ТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
PIPE JOINT

Настоящее изобретение относится к способу и устройству, связанным с трубным соединением, зажимным кольцом для трубного соединения.
Известно обеспечение трубного соединения между одним концом трубы, выполненной из пластичного материала с эффектом памяти формы, и соединительным элементом. Под эффектом памяти формы подразумевается то, что пластмассовые трубы с возможностью запоминания формы автоматически стремятся вернуться, по существу, к своей первоначальной форме и виду после расширения. Например, пластмассовые трубы, которые выполнены из сшитого полиэтилена, обладают возможностью активного запоминания формы при комнатной температуре. Трубы с такими свойствами соединяются вместе посредством расширения одного конца трубы и вставки в расширенный конец трубы фланцевого соединителя, который образует часть соединительного элемента трубы, обычно выполненного из металла, и который не удерживается в указанном конце трубы до тех пор, пока труба не усядет до размера, при котором она способна прочно удерживать соединительный элемент. Зажимное кольцо, выполненное из упругого материала, который может быть тем же пластичным материалом, из которого выполнена труба, расширяется и сажается на конец трубы для дополнительного увеличения удерживающего и уплотняющего усилия на участке трубного соединения. Зажимное кольцо расширяется одновременно с расширением конца трубы, поскольку зажимное кольцо расположено вокруг указанного конца трубы. Такое решение было раскрыто, например, в EP 0530387. Зажимное кольцо было выполнено из трубы, изготовленной на прессе непрерывного выдавливания, посредством разрезания трубы на достаточно короткие части для образования зажимного кольца.
Описано улучшенное решение для выполнения трубного соединения. Это решение может быть осуществлено с помощью способа, устройства, зажимного кольца и трубного соединения, которые характеризуются тем, что раскрыто в независимых пунктах формулы изобретения. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения определены в независимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с одним вариантом изобретения трубное соединение содержит соединительный элемент, трубу и зажимное кольцо. Труба и зажимное кольцо выполнены из материала с эффектом памяти формы, причем конец трубы и зажимное кольцо совместно обратимо расширены и плотно и герметично посажены на соединительный элемент посредством обратной усадки. Соединительный элемент содержит ниппельный конец. Зажимное кольцо выполнено так, что оно используется для защиты ниппельного конца соединительного элемента. Зажимное кольцо надето на ниппельный конец во время хранения и транспортировки перед выполнением трубного соединения. Таким образом, зажимное кольцо защищает ниппельный конец от повреждения во время хранения и транспортировки.
В соответствии с одним вариантом осуществления зажимное кольцо выполнено из сшитого полиэтилена посредством литьевого формования. При изготовлении зажимных колец посредством литьевого формования можно оптимизировать свойства зажимного кольца для каждого трубного соединения. Например, толщина стенки и конструкция зажимного кольца могут быть выполнены в соответствии с необходимостью. Кроме того, можно маркировать зажимное кольцо для сообщения данных о зажимном кольце для конечного пользователя.
В соответствии с другим вариантом осуществления зажимное кольцо выполнено так, что общая длина линии/линий сплавления в радиальном направлении в зажимном кольце, полученном посредством литьевого формования, больше средней толщины стенки зажимного кольца. Зажимное кольцо, например, образовано так, что в месте, в котором находится линия сплавления, толщина стенки больше средней толщины стенки. Другая возможность увеличения общей длины линий сплавления заключается в использовании формы для литья под давлением, в которую материал подается из двух или более литников, так что зажимное кольцо содержит две или более линии сплавления. Кроме того, в этом соединении все линии сплавления могут располагаться так, что они образуются в положении, в котором толщина стенки больше средней толщины стенки. Обычно линия сплавления является самым слабым местом изделия, полученного посредством литьевого формования, которое выполнено из сшитого полиэтилена. Однако, когда общая длина линии сплавления больше средней толщины стенки, прочность зажимного кольца увеличивается. Таким образом, риск образования трещин в линии сплавления во время процесса расширения уменьшен до минимума. В соответствии с еще одним вариантом осуществления один конец зажимного кольца содержит упорную кромку. Эта упорная кромка обеспечивает, что зажимное кольцо остается расположенным в правильном положении на конце трубы во время выполнения трубного соединения и после выполнения трубного соединения.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью предпочтительных вариантов осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой схематичный вид сбоку в поперечном сечении трубного соединения;
фиг.2 представляет собой схематичный вид с торца в поперечном сечении зажимного кольца;
фиг.3 представляет собой схематичный вид с торца зажимного кольца, показанного с другого конца в отличие от вида на фиг.2;
фиг.4 представляет собой схематичный вид сбоку в поперечном сечении зажимного кольца; и
фиг.5 представляет собой схематичный вид сбоку в поперечном сечении другого зажимного кольца.
Подробное описание настоящего изобретения
На фиг.1 показана труба 1, которая выполнена из пластичного материала с эффектом памяти формы, например сшитого полиэтилена PEX или любого другого сшитого полиолефина, и соединительный элемент 2, выполненный из металла. Соединительный элемент 2 содержит ниппельный конец 3. Ниппельный конец 3 содержит радиально выступающие фланцы 4. Ниппельный конец 3 заканчивается радиальной опорной поверхностью 5. Ниппельный конец 3 имеет наружный диаметр, который превышает внутренний диаметр нерасширенной трубы 1. Упругое зажимное кольцо 6 установлено на конец трубы 1. В его ненапряженном состоянии зажимное кольцо 6 имеет внутренний диаметр, который соответствует наружному диаметру нерасширенной трубы 1.
Предпочтительно внутренняя поверхность зажимного кольца 5 является конической, как показано на фиг.4. Эта отличительная особенность обеспечивает расположение зажимного кольца 6 на конце трубы 1 с плотной посадкой. Таким образом, благодаря конической форме, зажимное кольцо легко расположить на конце трубы 1, и, кроме того, благодаря конической форме, внутренняя поверхность зажимного кольца 6 сжимает наружную поверхность трубы 1, и зажимное кольцо 6 остается с плотной посадкой на конце трубы 1. Таким образом, трубное соединение легко выполняется, поскольку риск того, что зажимное кольцо сместится с конца трубы, таким образом, уменьшен до минимума. Например, угол α конусности внутренней поверхности зажимного кольца 6 может находиться в пределах от 0,1° до 2°.
Внутренняя поверхность зажимного кольца 6 также может быть выполнена конической таким образом, что сначала на наружном конце зажимного кольца 6 образован первый больший угол β конусности и затем второй меньший угол α конусности, как показано на фиг.5. Первый больший угол β конусности обеспечивает преимущество в том, что зажимное кольцо очень легко размещается на конце трубы 1. Благодаря второму меньшему углу α конусности зажимное кольцо 6 остается с плотной посадкой на конце трубы 1. Первый угол β конусности может находиться в пределах от 3° до 7°, а второй угол α конусности может находиться в пределах от 0,1° до 2°.
При выполнении трубного соединения, показанного на фиг.1, конец трубы 1 и окружающее зажимное кольцо 6 одновременно расширяются при помощи расширителя. Затем ниппельный конец 3 сразу вставляется в конец трубы до тех пор, пока опорная поверхность 5 не упрется в конец тубы 1 и зажимное кольцо 6. Затем конец трубы 1 и зажимное кольцо 6 автоматически сжимаются или сокращаются, и получается плотный контакт между внутренней поверхностью трубы 1 и в особенности с фланцем 4. Плотный контакт также получается между внутренней поверхностью трубы 1 и наружной поверхностью ниппельного конца 3.
На фиг.2 показано поперечное сечение зажимного кольца. При литьевом формовании кольца материал подается в форму. Зажимное кольцо, показанное на фиг.2, выполнено в форме, которая содержит два литника. Таким образом, материал подается в форму с каждой стороны формы, которые обозначены стрелками. Два потока материала проходят в форму, и они контактируют друг с другом. Следовательно, линия 7 сплавления образуется в месте, в котором потоки материала соединяются. Поскольку на фиг.2 материал подавался через два литника, то в зажимном кольце образуются две линии 7 сплавления. Если материал подается только из одного литника, то линия 7 сплавления, по существу, образуется на противоположной стороне литника. Обычно линии 7 сплавления нельзя увидеть в изделии, полученном посредством литьевого формования, но на фиг.2 линии 7 сплавления обозначены тонкими линиями.
Обычно линии сплавления являются самым слабым местом кольца, полученного посредством литьевого формования, особенно когда кольцо выполнено из сшитого полиолефина. Однако общая длина линии 7 сплавления в радиальном направлении получается больше средней толщины стенки зажимного кольца 6. Общая длина линий сплавления может получиться больше, например, посредством использования более одного литника, так что кольцо содержит две или более линии 7 сплавления.
Кроме того, если предусмотрен только один литник и, следовательно, только одна линия сплавления, то линия сплавления может получиться длиннее, так что толщина стенки зажимного кольца становится больше в положении, в котором находится линия сплавления. Таким образом, это означает, что стенка зажимного кольца имеет самую большую толщину в линии сплавления.
Кроме того, если имеется несколько линий сплавления, то толщина стенки в линии сплавления может получиться больше, как показано также на фиг.2.
Таким образом, более толстая стенка в линии сплавления упрочняет зажимное кольцо. Кроме того, в форме с двумя или более, например от трех или четырех до шести, литниками образуется больше линий сплавления. При наличии нескольких линий сплавления расширяющее усилие на одну линию сплавления уменьшается, и, таким образом, зажимное кольцо становится прочнее.
Диаметр зажимного кольца может изменяться, например, в пределах от 15 до 50 мм. Длина зажимного кольца 6 может быть, например, по существу, равной диаметру зажимного кольца. Длина зажимного кольца также может быть задана таким образом, что она, по существу, будет равна длине ниппельного конца 3 соединительного элемента 2. Средняя толщина стенки зажимного кольца может изменяться, например, в пределах от 2 до 6 мм. Толщина стенки зажимного кольца определяет сжимающее усилие зажимного кольца. Таким образом, толщина стенки зажимного кольца задается таким образом, что сжимающее усилие является достаточным. Если стенка выполнена более толстой в линии 7 сплавления, то стенка может быть, например, на 0,3-2 мм толще средней толщины стенки.
Зажимное кольцо 6 выполнено из сшитого полиолефина. Зажимное кольцо может быть выполнено, например, из сшитого полиэтилена PEX или сшитого полипропилена. Предпочтительно зажимное кольцо 6 выполнено из материала PEX-B (СПЭ-б), т.е. силана PEX. При использовании материала PEX-B сшивание начинается под действием тепла. Следовательно, материал PEX-B является предпочтительным в связи с литьевым формованием.
Один конец зажимного кольца выполнен с упорной кромкой 8. Упорная кромка 8 обеспечивает, что конец трубы 1 находится в правильном положении относительно зажимного кольца 6. Упорная кромка 8 проходит внутрь. Упорная кромка 8 содержит проходящие внутрь выступы 9, которые также показаны на фиг.3. Выступы 9 обеспечивают, что труба 1 удерживается в правильном положении относительно зажимного кольца 6. Кроме того, выступы 9 выполнены достаточно высокими, чтобы использовать зажимное кольцо для защиты ниппельного конца 3 соединительного элемента перед выполнением трубного соединения. Внутренний диаметр зажимного кольца, когда зажимное кольцо 6 имеет свой первоначальный вид и форму, больше наружного диаметра ниппельного конца 3. Однако выступы являются достаточно высокими для прохождения в окружность, которая меньше наружного диаметра фланцев 4 ниппельного конца 3. Таким образом, зажимное кольцо 6 может защелкиваться на ниппельном конце 3, так что выступы 9 и фланец 4 удерживают зажимное кольцо 6 на ниппельном конце 3. Таким образом, зажимное кольцо защищает ниппельный конец от повреждения, которое может стать причиной утечки. Таким образом, во время хранения и транспортировки ниппельный конец не повреждается.
Вместо выступов 9 средством для удержания зажимного кольца 6 на ниппельном конце 3 может быть радиально выступающее внутрь кольцо, которое было выполнено достаточно тонким, чтобы оно деформировалось, когда, например, зажимное кольцо 6 защелкивается на ниппельном конце 3.
Вместо литьевого формования зажимное кольцо может быть выполнено из трубы, изготовленной на прессе непрерывного выдавливания, посредством разрезания трубы на достаточно короткие части для образования, например, зажимного кольца. После разрезания соответствующие выступы и другие необходимые формы могут быть образованы на зажимном кольце, например, посредством горячего формования.
В некоторых случаях отличительные особенности, показанные в данном описании, могут быть использованы, по существу, независимо от других отличительных особенностей. Кроме того, отличительные особенности, показанные в данном описании, могут при необходимости быть скомбинированы для образования разных комбинаций.
Специалисту в данной области техники очевидно, что в ходе технического прогресса основная идея настоящего изобретения может быть осуществлена с помощью множества способов. Таким образом, настоящее изобретение и его варианты осуществления не ограничиваются предыдущими примерами, и они могут изменяться в объеме прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, зажимное кольцо может, например, содержать отверстие, через которое можно определять, правильно ли установлена труба внутрь зажимного кольца 6.