BR102018009670A2 - Conjunto de conexão flangeada - Google Patents

Abstract

a presente invenção se refere a um conjunto de conexão flangeada no qual compreende um flange compacto modificado, possuindo um canal para testes de vedação externo-interno, acoplado a um componente conectante e acoplado entre o flange compacto e o componente conectante há um anel de vedação kx possuindo um raio muito próximo ao raio do conduíte. a presente invenção ainda revela a introdução de possíveis tipos de chavetas que conferem à conexão flangeada a capacidade de resistir elevadas cargas de cisalhamento e torção sem afetar seu funcionamento, resistindo ainda a carregamentos elevados de momento fletor e preservando a integridade do anel de vedação e dos fixadores.

Description

[001] A presente invenção se refere a um conjunto de conexão flangeada compreendendo um flange compacto modificado, possuindo um canal para testes de vedação externo-interno, acoplado a um componente conectante, dito conjunto compreende ainda um anel de vedação KX posicionado entre o flange compacto modificado e o componente conectante. A presente invenção ainda revela a introdução de possíveis tipos de chavetas que conferem à conexão flangeada a capacidade de resistir elevadas cargas de cisalhamento e torção sem afetar seu funcionamento, preservando a integridade do anel de vedação e dos fixadores. O conjunto de conexão flangeada, objeto da presente invenção pode ser utilizado em qualquer sistema mecânico onde seja necessária a realização de conexões de tubulações.

Histórico da Invenção [002] Conexões flangeadas com fixadores são largamente utilizadas para conectar de forma estanque conduítes de fluidos devido a suas características de serem facilmente removíveis e apresentarem em geral boa resistência a cargas cíclicas.

[003] A vedação é feita por anéis metálicos ou poliméricos posicionados na interface da conexão. Esses anéis metálicos ou poliméricos são inicialmente energizados na montagem da junta criando uma pressão de contato tal entre as faces do selo e dos componentes sendo conectados de maneira que os microcanais criados pela rugosidade de ambas as faces em contato são praticamente eliminados. Dessa forma, a resistência ao escoamento na direção radial na interface da junta torna-se tão alta que qualquer escoamento nessa

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2/16 direção é desprezível.

[004] A montagem da conexão envolve a aplicação de um nível determinado de pré-carga nos fixadores de forma a garantir a energização do selo não apenas na montagem, mas também quando cargas que tendem a separar a junta são aplicadas. Além disso, a aplicação da pré-carga induz uma compressão da junta promovendo uma combinação em paralelo das rigidezes dessa e dos parafusos na resistência de cargas trativas. Normalmente, a junta é projetada para apresentar rigidez muito superior à dos parafusos de forma que a variação de carga nesses seja pequena, reduzindo assim a propensão a falhas devido à fadiga do material.

[005] Na indústria de exploração submarina de óleo e gás, esse tipo de conexão é normalmente utilizada em ambientes altamente corrosivos, com altas amplitudes térmicas e sujeita a altos gradientes de pressão (tanto internos quanto externos) e altos carregamentos externos.

[006] Há muitos tipos de flanges sendo utilizados nessa indústria atualmente, mas certamente alguns dos mais conhecidos e utilizados são aqueles que seguem o padrão da norma API-6A. Esses flanges apresentam selos metálicos inseridos em canais de perfil axissimétrico presentes em ambos os lados da conexão. Tais canais são dispostos em uma protuberância presente na interface a qual apresenta um diâmetro externo menor do que aquele do círculo de furação. Isso garante altos valores de pressão de contato entre as superfícies dos canais e do selo, impedindo que a região da junta diretamente abaixo dos fixadores seja suportada pela face oposta da conexão.

[007] Isso causa uma flexão da aba não suportada e com a rotação da interface junta-fixadores, esses também são fletidos. A introdução de tensões adicionais devidas à flexão dos fixadores obriga esses conceitos de flange a

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3/16 utilizarem nominais de fixadores maiores e, portanto, acaba aumentando o envelope, peso e custo da conexão.

[008] Alguns projetos de conexões flangeadas, como por exemplo, os apresentados na norma norueguesa NORSOK L-005 e os comumente conhecidos como SPO Compact Flanges (Flanges Compactos SPO) da empresa Vector InternationalLtd™, South Glamorgan, Grã-Bretanha, conseguem minimizar esse efeito de flexão induzida nos fixadores sem afetar a necessária alta distribuição de pressão de contato nas proximidades do selo de vedação. Esse tipo de junta apresenta contato cônico com um diminuto ângulo (com orientação garantindo sempre um contato inicial em raio próximo ao dos conduítes), sendo a interface junta-fixadores também cônica com o mesmo ângulo. Sendo assim, à medida que a pré-carga é aplicada aos fixadores, a aba do flange é levemente fletida e o raio externo do anel de contato cresce.

[009] Ao final da aplicação, a montagem garante contato em toda a interface da junta e com isso não há uma rotação da interface com os fixadores.

[0010] Assim, esse conceito de conexão permite, para um mesmo nível de carregamentos, a utilização de nominais menores de fixadores e abas mais finas levando a uma redução de custo, envelope e peso da junta. Por esse motivo, esse conceito de conexão flangeada é comumente conhecido como Flange Compacto.

[0011] Conexões flangeadas de contato cônico de pequeno ângulo resolvem o problema de flanges com anéis de contato planos e de raios inferiores ao do circulo de furação. Contudo, as soluções existentes no mercado ainda apresentam deficiências.

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4/16 [0012] Os flanges de contato cônico disponíveis no estado da técnica apresentam selos com raios de vedação consideravelmente maiores que o raio dos conduítes, como pode ser observado na figura 1. Isso permite que a pressão do fluido aja sobre uma área maior e, portanto, gera forças de separação mais elevadas na junta. Para aplicações envolvendo altas pressões internas como aquelas da indústria offshore, esse aumento do efeito de separação obriga a especificação de pré-cargas e consequentemente nominais de fixadores maiores.

[0013] Além disso, os flanges de contato cônico disponíveis não apresentam nenhuma solução para aplicações com altas cargas cisalhantes e torcionais, onde a conexão flangeada tende a girar em relação componente conectante, devido a esforços causados pela dilatação, passagem de fluídos ou mesmo no momento da instalação, além dos carregamentos devidos ao peso das linhas durante a operação [0014] Os flanges disponíveis contam apenas com o atrito entre as superfícies em contato para resistir a esses carregamentos, uma vez que essa capacidade é excedida, tanto o selo como os fixadores podem ser comprometidos. A capacidade de resistência friccional da junta, além de altamente incerta é normalmente baixa o que impede que esses flanges sejam utilizados em aplicações com altas cargas cisalhantes ou torcionais.

Descrição resumida da Invenção [0015] A presente invenção apresenta avanços em relação às conexões flangeadas existentes, uma vez que utiliza um anel de vedação metálico ou polimérico KX ou outro similar entre as faces dos elementos conectantes possuindo um raio de vedação muito próximo ao dos conduítes, minimizando assim a força de separação dos componentes flangeados devido à pressão

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5/16 interna.

[0016] Além disso, o flange compacto da presente invenção possui um canal transpassando o flange desde a sua área externa até sua área interna, e serve para serem realizados testes de vedação das regiões de vedação metalmetal do anel com o flange e com o componente conectante.

[0017] A presente invenção ainda revela a introdução de possíveis tipos de chavetas que conferem à conexão flangeada a capacidade de resistir a elevadas cargas de cisalhamento e torção sem afetar seu funcionamento, preservando assim a integridade do anel de vedação e dos fixadores.

Breve Descrição das Figuras [0018] A presente invenção será descrita com os desenhos em anexo, os quais servem apenas para ilustrar uma realização da invenção, sem com isso significar limitações ou restrições no seu escopo. Assim:

- Figura 1 - Corte transversal de uma conexão flangeada do estado da técnica;

- Figura 2 e 2a - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção ilustrando o canal, as regiões de vedação metal-metal e as faces de contato dos componentes;

- Figura 3 - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção, ilustrando a conexão do flange ao componente conectante sem que os fixadores estejam apertados;

- Figura 3a - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção ilustrando a pequena face plana de contato;

- Figura 4 - Vista em perspectiva do anel de vedação KX;

- Figura 5 - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção ilustrando o posicionamento das chavetas em uma de

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6/16 suas concretizações;

- Figura 5a - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção ilustrando o posicionamento das chavetas em uma de suas concretizações nos componentes do conjunto de conexão flangeada separados, dispostos lado a lado;

- Figura 6 - Corte transversal do conjunto de conexão flangeada da presente invenção ilustrando outra possibilidade para o posicionamento das chavetas;

- Figura 7 - Vista em perspectiva com corte parcial ilustrando selo de vedação e chaveta tubular montados;

- Figura 8 - Vista em perspectiva explodida do conjunto de conexão flangeada;

- Figura 8a - Vista em perspectiva dos elementos do conjunto de conexão flangeada separados, dispostos lado a lado, ilustrando os rasgos de chavetas tubulares;

- Figura 9 - Vista em perspectiva do conjunto de conexão flangeada ilustrando o uso de chavetas em seu raio externo;

- Figura 9a - Vista em perspectiva dos elementos do conjunto de conexão flangeada separados, dispostos lado a lado, ilustrando os rasgos de chaveta em seus raios externos;

[0019] Embora o assunto aqui revelado seja suscetível a diversas modificações e formas alternativas, suas realizações específicas serão apresentadas a título de exemplo nos desenhos e são aqui descritas em detalhes. Deve ser entendido, entretanto, que a descrição das realizações específicas aqui ilustradas não é destinada a limitar a invenção às formas particulares reveladas, mas, ao contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentes e alternativas que estejam dentro do espírito e escopo da invenção, conforme definidos pelas reivindicações anexas.

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Descrição Detalhada da Invenção [0020] Como pode ser observado a partir das figuras em anexo, a presente invenção trata de um conjunto de conexão flangeada (100) compreendendo um flange compacto modificado (07) acoplado por meio de fixadores (31) a um componente conectante (17) onde entre o flange compacto modificado (07) e o componente conectante (17) é utilizado um anel de vedação KX (11).

[0021] O flange compacto modificado (07) compreende uma aba (12) compreendendo uma face de contato (20a) com um formato de tronco de cone possuindo uma angulação na faixa de 0,05 a 0,9 graus com a face de contato (20b) do componente conectante (17). O flange compacto modificado (07) possui ainda uma face anterior de contato (30a), paralela à face de contato (20a), que também possui um formato de tronco de cone e possui a mesma angulação da face de contato (20a), na faixa de 0,05 a 0,9 graus. Ainda, o flange compacto modificado (07) possui uma face de contato interna (65a) com perfil de tronco de cone, formando um ângulo obtuso com a face de contato (20a) e um ângulo obtuso com a superfície (68a) que por sua vez é paralela com a face de contato (20b) do elemento conectante (17). A face de contato (68a) é limitada por um lado pela face de contato (65a) e pelo outro lado pelo raio interno (22) do tubo conduíte (33). A referida face de contato (65a) possui em sua extremidade inferior uma protuberância (66) por todo o perímetro da face de contato (65a), com a função de fixar o anel de vedação (11) ao flange compacto modificado (07), de maneira que se possa fazer a movimentação axial destes componentes acoplados, de maneira que durante a montagem, o anel de vedação (11) é mantido na posição correta e não cai, permitindo uma montagem no flange compacto modificado (07) em qualquer posição, sem cair. Ainda, o flange compacto modificado (07) compreende em sua aba (12) orifícios (39a), dispostos simetricamente, onde são introduzidos os fixadores (31), o número de orifícios e fixadores podendo variar de acordo com os

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8/16 nominais e cargas do projeto. O flange compacto modificado (07) possui ainda um canal (13) de diâmetro aproximadamente de 3 mm (0,12 pol), que transpassa o flange, onde após o acoplamento, o canal (13) ficará alinhado com a câmara para testes de vedação formada pelas regiões de vedação (18), (19) e com o selo de vedação (14b) do anel de vedação (11). O flange compacto modificado (07) possui, em uma ou mais formas de concretizações do conjunto de conexão flangeada (100), pelo menos um par de rasgos de chaveta (35a) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20a) entre o raio externo e o raio interno da referida face de contato (20a). O flange compacto modificado (07), em outra concretização do conjunto de conexão flangeada (100), compreende pelo menos um rasgo de chaveta tubular (40a) localizado circundante a pelo menos um orifício (39a) onde serão inseridos os fixadores (31). O flange compacto modificado (07), em outra concretização do conjunto de conexão flangeada (100), compreende pelo menos um rasgo de chaveta (42a) no raio externo da face de contato (20a).

[0022] O anel de vedação (11) da presente invenção é um anel de vedação KX, possuindo um sulco (14a) e de forma paralela um sulco (16a) em sua região central circundando o perímetro do anel de vedação (11), o referido anel de vedação (11) sendo ainda provido de um selo elastomérico (14b) posicionado no sulco (14a) e um anel elastomérico (16b) posicionado no sulco (16a). O anel de vedação (11) possui ainda um rasgo (34) em sua face, transversal perpendicular aos sulcos (14a) e (16a), dito rasgo (34) permite a ligação entre as regiões de vedação (18) e (19), possibilitando assim, a partir da pressurização da câmara pelo canal (13) do flange compacto modificado (07), a realização de testes de vedação das duas regiões de vedação (18) e (19) e do selo de vedação (14b) do anel de vedação (11). O anel de vedação (11) possui ainda uma face de contato (65c) com perfil de tronco de cone e uma face de contato (65d) com perfil de tronco de cone em sua superfície externa ao longo do seu perímetro.

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9/16 [0023] O componente conectante (17) pode ser outro flange compacto da presente invenção, um bloco, um corpo de válvula ou outro componente mecânico ao qual se possa acoplar o flange compacto modificado (07) da presente invenção, devendo possuir uma face de contato interna (65b) com perfil de tronco de cone, formando um ângulo obtuso com a face de contato (20b) e um ângulo obtuso com a superfície (68b) que por sua vez é paralela com a face de contato (20b) do elemento conectante (17). A face de contato (68a) é limitada por um lado pela face de contato (65b) e pelo outro lado pelo raio interno (22) do tubo conduíte (33). O componente conectante (17) possui ainda em sua face de contato (20b) orifícios (39b), dispostos simetricamente, para fixação de fixadores (31), e em uma ou mais formas de concretizações do conjunto de conexão flangeada (100), possui pelo menos um par de rasgos de chaveta (35b) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20b) do componente conectante (17) entre o raio externo e o raio interno, de maneira que quando o flange compacto modificado (07) é acoplado ao componente conectante (17), os rasgos (35a) estejam alinhados aos respectivos rasgos (35b). O componente conectante (17), em outra concretização do conjunto de conexão flangeada (100), compreende pelo menos um rasgo de chaveta tubular (40b) localizado circundante a pelo menos um orifício (39b) onde serão inseridos os fixadores (31). O componente conectante (17) em outra concretização do conjunto de conexão flangeada (100) compreende pelo menos um rasgo de chaveta (42b) no raio externo da face de contato (20b).

[0024] A montagem do conjunto de conexão flangeada (100) da presente invenção compreende o acoplamento do anel de vedação metálico (11) ao flange compacto modificado (07), de maneira que ao ser realizado o acoplamento, o anel elastomérico (16b) tenha resistência para passar pela protuberância (66), sofrendo deformação no momento desta passagem, e retorne a sua forma original após a passagem, de maneira que o anel de

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10/16 vedação (11) fique fixo ao flange compacto modificado (07), tendo sua face de contato (65c) fazendo contato com a face de contato (65a). Após o acoplamento do anel de vedação metálico (11) ao flange compacto modificado (07), o referido flange compacto modificado (07) é acoplado ao componente conectante (17) por meio dos fixadores (31), de maneira que a face de contato (65b) do componente conectante (17) entre em contato com a face de contato (65d) do anel de vedação (11) e que a face de contato (20a) do flange compacto modificado (07) entre em contato com a face de contato (20b) do componente conectante (17) de maneira que o primeiro selo elastomérico (14b) esteja interfaceando as extremidades a face de contato (20a) do flange compacto modificado (07) e a face de contato (20b) do componente conectante (17). Com o aperto dos fixadores (31), o anel de vedação (11) é energizado, criando duas regiões circulares de vedação metal-metal (18) e (19), onde a primeira região de vedação metal-metal (18) compreende o contato entre face de contato (65a) do flange compacto modificado (07) e a face de contato (65c) do anel de vedação (11) e a segunda região de vedação metal-metal (19) compreende o contato entre face de contato (65b) do componente conectante (17) e a face de contato (65d) do anel de vedação (11). Ainda com o aperto dos fixadores (31), é criada uma câmara para testes de vedação, interligando o canal (13) com as regiões de vedação metal-metal (18) e (19) e com o selo elastomérico (14b), dita câmara para testes de vedação é utilizada para a realização de testes de vedação no sentido externo-interno das regiões de vedação metal-metal (18), (19) e do selo (14b). O referido selo elastomérico (14b) além da função de vedação à realização do teste de vedação da câmara para testes de vedação, também funciona como uma segunda barreira contra vazamentos. Ainda com o aperto dos fixadores (31), a face de contato (20a) da aba (12) do flange compacto modificado (07) flexiona e entra em contato completo com a face de contato (20b) do componente conectante (17) de maneira que as duas faces de contato (20a) e (20b) passam a ter a mesma angulação.

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11/16 [0025] O fato do conjunto de conexão flangeada (100) possuir o raio do anel de vedação (11) muito próximo ao do tubo conduíte (22) tem a função de que as forças de separação dos componentes flangeados devido à pressão interna sejam minimizadas.

[0026] O teste de vedação é realizado a partir da pressurização da câmara para testes de vedação, formada pelas regiões de vedação metal-metal (18) e (19) e o selo de vedação (14b), a partir da injeção de um fluido hidráulico ou gás pelo canal (13) e então verificação se a pressão diminuiu depois de certo tempo, conforme definido em norma.

[0027] Em uma outra concretização, o flange compacto modificado (07), a partir do seu interior, é provido de uma pequena face plana circular (67) anterior à face de contato (20a) com formato de tronco de cone, apenas com a função de facilitar a usinagem dos componentes.

[0028] Em uma outra concretização da presente invenção, pelo menos um par de chavetas (36) é introduzido no pelo menos um par de rasgos de chavetas (35a) e (35b), entre o acoplamento do flange compacto modificado (07) com o elemento conectante (17), podendo ser as chavetas (36) de qualquer formato, com ou sem folgas.

[0029] Em uma outra concretização da presente invenção, pelo menos uma chaveta tubular (41) é inserida nos rasgos de chavetas tubulares (40a) e (40b) entre o acoplamento do flange compacto modificado (07) com o elemento conectante (17).

[0030] Em uma outra concretização da presente invenção, pelo menos uma chaveta (42) é introduzida nos rasgos de chavetas (42a) e (42b) no raio externo tanto do flange compacto modificado (07) quanto no componente conectante

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12/16 (17) podendo ser a chaveta (42) de qualquer formato, com ou sem folgas.

[0031] A introdução das chavetas mencionadas acima tem o propósito de que os esforços torcionais introduzam pouco ou nenhum carregamento no anel de vedação e nos fixadores, preservando assim a integridade do anel de vedação e dos fixadores diminuindo o risco de dano nesses componentes e garantindo também o aumento da capacidade do conjunto de conexão flangeada (100) quanto a altos esforços cisalhantes e torcionais, resistindo ainda a carregamentos elevados de momento fletor.

[0032] Com referência a Figura 1, é ilustrada uma vista em corte de um flange compacto (01) do estado da técnica conectado a outro flange compacto do estado da técnica (01), onde um selo de vedação IX (02) é posicionado em uma ranhura de encaixe (04) a uma distância (05) do tubo conduíte (06). São utilizados fixadores (03) para juntar os flanges (01) e energizar o selo de vedação (02). A distância (05) entre o tubo conduíte (06) e o selo de vedação (02) provoca um aumenta dos esforços de separação com a passagem do fluído [0033] Com referência as figuras 2 e 2a, estas ilustram um corte transversal do conjunto de conexão flangeada (100) com os fixadores (31) apertados, onde é ilustrada a face de contato (20a) do flange compacto modificado (07) em contato completo com a face de contato (20b) do elemento conectante (17), ainda ilustra o canal (13) que transpassa o flange compacto modificado (07). Um anel de vedação metálico (11), possuindo um raio interno bastante próximo ao raio interno (22) do tubo conduíte (33), é posicionado entre o flange compacto modificado (07) e o componente conectante (17) e então é energizado com o aperto dos fixadores (31), criando duas regiões de vedação metal-metal (18) e (19). O anel de vedação possui ainda um primeiro sulco (14a) e um segundo sulco (16a) em sua região central circundando o perímetro

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13/16 do anel (11), onde um primeiro selo elastomérico (14b) é posicionado no primeiro sulco (14a) e um segundo selo elastomérico (16b) é posicionado no segundo sulco (16a). A figura 2 ainda ilustra o rasgo (34) que liga as regiões de vedação metal-metal (18) a (19), formando assim a câmera para testes de vedação. A figura 2a ainda ilustra a primeira região de vedação metal-metal (18) que compreende o contato entre face de contato (65a) do flange compacto modificado (07) e a face de contato (65c) do anel de vedação (11). A figura 2a ilustra ainda a segunda região de vedação metal-metal (19) que compreende o contato entre face de contato (65b) do componente conectante (17) e a face de contato (65d) do anel de vedação (11).

[0034] Com referência a Figura 3, esta ilustra uma parte do conjunto de conexão flangeada (100) na qual o flange compacto modificado (07) está acoplado ao componente conectante (17) sem que os fixadores (31) estejam apertados, de maneira que se possa observar a aba (12) do flange compacto modificado (07) sem estar flexionada, demonstrando assim que a face de contato (20a) possui um formato de tronco de cone possuindo uma angulação que pode variar na faixa de 0,05 até 0,9 graus (na ilustração foi utilizado uma angulação exagerada apenas visando melhorar a visualização e compreensão) em relação à face de contato (20b). A figura 3 ainda ilustra uma face anterior de contato (30a) que também possui um formato de tronco de cone e deve possuir a mesma angulação da face de contato (20a), de maneira que após o aperto dos fixadores (31), a aba (12) do flange compacto modificado (07) flexione e tanto a face de contato (20a) quanto a face anterior de contato (30a) estejam paralelas com a face de contato (20b) (possuindo a mesmo angulação), o que pode ser melhor visualizado nas figuras 2 e 7. É ilustrada ainda na figura 3, a transição (32) entre a aba (12) do flange compacto modificado (07) e o tubo conduíte (33) podendo ser a transição (32) de qualquer formato, cônico, circular, de raio de curvatura variável ou etc.

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14/16 [0035] A figura 3a ilustra uma pequena face plana circular (67) no flange compacto modificado (07) entre o anel de vedação (11) e a face de contato (20a) com formato de tronco de cone, apenas com a função de facilitar a usinagem dos componentes.

[0036] Com referência a figura 4, é ilustrada uma vista em perspectiva do anel de vedação (11), onde pode ser observado o rasgo (34), possibilitando a ligação entre as duas regiões de vedação (18) e (19) e, por conseguinte a criação da câmara para testes de vedação.

[0037] Com referência a figura 5, é ilustrada uma concretização do conjunto de conexão flangeada (100) na qual compreende pelo menos um par de rasgos de chaveta (35a) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20a) do flange compacto modificado (07) entre o raio externo e o raio interno, um par de rasgos de chaveta (35b) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20b) do componente conectante (17) entre o raio externo e o raio interno, de maneira que quando o flange compacto modificado (07) é acoplado ao componente conectante, os rasgos (35a) estejam alinhados aos respectivos rasgos (35b), e pelo menos as duas chavetas (36) ou mais estejam dispostas de maneira que estas ocupem uma porção inteira ou parcial tanto dos rasgos de chavetas (35a) quanto dos rasgos de chavetas (35b) de maneira que as chavetas (36) impeçam um possível movimento torcional relativo entre o flange compacto modificado (07) e o componente conectante (17). A introdução de pelo menos um par de chavetas (36) nos rasgos (35a) e (35b) tem o propósito de os esforços torcionais introduzam pouco ou nenhum carregamento no anel de vedação e nos fixadores, diminuindo assim o risco de dano nesses componentes e, garantindo também o aumento da capacidade do conjunto de conexão flangeada (100) quanto a altos esforços cisalhantes e torcionais.

[0038] A figura 5a ilustra os rasgos de chaveta (35a) dispostos na face de

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15/16 [0039] contato (20a) do flange compacto modificado (07) da presente invenção, a figura 5a também ilustra os rasgos de chaveta (35b) dispostos na face de contato (20b) do componente conectante (17).

[0040] Com referência as figura 6, esta ilustra um corte transversal de uma outra concretização do conjunto de conexão flangeada (100) da presente invenção, onde uma chaveta tubular (41) com ou sem folga, após a montagem do conjunto, tem uma porção inferior do seu corpo inserida em um rasgo de chaveta tubular (40b) localizado circundante ao orifício do fixador (39b) no componente conectante (17), e uma porção superior inserida em um rasgo de chaveta tubular (40a) localizado circundante ao orifício do fixador (39a). A introdução de uma ou mais chavetas tubulares (41) tem o propósito de os esforços torcionais introduzam pouco ou nenhum carregamento no anel de vedação e nos fixadores, diminuindo assim o risco de dano nesses componentes e, garantindo também o aumento da capacidade do conjunto de conexão flangeada (100) quanto a altos esforços cisalhantes e torcionais.

[0041] Com referência a figura 7, esta ilustra um corte em perspectiva de uma concretização do conjunto de conexão flangeada (100) da presente invenção onde pode se ter uma melhor observação da chaveta tubular (41), inserida na montagem entre o flange compacto modificado (07) e o componente conectante (17). Ainda pode-se ter uma melhor observação do acoplamento do anel de vedação (11) e das regiões de vedação metal-metal (18) e (19).

[0042] As figuras 8 e 8a ilustram uma vista em perspectiva de uma concretização do conjunto de conexão flangeada (100) da presente invenção onde pode se ter uma melhor observação do componente conectante (17) compreendendo os rasgos de chaveta tubular (40b) e os orifícios de fixadores (39b), as chavetas tubulares (41), o anel de vedação (11). Ainda, pode ser

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16/16 observado o flange compacto modificado (07) compreendendo os rasgos de chavetas (40a), os orifícios de fixadores (39a), o furo externo (13a) do canal (13) possuindo uma superfície achatada, apenas para facilitar a usinagem do furo do canal (13). Por fim são ilustrados os fixadores (31) e suas porcas (51).

[0043] Com referência as figuras 9 e 9a, estas ilustram uma concretização do conjunto de conexão flangeada (100) da presente invenção na qual uma chaveta (42) de qualquer formato, com ou sem folga é inserida nos rasgos de chavetas (42a) e (42b), respectivamente, no flange compacto modificado (07) e no componente conectante (17) em seus raios externos, de maneira que após o acoplamento do flange compacto modificado (07) ao componente conectante (17), os esforços torcionais introduzam pouco ou nenhum carregamento no anel de vedação e nos fixadores, diminuindo assim o risco de dano nesses componentes e, garantindo também o aumento da capacidade do conjunto de conexão flangeada (100) quanto a altos esforços cisalhantes e torcionais.

[0044] Embora a invenção tenha sido descrita em relação a um número limitado de formas de realização, os especialistas na técnica, tendo o benefício desta divulgação, apreciarão que podem ser concebidas outras formas de realização que não se afastem do escopo da invenção como aqui divulgado. Consequentemente, o âmbito da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Claims (13)

1. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA caracterizado por compreender:

- flange compacto modificado (07) compreendendo uma aba (12), dita aba (12) compreendendo uma face de contato (20a) com um formato de tronco de cone possuindo uma angulação na faixa de 0,05 a 0,9 graus com uma face de contato (20b) do componente conectante (17); uma face anterior de contato (30a), paralela à face de contato (20a), que também possui um formato de tronco de cone e possui a mesma angulação da face de contato (20a), na faixa de 0,05 a 0,9 graus; uma face de contato interna (65a) com perfil de tronco de cone, formando um ângulo obtuso com a face de contato (20a) e um ângulo obtuso com uma superfície (68a) que por sua vez é paralela com a face de contato (20b) do elemento conectante (17); uma face de contato (68a) limitada por um lado pela face de contato (65a) e pelo outro lado pelo raio interno (22) do tubo conduíte (33); uma protuberância (66) por todo o perímetro da extremidade inferior da face de contato (65a); orifícios (39a), dispostos simetricamente na aba (12), onde são introduzidos os fixadores (31); um canal (13) de diâmetro aproximadamente de 3 mm, que transpassa o flange;

- anel de vedação KX (11), possuindo um sulco (14a) e de forma paralela um sulco (16a) em sua região central circundando o perímetro do anel de vedação (11), um selo elastomérico (14b) posicionado no sulco (14a) e um anel elastomérico (16b) posicionado no sulco (16a); um rasgo (34) em sua face, transversal aos sulcos (14a) e (16a); uma face de contato (65c) com perfil de tronco de cone e uma face de contato (65d) com perfil de tronco de cone em sua superfície externa ao longo do seu perímetro;

-componente conectante (17) compreendendo uma face de contato interna (65b) com perfil de tronco de cone, formando um ângulo obtuso com a face de contato (20b) e um ângulo obtuso com a superfície (68b) que por sua vez é paralela com a face de contato (20b) do elemento conectante (17); uma

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2/5 face de contato (68a) limitada por um lado pela face de contato (65b) e pelo outro lado pelo raio interno (22) do tubo conduíte (33); o componente conectante (17) possui ainda em sua face de contato (20b) orifícios (39b), dispostos simetricamente na face de contato (20b), para fixação de fixadores (31);

em que o conjunto de conexão flangeada (100) compreende o acoplamento do anel de vedação metálico (11) ao flange compacto modificado (07) e acoplamento do flange compacto modificado (07) ao componente conectante (17) por meio dos fixadores (31), onde a face de contato (65a) do flange compacto modificado (07) entra em contato com a face de contato (65c) do anel de vedação (11), provendo uma primeira região de vedação metal-metal (18) , a face de contato (65b) do componente conectante (17) entra em contato com a face de contato (65d) do anel de vedação (11), provendo uma segunda região circular de vedação metal-metal (19) e a aba (12) do flange compacto modificado (07) flexiona, fazendo com que a face de contato (20a) entre em contato completo com a face de contato (20b) do componente conectante (17), dispondo as duas faces a mesma angulação e o primeiro selo elastomérico (14b) esteja interfaceando as extremidades da face de contato (20a) do flange compacto modificado (07) e a face de contato (20b) do componente conectante (17).

2. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por compreender uma câmara, para testes de vedação, formada entre as regiões de vedação (18) e (19) com o selo de vedação (14b) do anel de vedação (11), onde a ligação entre as regiões de vedação (18) e (19) se dá pelo rasgo (34) do anel de vedação (11), onde após o acoplamento do flange compacto modificado (07) ao componente conectante (17), o canal (13) ficará alinhado com a dita câmara.

3. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a

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3/5 reivindicação 2 caracterizado pelo canal (13) estar alinhado com a dita câmara.

4. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de possuir o raio do anel de vedação (11) muito próximo ao do tubo conduíte (22).

5. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo flange compacto modificado (07) compreender pelo menos um par de rasgos de chaveta (35a) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20a) entre o raio externo e o raio interno da referida face de contato (20a) e pelo elemento conectante (17) compreender pelo menos um par de rasgos de chaveta (35b) diametralmente opostos em qualquer lugar na face de contato (20b) do componente conectante (17) entre o raio externo e o raio interno.

6. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 5 caracterizado por compreender pelo menos um par de rasgos (35a) e pelo menos um par de rasgos (35b), alinhados, entre o do flange compacto modificado (07) e o elemento conectante (17) respectivamente, de maneira que pelo menos um par de chavetas (36) seja inserido no pelo menos um par de rasgos de chavetas (35a) e (35b), entre o acoplamento do flange compacto modificado (07) com o elemento conectante (17), podendo ser as chavetas (36) de qualquer formato, com ou sem folgas.

7. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo flange compacto modificado (07) compreender pelo menos um rasgo de chaveta tubular (40a) circundante a pelo menos um orifício (39a) onde serão inseridos os fixadores (31) e pelo elemento conectante (17) compreender pelo menos um rasgo de chaveta tubular (40b)

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4/5 circundante a pelo menos um orifício (39b) onde serão inseridos os fixadores (31).

8. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por compreender pelo menos uma chaveta tubular (41) inserida nos pelo menos um rasgo de chavetas tubulares (40a) e (40b) entre o acoplamento do flange compacto modificado (07) com o elemento conectante (17).

9. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo flange compacto modificado (07) compreender pelo menos um rasgo de chaveta (42a) no raio externo da face de contato (20a) e pelo menos um rasgo de chaveta (42b) no raio externo da face de contato (20b) do elemento conectante (17).

10. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 9 caracterizado por compreender pelo menos uma chaveta (42) inserida nos pelo menos um rasgo de chavetas (42a) e (42b) no raio externo tanto do flange compacto modificado (07) quanto no componente conectante (17) podendo ser a chaveta (42) de qualquer formato, com ou sem folgas.

11. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente conectante (17) pode ser outro flange compacto modificado (07), um bloco, um corpo de válvula ou outro componente mecânico ao qual se possa acoplar o flange compacto modificado (07) da presente invenção.

12. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela protuberância (66) fixar o anel de vedação (11) ao flange compacto modificado (07), permitindo o acoplamento do flange

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5/5 compacto modificado (07) ao componente conectante (17) em qualquer posição.

13. CONJUNTO DE CONEXÃO FLANGEADA de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por compreender um teste de vedação a partir da pressurização da câmara para testes de vedação, formada pelas regiões de vedação (18) e (19) e o selo de vedação (14b), a partir da injeção de um fluido hidráulico ou gás pelo canal (13).