BR112015032119B1 - método de formação e método de instalação de uma junta vedada - Google Patents

Abstract

AXETA DE FIXAÇÃO NO LOCAL PARA VEDAÇÃO DE TUBULAÇÕES PLÁSTICAS, MÉTODO DE PRODUÇÃO E MÉTODO DE INSTALAÇÃO. A invenção se refere a uma gaxeta de vedação de tubos projetada para ser recebida no interior de um canal provido no interior de uma extremidade de soquete de uma extremidade de tubo plástico de sino fêmea que é montada com uma extremidade de tubo macho de acoplamento para formar uma união de tubos plásticos. O canal na extremidade de tubo plástico de sino fêmea é pré-formado durante a produção e a gaxeta é instalada em seguida. A gaxeta tem uma porção de corpo de borracha que é reforçada por uma cinta plástica dura formada como uma série de cunhas espaçadas integrais que são interconectadas por uma fita flexível. A cinta plástica dura age para impedir extrusão da gaxeta durante variações das condições de pressão, bem como impedindo deslocamento durante montagem de campo.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção se relaciona, de um modo geral, a gaxetas de vedaçãoe sistemas de vedação usados para uniões de tubos em tubulações plásticas, em que uma seção de tubo de espigão macho é instalada no interior de uma seção de tubo de soquete fêmea de acoplamento para formar uma união de tubos e, mais especificamente, a uma gaxeta aperfeiçoada, método simplificado de produção, bem como um método de instalação para uma gaxeta travada no interior de uma ranhura de gaxeta pré-formada em uma seção de tubo usada para formar uma união de tubos.

Descrição da Técnica Anterior

[0002] Sistemas de vedação de fluido para tubos de transporte de fluido plástico são usados em uma variedade de indústrias. Os tubos usados em tais sistemas são tipicamente formados de materiais termoplásticos, incluindo poliolefinas e PVC. Na formação de uma união entre seções de tubo, a extremidade do tubo de espigão ou macho é inserida no interior da extremidade de tubo fêmea ou de soquete. Um anel anular elastomérico, ou gaxeta, é tipicamente assentado no interior de uma ranhura formada na extremidade de soquete do tubo termoplástico. A medida que o espigão é inserido no interior do soquete, a gaxeta proporciona a maior capacidade de vedação para a união. Vários tipos de tecnologias de vedação foram empregados para assegurar a integridade de vedação da união de tubos. É importante que a gaxeta de vedação não seja desalojada durante a formação da união, e que a gaxeta não se torne torcida ou, de outro modo, comprometida nas aplicações de campo. É também importante que a ga- xeta não extruse fora da ranhura do tubo sob várias condições de pressão.

[0003] Os sistemas de vedação com gaxeta anteriores são conhecidos, em que uma gaxeta de borracha homogênea foi geralmente deformável, permitindo que ela seja flexionada ou encurvada pela mão, aceitando curvatura inversa, e inserida no interior de um canal interno de acoplamento formado na extremidade de tubo em forma de sino fêmea. O canal na extremidade de sino de tubo fêmea foi pré-formado usando uma ferramenta em forma de sino de mandril dobrável na facilidade de produção de tubo. Uma tentativa da técnica anterior de assegurar a integridade de tais uniões de tubos envolveu o uso de uma gaxeta de tubo tendo uma primeira região de corpo distinta formada de um material de vedação elasticamente produtível, tal como borracha, tubos envolveu o uso de uma gaxeta de tubo tendo uma primeira região de corpo distinta formada de um material de vedação elasticamente produtível, tal como borracha, ligado a uma segunda região de corpo distinta formada de um material mais rígido, tal como um plástico rígido. A intenção foi que a região de corpo rígido da gaxeta auxili-aria na retenção da gaxeta no lugar no interior da ranhura de tubo. Outras abordagens para o problema inclui o uso de um anel de borracha homogênea com uma faixa de reforço que foi inserida em uma ranhura de acoplamento provida no diâmetro interno do anel de borracha. Nos outros sistemas da técnica anterior, um corpo de gaxeta de borracha homogênea foi ligado com uma faixa de reforço interna ou externa de metal, ou plástico, ou anel. Cada uma destas soluções têm limitações críticas. Por exemplo, os compósitos de plástico/borracha da técnica anterior, as vezes, permitem a infiltração de sujeira e resíduos entre o canal de sino e o diâmetro externo da gaxeta. A região plástica, em alguns casos, reduz a área de contato superficial de borracha, as vezes, conduzindo a problemas na provisão da vedação necessária em todas as condições, incluindo alta pressão, baixa pressão e ondas cíclicas. Materiais compatíveis foram necessários quando da ligação do corpo de gaxeta de borracha homogênea com a faixa de reforço plástica. A pobre ligação resultou na separação de dois elementos. A faixa de reforço foi submetida a deslocamento e fratura no sistema de duas partes. Desse modo, em alguns casos, as soluções da técnica anterior falharam em proporcionar a integridade de união necessária, frequentemente contribuindo para a complexidade e custo da operação de produção, e instalação de campo.

[0004] No início dos anos 70, uma nova tecnologia foi desenvolvida por Rieber& Son of Bergen, Norway, referida na indústria como a "Junta Rieber". O sistema de Rieber empregava um elemento de molde combinado e anel de vedação para vedação de uma união entre a extremidade de soquete e a extremidade de espigão de dois tubos de cooperação formados de materiais termoplásticos. No processo de Rieber, uma ga- xeta elastomérica foi instalada no interior de uma ranhura interna na extremidade de soquete do tubo fêmea à medida que a extremidade fêmea ou extremidade em forma de sino estava simultaneamente sendo formada. De preferência do que utilizando uma ranhura pré-formada, o processo de Rieber proporciona uma gaxeta elastomérica pré- estressada e ancorada durante a operação de torno. Devido a gaxeta ser instalada simultaneamente com a formação da extremidade de tubo em forma de sino, um anel de reforço embutido rígido pode ser suprido como uma parte da gaxeta. Devido a ranhura de tubo ser, em um sentido, formada ao redor da gaxeta com seu anel de reforço embutido, a gaxeta foi fixamente retida em posição, e não tende a torcer ou sacudir, ou, de outro modo, permitir que impurezas entrem nas zonas de vedação da união, aumentando, desse modo, a confiabilidade da união, e diminuindo o risco de vazamentos ou possível falha devido a abrasão. O processo de Rieber é descrito nas seguintes patentes dos Estados Unidos publicadas, entre outras: Patentes dos Estados Unidos Nos, 4.120.521; 4.061.459; 4.030.872; 3.965.715; 3.929.958; 3.887.992; 3.884.612; e 3.776.682.

[0005] Apesar dos avanços oferecidos pelo processo de Rieber, a operação detorno foi um tanto complicada e custosa. Também, certas situações existem em que será desejável remover manualmente uma gaxeta, e reinstalar outra no interior de um canal pré-formado na extremidade de tubo selecionada, de preferência do que utilizando uma gaxeta integralmente instalada em que a ranhura no tubo é formada ao redor da gaxeta. Por exemplo, engenheiros municipais e de consulta especificarão elastôme- ros especializados baseados no uso final de linhas de tubo e condições do solo. Enquanto que SBR é a borracha mais comum usada na América do Norte, os engenheiros especificarão EPDM baseado em técnica de tratamento de água, e borracha de nitrila quando existe contaminação de solo com hidrocarboneto devido a gasolina ou poluição de óleo. Os distribuidores e contratantes não podem trocar as gaxetas do processo de Rieber em seu inventário de tubo.

[0006] Seria, portanto, vantajoso, ser capaz de instalar uma gaxeta do tipo tendoum elemento de reforço no interior de uma extremidade de tubo previamente em forma de sino, conforme oposto àqueles sistemas similares a sistemas de Rieber, onde a extremidade de tubo fêmea é formada sobre a gaxeta de vedação durante a manufatura da extremidade de tubo fêmea. Contudo, as gaxetas da técnica anterior com elementos de reforço estão sujeitas a quebra, e não são facilmente encurvadas ou flexionadas pela mão, geralmente, desse modo, excluindo montagem manual no campo. O tamanho e posição do elemento de reforço, que é ligado ao corpo da gaxeta, geralmente foi maior do que o diâmetro da abertura de boca da extremidade de tubo em forma de sino, apresentando uma complicação adicional para montagem.

[0007] A patente dos Estados Unidos No. 6.044.539, publicada em 4 de abril de2000, para Guzowski, e comumente cedida pela presente requerente, descreve uma máquina para inserção de uma gaxeta de "fecho à pressão", incapaz de aceitar curvatura inversa, tendo um anel de reforço embutido em uma ranhura de recebimento de gaxeta pré-formada em uma extremidade de tubo em forma de sino. Contudo, tal máquina foi bastante custosa de construir, e apresenta dificuldades em ser transportada pela mão por um operador no campo.

[0008] A presente invenção tem, como um objetivo, proporcionar uma gaxeta detubo aperfeiçoada para uso em uniãos de tubos que oferece a vantagem de uma vedação do tipo Rieber, enquanto que permite que a gaxeta aceite curvatura inversa, a ser insta-lada em uma ranhura pré-formada pela mão, ou na planta de produção, ou em uma operação de campo.

[0009] Outro objetivo da invenção é proporcionar uma gaxeta aperfeiçoada queé seguramente retida no interior de uma ranhura de tubo pré-formada, sem a necessidade de uma faixa de retenção separada.

[0010] Outro objetivo da invenção é proporcionar uma gaxeta de vedação aperfeiçoada da variedade de plástico/borracha que otimiza o contato superficial de vedação da borracha da gaxeta com o canal de sino de tubo.

[0011] Outro objetivo da invenção é proporcionar um elemento de reforço quenão é requerido para ser ligado ao elemento de borracha, consequentemente criando a possibilidade de ser produzido de uma multiplicidade de materiais.

[0012] Outro objetivo da invenção é proporcionar tal gaxeta de vedação comatributos de reforço especiais que permitem que a mesma vede sob uma variedade de condições de pressão sem ser torcida ou extrudada, ou deslocada durante montagem no campo, e ainda que pode ser instalada pela mão no canal de sino.

Revelação da Invenção

[0013] A gaxeta de vedação da invenção é uma concepção de material de borra-cha/plástico retenção por encaixe especialmente útil na vedação de tubos de PVC tendo extremidades de sino usando ferramentas de mandril dobráveis. A gaxeta é reforçada com um elemento de reforço, ou faixa, compreendida de uma série de cunhas que são interconectadas por uma fita flexível. A faixa é de preferência embutida no interior da porção de corpo de borracha da gaxeta, evitando o uso de elementos de ligação. O elemento de borracha da gaxeta proporciona a capacidade de vedação primária, enquanto que o elemento plástico aperfeiçoa a resistência a extrusão devido à pressão da água e deslocamento durante a montagem no campo.

[0014] A gaxeta aceita curvatura inversa para permitir fácil instalação em umcanal de sino de tubo pré-formado pela mão. Uma vez que a gaxeta é instalada, ela opera como uma compressão combinada e anel de vedação. Ela é de preferência instalada pelo produtor do tubo de PVC e, uma vez que instalada, é uma parte segura do tubo. A porção de borracha da gaxeta pode ser, por exemplo, SBR, EPDM, NR, etc., combinada com uma cinta plástica dura.

[0015] Em sua forma preferida, uma gaxeta de vedação de tubos é mostrada, queé designada para receber no interior de uma ranhura provida no interior de uma extremidade de soquete fêmea de um tubo termoplástico, a extremidade de soquete fêmea sendo designada para receber uma extremidade de tubo termoplástico macho de acoplamento para formar uma união de tubos. A gaxeta compreende um corpo elastomé- rico em forma de anel tendo uma porção de corpo principal formada de borracha que, quando vista em seção transversal, inclui uma região de nariz de avanço, uma região de compressão inferior, e uma região de cauda a reboque. A região de nariz de avanço se volta geralmente em direção à extremidade de soquete fêmea do tubo, uma vez que a gaxeta é inserida no interior do tubo.

[0016] A região de nariz de avanço da porção de corpo principal da gaxeta éreforçada por uma cinta plástica dura compreendida de uma série de cunhas interco- nectadas por uma fita flexível, a cinta plástica dura sendo embutida no interior da região de nariz de avanço da porção de corpo principal da gaxeta durante produção da gaxeta. Em uso, as cunhas espaçadas ao longo da fita agem para impedir extrusão e deslocamento da gaxeta a partir do canal provido na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico. A porção de corpo principal da gaxeta pode convenientemente ser formada de uma borracha natural ou sintética, por exemplo, borracha de estireno bu- tadieno, borracha de monômero de etileno propileno dieno, e borracha de nitrila. A fita de plástico dura é formada de um material plástico sintético tendo uma dureza que é maior do que a dureza da porção de corpo principal da gaxeta. O material é selecionado baseado em ter rigidez suficiente para impedir extrusão e deslocamento em uso, enquanto que sendo flexível bastante para permitir que a gaxeta aceite curvatura inversa durante instalação. O material escolhido deve também não ser tão rígido de modo a quebrar, enquanto que sendo flexionado ou encurvado.

[0017] A região de compressão inferior da gaxeta pode ser provida com umasérie de nervuras de engatamento circunferenciais para engatamento da extremidade de tubo de espigão macho de acoplamento. O corpo de gaxeta principal tem uma região de bulbo externa que pode similarmente ser provida com uma série de nervuras de engatamento circunferenciais para engatamento da extremidade de soquete fêmea do tubo. De preferência, o corpo de gaxeta principal tem uma superfície de vedação primária inferior que forma a combinação de região de borda e região de vedação de compressão para a gaxeta. A região de "borda"é separada de uma superfície de vedação convexa e porção de cauda a reboque do corpo de gaxeta por um recesso em forma de V. O recesso em forma de V permite que a região de borda do corpo de gaxeta se encurve internamente como a extremidade de espigão macho de acoplamento de uma seção de tubo de acoplamento que encontra a superfície de vedação primária da gaxeta.

[0018] Um método é também mostrado para a produção de uma gaxeta de tubode vedação designada para receber no interior de uma ranhura de tubo de sino provida no interior de uma extremidade de soquete de um membro de tubo fêmea, assentando, desse modo, a gaxeta no interior da ranhura, permitindo que um tubo macho de acoplamento tendo uma extremidade de tubo de espigão seja inserido na mesma para formar uma união de tubos contínua. O método inclui proporcionar um molde tendo uma face de primeiro molde com um recesso circunferencial. Um elemento de reforço de plástico duro, a cinta, é colocado no interior do recesso circunferencial na face de primeiro molde, a cinta plástica dura sendo formada como uma série de cunhas interco- nectadas por uma fita flexível. As cunhas cada uma tem uma borda frontal, uma borda traseira, e bordas laterais opostas, conforme vistas em seção transversal, e no qual as bordas laterais opostas se inclinam uniformemente a partir das bordas traseiras para as bordas frontais destas.

[0019] Uma segunda face de molde de acoplamento é provida que é, em seguida,unida com a face de primeiro molde, com um composto de borracha sendo injetado no recesso de molde. Calor e pressão são aplicados ao molde para formar um corpo elas- tomérico em forma de anel tendo uma porção de corpo principal formada de borracha que, quando vista em seção transversal, inclui uma região de nariz de avanço, uma região de compressão inferior, e uma região de cauda a reboque. A porção de corpo principal da gaxeta é, em seguida, curada com a cinta plástica dura contida na mesma, pelo que a região de nariz de avanço da porção de corpo principal da gaxeta é reforçada pela cinta plástica dura.

[0020] A gaxeta da invenção, enquanto que sendo reforçada pela cinta plástica dura, é, não obstante, flexível bastante para permitir que a cinta seja encurvada a um ângulo oblíquo para inserção no interior da ranhura de sino de acoplamento provida na extremidade de tubo de soquete fêmea. A gaxeta, em seguida, retorna a uma forma geralmente cilíndrica, e é segura no interior da ranhura de soquete de sino pela ação da cinta plástica dura.

[0021] Objetivos, características e vantagens adicionais serão aparentes na descrição escrita que se segue.

Breve Descrição dos Desenhos

[0022] A Figura 1 é uma vista terminal de uma seção de tubo plástico, parcialmente em corte, e mostrando uma extremidade de sino e canal, com uma gaxeta da invenção no ligar no canal, a seção de tubo macho sendo posicionada para inserção no sino.

[0023] A Figura 2 é uma vista em perspectiva da gaxeta de vedação da invenção,mostrando a cinta plástica dura com suas cunhas e fita flexível associada em linhas tracejadas.

[0024] As Figuras 3-6 são vistas simplificadas das etapas de instalação da cintaplástica dura no interior de um molde associado, o molde em seguida sendo injetado com borracha e aquecido e curado para produzir a gaxeta completada da invenção.

[0025] A Figura 7 é uma vista em corte transversal parcial lateral da gaxeta dainvenção no lugar na ranhura interna provida na extremidade de tubo de soquete de sino fêmea, a direção de curso do membro de tubo macho de acoplamento sendo mostrado em linhas tracejadas.

[0026] A Figura 8 é uma vista em corte da cinta plástica dura usada na manufatura da gaxeta da invenção, e ilustrando as cunhas que são interconectadas pela fita flexível.

[0027] A Figura 9 é uma vista de topo de uma porção da gaxeta da invenção,mostrando a colocação da cinta plástica dura, a porção de borracha do corpo de gaxeta sendo mostrada em linhas fantasmas.

[0028] A Figura 10 mostra a etapa de começo da formação de uma união de tuboscom a extremidade de tubo macho começando imediatamente a produzir contato com a gaxeta de vedação da invenção.

[0029] A Figura 11 é uma vista similar à Figura 10, mostrando uma união de tuboscompletada, com uma força de pressão externa agindo na gaxeta de vedação.

[0030] A Figura 12 é outra vista da união de tubos completada, este tempo coma gaxeta de vedação tendo uma força de pressão interna agindo na gaxeta.

Descrição da Concretização Preferida

[0031] Votando agora às ilustrações em anexo, a Figura 1 mostra a gaxeta 11 dainvenção no lugar antes da montagem de uma união de tubos. A gaxeta 11 é instalada no interior de um canal 13 provido no interior da extremidade em forma de sino 15 de uma seção de tubo fêmea do tubo termoplástico 17. A seção de tubo fêmea 17 pode ser formada de qualquer de uma variedade de materiais termoplásticos comercialmente disponíveis, tal como a família de poliolefina incluindo polietileno e polipropileno, bem como cloreto de polivinila e materiais similares. Os tubos termoplásticos deste tipo geral são usados em uma variedade de ambientes industriais incluindo água, saneamento, e indústrias químicas. A extremidade em forma de sino 15 da seção de tubo termoplástico tem uma abertura de boca 19 que é engatável com uma extremidade de espigão 23 de uma seção de tubo macho de acoplamento 25, para formar uma união de tubos. O canal de recebimento de gaxeta 13 foi pré-formado na abertura de boca do tubo 19 nas instalações de produção do tubo, como uso de uma ferramenta com mandril de alargamento colapsivel.

[0032] Uma forma particularmente preferida da gaxeta 11 que pode ser usada nométodo da invenção é mostrada em perfil na Figura 2, e em seção transversal na Figura 7. De preferência, a gaxeta 13 é um membro em forma de anel anular tendo um corpo de gaxeta principal 28 formado de um material elastomérico flexível, tal como uma borracha natural ou sintética adequada. O material elastomérico usado para formar o corpo 28 da gaxeta variará na composição dependendo da aplicação final, mas pode envolver um número de borrachas natural e sintética diferentes incluindo, por exemplo, borracha de estireno butadieno (SBR), borracha de etileno propileno dieno (EPDM), borracha de acrilonitrila-butadieno (NBR), borracha de nitrila, etc.

[0033] Voltando agora à Figura 7, o corpo de gaxeta principal 28 inclui uma superfície de vedação convexa externa 27 que, neste caso, é provida com uma série de nervuras ou serrilhamentos 29. O corpo de gaxeta principal também inclui uma superfície de vedação primária inferior 31. Na concretização preferida mostrada, a superfície de vedação primária 31 é uma face que se inclina uniformemente do corpo da ga- xeta que forma uma combinação de região de borda e região de vedação de compressão para a gaxeta. A região de borda é separada a partir da superfície de vedação convexa externa 27 e porção de cauda a reboque 30 por um recesso em forma de V (mostrado geralmente como 33 na Figura 7). O recesso em forma de V permite que a região de borda do corpo de gaxeta se encurve internamente como a extremidade de espigão macho de acoplamento de uma seção de tubo de acoplamento que encontra a superfície de vedação primária 31 da gaxeta (ver Figuras 10-12).

[0034] Voltando à Figura 7, o corpo de gaxeta principal 28 também tem umaregião de nariz de avanço, designada geralmente como 35 na Figura 7, que é inicialmente contatada pela extremidade de tubo de espigão macho de acoplamento durante a montagem da união de tubos. A região de nariz de avanço 35 se volta geralmente em direção à extremidade de soquete fêmea do tubo uma vez que a gaxeta é inserida no interior do tubo.

[0035] Com referência agora à Figura 8, será apreciado que a região de nariz deavanço da gaxeta é reforçada por uma cinta plástica dura 37 formada como uma série de cunhas espaçadas integrais (tais como cunhas 39, 41, 43) interconectadas por uma fita flexível 45. Conforme será aparente das Figuras 4 e 8, as cunhas 39 cada uma tem uma borda frontal 53, uma borda traseira 55, e bordas laterais opostas 57, 59. As bordas laterais opostas (tal como a borda lateral 59 na figura 10) se inclinam uniformemente a partir das bordas traseiras 55 para as bordas frontais 53 destas, conforme vistas nesta seção transversal. A Figura 2 mostra a cinta plástica dura reforçada com suas cunhas associadas em linhas fantasmas (ver, por exemplo, as cunhas 39, 41, 43). O corpo da gaxeta pode, desse modo, ser pensado como tendo um elemento de borracha, e como tendo um elemento plástico duro, o elemento plástico duro servindo como o elemento de reforço para o corpo da gaxeta.

[0036] Durante a produção da gaxeta, a cinta plástica dura 37 é embutida no interior da região de nariz de avanço da gaxeta durante a operação de produção da gaxeta. Conforme será explanado em maiores detalhes, as cunhas 39 na cinta plástica dura 37 agem para impedir extrusão da gaxeta a partir do canal (13 na Figura 1) providas na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico, uma vez que uma extremidade de espigão de um tubo macho de acoplamento é instalada para formar uma união de tubos.

[0037] Conforme foi anteriormente mencionado, a porção de corpo principal dagaxeta é formada de uma borracha natural ou sintética, tal como uma borracha de es- tireno butadieno, borracha de monômero de etileno propileno dieno, ou borracha de nitrila. A dureza da borracha usada para o corpo de gaxeta principal pode variar dependendo da aplicação final, mas tipicamente estará na faixa de cerca de 40-70 de dureza Shore A, de preferência, cerca de 40-60 Shore A. A cinta plástica dura 37, por outro lado, é formada de um material plástico sintético tendo uma dureza que é maior do que a dureza da porção de corpo principal da gaxeta. O material plástico sintético usado para a cinta é, de preferência, um material que mostra um reforço apropriado para aplicação à mão, enquanto que permite flexão (aceita curvatura inversa) durante instalação. A cinta pode ter uma dureza mais alta do que a porção de corpo principal remanescente da gaxeta, visto que ela não participa na função de vedação da gaxeta para a mesma extensão como a região de vedação primária da gaxeta.

[0038] Vários materiais do tipo plástico duro podem ser candidatos adequadospara uso como a cinta plástica dura. Estes materiais incluem materiais tais como poli- propileno, cloreto de polivinila, e vários "plásticos projetados". Por exemplo, um tal material é aquele plástico duro que cai no grupo da família de éteres de polifenileno modificados (PPE). Estes materiais comercialmente disponíveis têm alta resistência à calor, tornando-os adequados para moldagem por injeção ou por compressão, e são geralmente adequados para compósitos de plástico/borracha. Uma família comercialmentedisponível é a família VESTORAN® de materiais. VESTORAN® é a marca registrada de Evonik Degussa GmbH para compostos de moldagem contendo poli-2,6- dimetil-1,4-fenileno éter como constituinte polimérico (poli-fenileno éter, PPE, também referido como PPO).

[0039] O método de produção da gaxeta de tubo de vedação da invenção seráagora descrito. A gaxeta é designada para receber no interior de um canal de tubo de sino provido no interior da extremidade de soquete de um membro de tubo de sino fêmea, pelo que o ajuste da gaxeta no interior do canal permite que um tubo macho de acoplamento tendo uma extremidade de tubo de espigão, seja inserido na mesma, para formar uma união de tubos contínua. O método de produção será descrito principalmente com relação às Figuras 3-6. A Figura 3 mostra uma metade de um molde para moldagem por injeção 47 do tipo que será familiar àqueles técnicos no assunto. Con-forme pode ser visto na Figura 3, a primeira metade de molde tem uma face de primeiro molde 49 com um recesso circunferencial 51. Conforme mostrado na Figura 4, na pri-meira etapa do processo de produção, a cinta plástica dura 37 com sua série de cunhas espaçadas integrais é interconectada pela fita flexível 45 que é colocada no interior do recesso circunferencial 51. Será apreciado que a colocação das cunhas no molde como elementos distintos e individuais consumiria muito tempo. Contudo, devido aos dentes serem interconectados pela fita flexível, eles podem facilmente serem colocados no molde integralmente, em uma etapa única. Isto também assegura o espaçamento correto dos dentes individuais sobre a circunferência da gaxeta.

[0040] Em seguida, é proporcionada uma segunda face de molde de acoplamentoque é essencialmente uma imagem de espelho da face de primeiro molde. A Figura 5 mostra a cinta plástica dura parcialmente instalada na ranhura circunferencial da face de primeiro molde, enquanto que a Figura 6 mostra a cinta totalmente instalada. As primeira e segunda faces de molde são, em seguida, unidas, e o composto de borracha moldável é injetado no recesso circunferencial. Na maneira conhecida, calor e pressão são, em seguida, aplicados ao molde, para formar um corpo elastomérico em forma de anel. O calor e pressão no molde curam a porção de corpo principal com a cinta plástica dura embutida na mesma, pelo que a porção de corpo principal da gaxeta é reforçada pela cinta plástica dura, pelo que pressão hidráulica devido ao fluido no tubo age nas cunhas na cinta plástica dura para empurrar os dentes no engatamento mais hermético com os membros de tubo macho e fêmea de acoplamento, para impedir extrusão da gaxeta a partir do canal provido na extremidade de soquete de sino fêmea do tubo termoplástico uma vez que uma extremidade de espigão de um tubo macho de acoplamentoé instalada para formar uma união de tubos, e o tubo está transportando fluido.

[0041] Enquanto que o corpo da gaxeta é reforçado para impedir extrusão sobvárias condições de pressão de fluido, bem como de ser deslocado durante montagem no campo, ele permanece flexível o bastante para permitir que a gaxeta seja encurvada pela mão, e instalada no interior de um canal de recebimento de gaxeta provido no interior da extremidade em forma de sino de um membro de tubo fêmea. A gaxeta de vedação pode ser instalada no interior do canal de recebimento de gaxeta pelo encur- vamento da gaxeta para transformar temporariamente a gaxeta de uma forma geralmentecilíndrica a uma forma geralmente elíptica, seguido por colocação da gaxeta no interior da ranhura de recebimento de gaxeta, e liberando a gaxeta, pelo que a gaxeta retorna para a forma geralmente cilíndrica. A pressão hidráulica devido ao fluido no tubo age após as cunhas na cinta plástica dura empurrarem as cunhas em engatamento mais hermético com os membros de tubo macho e fêmea de acoplamento, para impedir extrusão da gaxeta a partir do canal provido na extremidade de soquete de sino fêmea do tubo termoplástico uma vez que uma extremidade de espigão de um tubo macho de acoplamento é instalada para formar uma união de tubos, e o tubo está transportando fluido. A Figura 11 mostra uma seção transversal da gaxeta da invenção 11 instalada em uma união de tubos com pressão externa agindo sob a gaxeta. A Figura 12 é uma vista similar à Figura 11, mas mostra a forma de seção transversal da gaxeta onde uma pressão de fluido interna está agindo sob o corpo da gaxeta.

[0042] Uma invenção foi proporcionada com várias vantagens. O método parainstalação de uma gaxeta da invenção permite que uma gaxeta de tubo seja instalada no interior de uma ranhura pré-existente e pré-formada em um tubo termoplástico. Uma vez que a gaxeta tenha sido fixada em posição de modo de encaixe seguro, ela é seguramente retida no interior do canal de tubo, e resiste a forças axiais que tendem a deslocarem a gaxeta a partir do canal. Devido a gaxeta ser inserida no interior de uma ranhura de tubo pré-formada ou canal, os processos de produção e instalação são sim-plificados, e tornam-se menos custosos. O desenho da gaxeta também torna possível remover uma gaxeta e reinstalar outra no interior de um canal pré-formado na extremidade de tubo selecionada. A gaxeta que é utilizada no processo é simples em desenho e relativamente econômica de produzir. Não existe necessidade de uma cinta de retenção externa, ou de um anel de metal interno, para auxiliar na fixação da gaxeta no interior da ranhura de tubo. Devido a cinta de retenção de metal ou anel não serem necessários, é também possível eliminar os pinos necessários para reter a cinta ou anel no lugar dentro do molde durante produção, como na gaxeta de Reiber da técnica anterior. A cinta plástica dura com suas cunhas espaçadas integrais agem para impedir extrusão da gaxeta a partir da ranhura de tubo fêmea sob uma variedade de situações de pressão de fluido, ou de serem deslocadas durante montagem no campo. A provisão das cunhas como uma parte integral de uma cinta contínua simplifica o processo de produção, e economiza tempo.

[0043] Enquanto que a invenção foi mostrada em somente uma desuas formas, ela não é, desse modo, limitada, mas é susceptível a várias mudanças e modificações sem fugir do espírito desta.

Claims (10)

1. Método de formação de uma junta vedada em uma tubulação formada de seções de tubo plástico onde uma gaxeta (11) com uma cinta plástica dura (37) embutida de reforço é instalada no interior de um canal receptor de gaxeta (13) provido no interior de uma extremidade em forma de sino (15) de um membro de tubo fêmea (17) o canal sendo arqueado com uma região de inclinação voltada para frente quando visto em seção transversal, e no qual o canal (13) tenha sido anteriormente formado durante a produção do tubo, e a gaxeta (11) é instalada a continuação, a extremidade de soquete em forma de sino fêmea (15) tendo um dado diâmetro interno que é projetado para receber uma extremidade de tubo termoplástico macho de acoplamento (25) para formar uma junta de tubo, a extremidade de tubo termoplástico macho tendo um dado diâmetro externo, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender: instalar uma gaxeta de vedação dentro do canal de recebimento de gaxeta por encurvamento da gaxeta para temporariamente transformar a gaxeta de uma forma cilíndrica para uma forma elíptica, colocando a gaxeta no interior da ranhura de recebimento de gaxeta, e liberando a gaxeta, pelo que a gaxeta retorna à forma cilíndrica; no qual a gaxeta (28) é formada como um corpo elastomérico em forma de anel tendo uma porção de corpo principal formada de borracha que, quando vista em seção transversal, inclui uma região de avanço de condução, uma região de compressão inferior, e uma região de cauda a reboque, a região de avanço de condução voltada em direção à extremidade de soquete fêmea do tubo uma vez que a gaxeta (28) é inserida no interior do tubo; no qual a região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta (28) é reforçada por uma cinta plástica dura (37) formada como uma série de cunhas espaçadas integrais (39, 41, 43) e discretas interconectadas por uma fita flexível (45), a cinta plástica dura (37) sendo embutida no interior da região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta (28) durante produção da gaxeta por moldagem na mesma, preferivelmente do que sendo uma peça ligada separada, as cunhas cada uma tendo uma borda frontal (53) , uma borda traseira (55), e bordas laterais opostas (57, 59), quando vistas em vista isométrica, a borda lateral oposta de uma cunha selecionada sendo conectada a uma borda lateral de uma próxima cunha adjacente por uma porção da fita flexível (45); no qual a cinta plástica dura (37) é formada de um material plástico sintético tendo uma dureza que é maior do que a dureza da porção de corpo principal da gaxeta (28), enquanto que sendo flexível bastante para permitir que a gaxeta (11) aceite curvatura inversa durante instalação na ranhura provida na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico (17); e no qual as cunhas (39, 41, 43) na cinta plástica dura (37) cooperam com a região de inclinação voltada para frente do canal arqueado para se calçar entre o diâmetro externo da extremidade do tubo termoplástico macho (25) e o diâmetro interno da extremidade de soquete em forma de sino fêmea (15), pelo que a pressão hidráulica devido ao fluido no tubo age sobre as cunhas (39, 41, 43) na cinta plástica dura (37) empurrarem para empurrar as cunhas (39, 41,43) em engatamento mais hermético com os membros de acoplamento macho e fêmea do tubo para impedir extrusão da gaxeta a partir do canal provido na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico (17), uma vez que uma extremidade de espigão (23) de um tubo macho de acoplamento (25) é instalado para formar uma junta de tubos e o tubo transportando fluido.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as bordas laterais opostas (57, 59) das cunhas (39, 41, 43) se inclinam uniformemente a partir da borda traseira (55) para a borda frontal (53) da mesma, conforme vistas em vista isométrica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a porção de corpo principal da gaxeta (28) é formada de uma borracha selecionada a partir do grupo consistindo de borracha de estireno butadieno, borracha de monômero de etileno propileno dieno e borracha de nitrila.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cinta plástica dura (37) é embutida no interior da região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta (28) durante manufatura por colocação da cinta plástica dura (37) em um molde, e injeção (47) de borracha sobre a cinta, preferivelmente do que sendo ligada como uma peça separada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de corpo principal da gaxeta (28) é formada de uma borracha natural ou sintética.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material plástico sintético é um éter polifenileno modificado.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a região de compressão inferior da gaxeta inclui uma série de ranhuras de engatamento circunferencial para engatamento da extremidade de tubo de espigão (23) macho de acoplamento.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de gaxeta principal (28) tem uma região bulbosa externa que é também provida com uma série de ranhuras de engatamento circunferencial para engatamento da extremidade de soquete fêmea do tubo.

9. Método de instalação de uma gaxeta (11) com uma cinta plástica dura (37) embutida de reforço no interior de um canal um canal (13) receptor de uma gaxeta (11) provido no interior de uma extremidade em forma de sino (15) de um membro de tubo fêmea para assim formar uma junta de tubo vedada em uma tubulação formada de seções de tubo plástico, a extremidade em forma de sino (15) tendo uma embocadura (19) que é engatável com uma extremidade de espigão (23) de uma seção de tubo plástico macho de acoplamento (25) para formar uma junta de tubo, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: proporcionar uma seção de tubo plástico tendo uma abertura de extremidade em forma de sino fêmea (15) pré-formada com um canal de recebimento de gaxeta (13), o canal sendo arqueado com uma região de inclinação voltada para frente quando vista em seção transversal; instalar uma gaxeta de vedação no interior do canal de recebimento de gaxeta (13) por encurvamento da gaxeta (11) para temporariamente transformar a gaxeta (11) de uma forma cilíndrica para uma forma elíptica, colocando a gaxeta (11) no interior da ranhura de recebimento de gaxeta, e liberando a gaxeta (11), pelo que a gaxeta (11) retorna à forma cilíndrica; no qual a gaxeta é formada como um corpo elastomérico em forma de anel tendo uma porção de corpo principal formada de borracha que, quando vista em seção transversal, inclui uma região de avanço de condução, uma região de compressão inferior, e uma região de cauda a reboque, a região de avanço de condução voltada em direção à extremidade de soquete fêmea do tubo uma vez que a gaxeta (11) é inserida no interior do tubo; no qual a região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta é reforçada por uma cinta plástica dura (37) formada como uma série de cunhas espaçadas integrais (39, 41, 43)interconectadas por uma fita flexível (45), a cinta plástica dura (37) sendo embutida no interior da região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta (28) durante produção da gaxeta (11) por moldagem na mesma, as cunhas (39, 41, 43) cada uma tendo uma borda frontal (53), uma borda traseira (55), e bordas laterais opostas (57, 59), conforme vistas em vista isométrica, a borda lateral oposta de uma cunha selecionada sendo conectada a uma borda lateral de uma próxima cunha adjacente por uma porção da fita flexível (45); e no qual a pressão hidráulica devido ao fluido no tubo age após sobre as cunhas (39, 41, 43) na cinta plástica dura (37) para empurrar as cunhas em engatamento mais hermético com os membros de tubo macho e fêmea de acoplamento para impedir extrusão da gaxeta (11) a partir do canal provido na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico, uma vez que uma extremidade de espigão (23) de um tubo macho de acoplamento (25) é instalada para formar uma junta de tubos, e o tubo transportando fluido.

10. Método de instalação de uma gaxeta (11) com uma cinta plástica dura (37) embutida de reforço no interior de um canal (13) receptor de gaxeta provido no interior de uma extremidade em forma de sino (15) de um membro de tubo fêmea para formar uma junta de tubo vedada em uma tubulação formada de seções de tubo plástico, a extremidade em forma de sino (15) tendo uma embocadura (19) que é engatável com uma extremidade de espigão (23) de uma seção de tubo plástico macho de acoplamento (25) para formar uma junta de tubo, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: proporcionar uma seção de tubo plástico tendo uma abertura de extremidade em forma de sino fêmea (15) pré-formada com um canal de recebimento de gaxeta (13), o canal sendo arqueado com uma região de inclinação voltada para frente quando vista em seção transversal; instalar uma gaxeta de vedação no interior do canal de recebimento de gaxeta (13) por encurvamento da gaxeta (11) para temporariamente transformar a gaxeta (11) de uma forma cilíndrica para uma forma elíptica, colocando a gaxeta (11) no interior da ranhura de recebimento de gaxeta, e liberando a gaxeta (11), pelo que a gaxeta (11) retorna à forma cilíndrica; no qual a gaxeta é formada como um corpo elastomérico em forma de anel tendo uma porção de corpo principal formada de borracha que, quando vista em seção transversal, inclui uma região de avanço de condução, uma região compressão inferior, e uma região de cauda a reboque, a região de avanço de condução voltada em direção à extremidade de soquete fêmea do tubo uma vez que a gaxeta é inserida no interior do tubo; no qual a região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta é reforçada por uma cinta plástica dura (37) formada como uma série de cunhas espaçadas integrais (39, 41, 43)interconectadas por uma fita flexível (45), a cinta plástica dura (37) sendo embutida no interior da região de avanço de condução da porção de corpo principal da gaxeta (28) durante produção da gaxeta (11) por moldagem na mesma, as cunhas (39, 41, 43) cada uma tendo uma borda frontal (53), uma borda traseira (55), e bordas laterais opostas (57, 59), conforme vistas em vista isométrica, uma das cunhas selecionadas sendo conectada a uma próxima cunha adjacente por uma porção da fita flexível (45); e no qual a pressão hidráulica devido ao fluido no tubo age sobre as cunhas na cinta plástica dura (37) para empurrar as cunhas (39, 41, 43) em engatamento mais hermético com os membros de tubo macho e fêmea de acoplamento para impedir extrusão da gaxeta (11) a partir do canal provido na extremidade de soquete fêmea do tubo termoplástico, uma vez que uma extremidade de espigão (23) de um tubo macho de acoplamento (25) é instalada para formar uma junta de tubos e o tubo transportando fluido.

Images