DE69129021T2 - Diameter reducing coupling device - Google Patents
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Description
Diese Erfindung betrifft allgemein eine durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung, und insbesondere eine durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung, die sowohl für die Reparatur, wenn der an einer Flanschverbindung angeschlossene Verbindungsabschnitt gebrochen ist, als auch für eine Verwendung eines aus einer Gedächtniseffekt-Legierung hergestellten, durch Wärmeeinwirkung schrumpfenden Zylinders zur Verbindung von zumindest einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt geeignet ist.This invention relates generally to a diameter-reducing coupling device, and more particularly to a diameter-reducing coupling device suitable for both repair when the connecting portion connected to a flange joint is broken and for using a heat-shrinkable cylinder made of a shape-memory alloy to connect at least one portion having a larger diameter.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung, die zur Verwendung an Stellen geeignet ist, an denen die Sicherheit und Zuverlässigkeit bei einer solchen Kupplungsvorrichtung auf hohem Niveau gefordert werden, z.B. den Rohrleitungsverbindungsvorrichtungen in verschiedenen Atomkraftwerksanlagen und Chemieanlagen.The present invention further relates to a diameter-reducing coupling device suitable for use in places where the safety and reliability of such a coupling device are required to be at a high level, e.g. the pipeline connection devices in various nuclear power plants and chemical plants.
Im allgemeinen verbindet der Kupplungsaufbau im Falle der Verwendung von Flanschkupplungen Rohre 1, 2 miteinander, wie in Fig. 10 gezeigt, durch Einstecken der zu verbindenden Endabschnitte der Rohre la, 2a in Flanschkupplungen 3, 4, die aus Elanschen 30, 40 und jeweils in einer Fläche der Flansche 30, 40 vorstehenden runden Vorsprüngen 31, 41 bestehen, durch Anheften der oberen Endabschnitte der runden Vorsprünge 31, 41 in den Flanschkupplungen 3, 4 an die Flächenabschnitte der zu verbindenden Rohre la, 2a durch Schweißnähte 32 bzw. 42 und durch gegenseitiges Abdichten der Flansche 30, 40 durch einen O-Ring 5 mit nicht gezeigten Schrauben und Muttern.In general, in the case of using flange couplings, the coupling structure connects pipes 1, 2 to one another as shown in Fig. 10 by inserting the end portions of the pipes la, 2a to be connected into flange couplings 3, 4, which consist of elongations 30, 40 and round projections 31, 41 protruding from a surface of the flanges 30, 40, by attaching the upper end portions of the round projections 31, 41 in the flange couplings 3, 4 to the surface portions of the pipes la, 2a to be connected by welds 32 and 42, respectively, and by mutually sealing the flanges 30, 40 by an O-ring 5 with bolts and nuts (not shown).
Bei dem in Fig. 10 gezeigten Kupplungsaufbau sind die benachbarten Abschnitte um die Schweißnähte 32, 42 als endseitige Grundflächen der Flanschkupplungen 3, 4 und der Rohre 1a, 2a sehr zerbrechlich, wobei die Rohre 1a, 2a in der Nachbarschaft der Schweißnähte 32, 42 leicht Risse 2b bekommen können oder brechen können. In solcher Weise wies die Reparatur, wenn das Rohr 2a Risse 2b bekommt und das Rohr 2a bricht, einen Schwachpunkt auf, indem sie eine sehr lange Zeit in Anspruch nimmt und Fachkräfte erfordert, z.B. zum Herausnehmen eines verbliebenen Abschnitts 2c eines Rohres 2 innerhalb der Flanschkupplung 4 durch Entfernen der Schweißraupe der Schweißnaht 42 und für das erforderliche Hinzufügen eines Rohrabschnitts anstelle des entfernten Rohrabschnitts 2c durch Anschweißen an dem durch das Abtrennen des verbliebenen Abschnitts 2c gekürzten Rohres 2a.In the coupling structure shown in Fig. 10, the adjacent sections around the weld seams 32, 42 as end base surfaces of the flange couplings 3, 4 and the pipes 1a, 2a are very fragile, whereby the pipes 1a, 2a in the Neighborhood of the welds 32, 42 can easily develop cracks 2b or break. In such a way, if the pipe 2a develops cracks 2b and the pipe 2a breaks, the repair has a weak point in that it takes a very long time and requires skilled workers, e.g. for removing a remaining section 2c of a pipe 2 within the flange coupling 4 by removing the weld bead of the weld 42 and for the necessary addition of a pipe section in place of the removed pipe section 2c by welding it to the pipe 2a shortened by cutting off the remaining section 2c.
Wenn die durchmesserreduzierenden Rohre miteinander verbunden werden, werden die Endabschnitte der beiden Rohre im allgemeinen ebenfalls an einer durchmesserreduzierenden Rohrverbindung angeschweißt, während die durchmesserreduzierende Rohrverbindung zwischen den Endabschnitten des durchmesserreduzierten Rohres plaziert wird. Ein derartiger Verbindungsvorgang nimmt jedoch nicht nur viel Zeit in Anspruch; die Reparatur eines geschweißten Abschnitts zwischen der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung und den beiden Rohren innerhalb der Unterbrechungszeit ist, wie oben erwähnt, auch mit Schwierigkeiten verbunden.When the diameter-reducing pipes are connected to each other, the end portions of the two pipes are also generally welded to a diameter-reducing pipe joint while the diameter-reducing pipe joint is placed between the end portions of the diameter-reducing pipe. However, such a connecting process not only takes a long time, but repairing a welded portion between the diameter-reducing pipe joint and the two pipes within the interruption time is also difficult, as mentioned above.
Desweiteren hat das offengelegte japanische Patent Nr. 50- 93847 eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung eines Rohrpaares offenbart, wobei eine metallische Buchse mit ihrem geringfügig größeren Durchmesser als dem der zu verbindenden Rohre gegen den zu verbindenden Rohrabschnitt von einer Außenrichtung aufgrund der Formrückstellkraft in ihrer schrumpfbaren Richtung angepreßt wird, die aus einer Erwärmung eines zu schrumpfenden, aus einer Gedächtniseffekt-Legierung hergestellten, durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Zylinders auf seine Formrückstellungstemperatur resultiert, nachdem die Buchse in den durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Zylinder eingesetzt ist und die beidseitigen Endabschnitte der Rohre von ihren beiden Enden her eingesetzt sind. Eine Einrichtung zur Verbindung durchmesserreduzierender Elemente miteinander unter Verwendung eines aus einer Gedächtniseffekt-Legierung hergestellten durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Zylinders wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen.Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 50-93847 has disclosed a coupling device for connecting a pair of pipes, wherein a metallic bushing having a diameter slightly larger than that of the pipes to be connected is pressed against the pipe section to be connected from an outside direction due to the shape recovery force in its shrinkable direction resulting from heating a heat-shrinkable cylinder to be shrunk made of a shape memory alloy to its shape recovery temperature after the bushing is inserted into the heat-shrinkable cylinder. and the both end portions of the tubes are inserted from both ends thereof. However, a means for connecting diameter-reducing members to each other using a heat-shrinkable cylinder made of a shape memory alloy has not yet been proposed.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung zu schaffen, um einen Flanschverbindungsabschnitt einfach und mit hoher Zuverlässigkeit zu verbinden, falls die Rohre an dem Flanschverbindungsabschnitt in einem Rohrleitungssystem gebrochen sind und falls eine Flanschverbindung in dem Abschnitt des Rohrleitungssystems zur Verstärkung vorgesehen ist.An object of the present invention is to provide a diameter-reducing coupling device for connecting a flange joint portion easily and with high reliability in case the pipes are broken at the flange joint portion in a piping system and in case a flange joint is provided in the portion of the piping system for reinforcement.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, reduzierende Rohre in einem Rohrleitungssystem einfach und mit hoher Zuverlässigkeit gegenseitig zu verbinden.Another object of the present invention is to provide a diameter-reducing coupling device which enables reducing pipes in a piping system to be connected to one another easily and with high reliability.
Zur Erlangung der vorstehenden Ziele ist eine erste durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in Anspruch 1 offenbart.To achieve the above objects, a first diameter-reducing coupling device according to the present invention is disclosed in claim 1.
Gemäß dieser ersten Kupplungsvorrichtung wird der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung in den inneren Abschnitt des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements eingesteckt, und der Endabschnitt des zu verbindenden ersten Elements wird in diesen durchmesserreduzierenden Verbindungsabschnitt eingesteckt. Danach, wenn das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element auf eine Formrückstellungs-Endtemperatur erwärmt wird, wird die Form des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements in einer schrumpfbaren Richtung zurückgestellt. Der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt wird dementsprechend fest gegen das zu verbindende erste Element gepreßt, wobei der einen großen Durchmesser aufweisende verbindungsabschnitt mit dem zu verbindenden ersten Element verbunden wird. Desweiteren wird durch Verbinden des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts der durchmesserreduzierenden Kupplungsvorrichtung mit einem zu verbindenden zweiten Element auf gleiche oder auf andere Weise das zu verbindende erste Element mit dem zu verbindenden zweiten Element durch die durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung verbunden.According to this first coupling device, the large-diameter connecting portion of the diameter-reducing pipe joint is inserted into the inner portion of the heat-shrinkable member, and the end portion of the first member to be connected is inserted into this diameter-reducing connecting portion. Thereafter, when the heat-shrinkable member is heated to a shape-recovery end temperature, the shape of the heat-shrinkable member is recovered in a shrinkable direction. The large-diameter connecting portion is accordingly tightly pressed against the first member to be connected. element, wherein the connecting portion having a large diameter is connected to the first element to be connected. Furthermore, by connecting the connecting portion having a small diameter of the diameter-reducing coupling device to a second element to be connected in the same or in a different way, the first element to be connected is connected to the second element to be connected by the diameter-reducing coupling device.
Zur Verbesserung der Abdichtungsfähigkeit zwischen dem einen großen Durchmesser aufweisenden verbindungsabschnitt und dem zu verbindenden ersten Element wird auf der Innenfläche des einen größeren Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts vorzugsweise ein oder eine Vielzahl von sich in eine Außenrichtung fortsetzenden Vorsprünge ausgebildetIn order to improve the sealing ability between the connecting portion having a large diameter and the first element to be connected, one or a plurality of projections extending in an outward direction are preferably formed on the inner surface of the connecting portion having a larger diameter.
Eine zweite durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 8 offenbart.A second diameter-reducing coupling device according to the present invention is disclosed in claim 8.
Gemäß dieser zweiten Kupplungsvorrichtung wird die einen großen Durchmesser aufweisende Buchse in den Innenabschnitt des durch wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements eingesteckt, wobei der einen größeren Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt des durchmesserreduzierenden Verbindungsabschnitts und das zu verbindende erste Element von beiden Endabschnitten dieser einen größeren Durchmesser aufweisenden Buchse her eingesteckt werden, bis beide Endabschnitte Zugriff haben und aufeinanderstoßen. Danach, wenn das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element auf eine Formrückstellungs-Endtemperatur erwärmt ist, stellt sich die Form des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements in einer schrumpfbaren Richtung zurück. Die einen größeren Durchmesser aufweisende Buchse wird dementsprechend fest von einer Außenrichtung her gegen das zu verbindende erste Element und den einen größeren Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt der durchmesserreduzierenden Kupplungsvorrichtung gepreßt, die in den Innenabschnitt der Buchse eingesteckt sind; und der einen größeren Durchmesser aufweisende verbindungsabschnitt wird mit dem zu verbindenden ersten Element verbunden. Desweiteren wird durch Verbinden des einen kleineren Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts der durchmesserreduzierenden Rohrkupplung mit dem zu verbindenden zweiten Element auf gleiche oder auf andere Weise das zu verbindende erste Element mit dem zu verbindenden zweiten Element durch die durchmesserreduzierende Rohrkupplung verbunden.According to this second coupling device, the large diameter bushing is inserted into the inner portion of the heat-shrinkable member, the larger diameter connecting portion of the diameter-reducing connecting portion and the first member to be connected are inserted from both end portions of this larger diameter bushing until both end portions engage and abut against each other. Thereafter, when the heat-shrinkable member is heated to a shape-recovery final temperature, the shape of the heat-shrinkable member recovers in a shrinkable direction. The larger diameter bushing is accordingly tightly pressed from an outer direction against the first member to be connected and the larger diameter connecting portion of the diameter-reducing coupling device which are inserted into the inner portion of the socket; and the connecting portion having a larger diameter is connected to the first element to be connected. Furthermore, by connecting the connecting portion having a smaller diameter of the diameter-reducing pipe coupling to the second element to be connected in the same or different manner, the first element to be connected is connected to the second element to be connected by the diameter-reducing pipe coupling.
Zur Verbesserung der Abdichtungsfähigkeit zwischen der einen großen Durchmesser aufweisenden Buchse und sowohl dem zu verbindenden ersten Element als auch dem einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt wird vorzugsweise ein oder eine Vielzahl von sich in einer Außenrichtung fortsetzenden Vorsprünge an beiden Seiten, mit Ausnahme des Mittelabschnitts, in Längsrichtung auf der Innenfläche der einen großen Durchmesser aufweisenden Buchse ausgebildet.In order to improve the sealing ability between the large-diameter bushing and both the first member to be connected and the large-diameter connecting portion, it is preferable to form one or a plurality of projections extending in an outward direction on both sides, excluding the central portion, in the longitudinal direction on the inner surface of the large-diameter bushing.
Bei der vorliegenden Erfindung können der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt der durchmesserreduzierenden Rohrkupplung und das zu verbindende zweite Element auf jede der nachfolgend beschriebenen Weisen miteinander verbunden werden.In the present invention, the small diameter connecting portion of the diameter reducing pipe coupling and the second member to be connected can be connected to each other in any of the following ways.
Eine erste Weise besteht darin, einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt mit einem durch Schweißen zu verbindenden zweiten Element zu verbinden, indem der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt mit solch einem Innendurchmesser ausgebildet wird, daß es möglich ist, den Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements darin einzustecken, und das zu verbindende zweite Element in den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt eingesteckt wird.A first way is to connect a small diameter connecting portion to a second element to be connected by welding by forming the small diameter connecting portion with such an inner diameter that it is possible to insert the end portion of the second element to be connected therein and inserting the second element to be connected into the smaller diameter connecting portion.
Eine zweite Weise besteht darin, den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt mit dem zu verbindenden zweiten Element zu verbinden, indem der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt mit solch einem Innendurchmesser ausgebildet wird, daß man in der Lage ist, den Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements darin einzustecken, gleichzeitig indem das aus einer Gedächtniseffekt-Legierung hergestellte, durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element vorgesehen und der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt gegen das zu verbindende zweite Element von einer Außenrichtung her aufgrund seiner Formrückstellkraft in den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt gepreßt wird, und indem dieses durch wärmeeinwirkung schrumpfbare Element bis auf seine Formrückstellungs-Endtemperatur erwärmt wird, um es zu schrumpfen.A second way is to connect the small diameter connecting portion to the second member to be connected by forming the small diameter connecting portion with such an inner diameter that it is possible to insert the end portion of the second member to be connected therein, at the same time by providing the heat-shrinkable member made of a memory effect alloy and pressing the small diameter connecting portion against the second member to be connected from an outside direction into the smaller diameter connecting portion due to its shape recovery force, and by heating this heat-shrinkable member to its shape recovery end temperature to shrink it.
Bei dieser zweiten Weise ist es vorzuziehen, einen oder eine Vielzahl sich in einer Außenrichtung fortsetzender Vorsprünge auf der Innenfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts auszubilden, um die Abdichtungsfähigkeit in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt und dem zu verbindenden zweiten Element zu verbessern.In this second manner, it is preferable to form one or a plurality of projections continuing in an outward direction on the inner surface of the small-diameter connecting portion in order to improve the sealing ability in the connecting portion between the small-diameter connecting portion and the second member to be connected.
Eine dritte Weise besteht darin, den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt mit dem zu verbindenden zweiten Element zu verbinden, indem der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt mit ungefähr dem gleichen Außendurchmesser wie dem des zu verbindenden zweiten Elements ausgebildet wird, gleichzeitig indem sowohl eine einen kleinen Durchmesser aufweisende Buchse in einer Hülsenform, in welche der Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements eingesteckt wird, als auch das aus einer Gedächtniseffekt-Legierung hergestellte, durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element, das die einen kleineren Durchmesser aufweisende Buchse gegen den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt und das zu verbindende zweite Element von einer Außenrichtung her aufgrund seiner Formrückstellkraft anpreßt, vorgesehen werden, und indem dieses durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element auf seine Formrückstellungs-Endtemperatur erwärmt wird, um es zu schrumpfen.A third way is to connect the small diameter connecting portion to the second element to be connected by forming the small diameter connecting portion with approximately the same outer diameter as that of the second element to be connected, at the same time by forming both a small diameter bushing in a sleeve shape into which the end portion of the second element to be connected is inserted, and the small diameter bushing made of a memory effect alloy, by A heat-shrinkable member which presses the smaller-diameter bushing against the small-diameter connecting portion and the second member to be connected from an outside direction due to its shape recovery force may be provided, and by heating this heat-shrinkable member to its shape recovery final temperature to shrink it.
Auch bei dieser dritten Weise ist es vorzuziehen, auf der Innenfläche der einen kleinen Durchmesser aufweisenden Buchse eine oder mehrere sich in einer Außenrichtung jeweils beidseitig des Mittelabschnitts in Längsrichtung fortsetzende Vorsprünge auszubilden, um die Abdichtungsfähigkeit zwischen der einen kleinen Durchmesser aufweisenden Buchse und sowohl dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt als auch dem zu verbindenden zweiten Element, die in den Innenabschnitt der Buchse eingesetzt werden, zu verbessern.In this third manner too, it is preferable to form on the inner surface of the small-diameter bushing one or more projections extending in an outward direction on both sides of the central portion in the longitudinal direction in order to improve the sealing ability between the small-diameter bushing and both the small-diameter connecting portion and the second member to be connected which are inserted into the inner portion of the bushing.
Bei jeder Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die durchmesserreduzierenden Rohrverbindungsstellen und jede Buchse aus dem gleichen Metallwerkstoff hergestellt wie das zu verbindende Element, um die Korrosion aufgrund der elektrischen Potentiale zwischen den Elementen zu verhindern, falls die Verbindungsvorrichtung in einem Rohrleitungssystem verwendet wird, in welchem ein korrosives Fluid strömt.In each connecting device according to the present invention, the diameter-reducing pipe joints and each bushing are made of the same metal material as the element to be connected in order to prevent corrosion due to the electrical potentials between the elements if the connecting device is used in a piping system in which a corrosive fluid flows.
Die US-A-2,154,407 offenbart eine durchmesserreduzierende, elementverbindende Vorrichtung, die mehrere Elemente verbindet, die gegeneinanderstoßen und miteinander verschweißt sind. Die EP-A-0 279 687 offenbart eine Kupplungsvorrichtung, die eine durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Hülse aufweist.US-A-2,154,407 discloses a diameter-reducing, element-connecting device that connects a plurality of elements that are abutted and welded together. EP-A-0 279 687 discloses a coupling device that has a heat-shrinkable sleeve.
Die vorangehenden sowie andere Ziele und Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:The foregoing and other objects and features of the invention will become apparent from the following description preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und eine Schnittansicht ist, die den Zustand vor der gegenseitigen Verbindung zwischen den zu verbindenden Elementen zeigt;Fig. 1 shows a preferred embodiment of a coupling device according to the present invention and is a sectional view showing the state before mutual connection between the elements to be connected;
Fig. 2 eine Schnittansicht darstellt, die den Zustand der gegenseitigen Verbindung der durch die Kupplungsvorrichtung der Fig. 1 zu verbindenden Elemente zeigt;Fig. 2 is a sectional view showing the state of mutual connection of the elements to be connected by the coupling device of Fig. 1;
Fig. 3 eine halbseitig weggeschnittene Schnittansicht darstellt, die eine andere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 3 is a half-cutaway sectional view showing another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention;
Fig. 4 eine halbseitig weggeschnittene Schnittansicht darstellt, die eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 4 is a half-cutaway sectional view showing another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention;
Fig. 5 eine Schnittansicht darstellt, die noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 5 is a sectional view showing still another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention;
Fig. 6 eine halbseitig weggeschnittene Schnittansicht darstellt, die noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 6 is a half-cutaway sectional view showing yet another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention;
Fig. 7 eine Schnittansicht darstellt, die noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;Fig. 7 is a sectional view showing still another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention;
Figuren 8 und 9 Schnittansichten sind, die jeweils Modifikationen einer durchmesserreduzierenden Rohrverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; undFigures 8 and 9 are sectional views showing modifications of a diameter-reducing pipe joint according to the present invention, respectively; and
Fig. 10 eine Teilschnittansicht darstellt, die den Zustand der gegenseitigen Verbindung von Rohren unter Verwendung einer herkömmlichen, allgemeinen Flanschverbindung zeigt.Fig. 10 is a partial sectional view showing the state of mutual connection of pipes using a conventional general flange connection.
Die Figuren 1 und 2 zeigen bevorzugte Ausführungsformen, wobei die mit einer Flanschverbindung in einer Rohrleitung verbundenen Rohre einen Bruchabschnitt durch eine Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung reparieren.Figures 1 and 2 show preferred embodiments, wherein the pipes connected with a flange connection in a pipeline have a fracture section through a Repair clutch device according to the present invention.
Die Flanschverbindungen 3, 4 sind aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellt, und ein Rohr 1a ist durch eine Schweißnaht 32 an einer der Flanschverbindungen 3 befestigt. Ein Restabschnitt 2c, der von einem zu verbindenden zweiten Element 2 abgebrochen ist, ist innerhalb der Flanschverbindung 4 verblieben, wobei der Endabschnitt an der geschweißten Seite 42 dieses Restabschnitts 2c abgeschnitten ist, so daß dieses eben und glatt ist. Sowohl das Rohr la als auch das zu verbindende zweite Element 2 sind aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellt und weisen jeweils einen Außendurchmesser von 21,7 mm auf.The flange joints 3, 4 are made of stainless steel (SUS 304), and a pipe 1a is attached to one of the flange joints 3 by a weld 32. A residual portion 2c broken off from a second element 2 to be connected is left inside the flange joint 4, with the end portion on the welded side 42 of this residual portion 2c being cut off so that it is flat and smooth. Both the pipe 1a and the second element 2 to be connected are made of stainless steel (SUS 304) and each have an outer diameter of 21.7 mm.
Bei der Kupplungsvorrichtung dieser bevorzugten Ausführungsform stellt der runde Vorsprungsabschnitt der Flanschverbindungsstelle 4 ein erstes zu verbindendes Element 1 dar, dessen Außendurchmesser 40 mm beträgt.In the coupling device of this preferred embodiment, the round projection portion of the flange connection point 4 represents a first element 1 to be connected, the outer diameter of which is 40 mm.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine durchmesserreduzierende Rohrverbindung, die aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellt ist. Ein kurzer, zylindrischer, einen großen Durchmesser aufweisender Verbindungsabschnitt 60 mit einer großen Bohrung ist an einem Ende der Verbindung 6 ausgebildet, und ein kurzer, zylindrischer, einen kleinen Durchmesser aufweisender Verbindungsabschnitt 61 mit einer Bohrung, die kleiner als diejenige des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 ist, ist an dem anderen Ende der Verbindung ausgebildet. Zwei sich in einer Außenrichtung fortsetzende streifenförmige Vorsprünge 62 sind am Innenumfang des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 ausgebildet, und ein den Innenumfang hinterschneidender und sich zugleich in einer Außenrichtung fortsetzender Stufenabschnitt 63 ist an dem Endabschnitt des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 ausgebildet.Numeral 6 denotes a diameter-reducing pipe joint made of stainless steel (SUS 304). A short, cylindrical, large-diameter joint portion 60 having a large bore is formed at one end of the joint 6, and a short, cylindrical, small-diameter joint portion 61 having a bore smaller than that of the large-diameter joint portion 60 is formed at the other end of the joint. Two strip-shaped projections 62 continuing in an outward direction are formed on the inner circumference of the large-diameter joint portion 60, and a step portion 63 undercutting the inner circumference and simultaneously continuing in an outward direction is formed at the end portion of the small-diameter joint portion 61.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein durch Wärmeeinwirkung schrumpfbares Element, das in eine Querschnittsringform gegossen und aus einer durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Gedächtniseffekt-Legierung hergestellt ist, wobei der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60 der durchmesserreduzierenden Rohrkupplung 6 in den Innenabschnitt des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 eingesteckt ist.Reference numeral 7 denotes a heat-shrinkable member cast into a cross-sectional ring shape and made of a heat-shrinkable memory alloy, wherein the large-diameter connecting portion 60 of the diameter-reducing pipe coupling 6 is inserted into the inner portion of the heat-shrinkable member 7.
Die Erwärmungstemperatur (Formrückstellungsendtemperatur), die zur Rückstellung der Form in den Schrumpfzustand des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 erforderlich ist, und der Temperaturbereich zum Halten seiner Formrückstellkraft werden frei durch die Auswahl der Legierungszusammensetzung und durch die optischen oder verfahrenstechnischen Umstände bestimmt, wenn das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 7 hergestellt wird.The heating temperature (shape recovery end temperature) required to restore the shape to the shrinkage state of the heat-shrinkable member 7 and the temperature range for maintaining its shape recovery force are freely determined by the selection of the alloy composition and by the optical or process circumstances when the heat-shrinkable member 7 is manufactured.
Das durch Wärmeeinwirkung schrumpfende Element 7 verwendet in dieser bevorzugten Ausführungsform eine Ni-Ti-Nb-Legierung und hat eine Dicke von 10 mm. Es ist mit ungefähr 4% bis 8% Dehnungsspannung in Außenrichtung bei Raumtemperatur versehen und unter einer Formrückstellungs-Endtemperatur von 150ºC behandelt, um seine Formrückstellkraft auf bis zu etwa -30ºC herab zu halten.The heat shrinking member 7 uses a Ni-Ti-Nb alloy in this preferred embodiment and has a thickness of 10 mm. It is provided with about 4% to 8% outward strain at room temperature and treated under a final shape recovery temperature of 150°C to keep its shape recovery force down to about -30°C.
Die durchmesserreduzierende Rohrverbindung 6 dieser bevorzugten Ausführungsform ist so aufgebaut, daß die beiden Abschnitte des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 und des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 2,5 mm dick sind, der andere Abschnitt 3 mm dick ist, der Vorsprung 0,5 mm hoch ist bzw. der Umfang, der durch die Eckenabschnitte der Vorsprünge 62 gebildet ist, einen Durchmesser von 41 mm hat.The diameter-reducing pipe joint 6 of this preferred embodiment is constructed such that the two portions of the large-diameter joint portion 60 and the small-diameter joint portion 61 are 2.5 mm thick, the other portion is 3 mm thick, the projection is 0.5 mm high, and the circumference formed by the corner portions of the projections 62 has a diameter of 41 mm, respectively.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein Kanal 10, der sich in einer Außenrichtung fortsetzt, um mit den Vorsprüngen 62 des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 zu korrespondieren, an einem Außenumfang des zu verbindenden ersten Elements 1 ausgebildet, wobei -der Durchmesser des durch den Bodenabschnitt dieses Kanals 10 gebildeten Kreises auf 39 mm festgesetzt ist.In this preferred embodiment, a channel 10 which continues in an outward direction to communicate with the projections 62 of the large diameter connecting portion 60 are formed on an outer periphery of the first element 1 to be connected, wherein the diameter of the circle formed by the bottom portion of this channel 10 is set to 39 mm.
Um das zu verbindende erste Element 1 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2 durch diese Verbindungsvorrichtung zu verbinden, wird das zu verbindende erste Element 1, wie in der Figur gezeigt, in den Innenabschnitt des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 in der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 eingesteckt und das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 7 mittels Heizmittel, wie etwa einer Lötpistole (nicht gezeigt), auf 150ºC erwärmt.In order to connect the first member 1 to be connected to the second member 2 to be connected by this connecting device, the first member 1 to be connected is inserted into the inner portion of the large-diameter connecting portion 60 in the diameter-reducing pipe joint 6 as shown in the figure, and the heat-shrinkable member 7 is heated to 150°C by means of a heating means such as a soldering gun (not shown).
Durch diese Erwärmung wird das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 7, wie in Fig. 2 gezeigt, in eine Gedächtnisform geschrumpft, wobei die Vorsprünge 62 mit dem Kanal 10 in Eingriff gelangen, um den eingreifenden Abschnitt durch festes Anpressen des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 aufgrund der Formrückstellkraft gegen die Außenfläche des zu verbindenden ersten Elements 1 abzudichten. Desweiteren wird der Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements 2 in den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 61 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 eingesteckt, wobei, wie in Fig. 2 gezeigt, der Stufenabschnitt 63 des Endabschnitts in dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60 durch eine Schweißnaht 20 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2 verbunden wird.By this heating, the heat-shrinkable element 7 is shrunk into a memory shape as shown in Fig. 2, with the projections 62 engaging with the channel 10 to seal the engaging portion by firmly pressing the large-diameter connecting portion 60 of the diameter-reducing pipe joint 6 against the outer surface of the first element 1 to be connected due to the shape recovery force. Furthermore, the end portion of the second element 2 to be connected is inserted into the small-diameter connecting portion 61 of the diameter-reducing pipe joint 6, with the step portion 63 of the end portion in the small-diameter connecting portion 60 being connected to the second element 2 to be connected by a weld seam 20 as shown in Fig. 2.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform beträgt die Zeit, die für die oben erwähnten Reparaturarbeiten erforderlich ist, im Durchschnitt etwa 3 bis 10 Minuten; gleichwohl ist sie in Abhängigkeit der Größen der Verbindung 6 verschieden.In this preferred embodiment, the time required for the above-mentioned repair work is on average about 3 to 10 minutes; however, it varies depending on the size of the compound 6.
Das erste zu verbindende Element 1 wurde mit dem zu verbindenden zweiten Element 2 in den in Fig. 2 gezeigten Zustand verbunden; und ein Leckagetest wurde durch Ausüben eines Druckluftdrucks von 5 kgf/cm² in Wasser auf dem verbundenen Abschnitt ausgeführt. Desweiteren wurde ein hydraulischer Test unter dem Druck von 100 kgf/cm² durchgeführt, um seine Druckfestigkeit zu prüfen. In beiden Fällen kann bestätigt werden, daß keine Leckage und eine hohe Zuverlässigkeit vorhanden war.The first member 1 to be connected was connected to the second member 2 to be connected in the state shown in Fig. 2; and a leakage test was carried out by applying a compressed air pressure of 5 kgf/cm² in water to the connected portion. Furthermore, a hydraulic test was carried out under the pressure of 100 kgf/cm² to check its pressure resistance. In both cases, it can be confirmed that there was no leakage and high reliability.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform zum Verbinden des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2 anstelle des oben erwähnten Schweißverbindens des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2. Und zwar wird der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 in ein durch Wärmeeinwirkung schrumpfbares Element 8 eingesteckt, das in eine Querschnittsringform gegossen und aus einer durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Gedächtniseffekt-Legierung hergestellt ist, wobei der Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements 2 in diesen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 61 eingesteckt wird, das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 8 dann erwärmt wird, um in die Gedächtnisform zu schrumpfen, und der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 gegen den Außenumfang des Endabschnitts des zu verbindenden zweiten Elements 2 aufgrund der resultierenden Formrückstellkraft gepreßt wird, um beide von ihnen, 61, 2, miteinander zu verbinden.Fig. 3 illustrates an embodiment for connecting the small diameter connecting portion 61 to the second element 2 to be connected instead of the above-mentioned welding of the small diameter connecting portion 61 of the diameter-reducing pipe joint 6 to the second element 2 to be connected. Namely, the small diameter connecting portion 61 is inserted into a heat shrinkable element 8 which is cast into a cross-sectional ring shape and made of a heat shrinkable memory alloy, the end portion of the second element 2 to be connected is inserted into this small diameter connecting portion 61, the heat shrinkable element 8 is then heated to shrink into the memory shape, and the small diameter connecting portion 61 is pressed against the outer periphery of the end portion of the second element 2 to be connected due to the resulting shape recovery force to connect both of them, 61, 2, together.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind zwei streifenförmige, sich in Außenrichtung fortsetzende Vorsprünge 64 am Innenumfang des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 ausgebildet, wobei ferner ein Kanal 21 am Außenumfang des Endabschnitts in dem zu verbindenden zweiten Element 2 ausgebildet ist, derart, daß er jedem Vorsprung 64 entspricht. In dem Zustand, in welchem das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 8 noch nicht erwärmt und geschrumpft ist, beträgt der Durchmesser eines durch die Eckabschnitte der Vorsprünge 64 gebildeten Kreises 22,5 mm bzw. derjenige eines durch den Bodenabschnitt des Kanals 21 gebildeten Kreises 20,9 mm. Das Ausgangsmaterial, die Dicke und die Formrückstellungs-Endtemperatur des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 8 und der Temperaturbereich zur Aufrechterhaltung seiner Formrückstellkraft gleichen jeweils denjenigen des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7.In this preferred embodiment, two strip-shaped projections 64 extending outward are formed on the inner periphery of the small-diameter connecting portion 61, and a channel 21 is formed on the outer periphery of the end portion in the second member 2 to be connected so as to correspond to each projection 64. In the state in which the heat-shrinkable member 8 is not yet heated and shrunk, the diameter of a circle formed by the corner portions of the projections 64 is 22.5 mm and that of a circle formed by the bottom portion of the channel 21 is 20.9 mm, respectively. The starting material, thickness and shape recovery end temperature of the heat-shrinkable member 8 and the temperature range for maintaining its shape recovery force are the same as those of the heat-shrinkable member 7.
Weitere Strukturen und Funktionen der Kupplungsvorrichtung in Fig. 3 entsprechen denjenigen der Kupplungsvorrichtung in den Figuren 1 und 2, so daß deren detaillierte Beschreibung ausgelassen ist.Other structures and functions of the coupling device in Fig. 3 correspond to those of the coupling device in Figs. 1 and 2, so that their detailed description is omitted.
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Verbindungsweise des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2.Fig. 4 shows a further preferred embodiment of the connection method of the small-diameter connecting section 61 of the diameter-reducing pipe connection 6 with the second element 2 to be connected.
Bei der Kupplungsvorrichtung der Fig. 4 sind beide Außendurchmesser des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 und des zu verbindenden zweiten Elements 2, das aus zwei Rohren zusammengesetzt ist, auf 21,7 mm festgelegt, wobei die Kupplungsvorrichtung sowohl mit einer hülsenartigen, einen kleinen Durchmesser aufweisenden Buchse 80, in welche der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 und das zu verbindende zweite Element 2 von beiden Seiten eingesteckt werden können, als auch mit dem durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Element 8 befestigt ist, das aus einer durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Gedächtniseffekt-Legierung in einer zylindrischen Form hergestellt ist, um die einen kleinen Durchmesser aufweisende Buchse 80 einzufügen. Die Buchse 80 ist aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellt und ist 2 mm dick. An ihrem Innenumfang sind an beiden Seiten, mit Ausnahme eines Mittelabschnitts 81, zwei streifenförmige Vorsprünge 82 ausgebildet, die eine Höhe von 0,5 mm aufweisen und sich in einer Außenrichtung fortsetzen. Wenn das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 8 noch nicht erwärmt und geschrumpft ist, beträgt der Durchmesser des durch den Eckabschnitt jedes Vorsprungs 82 gebildeten Kreises 22,5 mm.In the coupling device of Fig. 4, both outer diameters of the small-diameter connecting portion 61 of the diameter-reducing pipe joint 6 and the second element 2 to be connected, which is composed of two pipes, are set to 21.7 mm, wherein the coupling device is provided with both a sleeve-like, small-diameter bushing 80 into which the small-diameter connecting portion 61 and the second element 2 to be connected are inserted. can be inserted from both sides, and is fixed with the heat-shrinkable member 8 made of a heat-shrinkable memory alloy in a cylindrical shape to insert the small-diameter bushing 80. The bushing 80 is made of stainless steel (SUS 304) and is 2 mm thick. On its inner circumference, on both sides except for a central portion 81, two strip-shaped projections 82 are formed which have a height of 0.5 mm and continue in an outward direction. When the heat-shrinkable member 8 is not yet heated and shrunk, the diameter of the circle formed by the corner portion of each projection 82 is 22.5 mm.
Das Ausgangsmaterial, die Dicke und die Formrückstellungs- Endtemperatur des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 8 in Fig. 4 und der Temperaturbereich zum Aufrechterhalten seiner Formrückstellkraft gleichen jeweils denjenigen des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 bei der Kupplungsvorrichtung der Fig. 1, wobei dessen Dicke 8 mm beträgt. Der Innenabschnitt des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 bei der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 und die Außenfläche des zu verbindenden ersten Elements 1 sind beide glatt; auf ihnen sind keine Vorsprünge und Kanäle ausgebildet.The starting material, thickness and shape recovery end temperature of the heat-shrinkable member 8 in Fig. 4 and the temperature range for maintaining its shape recovery force are respectively the same as those of the heat-shrinkable member 7 in the coupling device of Fig. 1, the thickness of which is 8 mm. The inner portion of the large-diameter connecting portion 60 in the diameter-reducing pipe joint 6 and the outer surface of the first member 1 to be connected are both smooth; no projections and channels are formed thereon.
Gemäß der Kupplungsvorrichtung in Fig. 4 wird die Buchse 80, wenn der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 mit dem zu verbindenden zweiten Element 2 verbunden wird, in den Innenabschnitt des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 8 eingesteckt, und der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 und der Endabschnitt des zu verbindenden zweiten Elements 2 werden in die Buchse 80 von ihrem einen Ende bzw. ihrem anderen Ende eingesteckt, so daß sie beidseitig Zugriff haben oder sich miteinander an dem Mittelabschnitt 81 in Längsrichtung treffen. Danach wird das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 8 auf seine Forrnrückstellungs-Endtemperatur erwärmt, wobei die Buchse 80 aufgrund der resultierenden Formrückstellkraft in ihrer schrumpfbaren Richtung fest gegen den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 61 und das zu verbindende zweite Element 2 von einer Außenrichtung her angepreßt wird.According to the coupling device in Fig. 4, when the small diameter connecting portion 61 is connected to the second member 2 to be connected, the bushing 80 is inserted into the inner portion of the heat shrinkable member 8, and the small diameter connecting portion 61 and the end portion of the second member 2 to be connected are inserted into the bushing 80 from one end and the other end thereof, respectively. inserted so that they have access from both sides or meet each other at the central section 81 in the longitudinal direction. The heat-shrinkable element 8 is then heated to its final shape recovery temperature, the bushing 80 being pressed firmly against the small-diameter connecting section 61 and the second element 2 to be connected from an external direction due to the resulting shape recovery force in its shrinkable direction.
In dem Zustand, in welchem der einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 61 und das zu verbindende zweite Element 2 miteinander verbunden sind, schneiden die Eckabschnitte des jeweiligen Vorsprungs 82 in der Buchse 80 in beide Flächen des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 und des zu verbindenden zweiten Elements 2 ein, um diesen Abschnitt, wie in Fig. 4 gezeigt, abzudichten.In the state in which the small-diameter connecting portion 61 and the second member 2 to be connected are connected to each other, the corner portions of the respective projections 82 in the bushing 80 cut into both surfaces of the small-diameter connecting portion 61 and the second member 2 to be connected to seal this portion, as shown in Fig. 4.
Weitere Strukturen und Funktionen der Kupplungsvorrichtung in Fig. 4 gleichen denjenigen der Kupplungsvorrichtung in den Figuren 1 und 2, so daß ihre detaillierte Beschreibung ausgelassen ist.Other structures and functions of the coupling device in Fig. 4 are similar to those of the coupling device in Figs. 1 and 2, so their detailed description is omitted.
Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform zum Verbinden des zu verbindenden ersten Elements 1, das bei Auswechslung des in Fig. 3 aus einem runden Vorsprung der Flanschverbindung 4 mit aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellten, einen großen Außendurchmesser aufweisenden Rohr aufgebauten zu verbindenden ersten Elements 1 aus einem einen großen Durchmesser aufweisenden Rohr aufgebaut ist, mit dem zu verbindenden zweiten Element 2.Fig. 5 illustrates an embodiment for connecting the first element to be connected 1, which is constructed of a large-diameter pipe when replacing the first element to be connected 1, which in Fig. 3 is constructed of a round projection of the flange connection 4 with a pipe having a large outer diameter made of stainless steel (SUS 304), with the second element to be connected 2.
Bei der Kupplungsvorrichtung der Fig. 5 ist jeder Abschnitt der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 auf 3 mm Dicke festgelegt, einschließlich des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 und des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61. Ähnlich der Kupplungsvorrichtung der Fig. 3 sind die zwei entsprechenden streifenförmigen Vorsprünge 62 und ein Kanal 10 -auf der Innenfläche des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 und der Fläche des zu verbindenden ersten Elements 1 ausgebildet; und die zwei entsprechenden streifenförmigen Vorsprünge 64 und ein Kanal 21 sind auf der Innenfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 und auf der Fläche des zu verbindenden zweiten Elements 2 ausgebildet. Da bei dieser Kupplungsvorrichtung andere Abschnitte nahezu gleich zu denjenigen der Kupplungsvorrichtung der Fig. 3 ausgebildet sind und ihre Funktionen auch denjenigen bei der Kupplungsvorrichtung der Fig. 3 gleichen, wird ihre detaillierte Beschreibung ausgelassen.In the coupling device of Fig. 5, each section of the diameter-reducing pipe joint 6 is set to 3 mm thickness, including the large diameter connecting section 60 and the one small diameter connecting portion 61. Similarly to the coupling device of Fig. 3, the two corresponding strip-shaped projections 62 and a channel 10 are formed on the inner surface of the large diameter connecting portion 60 and the surface of the first member 1 to be connected; and the two corresponding strip-shaped projections 64 and a channel 21 are formed on the inner surface of the small diameter connecting portion 61 and the surface of the second member 2 to be connected. In this coupling device, since other portions are formed almost the same as those of the coupling device of Fig. 3 and their functions are also the same as those of the coupling device of Fig. 3, their detailed description will be omitted.
Fig. 6 zeigt eine Modifikation der Verbindungsweise zwischen dem zu verbindenden ersten Element 1 und dem einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60 der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6, wobei jeder Abschnitt der aus rostfreiem Stahl (SUS 304) hergestellten durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 mit einer Dicke von 3 mm hergestellt ist. Der kurze, zylindrische, einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60, der den gleichen Außendurchmesser (40 mm) wie das zu verbindende erste Element 1 aufweist, ist an einem Ende der Verbindung 6 ausgebildet; und der kurze, zylindrische, einen kleinen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60, der den gleichen Außendurchmesser (21,7 mm) wie das zu verbindende zweite Element 2 aufweist, ist an deren anderen Ende ausgebildet.Fig. 6 shows a modification of the connection manner between the first member 1 to be connected and the large-diameter connecting portion 60 of the diameter-reducing pipe joint 6, wherein each portion of the diameter-reducing pipe joint 6 made of stainless steel (SUS 304) is made of 3 mm in thickness. The short, cylindrical, large-diameter connecting portion 60 having the same outer diameter (40 mm) as the first member 1 to be connected is formed at one end of the joint 6; and the short, cylindrical, small-diameter connecting portion 60 having the same outer diameter (21.7 mm) as the second member 2 to be connected is formed at the other end thereof.
Das Verbindungsmittel für das zu verbindende erste Element 1 und den einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60 ist mit einer hülsenartigen, einen großen Durchmesser aufweisenden Buchse 70, in welche der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60 und das zu verbindende erste Element 1 von beiden Seiten her eingesteckt werden können, und dem durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Element 7 versehen, das aus einer durch Wärmeeinwirkung schrurnpfbaren Gedächtniseffekt-Legierung in zylindrischer Form hergestellt ist, so daß die einen großen Durchmesser aufweisende Buchse 70 hierin eingefügt werden kann. Die Buchse 70 ist aus rostfreiem Stahl (SUS 304) und mit einer Dicke von 2 mm hergestellt, wobei die zwei streifenförmigen Vorsprünge 72, die eine Höhe von 0,6 mm aufweisen und sich in einer Außenrichtung fortsetzen, auf beiden Seiten, mit Ausnahme des Mittelabschnitts 71, in einem Innenumfang ausgebildet sind. Wenn das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 7 noch nicht erwärmt und geschrumpft ist, beträgt der Durchmesser eines durch die Eckabschnitte der jeweiligen Vorsprünge 72 gebildeten Kreises 42 mm.The connecting means for the first element 1 to be connected and the connecting section 60 having a large diameter is provided with a sleeve-like, large diameter bushing 70 into which the large diameter connecting portion 60 and the first member 1 to be connected can be inserted from both sides, and the heat-shrinkable member 7 made of a heat-shrinkable memory alloy in a cylindrical shape so that the large diameter bushing 70 can be inserted therein. The bushing 70 is made of stainless steel (SUS 304) and has a thickness of 2 mm, and the two strip-shaped projections 72 having a height of 0.6 mm and continuing in an outer direction are formed on both sides except for the central portion 71 in an inner circumference. When the heat-shrinkable member 7 is not yet heated and shrunk, the diameter of a circle formed by the corner portions of the respective projections 72 is 42 mm.
Das Ausgangsmaterial und die Formrückstellungs-Endtemperatur des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 in Fig. 6 und der Temperaturbereich zur Aufrechterhaltung der Formrückstellkraft gleichen jeweils denjenigen des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 der Kupplungsvorrichtung in Fig. 3, wobei ihre Dicke 10 mm beträgt.The starting material and the shape recovery end temperature of the heat-shrinkable member 7 in Fig. 6 and the temperature range for maintaining the shape recovery force are respectively the same as those of the heat-shrinkable member 7 of the coupling device in Fig. 3, the thickness of which is 10 mm.
Gemäß der Kupplungsvorrichtung in Fig. 6 wird die Buchse 70, wenn der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60 mit dem zu verbindenden ersten Element 1 verbunden wird, in den Innenabschnitt des durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elements 7 eingesteckt, wobei der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60 und der Endabschnitt des zu verbindenden ersten Elements 1 in die Buchse 70 von einem Ende bzw. dem anderen Ende eingesteckt werden, so daß sie gegenseitig Zugriff haben oder einander an dem Mittelabschnitt 71 in Längsrichtung treffen. Danach wird das durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Element 7 auf seine Formrückstellungs-Endtemperatur erwärmt, wobei die Buchse 70 fest gegen den einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60 und das zu verbindende erste Element 1 von einer Außenrichtung her aufgrund der resultierenden Formrückstellkraft in ihrer schrumpfbaren Richtung angepreßt wird.According to the coupling device in Fig. 6, when the large-diameter connecting portion 60 is connected to the first member 1 to be connected, the bushing 70 is inserted into the inner portion of the heat-shrinkable member 7, the large-diameter connecting portion 60 and the end portion of the first member 1 to be connected are inserted into the bushing 70 from one end and the other end, respectively, so that they access each other or meet each other at the central portion 71 in the longitudinal direction. the heat-shrinkable element 7 is heated to its final shape recovery temperature, wherein the bushing 70 is pressed firmly against the large-diameter connecting portion 60 and the first element 1 to be connected from an outside direction due to the resulting shape recovery force in its shrinkable direction.
In dem Zustand, in welchem der einen großen Durchmesser aufweisende Verbindungsabschnitt 60 und das zu verbindende erste Element 1 miteinander verbunden sind, schneiden die Eckabschnitte der jeweiligen Vorsprünge 72 in der Buchse 70 in beide Flächen des einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 60 und des zu verbindenden ersten Elements 1 ein, um diesen Bereich, wie in Fig. 6 gezeigt, abzudichten. Der Verbindungspunkt des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitts 61 an dem zu verbindenden zweiten Element 2 ist der gleiche, wie in dem Fall der Kupplungsvorrichtung in Fig. 4, und daher wird jegliche weitere Beschreibung ausgelassen.In the state in which the large-diameter connecting portion 60 and the first member 1 to be connected are connected to each other, the corner portions of the respective projections 72 in the bushing 70 cut into both surfaces of the large-diameter connecting portion 60 and the first member 1 to be connected to seal this area as shown in Fig. 6. The connection point of the small-diameter connecting portion 61 to the second member 2 to be connected is the same as in the case of the coupling device in Fig. 4, and therefore any further description is omitted.
Andere Strukturen und Funktionen der Kupplungsvorrichtung in Fig. 6 gleichen denjenigen der Kupplungsvorrichtung in Fig. 4, so daß ihre Beschreibung ausgelassen wird.Other structures and functions of the clutch device in Fig. 6 are the same as those of the clutch device in Fig. 4, so their description is omitted.
Die Verbindungsmittel für das zu verbindende erste Element 1 und den einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60, die bei der Kupplungsvorrichtung der Fig. 6 erläutert sind, können bei der in den Figuren 2, 3, 4, 5 und 7 erläuterten Kupplungsvorrichtung angewendet werden, welche nachfolgend erläutert werden wird.The connecting means for the first element to be connected 1 and the large diameter connecting portion 60, which are explained in the coupling device of Fig. 6, can be applied to the coupling device explained in Figs. 2, 3, 4, 5 and 7, which will be explained below.
Fig. 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Loch 91 ist in der Seitenwand eines Tanks 9 für eine Fluidströmung durch ein Rohrleitungssystem ausgebildet, wobei gleichzeitig eine Flanschverbindung 4 durch geeignete Mittel befestigt ist, um mit diesem Loch 91 zu kommunizieren. Bei der in Fig. 7 gezeigten Kupplungsvorrichtung der bevorzugten Ausführungsform bildet der runde Vorsprung der Flanschverbindung 4 das zu verbindende erste Element 1. Dieses zu verbindende erste Element 1 ist mit einem zu verbindenden zweiten Element 2 verbunden, das einen kleineren Außendurchmesser als dieses zu verbindende Element 1 durch Verwendung der durchmesserreduzierenden Rohrverbindung 6 und der durch Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Elemente 7 und 8 aufweist, deren Struktur denjenigen der in Fig. 3 gezeigten Kupplungsvorrichtung nahezu gleicht. Da ihre Verbindungspunkte und andere spezifische Strukturen und Funktionen die gleichen sind wie diejenigen der Kupplungsvorrichtung in Fig. 3, wird deren Beschreibung ausgelassen.Fig. 7 shows another preferred embodiment of the coupling device according to the present invention. A hole 91 is formed in the side wall of a tank 9 for fluid flow through a piping system, at the same time a flange connection 4 is attached by suitable means, to communicate with this hole 91. In the coupling device of the preferred embodiment shown in Fig. 7, the boss of the flange joint 4 constitutes the first member 1 to be connected. This first member 1 to be connected is connected to a second member 2 to be connected having a smaller outer diameter than this member 1 to be connected by using the diameter-reducing pipe joint 6 and the heat-shrinkable members 7 and 8 whose structure is almost the same as that of the coupling device shown in Fig. 3. Since their connection points and other specific structures and functions are the same as those of the coupling device in Fig. 3, the description thereof will be omitted.
Entsprechend den Kupplungsvorrichtungen der in den Figuren 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsformen wurde ein Leckagetest und ein Hydrauliktest ebenfalls bei den Kupplungsvorrichtungen der in den Figuren 3 bis 7 angegebenen bevorzugten Ausführungsformen angewendet. Als Ergebnis konnte keine Leckage festgestellt werden, und es konnte bestätigt werden, daß ihre Kupplungsvorrichtungen eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen. Außerdem ist die im Durchschnitt erforderliche Zeit zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem zu verbindenden ersten Element 1 und dem zu verbindenden zweiten Element 2 nahezu die gleiche wie diejenige der Kupplungsvorrichtungen der Figuren 1 und 2.Similarly to the coupling devices of the preferred embodiments shown in Figs. 1 and 2, a leakage test and a hydraulic test were also applied to the coupling devices of the preferred embodiments shown in Figs. 3 to 7. As a result, no leakage was found and it was confirmed that their coupling devices had high reliability. In addition, the average time required for establishing a connection between the first member 1 to be connected and the second member 2 to be connected is almost the same as that of the coupling devices of Figs. 1 and 2.
Soweit die bei der vorliegenden Erfindung verwendete durchmesserreduzierende Rohrverbindung 6 sowohl an einem Ende mit dem einen großen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 60, in welchen das zu verbindende erste Element 1 eingesteckt werden kann, als auch an dem anderen Ende mit dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Verbindungsabschnitt 61, in welchem das zu verbindende zweite Element 2 mit einem kleineren Durchmesser als das zu verbindende erste Element 1 eingesteckt werden kann, ausgestattet ist, ist die durchmesserreduzierende Rohrverbindung 6 nicht auf diejenige beschränkt, welche eine Form aufweist, wie sie in jeder der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gezeigt ist. Z.B. kann die durchmesserreduzierende Rohrverbindung 6 mit ihren in den Figuren 8 und 9 gezeigten Formen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.Insofar as the diameter-reducing pipe connection 6 used in the present invention is provided both at one end with the connecting section 60 having a large diameter, into which the first element 1 to be connected can be inserted, and at the other end with the connecting section 61 having a small diameter, in which the second element 2 to be connected can be inserted with a smaller diameter than the first element 1 to be connected, the diameter-reducing pipe joint 6 is not limited to the one having a shape as shown in each of the preferred embodiments described above. For example, the diameter-reducing pipe joint 6 having its shapes shown in Figures 8 and 9 can be used to carry out the present invention.
Desweiteren versteht sich, obwohl die durchmesserreduzierende Kupplungsvorrichtung durch einige Beispiele in der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, daß vielfältige andere Modifikationen einbezogen werden können, ohne die bevorzugten Ausführungsformen, wie hierin offenbart, zu beschränken.Furthermore, although the diameter reducing coupling device has been described by some examples in the present invention, it is to be understood that various other modifications may be incorporated without limiting the preferred embodiments as disclosed herein.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91402189A EP0526675B1 (en) | 1991-07-31 | 1991-08-05 | Diameter-reducing member joint device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69129021D1 DE69129021D1 (en) | 1998-04-09 |
| DE69129021T2 true DE69129021T2 (en) | 1998-07-09 |
Family
ID=8208602
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|---|---|---|---|
| DE1991629021 Expired - Fee Related DE69129021T2 (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Diameter reducing coupling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE69129021T2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008011436A1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Fränkische Rohrwerke Gebr. Kirchner Gmbh & Co. Kg | Plastic reducer for transitioning fluid pipeline of larger diameter to fluid pipeline of smaller diameter, has opening and pipe section, which are connected with each other by tapering transition section |
-
1991
- 1991-08-05 DE DE1991629021 patent/DE69129021T2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008011436A1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Fränkische Rohrwerke Gebr. Kirchner Gmbh & Co. Kg | Plastic reducer for transitioning fluid pipeline of larger diameter to fluid pipeline of smaller diameter, has opening and pipe section, which are connected with each other by tapering transition section |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69129021D1 (en) | 1998-04-09 |
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