BR112018067684B1 - Acoplamento para unir elementos de tubo, combinação de um acoplamento pré-montado e um primeiro elemento de tubo, método para montar a combinação de acoplamento e elemento de tubo, e, método para unir o segundo elemento de tubo ao primeiro elemento de tubo - Google Patents

Abstract

Um acoplamento tem um primeiro e um segundo segmentos afixados entre si, de extremidade a extremidade, circundando um espaço central para receber elementos de tubo. Um conjunto de mola afixa os segmentos em uma extremidade e um conjunto de afixação ajustável afixa os segmentos na extremidade oposta. O conjunto de mola solicita os segmentos um para longe do outro o suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central enquanto os segmentos estão afixados entre si. O acoplamento pode incluir um retentor dentado de anel dividido para o acoplamento de elementos de tubo de extremidade plana, ou ele pode ter chavetas arqueadas que engatam elementos de tubo com ranhuras ou com rebordos.

Description

Campo da invenção

[001] Esta invenção se refere a acoplamentos mecânicos de tubo para unir elementos de tubo.

Fundamentos

[002] Acoplamentos mecânicos para unir elementos de tubo entre si de extremidade a extremidade compreendem segmentos interconectáveis que são posicionáveis circunferencialmente circundantes às porções de extremidade de elementos de tubo alinhados coaxialmente. O termo “elemento de tubo” é usado no presente documento para descrever qualquer item ou componente semelhante a tubo tendo uma forma semelhante a tubo. Elementos de tubo incluem matéria-prima de tubo, junções de tubo tais como cotovelos, tampas e conexões em “T” assim como componentes de controle de fluido tais como válvulas, redutores, filtros, restritores, reguladores de pressão e similares.

[003] Cada segmento de acoplamento mecânico compreende um alojamento tendo projeções que se estendem para dentro a partir do alojamento e que se engatam, por exemplo, às superfícies externas de elementos de tubo de várias configurações incluindo, por exemplo, elementos de tubo tendo ranhuras circunferenciais. O engate entre as projeções e os elementos de tubo provê restrição mecânica à junta e garante que os elementos de tubo permaneçam acoplados até sob pressão interna elevada e forças externas. Os alojamentos definem um canal anular que recebe uma gaxeta ou vedação de anel, tipicamente um anel elastomérico que engata as extremidades de cada elemento de tubo e coopera com os segmentos e os elementos de tubo para prover uma vedação impermeável a fluidos. Os segmentos têm membros de conexão, tipicamente na forma de ressaltos que se projetam para fora a partir dos alojamentos. Os ressaltos são adaptados para receber prendedores, tais como porcas e parafusos, que são apertáveis de modo ajustado para atrair os segmentos um em direção ao outro.

[004] Acoplamentos mecânicos para elementos de tubo com ranhuras de acordo com a técnica anterior têm projeções arqueadas contínuas nos segmentos que se engatam às superfícies externas dos elementos de tubo a que eles estão unidos extremidade a extremidade. Essas projeções arqueadas são parte da estrutura de segmento comumente denominada como as “chavetas” do acoplamento. As chavetas podem se engatar à superfície externa do elemento de tubo em várias configurações incluindo, por exemplo, elemento de tubo tendo ranhuras circunferenciais.

[005] As projeções arqueadas em acoplamentos da técnica anterior para elementos de tubo com ranhuras tipicamente têm superfícies arqueadas com um raio de curvatura que é marginalmente maior do que o raio de curvatura da superfície externa do elemento de tubo dentro da ranhura que eles são destinados a engatar. Para acoplamentos usados com elementos de tubo com ranhuras, os raios de curvatura das superfícies arqueadas são menores do que os raios de curvatura das superfícies externas dos elementos de tubo fora das ranhuras de modo que as projeções encaixem dentro e se engatem às ranhuras.

[006] Métodos de prender os elementos de tubo em relação extremidade a extremidade compreende um processo de instalação sequencial quando os acoplamentos mecânicos de acordo com a técnica anterior são usados. Tipicamente, o acoplamento é recebido pelo técnico com os segmentos aparafusados entre si e a gaxeta de anel capturada dentro dos canais dos segmentos. O técnico primeiro desmonta o acoplamento desaparafusando-o, remove a gaxeta de anel, lubrifica-o (se não for pré- lubrificado) e coloca-o ao redor das extremidades dos elementos de tubo a serem unidos. A instalação da gaxeta de anel frequentemente exige que ela seja lubrificada e alongada para acomodar os elementos de tubo. Com a gaxeta de anel em posição em ambos os elementos de tubo, os segmentos são, então, colocados um por vez atravessando as extremidades dos elementos de tubo e capturando a gaxeta de anel contra eles. Durante a colocação, os segmentos se engatam à gaxeta, as projeções são alinhadas com as ranhuras, os parafusos são inseridos através dos ressaltos, as porcas são rosqueadas nos parafusos e apertadas, atraindo os segmentos de acoplamento um em direção ao outro, comprimindo a gaxeta e engatando as projeções dentro das ranhuras.

[007] Conforme é evidente a partir da descrição anterior, a instalação dos acoplamentos mecânicos de tubo de acordo com a técnica anterior exige que o técnico tipicamente manuseie pelo menos sete partes individuais de peça (e mais quando o acoplamento tem mais do que dois segmentos), e precisa desmontar e remontar totalmente o acoplamento. Tempo, esforço e gastos significativos seriam economizados se o técnico pudesse instalar um acoplamento de tubo mecânico sem primeiro desmontá-lo totalmente e, então, remontá-lo, peça por peça.

Sumário

[008] A invenção se refere a um acoplamento para unir elementos de tubo. Em uma modalidade exemplificativa, o acoplamento compreende o primeiro e o segundo segmentos posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central para receber os elementos de tubo. Um conjunto de mola une uma primeira extremidade do primeiro segmento a uma primeira extremidade do segundo segmento. O conjunto de mola solicita os segmentos um para longe do outro. Um conjunto de afixação ajustável une uma segunda extremidade do primeiro segmento a uma segunda extremidade do segundo segmento. O conjunto de afixação ajustável é adaptado para atrair o primeiro e o segundo segmentos um em direção ao outro e em engate com os elementos de tubo.

[009] Em uma modalidade exemplificativa, o conjunto de mola compreende uma primeira protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento e uma segunda protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento. A segunda protuberância é posicionada adjacente à primeira protuberância. Um primeiro fulcro é posicionado na primeira protuberância e entra em contato com a segunda protuberância. Os segmentos giram ao redor do primeiro fulcro. Uma ligação se estende entre e captura a primeira e a segunda protuberâncias.

[0010] Uma modalidade exemplificativa pode compreender adicionalmente um segundo fulcro posicionado na segunda protuberância. O segundo fulcro entra em contato com o primeiro fulcro.

[0011] Outra modalidade exemplificativa compreende uma primeira saliência posicionada de modo contíguo ao primeiro fulcro na primeira protuberância e uma segunda saliência posicionada de modo contíguo ao segundo fulcro na segunda protuberância. A primeira e a segunda saliências são orientadas de modo angular em relação a um plano que define uma interface entre o primeiro e o segundo segmentos.

[0012] Além disso, a título de exemplo, o acoplamento pode compreender uma primeira cabeça que se projeta a partir da primeira protuberância e uma segunda cabeça que se projeta a partir da segunda protuberância. A ligação engata a primeira e a segunda cabeças para reter a ligação às protuberâncias. Em uma modalidade exemplificativa, a ligação compreende um anel que envolve a primeira e a segunda protuberâncias.

[0013] A título de exemplo o conjunto de afixação ajustável pode compreender um primeiro ressalto afixado à segunda extremidade do primeiro segmento. Um segundo ressalto é afixado à segunda extremidade do segundo segmento e é posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto. Cada ressalto define um furo respectivo. Um prendedor se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos. O prendedor é recebido dentro dos furos respectivos. O prendedor é ajustável para atrair os segmentos um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola.

[0014] Em uma modalidade exemplificativa, cada um dentre o primeiro e o segundo segmentos pode compreender um primeiro e um segundo canais posicionados em lados opostos dos segmentos. Cada um dos canais se estende entre as extremidades dos segmentos e tem um primeiro piso e um segundo piso voltados para o espaço central. O primeiro piso tem um raio de curvatura maior do que o segundo piso. O primeiro e o segundo retentores são posicionados respectivamente no primeiro e no segundo canais. Cada um dos retentores compreende uma tira tendo extremidades dispostas de modo oposto. Uma pluralidade de dentes é posicionada ao longo de uma borda da tira. Os dentes se projetam em direção ao espaço central. Pelo menos uma aba é posicionada ao longo de uma borda oposta da tira. A tira cobre o primeiro piso. A pelo menos uma aba se sobrepõe ao segundo piso quando os retentores são posicionados dentro dos canais. Um exemplo de acordo com a invenção pode compreender uma pluralidade de abas.

[0015] A título de exemplo, um terceiro canal é posicionado entre o primeiro e o segundo canais em cada um dos segmentos. Os terceiros canais se estendem entre as extremidades dos segmentos e são voltados para o espaço central.

[0016] Em uma modalidade exemplificativa, os dentes são orientados de modo angular em relação a uma linha que se estende radialmente a partir de um eixo geométrico arranjado coaxialmente com o espaço central. Em um exemplo adicional, a pelo menos uma aba é orientada perpendicularmente a uma linha que se estende radialmente a partir de um eixo geométrico arranjado coaxialmente com o espaço central. Além disso, a título de exemplo, a pelo menos uma aba é deslocada a partir da tira em direção a um eixo geométrico arranjado coaxialmente com o espaço central. Em uma modalidade exemplificativa específica, a pelo menos uma aba se projeta em direção ao terceiro canal.

[0017] Em uma modalidade exemplificativa, uma primeira abertura é posicionada em pelo menos um dos segmentos. A primeira abertura pode ser alinhada ao primeiro canal e prover uma linha de visão em direção ao espaço central. Em uma modalidade exemplificativa, a primeira abertura é posicionada entre o primeiro e o segundo segmentos. A primeira abertura pode compreender uma calha posicionada em uma interface entre o primeiro e o segundo segmentos a título de exemplo. Um exemplo adicional compreende uma segunda abertura em pelo menos um dos segmentos. A segunda abertura pode ser alinhada ao segundo canal e prover uma linha de visão em direção ao espaço central. A segunda abertura pode ser posicionada entre o primeiro e o segundo segmentos e pode compreender uma calha posicionada em uma interface entre os dois segmentos por exemplo.

[0018] Em uma modalidade exemplificativa, uma vedação de anel é posicionada dentro dos terceiros canais. A vedação de anel tem uma superfície interna dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa dimensionada para suportar os segmentos em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central enquanto os segmentos são afixados entre si. Além disso, a título de exemplo, a tiras de retenção pode ser dimensionada para cooperar com as vedações de anel para suportar as porções de alojamento na relação de afastamento.

[0019] Em outra modalidade exemplificativa, cada um dentre o primeiro e o segundo segmentos compreende o primeiro e o segundo rebordos posicionados em lados opostos de cada um dos segmentos. Os rebordos se estendem na direção do comprimento ao longo dos segmentos e se projetam em direção ao espaço central. Os rebordos definem um canal entre os mesmos. Uma primeira superfície arqueada é posicionada no primeiro rebordo, e uma segunda superfície arqueada é posicionada no segundo rebordo. As superfícies arqueadas estão voltadas para o espaço central nesse exemplo. Uma pluralidade de projeções pode ser posicionada em cada uma dentre a primeira e a segunda superfícies arqueadas. As projeções se projetam em direção ao espaço central. Em uma modalidade exemplificativa, a primeira superfície arqueada pode ter um primeiro raio de curvatura e a segunda superfície arqueada pode ter um segundo raio de curvatura em que o segundo raio de curvatura é menor do que o primeiro raio de curvatura.

[0020] Em uma modalidade exemplificativa, uma vedação de anel é posicionada dentro do canal. A vedação de anel tem uma superfície interna dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa dimensionada para suportar os segmentos em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central enquanto os segmentos são afixados entre si.

[0021] A invenção abrange adicionalmente, em combinação, um acoplamento e um primeiro elemento de tubo. O acoplamento é para unir um segundo elemento de tubo ao primeiro elemento de tubo. Em uma modalidade exemplificativa, o acoplamento compreende o primeiro e o segundo segmentos posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central para receber os elementos de tubo. O primeiro e o segundo rebordos são posicionados em lados opostos de cada um dos segmentos. Os rebordos se estendem na direção do comprimento ao longo dos segmentos e se projetam em direção ao espaço central. Uma primeira superfície arqueada é posicionada no primeiro rebordo. Uma segunda superfície arqueada é posicionada no segundo rebordo. As superfícies arqueadas estão voltadas para o espaço central. Um conjunto de mola une uma primeira extremidade do primeiro segmento a uma primeira extremidade do segundo segmento. O conjunto de mola solicita os segmentos um para longe do outro. Um conjunto de afixação ajustável une uma segunda extremidade do primeiro segmento a uma segunda extremidade do segundo segmento. O conjunto de afixação ajustável é adaptado para atrair o primeiro e o segundo segmentos um em direção ao outro e em engate com os elementos de tubo. O primeiro elemento de tubo compreende um aro que se projeta para fora a partir do primeiro elemento de tubo e que se estende circunferencialmente. O aro é posicionado em relação de espaçamento a uma extremidade do primeiro elemento de tubo. O aro engata o primeiro rebordo e é capturado dentro do espaço central.

[0022] Em uma modalidade exemplificativa, o aro é definido por uma ranhura circunferencial no primeiro elemento de tubo. Em outra modalidade exemplificativa o aro é definido por um filete circunferencial que se projeta radialmente para fora a partir do primeiro elemento de tubo.

[0023] Em uma modalidade exemplificativa, o conjunto de mola compreende uma primeira protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento. Uma segunda protuberância se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento e é posicionada adjacente à primeira protuberância. Um primeiro fulcro é posicionado na primeira protuberância e entra em contato com a segunda protuberância. Os segmentos giram ao redor do primeiro fulcro. Uma ligação se estende entre e captura a primeira e a segunda protuberâncias.

[0024] Uma modalidade exemplificativa pode compreender adicionalmente um segundo fulcro posicionado na segunda protuberância. O segundo fulcro entra em contato com o primeiro fulcro. Uma primeira saliência pode ser posicionada de modo contíguo ao primeiro fulcro na primeira protuberância, e uma segunda saliência pode ser posicionada de modo contíguo ao segundo fulcro na segunda protuberância. A primeira e a segunda saliências são orientadas de modo angular em relação a um plano que define uma interface entre o primeiro e o segundo segmentos. Em outra modalidade exemplificativa de uma combinação de acordo com a invenção, uma primeira cabeça se projeta a partir da primeira protuberância, e uma segunda cabeça se projeta a partir da segunda protuberância. A ligação engata a primeira e a segunda cabeças para reter a ligação às protuberâncias. Em uma modalidade exemplificativa, a ligação compreende um anel que envolve a primeira e a segunda protuberâncias.

[0025] Em uma modalidade exemplificativa da combinação, o conjunto de afixação ajustável compreende um primeiro ressalto afixado à segunda extremidade do primeiro segmento. Um segundo ressalto é afixado à segunda extremidade do segundo segmento e é posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto. Cada ressalto define um furo respectivo. Um prendedor se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos. O prendedor é recebido dentro dos furos respectivos. O prendedor é ajustável para atrair os segmentos um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola.

[0026] Em uma modalidade exemplificativa adicional, a combinação compreende um canal posicionado entre o primeiro e o segundo rebordos em cada um dos segmentos. Os canais se estendem entre as extremidades dos segmentos e estão voltados para o espaço central. Além disso, a título de exemplo, uma vedação de anel é posicionada dentro dos canais. A vedação de anel tem uma superfície interna dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa dimensionada para suportar os segmentos em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo no espaço central enquanto os segmentos são afixados entre si e o primeiro elemento de tubo é capturado dentro do espaço central.

[0027] Uma pluralidade de projeções pode ser posicionada em cada uma dentre a primeira e a segunda superfícies arqueadas em uma modalidade exemplificativa da combinação. As projeções se projetam em direção ao espaço central. Uma modalidade exemplificativa pode compreender adicionalmente pelo menos uma abertura em pelo menos um dos segmentos. A pelo menos uma abertura pode ser posicionada entre o primeiro e o segundo segmentos. Em uma modalidade exemplificativa, a pelo menos uma abertura compreende uma calha posicionada em uma interface entre o primeiro e o segundo segmentos.

[0028] A invenção também abrange um método para montar a combinação de acoplamento e elemento de tubo. Em uma modalidade exemplificativa, o método compreende: posicionar o primeiro elemento de tubo com o aro engatado ao primeiro rebordo do primeiro segmento; engatar a primeira extremidade do primeiro segmento à primeira extremidade do segundo segmento para formar o conjunto de mola; suportar o primeiro e o segundo segmentos em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo no espaço central enquanto se captura o primeiro elemento de tubo dentro do espaço central; afixar a segunda extremidade do primeiro segmento à segunda extremidade do segundo segmento usando o conjunto de afixação ajustável.

[0029] Além disso, a título de exemplo, o método pode compreender: engatar o primeiro elemento de tubo a uma vedação de anel; posicionar a vedação de anel dentro de um canal definido pelo primeiro e pelo segundo rebordos do primeiro segmento.

[0030] A título de exemplo, o método pode incluir adicionalmente suportar o primeiro e o segundo segmentos em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo no espaço central enquanto se captura o primeiro elemento de tubo dentro do espaço central compreende suportar os segmentos em uma vedação de anel posicionada dentro de um canal posicionado entre o primeiro e o segundo rebordos em cada um dos segmentos.

[0031] Em uma modalidade exemplificativa, engatar a primeira extremidade do primeiro segmento à primeira extremidade do segundo segmento para formar o conjunto de mola pode compreender: unir uma primeira protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento a uma segunda protuberância que se projeta a partir de uma primeira extremidade do segundo segmento usando uma ligação, e colocar a segunda protuberância em contato com um fulcro posicionado na primeira protuberância.

[0032] Além disso, a título de exemplo, unir a primeira protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento a uma segunda protuberância que se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento usando a ligação pode compreender inserir as projeções dentro de um anel de modo que o anel circunde as protuberâncias.

[0033] Em outro exemplo, afixar a segunda extremidade do primeiro segmento à segunda extremidade do segundo segmento usando o conjunto de afixação ajustável pode compreender afixar um primeiro ressalto montado na segunda extremidade do primeiro segmento a um segundo ressalto montado na segunda extremidade do segundo segmento usando um prendedor que se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos.

[0034] Em uma modalidade exemplificativa para unir o segundo elemento de tubo ao primeiro elemento de tubo, o método exemplificativo compreende: com os segmentos afixados entre si em relação de afastamento e com o aro do primeiro elemento de tubo capturado dentro do espaço central, inserir o segundo elemento de tubo no espaço central; engatar o segundo elemento de tubo à vedação de anel; atrair os segmentos um em direção ao outro usando o conjunto de afixação ajustável.

[0035] Um método exemplificativo pode compreender adicionalmente engatar a primeira e a segunda superfícies arqueadas ao primeiro e ao segundo elementos de tubo respectivamente após atrair os segmentos um em direção ao outro. Um método exemplificativo pode compreender adicionalmente engatar projeções na primeira e na segunda superfícies arqueadas ao primeiro e ao segundo elementos de tubo respectivamente após atrair os segmentos um em direção ao outro.

[0036] Em uma modalidade exemplificativa, a atração dos segmentos um em direção ao outro usando o conjunto de afixação ajustável pode compreender: apertar um prendedor que se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos, sendo que o primeiro ressalto é afixado à segunda extremidade do primeiro segmento, sendo que o segundo ressalto é afixado à segunda extremidade do segundo segmento e posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto, sendo que o prendedor é ajustável para atrair os segmentos um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola.

[0037] A título de exemplo, um método compreende adicionalmente: observar, através de uma abertura em pelo menos um dos segmentos, se o segundo elemento de tubo está presente ou não dentro do espaço central; ajustar uma posição do segundo elemento de tubo dentro do espaço central se o segundo elemento de tubo não estiver presente dentro do espaço central; e atrair os segmentos um em direção ao outro uma vez que o segundo elemento de tubo for observado como estando presente dentro do espaço central.

Breve descrição dos desenhos

[0038] A Figura 1 é uma vista isométrica de uma modalidade exemplificativa de um acoplamento de tubo de acordo com a invenção; a Figura 1A é uma vista isométrica de uma porção do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 2 é uma vista axial do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 3 é uma vista em seção transversal do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 4 é uma vista em seção transversal parcial do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 5 é uma vista isométrica de um componente usado em um acoplamento exemplificativo; a Figura 6 é uma vista em seção transversal parcial do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 7 é uma vista em seção transversal do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 8 é uma vista de extremidade do acoplamento de tubo exemplificativo mostrado na Figura 1; a Figura 9 é uma vista isométrica explodida uma combinação pré-montada exemplificativa de acoplamento e elemento de tubo de acordo com a invenção; a Figura 9A é uma vista isométrica da combinação exemplificativa da Figura 9 mostrada em uma estado pré-montado; a Figura 9B é uma vista em seção transversal da combinação exemplificativa mostrada na Figura 9; a Figura 9C é uma vista axial da combinação exemplificativa mostrada na Figura 9; as Figuras 10 e 11 são vistas em seção transversal da combinação exemplificativa mostrada na Figura 9 que ilustram o conjunto de uma junta de tubo; e a Figura 12 é uma vista em seção transversal de uma combinação pré-montada exemplificativa de acoplamento e elemento de tubo.

Descrição detalhada

[0039] Uma modalidade exemplificativa de um acoplamento 10 de acordo com a invenção é mostrada nas Figuras 1 e 1A. O acoplamento 10 é para unir elementos de tubo e compreende primeiro e segundo segmentos 12 e 14 posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central 16 para receber os elementos de tubo. O conjunto de mola 18 une uma primeira extremidade 20 do primeiro segmento 12 a uma primeira extremidade 22 do segundo segmento 14. O conjunto de mola 18 solicita os segmentos 12 e 14 um para longe do outro em direção ou para um estado aberto pré-montado mostrado. Quando nesse estado aberto ou pré-montado, os elementos de tubo podem ser inseridos no espaço central 16 sem desmontar o acoplamento 10 conforme descrito abaixo.

[0040] O conjunto de mola exemplificativo 18 mostrado nas Figuras 1 e 2 compreende uma primeira protuberância 24 que se projeta a partir da primeira extremidade 20 do primeiro segmento 12, e uma segunda protuberância 26 que se projeta a partir da segunda extremidade 22 do segundo segmento 14. A segunda protuberância 26 é posicionada adjacente à primeira protuberância 24. As protuberâncias 24 e 26 são cantiléveres e, assim, são substancialmente responsáveis pela força de solicitação do conjunto de mola 18 conforme descrito abaixo. Um primeiro fulcro 28 é posicionado na primeira protuberância 24, o primeiro fulcro 28 entra em contato com a segunda protuberância 26 e provê um eixo geométrico 30 ao redor do qual os segmentos 12 e 14 podem girar. Nessa modalidade exemplificativa um segundo fulcro 32 é posicionado na segunda protuberância 26. O segundo fulcro 32 entra em contato com o primeiro fulcro 28 para definir adicionalmente o eixo geométrico de pivô 30 ao redor do qual os segmentos 12 e 14 giram. O primeiro e o segundo fulcros 28 e 32 são definidos nessa modalidade exemplificativa pela primeira e segunda saliências 34 e 36. A primeira e a segunda saliências 34 e 36 são respectivamente posicionadas na primeira e na segunda protuberâncias 24 e 26, a primeira saliência 34 sendo contígua ao primeiro fulcro 28, e a segunda saliência 36 sendo contígua ao segundo fulcro 32 (quando presente). Pelo menos a primeira saliência 34 é orientada de modo angular em relação a um plano 38 que compreende a interface entre o primeiro e o segundo segmentos 12 e 14. Nessa modalidade exemplificativa tanto a primeira quanto a segunda saliências 34 e 36 são orientadas de modo angular em relação a ângulos de orientação 40.

[0041] Uma ligação 42 se estende entre a primeira e a segunda protuberâncias 24 e 26. A ligação 42 captura as protuberâncias, enquanto permite o movimento de giro dos segmentos 12 e 14. Nesse exemplo a ligação 42 compreende um anel 44 que envolve a primeira e a segunda protuberâncias 24 e 26. O anel 44 é retido nas protuberâncias 24 e 26 mediante o engate à primeira e à segunda cabeças 46 e 48 respectivamente que se projetam a partir da primeira e da segunda protuberâncias 24 e 26. O anel 44 e as protuberâncias 24 e 26 cooperam para prover a ação de solicitação de mola do conjunto de mola 18. A espessura 50 do anel 44, a distância 52 entre os fulcros 28 e 32 e o ponto em que as protuberâncias 24 e 26 se engatam ao anel 44, junto com o momento de inércia de área das protuberâncias, são parâmetros que irão estabelecer a constante de mola do conjunto de mola 18 e, assim, determinar a quantidade de força necessária para fechar o acoplamento 10 e efetuar uma junta. A orientação angular 40 das saliências 34 e 36 e a distância que o prendedor 70 foi apertado agem, cada um, para ajustar o limite máximo de separação entre os segmentos 12 e 14, e o diâmetro interno 54 do anel 44 determina a separação mínima dos segmentos quando suportados por um conjunto de mola não deformado 18 conforme mostrado nas Figuras 1 e 2. Em uma modalidade, a orientação angular 40 é de modo que, se o prendedor 70 não estiver presente (tal como durante a montagem do acoplamento pelo fabricante), as protuberâncias 24, 26 podem ser colocadas próximas o suficiente entre si de modo que o diâmetro interno 54 do anel 44 libere as cabeças 46, 48, permitindo que o anel 44 seja facilmente montado sobre as protuberâncias 24, 26. A montagem e o aperto subsequentes do prendedor 70 até uma distância pré-determinada 71 (consulte a Figura 2) funciona para separar as cabeças 46, 48 o suficiente para reter o anel 44 atrás das cabeças 46 e 58 conforme descrito acima. O diâmetro interno do anel 54 pode ser dimensionado para conter os segmentos 12 e 14 no estado aberto ou pré-montado o suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central 16, ou o diâmetro 54 pode ser maior, e permitir que os segmentos 12 e 14 sejam suportados no estado aberto ou pré- montado pelos outros elementos do acoplamento conforme descrito abaixo. Nessa situação, os segmentos 12 e 14 terão alguma folga angular conforme os segmentos são atraídos um em direção ao outro para fechar o acoplamento, o conjunto de mola 18 não imediatamente sendo efetivado após o giro dos segmentos.

[0042] Os segmentos 12 e 14 são atraídos um em direção ao outro por um conjunto de afixação ajustável 56. O conjunto de afixação 56 une a segunda extremidade 58 do primeiro segmento 12 à segunda extremidade 60 do segundo segmento 14. O conjunto de afixação 56 é adaptado para atrair os segmentos 12 e 14 um em direção ao outro e em engate com os elementos de tubo conforme descrito abaixo. Nesse exemplo o conjunto de afixação ajustável 56 compreende um primeiro ressalto 62 afixado à segunda extremidade 58 do primeiro segmento 12, e um segundo ressalto 64 afixado à segunda extremidade 60 do segundo segmento 14. Cada ressalto 62, 64 define um furo respectivo 66, 68 que recebe um prendedor 70 que se estende entre os ressaltos. Nesse exemplo, o prendedor 70 compreende um parafuso 72 e uma porca 74, que, quando apertados, atraem os segmentos 12 e 14 um em direção ao outro contra a força de solicitação do conjunto de mola 18.

[0043] Conforme mostrado em seção transversal na Figura 3, cada segmento 12 e 14 compreende o primeiro e o segundo canais 76 e 78 respectivamente posicionados em lados opostos 80 e 82 de cada segmento. O primeiro e o segundo canais 76 e 78 se estendem entre a primeira e a segunda extremidades 20 e 58 do primeiro segmento 12, e a primeira e a segunda extremidades 22 e 60 do segundo segmento 14 (consulte também a Figura 1). Os canais 76 e 78 estão voltados para o espaço central 16. Conforme mostrado em detalhes na Figura 4, cada canal 76, 78 (canal 78 no segmento 14 sendo mostrado) é definido por paredes laterais 84 e 86 posicionadas em relação de espaçamento entre si. Cada canal 76, 78, ademais, tem um primeiro e um segundo pisos 88 e 90 localizados entre as paredes laterais 84 e 86. Os pisos 88 e 90 estão voltados para o espaço central 16 e têm formato arqueado visto que eles se estendem entre as extremidades 20 e 58 e 22 e 60 dos segmentos 12 e 14. Conforme mostrado na Figura 4, o primeiro piso 88 é posicionado mais próximo ao lado 82 do segmento 14 e tem um raio de curvatura maior 92 do que o segundo piso 90, que tem um raio de curvatura 94. Conforme mostrado na Figura 3, os canais 76 e 78 e o arranjo de seus pisos 88 e 90 são simétricos ao redor de um eixo geométrico 96 que se estende de maneira transversal através do acoplamento 10.

[0044] Conforme mostrado, além disso, nas Figuras 3 e 4, os canais 76 e 78, cada um, recebem um retentor respectivo 98. O retentor 98 é mostrado em detalhes na Figura 5 e compreende uma tira arqueada 100 tendo extremidades dispostas de modo oposto 102 e 104. A tira 100, assim, forma um “anel dividido” que, quando comprimido radialmente, irá se deformar para um raio de curvatura menor (consulte a Figura 7). Em algumas modalidades, cada tira 100 é dimensionada de modo que o contato entre as tiras 100 e os respectivos segmentos 12 e 14 dentro dos canais 76 e 78 permita que uma ou ambas as tiras 100 suportem os segmentos 12 e 14 em relação de afastamento conforme mostrado na Figura 1. Uma pluralidade de dentes 106 são posicionados ao longo de uma borda 108 da tira 78. Os dentes 106 se projetam a partir da tira 100 em direção ao espaço central 16. Conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, os dentes 106 são orientados de modo angular em direção ao eixo geométrico 96 em relação a uma linha 110 que se estende radialmente a partir de um eixo geométrico 112 arranjado coaxialmente com o espaço central 16. A orientação angular é vantajosa para reter os elementos de tubo conforme descrito abaixo.

[0045] Conforme mostrado na Figura 5, pelo menos uma, mas nessa modalidade exemplificativa, uma pluralidade de abas 114 são posicionadas ao longo de uma borda 116 dispostas de modo oposto a partir da borda 108. Conforme mostrado na Figura 4, as uma ou mais abas 114 são orientadas substancialmente perpendiculares à linha 110 e são deslocadas da tira 100 em direção ao eixo geométrico 112 arranjado coaxialmente com o espaço central 16. Esse deslocamento das abas 114 permite que as mesmas se sobreponham ao segundo piso 90, e a tira 100 se sobreponha ao primeiro piso 88, quando os retentores 98 são apropriadamente recebidos dentro de seus respectivos canais 76 e 78 conforme mostrado nas Figuras 3 e 4. A montagem apropriada dos retentores 98 dentro dos canais 76 e 78 permite que os elementos de tubo sejam inseridos no acoplamento pré-montado 10 conforme descrito abaixo. No entanto, conforme mostrado na Figura 6, os canais 76 e 78 (78 mostrado) e os retentores 98 são dimensionados de modo que, se o acoplamento 10 for montado de modo inadequado com a tira 100 sobrepondo-se ao segundo piso 90 e a aba ou abas 114 se sobrepondo ao primeiro piso 88, o raio de curvatura do retentor é menor e os dentes 106 evitam de modo eficaz a inserção do elemento de tubo no espaço central 16 com os segmentos 12 e 14 em relação de afastamento na estado pré-montado. Essa cooperação entre o retentor 98, suas abas 114, dentes 106, e o primeiro e o segundo pisos 88 e 90 dos canais 76 e 78 evita a montagem inadequada de uma junta de tubo usando o acoplamento 10. Se os elementos de tubo pudessem ser inseridos com os dentes de retentor 106 voltados na direção errada (Figura 6), então os dentes não serão autoatuantes contra as forças que atrairiam ou empurrariam o elemento de tubo para fora do acoplamento. Assim, o retentor proveria restrição mecânica reduzida.

[0046] Conforme mostrado na Figura 3, os segmentos 12 e 14 compreendem adicionalmente um terceiro canal 118. O canal 118 é posicionado entre o primeiro e o segundo canais 76 e 78 e está voltado para o espaço central 16. O canal 118 recebe uma vedação de anel 120 que garante uma junta impermeável a fluidos. A vedação de anel 120 é formada de um material resiliente e flexível tal como EPDM ou outros compostos de borracha e tem superfícies internas 122 dimensionadas para receber elementos de tubo quando eles são inseridos no espaço central 16 conforme descrito abaixo. Um limitador de tubo 124 é posicionado entre as superfícies internas 122. O limitador de tubo se projeta no espaço central 16 e limita a inserção dos elementos de tubo através do engate dos elementos de tubo quando eles são inseridos no acoplamento 10 até a profundidade desejada. A vedação de anel 120 também tem uma superfície externa 126 que pode ser dimensionada para engatar e suportar os segmentos 12 e 14 em relação de afastamento conforme mostrado nas Figuras 1 e 3. Uma ou mais dentre as tiras 100 também pode cooperar com a vedação de anel 120 para suportar os segmentos 12 e 14 em relação de afastamento. A separação dos segmentos 12 e 14, quando suportada pela vedação de anel 120 e/ou tira ou tiras 100, é suficiente para permitir que os elementos de tubo sejam inseridos no acoplamento quando em seu estado pré-montado (Figuras 1, 2 e 3). A Figura 3 mostra uma configuração exemplificativa de canal em que os segundos pisos 90 são posicionados entre os primeiros pisos 88 e o terceiro canal 118. Nesse exemplo, as abas 114 se projetam em direção ao terceiro canal 118 quando os retentores 98 são apropriadamente orientados dentro do acoplamento 10.

[0047] Conforme mostrado na Figura 1, o acoplamento 10 compreende adicionalmente uma primeira abertura 128 no segmento 12. Nessa modalidade exemplificativa a abertura 128 é alinhada ao primeiro canal 76 e provê uma linha de visão 130 em direção ao espaço central 16. Nessa modalidade exemplificativa, a abertura 128 é posicionada na interface 132 entre os segmentos 12 e 14 e é formada como uma calha 134 em ambos os segmentos 12 e 14. As calhas 134 em cada um dos segmentos 12 e 14 são alinhadas de modo que quando os segmentos são atraídos ao engate elas proveem uma vista em direção ao espaço central 16 para permitir confirmação visual de que o retentor está presente e de que um elemento de tubo está presente dentro do espaço central e situado pelo menos além do retentor. Conforme mostrado na Figura 1A, uma segunda abertura 136 também é posicionada em pelo menos um dos segmentos 12 e 14. A segunda abertura 136 é alinhada ao segundo canal 78 nessa modalidade (consulte a Figura 3) e também provê uma linha de visão em direção espaço central 16. Novamente, na modalidade exemplificativa 10 ilustrada, a segunda abertura 136 é posicionada entre os segmentos 12 e 14. A abertura 136 também é formada por calhas 134 na interface 132 entre os segmentos 12 e 14. A segunda abertura também permite a confirmação visual de que um elemento de tubo está presente dentro do espaço central 16.

[0048] Conforme mostrado nas Figuras 1 e 3, cada segmento 12 e 14 também compreende primeira e segunda superfícies arqueadas 138 e 140 respectivamente posicionadas nas paredes laterais 84 e 86. As superfícies arqueadas 138 e 140 estão voltadas para o espaço central 16 e uma pluralidade de projeções 142 pode ser posicionada em cada superfície arqueada 138, 140. As projeções 142 são arranjadas em relação de espaçamento entre si ao longo das superfícies arqueadas 138 e 140 e se projetam em direção ao espaço central 16. Conforme descrito abaixo, as projeções 142 se engatam aos elementos de tubo e aumentam a rigidez de junta e acomodam uma ampla faixa de tolerância no diâmetro externo do tubo.

[0049] Quando as projeções 142 são forçadas ao engate com os elementos de tubo conforme os segmentos 12 e 14 são atraídos um em direção ao outro elas adicionam rigidez à junta entre o acoplamento 10 e os elementos de tubo após o seu engate com as superfícies externas dos elementos de tubo. Adicionalmente, as projeções 142 permitem que o acoplamento 10 acomode uma tolerância de diâmetro externo maior do tubo em combinação com tolerâncias de fabricação conhecidas para o acoplamento 10. Quando o diâmetro externo dos elementos de tubo está próximo à extremidade pequena da faixa de tolerância a presença das projeções 142 garante engate mecânico entre o acoplamento 10 e os elementos de tubo. No entanto, quando o diâmetro de tubo está na extremidade grande da faixa de tolerância as projeções tenderão a deformar a superfície externa dos elementos de tubo localmente, e as projeções 142 podem também se deformar. Para os acoplamentos 10 usados com elementos de tubo de extremidade plana isso é particularmente vantajoso visto que os acoplamentos de extremidade plana são tipicamente projetados de modo que as superfícies arqueadas 138, 140 (consulte a Figura 3) não se engatem às superfícies externas dos elementos de tubo. Esse arranjo garante que a força de preensão provida pelo prendedor 70 (consulte a Figura 2) seja totalmente aplicada aos retentores 98. Caso as superfícies arqueadas 138, 140 do acoplamento 10 se engatassem à superfície externa de tubo diretamente, a força de preensão seria dividida entre o contato das superfícies arqueadas com o tubo e o contato entre os retentores 98 e os elementos de tubo. Por as áreas de superfície das projeções 142 serem pequenas em relação às superfícies arqueadas 138, 140, e entram em contato com a superfície externa de elemento de tubo apenas em pontos discretos, apenas a força de preensão mínima do prendedor 70 precisa ser desviada para o contato entre as projeções 142 e os elementos de tubo para prover rigidez intensificada sem comprometer a retenção axial provida pelos retentores 98. As projeções 142 são vantajosas pelo fato de que elas alcançam maior rigidez até com a menor força de preensão disponível com o projeto de prendedor único do acoplamento 10. O prendedor único 70 age conjuntamente com o conjunto de mola 18 para garantir que a força de preensão adequada seja aplicada aos elementos de tubo.

[0050] A operação do acoplamento 10 é ilustrada nas Figuras 1, 3, 7 e 8. Com o acoplamento 10 no estado pré-montado conforme mostrado nas Figuras 1 e 3, os elementos de tubo 144 e 146 são inseridos no espaço central 16. Os elementos de tubo liberam os dentes 106 dos retentores 98, do engate e das superfícies internas 122 da vedação de anel 120, e engatam o limitador de tubo 124. A seguir, o prendedor 70 é apertado (consulte também a Figura 2) atraindo os segmentos 12 e 14 um em direção ao outro. Conforme mostrado na Figura 7 a vedação de anel 120 e os dentes 106 são comprimidos entre os segmentos 12 e 14 e os elementos de tubo 144 e 146. O movimento de giro dos segmentos ao redor dos fulcros 28 e 32 (consulte a Figura 2) é resistido pela força de solicitação do conjunto de mola 18. Conforme mostrado na Figura 8, os elementos que compreendem o conjunto de mola, nesse exemplo, as protuberâncias 24 e 26 e o anel 44, se deformam na proporção da força de mola, com o anel 44 se estendendo em um formato oval e as protuberâncias 24 e 26 se curvando como cantiléveres (formatos deformados mostrados em linha sólida, não deformados em linha quebrada). As aberturas 128, 136 podem ser usadas para confirmar visualmente que os elementos de tubo estão presentes no acoplamento 10.

[0051] A Figura 9 mostra uma vista explodida, e a Figura 9A mostra uma vista montada, de uma combinação pré-montada de acoplamento e elemento de tubo 147 de acordo com a invenção. A combinação de acoplamento e elemento de tubo 147 compreende um acoplamento 148 e um primeiro elemento de tubo 184, e é usada para acoplar um segundo elemento de tubo 186 ao primeiro elemento de tubo (consulte Figuras 10 e 11). O segundo elemento de tubo 186 pode, por exemplo, ser parte de uma rede de tubagem (não mostrada), e o primeiro elemento de tubo 184 pode ser parte de outro conjunto, tal como uma mangueira flexível para um aspersor de supressão de fogo, ou uma entrada e/ou saída de uma bomba ou uma válvula, para citar alguns poucos exemplos.

[0052] O acoplamento 148 compreende primeiro e segundo segmentos 150 e 152 posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central 154 para receber os elementos de tubo. Um conjunto de mola 156 e um conjunto de afixação ajustável 158, conforme descrito acima para o acoplamento 10, unem as extremidades dos segmentos. O acoplamento 148 compreende adicionalmente primeiro e segundo rebordos 160 e 162 (consulte também a Figura 10) posicionados em lados opostos 164, 166 de cada segmento 150 e 152. Os rebordos 160 e 162 se estendem na direção do comprimento ao longo dos segmentos 150 e 152 e se projetam em direção ao espaço central 154. Os rebordos 160 e 162 definem um canal 168 que se estende entre as extremidades dos segmentos 150 e 152 e está voltado para o espaço central 154. O canal 168 recebe uma vedação de anel 170 para uma junta impermeável a fluidos. A vedação de anel 170 tem uma superfície interna 172 dimensionada para receber elementos de tubo (consulte também a Figura 10) e uma superfície externa 174 que pode ser dimensionada para suportar os segmentos 150 e 152 no estado pré-montado, isto é, em relação de espaçamento suficiente para inserir o segundo elemento de tubo 186 no espaço central 154 sem desmontar a combinação 147. A Figura 9A mostra o acoplamento no estado pré-montado com os segmentos 150 e 152 em relação de espaçamento. Conforme descrito acima para o acoplamento 10, o conjunto de mola 156 pode também ser usado para solicitar os segmentos 150 e 152 no estado pré-montado aberto mostrado na Figura 9A. A vedação de anel 170 pode também compreender um limitador de tubo 176 posicionado entre as superfícies internas 172. Os elementos de tubo inseridos no espaço central engatam o limitador de tubo 176 quando apropriadamente encaixado (consulte a Figura 11).

[0053] Conforme mostrado nas Figuras 9 e 10, cada segmento 150 e 152 compreende adicionalmente uma primeira superfície arqueada 178 posicionada no primeiro rebordo 160 e uma segunda superfície arqueada 180 posicionada no segundo rebordo 162. As superfícies arqueadas 178 e 180 estão voltadas para o espaço central 154. Uma pluralidade de projeções 182 pode ser posicionada nas superfícies arqueadas 178 e 180. As projeções 182 são arranjadas em relação de espaçamento entre si ao longo das superfícies arqueadas 178 e 180 e se projetam em direção ao espaço central 154. As projeções 182 se engatam aos elementos de tubo e aumentam a rigidez de junta e acomodam uma ampla faixa de tolerância no diâmetro externo do tubo. Conforme mostrado na Figura 9A, o acoplamento 148 pode ter pelo menos uma abertura 171 em um dos segmentos 150, 152. Nesse exemplo, a abertura 171 compreende uma calha 173 posicionada em uma interface entre o primeiro e o segundo segmentos 150 e 152.

[0054] Conforme mostrado na Figura 9, o primeiro elemento de tubo 184 compreende um aro 188 que se projeta para fora a partir do primeiro elemento de tubo e se estende circunferencialmente ao redor. O aro 188 é posicionado em relação de espaçamento a uma extremidade 190 do primeiro elemento de tubo 184 e, conforme mostrado nas Figuras 9A e 10, é capturado dentro do espaço central 154 mediante o engate ao rebordo 162.

[0055] O aro 188 pode ser definido por uma ranhura circunferencial 192 no primeiro elemento de tubo 184, ou um filete circunferencial 194 que se projeta radialmente para fora a partir do primeiro elemento de tubo 184. Na modalidade exemplificativa mostrada na Figura 9, o aro 188 é definido tanto pela ranhura 192 quanto pelo filete 194.

[0056] A combinação pré-montada de acoplamento e elemento de tubo 147 mostrados na Figura 9A em seu estado pré-montado é montada conforme ilustrado nas Figuras 9B e 9C. O primeiro elemento de tubo 184 é engatado à vedação de anel 170. A vedação de anel 170 é, então, posicionada dentro do canal 168 do primeiro segmento 150 enquanto o aro 188 é engatado ao primeiro rebordo 160 dentro do que irá se tornar o espaço central 154. A seguir, o conjunto de mola 156 é formado mediante o engate da primeira extremidade 175 do primeiro segmento 150 à primeira extremidade 177 do segundo segmento 152. No exemplo mostrado, o engate das primeiras extremidades 175 e 177 é realizado unindo uma primeira protuberância 179 que se projeta a partir da primeira extremidade 175 do primeiro segmento 150 com uma segunda protuberância 181 que se projeta a partir da primeira extremidade 177 do segundo segmento 152 e ligando-os de forma girável entre si usando uma ligação 183. Nesse exemplo, a ligação 183 compreende um anel 185 no qual as protuberâncias 179 e 181 são inseridas, em que cada protuberância tem uma respectiva cabeça 187, 189 que retém as protuberâncias dentro do anel 185 quando os segmentos são girados no estado pré-montado. Conforme mostrado na Figura 9C, a segunda protuberância 181 entra em contato com um fulcro 191 na primeira protuberância 179, e a primeira protuberância 179 entra em contato com um fulcro 193 na segunda protuberância 181. As protuberâncias 179 e 181 unidas pelo anel 185 agem como molas de cantiléver que solicitam os segmentos 150 e 152 um para longe do outro e podem também ser usadas para suportar os segmentos em relação de afastamento, ou por si só ou em combinação com a vedação de anel 170 conforme descrito acima. A seguir, a segunda extremidade 195 do primeiro segmento 150 é afixada à segunda extremidade 197 do segundo segmento 152 usando o conjunto de afixação ajustável 158. Nessa modalidade exemplificativa o conjunto de afixação ajustável compreende um primeiro ressalto 201 montado na segunda extremidade 195 do primeiro segmento 150, um segundo ressalto 203 montado na segunda extremidade 197 do segundo segmento 152, e um prendedor 205 que se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos.

[0057] Trabalhando junto com o conjunto de mola 156 (e/ou a vedação de anel 170), o aperto inicial do prendedor 205 contém os segmentos 150 e 152 no estado pré-montado mostrado nas Figuras 9A e 9C. Nessa configuração os segmentos 150, 152 são suportados em relação de afastamento suficiente para permitir que o segundo elemento de tubo 186 seja inserido no espaço central 154 (consulte as Figuras 10 a 11) enquanto também se captura o primeiro elemento de tubo 184 mediante o engate entre o rebordo 160 e o aro 188. Conforme mostrado na Figura 9C, as projeções 182 aumentam a capacidade dos segmentos 150, 152 de reter o primeiro elemento de tubo 184 quando a combinação 147 está no estado pré-montado.

[0058] As Figuras 10 e 11 ilustram o uso da combinação 147 para unir elementos de tubo 184 e 186. Conforme mostrado na Figura 10, com a combinação 147 no estado pré-montado o segundo elemento de tubo 186 é inserido no espaço central 154. Após a inserção o segundo elemento de tubo 186 se engata à superfície 172 na vedação de anel 170 (o primeiro elemento de tubo 184 é engatado de forma similar à vedação de anel). Conforme mostrado na Figura 11, os segmentos são, então, atraídos um em direção ao outro usando o conjunto de afixação ajustável 158. Nesse exemplo o prendedor 205 é apertado, atraindo os segmentos 150 e 152 contra a força de solicitação do conjunto de mola 156 (consulte a Figura 9C) e comprimindo a vedação de anel 170 para formar uma junta impermeável a fluidos. Se projeções 182 estiverem presentes, elas se engatam aos elementos de tubo 184, 186, do contrário, as superfícies arqueadas 178 e 180 se engatam aos elementos de tubo. A Figura 11 mostra a superfície arqueada 178 se engatando a uma ranhura 192 no segundo elemento de tubo 186.

[0059] A Figura 12 mostra uma modalidade da combinação pré- montada 147 em que a primeira superfície arqueada 178 tem um primeiro raio de curvatura 207 e a segunda superfície arqueada 180 tem um segundo raio de curvatura 209. Nessa modalidade exemplificativa o segundo raio de curvatura 209 é menor do que o primeiro raio de curvatura 207. Essa configuração dos raios é apropriada quando o aro 188 do primeiro elemento de tubo é definido por uma ranhura 192 visto que permite que o primeiro elemento de tubo 184 seja capturado pelo acoplamento 148 quando ele está no estado pré-montado, enquanto permite que o segundo elemento de tubo 186 seja inserido no espaço central 154 sem desmontar o acoplamento. A ranhura 192 no primeiro elemento de tubo 184 pode ser mais profunda do que a ranhura 192 no segundo elemento de tubo 186 para acomodar essa modalidade.

[0060] O uso da combinação 147 tendo um prendedor único 205 e um elemento de tubo capturado 184 provê vantagem significativa através do aumento da estabilidade do acoplamento nos elementos de tubo através do engate entre o acoplamento rebordo e o aro do elemento de tubo. A presença do conjunto de mola e do prendedor único inibe significativamente a capacidade de manipular o acoplamento através da agitação dele, tornando muito mais difícil separar o elemento de tubo do acoplamento. O prendedor único também simplifica a etapa de aperto, pois apenas um prendedor precisa ser apertado, em oposição a dois prendedores, que precisam ser apertados em uma sequência alternante para evitar danos à vedação de anel.

[0061] É esperado que os acoplamentos de acordo com a invenção melhorem a eficácia da instalação e a confiabilidade das juntas formadas. Vantagens esperadas adicionais incluem um acoplamento com menor peso que tem um perfil externo menor e que é menor para um dado tamanho de tubo. Ter apenas um prendedor reduz a quantidade de peças e contribui para a redução de erros durante a montagem, assim como elimina a necessidade de apertar mais do que um prendedor em uma sequência alternante.

Claims (52)

1. Acoplamento (10) para unir elementos de tubo, o acoplamento compreendendo: um primeiro e um segundo segmentos (12, 14) posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central (16) para receber os elementos de tubo; um conjunto de mola (18) que une uma primeira extremidade (20) do primeiro segmento (12) a uma primeira extremidade (22) do segundo segmento (14), o conjunto de mola solicitando os segmentos um para longe do outro; caracterizado pelo fato de que o conjunto de mola compreende: uma primeira protuberância (24) que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento; uma segunda protuberância (26) que se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento e é posicionada adjacente à primeira protuberância; um primeiro fulcro (28) posicionado na primeira protuberância e em contato com a segunda protuberância, os segmentos girando ao redor do primeiro fulcro; uma ligação (42) que se estende entre e captura as primeira e segunda protuberâncias; um conjunto de afixação ajustável (56) que une uma segunda extremidade do primeiro segmento a uma segunda extremidade do segundo segmento, o conjunto de afixação ajustável adaptado para atrair os primeiro e segundo segmentos um em direção ao outro e ao engate com os elementos de tubo.

2. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo fulcro (32) posicionado na segunda protuberância (26), o segundo fulcro entrando em contato com o primeiro fulcro (28).

3. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma primeira saliência (34) posicionada de forma contígua ao primeiro fulcro (28) na primeira protuberância (24); uma segunda saliência (36) posicionada de forma contígua ao segundo fulcro (32) na segunda protuberância (26), as primeira e segunda saliências sendo orientadas de modo angular em relação a um plano (38) que define uma interface entre os primeiro e segundo segmentos (12, 14).

4. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma primeira cabeça (46) que se projeta a partir da primeira protuberância (24); uma segunda cabeça (48) que se projeta a partir da segunda protuberância (26), a ligação (42) se engatando às primeira e segunda cabeças para reter a ligação às protuberâncias.

5. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a ligação (42) compreende um anel (44) que envolve as primeira e segunda protuberâncias (24, 26).

6. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de afixação ajustável (56) compreende: um primeiro ressalto (62) afixado à segunda extremidade (58) do primeiro segmento (12); um segundo ressalto (64) afixado à segunda extremidade (60) do segundo segmento (14) e posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto, cada ressalto definindo um furo respectivo (66, 58); um prendedor (70) que se estende entre os primeiro e segundo ressaltos, o prendedor sendo recebido dentro dos furos respectivos, o prendedor sendo ajustável para atrair os segmentos um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola.

7. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo segmentos (12, 14) compreende: primeiro e segundo canais (76, 78) posicionados em lados opostos dos segmentos, em que cada um dos canais se estende entre as extremidades dos segmentos e tem um primeiro piso (88) e um segundo piso (90) voltados para o espaço central (16), o primeiro piso tendo um raio de curvatura maior do que o segundo piso; primeiro e segundo retentores (98) posicionados respectivamente nos primeiro e segundo canais, cada um dos retentores compreendendo uma tira (100) tendo extremidades dispostas de modo oposto (102, 104), uma pluralidade de dentes (106) sendo posicionada ao longo de uma borda (108) da tira e se projetando em direção ao espaço central, pelo menos uma aba (114) sendo posicionada ao longo de uma borda (116) oposta da tira, a tira sendo sobrejacente ao primeiro piso, a pelo menos uma aba sendo sobrejacente ao segundo piso quando os retentores são posicionados dentro dos canais.

8. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade das abas (114).

9. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um terceiro canal (118) posicionado entre os primeiro e segundo canais (76, 78) em cada um dentre os segmentos (12, 14), o terceiro canal se estendendo entre as extremidades dos segmentos e voltados para o espaço central (16).

10. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os dentes (106) são orientados de modo angular em relação a uma linha (110) que se estende radialmente a partir de um eixo geométrico (112) arranjado coaxialmente ao espaço central (16).

11. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma aba (114) é orientada perpendicularmente a uma linha (110) que se estende radialmente a partir de um eixo geométrico (112) arranjado coaxialmente ao espaço central (16).

12. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma aba (114) é deslocada a partir da tira (100) em direção a um eixo geométrico (112) arranjado coaxialmente ao espaço central (16).

13. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma aba (114) se projeta em direção ao terceiro canal (118).

14. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira abertura (128) em pelo menos um dos segmentos (12, 14).

15. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura (128) é alinhada com o primeiro canal (76) e provê uma linha de visão (130) em direção ao espaço central (16).

16. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura (128) é posicionada entre os primeiro e segundo segmentos (12, 14).

17. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura (128) compreende uma calha (134) posicionada em uma interface (132) entre os primeiro e segundo segmentos (12, 14).

18. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda abertura (136) em pelo menos um dos segmentos (12, 14).

19. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a segunda abertura (136) é alinhada com o segundo canal (78) e provê uma linha de visão em direção ao espaço central (16).

20. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a segunda abertura (136) é posicionada entre os primeiro e segundo segmentos (12, 14).

21. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a segunda abertura (136) compreende uma calha (134) posicionada em uma interface (132) entre os dois segmentos (12, 14).

22. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma vedação de anel (120) posicionada dentro do terceiro canal (118), a vedação de anel (120) tendo uma superfície interna (122) dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa (126) dimensionada para suportar os segmentos (12, 14) em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central (16) enquanto os segmentos são afixados um ao outro.

23. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que as tiras de retenção (100) são dimensionadas para cooperar com as vedações de anel (120) para suportar os segmentos (12, 14) na relação de afastamento.

24. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo segmentos (12, 14) compreende: primeiro e um segundo rebordos (160, 162) posicionados em lados opostos de cada um dentre os segmentos (12, 14), os rebordos se estendendo na direção do comprimento ao longo dos segmentos e se projetando em direção ao espaço central (16), os rebordos definindo um canal (168) entre os mesmos; uma primeira superfície arqueada (178) posicionada no primeiro rebordo; uma segunda superfície arqueada (180) posicionada no segundo rebordo, as superfícies arqueadas voltadas para o espaço central.

25. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma pluralidade de projeções (182) posicionadas em cada uma das primeira e segunda superfícies arqueadas (178, 180), as projeções se projetando em direção ao espaço central (16).

26. Acoplamento (10) de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma vedação de anel (120) posicionada dentro do canal (168), a vedação de anel tendo uma superfície interna (122) dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa (126) dimensionada para suportar os segmentos (12, 14) em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção dos elementos de tubo no espaço central (16) enquanto os segmentos são afixados um ao outro.

27. Combinação (147) de um acoplamento pré-montado (148) e um primeiro elemento de tubo (184), o acoplamento sendo para unir um segundo elemento de tubo (186) ao primeiro elemento de tubo, o acoplamento compreendendo: primeiro e segundo segmentos (150, 152) posicionados de extremidade a extremidade circundando um espaço central (154) para receber os elementos de tubo; primeiro e segundo rebordos (160, 162) posicionados em lados opostos de cada um dentre os segmentos, os rebordos se estendendo na direção do comprimento ao longo dos segmentos e se projetando em direção ao espaço central; uma primeira superfície arqueada (178) posicionada no primeiro rebordo; uma segunda superfície arqueada (180) posicionada no segundo rebordo, as superfícies arqueadas voltadas para o espaço central; um conjunto de mola (156) que une uma primeira extremidade do primeiro segmento a uma primeira extremidade do segundo segmento, o conjunto de mola solicitando os segmentos um para longe do outro; caracterizada pelo fato de que o conjunto de mola compreende: uma primeira protuberância (179) que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento; uma segunda protuberância (181) que se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento e é posicionada adjacente à primeira protuberância; um primeiro fulcro (191) posicionado na primeira protuberância e em contato com a segunda protuberância, os segmentos girando ao redor do primeiro fulcro; uma ligação (183) que se estende entre e captura as primeira e segunda protuberâncias; um conjunto de afixação ajustável (158) que une uma segunda extremidade do primeiro segmento a uma segunda extremidade do segundo segmento, o conjunto de afixação ajustável sendo adaptado para atrair os primeiro e segundo segmentos um em direção ao outro e ao engate com os elementos de tubo; o primeiro elemento de tubo que compreende um aro (188) que se projeta para fora do primeiro elemento de tubo e que se estende circunferencialmente, o aro sendo posicionado em relação de espaçamento a uma extremidade (190) do primeiro elemento de tubo, o aro se engatando ao primeiro rebordo e sendo capturado dentro do espaço central.

28. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o aro (188) é definido por uma ranhura circunferencial (192) no primeiro elemento de tubo (184).

29. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o aro (188) é definido por um filete circunferencial (194) que se projeta radialmente para fora do primeiro elemento de tubo (184).

30. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo fulcro (193) posicionado na segunda protuberância (189), o segundo fulcro entrando em contato com o primeiro fulcro (191).

31. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: uma primeira saliência (34) posicionada de forma contígua ao primeiro fulcro (191) na primeira protuberância (187); uma segunda saliência (36) posicionada de forma contígua ao segundo fulcro (193) na segunda protuberância (189), as primeira e segunda saliências sendo orientadas de modo angular em relação a um plano (38) que define uma interface entre os primeiro e segundo segmentos.

32. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: uma primeira cabeça (46) que se projeta a partir da primeira protuberância (187); uma segunda cabeça (48) que se projeta a partir da segunda protuberância (189), a ligação (183) se engatando às primeira e segunda cabeças para reter a ligação às protuberâncias.

33. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que a ligação (183) compreende um anel (185) que envolve as primeira e segunda protuberâncias (187, 189).

34. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o conjunto de afixação ajustável (158) compreende: um primeiro ressalto (201) afixado à segunda extremidade do primeiro segmento (150); um segundo ressalto (203) afixado à segunda extremidade do segundo segmento (152) e posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto, cada ressalto definindo um furo respectivo (66, 68); um prendedor (205) que se estende entre os primeiro e segundo ressaltos, o prendedor sendo recebido dentro dos furos respectivos, o prendedor sendo ajustável para atrair os segmentos (150, 152) um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola (156).

35. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: um canal (168) posicionado entre os primeiro e segundo rebordos (160, 162) em cada um dentre os segmentos (150, 152), os canais se estendendo entre as extremidades dos segmentos e são voltados para o espaço central (154).

36. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: uma vedação de anel (170) posicionada dentro dos canais (168), a vedação de anel tendo uma superfície interna (172) dimensionada para receber os elementos de tubo e uma superfície externa (174) dimensionada para suportar os segmentos (150, 152) em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo (186) no espaço central (154) enquanto os segmentos são afixados um ao outro e o primeiro elemento de tubo (184) é capturado dentro do espaço central.

37. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: uma pluralidade de projeções (182) posicionadas em cada uma das primeira e segunda superfícies arqueadas (178, 180), as projeções se projetando em direção ao espaço central (154).

38. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma abertura (171) em pelo menos um dos segmentos (150, 152).

39. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 38, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma abertura (171) é posicionada entre os primeiro e segundo segmentos (150, 152).

40. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 39, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma abertura (171) compreende uma calha (173) posicionada em uma interface entre os primeiro e segundo segmentos (150, 152).

41. Combinação (147) de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a primeira superfície arqueada (178) tem um primeiro raio de curvatura (207) e a segunda superfície arqueada (180) tem um segundo raio de curvatura (209), o segundo raio de curvatura sendo menor do que o primeiro raio de curvatura.

42. Método para montar a combinação (147) de acoplamento (148) e elemento de tubo (184) como definida na reivindicação 27, o método caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar o primeiro elemento de tubo (184) com o aro (188) engatado ao primeiro rebordo (160) do primeiro segmento (150); engatar a primeira extremidade do primeiro segmento à primeira extremidade do segundo segmento (152) para deformar o conjunto de mola (156); suportar os primeiro e segundo segmentos (150, 152) em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo (186) no espaço central (154) enquanto se captura o primeiro elemento de tubo dentro do espaço central; afixar a segunda extremidade do primeiro segmento (150) à segunda extremidade do segundo segmento (152) usando o conjunto de afixação ajustável (158).

43. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: engatar o primeiro elemento de tubo (184) com uma vedação de anel (170); posicionar a vedação de anel dentro de um canal (168) definido pelos primeiro e segundo rebordos (160, 162) do primeiro segmento (150).

44. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que suportar os primeiro e segundo segmentos (150, 152) em relação de afastamento suficiente para permitir a inserção do segundo elemento de tubo (186) no espaço central (154) enquanto se captura o primeiro elemento de tubo (184) dentro do espaço central compreende suportar os segmentos em uma vedação de anel (170) posicionada dentro de um canal (168) posicionado entre os primeiro e segundo rebordos (160, 162) em cada um dentre os segmentos.

45. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que engatar a primeira extremidade do primeiro segmento (150) à primeira extremidade do segundo segmento (152) para deformar o conjunto de mola (156) compreende: unir uma primeira protuberância (179) que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento com uma segunda protuberância (181) que se projeta a partir uma primeira extremidade do segundo segmento usando uma ligação (183), e colocar a segunda protuberância em contato com um fulcro (191) posicionado na primeira protuberância.

46. Método de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que unir a primeira protuberância (179) que se projeta a partir da primeira extremidade do primeiro segmento (150) com uma segunda protuberância (181) que se projeta a partir da primeira extremidade do segundo segmento (152) usando a ligação (183) compreende inserir as projeções (182) dentro de um anel (185) de modo que o anel circunde as protuberâncias.

47. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que afixar a segunda extremidade do primeiro segmento (150) à segunda extremidade do segundo segmento (152) usando o conjunto de afixação ajustável (158) compreende afixar um primeiro ressalto (201) montado na segunda extremidade do primeiro segmento a um segundo ressalto (203) montado na segunda extremidade do segundo segmento usando um prendedor (205) que se estende entre os primeiro e segundo ressaltos.

48. Método para unir o segundo elemento de tubo (186) ao primeiro elemento de tubo (184) usando a combinação como definida na reivindicação 37, o método caracterizado pelo fato de que compreende: com os segmentos (150, 152) afixados entre si em relação de afastamento e com o aro (188) do primeiro elemento de tubo capturado dentro do espaço central (154), inserir o segundo elemento de tubo no espaço central; engatar o segundo elemento de tubo à vedação de anel (170); atrair os segmentos um em direção ao outro usando o conjunto de afixação ajustável (158).

49. Método de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente engatar as primeira e segunda superfícies arqueadas (178, 180) aos primeiro e segundo elementos de tubo (150, 152), respectivamente, após atrair os segmentos um em direção ao outro.

50. Método de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente engatar as projeções (160, 162) nas primeira e segunda superfícies arqueadas (178, 180) aos primeiro e segundo elementos de tubo (184, 186), respectivamente, após atrair os segmentos (150, 152) um em direção ao outro.

51. Método de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que a atração dos segmentos (150, 152) um em direção ao outro usando o conjunto de afixação ajustável (158) compreende: apertar um prendedor (205) que se estende entre o primeiro e o segundo ressaltos (201, 203), o primeiro ressalto sendo afixado à segunda extremidade do primeiro segmento, o segundo ressalto sendo afixado à segunda extremidade do segundo segmento e posicionado em relação voltada para o primeiro ressalto, o prendedor sendo ajustável para atrair os segmentos um em direção ao outro contra a solicitação do conjunto de mola (156).

52. Método de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: observar, através de uma abertura (171) em pelo menos um dos segmentos (150, 152), se o segundo elemento de tubo (184, 186) está presente ou não dentro do espaço central (154); ajustar uma posição do segundo elemento de tubo (186) dentro do espaço central se o segundo elemento de tubo não estiver presente dentro do espaço central; e atrair os segmentos um em direção ao outro uma vez que o segundo elemento de tubo for observado como estando presente dentro do espaço central.

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