloko6

189 181 wanie, które spełniają wszystkie zasadnicze normy i wymagania funkcjonalne odnoszące się do takich złączek.

Należy zanotować, że wyżej opisany korzystny przykład wykonania wynalazku jest tylko nie ograniczającym przykładem i że wynalazek może się w różny sposób zmieniać w zakresie określonym załączonymi zastrzeżeniami. Na przykład, chociaż wymiar otworu w kształcie szczeliny w korzystnym przykładzie wykonania ma około 2 mm, jest zrozumiałe, że ten otwór może być zarówno węższy jak i szerszy w zakresie wynalazku, korzystnie pomiędzy 0-10 mm oraz że szerokość szczeliny może się zmieniać zależnie od rozmiarów zastosowanych rur. Ponadto, chociaż mimośrodowość tulei zaciskowej w pokazanym przykładzie wykonania wynosi około 0,5 mm, jest zrozumiałe, że ta odległość jest tylko przykładowa i że odległość D może być albo mniejsza albo większa, na przykład pomiędzy 0,1-5,0 mm i może się także zmieniać zależnie od rozmiarów zastosowanych rur. Liczba występów mocujących i liczba rowków przyjmujących może także się zmieniać, a występy mocujące i rowki mogą jedne i drugie mieć kształt inny niz pokazany. Jak wspomniano powyżej, złączki rurowe według wynalazku są przeznaczone do zastosowania w przewodach systemów wodociągowych. Jest jednakże zrozumiałe, że mogą one także być zastosowane w przewodach systemów dla transportu innych substancji, takich jak na przykład gaz albo ropa naftowa.

Ί

189 181

189 181 k_J

Fig. 6

189 181

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Złączka rurowa dla łączenia końców rur z materiału polimerowego, korzystnie do instalacji wodnych lub grzewczych, zawierająca tuleję wewnętrzną wprowadzaną do końca rury i przylegającą do powierzchni wewnętrznej tego końca rury oraz tuleję zewnętrzną przylegającą do powierzchni zewnętrznej tego końca rury, która zawiera otwór w kształcie szczeliny i elementy do ustawiania tego otworu, znamienna tym, że tuleja zewnętrzna (2) jest cylindryczna wewnętrznie i zewnętrznie w stanie zaciśniętym i ustalonym, w którym promień wewnętrzny (B) tulei zewnętrznej (2) jest mniejszy niż promień zewnętrzny (C) końca rury (20), zaś oś środkowa (X) zewnętrznej powierzchni cylindrycznej (44) tulei zewnętrznej (2) jest oddalona o odległość (D) od osi środkowej (Y) wewnętrznej powierzchni cylindrycznej (46) tulei zewnętrznej (2), ponadto tuleja zewnętrzna (2) zawiera co najmniej jeden występ blokujący (40) umieszczony na jednej ściance końcowej (39) tulei zewnętrznej (2) w największej możliwej odległości od płaszczyzny przechodzącej przez otwór w kształcie szczeliny (34) i współpracujący z rowkiem blokującym (26) w tulei wewnętrznej (1) przy mocowaniu tulei zewnętrznej (2) w stosunku do tulei wewnętrznej (1).
2. 2. Złączka rurowa według zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera dwa wzajemnie przeciwne występy blokujące (40), z których każdy zajmuje około 1/4 obwodu tulei zewnętrznej (2).
3. 3. Złączka rurowa według zastrz. 1, znamienna tym, ze odległość (D) wynosi korzystnie około 0,5 mm.
4. 4. Złączka rurowa według zastrz. 1, znamienna tym, że otwór w kształcie szczeliny (34) jest całkowicie zamknięty w stanie zaciśniętym, ustalonym.
5. 5. Złączka rurowa według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja wewnętrzna (1) zawiera część mocującą (8), korzystnie wprowadzaną w koniec rury (20) i przylegającą do powierzchni wewnętrznej tego końca rury podpierającą co najmniej jeden występ mocujący (14).
6. 6. Złączka rurowa według zastrz. 1 albo 5, znamienna tym, że patrząc w kierunku wprowadzania tulei wewnętrznej (1) w koniec rury (20), występy mocujące (14) mają nieco nachyloną pierwszą powierzchnię boczną (16) i przeciwną drugą powierzchnię boczną (18) mającą ostre nachylenie.
7. 7. Złączka rurowa według zastrz. 6, znamienna tym, ze tuleja zewnętrzna (2) zawiera rowki przyjmujące (36), przylegające do powierzchni zewnętrznej końca rury (20) pomiędzy występami mocującymi (14).
8. 8. Złączka rurowa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera zespół ustalający szerokość otworu zawierający szczękę (32), na każdej stronie otworu w kształcie szczeliny (34) i na zewnątrz tulei zewnętrznej (2), przy czym każda szczęka (32) ma przechodzący przez nią otwór (38) dla śruby (3), zaś w stanie zaciśniętym tej śruby dwie szczęki (32) stykają się ze sobą przylegle zamykając otwór w kształcie szczeliny (34).