BR112014016012B1

BR112014016012B1 - Encaixe que compreende uma parede de tubo de metal que forma uma parte cilíndrica do tubo e uma parte de canal de anel-o anular adjacente, método de formação de um encaixe, e método de formação de uma conexão de tubo

Info

Publication number: BR112014016012B1
Application number: BR112014016012-0A
Authority: BR
Inventors: Bradley Arment; Michael Joseph Duggan; Forrest Nixon; Michael J. Wilson
Original assignee: Rls Llc
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2021-12-07
Also published as: PL2629902T3; ES2712807T3; US20150362098A1; EP3428497B1; US9145992B2; JP2015513641A; CN109967635A; US9638361B2; ES2899456T3; BR112014016012A8; AU2012362443B2; ES2707002T3; EP3255328A1; CN104136143A; EP2629902A1; PL3255328T3; BR112014016012A2; EP2629902A4; US20130167357A1; EP3255328B1

Abstract

encaixe de conjunto de linha de refrigeração e método de uso do mesmo para unir linhas de refrigeração umas às outras. a presente invenção refere-se a um encaixe de corrugação que compreende uma parede de tubo de metal que forma uma parte cilíndrica do tubo e uma parte de canal de anel-o anular adjacente. a parede do tubo tem uma primeira espessura de parede ao longo da parte cilíndrica do tubo e uma segunda espessura de parede ao longo de pelo menos uma parte da parte de canal de anel-o. a segunda espessura de parede é menor do que a primeira espessura de parede. a parte cilíndrica do tubo e o canal de anel-o são configurados e adaptados para circundar uma parte de extremidade cilíndrica de um tubo quando tal parte de extremidade do tubo é inserida no encaixe.

Description

Referência Remissiva a Pedidos de Patente Correlatos

[001] O presente pedido de patente reivindica o benefício da data de depósito do pedido de patente provisório n°. de série 61/609.039, depositado em 09 de março de 2012, e do pedido de patente provisório n°. de série 61/580.993, depositado em 28 de dezembro de 2011, os quais são aqui incorporados a título de referência em suas totalidades. Declaração a Respeito de Pesquisa ou Desenvolvimento com Patrocínio do Governo Federal

[002] Não aplicável. Apêndice

[003] Não aplicável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[004] A presente invenção refere-se a encaixes para fixar conjuntos de linha a unidades de HVAC internas e externas e para unir componentes de refrigeração. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a encaixes de corrugação que podem ser usados para fixar duas extremidades de tubo convencionais uma à outra. Os encaixes de corrugação são especificamente adaptados e configurados para conectar de maneira vedável os tubos que estão sob uma pressão significativa (tais como os tubos em HVAC e outros sistemas refrigerantes de alta pressão). Antecedentes Gerais

[005] É prática comum utilizar o cobre, o alumínio, ou outro tubo apreciavelmente maleável em sistemas de refrigeração. Embora as técnicas de soldagem convencionais possam ser usadas para unir alguns de tais tubos (tubos de cobre em particular), a soldagem ou a brasagem podem ter desvantagens. Por exemplo, a soldagem/brasagem envolve tipicamente o uso de uma tocha, o que cria um risco de incêndio inerente. Isto pode ser problemático ou proibido nas situações em que tubos de alta pressão precisam ser unidos nos edifícios quando tais edifícios estiverem abertos ao público. Além disso, o alumínio de soldagem/brasagem, quando possível, é difícil e em geral considerado não prático para a união de linhas de refrigeração e HVAC. Além disso, o calor da operação de brasagem/soldagem causa frequentemente uma oxidação nas superfícies internas de tais tubos, a menos que o instalador tome medidas adicionais para evitar tal oxidação (por exemplo, ao fluir um gás de purga tal como o nitrogênio através do tubo enquanto aplica calor).

[006] O uso de encaixes de corrugação para unir extremidades de tubos é uma alternativa conhecida para a soldagem/brasagem em aplicações de baixa pressão. Embora muitas técnicas de corrugação tenham sido usadas para unir vários tipos de tubos em várias circunstâncias, as pressões relativamente altas associadas com as linhas de refrigeração e HVAC tornam difícil a obtenção de conexões sem vazamentos. Além disso, em muitas conexões de alta pressão, tais encaixes de corrugação devem sustentar as cargas de tensão axiais induzidas pela pressão. Tais cargas axiais e pressões internas podem fazer com que as extremidades do tubo deformem e se separem do encaixe de corrugação. Tal separação é particularmente difícil de impedir quando os tubos são apreciavelmente maleáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] Os encaixes de corrugação de acordo com a presente invenção incluem os encaixes de luva que deslizam sobre as margens de extremidade postas de dois tubos que estão sendo unidos. De modo geral, cada encaixe de luva compreende um par de canais de anel-O internos que são espaçadas das extremidades do encaixe. Cada um dos canais de anel-O é adaptado e configurado para receber um anelO elástico que deforma contra a margem de extremidade do respectivo tubo dos dois tubos para formar uma vedação de alta pressão. Cada luva também pode compreender uma protuberância interna que é formada centralmente entre as extremidades do encaixe. A protuberância interna serve como um "retém" que limita a distância até a qual a margem da extremidade de um tubo pode ser inserida no encaixe. As margens de extremidade fora do encaixe dos anéis-O são configuradas e adaptadas para ser corrugadas radialmente para dentro para se deformar desse modo junto com os tubos inseridos no encaixe. Essa deformação cria uma geometria de travamento entre o encaixe e os tubos que impede que os tubos sejam puxados para fora do encaixe. A resistência ao desencaixe de uma conexão feita ao usar um encaixe da invenção pode ser aumentada ao corrugar o encaixe de uma maneira que cause uma deformação plástica adicional nas regiões de corrugação do encaixe. O trabalho de deformação plástica endurece as regiões corrugadas do encaixe e desse modo torna tais regiões do encaixe menos maleáveis após a corrugação. Caso desejado, várias faixas de corrugação podem ser formadas durante a operação de corrugação na extremidade do encaixe para aumentar a extensão da geometria de travamento.

[008] Além disso, um encaixe de corrugação de acordo com a invenção pode ser formado fora da extremidade de um tubo de uma maneira tal que o encaixe é uma parte integral e monolítica do tubo que é adaptado para receber a extremidade de outro tubo.

[009] Outras características da invenção são indicadas na descrição detalhada a seguir e nas figuras dos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] As Figuras 1(a), 1(b) e 1(c) ilustram vistas em seção transversal (paralelas ao eixo central) de vários estágios da formação de uma modalidade de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção.

[0011] As Figuras 2(a), 2(b), 2(c) e 2(d) ilustram vistas em seção transversal, similares àquelas das Figuras 1(a), 1(b) e 1(c), de uma outra modalidade de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção.

[0012] As Figuras 3(a) e 3(b) ilustram vistas axiais e em seção transversal de um método de corrugação do encaixe mostrado na Figura 1(c).

[0013] As Figuras 4(a) e 4(b) ilustram vistas axiais e em seção transversal de um outro método de corrugação do encaixe mostrado na Figura 1(c).

[0014] As Figuras 5(a) e 5(b) ilustram ainda vistas em seção transversal de um outro método de corrugação do encaixe mostrado na Figura 1(c).

[0015] A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva de uma junção do tubo de acordo com a invenção.

[0016] A Figura 7 ilustra uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas que pode ser usada para corrugar os encaixes de acordo com a invenção.

[0017] A Figura 8 ilustra uma vista detalhada das mandíbulas de uma ferramenta de corrugação que tem sulcos que são configurados para aumentar o endurecimento por trabalho a frio da região corrugada de um encaixe.

[0018] A Figura 9 ilustra uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas que é usada para corrugar um encaixe de acordo com a invenção.

[0019] A Figura 10 ilustra uma vista detalhada das mandíbulas de uma ferramenta de corrugação que é destituída de sulcos.

[0020] A Figura 11 ilustra uma vista em perspectiva da junção do tubo de acordo com a invenção formada ao usar a ferramenta de corrugação mostrada na Figura 10.

[0021] A Figura 12 ilustra uma vista em seção transversal de uma outra modalidade de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção, depois que a corrugação foi executada.

[0022] A Figura 13 ilustra uma vista em seção transversal de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção após a corrugação, em que o encaixe é corrugado através de um estilo de corrugação alternativo que cria uma corrugação dupla em cada uma das extremidades opostas do encaixe.

[0023] A Figura 14 ilustra uma outra vista em seção transversal de um outro encaixe de corrugação de acordo com a invenção, em que a parede do encaixe tem uma espessura de parede não uniforme.

[0024] A Figura 15 ilustra uma vista em seção transversal de um conjunto de junção de tubo corrugado que compreende o encaixe ilustrado na Figura 14.

[0025] A Figura 16 ilustra uma vista em seção transversal de um encaixe que é idêntico ao encaixe mostrado na Figura 14, exceto pelo fato que o encaixe mostrado na Figura 16 tem múltiplas partes de canal de anéis-O em cada extremidade do encaixe.

[0026] A Figura 17 ilustra ainda uma vista dianteira de uma outra modalidade de encaixe de corrugação de acordo com a invenção, em que a parede do encaixe tem uma espessura de parede não uniforme e as extremidades do encaixe de corrugação se alargam para fora.

[0027] A Figura 18 ilustra uma vista superior do encaixe ilustrado na Figura 17.

[0028] A Figura 19 ilustra uma vista em seção transversal do encaixe ilustrado nas Figuras 17 e 18, tomada sobre a linha 19-19 mostrada na Figura 18.

[0029] A Figura 20 ilustra uma vista direita do encaixe ilustrado nas Figuras 17-19.

[0030] A Figura 21 ilustra uma vista em perspectiva do encaixe mostrado nas Figuras 17-20, e mostra a frente, o topo e os lados direitos do mesmo.

[0031] Os numerais de referência no relatório descritivo escrito e nas Figuras dos desenhos indicam os itens correspondentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0032] Uma modalidade de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção é mostrada na Figura 1(c). O encaixe de corrugação 20 é de preferência formado por uma seção reta do tubo 22, tal como mostrado na Figura 1(a). Dois canais de anel-O internos 24 são de preferência hidroformados na seção 20 do tubo intermediária às extremidades opostas 26 da seção do tubo. Isso também cria duas protuberâncias anulares 28 no exterior da seção 22 do tubo. Um recorte anular 30 também é de preferência hidroformado no exterior da seção 20 do tubo centralmente entre as extremidades opostas 26 da seção do tubo e os canais de anel-O 24. Isto cria uma protuberância anular interior 31. Os anéis-O elásticos 32 são encaixados nos canais de anel-O 24 e projetados radialmente para dentro da superfície interior principal 34 da seção 22 do tubo. Os anéis-O são de preferência formados de um material polimérico que é quimicamente compatível com o fluido particular no sistema em que o encaixe de corrugação será usado. No lugar dos anéis-O 32, uma junta pode ser moldada no encaixe (por exemplo, através de materiais termoplásticos ou outros materiais de cura). A superfície interna principal 34 da seção 22 do tubo tem de preferência um diâmetro que é igual ou apenas ligeiramente maior do que o diâmetro externo dos tubos que o encaixe de corrugação 20 é configurado para unir. Para unir um tubo de uma polegada e meia (1,27 cm) que tem uma espessura de parede de 0,032 polegadas (0,81 mm), a seção 22 do tubo tem de preferência uma espessura de parede de cerca de 0,060 polegadas (1,524 mm). A espessura de parede da parte do encaixe de corrugação 20 que se encontra entre as duas protuberâncias anulares 28 pode ser mais fina do que a espessura de parede das partes fora do encaixe de corrugação nas duas protuberâncias anulares, para conservar desse modo o material sem causar um impacto negativo no desempenho do encaixe de corrugação 20.

[0033] Outra modalidade de um encaixe de corrugação de acordo com a invenção é mostrada na Figura 2(d). Esse encaixe de corrugação 20' também é de preferência hidroformado. O encaixe de corrugação 20' é de preferência formado por uma seção reta do tubo 22' tal como mostrado na Figura 2(a), que tem um diâmetro ligeiramente menor do que o diâmetro dos tubos que ele é configurado para unir. Tal como mostrado na Figura 2(b), as margens opostas 36 da extremidade da seção 22' do tubo são alargadas radialmente para fora de modo a ter um diâmetro interno que é igual a apenas ligeiramente maior do que o diâmetro externo dos tubos que o encaixe de corrugação 20' é configurado para unir. A parte central 38 da seção 22' do tubo não é alargada e é deixada em seu diâmetro original. Tal como mostrado na Figura 2(c), dois canais de anel-O internos 24' são de preferência formados na seção 20' do tubo intermediário às extremidades opostas 26' da seção do tubo. Tal como com a outra modalidade descrita acima, isso também cria duas protuberâncias anulares 28' no exterior da seção 22' do tubo. Tal como mostrado na Figura 2(d), os anéis-O elásticos 32' são encaixados nos canais de anel-O 24' e projetados radialmente para dentro das margens de extremidade 36 da seção 22' do tubo, completando a formação do encaixe de corrugação 20'. Os anéis-O são de preferência formados de um material polimérico. E, outra vez, no lugar dos anéis-O 32', juntas podem ser moldadas no encaixe.

[0034] Ao invés da hidroformação dos encaixes, alternativamente, os encaixes de corrugação podem ser passados para tamanhos do tubo maiores do que ^" (1,27 cm) e, devido às dificuldades associadas com a formação de rolo internamente do tubo de pequeno diâmetro, os encaixes de corrugação menores podem ser formados ao usar o forjamento por compressão axial para os tamanhos de tubo menores do que ^" (1,27 cm) (naturalmente o tubo do diâmetro maior também pode ser forjado por compressão axial e, embora com dificuldade, o tubo de pequeno diâmetro pode ser conformado por chapas de rolos).

[0035] Ambas as modalidade dos encaixes de corrugação 20, 20' descritas acima são utilizadas de uma maneira similar. Dessa maneira, somente o uso do encaixe de corrugação 20 primeiramente descrito é aqui descrito nisto. No entanto, deve ser apreciado que a parte central 38 do segundo encaixe de corrugação descrito 20' satisfaz a mesma finalidade que a protuberância anular interna 31 do encaixe de corrugação 20 primeiramente descrito.

[0036] O encaixe de corrugação 20 é usado para unir tubos ao inserir inicialmente pelo menos um dos tubos 40 que estão sendo unidos no encaixe de corrugação. Cada tubo 40 é limitado quanto à distância até a qual ele pode ser inserido no encaixe de corrugação 20 pela protuberância anular interna 31, que tem um diâmetro menor do que o tubo. Isto assegura que o ponto médio entre os dois tubos 40 não seja deslocado para um ou outro lado do encaixe de corrugação 20. Isso também faz com que os anéis-O 32 comprimam radialmente para fora e exerçam uma pressão compressiva anular na superfície externa do tubo 40 e nos canais de anel-O 24, criando desse modo uma vedação de pressão. O encaixe de corrugação 20 pode então ser corrugado ao tubo 40 ao usar qualquer um de uma variedade de ferramentas e métodos de corrugação. Um método é representado esquematicamente na Figura 3(a). Esse método envolve uma ferramenta de corrugação que pressiona pelo menos três matrizes 42 radialmente para dentro no exterior do encaixe de corrugação 20 adjacente à respectiva extremidade 26 do encaixe de corrugação e para fora da placa da protuberância anular 28. As aberturas 44 entre as matrizes 42 provêm um lugar para o material do encaixe de corrugação 20 fluir enquanto o encaixe de corrugação 20 se deforma localmente sob a pressão exercida no mesmo pelas matrizes (vide as Figuras 3(a) e 3(b)). A parte do encaixe de corrugação 20 que é corrugada plasticamente deforma radialmente para dentro de uma maneira que também faz com que o tubo 40 entre as matrizes 42 deforme plasticamente de maneira uniforme e radialmente para dentro. Uma compressão uniforme em torno da circunferência do encaixe de corrugação 20 impede que o tubo inserido desmonte ou dobre, o que pode criar uma passagem de vazamento. Dessa maneira, um recorte externo 46 é formado no tubo 40 que é travado com o encaixe de corrugação 20. Isto impede que o tubo 40 seja separado axialmente do encaixe de corrugação 20 quando uma carga de tensão é exercida entre os mesmos. Com a provisão das aberturas 44 para o material do encaixe de corrugação 20 para fluir enquanto o encaixe de corrugação 20 está sendo deformado, mais deformação localizada do encaixe de corrugação ocorre do que deveria então ocorrer. A deformação maior faz com que mais endurecimento por trabalho a frio ocorra e desse modo confere ao encaixe de corrugação 20 uma maior resistência ao desencaixe. Uma vez que ambos os lados do encaixe de corrugação 20 tenham sido unidos a um tubo 40, a junção corrugada 48 (vide a Figura 6) está completa e pode ser colocada em serviço.

[0037] Outro método de corrugação do encaixe de corrugação 20 utiliza uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas 50 (mostrada na Figura 7) que é similar na operação a um cortador de parafuso composto. Tal como mostrado na Figura 8, as mandíbulas 52 do corrugador de duas mandíbulas 50 podem ser providas com as protuberâncias onduladas 54 e os rebaixos 56. Os rebaixos 56 agem de maneira muito parecida com as aberturas 44 entre as matrizes 42 no método de corrugação descrito acima. Alternativamente, tal como mostrado nas Figuras 4(a), 4(b) e 9-11, as mandíbulas 52' de uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas 50' podem ser lisas, de maneira tal que, após a corrugação, a parte deformada do encaixe de corrugação 20 forma quase um anel anular completo.

[0038] Ainda outros tipos de métodos de corrugação podem ser usados para corrugar o encaixe de corrugação 20. Por exemplo, tal como mostrado na Figura 5(a), as duas mandíbulas 52" de uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas 50" podem ser contornadas de modo a escarranchar qualquer um uma das protuberâncias anulares 28 do encaixe de corrugação 20. A parte das mandíbulas 52" que escarrancham as protuberâncias anulares 28 pode ser configurada para entrar em contato com e corrugar a protuberância anular 28, embora de preferência nem tanto quanto faz a corrugação principal fora da protuberância. Isto pode ainda comprimir o respectivo anel-O 32, o que provê uma maior capacidade de vedação por pressão. Além disso, com o escarranchar da protuberância anular 28, a protuberância anular pode servir como um mecanismo localizador para assegurar que a ferramenta de corrugação fique posicionada corretamente no encaixe de corrugação 20 durante o processo de corrugação. O contorno das mandíbulas 52" também pode compreender um recorte anular 58 imediatamente adjacente à parte das mandíbulas que é configurada e adaptada para escarranchar a protuberância anular 28 do encaixe de corrugação 20. Tal como mostrado na Figura 5(b), isso cria uma abertura anular 60 para assegurar que o degrau anular de travamento apreciável 62 ainda seja formado no encaixe de corrugação 20 e no respectivo tubo 40 inserido no mesmo, e assegura desse modo que a junção ainda tenha uma elevada resistência ao desencaixe.

[0039] Ainda outra modalidade de uma junção de corrugação é ilustrada na Figura 12. Ao invés de ser um componente separado usado para unir dois tubos, o encaixe de corrugação 70 dessa junção é formado na extremidade de um primeiro tubo 72 ou em uma saliência que é conectada a um componente de refrigeração ou HVAC. O primeiro tubo 72 pode ter um diâmetro e uma espessura iguais àqueles do segundo tubo 74 que forma a junção. Dessa maneira, o primeiro tubo 72 pode ser alargado (tal como mostrado) para formar o encaixe de corrugação. No entanto, o primeiro tubo 72 também ter simplesmente um diâmetro interno que é apenas ligeiramente maior do que o diâmetro externo do segundo tubo 74. Obviamente, esse encaixe de corrugação 70 deve requerer somente uma corrugação 76, uma vez que é formado integralmente com o primeiro tubo 72. Tal como os outros encaixes de corrugação discutidos acima, esse encaixe de corrugação 70 também compreende uma protuberância anular 78 resultante da formação de um canal de anel-O que provê um espaço de um anel-O 80. A própria corrugação 76 pode ser formada por qualquer um dos métodos discutidos acima. Além disso, e tal como mostrado, o encaixe de corrugação 70 pode ser formado de maneira tal que o encaixe de corrugação 70 tem uma espessura de parede que é maior do que a espessura de parede do restante do primeiro tubo 72.

[0040] A Figura 13 ilustra uma junção que tem um encaixe 82 similar ao encaixe mostrado na Figura 1 que foi corrugado ao usar um método alternativo que cria dois recortes anulares espaçados entre si 84 em cada uma das extremidades opostas do encaixe. O par de recortes 84 em qualquer extremidade do encaixe 82 pode ser criado separadamente ao usar uma ferramenta de corrugação duas vezes. Alternativamente, o par de recortes em qualquer extremidade do encaixe pode ser formado simultaneamente através de uma única ferramenta de corrugação configurada e adaptada para formar dois recortes anulares ao invés de um. Esse método cria ondulações adicionais na geometria de travamento entre o encaixe de corrugação 82 e os tubos 86 que estão sendo unidos pelo encaixe de corrugação. Em alguns casos, essas ondulações adicionais aumentam a tensão máxima que pode ser transferida de um dos tubos 86 ao outro através da junção. Naturalmente, tais recortes anulares duplos também podem ser formados em qualquer um dos encaixes de corrugação aqui apresentados durante o processo de união.

[0041] A Figura 14 também ilustra outro encaixe 90. Esse encaixe 90 tem uma parede 92 do tubo que varie na espessura. A parede 92 do tubo forma uma parte cilíndrica 94 do tubo e uma parte de canal de anelO anular adjacente 96 em cada uma de suas partes de extremidade opostas. Cada parte cilíndrica 94 do tubo é configurada para ser corrugada (descrito a seguir). A parede 92 do tubo tem uma primeira espessura ao longo das partes cilíndricas 94 do tubo, e uma segunda espessura de parede mais fina ao longo das partes de canal de anel-O 96 (as espessuras são espessuras de parede médias de tais regiões). A segunda espessura de parede é de preferência menor do que 82% da primeira espessura de parede. Cada parte de canal de anel-O 96 do encaixe 90 é projetada radialmente para fora em relação à parte cilíndrica adjacente 94 do tubo. A parede 92 do tubo também forma as protuberâncias posicionadoras anulares 98, cada uma das quais é adjacente a uma parte respectiva das partes cilíndricas 94 oposta à respectiva parte de canal de anel-O 96. De preferência, as protuberâncias posicionadoras 98 ficam localizadas nas extremidades terminais opostas do encaixe 90. A parede 92 do tubo também forma uma parada de inserção anular 100 que se projeta radialmente para dentro em relação às partes cilíndricas 94 do tubo. A parada de inserção anular 100 é posicionado de preferência centralmente entre as extremidades opostas do encaixe 90 e, tal como explicado a seguir, serve para impedir que um tubo seja inserido por cima ou por baixo em uma ou outra extremidade do encaixe. A parede 92 do tubo é de preferência formada de cobre ao usar qualquer uma das técnicas descritas acima. Depois que a parede 92 do tubo do encaixe 90 é fabricada, ela é de preferência recozida até um tamanho de grão na faixa de 0,005 a 0,070 mm, e com mais preferência até o tamanho de grão na faixa de 0,015 a 0,035 mm.

[0042] Antes, ao usar o encaixe 90 para unir dois tubos, um anel-O elástico 102 é posicionado em cada uma das partes de canal de anel-O 96. Com os anéis-O 102 no lugar, o encaixe 90 pode ser unido a um tubo 104 ao inserir uma parte de extremidade do tubo em uma extremidade do encaixe até que a extremidade do tubo acople a parada de inserção 100, o que impede mais inserção do tubo no encaixe e assegura que a extremidade do tubo 104 seja inserida através do respectivo anel-O. A inserção da parte de extremidade do tubo 104 no encaixe 90 comprime o respectivo anel-O 102 radialmente entre o tubo e a parte de canal de anel-O 96 do encaixe. O conjunto pode então ser corrugado, de preferência ao usar um corrugador que cria múltiplas deformações anulares 106 radialmente no conjunto (tal como mostrado na Figura 15). De preferência, o corrugador é dimensionado para encaixar com folga entre a protuberância anular criada pela parte de canal de anel-O 96 do encaixe 90 e a respectiva protuberância posicionadora 98 de maneira tal que o posicionamento apropriado das deformações anulares 106 é assegurado. As deformações anulares 106 deformam plasticamente/não resilientemente as bandas anulares da parte cilíndrica 94 do tubo do encaixe 90 e as faixas anulares adjacentes do tubo 104 radialmente para dentro, criando desse modo uma geometria de travamento entre os dois componentes. A geometria de travamento impede que o tubo 104 desacople do encaixe 90 quando há uma carga de tensão entre os dois componentes. O trabalho de corrugação endurece o cobre do encaixe 90 e do tubo 104 nas deformações anulares 106, e aumenta desse modo a intensidade da geometria de travamento. Devido à espessura diminuída da parte de canal de anel-O 96 da parede 92 do tubo em relação à espessura da parte cilíndrica 94 do tubo da parede do tubo, o processo de corrugação também faz com que a parte de canal de anel-O da parede do tubo deforme plasticamente radialmente para dentro, embora não tão drasticamente quanto as deformações anulares 106. Isto causa mais compressão radial do anel-O 102 entre o encaixe 90 e o tubo 104 inserido no mesmo. Esse processo pode então ser repetido para unir outro tubo 104 à extremidade oposta do encaixe 90. Com a pressurização interna do conjunto, o encaixe 90 irá ficar mais frequentemente sob tensão axial, o que, devido à espessura diminuída do encaixe 90 ao longo das partes de canal de anel-O 96 da parede 92 do tubo, pode fazer com as partes de canal de anel-O alonguem ligeiramente na área da parede mais fina nas partes de canal de anel-O 96, que faz com por sua vez com que a área no ápice das partes de canal de anel-O 96 se desfaçam radialmente parcialmente. Isso também comprime os anéis-O 102 entre o encaixe 92 e a extremidade dos tubos 104 inserida no mesmo, e aumenta desse modo a sua capacidade de manter a pressão. Deve ser apreciado que a condição recozida do encaixe 90 impacta o grau até o qual isso ocorre.

[0043] A Figura 16 ilustra um encaixe 90' que é idêntico ao encaixe 90 mostrado na Figura 14, exceto pelo fato que a sua parede 92' do tubo compreende múltiplas partes de canal de anel-O 96' em cada extremidade do encaixe. Dessa maneira, esse encaixe 90' é configurado para receber múltiplos anéis-O em cada extremidade do encaixe. Ao contrário das partes de canal de anel-O externas 96', as partes de canal de anel-O internas não serão deformadas plasticamente durante o processo de corrugação. No entanto, tal como as partes de canal de anel-O externas 96', a parte de canal de anel-O interna 96' é mais fina do que as partes adjacentes do encaixe 90' e irá se desfazer parcialmente enquanto o encaixe tenta se expandir axialmente sob pressão.

[0044] Deve ser apreciado que a configuração de metade do encaixe 90 mostrado na Figura 14 ou do encaixe 90' mostrado na Figura 16 pode ser formada como uma parte integral de um tubo ou um saliência que é conectado a um componente de refrigeração, HVAC, ou outro componente fluido. Desse modo, os aspectos do encaixe descrito acima não precisam ser limitados aos encaixes que são configurados para receber dois tubos separados.

[0045] Ainda outro encaixe de corrugação de acordo com a invenção é mostrado nas Figuras 17-21. Esse encaixe de corrugação 110 é idêntico na forma e na função ao encaixe 90 mostrado na Figura 14, apenas com algumas exceções. Ao contrário do encaixe de corrugação mostrado na Figura 14, o encaixe de corrugação mostrado nas Figuras 17-21, compreende as partes alargadas 112 adjacentes às suas extremidades opostas e não as protuberâncias posicionadoras anulares 98. Além disso, o encaixe 110 mostrado nas Figuras 17-21 compreende as paradas de inserção de ondulação 114, ao invés da parada de inserção anular 100 do encaixe 90 ilustrado na Figura 14. As partes alargadas 112 do encaixe 110 de preferência se alargam para fora a um ângulo entre trinta e quarenta graus a partir da linha central do encaixe, e com mais preferência a um ângulo de cerca de trinta e sete graus. Tal como com as protuberâncias posicionadoras anulares 98 do encaixe 90 ilustrado na Figura 14, as partes alargadas 112 do encaixe 110 são posicionadas de maneira tal que o corrugador irá encaixar com folga entre a protuberância anular criada pela parte de canal de anel-O 116 do encaixe 110 e pela respectiva parte alargada 112 para assegurar que o encaixe vai ser corrugado nos locais apropriados. As partes alargadas 112 também servem para proteger o encaixe 110 contra danos no evento de o encaixe ser deixado cair. Se o encaixe 110 for deixado cair, as partes alargadas 112 provavelmente irão assumir a violência do impacto e podem se deformar como consequência, mas sem afetar adversamente a funcionalidade do encaixe. Além disso, as partes alargadas 112 do encaixe 110 também facilitam a inserção de uma extremidade do tubo no encaixe. As paradas de inserção de ondulação 114 do encaixe 110 satisfazem a mesma finalidade que a parada de inserção anular 100 do encaixe 90 descrito na Figura 14, mas foi verificado que é mais fácil de formar no encaixe. De preferência há dois reténs de inserção de ondulação 114 espaçados a cento e oitenta graus um do outro, mas qualquer número, incluindo apenas um, também deve ser suficiente. Tal como o encaixe de corrugação 90 ilustrado na Figura 14, o encaixe de corrugação 110 mostrado nas Figuras 17-21 é de preferência formado de cobre recozido e endurecido com trabalho a frio localmente quando corrugado. O encaixe de corrugação pode ser corrugado a um ou mais tubos tal como descrito acima em referência aos vários outros encaixes aqui descritos.

[0046] Com qualquer um dos encaixes descritos acima, um vedante tal como Loctite® 567 pode ser aplicado à superfície interna do encaixe, antes da inserção de um tubo ou tubos no mesmo. Enquanto uma extremidade do tubo é inserida em um encaixe de que tem um vedante, o vedante é forçado axialmente para fora para a extremidade axial do encaixe quando a extremidade do tubo comprime radialmente o anel-O. O vedante é forçado ainda mais para fora quando o encaixe é corrugado. O vedante também melhora a capacidade de vedação da junção do encaixe ao tubo.

[0047] Um revestimento resistente à corrosão (por exemplo, estanho, níquel, tinta, polímero) também pode ser aplicado a qualquer um dos encaixes descritos acima para ajudar a impedir a corrosão dissimilar do metal (em particular nas situações em que um encaixe de cobre é unido a um tubo que não de cobre, tal como um tubo de alumínio).

[0048] Em vista do acima exposto, deve ser apreciado que a presente invenção supera as várias desvantagens associadas com os métodos da técnica anterior de união de tubos em conjuntos de linha de refrigeração. Os encaixes de corrugação de acordo com a presente invenção e os métodos utilizados com os mesmos podem formar junções que podem suportar pressões internas acima de 2.100 libras por polegada quadrada (14,5 MPa).

[0049] Devido ao fato que várias modificações podem ser feitas nas construções e nos métodos aqui descritos e ilustrados sem que se desvie do âmbito da invenção, pretende-se que toda a matéria contida na descrição acima ou mostrada nos desenhos anexos seja interpretada como ilustrativa e não limitadora. Por exemplo, embora alguns dos métodos descritos acima formem uma única corrugação primária em torno de uma parte anular adjacente a cada extremidade do encaixe de corrugação, múltiplas corrugaçãos podem ser formadas em torno de múltiplas partes anulares espaçadas entre si adjacentes a cada extremidade do encaixe de corrugação para prover uma geometria de travamento adicional entre o encaixe de corrugação e os tubos para melhorar desse modo a resistência ao desencaixe da junção. Isto pode ser feito em uma ação ao usar uma ferramenta de corrugação de duas mandíbulas configurada para formar uma pluralidade de corrugações simultaneamente. Além disso, deve ser apreciado que, embora os encaixes aqui descritos sejam configurados para unir dois tubos de uma maneira coaxial, um encaixe de acordo com a invenção pode ter um cotovelo ou uma dobra de modo a ser configurado para unir tubos a vário outros ângulos tais como quarenta e cinco graus ou noventa graus. Similarmente, um encaixe de acordo com a invenção pode ser um encaixe em T e/ou um redutor. Além disso, embora os encaixes de corrugação de acordo com a invenção sejam de preferência formados em uma condição recozida, isso não é necessário. Desse modo, a amplitude e o âmbito da presente invenção não devem ser limitados por nenhuma das modalidades exemplificadoras descritas acima, mas devem ser definidos somente de acordo com as reivindicações em anexo a seguir e seus equivalentes.

[0050] Também deve ser compreendido que quando são introduzidos elementos da presente invenção nas reivindicações ou na descrição acima de modalidades exemplificadoras da invenção, os termos "que compreende", "que inclui" e "que tem" devem ser de sentido irrestrito e significam que pode haver elementos adicionais além dos elementos listados. Além disso, o termo "parte" deve ser interpretado como o significado de algum ou todo o item ou elemento que ele qualifica. Além disso, o uso de identificadores tais como primeiro, segundo e terceiro não deve ser interpretado de uma maneira que impõe qualquer posição relativa ou sequência temporal entre limitações. Além disso, a ordem na qual as etapas de qualquer reivindicação do método a seguir são apresentadas não deve ser interpretada de uma maneira que limite a ordem na qual tais etapas devem ser executadas.

Claims

1. Encaixe (20) que compreende uma parede de tubo de metal que forma uma parte cilíndrica do tubo (22) e uma parte de canal de anel-O anular adjacente (24), em que a parede do tubo tem uma primeira espessura de parede ao longo da parte cilíndrica do tubo e uma segunda espessura de parede ao longo de pelo menos uma parte da parte de canal de anel-O, caracterizado pelo fato de que a segunda espessura de parede é menor do que a primeira espessura de parede, a parte cilíndrica do tubo e o canal de anel-O são configurados e adaptados para circundar uma parte de extremidade cilíndrica de um tubo quando tal parte de extremidade do tubo for inserida no encaixe.

2. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo compreende cobre.

3. Encaixe, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo é recozida até um tamanho de grão na faixa de 0,005 a 0,070 mm.

4. Encaixe, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo é recozida até um tamanho de grão na faixa de 0,015 a 0,035 mm.

5. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda espessura de parede é menor do que 82% da primeira espessura de parede.

6. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo também forma uma parte alargada (36) que se projeta radialmente para fora em relação à parte cilíndrica do tubo e que é adjacente à parte cilíndrica do tubo oposta à parte de canal de anel-O, e a parede do tubo se projeta radialmente para fora na parte de canal de anel-O em relação à parte cilíndrica adjacente do tubo, e a parede do tubo forma desse modo um berço localizador para posicionar uma ferramenta de corrugação em um local apropriado na parte cilíndrica do tubo.

7. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um anel-O elástico (32) que é acoplado com e circundado pela parte de canal de anel-O da parede do tubo.

8. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma junta moldada formada na parte de canal de anel-O da parede do tubo.

9. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo também forma uma parada de inserção (31) que se projeta radialmente para dentro em relação à parte cilíndrica do tubo, e a parte de canal de anel-O da parede do tubo fica entre a parada de inserção e a parte cilíndrica do tubo.

10. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo é formada de cobre e recozida até um tamanho de grão na faixa de 0,005 a 0,070 mm, a segunda espessura de parede é menor do que 82% da primeira espessura de parede, a parede do tubo também forma uma parada de inserção que se projeta radialmente para dentro em relação à parte cilíndrica do tubo, e a parte de canal de anel-O da parede do tubo fica entre a parada de inserção e a parte cilíndrica do tubo, a parede do tubo se projeta radialmente para fora na parte de canal de anel-O em relação à parte cilíndrica adjacente do tubo, e a parede do tubo também forma uma parte alargada que se projeta radialmente para fora em relação à parte cilíndrica do tubo e que é adjacente à parte cilíndrica do tubo oposta à parte de canal de anelO.

11. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte cilíndrica do tubo e a parte de canal de anel-O são formadas em uma primeira metade axial do encaixe e o encaixe compreende uma segunda metade axial formada pela parede do tubo que é uma imagem no espelho da primeira metade axial.

12. Encaixe, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo também forma uma parada de inserção que se projeta radialmente para dentro em relação à parte cilíndrica do tubo e que é posicionado centralmente entre a primeira e a segunda metades axiais do encaixe.

13. Encaixe, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo compreende cobre e tem um revestimento resistente à corrosão.

14. Método de formação de um encaixe como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte do tubo compreende cobre.

15. Método, caracterizado pelo fato de compreender a formação do encaixe de acordo com a reivindicação 14, e a seguir o recozimento da parede do tubo até um tamanho de grão na faixa de 0,005 a 0,070 mm.

16. Método, caracterizado pelo fato de compreender a formação do encaixe de acordo com a reivindicação 14, e a seguir o recozimento da parede do tubo até um tamanho de grão na faixa de 0,015 a 0,035 mm.

17. Método de formação de uma conexão de tubo, caracterizado pelo fato de compreender: a inserção de um comprimento de metal do tubo em um encaixe, em que o encaixe compreende uma parede do tubo de metal que forma uma parte cilíndrica do tubo e uma parte de canal de anel-O anular adjacente, a parede do tubo tem uma primeira espessura de parede ao longo da parte cilíndrica do tubo e uma segunda espessura de parede ao longo de pelo menos uma parte da parte de canal de anelO, a segunda espessura de parede é menor do que a primeira espessura de parede, o encaixe também compreende um anel-O elástico que é acoplado com e circundado pela parte de canal de anel- O da parede do tubo, o comprimento do tubo que tem uma parte de extremidade cilíndrica, a inserção da extensão do tubo no encaixe ocorre de uma maneira tal que a parte cilíndrica do tubo e o canal de anel-O do encaixe circundem a parte de extremidade cilíndrica do comprimento do tubo com o anel-O sendo comprimido radialmente entre a parte de extremidade cilíndrica do comprimento do tubo e o canal de anel-O do encaixe; a seguir, a corrugação da parte cilíndrica do tubo do encaixe radialmente para dentro de uma maneira que deforma de modo não resiliente a parte cilíndrica do tubo do encaixe e a parte de extremidade cilíndrica do comprimento do tubo de maneira tal que o encaixe e o comprimento do tubo ficam travados, e a corrugação também faz com que o canal de anel-O do encaixe deforme de uma maneira não resiliente que comprime ainda mais o anel-O entre a parte de extremidade cilíndrica do comprimento do tubo e o canal de anel-O do encaixe.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo do encaixe também forma uma parada de inserção que se projeta radialmente para dentro em relação à parte cilíndrica do tubo, a parte de canal de anel-O da parede do tubo fica entre a parada de inserção e a parte cilíndrica do tubo do encaixe, e a inserção do comprimento do tubo no encaixe compreende a inserção progressiva do comprimento do tubo no encaixe até que a parada de inserção do encaixe impeça mais inserção do comprimento do tubo no encaixe.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo também forma uma parte alargada que se projeta radialmente para fora em relação à parte cilíndrica do tubo e que é adjacente à parte cilíndrica do tubo oposta à parte de canal de anel-O, a parede do tubo se projeta radialmente para fora na parte de canal de anel-O em relação à parte cilíndrica adjacente do tubo, e a corrugação é executada ao usar uma ferramenta de corrugação que é colocada axialmente entre o canal de anel-O e a parte alargada durante a corrugação.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a parede do tubo do encaixe também forma uma parada de inserção que se projeta radialmente para dentro em relação à parte cilíndrica do tubo, a parte de canal de anel-O da parede do tubo fica entre a parada de inserção e a parte cilíndrica do tubo do encaixe, e a inserção do comprimento do tubo no encaixe compreende a inserção progressiva do comprimento do tubo no encaixe até que a parada de inserção do encaixe impeça mais inserção do comprimento do tubo no encaixe.

21. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a corrugação cria pelo menos dois recortes radiais anulares na parte cilíndrica do tubo do encaixe e na parte de extremidade cilíndrica do comprimento do tubo.

22. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a colocação de um vedante líquido curável no interior da parede do tubo do metal do encaixe antes da inserção do comprimento do tubo no encaixe.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a corrugação deforma radialmente de modo não resiliente a parte cilíndrica do tubo do encaixe mais do que no caso do canal de anel-O.