BR112020022534A2

BR112020022534A2 - sistema e método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações biaxialmente orientadas

Info

Publication number: BR112020022534A2
Application number: BR112020022534-7A
Authority: BR
Inventors: Ignacio Muñoz De Juan
Original assignee: Molecor Tecnología, S. L.
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2021-02-02
Also published as: PT3564010T; EP3564010A1; CA3099215A1; CO2020014101A2; US11691366B2; ES2919424T3; RU2752772C1; BG113277A; WO2019211498A1; ZA202006802B; BR112020022534B1; EP3564010B1; AU2018422052A1; US20210229381A1; AR114856A1

Abstract

  SISTEMA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ACESSÓRIOS E CONEXÕES PARA TUBULAÇÕES BIAXIALMENTE ORIENTADAS, formadas integralmente a partir de tubos pré-formas retos, com a possibilidade de regular e distribuir as espessuras, bem como regular o alongamento específico nas diferentes áreas do acessório, permitindo reforçá-los ou otimizá-los durante o próprio método, sem implicar em aumento dos tempos de produção ou em aumento das quantidades de matéria-prima, de tal maneira que permite a fabricação de acessórios de diferentes formas geométricas (curvas, reduções, mangas, derivações etc.).

Description

“SISTEMA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ACESSÓRIOS E CONEXÕES PARA TUBULAÇÕES BIAXIALMENTE ORIENTADAS” Objeto da Invenção

[001] Trata-se a presente invenção de um sistema e um método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas, formadas integralmente a partir de tubos pré-formas retos, com a possibilidade de regular e distribuir as espessuras, bem como regular o alongamento específico nas diferentes áreas do acessório, permitindo reforçá-los ou otimizá-los durante o próprio método, sem implicar em aumento dos tempos de produção e/ou em aumento das quantidades de matéria-prima utilizada.

[002] O objeto da presente invenção é um sistema que permite realizar a fabricação de acessórios de diversas formas geométricas (curvas, redutores, acopladores, derivações etc.).

[003] A presente invenção está englobada no campo de sistemas e processos de fabricação de perfis orientados molecularmente, em particular, dentro de sistemas “em lote”.

Fundamentos da Invenção

[004] A orientação molecular é um processo por meio do qual, aplicando-se uma deformação mecânica a um tubo ou pré-forma previamente extrudado, sob condições apropriadas de temperatura, pressão, velocidade de deformação e raio de deformação, principalmente, ocorre uma modificação substancial de suas propriedades mecânicas, especialmente resistência à tração do material, resistência ao impacto, melhor fluência, resistência à propagação de trincas, melhoria do módulo de Young etc.

[005] Com este processo de orientação molecular, consegue-se um material ultrarresistente, com menos matéria-prima e com características iguais ou superiores, graças à maior resistência do material.

[006] Existem vários métodos ou sistemas de fabricação de perfis tubulares, que podem ser agrupados em duas grandes categorias: sistemas contínuos ou em linha e sistemas descontínuos ou “em lote”.

[007] Basicamente, os sistemas descontínuos ou “em lote” baseiam-se na produção da orientação molecular “elemento a elemento”, a qual é alcançada por meio de uma expansão da pré-forma dentro de um molde que fornece a forma definitiva do perfil tubular.

[008] Os processos em linha são radicalmente distintos e a orientação ocorre de forma contínua e simultânea à própria extrusão, sem interrupção do processo, sem estoque intermediário etc.

[009] Os tubos orientados devem se unir um ao outro para formar a linha de condução, e esta deve ser adaptada ao perfil geográfico e técnico do projeto. Ou seja, a linha de condução deve ter a possibilidade de seguir traçados com curvas, bifurcar, variar o diâmetro da sua condução etc., para que o transporte do fluido seja adaptável às necessidades específicas em cada caso.

[010] Tradicionalmente, esta necessidade dos tubos orientados tem sido suprida com diversas soluções, sempre com outros materiais. A solução mais tradicional, e com mais de 100 anos de história, consiste no uso de acessórios de fundição, embora, recentemente, os acessórios de polímero injetados em molde também sejam utilizados de forma limitada.

[011] Pode-se citar diferentes tecnologias que, sem aplicar a orientação molecular aos seus produtos, permitem a fabricação de objetos similares na forma dos acessórios citados, sempre no campo dos plásticos, uma vez que, no campo de acessórios de ferro fundido, não existe nenhuma semelhança: - Injeção: tecnologia amplamente utilizada que permite que as peças sejam fabricadas em molde fechado, graças à injeção de plástico fundido, que preenche a cavidade do molde. Esta tecnologia difere da tecnologia da presente invenção pelo fato de utilizar um material fundido como material de partida, não havendo orientação, sendo que a cavidade a ser preenchida com o material (molde) tem o formato da peça final e, no molde, existem numerosas peças para evitar que o material preencha as peças ocas, além de não utilizar fluidos como elemento expansor etc.

- Mecanização: tecnologia que, a partir de pré-formas de um determinado material, por meio da remoção de cavacos, se consegue a forma apropriada das peças. Nesta tecnologia, não há orientação molecular e a passagem da pré-forma para a peça final ocorre mediante arrancamento do material, o que difere amplamente da tecnologia da presente invenção.

[012] Existem processos de transformação de plásticos que também podem apresentar semelhanças aparentes com a presente invenção, mas, no entanto, são radicalmente diferentes: - Sopro térmico: quando se submete a uma pressão um determinado elemento, para que este adote uma determinada forma contra um molde. Este processo, pelo fato de não produzir orientação, não possui manipuladores que permitam que a pré-forma seja esticada ou deformada, caso seu resfriamento baseia-se em um sistema de fluxo de ar ou de outro fluido; em vez disso, o resfriamento ocorre em contato com o próprio molde. Da mesma forma, as peças saem diretamente da extrusão para a moldagem, pois a temperatura não é tão relevante, e, então, esse sistema não possui uma cabine de controle de temperatura e não requer um sistema de tratamento de ar, pois o fluido expansor apenas provoca a forma, mas não afeta a expansão. Enfim, trata- se de um sistema muito diferente do sistema da presente invenção.

[013] O documento EP1108523A1 divulga um sistema para fabricação de acessórios e conexões para tubos de plástico orientados biaxialmente a partir de um tubo pré-formado reto de um tubo de polímero não orientado que compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

[014] O sistema e o método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas da presente invenção resolvem todos os inconvenientes anteriores.

Descrição da Invenção

[015] Trata-se a presente invenção de um sistema e um método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas, que permitem a fabricação de diferentes tipos de acessórios de PVC orientado ou outros polímeros a partir de uma pré-forma reta de tubulações de polímero não orientado.

[016] Esses acessórios podem possivelmente ter o bocal integral (geometria específica para a união de um tubo a outro, sendo que sua geometria apresenta diâmetro maior que a geometria nominal do tubo, que permite alojar um anel de borracha, obtendo-se, assim, a estanqueidade do sistema, impedindo que o fluido saia do sistema), uma vez que permite fazer diferentes geometrias, variando, simplesmente, um molde e aproveitando todos os elementos do sistema.

[017] De acordo com o sistema da presente invenção, a fabricação de diversos tipos de acessórios ou conexões de polímeros orientados é obtida a partir de pré-formas retas e de geometria constante previamente obtidas por meio de extrusão.

[018] O sistema de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas a partir de um tubo pré- forma reto de tubulação de polímero não orientado compreendendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que o referido sistema compreende: - meios de aquecimento configurados para o controle da temperatura do tubo pré-forma; - uma câmara climática temperada configurada para manter a temperatura do tubo pré-forma a uma primeira temperatura predeterminada e, opcionalmente, para realizar operações de deformação do tubo; - uma primeira cabeça de preensão e uma segunda cabeça de preensão, sendo que a primeira cabeça de preensão é configurada para realizar a preensão da primeira extremidade do tubo pré-forma e a segunda cabeça de preensão é configurada para realizar a preensão da segunda extremidade do tubo pré-forma; - meios de manipulação configurados para suportar a primeira cabeça de preensão e a segunda cabeça de preensão; - uma bancada que suporta duas peças móveis configuradas para se deslocarem; - um molde que compreende pelo menos duas partes, sendo que cada uma das partes do molde fica disposta sobre uma parte móvel da bancada, em que o molde é configurado para orientar um tubo deformado ou tubo pré-forma quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato.

[019] Os meios de manipulação juntamente com a primeira e a segunda cabeça de preensão são configurados para girar, esticar, contrair e/ou deformar o tubo pré-forma, de tal maneira que em uma fibra do tubo pré- forma seja produzida um alongamento, enquanto em outra fibra do tubo pré-forma seja produzida uma compressão, ou alongamento ou compressão à vontade.

[020] Opcionalmente, pelo menos a primeira ou a segunda cabeça de preensão compreende meios de inserção/extração de um fluido no interior do tubo deformado ou tubo pré-forma, com o objetivo de introduzir fluidos e extraí-los, criar correntes internas de fluido no tubo pré-forma, pulverizar internamente, pressurizar e expandi-los, para resfriar e expandir o tubo deformado ou o tubo pré-forma; por exemplo, de tal maneira que em uma fibra do tubo pré-forma seja produzido um alongamento, enquanto que em outra fibra do tubo pré-forma seja produzida uma compressão, ou alongamento ou compressão à vontade.

[021] O molde também compreende meios de preensão dispostos nas extremidades do molde, de forma coincidente com a primeira extremidade e a segunda extremidade do tubo pré-forma, quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato, sendo que os meios de preensão são configurados para apertar o tubo deformado ou o tubo pré-forma quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato, de tal maneira que a parte interna do tubo deformado ou do tubo pré-forma juntamente com a primeira e a segunda cabeça criam um espaço estanque, no qual é possível realizar a pressurização do mesmo.

[022] Opcionalmente, o sistema também compreende meios para o corte e/ou acabamento dos acessórios ou conexões moldados configurados para cortar as extremidades do acessório ou da conexão moldada.

[023] Opcionalmente, o sistema compreende uma mesa de distribuição, na qual fica disposto o tubo pré-forma reto de uma tubulação de polímero não orientado e é configurada para cortar o tubo pré-forma em pedaços de comprimento variável.

[024] A presente invenção também se refere a um método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas a partir de um tubo pré-forma reto de tubulação de polímero não orientado compreendendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que o referido sistema compreende: - uma etapa de aquecimento, na qual é realizado o controle da temperatura do tubo pré-forma; - uma etapa de ajuste de temperatura, na qual um controle de temperatura do tubo pré-forma é mantido a uma primeira temperatura predeterminada; - uma etapa de preensão, na qual é realizada a preensão da primeira extremidade do tubo pré-forma e da segunda extremidade do tubo pré-forma; - uma etapa de moldagem por meio do uso de um molde que compreende pelo menos duas partes, sendo que é realizada a orientação de um tubo deformado ou do tubo pré-forma quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato.

[025] O método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas também compreende uma etapa de rotação, alongamento, contração e/ou deformação do tubo pré-forma subsequentemente à etapa de preensão da primeira extremidade do tubo pré- forma e da segunda extremidade do tubo pré-forma.

[026] Opcionalmente, o método compreende uma etapa de inserção/extração de um fluido no interior do tubo deformado ou tubo pré-forma, com o objetivo de introduzir fluidos e extraí-los, criar correntes internas de fluido no tubo pré-forma, pulverizar internamente, pressurizar e expandi-los, para resfriar e expandir o tubo deformado ou o tubo pré-forma; por exemplo, de tal maneira que em uma fibra do tubo pré-forma seja produzido um alongamento, enquanto que em outra fibra do tubo pré-forma seja produzida uma compressão, ou alongamento ou compressão à vontade.

[027] O método também compreende uma etapa de aperto do tubo deformado ou tubo pré-forma quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato, de tal maneira que o interior do tubo deformado ou do tubo pré-forma juntamente com a primeira e a segunda cabeça criam um espaço estanque, seguida por uma etapa de pressurização do referido espaço estanque.

[028] Opcionalmente, o método também compreende uma etapa de corte e/ou acabamento das extremidades dos acessórios ou conexões moldados.

[029] Opcionalmente, o método também compreende uma etapa de corte do tubo pré-forma em pedaços de comprimento variável.

Descrição dos Desenhos

[030] Para complementar a descrição que está sendo feita e com o objetivo de ajudar com uma melhor compreensão das características da presente invenção, de acordo com um exemplo preferido de uma modalidade prática da mesma, um conjunto de desenhos é anexado como parte integrante da referida descrição, com fins ilustrativos e não limitativos, no qual foi representado o seguinte: - a Figura 1 mostra uma vista esquemática do sistema de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas da presente invenção.

- a Figura 2 mostra exemplos não limitativos das diferentes operações que podem ser realizadas na câmara climática temperada, por meio do uso dos meios de manipulação, juntamente com a primeira e a segunda cabeça de preensão.

- a Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de uma das referidas pelo menos duas partes do molde, juntamente com o acessório ou conexão moldado.

- a Figura 4 mostra uma vista em corte dos meios de preensão, juntamente com uma cabeça e um tubo deformado.

Modalidade Preferida da Invenção

[031] O sistema e o método de fabricação de acessórios e conexões para tubulações de plástico biaxialmente orientadas da presente invenção serão agora descritos de forma detalhada.

[032] A Figura 1 mostra os diferentes elementos do sistema ou das etapas do método. Em primeiro lugar, pode-se observar o tubo pré-forma (100), que passa através de um meio de aquecimento ou forno (1) constituído por elementos de aquecimento ajustáveis. O tubo pré-forma (100), depois de passar pelo forno (1), atinge uma temperatura regular em toda sua geometria apropriada para orientação, ou seja, uma temperatura que faz com que o polímero passe de um estado rígido para um plástico e, portanto, pode ser deformado quando desejado, bem como permite que seja suscetível a orientação molecular durante essa deformação.

[033] Depois de o tubo pré-forma (100) ser acondicionado, ele passa para uma câmara climática temperada (2) cuja finalidade é evitar que o tubo pré-forma (100) aquecido para sua orientação sofra mudanças de temperatura durante a realização de várias operações, incluindo sua retenção e subsequente deformação, em qualquer uma de suas possibilidades, entre outras, conforme o resultado final e a distribuição da orientação desejados. Exemplos descritivos, mas não limitativos, são encontrados na Figura 2.

[034] A câmara climática temperada (2) também compreende um suporte giratório (3) configurado para posicionar o tubo pré-forma (100) de modo a facilitar a retenção por algum meio de manipulação (4), de preferência, dois manipuladores ou braços articulados. Os meios de manipulação (4) suportam uma primeira cabeça de preensão e uma segunda cabeça de preensão (9), com um sistema de rótula (XX) e meios de inserção/extração (8) de um fluido no interior do tubo deformado ou dos tubos pré-forma que realizam o acondicionamento do referido fluido. A função dessas cabeças (9) com rótula consiste em agarrar o tubo pré-forma (100) pelas extremidades e, uma vez agarrado, pode ser deformado em qualquer direção, podendo, assim, atingir, após sua expansão, os parâmetros seletivos de orientação molecular. Ou seja, estes meios de manipulação (4) com cabeças (9) podem esticar ou contrair o tubo pré- forma (100) axialmente, girar em torno do eixo e criar a deformação circunferencial, ou girar em torno dos planos perpendiculares ao eixo do tubo pré- forma (100), de tal maneira que este sofra alongamento em algumas fibras da seção e contração em outras. Além disso, esses meios de manipulação (4) podem girar de tal maneira que o tubo pré-forma (100) dobre, adotando ângulos diferentes. Exemplos de movimento do conjunto constituído de meio de manipulação (4) e cabeça de preensão (9) são exibidos na Figura 2.

[035] Por sua vez, os meios de manipulação (4)

compreendem meios de inserção/extração (8) de um fluido no interior do tubo deformado ou dos tubos pré-forma que realizam o acondicionamento do referido fluido, de tal maneira que o fluido de expansão que expandirá o tubo pré-forma (100) passa por ele e é tratado para que tenha as propriedades necessárias para a orientação, principalmente aquecido e filtrado.

[036] Uma vez que o tubo pré-forma (100) foi apropriadamente mantido e deformado, para obter um tubo deformado na câmara climática temperada (2), os meios de manipulação (4) passam o tubo deformado para uma área onde se encontra disposta uma bancada (5), com duas placas paralelas que suportam um molde (6) dividido em duas partes simétricas. Os meios de manipulação (4) posicionam o tubo deformado entre as duas metades do molde (6) e a bancada (5) aciona as placas paralelas para que estas avancem na direção oposta até que o molde (6) esteja completamente fechado, de tal maneira que o tubo deformado fique confinado dentro do molde (6).

[037] Simultaneamente, com o fechamento do molde (6), os meios de preensão (11) integrados ao molde (6) apertam, por sua vez, o tubo deformado, tal como mostrado na Figura 4, pressionando contra a cabeça preensão (9), causando um fechamento estanque.

[038] Posteriormente, o fluido expansor pode passar pelo orifício de uma das cabeças de preensão (9), que, por sua vez, vem dos meios de inserção/extração (8) de um fluido, o que permite que tenha as condições apropriadas para a orientação molecular, e este expande a pré-forma contra as paredes do molde (6).

[039] Uma vez realizada a expansão, cria-se um circuito de passagem, mantendo a pressão, através do qual o fluido resfria o tubo deformado em seu interior à medida que passa, permitindo que o molde (6) tenha uma temperatura constante. Opcionalmente, o molde pode ser resfriado para auxiliar no resfriamento do tubo deformado. Um exemplo da aparência do acessório ou conexão é mostrado na Figura 3, uma vez que sai do molde (6).

[040] Em uma última etapa, o acessório ou conexão (20) é cortado nas extremidades por meio do uso de meios de corte (7), para a obtenção da peça final, objeto do método da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE FABRICAÇÃO DE ACESSÓRIOS E

CONEXÕES PARA TUBULAÇÕES DE PLÁSTICO BIAXIALMENTE ORIENTADAS a partir de um tubo pré-forma reto (100) de uma tubulação de polímero não orientado, que compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que o sistema compreende: - meios de aquecimento (1) configurados para controlar a temperatura do tubo pré-forma (100); - uma primeira cabeça de preensão (9) e uma segunda cabeça de preensão (9), sendo que a primeira cabeça de preensão (9) é configurada para realizar a preensão da primeira extremidade do tubo pré-forma (100) e a segunda cabeça de preensão (9) é configurada para realizar a preensão da segunda extremidade do tubo pré-forma (100); - meios de manipulação (4) configurados para suportar a primeira cabeça de preensão (9) e a segunda cabeça de preensão (9); - uma placa de base (5), que suporta duas partes móveis configuradas para se deslocarem; - um molde (6) que compreende pelo menos duas partes, sendo que cada uma das partes do molde (6) fica disposta em uma parte móvel da placa de base (5), em que o molde (6) é configurado para orientar um tubo deformado ou o tubo pré-forma (100) quando as referidas pelo menos duas partes do molde (6) estão dispostas em contato; caracterizado pelo fato de o sistema também compreender: - uma câmara climática temperada (2) configurada para manter a temperatura do tubo pré-forma (100) a uma primeira temperatura predeterminada; - sendo que os meios de manipulação (4), juntamente com a primeira e a segunda cabeça de preensão (9), são dispostos na câmara climática temperada (2) e são configurados para girar, esticar, contrair e/ou deformar o tubo pré-forma (100).

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos a primeira ou a segunda cabeça de preensão (9) compreender meios para inserção/extração (8) de um fluido no interior do tubo deformado ou do tubo pré-forma (100).

3. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o molde (6) também compreender meios de preensão (11) dispostos nas extremidades do molde, de forma coincidente com a primeira extremidade e a segunda extremidade do tubo pré-forma, quando as referidas pelo menos duas partes do molde estão dispostas em contato, sendo que os meios de preensão (11) são configurados para apertar o tubo deformado ou o tubo pré-forma (100) quando as referidas pelo menos duas partes do molde (6) estão dispostas em contato.

4. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de também compreender meios de corte e/ou acabamento (7) dos acessórios ou das conexões formados(as) configurados para cortar as extremidades do acessório ou da conexão formado(a).

5. SISTEMA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de também compreender uma mesa de distribuição na qual o tubo pré-forma reto (100) de uma tubulação de polímero não orientado fica disposto e é configurada para cortar o tubo pré- forma (100) em pedaços de comprimento variável.

6. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE ACESSÓRIOS E

CONEXÕES PARA TUBULAÇÕES DE PLÁSTICO BIAXIALMENTE ORIENTADAS a partir de um tubo pré-forma reto (100) de uma tubulação de polímero não orientado compreendendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que o método é executado com o sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de o método compreender: - uma etapa de aquecimento, na qual é realizado o controle da temperatura do tubo pré-forma (100); - uma etapa de têmpera, na qual o controle da temperatura do tubo pré-forma (100) é mantido a uma primeira temperatura predeterminada; - uma etapa de preensão, na qual é realizada a preensão da primeira extremidade do tubo pré-forma (100) e da segunda extremidade do tubo pré-forma (100); - uma etapa de rotação, alongamento, contração e/ou deformação do tubo pré-forma após a etapa de preensão da primeira extremidade do tubo pré-forma (100) e da segunda extremidade do tubo pré- forma (100); - uma etapa de moldagem por meio do uso de um molde (6) que compreende pelo menos duas partes, sendo que, na etapa de moldagem, é realizada a orientação de um tubo deformado ou do tubo pré-forma (100), quando as referidas pelo menos duas partes do molde (6) estão dispostas em contato.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de também compreender uma etapa de inserção/extração de um fluido no interior do tubo deformado ou do tubo pré- forma (100).

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 7, caracterizado pelo fato de também compreender uma etapa de aperto do tubo deformado ou do tubo pré-forma (100) quando as referidas pelo menos duas partes do molde (6) estão dispostas em contato, seguida por uma etapa de pressurização do referido espaço estanque.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizado pelo fato de também compreender uma etapa de corte e/ou acabamento dos acessórios ou das conexões formados(as).

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado pelo fato de também compreender uma etapa de corte do tubo pré-forma (100) em pedaços de comprimento variável.