PL206603B1 - Złącze do rur - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206603 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 377242 ^{(51) Int.Cl.}

F16L 47/00 (2006.01) F16L 19/06 (2006.01) F16L 13/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.09.2005 (54)

Złącze do rur

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 02.04.2007 BUP 07/07	(73) Uprawniony z patentu: GSP GROUP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Łódź, PL
	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2010 WUP 08/10	JON SAKOWSKY, Monkton, US
(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Rumpel Alicja

PL 206 603 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest złącze rurowe, zwłaszcza do łączenia elementów plastikowych z rurami metalowymi używanymi w instalacjach transportu p łynów, takich jak instalacje wodne.

Tradycyjne instalacje wodne i CO wykonywane były przy użyciu rur metalowych, łączonych przy pomocy gwintowanych łączników (muf, kolanek, nypli, itp.) i gwintów wykonywanych na rurach. Obecnie, znaczną część instalacji tego typu, stanowią instalacje wykonywanie z rur wykonanych z tworzyw sztucznych, zwłaszcza PE i PVC. Rury takie łączone są ze sobą poprzez wykonane również z tworzywa złącza - przede wszystkim mufy, nyple i kolana: mufowe, nyplowe lub kombinowane. Trwałość i szczelność połączenia rury ze złączem osią ga się poprzez klejenie, bądź poprzez zgrzewanie połączenia.

W instalacjach wykonywanych z tworzyw sztucznych zachodzi jednakże konieczność łączenia plastikowych rur, bądź innych elementów instalacji wykonanych z tworzyw sztucznych, z elementami metalowymi, z których wykonane są zazwyczaj: zewnętrzna instalacja wodociągowa, wewnętrzne piece CO oraz przede wszystkim krany, baterie, itp. Przykładem takiego innego elementu, wykonanego z tworzywa sztucznego, może być obudowa filtra do wody, wmontowanego w instalację wodociągową. W takich sytuacjach konieczne jest rozwiązanie problemu wykonania połączenia rury, kształtki i/lub innego elementu z tworzywa sztucznego z rurą, bądź kształtką, wykonaną z metalu.

Znane są różnego rodzaju złącza pozwalające na wykonanie połączenia rur wykonanych z tworzyw sztucznych z rurami, bądź kształtkami metalowymi. Opis patentowy WO 02/086371 przedstawia złącze do rur z gwintem i nakrętką, w której rura jest mocowana poprzez zaciskanie złącza na rurze poprzez obroty nakrętki na zewnętrznym gwincie złącza. Japoński opis patentowy JP 06094186 przedstawia kolanko, w którym wkład metalowy ma od wewnątrz i od zewnątrz nacięty gwint, a przestrzeń pomiędzy korpusem złącza a wkładem wypełniana jest żywicą syntetyczną. Pomiędzy końcową czołową powierzchnią korpusu, a kołnierzem wkładu umieszczony jest gumowy pierścień. W innym japońskim opisie patentowym JP20018451 przedstawiono złącze rur plastikowych z elementami metalowymi, zawierające szeroki kołnierz, w który wsuwana jest rura, pomiędzy elementami złącza umieszcza się o-ring, a następnie całość jest zaciskana. W patencie europejskim EP 692 667 ujawniono sposób łączenia rur, w którym rura metalowa jest w swoim końcowym odcinku pokryta rowkowanym tworzywem sztucznym, w których to rowkach umieszcza się pierścienie uszczelniające, a następnie nasuwa rurę z tworzywa, której końcówka ma średnicę dopasowaną do zewnętrznej średnicy końcówki rury metalowej.

Najczęściej stosuje się obecnie złącza o korpusie wykonanym z tworzywa sztucznego, które zawierają wkład wykonany z metalu, zwłaszcza mosiądzu, ze względu na jego odporność na korozję. Złącza typu mufa mają wykonany przelotowy otwór, którego średnica wewnętrzna z jednej strony, odpowiada zewnętrznej średnicy rury.

Długość odcinka otworu o tej średnicy, mierzona wzdłuż osi otworu, jest porównywalna z jego średnicą. W innym spotykanym rozwiązaniu, typu nypel, złącze ma z jednego końca, na podobnej długości, zewnętrzną średnicę, odpowiadającą wewnętrznej średnicy rury z tworzywa. W obu rozwiązaniach, z drugiej strony złącza, znajduje się otwarty, wtopiony w tworzywo wkład metalowy o przekroju owalnym. Wkład ten w złączach typu mufa jest nagwintowany od wewnętrznej strony przelotowego otworu i wtopiony w tworzywo na całej swojej długości. Wewnętrzna średnica wkładu i rozmiar gwintu odpowiada zewnętrznej średnicy stosowanych rur, bądź kształtek metalowych i typowemu gwintowi wykonywanemu na nich. Zewnętrzna powierzchnia wkładu metalowego może mieć różne kształty, stosuje się nierówności w postaci żłobkowania, wcięć i podobnych, celem związania wkładu z tworzywem, z którego wykonany jest korpus złącza i przeciwstawienia się występującym w instalacji naprężeniom rozciągającym.

Pomiędzy końcem złącza, przeznaczonym do łączenia rur z tworzywa, a gwintowanym wkładem metalowym, złącze ma wewnętrzny kołowy przekrój o średnicy nieco mniejszej od średnicy łączonych rur. W ten sposób obszar o mniejszej średnicy tworzy z jednej strony kołnierz oporowy dla rury z tworzywa wkładanej do złącza w celu połączenia, a z drugiej strony tworzy oparcie dla kołnierza wykonanego w końcowym odcinku wkładu metalowego.

Chociaż zastosowanie takich złączek daje na ogół zadowalające rezultaty, w przeciętnie występujących warunkach, to jednak nie są one niezawodne. Różne materiały użyte w konstrukcji złącza mają rożne właściwości fizyczne, takie jak sztywność, a przede wszystkim współczynnik rozszerzalności termicznej. Przy pracy w instalacji pojawiają się drgania wywołane nierównomiernością przepływu

PL 206 603 B1 wody, a drgania te oraz zmiany temperatury płynu i związane z nimi niejednakowe rozszerzanie się materiałów złącza, powodują powstawanie naprężeń w warstwie styku metalu z tworzywem sztucznym. Naprężenia te mogą z czasem doprowadzić do osłabienia kontaktu i rozwarstwienia pomiędzy metalem a tworzywem, a w konsekwencji do przenikania wody, przepływającej przez rury i złącze, w tę warstw ę stykową . W dł u ż szym czasie przenikanie wody moż e doprowadzić do przecieku, który będzie miał tendencję do powiększania się, co doprowadzi do rozszczelnienia i zniszczenia całego połączenia.

Złącze rurowe według wynalazku, mające wykonany z tworzywa sztucznego korpus o dowolnym kształcie, co najmniej z jednej strony zawiera trwale połączony z korpusem, metalowy, gwintowany wkład, korzystnie wykonany z mosiądzu. Wkład metalowy ma przekrój owalny i jest, co najmniej na części swej długości, oblany tworzywem sztucznym. Oblanie następuje w procesie produkcji złącza, korzystnie przy pomocy wtrysku.

Złącze może być wykonane zarówno jako złącze typu mufa i jako złącze nyplowe. Średnica wkładu i rozmiar gwintu odpowiadają w obu przypadkach typowym średnicom i typowym gwintom rur, bądź kształtek metalowych, dla łączenia których przewidziane jest złącze.

W złączu typu mufa wkład na całej długości jest oblany tworzywem korpusu złącza, a otwór zewnętrzny wkładu umieszczony jest w bocznej powierzchni złącza. Wkład jest od wewnątrz nagwintowany na odcinku o długości porównywalnej z wewnętrzną średnicą wkładu mierzoną od strony zewnętrznego otworu. W tylnej części wkładu, patrząc od strony otworu zewnętrznego, na zakończeniu nagwintowanego odcinka, średnica wkładu skokowo maleje, tworząc kołnierz oporowy dla wkręcanej w złącze rury lub kształtki, ustalając w ten sposób maksymalną głębokość, na jaką metalowa, gwintowana rura lub kształtka może i zarazem powinna zostać wkręcona do złącza. Grubość tak uzyskanego kołnierza, mierzona od wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w jego szerokiej części, do wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w obszarze o zmniejszonej średnicy jest porównywalna z grubością ścian rur, łączonych przy pomocy złącza.

W złączu typu nyplowego wkł ad częściowo wystaje poza, wykonany z tworzywa, korpus złącza. Zewnętrzna powierzchnia wystającej części jest nagwintowana, Długość nagwintowanego odcinka jest porównywalna ze średnicą. Następnie średnica zewnętrzna wkładu, w obszarze umieszczonym w tworzywie korpusu, skokowo rośnie, tworząc kołnierz oporowy dla nakręcanej na złącze rury, ustalając w ten sposób maksymalną, a zarazem właściwą głębokość, na jaką przyłączana rura może zostać nakręcona. Grubość tak uzyskanego kołnierza, mierzona od zewnętrznej powierzchni wkładu w jego szerokiej części, do zewnętrznej powierzchni wkładu w obszarze o zmniejszonej średnicy, jest porównywalna z grubością ścian rur, łączonych przy pomocy złącza.

Zewnętrzna powierzchnia wkładu metalowego, stykająca się z tworzywem, w którym umieszczony jest wkład, ma w przekroju poprzecznym bocznym kształt na przemian występujących prostokątnych występów i zagłębień, przy czym na długości wkładu, wykonane jest co najmniej jedno takie prostokątne zagłębienie, znajdujące się pomiędzy dwoma sąsiednimi występami. Korzystnie wykonane są co najmniej trzy występy, pomiędzy którymi znajdują się zagłębienia.

Dookoła zewnętrznej powierzchni wkładu znajduje się, umieszczony pomiędzy wkład, a zewnętrzne tworzywo złącza, co najmniej jeden pierścień uszczelniający, korzystnie typu o-ring.

Pierścień umieszczony jest w prostokątnym zagłębieniu, utworzonym pomiędzy występami zewnętrznej powierzchni wkładu metalowego, korzystnie pierścień umieszczony jest w taki sposób, ze styka się jednocześnie w dwóch punktach z powierzchnią wkładu - dnem i boczną ścianka zagłębienia. Korzystnie pierścień uszczelniający umieszczony jest w drugim, zagłębieniu wkładu i styka się z przednią ś cianką zagłębienia, patrzą c od zewnę trznego otworu metalowego wkładu. Pierś cień uszczelniający umieszczony w ten sposób zapobiega przenikaniu płynu wzdłuż warstwy styku tworzywo metal, uniemożliwiając powstanie przecieków, mogących doprowadzić do rozwarstwienia pomiędzy metalem a tworzywem i, w konsekwencji, zniszczenia złącza.

Złącze rurowe według wynalazku ukazane jest na załączonych rysunkach, na których fig. 1 przedstawia złącze ukształtowane jako kształtkę - mufę widoczną w przekroju poprzecznym bocznym, fig. 2 przedstawia złącze, zastosowane wewnątrz dowolnego kształtu korpusu z tworzywa, w przekroju poprzecznym bocznym.

P r z y k ł a d I

Złącze do rur zawiera korpus 3 wykonany z tworzywa sztucznego, z jednej strony zawiera mosiężny, gwintowany wkład 1. Złącze ma wewnętrzny, przelotowy otwór 4, o zmiennej geometrii i średnicach. Z jednej strony złącza otwór 4 ma średnicę, odpowiadającą jednej z typowych zewnętrznych

PL 206 603 B1 średnic rur z tworzywa, do łączenia których złącze jest przeznaczone. Otwór ma stałą średnicę d na odcinku h o długości mierzonej wzdłuż osi otworu nieco mniejszej od średnicy d. W zagłębionym w złączu końcu tego odcinka, średnica d1 otworu przelotowego skokowo maleje, tworząc kołnierz oporowy 5 dla wkładanej, a następnie łączonej ze złączem rury, ustalając w ten sposób głębokość, na jaką rura z tworzywa może i powinna być włożona do wewnątrz złącza, dla uzyskania trwałego połączenia. Grubość tak uzyskanego kołnierza 5, mierzona od wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w jego szerokiej części, do wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w obszarze o zmniejszonej średnicy jest porównywalna z grubością ścian rur, łączonych przy pomocy złącza. Środkowa część 9 złącza według wzoru ma średnicę zbliżoną do średnicy wewnętrznej rur i/lub kształtek, łączonych przy pomocy złącza według wzoru. Z drugiej strony złącza znajduje się, wtopiony w tworzywo korpusu 3, wkład metalowy i o przekroju owalnym, nagwintowany od wewnętrznej strony przelotowego otworu. Wewnętrzna średnica wkładu i rozmiar gwintu odpowiadają zewnętrznej średnicy i typowemu gwintowi rur, bądź kształtek metalowych, dla łączenia których przewidziane jest złącze. Długość nagwintowanego odcinka wkładu, mierzona wzdłuż osi przelotowego otworu złącza, jest nieco mniejsza od wewnętrznej średnicy wkładu 1. W tylnej części wkładu i, patrząc od strony otworu zewnętrznego, jego średnica skokowo maleje, tworząc kołnierz oporowy 6 dla wkręcanej w złącze rury lub kształtki, ustalając w ten sposób maksymalną głębokość, na jaką metalowa, gwintowana rura lub kształtka może zostać wkręcona do złącza. Grubość tak uzyskanego kołnierza 6, mierzona od wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w jego szerokiej części, do wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w obszarze o zmniejszonej średnicy jest porównywalna z grubością ścian rur, łączonych przy pomocy złącza.

Zewnętrzna powierzchnia wkładu metalowego 1, stykająca się z tworzywem korpusu 3, w którym umieszczony jest wkład 1, ma w przekroju kształt na przemian występujących prostokątnych występów 7 i zagłębień 8, przy czym na długości wkładu wykonane dwa takie prostokątne zagłębienia, znajdujące się pomiędzy trzema występami 7.

Dookoła zewnętrznej powierzchni wkładu i znajduje się, umieszczony pomiędzy wkładem 1 a tworzywem korpusu 3 złącza, pierścień uszczelniający 2, typu o-ring. Pierścień 2 umieszczony jest w prostokątnym zagłębieniu 8, utworzonym pomiędzy występami 7 zewnętrznej powierzchni wkładu metalowego 1 i styka się jednocześnie w dwóch punktach z powierzchnią wkładu 1 - dnem i boczną ścianką zagłębienia. Pierścień uszczelniający 2 umieszczony jest w drugim zagłębieniu 8 wkładu 1 i styka się z przednią ścianką zagłębienia 8, patrząc od zewnętrznego otworu metalowego wkładu 1. Pierścień uszczelniający 2 umieszczony w ten sposób zapobiega przenikaniu płynu wzdłuż warstwy styku tworzywo metal, uniemożliwiając powstanie przecieków, mogących doprowadzić do rozwarstwienia pomiędzy metalem a tworzywem i, w konsekwencji, zniszczenia złącza.

P r z y k ł a d II

Złącze do rur zawiera korpus 3, o dowolnym kształcie, wykonany z tworzywa sztucznego, z jednej strony zawiera mosiężny wkład 1, o przekroju owalnym, nagwintowany od wewnętrznej strony przelotowego otworu 4. Wewnętrzna średnica wkładu i rozmiar gwintu odpowiadają zewnętrznej średnicy i typowemu gwintowi rur, bądź kształtek metalowych, dla łączenia których przewidziane jest złącze. Długość gwintowanego odcinka wkładu, mierzona wzdłuż osi przelotowego otworu złącza, jest nieco mniejsza od wewnętrznej średnicy wkładu 1. W tylnej części wkładu i, patrząc od strony otworu zewnętrznego, jego średnica skokowo maleje, tworząc kołnierz oporowy 6 dla wkręcanej w złącze rury lub kształtki, ustalając w ten sposób maksymalną głębokość, na jaką metalowa, gwintowana rura lub kształtka może zostać wkręcona do złącza. Grubość tak uzyskanego kołnierza 6, mierzona od wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w jego szerokiej części, do wewnętrznej ścianki otworu przelotowego w obszarze o zmniejszonej średnicy jest porównywalna z grubością ścian rur, łączonych przy pomocy złącza.

Zewnętrzna powierzchnia wkładu metalowego 1, stykająca się z tworzywem korpusu 3, w którym umieszczony jest wkład 1, ma w przekroju kształt na przemian występujących prostokątnych występów 7 i zagłębień 8, przy czym na długości wkładu wykonane dwa takie prostokątne zagłębienia, znajdujące się pomiędzy trzema występami 7. Dookoła zewnętrznej powierzchni wkładu 1 znajduje się, umieszczony pomiędzy wkładem 1 a zewnętrznym tworzywem korpusu 3 złącza, pierścień uszczelniający 2 typu o-ring. Pierścień 2 umieszczony jest w prostokątnym zagłębieniu 8, utworzonym pomiędzy występami 7 zewnętrznej powierzchni wkładu metalowego 1 i styka się jednocześnie w dwóch punktach z powierzchnią wkładu 1 - dnem i boczną ścianką zagłębienia. Pierścień uszczelniający 2 umieszczony jest w drugim zagłębieniu 8 wkładu 1 i styka się z przednią ścianką zagłębienia 8, patrząc od zewnętrznego otworu metalowego wkładu 1. Pierścień uszczelniający 2 umieszczoPL 206 603 B1 ny w ten sposób zapobiega przenikaniu płynu wzdłuż warstwy styku tworzywo metal, uniemożliwiając powstanie przecieków, mogących doprowadzić do rozwarstwienia pomiędzy metalem a tworzywem i, w konsekwencji, zniszczenia złącza.

Złącze do rur według wynalazku charakteryzuje się nowym, nieznanym wcześniej układem współpracujących ze sobą elementów złącza. Zastosowanie złącza według wynalazku prowadzi do uzyskania efektu technicznego, polegającego na wyeliminowaniu ryzyka powstawania przecieków w połączeniach tworzywo sztuczne - metal, często obecnie wystę pują cych w instalacjach doprowadzania płynów, zwłaszcza w domowych instalacjach wodociągowych i CO.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Złącze do rur, zwłaszcza do elementów plastikowych z rurami metalowymi uż ywanymi w instalacjach transportu płynów, takich jak instalacje wodne, mające zewnętrzny korpus z tworzywa sztucznego, znamienne tym, że co najmniej z jednej strony zawiera metalowy wkład (1), przy czym dookoła zewnętrznej powierzchni wkładu (1) znajduje się co najmniej jeden pierścień uszczelniający (2) umieszczony pomiędzy wkładem (1) a tworzywem korpusu (3) złącza.
2. 2. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że wkład metalowy (1) o przekroju owalnym jest nagwintowany od wewnętrznej strony przelotowego otworu.
3. 3. Złącze według zastrz. 1, znamienne tym, że wkład metalowy (1) o przekroju owalnym jest nagwintowany od zewnętrznej strony przelotowego otworu.
4. 4. Złącze według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że średnica wkładu (1) i rozmiar gwintu odpowiadają średnicy i typowemu gwintowi rur, bądź kształtek metalowych, dla łączenia których przewidziane jest złącze.
5. 5. Złącze według zastrz. 4, znamienne tym, że długość nagwintowanego odcinka wkładu (1), mierzona wzdłuż osi przelotowego otworu złączki, jest nieco mniejsza od wewnętrznej średnicy wkładu (1).
6. 6. Złącze według zastrz. 5, znamienne tym, że średnica wkładu (1) skokowo zmienia się w jego środkowej części, tworząc kołnierz oporowy (6) dla przyłączanej rury lub kształtki, ustalając w ten sposób maksymalną głębokość, na jaką metalowa, gwintowana rura lub kształtka może zostać dokręcona do złączki.
7. 7. Złącze według zastrz. 6, znamienne tym, że zewnętrzna powierzchnia kładu metalowego (1), stykająca się z tworzywem korpusu (3), w którym umieszczony jest wkład (1), ma w przekroju kształt na przemian występujących prostokątnych występów (7) i zagłębień (8), przy czym na długości wkładu wykonano co najmniej jedno takie prostokątne zagłębienie (8), znajdujące się pomiędzy dwoma występami (7).
8. 8. Złącze według zastrz. 1 albo 7, znamienne tym, że pierścień uszczelniający (2) jest pierścieniem typu o-ring.
9. 9. Złącze według zastrz. 8, znamienne tym, że pierścień (2) umieszczony jest w prostokątnym zagłębieniu (8), utworzonym pomiędzy występami (7) zewnętrznej powierzchni wkładu metalowego (1) i styka się jednocześnie dnem i boczną ścianką zagłębienia.
10. 10. Złącze według zastrz. 9, znamienne tym, że pierścień uszczelniający (2) umieszczony jest w drugim zagłębieniu (8) wkładu (1) i styka się z przednią ścianką zagłębienia (8), patrząc od zewnętrznego otworu metalowego wkładu (1).
11. 11. Złącze według zastrz. 8, znamienne tym, że posiada dwa pierścienie uszczelniające (2), umieszczone w prostokątnych zagłębieniach (8) utworzonych pomiędzy występami (7) zewnętrznej powierzchni wkładu metalowego (1) i stykające się jednocześnie z dnem i boczną ścianką zagłębienia.