BR102017000818A2 - processo para junção de tubos - Google Patents

Abstract

processo para junção de tubos. a presente invenção pertence ao campo tecnológico de tubos, juntas de tubos ou acessórios para tubos, mais particularmente, processos para junção de tubos e canais. problema a ser resolvido: entre os principais métodos atualmente utilizados para junção de tubos, especialmente em terminal de um compressor, cita-se a brasagem, a qual requer a utilização de materiais de alto custo, apresenta alto custo energético, além de possuir altos índices de retrabalho. resolução do problema: aqui é relevado um processo para junção de tubos, preferencialmente aplicado em tubos de descarga de um terminal de compressor, que provê união destes por meio de engaste mecânico e selamento da junção por meio de adesivo, sem necessidade de soldas, ligas de união onerosas, ainda sim atendo os requisitos de confiabilidade, estanqueidade e segurança para junção destes tubos.

Description

(54) Título: PROCESSO PARA JUNÇÃO DE TUBOS (51) Int. Cl.: F16L 13/16; F16L 13/10 (73) Titular(es): WHIRLPOOL S.A.

(72) Inventor(es): GERSON DE ARAÚJO; GILIAN DAL POSSO (85) Data do Início da Fase Nacional:

13/01/2017 (57) Resumo: PROCESSO PARA JUNÇÃO DE TUBOS. A presente invenção pertence ao campo tecnológico de tubos, juntas de tubos ou acessórios para tubos, mais particularmente, processos para junção de tubos e canais. Problema a ser resolvido: Entre os principais métodos atualmente utilizados para junção de tubos, especialmente em terminal de um compressor, cita-se a brasagem, a qual requer a utilização de materiais de alto custo, apresenta alto custo energético, além de possuir altos índices de retrabalho. Resolução do problema: Aqui é relevado um processo para junção de tubos, preferencialmente aplicado em tubos de descarga de um terminal de compressor, que provê união destes por meio de engaste mecânico e selamento da junção por meio de adesivo, sem necessidade de soldas, ligas de união onerosas, ainda sim atendo os requisitos de confiabilidade, estanqueidade e segurança para junção destes tubos.

FIG. 1

1/7 “PROCESSO PARA JUNÇÃO DE TUBOS”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um processo para junção de tubos, preferencialmente, aplicado em tubos da parte interna com a parte externa de um compressor, dito processo que provê união de tubos por meio de engaste mecânico como elemento de garantia de resistência a esforços mecânicos e selamento por meio de adesivo para garantir estanqueidade, sem necessidade de soldas e/ou ligas de uniões onerosas, ainda sim atendendo os requisitos de confiabilidade, estanqueidade e segurança para junção destes tubos.

Fundamentos da Invenção [002] Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, atualmente, são conhecidos diversos meios para prover união de tubos, entre as quais podemos citar: soldagem, colagem, acoplamento com elementos adicionais e etc. Neste sentido, é válido destacar que cada projeto/equipamento nos quais estas uniões de tubos são realizadas, possuem requisitos específicos os quais devem ser atendidos por cada método de junção.

[003] No que se refere, especificamente, a união de tubos de descarga de um terminal de um compressor, cita-se a utilização de um processo de junção denominado brasagem. Este processo é largamente utilizado e caracteriza-se, basicamente, por um tipo de soldagem onde se aplica uma liga de brasagem na união de metais base (que serão unidos). Esta liga de brasagem deve possuir um ponto de fusão inferior ao dos metais base, assim ao realizar o aquecimento do conjunto (com maçarico, por exemplo), a liga de brasagem funde e ao solidifica-se novamente, provê união dos metais base.

[004] Um dos pontos desvantajosos do processo de brasagem está no alto custo destas “ligas de brasagem” as quais são, normalmente, constituídas de elementos como: zinco, cobre ou prata; elementos estes de alto valor. Existe, ainda, o alto

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2/7 custo energético deste processo, principalmente para derreter a liga de brasagem.

[005] Outro ponto desvantajoso do processo de brasagem encontra-se no alto índice de retrabalho, dado ao fato de que este processo é bastante sensível, principalmente, no que se refere à montagem do conjunto e, uma vez que a liga de brasagem esteja solidificada, é virtualmente impossível reverter o processo falho, perdendose todo o conjunto que seria unido.

[006] Em continuidade ao acima explanado, verifica-se que o estado da técnica já prevê outros processos de junção de tubos, como mostrado no documento US2011094656 que descreve um método em que tubos são unidos por meio da aplicação de uma substância adesiva termicamente curável. Este método, apesar de prover junção e selagem, não garante qualquer segurança, uma vez que esforços mecânicos sofridos pelos tubos podem facilmente romper o adesivo, pois o adesivo neste caso tem função estrutural e de vedação.

[007] Ainda em relação ao estado da técnica, o documento US2009188269 descreve um método de junção que, também, faz uso de uma substância adesiva na região de junção de tubos, os quais são aplicados em sistemas de refrigeração. De forma similar ao previamente exposto, estas substâncias adesivas (sem a utilização de um elemento estrutural) não são capazes de resistir a esforços mecânicos mais contundentes, o que levaria a falha da união.

[008] Por fim, o documento de anterioridade US2003146624 prevê um método de junção de tubos que faz uso, além de um composto adesivo, de um elemento adicional rosqueável disposto sobre a região de união. Apesar deste elemento adicional, supostamente, garantir segurança mecânica na junção, deve-se relevar o custo envolvido na aquisição de uma peça suplementar, além da complexidade na montagem do conjunto. Ademais, em equipamentos de dimensões reduzidas (como em compressores) esta solução não seria aplicável, haja vista o espaço requerido para montagem e encaixe deste elemento adicional.

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3/7 [009] Assim, e de acordo com o observado acima, o estado da técnica é falho em prover um método de junção de tubos capaz de prover confiabilidade, estanqueidade, segurança e baixo custo na junção de tubos, especialmente, aplicados em terminal de compressor.

[010] É com base nesta premissa que surge a invenção em questão.

Objetivos da Invenção [011] Assim, é um dos objetivos da presente patente de invenção revelar um processo de junção de tubos que atenda adequadamente requisitos de confiabilidade, estrutural, estanqueidade e segurança para junção destes tipos de tubos.

[012] Ainda, é um dos objetivos da presente patente de invenção revelar um processo de junção de tubos que resista a elevados esforços mecânicos aplicados na junção, sem a necessidade de adição de outros elementos estruturais para o processo de união.

[013] Ademais, é outro objetivo da patente de invenção em questão revelar um processo de junção de tubos de baixo custo energético e reduzido custo de materiais.

[014] Por fim, é objetivo da presente invenção revelar um processo para junção de tubos que possa ser aplicado em ambientes com reduzidas dimensões e em dutos de reduzidas dimensões.

Sumário da Invenção [015] Todos os objetivos da patente de invenção em questão são alcançados por meio de um processo para junção de tubos que compreende as seguintes etapas de: inserir um primeiro tubo, ao menos parcialmente, no interior de um segundo tubo de modo a definir uma região de intersecção; aplicar força de compressão em ao menos parte do perímetro da região de intersecção do primeiro tubo com o segundo tubo de modo a definir uma região de junção; aplicar um adesivo em ao menos parte do perímetro da região de intersecção do primeiro tubo com o segundo tubo.

[016] Adicionalmente, os objetivos são alcançados por meio de um processo

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4/7 em que a força de compressão aplicada em um ou mais pontos do perímetro de ao menos uma região de intersecção reduz o diâmetro do primeiro e do segundo tubo de modo a prover engastamento mecânico.

[017] Por fim, os objetivos da presente invenção, também, são alcançados por meio de um processo em que o adesivo aplicado em ao menos parte do perímetro da região de intersecção sela a dita região de intersecção.

Descrição Resumida dos Desenhos [018] A presente invenção será mais detalhadamente compreendida com base nos desenhos apensos, nos quais:

[019] A figura 1 ilustra uma vista perspectiva da junção de tubos, conforme processo da presente invenção.

[020] A figura 2 ilustra uma vista em corte da junção de tubos, conforme processo da presente invenção.

[021] A figura 3 ilustra vista de concretizações variantes da junção de tubos, conforme processo da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [022] A presente invenção passará a ser mais detalhadamente descrito e explicado com base nos desenhos apensos, que possuem caráter meramente exemplificativo e não limitativo, posto que adaptações e modificações podem ser feitas sem que, com isso, se fuja do escopo da proteção reivindicada.

[023] A presente invenção refere-se a um processo de junção de tubos, especialmente, aplicados em terminal de descarga de compressores, este processo compreendendo as etapas de: inserir um primeiro tubo 1, ao menos parcialmente, no interior de um segundo tubo 2 de modo a definir uma região de intersecção 5 entre os ditos tubos; aplicar força de compressão em ao menos parte do perímetro (em ao menos um ponto) da região de intersecção 5 do primeiro tubo 1 com o segundo tubo 2 de modo a definir, pelo menos uma região de junção 3; aplicar adesivo 4 em ao

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5/7 menos parte do perímetro da região de intersecção 5 de modo a sela a dita região de intersecção.

[024] Inicialmente, é importante notar que, na região de intersecção 5, o primeiro tubo 1 deve possuir um diâmetro menor do que o segundo tubo 2, isto porque, este primeiro tubo 1 deve ser inserido no interior do segundo tubo 2. Exceção é feita no caso em, pelo menos, um dos tubos é feito de material flexível; sendo que, para este exemplo, o diâmetro dos tubos tornam-se variáveis.

[025] Vale dizer que o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2 são, preferencialmente feitos de metal. No entanto, tubos de materiais diversos podem ser utilizados no processo aqui descrito.

[026] Como pode ser visto na figura 1, a inserção do primeiro tubo 1 no interior do segundo tubo 2 cria uma região de intersecção 5 (destacada em linhas pontilhadas) entre estes tubos. A extensão desta região de intersecção 5 pode variar de acordo com a aplicação dada aos tubos.

[027] Ainda, como pode ser visto na figura 1, uma vez que a região de intersecção 5 entre o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2 encontra-se definida; uma força de compressão é aplicada em pelo menos parte do perímetro definido pela região de intersecção 5. Esta força de compressão define, então, uma região de junção 3. A força de compressão aplicada sobre o primeiro tubo e o segundo tubo 2 deve ser capaz de reduzir o diâmetro em um ou mais pontos do primeiro tubo 1 e do segundo tubo 2. Em outras palavras, a região de junção 3, define uma área de estricção (redução do diâmetro) dos tubos.

[028] Aqui, destaca-se uma vantagem intrínseca do processo de junção da presente invenção, uma vez que a força de compressão aplicada sobre o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2 define ao menos uma região de junção 3 que, por sua vez, caracteriza um engaste mecânico (acoplamento) entre os ditos tubos. Isto porque, uma vez que o primeiro tubo 1 a e segundo 2 são comprimidos conjuntamente, ambos

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6/7 são engastados (acoplados), de modo que se torna muito difícil separá-los, mesmo com a aplicação de um esforço no sentido do eixo longitudinal destes tubos.

[029] É essencial relatar que a folga em o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2 é bastante reduzida, deste modo, atinge-se um engastamento mecânico otimizado.

[030] Preferencialmente, a força de compressão aplicada sobre o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2 deforma plasticamente estes tubos.

[031] Em especial, referindo a região de junção 3, nota-se que esta, preferencialmente, é disposta em todo o entorno do primeiro tubo 1 do segundo tubo 2. No entanto, é fato notar que a referida região de junção 3 pode ser aplicada em apenas parte do perímetro dos tubos, dependendo da aplicação de será dada a estes.

[032] Adicionalmente, é importante destacar que diversas regiões de junção 3 podem ser providas na região de intersecção 5 do primeiro tubo 1 com o segundo tubo 2, sendo que cada região de junção 3 define uma área adicional de engastamento entre os tubos.

[033] No que se refere a força de compressão, esta pode ser aplicada com auxílio de ferramenta de prensagem, máquina de estricção, alicate de crimpagem ou qualquer outra ferramenta ou equipamento adequado para este fim.

[034] Em uma realização preferencial, a força de compressão é aplicada por um método denominado redução de diâmetro podendo ser por meio de roletagem, crimpagem, no qual um elemento mecânico é usado para exerce a força de compressão sobre os tubos que são, então rotacionados para que a região de junção 3 seja provida em todo o entorno dos tubos.

[035] Ainda, referindo-se a figura 1, nota-se que, além do engastamento do primeiro tubo 1 com o segundo tubo 2, um adesivo 4 é aplicado na região de intersecção 5. Especialmente, o adesivo 4 é aplicado entre a região de junção 3 e o limite da região de intersecção 5.

[036] A função principal deste adesivo 4 é selar a região de intersecção 5, de

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1Π modo que a união dos tubos seja estanque, ou seja, não deve haver vazamento de quaisquer fluidos que percorram o primeiro tubo 1 e o segundo tubo 2.

[037] Em uma realização preferencial, o adesivo 4 é do tipo anaeróbico, no entanto, diversos tipos de elementos adesivos ou substâncias adesivas podem ser utilizados, dependendo da aplicação que será dada para os tubos. O tempo de cura pode ser acelerado através de processo ultravioleta ou similar.

[038] Ademais, é essencial relatar que o processo de junção, conforme descrito na presente invenção pode ser aplicado em uma pluralidade junções de tubos seriados, não estando restrito a junção de apenas dois tubos.

[039] Por fim, é importante destacar que o processo de junção de tubos da presente invenção é especialmente aplicado a tubos de descarga de um terminal de compressor.

[040] Com base em todo acima exposto, e tendo em mente as diversas realizações plausíveis para a invenção ora proposta, vê-se que a presente invenção apresenta um processo de junção de tubos que suplantam os problemas relatados no estado da técnica e apresenta vantagem intrínsecas para a aplicação a qual se destina.

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Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para junção de tubos CARACTERIZADO por compreender as etapas de:

   - inserir um primeiro tubo (1), ao menos parcialmente, no interior de um segundo tubo (2) de modo a definir uma região de intersecção (5);

   - aplicar força de compressão em ao menos parte do perímetro da região de intersecção (5) do primeiro tubo (1) com o segundo tubo (2) de modo a definir uma região de junção (3);

   - aplicar um adesivo (4) em ao menos parte do perímetro da região de intersecção (5) do primeiro tubo (1) com o segundo tubo (2).
2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro tubo (1) possui, na região de intersecção (5), um diâmetro menor do que o segundo tubo (2).
3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a força de compressão aplicada em ao menos parte do perímetro da região de intersecção (5) reduz o diâmetro do primeiro tubo (1) e do segundo tubo (2).
4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a força de compressão aplicada em ao menos parte do perímetro da região de intersecção (5) provê engastamento mecânico entre o primeiro tubo (1) e o segundo tubo (2).
5. 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o adesivo (4) é anaeróbico com o tempo de cura acelerado através de processo ultravioleta ou similar.
6. 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o adesivo (4) sela a região de intersecção (5) do primeiro tubo (1) com o segundo tubo (2).
7. 7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo

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   2/2 fato de que a força de compressão é aplicada por ferramenta de prensagem, máquina de estricção, alicate de crimpagem, ou similar.
8. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ser aplicado em uma pluralidade junções de tubos seriados.
9. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ser aplicado para junção de tubos de descarga de um terminal de compressor.

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