BR0206977B1 - dispositivo de travamento e método para prender tubo telescopicamente instalado. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DE TRAVAMENTO E MÉTODO PARA PRENDERTUBO TELESCOPICAMENTE INSTALADO"

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção

Esta invenção diz respeito basicamente a conexõesentre comprimentos de tubos, ou entre tubos e acessórios.Mais particularmente, a invenção está direcionada para umdispositivo e método de conectar dois comprimentos de tuboem uma configuração de junta de retenção, embora empregandoum segmento de travamento que é auto-suportável para preve-nir sobre - rotação e penetração de uma ponta.

Descrição da Tecnologia Relacionada

Por causa de forças propulsoras, movimento da ter-ra e forças mecânicas externas exercidas em tubos, a indús-tria tem focalizado substancial atenção para o problema demanter conexões entre comprimentos adjacentes de tubos de-pois da instalação. O resultado desta atenção é uma biblio-teca de diferentes soluções e abordagens conhecidas na tec-nologia. Amaioria dessas soluções pode ser categorizada tan-to em juntas de "encaixe de pressão" como "juntas mecânicas".

Soluções de encaixe de pressão são exemplificadaspela patente U.S. no. 2.953.398, e é responsável pela maio-ria das conexões de tubo que correm retos. Em uma configura-ção típica, uma extremidade da ponta de um tubo desliza paradentro de uma extremidade da bolsa de um outro tubo depoisde uma gaxeta montada hermeticamente. Uma variação da juntade encaixe de pressão está evidenciada pela patente U.S. no.2.201.372, de Miller, que emprega um anel de encaixe de com-pressão montado dentro de uma virola especial da bolsa, afim de exercer pressão nos segmentos de travamento e, assim,conduzi-los dentro da ponta, restringindo a junta contraforças propulsoras. A patente U.S. no. 3.445.120, de Barr,emorega igualmente uma gaxeta com segmentos de reforço com-pletamente encamisados nela que ficam geralmente dispostosde maneira tal que eles e a gaxeta possam rolar entre umaposição de travamento e uma livre. Como a gaxeta de Barr ro-la sob forças de extração, pretende-se eventualmente encon-trar uma posição na qual o plano reforçado precisa se com-primir para continuar o rolamento, em teoria, terminando orolamento e restringindo a junta.

Outros exemplos de juntas de encaixe de pressãorestringidas incluem as patentes U.S. no. 5.295.697,5.464.2228 e 5.067.751. A fixação da conexão em tais refe-rências se dá pelos segmentos ou cunhas de travamento na ga-xeta que encaixa a ponta. Os segmentos de travamento possuemum entalhe que se acasala com uma virola anular da bolsa, demaneira tal que a virola aja como um oscilador, ou carne, ou,durante alguns movimentos, como uma cunha. Durante a inser-ção da ponta na bolsa, os segmentos rotacionam na virola,mas são prevenidos de movimento apreciável em linha reta pe-lo acasalamento da virola e do entalhe. Sendo submetida acontraforças que tendem remover a ponta, a virola age comoum carne, fazendo tanto com que os segmentos pivotem na viro-la como um eixo exercendo uma pressão radial para dentro àmedida que o segmento tenta deslizar além da virola.Sumário da Invenção

Um segmento de travamento para uso em uma junta deretenção evita sobre-rotação e penetração da ponta inseridapela restrição entre duas superfícies na bolsa, impedindoassim rotação antes de as posições serem alcançadas, nasquais pressões na ponta resultariam em provável penetração.Portanto, o segmento pode rotacionar até um certo grau detravamento efetivo, mediante cuja rotação as forças radiaispelas quais o segmento morde o tubo aumentam. Em virtude darestrição que previne rotação além de um máximo desejado, umgráfico do relacionamento entre uma força radial exercidapelo segmento na ponta, em relação à força de força sofrida,poderia mostrar uma força radial que geralmente aumenta àmedida que as forças propulsoras aumentam, mas somente atéum certo ponto. Nesse ponto, a linha que representa a forçaradial poderia se tornar substancialmente um platô. Com aseleção de materiais e configurações, o platô pode ser fixoabaixo de um valor de penetração da ponta.

Objetivos da Invenção

Os seguintes objetivos estabelecidos da invençãosão apenas objetivos alternativos e exemplares, e nenhum ouqualquer deles deve ser tido como necessário para a práticada invenção, ou como uma listagem exaustiva de objetivos al-cançados.

Conforme sugerido pela discussão apresentada, umobjetivo alternativo exemplar e não exclusivo desta invençãoé prover um segmento de travamento que seja capaz de, sobcertas condições de auto suporte, prevenir sobre rotação ououtros aumentos sem capa na pressão radial para dentro à me-dida que as forças propulsoras aumenta.

Mais um objetivo alternativo exemplar e não exclu-sivo é fornecer uma junta na qual um segmento de travamentoseja capaz de converter seletivamente uma parte das forçaspropulsoras em pressões radiais para dentro, até uma pressãoradial máxima que não seja em seguida afetada pelo aumentode forças propulsoras.

Mais um objetivo alternativo e não exclusivo éfornecer uma junta que se oponha à extração de uma ponta pe-la distribuição de forças propulsoras em forças axiais opos-tas na bolsa, e uma força radial entre a bolsa e a ponta quetenha um máximo, que fique abaixo da magnitude da força quefaria a ponta falhar.

Mais um objetivo alternativo exemplar e não exclu-sivo é fornecer uma junta de retenção efetiva que resista âsobre penetração da ponta.

Os objetivos e vantagens apresentados não são nemexaustivos nem individual ou coletivamente críticos ao espí-rito e prática da invenção, exceto na forma estabelecida nasreivindicações. Objetivos e vantagens diferentes ou alterna-tivos da presente invenção ficarão aparentes aos técnicoshabilitados a partir da descrição seguinte da invenção.

Descrição Resumida dos Desenhos

A Figura 1 mostra um diagrama de um detalhe da ga-xeta e segmento de travamento da presente invenção, no lugarem uma bolsa de um tubo, e em uma posição não tencionada (naausência de uma ponta, com a posição da ponta mostrada pelalinha tracejada horizontal).

A Figura 2 representa um detalhe fiel de uma moda-lidade do segmento da presente invenção em perfil.

A Figura 3 demonstra a vista seccional transversalda gaxeta e do segmento de travamento da presente invençãona presença de um segmento de ponta durante o movimento deinserção.

A Figura 4 é um desenho da junta do tubo travadada presente invenção, após forças de inserção e extração, emque o segmento está completamente encaixado com a ponta paraprevenir extração.

A Figura 5 é uma gaxeta da presente invenção, mos-trada em detalhe para visualização de um perfil seccionaltransversal no local de um segmento embutido.

Descrição Detalhada da Invenção

Segue-se uma descrição exemplar detalhada de umamodalidade da invenção, em inúmeros de seus vários aspectos.Técnicos habilitados entenderão que a especificidade aquiprovida se destina a propósitos ilustrativos, em relação auma modalidade exemplar, e não deve ser interpretada comolimitação ao escopo da invenção ou reivindicações. Referên-cias a "tubo" neste documento, quando usadas em relação àpresente invenção, devem ser igualmente entendidas referin-do-se a qualquer comprimento, suplemento, acessório, conexãoou a qualquer outro dispositivo ou elemento conectado ou co-nectável de tubo.

Conforme representado nas figuras 1 e 2, o segmen-to de travamento 1 da presente invenção é construído ideal-mente para ser montado numa gaxeta 30, que é configurada pa-ra ser montada em qualquer bolsa de encaixe de pressão pa-drão, com uma sede de gaxeta configurada com um canal anular47, também conhecido como entalhe de retenção, sem necessi-tar alterações na configuração da bolsa ou ponta. Alternati-vamente, o segmento de travamento 1 da presente invenção po-de ser usado com uma junta mecânica com um anel de pressãoou sobreposta de engaxetamento, em vez de uma virola da bol-sa fundida 44, desde que um canal anular 47 esteja presentena junta montada. No espirito da invenção, pode-se conside-rar que configurações de bolsa não padrões se enquadrem noescopo da invenção.

Olhando para a Figura 1, conforme será entendidona tecnologia, uma configuração de bolsa típica (padrão ounão padrão) exibirá, no mínimo, uma área de soquete da bolsa40 com um maior diâmetro interno, comparado com o diâmetrointerno da área de fluxo do tubo da bolsa. Uma virola dabolsa 44 se estende numa direção no geral radial, que servecomo uma face externamente visível da bolsa. Axialmente paradentro da virola da bolsa 44, na direção de inserção (mos-trada pela seta 64), a bolsa 40 tem uma cavidade para rece-ber e se acasalar com a ponta 70. Em operação montada, apósa inserção de uma ponta 70, a cavidade terá a forma de umafolga anular 60 entre a ponta e o limite da cavidade da bol-sa 45, limite da cavidade este 45 na modalidade mostrada queesta representado por uma parede interna no geral cilíndricada bolsa, mas que também pode ter cristas, virolas, retento-res de gaxeta, degraus, profundidades radiais variadas e ou-tras características não cilíndricas, tais como uma virolade compressão da gaxeta 48, representada na figura 4.

Além do limite da cavidade 45, a configuração in-terna mostrada da bolsa 40 inclui um canal anular 47, arran-jado e ajustado na configuração mostrada, com o propósito deposicionar uma gaxeta de vedação ou outros materiais. Estecanal anular 47 pode ficar localizado imediatamente adjacen-te ao lado interno da virola da bolsa 40, tal como aparecena modalidade mostrada (figura 1), ou pode dividir o limiteda cavidade 45 em duas seções axialmente separadas. Este ca-nal anular 47 é ligado no seu extremo radial por um términodo canal 42, que pode ser cilíndrico, conforme mostrado nasfiguras, ou pode ter outra geometria, e ficar ligada nos la-dos axialmente para dentro e para fora a uma primeira super-fície interior e a uma segunda superfície interior oposta àprimeira superfície interior, mostradas nas figuras como umaprimeira parede 43 e uma segunda parede 41, respectivamente.A primeira e segunda parede 43 e 41 do canal se estendem nogeral radialmente, embora elas possam ter uma geometria cur-va ou inclinada, desde que elas não percam a capacidade derevigorar o efeito de frenagem por restrição descrito no su-mário apresentado, ou em mais detalhe a seguir. Conformemostrado na figura 1, a segunda parede 41 é unida ao limiteda cavidade 45 em um ombro que serve como um fulcro de in-serção 46 durante a montagem, mas que, durante os movimentosde extração da ponta 70, não suporta nenhuma força e nãoexerce nenhuma influência tipo carne no segmento 1. Notavel-mente na modalidade mostrada, o segmento 1 não possui super-fícies salientes radialmente para fora externas ao canal a-nular 47 que impediria o movimento substancialmente em linhareta do segmento 1 como um todo na direção da virola da bol-sa 44 .

Ainda mais para dentro do canal anular 47 e do li-mite da cavidade 45, a bolsa 40 possui um ombro 52, que es-calona o perfil interior da bolsa 40 num menor raio de fol-ga. Conforme se entende na tecnologia, este ombro age comoum limitador à continuidade de inserção da ponta 70.

Olhando agora para a figura 5, está mostrada umamodalidade de uma gaxeta 30 para uso com a presente inven-ção. Conforme se percebe na tecnologia, a gaxeta 3 0 mostradaé configurada com um bulbo 32 para selar uma junta contravazamento de fluido. Com esta finalidade, a gaxeta pode serum anel completo, com seu diâmetro externo aproximada ou li-geiramente maior do que o diâmetro interno da bolsa 40 nolocal em que a gaxeta 3 0 vai ser montada. Este bulbo podeser de um material elastomérico, ou de outro material resi-liente, dimensionado com consideração à sua elasticidade ecompressibilidade. Em operação da junta, se a gaxeta 30 ti-ver que selar a junta, ela deve ser dimensionada para sermontada na folga anular 60 com apenas um pouco de compressãoentre a ponta 70 e a bolsa 40. Em particular, para uma dadaponta 70, a gaxeta 30 tende a ter um diâmetro interno ligei-ramente menor do que o diâmetro externo da ponta 70. Dessamaneira, a inserção da ponta 70 na bolsa 40 exigirá a apli-cação de força suficiente para comprimir a gaxeta 30 contrao limite da cavidade 45. Além do bulbo 32, a gaxeta 30 pos-sui um calcanhar de retenção 31, configurado para se acasa-lar com o canal anular 47 de uma maneira tal que, quando agaxeta 30 for instalada na bolsa 40, o calcanhar de retenção31 se ajuste dentro do canal anular 47 e posicione o bulbo32 de maneira tal que a gaxeta 30 fique devidamente orienta-da. Tipicamente, embora não necessário, o calcanhar de re-tenção pode ser construído de um elastômero de uma classe dedureza superior à do bulbo 32 . Conforme será entendido natecnologia, isto se dá porque o bulbo 32, desejavelmente,deve ter flexibilidade e compressibilidade para eficiênciade vedação, enquanto que uma maior firmeza do calcanhar deretenção 31 pode permitir que o calcanhar de retenção 31 semantenha acasalado no canal anular 47, a despeito do movi-mento axial da ponta 70.

Além da vedação, a gaxeta 30 retém o segmento detravamento 1 numa faixa de orientações desejada durante amontagem. Deve-se entender que a gaxeta 30 não precisa ne-cessariamente realizar efetivamente uma função de vedaçãopara se enquadrar no escopo da invenção. Embora na modalida-de mostrada e no restante desta descrição a gaxeta 3 0 sejasuficiente para proporcionar uma função de vedação, os in-ventores reconhecem, enquadrado no espírito e escopo de umamodalidade alternativa, que a gaxeta mostrada 30 pode sersubstituída por um corpo de posicionamento simples, ou re-tentor, operando para manter os segmentos de travamento 1numa faixa desejada de orientações durante a montagem. Emtal alternativa, a gaxeta 30 não precisa ter propriedadesvedantes, nem ser contínua no perímetro. É possível em talalternativa que o retentor seja um arame ou anel de pressão queimpulsione o segmento de travamento 1 radialmente para fora.

De volta agora à Figura 2, está representada umamodalidade de um segmento de travamento 1. A referência àsdireções e orientação nesta descrição do segmento de trava-mento mostrado 1 é feita em relação à orientação do segmentode travamento 1 instalado em uma bolsa 40, vista na figura1. 0 segmento de travamento 1, basicamente, pode ser dividi-do, com propósitos de discussão, em uma primeira parte, oufreio 12, e uma segunda parte, ou dedo 13. 0 freio 12 se es-tende radialmente para fora do dedo 13. O dedo 13 é constru-ído de forma a encaixar a ponta 70, pelo menos pelo movimen-to da ponta 70 numa direção de extração. Para facilitar esteencaixe, o dedo mostrado 13 é configurado na forma de umacunha ou de triângulo, e possui na sua base radialmente paradentro 9, uma superfície dentada, com pelo menos um dente 7,que é construída de um material com uma dureza suficientepara penetrar na superfície da ponta 70. Na modalidade mos-trada, o lado radialmente para fora da base oposta 9 do dedo13 é o topo 8, está mostrado sem dentes ou nenhuma protube-rância ou extensão que possa infringir, rotacionar ou encon-trar resistivamente o limite da cavidade 45. Conforme mos-trado, o topo 8 se une ao lado do calcanhar axialmente paradentro 14 em um ponto de transição 6. Similarmente, a base 9se une em um lado axialmente para fora do freio 12 no coto-velo de frenagem 2. 0 lado para fora 11 e o lado para dentro14 são conectados nos seus extremos radiais por uma superfí-cie de acasalamento 10. Na modalidade mostrada, a transiçãodo lado de dentro 14 para superfície de acasalamento 10 ser-ve também como freio dianteiro 3, embora deva-se entenderpela discussão a seguir que o freio dianteiro 3 não precisanecessariamente ser na interseção do lado para dentro 14 e asuperfície de acasalamento 10 (por exemplo, ele poderia seruma protuberância ou nó no meio do lado para dentro 14, ouadaptar a um local alternativo de funcionalidade similar).Similarmente, a modalidade mostrada caracteriza um freio deinserção 5 localizado como uma parte do lado para fora 11próximo à quina externa 4, embora o freio de inserção 5 e aquina externa 4 possam, em algumas modalidades, ser coinci-dentes, e, de fato, mesmo na modalidade mostrada, a quinaexterna 4 pode realizar a função de frenagem de inserção dofreio de inserção 5 até um certo grau. Na modalidade mostra-da, o segmento 1 aparece com um ângulo entre o dedo e o cal-canhar entre aproximadamente 120 graus e 170 graus.

Conforme se pode ver facilmente pela Figura 1, ofreio 12 fica mantido pela gaxeta 30 (ou outro retentor usa-do no lugar de gaxeta 30) pelo menos parcialmente dentro docanal anular 47, e com pelo menos uma parte do dedo 13 seestendendo exteriormente do canal anular 47, e radialmentepara dentro da mesma, para permitir o contato entre o dente7 e a ponta 70 em algumas orientações do segmento de trava-mento 1. Embora as figuras mostrem uma modalidade com o dedo13 se estendendo do canal anular, é concebível, no escopo dainvenção, que o segmento de travamento 1, incluindo todas aspartes de dedo 13, em algumas modalidades alternativas, pos-sam residir completamente dentro do canal anular 47, desdeque o dedo 13 seja capaz de fazer contato resistivo com aponta 70, tanto pelas configurações alternativas da bolsa 40como da ponta 70. Para facilidade de aplicação a uma amplafaixa de pontas 70 e bolsas 40, que já se encontram presenteno mercado, os inventores mostraram a modalidade particularcom um dedo 13 se estendendo do canal anular 4 7 para encon-trar a ponta 70, em vez de uma modalidade que pode se basearem configurações especiais de ponta 70.

Na montagem, o segmento de travamento 1 é moldadodentro da gaxeta 30, ou inserido nela, com o freio 12 dosegmento de travamento 1 se estendendo ao interior do calca-nhar de retenção 31 da gaxeta 30, como se pode ver pelo de-talhe da figura 5. Embora não mostrado, o freio 12 pode, a-lém de se estender ao interior do calcanhar de retenção 31,se estender além do calcanhar de retenção 31, de maneira talque o freio 12 fique visível pelo lado de fora do calcanharde retenção 31. Conforme mostrado, o dente 7 deve ficar su-ficientemente perto da superfície do bulbo 32 para permitira penetração do bulbo e o contato direto com a ponta 70. En-tende-se na tecnologia que algumas modalidades alternativaspodem não exigir ou encorajar contato direto da ponta 70 como dente 7. Em tais casos, a operação da invenção pode conti-nuar com efeito, embora modificações apropriadas possam sernecessárias para dar uma resistência suficiente entre o seg-mento de travamento Iea ponta 70, tais como virolas ou en-talhes especiais formados na ponta 70. Independente do modode contato entre o segmento de travamento Iea ponta 70,tipicamente, embora não absolutamente necessário, diversossegmentos de travamento 1 são dispersos pela gaxeta 30. Namodalidade mostrada, cinqüenta e seis segmentos de travamen-to 1 ficarão dispersos numa ponta 70 de trinta e seis pole-gadas de diâmetro. Os experimentos dos inventores sugeremque a invenção trará prontas melhorias em relação à tecnolo-gia a pelo menos tubos de trinta a sessenta e quatro polega-das; a invenção se aplica a diâmetros menores e possivelmen-te da mesma forma a diâmetros maiores, e, embora não testadoempiricamente, espera-se que dê excelentes resultados.

Em seguida à montagem, a gaxeta 30 é colocada den-tro da bolsa 40, de maneira tal que o calcanhar de retenção31 se acasale com o canal anular 47. Este arranjo de monta-gem fará com que o freio 12 também fique pelo menos parcial-mente dentro do canal anular 47, e o dedo 13 se estenda parafora do canal anular 47 e ao interior da cavidade 49 (istoé, na presença de uma ponta 70, a folga anular 60) . Nestaorientação, antes dos movimentos de extração de uma ponta, osegmento 1 está numa posição de descanso. A presença do cal-canhar de retenção 31 no canal anular 4 7 tende a prender agaxeta 30 no lugar contra deslocamento axial. Em algumas mo-dalidades, os segmentos de travamento 1 podem ainda igual-mente realizar este aprisionamento. Após a inserção e assen-tamento da gaxeta 30, a ponta 70 é inserida na bolsa 40 pelomovimento na direção da seta 64. À medida que a ponta 70passa a virola 44, ela entra em contato com a gaxeta 30. Comas pressões de inserção, a ponta 70 tenderá a empurrar a ga-xeta 30 axialmente para dentro, mas, como um corpo, a gaxeta30 resiste a tal movimento por causa do aprisionamento docalcanhar de retenção 31 no canal anular 47. Conseqüentemen-te, o bulbo 32 é comprimido na folga anular 60, como podeser visto na figura 3. Deve-se entender que esta compressãotem diversos efeitos. Entre os efeitos estão a vedação ajunta contra fluxo de fluido pela folga anular 60, e a cen-tralização relativa da ponta 70 na cavidade 49, por causadas pressões distribuídas circunferencialmente das gaxetas 30.

À medida que a gaxeta é comprimida, ficará eviden-te aos técnicos habilitados que o segmento de travamento 1rotacionará de maneira tal que o dedo 13 se mova radialmentepara fora, mas o calcanhar 12, estando encaixado com o canalanular 47, tem uma faixa limitada de movimento radial. Emoperação, durante a inserção, o segmento de travamento 1mostrado rotaciona contra o fulcro de inserção 46, pivotandoneste ponto como um eixo de rotação. Técnicos habilitadosentenderão que, embora o fulcro de inserção 46 esteja mos-trado comum ombro em ângulo reto, modalidades alternativasda junta aqui descritas e reivindicadas podem formar fulcrode inserção 46 como uma virola saliente numa direção radial-mente para dentro a partir do limite da cavidade 45, ou comouma depressão no local pretendido para o segmento de trava-mento 1, rebaixado radialmente para fora do limite da cavi-dade 45 para criar um efeito de fulcro mais suave, ou tipocame, ou outro efeito. O segmento de travamento 1 é constru-ido e orientado de uma maneira tal a dar ao segmento de tra-vamento 1 bastante liberdade rotacional dentro do canal anu-lar 47 e da folga anular 60 para acomodar a entrada da ponta70 na cavidade 49. Com a modalidade particular mostrada, porcausa dos perfis do calcanhar 12 e do canal anular 47 acasa-lados de forma justa, a rotação radialmente para fora do de-do 13 à medida que ele pivota no fulcro de inserção 46 podeser limitada pelo contato entre o freio de inserção 5 (quepode ser coincidente com a quina externa 4) e uma parede decanal 47. Além de outras razões, os inventores desenharam osegmento de travamento 1 desta maneira para tirar vantagemda melhor retenção da gaxeta 30 no canal anular 47 possibi-litado pela rotação de frenagem do segmento de travamento 1na inserção. A configuração mostrada permite rotação sufici-ente para permitir inserção da ponta 70 sem extrusão ou goi-vadura da superfície da ponta 70. Em algumas aplicações, ousuário pode querer fornecer um ajuste mais firme, mesmo umque faça tal goivadura ou sucateamento, a fim de asseguraruma mordida prematura do dente 7 na ponta 70.

A seguir à inserção, forças propulsoras e outrasforças que tendem a impelir a separação da bolsa 4 0 e daponta 70 tipicamente farão com que a ponta 70 se desloquenuma direção de extração (por exemplo, ao longo da direçãoda seta 63) em relação à bolsa 40. Em virtude da pressão e-xercida pelo bulbo 32 da gaxeta 30, o dente 7 ficará em pro-ximidade com a ponta 70, se não em contato direto. Em umamodalidade, o dente 7, no estado descomprimido da gaxeta 30,já fica exposto. Esta exposição pode ser pela saliência apartir da superfície da gaxeta 30, ou por um ligeiro rebai-xamento abaixo da superfície, em combinação com a ausênciade material de gaxeta cobrindo os dentes. Uma modalidade al-ternativa apresenta o dente 7 ligeiramente rebaixado dentroda gaxeta 30, e coberto por uma membrana ou camada delgadade material compressível ou perfurável, desde que a profun-didade e colocação do dente 7 estejam adaptados para assegu-rar encaixe entre o dente 7 e a ponta 70 pela compressão dagaxeta 30. Na configuração mostrada, o segmento de travamen-to 1 possui uma pluralidade de dentes 7, as pontas dos quaisficam arranjadas em um relacionamento arqueado. O relaciona-mento arqueado melhora a capacidade de pelo menos um dente 7morder a ponta 70, a despeito de qualquer variação na cir-cunferência da ponta 70 ou das dimensões internas da bolsa40. Isto se dá porque uma maior folga anular (freqüentementeatribuída a tolerâncias de fabricação) fará com que o seg-mento de travamento 1 no conjunto seja rotacionado em dire-ção a um ângulo de encaixe menos agudo 62 do que existe numainstalação com uma ponta maior 70. Dado ao relacionamentoarqueado dos dentes 7, mediante tal rotação do segmento detravamento 1, os dentes próximos à extremidade do dedo 13rotacionam em contato com a ponta 70. A configuração arquea-da impele ainda pelo menos dois dentes 7 para ficar em con-tato com a ponta 70, independente da rotação do segmento 1,em virtude de uma linha reta poder ser traçada entre doisdentes adjacentes quaisquer 7.

Em resposta aos movimentos de extração da ponta70, o segmento de travamento 1 tentará se deslocar em umadireção de extração juntamente com a ponta 70, mas o movi-mento axial de todo o corpo do segmento de travamento 1 éprevenido pela pressão do freio 12 contra a primeira parede43. O segmento de travamento 1 então rotaciona, de maneiratal que o dedo 13 se desloque radialmente para dentro em di-reção à ponta 70. À medida que segmento de travamento 1 damodalidade mostrada rotaciona, a inclinação do freio 12 per-mite que a parte do segmento de travamento 1 deslize paracima contra a parede do canal anular 47, prevenindo ligaçãoprematura. A rotação do segmento de travamento 1 é provocadamesmo na ausência de um encaixe pré-existente do dente 7 coma ponta 70 por causa do atrito entre a ponta 70 e o bulbo 30no qual o segmento de travamento 1 fica disposto. Se não jáem encaixe de mordida, à medida que tal rotação continua, odente 7 encaixa com a ponta 70, escavando a superfície daponta 70. Assim, a continuidade do movimento da ponta 70provoca a rotação concomitante radialmente para dentro dodedo 13. Técnicos habilitados entenderão que o relacionamen-to entre a força das pressões de força axial na ponta 70 poreste processo é transferido em parte para uma força radialpara dentro entre a ponta 70 e o segmento de travamento. Anatureza dinâmica do relacionamento resulta numa maior mor-dida, ou escavamento do dente 7, na ponta 70, â medida queas pressões aumenta. Até um certo ponto, esta maior pressãoradial é desfavorável, já que maior pressão radial e a mor-dida do dente 7 assim exercida podem ser necessárias em res-posta às maiores forças de extração radiais. Entretanto, de-ve-se entender que cada ponta 70 terão um patamar de pressãoradial sustentável máximo, acima do qual as pressões radiaisexercidas pelo segmento de travamento 1 farão ou tornarãoprovável uma penetração completa da ponta 70 pelo segmentode travamento 1, e assim a falha da junta. Conforme descritoa seguir, o arranjo do segmento de travamento 1 em conjuntocom a bolsa 40 previnem que tais pressões na corrente inven-ção sejam excedidas.

O freio 12 do segmento de travamento 1 se ajustadentro do canal anular 4 7 de uma maneira tal que ele tenhaliberdade rotacional limitada. Mediante rotação do dedo 13radialmente para dentro, entende-se que o freio 12 tambémrotaciona. Por causa dos limites do canal anular 47, a rota-ção do freio 12 é impedida pela restrição do freio entre aprimeira parede 43 e a segunda parede 41. Conforme mostrado,o cotovelo de frenagam 2 é forçado, durante esta restrição,contra a primeira parede 43, e o freio dianteiro 3 é forçadocontra a segunda parede 41, resultando numa posição freadado segmento 1. Deve-se entender que, embora o freio diantei-ro 3 e o cotovelo de frenagem 2 estejam mostrados nas figu-ras como pontos finais no lado de dentro 14 e no lado defora 11 do freio 12, a invenção não está limitada desta for-ma. Tanto o freio dianteiro 3 como o cotovelo do freio 2,como ambos, podem ter protuberâncias em seus respectivos Ia-dos, não necessariamente localizadas nas quinas, desde queelas sejam capazes de se restringir entre a primeira paredee a segunda parede em resposta à rotação. Adicionalmente,dadas as variações nos diâmetros da ponta e da bolsa sofri-das em aplicações no mundo real, algumas configurações defreio 12 com um perfil mais arredondado podem ter um freiodianteiro 3 ou cotovelo de frenagem 2 de precisão discreto,desde que a rotação do freio 12 faça com os pontos se enter-rem entre a primeira parede e a segunda parede. Pela opera-ção desta restrição, a rotação do freio 12 é impedida; porsua vez, conforme ficará agora evidente, a rotação de todo osegmento de travamento 1 é impedida (exceto, talvez, peladeformação que pode ocorrer no segmento de travamento 1 ouna primeira parede 43 ou segunda parede 41). À medida que arotação do segmento de travamento 1 não pode continuar, aspressões radiais exercidas pelo dedo 13 na ponta 70 não au-mentarão, a despeito de um aumento nas pressões de forçaaxiais. O contraste é traçado no contínuo aumento na pressãoradial que poderia ser esperado na ausência de um mecanismode frenagem rotacional. A invenção pode ser usada para fazercom que o platô para esta linha de pressão, se representadograficamente, ocorra abaixo de uma pressão na qual a ponta700 seja considerado provável falhar.

Conforme descrito, por meio da frenagem rotacio-nal, as pressões radiais para dentro na ponta 70 podem sertampados. De fato, o mecanismo de restrição preceituado aquifará com que um segmento 1 crie rotação no seu ponto rotaci-onal desejado máximo, mesmo na ausência de uma ponta. Mate-maticamente, a despeito do tampamento das pressões radiaispela restrição, as forças no sistema devem permanecer nu-las. Com efeito, os inventores acreditam (sem querer se li-mitar à teoria) que o efeito cantiléver da restrição multi-plica as forças axiais aplicadas pelo segmento de trava-mento 1 na primeira parede 43 para deslocar as forças nãotransferidas em pressões radiais na ponta 70, embora se re-conheça que o sistema seja suficientemente dinâmico com múl-tiplas variáveis que este mecanismo pode nem sempre ou sim-plesmente estar em jogo.

Na modalidade mostrada, o perfil do freio 12 écomplementar ao perfil interno do canal anular 47. Técnicoshabilitados entenderão, com referência às reivindicações e àdiscussão anterior, que os perfis não precisam se acasalarprecisamente, nem mesmo aproximadamente, desde que o freio12 seja ajustado no canal anular 47 de uma maneira tal a serestringir entre a primeira parede 43 e a segunda parede 41ao se alcançar uma rotação máxima. Além do mais, técnicoshabilitados entenderão que, embora a primeira parede 43 e asegunda parede 41 estejam aqui discutidas como se elas fos-sem paredes discretas do canal anular 47, as paredes podemser defasadas ou podem ter separações radiais variadas. Atítulo de exemplo, a figura 1 mostra a primeira parede 43coincidente com a face interna da virola da bolsa 44. Con-forme ainda mostrado nesta figura, o cotovelo de frenagem 2realmente estaria em cantiléver numa parte da primeira pare-de 43 que está estendida mais radialmente para dentro do quequalquer ponto existente na segunda parede 41. É possívelque uma configuração de bolsa possa ter uma parede que seestende radialmente deslocada do canal anular 47. Em taiscasos, a parede radial deslocada será considerada uma exten-são da primeira parede 43, mesmo se ela estiver deslocadaaxialmente da primeira parede 43.

Deve-se notar que, na modalidade mostrada, o eixode rotação do segmento de travamento, durante a inserção,fica localizado no fulcro de inserção ou em torno dele 46,enquanto o eixo de rotação ocorre num ponto diferente duran-te a extração. Mais particularmente, os inventores acreditamque o eixo de rotação durante a extração seja um eixo "flu-tuante" que fica localizado no próprio freio 12. Esta carac-terística flutuante do eixo permite que o segmento de trava-mento procure sua própria orientação para travar pontas ebolsas com tolerâncias variadas (por exemplo, situações emque a folga anular 60 varia entre uma junta e a seguinte). Epossível que em algumas instalações, a quina externa 4 nuncapossa entrar em contato com qualquer parte do canal anular47. Alternativamente, em instalações mais apertadas (por e-xemplo, mangueira com uma folga anular mais estreita 60), aquina externa 4 pode entrar em contato com o término do ca-nal 42 e pode ainda agir como um carne em alguns aspectos. Emoperação normal, a modalidade mostrada não tira vantagem oexibe nenhuma ação tipo carne fora do canal anular. Alem dis-so, o segmento de travamento 1 da corrente invenção não re-quer nenhuma superfície de bolsa especial à frente do freio12 que exerça qualquer pressão radial para dentro ou que re-sista ao movimento axial para fora do segmento de travamento 1.

Comentários Conclusivos

O exposto representa certas modalidades exemplaresda invenção selecionados para preceituar os princípios eprática da invenção de forma geral aos técnicos habilitadosque possam usar suas tecnologias padrões para fazer essasmodalidades ou variações com base na tecnologia da indús-tria, mantendo-se ainda no escopo e prática da invenção, bemcomo dos preceitos inventivos desta divulgação. O inventorsalienta que a invenção tem inúmeras modalidades partícula-res, cujos escopos não devem ser restritos ainda mais alémdas possibilidades das reivindicações. A menos que de outraforma especificamente estabelecida, o requerente, pelo usoconsistente de qualquer termo na descrição detalhada em re-lação a uma modalidade ilustrativa, querer limitar o signi-ficada desse termo a um significado particular mais restritodo que o entendido para o termo de maneira geral.

Claims (9)

1. Conjunto de bolsa para conectar tubos telesco-picamente instalados, CARACTERIZADO pelo fato de que compre-ende :a. uma bolsa com uma primeira superfície interiore uma segunda superfície interior oposta à primeira superfí-cie interior,b. um retentor posicionado dentro da bolsa,c. um segmento de travamento posicionado pelo re-tentor entre a primeira superfície interior e a segunda su-perfície interior, o segmento de travamento compreendendo umfreio e um dedo radialmente para dentro, o dito dedo compre-endendo pelo menos um dente adaptado para encaixar uma pon-ta, o dito dedo sendo livre de protuberâncias radiais parafora capazes de afetar o movimento axial do segmento de tra-vamento, e o dito freio tendo um perfil tal que, com uma ro-tação máxima, o freio é restringido entre a primeira super-fície interior e a segunda superfície interior, por meio doque o segmento de travamento tem uma liberdade rotacional Ii-mitada.

2. Junta para conectar tubos telescopicamente ins-talados que compreende uma bolsa, uma ponta parcialmentedisposta dentro da bolsa, um segmento de travamento dispostoanularmente entre a bolsa e a ponta, e um retentor para man-ter o dito segmento de travamento na bolsa durante a monta-gem, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito segmento de tra-vamento é adaptado para rotacionar na ausência de um eixogeométrico de rotação fixo no encaixe de travamento entre abolsa e a ponta em resposta ao movimento da ponta para forada bolsa, e ainda em que o segmento de travamento é adaptadopara resistir à rotação além de uma rotação máxima desejadarestringindo-se entre uma primeira superfície da bolsa e umasegunda superfície da bolsa.

3. Junta para conectar tubos telescopicamente ins-talados, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende uma bol-sa, uma ponta parcialmente disposta dentro da bolsa, uma ga-xeta disposta entre a bolsa e a ponta, e um segmento de tra-vamento disposto pelo menos parcialmente dentro da dita ga-xeta, a bolsa tendo um canal anular ligada por uma primeiraparede, em geral, radial, uma segunda parede, em geral, ra-dial, e uma terminação, o dito canal sendo capaz de receberpelo menos uma parte da dita gaxeta, o dito segmento de tra-vamento sendo parcialmente disposto dentro do dito canalanular e rotacionável entre uma posição de descanso e umaposição freada, em que uma parte do dito segmento de trava-mento disposta dentro do dito canal anular é adaptada parase restringir entre a primeira parede e a segunda paredepara evitar rotação além da posição freada, e em que uma se-gunda parte do segmento de travamento fica disposta fora docanal anular e é livre de contato com a bolsa, quando encai-xada com uma ponta.

4. Gaxeta de retenção para uso para conectar her-meticamente uma ponta dentro de uma bolsa com um canal anu-lar para receber uma parte da gaxeta, CARACTERIZADA pelofato de que a gaxeta compreende um bulbo elastomérico, umcalcanhar de retenção adaptado para se acasalar com um canalanular, e um segmento de travamento que compreende um freioe um dedo, o dedo tendo um dente capaz de penetrar na ponta,o freio sendo disposto pelo menos parcialmente dentro dodito calcanhar de retenção, de maneira tal que, quando odito calcanhar de retenção for colocado no canal anular,pelo menos uma parte do freio fique disposta dentro do canalanular, parte esta que possui pelo menos dois pontos separa-dos por uma distância maior do que a largura do canal anu-lar, de maneira tal que, mediante uma rotação máxima, umprimeiro dos pelo menos dois pontos encontre resistivamenteuma primeira parede do canal anular, enquanto um segundo dospelo menos dois pontos encontre resistivamente uma segundaparede oposta do canal anular, de maneira tal que a rotaçãoseja impedida, e ainda em que a bolsa não exerça nenhumaforça radial para dentro no dedo a partir de qualquer pontofora do canal anular.

5. Segmento de travamento para uso na retenção deuma junta de encaixe de pressão, CARACTERIZADO pelo fato deque o dito segmento compreende um freio geralmente retangu-lar unido a um dedo com uma seção transversal geralmentetriangular, o freio tendo um freio dianteiro e um cotovelode frenagem em lados opostos, freio dianteiro e cotovelo defrenagem estes que ficam posicionados e adaptados para serestringirem entre superfícies opostas no interior de umabolsa, o dito dedo compreendendo ainda uma primeira superfí-cie e uma superfície dentada adaptada para encaixar uma pon-ta em resistência a movimentos extrativos da ponta da bolsa,em que o ângulo entre a primeira superfície e uma superfícieadjacente do calcanhar fica entre aproximadamente 120 e 170graus.

6. Método de controlar pressões radiais exercidasentre uma bolsa e uma ponta em uma junta, CARACTERIZADO pelofato de que compreende as etapas de:a. posicionar um segmento de travamento entre umabolsa e uma ponta,b. aumentar forças radiais entre a bolsa e umaponta basicamente pela rotação do segmento de travamento, ec. restringir uma parte do segmento entre duas su-perfícies da bolsa, por meio do que a continuidade da rota-ção do segmento é impedida.

7. Método de controlar pressões radiais, de acordocom a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a eta-pa de aumentar pressões radiais basicamente pela rotação in-clui rotacionar o segmento em torno de um eixo geométricoque fica localizado dentro do segmento.

8. Método de controlar pressões radiais, de acordocom a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a eta-pa de posicionar o segmento de travamento compreende aindaas etapas de:a. colocar o segmento dentro da bolsa, eb. rotacionar o segmento contra um fulcro no inte-rior da bolsa pela inserção da ponta na bolsa,em que ainda a etapa de aumentar as pressões radi-ais basicamente pela rotação inclui rotacionar o segmento emtorno de um eixo geométrico diferente do fulcro.

9. Método de controlar pressões radiais exercidasentre uma bolsa e uma ponta em uma junta, CARACTERIZADO pelofato de que compreende as etapas de:a. colocar um segmento de travamento dentro da bolsa, eb. rotacionar o segmento de travamento em torno deum primeiro eixo geométrico durante inserção da ponta nabolsa,c. aumentar forças radiais entre a bolsa e umaponta pela rotação do segmento de travamento em torno de umsegundo eixo geométrico que fica deslocado do primeiro eixogeométrico, ed. restringir uma parte do segmento entre duas su-perfícies da bolsa, por meio do que a continuidade da rota-ção do segmento é impedida.