BR202012012311Y1 - sealing joint arrangement - Google Patents

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BR202012012311Y1
BR202012012311Y1 BR202012012311-3U BR202012012311U BR202012012311Y1 BR 202012012311 Y1 BR202012012311 Y1 BR 202012012311Y1 BR 202012012311 U BR202012012311 U BR 202012012311U BR 202012012311 Y1 BR202012012311 Y1 BR 202012012311Y1
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José Carlos Carvalho Veiga
Nelson Kavanagh
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Teadit Indústria E Comércio Ltda
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    • F16J15/121Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
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Abstract

disposição introduzida em junta de vedação, a presente patente tem por objeto um prático e inovador modelo de junta metálica espiralada, pertencente ao campo das juntas industriais, de uso mais precisamente na vedação de uniões flangeadas, e ao qual foi dado original disposição construtiva, com vistas a melhorar a sua utilização e desempenho em relação aos outros modelos usualmente encontrados no mercado; a presente invenção mostra uma forma construtiva inovadora idealizada para de reduzir o valor das emissões de gases pelas juntas espirais; especificamente, esta forma inovadora é obtida controlando a densidade da junta de forma a permitir o seu esmagamento de forma controlada; esta inovação também inclui o enchimento de vedação, ou fita de vedação macia (16) se projetando além da fita metálica (15).sealing joint arrangement, the present invention relates to a practical and innovative type of spiral metal joint, which belongs to the field of industrial seals, to be used more precisely in the sealing of flanged joints, and to which the original constructive arrangement was given. improve their use and performance compared to other models commonly found on the market; the present invention shows an innovative constructive form designed to reduce the value of gas emissions by spiral joints; specifically, this innovative form is obtained by controlling the density of the joint to allow it to be crushed in a controlled manner; This innovation also includes sealing filler, or soft sealing tape (16) protruding beyond the metal tape (15).

Description

(54) Título: DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM JUNTA DE VEDAÇÃO (73) Titular: TEADIT INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. CGC/CPF: 36193928000187. Endereço: AV. PASTOR(54) Title: PROVISION INTRODUCED IN SEALING BOARD (73) Holder: TEADIT INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. CGC / CPF: 36193928000187. Address: AV. SHEPHERD

MARTIN LUTHER KING JUNIOR, 8939, Colégio, Rio de Janeiro, RJ, BRASIL(BR), 21530-010 (72) Inventor: JOSÉ CARLOS CARVALHO VEIGA; NELSON KAVANAGH.MARTIN LUTHER KING JUNIOR, 8939, Colégio, Rio de Janeiro, RJ, BRAZIL (BR), 21530-010 (72) Inventor: JOSÉ CARLOS CARVALHO VEIGA; NELSON KAVANAGH.

Prazo de Validade: 15 (quinze) anos contados a partir de 23/05/2012, observadas as condições legaisValidity Period: 15 (fifteen) years from 05/23/2012, subject to legal conditions

Expedida em: 11/12/2018Issued on: 12/11/2018

Assinado digitalmente por:Digitally signed by:

Liane Elizabeth Caldeira LageLiane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos IntegradosDirector of Patents, Computer Programs and Topographies of Integrated Circuits

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DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM JUNTAPROVISION INTRODUCED TOGETHER

DE VEDAÇÃOSEALING

CAMPO DE APLICAÇÃOAPPLICATION FIELD

A presente patente de modelo de utilidade tem por objeto um prático e inovador modelo de junta metálica espiralada, pertencente ao campo das juntas industriais, de uso mais precisamente na vedação de uniões flangeadas, e ao qual foi dado original disposição construtiva, com vistas a melhorar a sua utilização e desempenho em relação aos outros modelos usualmente encontrados no mercado.The purpose of this utility model patent is a practical and innovative model of spiral metal gasket, belonging to the field of industrial gaskets, used more precisely in sealing flanged joints, and which was originally given a constructive disposition, with a view to improving its use and performance in relation to the other models usually found on the market.

Tem-se, portanto, no pedido de patente em questão, uma junta de vedação espiralada especialmente projetado e desenvolvido para obter maior selabilidade reduzindo vazamentos e emissões de gases poluentes e traz grandes vantagens de redução de vazamentos e emissão de gases poluentes ao meio ambiente.Therefore, in the patent application in question, a spiral gasket specially designed and developed to obtain greater sealability by reducing leaks and emissions of polluting gases and brings great advantages of reducing leaks and emission of polluting gases to the environment.

É ainda, objetivo do presente pedido, apresentar um modelo de junta de vedação com elevada capacidade de vedação, porém aliado aos requisitos de robustez, segurança e praticidade utilitária, oferecendo assim ao público consumidor, uma opção para atender aos rigorosos requisitos de controle ambiental exigidos pelas recentes legislações de proteção ao meio-ambiente, que ao contrário dos modelos usuais, que não asseguram esta capacidade de vedação.It is also, objective of the present request, to present a gasket model with high sealing capacity, however allied to the requirements of robustness, safety and utilitarian practicality, thus offering the consumer public an option to meet the strict environmental control requirements required by the recent environmental protection laws, which, unlike the usual models, which do not guarantee this sealing capacity.

Foi pensando nesses inconvenientes que, após inúmeras pesquisas e estudos, os inventores, pessoas ligada ao ramo, criaram e desenvolveram o objeto da presente patente, idealizando uma junta de vedação em que nem só as qualidades mecânicas e funcionais foram consideradas no projeto de suaIt was with these inconveniences in mind that, after numerous researches and studies, the inventors, people connected to the branch, created and developed the object of this patent, idealizing a gasket in which not only the mechanical and functional qualities were considered in the design of their

2/11 fabricação, mas também a forma, a disposição e a localização de suas partes e componentes que, corretamente posicionadas, trouxeram um aumento de eficiência permitindo atender aos níveis de vedação exigidos pelas autoridades responsáveis pelo meioambiente.2/11 manufacturing, but also the shape, layout and location of its parts and components which, correctly positioned, brought an increase in efficiency allowing to meet the levels of sealing required by the authorities responsible for the environment.

RESUMO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

A presente patente de modelo de utilidade tem por objeto um prático e inovador modelo de junta metálica espiralada, pertencente ao campo das juntas industriais, de uso mais precisamente na vedação de uniões flangeadas, e ao qual foi dado original disposição construtiva, com vistas a melhorar a sua utilização e desempenho em relação aos outros modelos usualmente encontrados no mercado. A presente invenção mostra uma forma construtiva inovadora idealizada para de reduzir o valor das emissões de gases pelas juntas espirais. Especificamente, esta forma inovadora é obtida controlando a densidade da junta de forma a permitir o seu esmagamento de forma controlada. Esta inovação também inclui o enchimento de vedação se projetando além da fita metálica.The purpose of this utility model patent is a practical and innovative model of spiral metal gasket, belonging to the field of industrial gaskets, used more precisely in sealing flanged joints, and which was originally given a constructive disposition, with a view to improving its use and performance in relation to the other models usually found on the market. The present invention shows an innovative constructive form designed to reduce the value of gas emissions from spiral joints. Specifically, this innovative shape is obtained by controlling the density of the joint in order to allow its crushing in a controlled manner. This innovation also includes the seal filler projecting beyond the metal tape.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1: mostra uma junta espiralada do estado da técnica em corte com os seus componentes.Figure 1: shows a spiral joint of the state of the art in section with its components.

Figura 2: é um trecho de trecho de tubulação com os flanges.Figure 2: it is a stretch of pipe section with flanges.

Figura 3: mostra um trecho de tubulação com a junta na sua posição de instalação.Figure 3: shows a section of piping with the joint in its installation position.

Figura 4: gráfico de selabilidade e esmagamento de uma junta do estado da arte.Figure 4: graph of sealability and crushing of a state of the art joint.

Figura 5: gráfico de selabilidade eFigure 5: selectability graph and

3/11 esmagamento de juntas estado da arte.3/11 smashing joints state of the art.

Figura 6: mostra o flange do estado da técnica tocando o anel de centralização.Figure 6: shows the state of the art flange touching the centering ring.

Figura 7: mostra uma junta espiralada, do estado da técnica, com o enchimento faceando a fita metálica.Figure 7: shows a spiral joint, state of the art, with the filling facing the metallic tape.

Figura 8: mostra o gráfico de selabilidade de uma junta com o enchimento faceando a fita metálica.Figure 8: shows the sealability graph of a joint with the filler facing the metallic tape.

Figura 9: mostra os detalhes construtivos de uma junta espiralada.Figure 9: shows the construction details of a spiral joint.

Figura 10: mostra em corte os detalhes construtivos de uma junta espiralada.Figure 10: shows in section the construction details of a spiral joint.

Figura 11: mostra os detalhes construtivos em vista explodida de uma junta espiralada.Figure 11: shows the construction details in an exploded view of a spiral joint.

Figura 12: mostra em corte os detalhes construtivos da espiral de vedação.Figure 12: shows in section the construction details of the sealing spiral.

Figura 13: mostra em corte a espiral de vedação com o enchimento macio se projetando além da fita metálica.Figure 13: shows in section the sealing spiral with the soft filler projecting beyond the metallic tape.

Figura 14: gráfico de selabilidade de uma junta do estado da arte comparada com uma junta da presente invenção.Figure 14: Sealability graph of a state of the art joint compared to a joint of the present invention.

Figura 15: gráfico de selabilidade de juntas da presente invenção em três densidades diferentes.Figure 15: joint sealing graph of the present invention in three different densities.

Figura 16: gráfico de selabilidade de juntas estado da arte com juntas da presente invenção com diferentes valores de enchimento macio se projetando além da fita metálica.Figure 16: State-of-the-art joint sealability graph with joints of the present invention with different values of soft filler projecting beyond the metallic tape.

ESTADO DA ARTESTATE OF ART

Esta invenção relaciona-se com vedações e juntas, e mais particularmente de uma junta enrolada em espiral. AThis invention relates to seals and joints, and more particularly to a spiral wound joint. THE

4/11 junta espiralada da presente invenção inclui melhorias para reduzir vazamentos e emissão de gases quando a junta é instalada em tubulações de hidrocarbonetos.4/11 Spiral joint of the present invention includes improvements to reduce leaks and gas emissions when the joint is installed in hydrocarbon pipes.

Juntas espiraladas são bem conhecidas nas indústrias que processam líquidos, gases e, em especial, hidrocarbonetos gasosos. Nas descrições a seguir os números se referem às figuras anexas.Spiral joints are well known in industries that process liquids, gases and, in particular, gaseous hydrocarbons. In the descriptions below, the numbers refer to the attached figures.

Tipicamente, uma junta espiralada é composta por uma fita de metal fino (1) entre as quais as fitas de material de enchimento (2) são intercaladas enrolando sobre si mesma formando uma espiral em volta de um eixo central. Grande número de metais diferentes podem ser usados para a fina fita metálica. Cada material oferece suas características específicas para atender às especificações desejadas. Da mesma forma, vários materiais de enchimento podem ser usados. Tipicamente, o material de enchimento utilizado é uma fita de material macio, que é deformado quando a junta espiralada é comprimida entre os flanges da tubulação, proporcionando assim desejadas características de vedação.Typically, a spiral joint is composed of a thin metal strip (1) between which the filler strips (2) are interspersed by winding itself around a central axis. A large number of different metals can be used for thin metal tape. Each material offers its specific characteristics to meet the desired specifications. In the same way, various filler materials can be used. Typically, the filler material used is a strip of soft material, which is deformed when the spiral joint is compressed between the pipe flanges, thus providing desired sealing characteristics.

Na grande maioria das aplicações, os anéis externos (3) são utilizados em conjunto com a junta espiralada tornando-se parte dela. Os anéis externos estão montados em torno da circunferência exterior de uma junta espiralada. Os anéis externos de guia são geralmente fabricados a partir de aço carbono e servem a diversas funções no conjunto formado pela junta. Uma função primária do anel externo é o de um limitador de compressão, de modo que a junta espiralada não é comprimida para além dos limites de projeto. Além disso, o anel de guia externo proporciona aumento da resistência radial da junta. Além disso, o anel guiaIn the vast majority of applications, the outer rings (3) are used in conjunction with the spiral joint becoming part of it. The outer rings are mounted around the outer circumference of a spiral joint. The outer guide rings are generally made from carbon steel and serve several functions in the joint formed by the joint. A primary function of the outer ring is that of a compression limiter, so that the spiral joint is not compressed beyond the design limits. In addition, the outer guide ring provides increased joint radial resistance. In addition, the guide ring

5/11 externo facilita a instalação, fornecendo um modo efetivo de centralização da junta nos flanges da tubulação.External 5/11 facilitates installation, providing an effective way of centering the joint on the pipe flanges.

São também empregados anéis internos que passam a fazer parte da junta. O anel interno (4) evita a extrusão da espiral de vedação no sentido interno da tubulação, fenômeno conhecido pelos especialistas na arte com flambagem da espiral de vedação. Além desta função, o anel interno reduz a turbulência na região da junta provocada pela passagem do fluido através da tubulação.Internal rings are also used that become part of the joint. The inner ring (4) prevents the extrusion of the sealing spiral in the internal direction of the pipe, a phenomenon known to those skilled in the art with buckling of the sealing spiral. In addition to this function, the inner ring reduces turbulence in the joint region caused by the passage of fluid through the pipeline.

Todo o desenvolvimento desta inovação foi realizado com juntas com anéis interno e externo por serem as mais empregadas pela indústria em geral.The entire development of this innovation was carried out with joints with inner and outer rings as they are the most used by the industry in general.

Juntas espiraladas são normalmente dispostas entre flanges (5) instalados em extremidades de tubulações (6). Os flanges são apertados juntos por meio de parafusos circunferencialmente espaçados (7) ou qualquer outro material adequado de fixação. A junta (8) fica centralizada pelos parafusos e anel externo.Spiral joints are normally arranged between flanges (5) installed on pipe ends (6). The flanges are fastened together using circumferentially spaced screws (7) or any other suitable fastening material. The gasket (8) is centered by the screws and the outer ring.

Por projeto, uma junta espiralada pode ser comprimida de sua espessura original de fabricação de aproximadamente 4,45 mm até atingir a espessura do anel guia externo de 3,20 mm. À medida que a junta espiralada é apertada entre os flanges o enchimento macio também é comprimido aumentando a sua densidade. Dependendo da compressibilidade do material de enchimento, a junta pode ser comprimida atingindo o anel guia externo antes que a pressão de esmagamento sobre a junta seja suficiente para proporcionar uma vedação adequada. Nestas situações, vazamentos de pequeno volume, chamados de Emissões Fugitivas, podem ocorrer.By design, a spiral joint can be compressed from its original manufacturing thickness of approximately 4.45 mm to an outer guide ring thickness of 3.20 mm. As the spiral joint is tightened between the flanges, the soft filler is also compressed, increasing its density. Depending on the compressibility of the filler material, the joint can be compressed by reaching the outer guide ring before the crush pressure on the joint is sufficient to provide an adequate seal. In these situations, small volume leaks, called Fugitive Emissions, can occur.

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Com o avanço tecnológico dos processos, são exigidas juntas para aplicações em condições cada vez mais rigorosas, obrigando o desenvolvimento de novos produtos para atender exigências de Emissões Fugitivas de componentes orgânicos voláteis. Um dos requisitos para atender às exigências de controle do meio-ambiente é o valor máximo de emissões de componentes orgânicos voláteis quando a junta está instalada entre os flanges de uma tubulação que transporta hidrocarbonetos em uma refinaria de petróleo, indústria petroquímica ou mesmo em um gasoduto. As organizações de defesa do meio-ambiente definem este valor tipicamente como 500 partes por milhão em volume (ppmV) medido com um instrumento conhecido como analisador de vapores tóxicos. Com as exigências de controle do meio ambiente mais rigorosas, algumas regiões já reduziram este valor este para 100 ppmV.With the technological advancement of processes, joints are required for applications in increasingly stringent conditions, forcing the development of new products to meet the requirements of Fugitive Emissions from volatile organic components. One of the requirements to meet environmental control requirements is the maximum emissions of volatile organic components when the gasket is installed between the flanges of a pipe that carries hydrocarbons in an oil refinery, petrochemical industry or even in a gas pipeline. . Environmental protection organizations typically define this value as 500 parts per million in volume (ppmV) measured with an instrument known as a toxic vapor analyzer. With more stringent environmental control requirements, some regions have already reduced this value to 100 ppmV.

Para simular com maior de forma a mais real possível as condições de trabalho o hidrocarboneto empregado nos testes realizados para desenvolver a junta espiral da presente invenção foi o gás Metano e as medições efetuadas com analisador de gases modelo TVA-1000 fabricado pela Thermo Fisher Scientific Inc.In order to simulate the working conditions in the most real way possible, the hydrocarbon used in the tests carried out to develop the spiral joint of the present invention was Methane gas and the measurements made with a gas analyzer model TVA-1000 manufactured by Thermo Fisher Scientific Inc .

As juntas encontradas no mercado tipicamente apresentam a curva de vazamento e deformação conforme mostrado na Figura 4. No eixo inferior do gráfico é mostrado o valor da pressão de aperto sobra a junta em megapascal (MPa), no eixo vertical esquerdo o vazamento volumétrico da junta em partes por milhão (ppmV), eixo vertical direito o esmagamento da junta em milímetros (mm), ou seja, a sua deformação ao ser comprimida entre os flanges.The joints found on the market typically present the leakage and deformation curve as shown in Figure 4. In the lower axis of the graph, the value of the clamping pressure on the gasket in megapascals (MPa) is shown, on the left vertical axis the volumetric leakage of the joint in parts per million (ppmV), right vertical axis the crushing of the joint in millimeters (mm), that is, its deformation when it is compressed between the flanges.

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Como pode ser observado, esta junta só atinge um valor abaixo de 100 ppmV de emissões com um valor de aperto acima de 170 MPa. Este valor é muito elevado para diversos tipos e dimensões de flanges. Por exemplo, um flange fabricado de acordo com as normas de tubulação da American Society of Mechanical Engineers (ASME) na classe de pressão 150 e diâmetro nominal de 3 polegadas pode atingir um aperto máximo de 132 MPa, valor este insuficiente para atingir, com as juntas do atual estado da arte, o nível máximo de emissões exigido pelas autoridades de meio-ambiente.As can be seen, this joint only reaches a value below 100 ppmV of emissions with a tightening value above 170 MPa. This value is very high for different types and dimensions of flanges. For example, a flange manufactured in accordance with the American Society of Mechanical Engineers (ASME) piping standards in pressure class 150 and nominal diameter of 3 inches can reach a maximum tightness of 132 MPa, which is insufficient to achieve, with the together with the current state of the art, the maximum level of emissions required by environmental authorities.

A densidade de uma junta espiralada definese como o número de voltas de metal e enchimento por milímetro de largura da junta. As juntas encontradas no mercado possuem tipicamente uma densidade de 0.80 voltas por milímetro (v/mm) a 1,35 v/mm. O gráfico da Figura 5 apresenta o resultado de teste com juntas de densidade 0,869 mm/v, 0,994 mm/v e 1,132 mm/v. Como pode ser observado no gráfico há uma grande redução de vazamento com o aumento da densidade da junta.The density of a spiral joint is defined as the number of metal and fill turns per millimeter width of the joint. The joints found on the market typically have a density of 0.80 turns per millimeter (v / mm) to 1.35 v / mm. The graph in Figure 5 shows the test result with joints with a density of 0.869 mm / v, 0.994 mm / v and 1.132 mm / v. As can be seen in the graph, there is a great reduction in leakage as the joint density increases.

Um outro aspecto das juntas existentes no mercado é que a sua baixa densidade faz com que as superfícies de vedação dos flanges (9) façam contato com o anel de centralização (10). Esta característica limita a capacidade de aperto da junta e, consequentemente, reduz a sua selabilidade. Ao fazer contato com o flange o anel de centralização atua como um ponto de apoio fazendo o flange girar no plano do eixo da tubulação. Nesta situação há uma redução do aperto na região do diâmetro interno (11) da junta reduzindo ainda mais a sua selabilidade.Another aspect of the joints on the market is that their low density makes the sealing surfaces of the flanges (9) make contact with the centering ring (10). This characteristic limits the joint's clamping capacity and, consequently, reduces its sealability. When making contact with the flange, the centering ring acts as a support point causing the flange to rotate in the plane of the pipe axis. In this situation, there is a reduction in the tightness in the region of the internal diameter (11) of the joint, further reducing its sealability.

Outra importante característica é a quantidade de enchimento (2) que se projeta além da fita de aço ouAnother important characteristic is the amount of filling (2) that protrudes beyond the steel tape or

8/11 fita de metal fino (1). Nas juntas encontradas no mercado esta característica não é controlada, sendo permitidas juntas onde o enchimento está faceando a fita de metal fino (1). A Figura 8 mostra um gráfico de uma junta fabricada com o enchimento faceando a 5 fita metálica. Como pode ser observado, a junta só começa a vedar com valores acima de 140 MPa de aperto, valores estes impossíveis de atingir em grande parte dos flanges existentes nas indústrias.8/11 thin metal tape (1). In joints found on the market, this feature is not controlled, joints are allowed where the filling is facing the thin metal tape (1). Figure 8 shows a graph of a joint manufactured with the filler facing the metal tape. As can be seen, the joint only starts to seal with values above 140 MPa of tightness, values that are impossible to reach in most of the flanges existing in the industries.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

As referencias a seguir serão feitas aos desenhos que ilustram esta invenção. Deve ser entendido que a invenção não está limitada a estes exemplos. Outras pessoas familiares com esta arte podem fazer modificações ou alterações após ler e entender esta especificação.The following references will be made to the drawings that illustrate this invention. It should be understood that the invention is not limited to these examples. Others familiar with this art may make modifications or changes after reading and understanding this specification.

A Figura 9 mostra uma junta espiralada e seus componentes principais. Nesta figura é possível ver o perfil de cada componente. O objeto da presente invenção é a espiral de vedação (12). O anel externo (13) é fabricado a partir de chapas metálicas sólidas na espessura de 2,97 a 3,33 mm. Suas principais funções são limitar a compressão máxima da espiral de vedação e centralizar a junta no flange. Nesta e nas outras ilustrações estão mostradas juntas espiraladas circulares. Deve ser entendido por aqueles especialistas no assunto que outras formas tais como ovais podem ser fabricadas. O fabricante somente tem que pré-selecionar a forma e usar um mandril correspondente para enrolar a junta espiralada sobre ele.Figure 9 shows a spiral joint and its main components. In this figure it is possible to see the profile of each component. The object of the present invention is the sealing spiral (12). The outer ring (13) is manufactured from solid metal plates in the thickness of 2.97 to 3.33 mm. Its main functions are to limit the maximum compression of the sealing spiral and to center the joint on the flange. This and other illustrations show circular spiral joints. It should be understood by those skilled in the art that other shapes such as ovals can be manufactured. The manufacturer only has to pre-select the shape and use a corresponding mandrel to wind the spiral joint over it.

A Figura 10 mostra a junta espiralada com os seus componentes em corte. Nesta figura é possível ver o perfil de cada componente. O objeto da presente invenção é a espiral deFigure 10 shows the spiral joint with its components in section. In this figure it is possible to see the profile of each component. The object of the present invention is the spiral of

9/11 vedação (12). Para centralizar a junta no flange o anel externo (13) é fabricado a partir de chapas metálicas sólidas na espessura de 2,97 a 3,33 mm, sua função principal é posicionar adequadamente a espiral de vedação na superfície do flange. O anel de centralização também confere estabilidade à junta e atua como limitador de deformação evitando danos à espiral de vedação por aperto excessivo. O anel interno (14) evita a extrusão da espiral de vedação no sentido interno da tubulação, fenômeno conhecido pelos especialistas na arte como flambagem da espiral. Além desta função, o anel interno reduz a turbulência na região da junta provocada pela passagem do fluido pela tubulação e para juntas de grandes dimensões confere maior estabilidade ao conjunto espiral de vedação e anéis. O anel interno é fabricado a partir de chapas metálicas sólidas na espessura de 2,97 a 3,33 mm.9/11 seal (12). To center the joint on the flange, the outer ring (13) is manufactured from solid metal plates in the thickness of 2.97 to 3.33 mm, its main function is to properly position the sealing spiral on the surface of the flange. The centering ring also provides stability to the joint and acts as a deformation limiter preventing damage to the sealing spiral by over tightening. The inner ring (14) prevents the extrusion of the sealing spiral in the internal direction of the pipe, a phenomenon known to those skilled in the art as buckling of the spiral. In addition to this function, the inner ring reduces turbulence in the region of the joint caused by the passage of fluid through the piping and for large joints, it provides greater stability to the spiral sealing and ring assembly. The inner ring is manufactured from solid metal plates in the thickness of 2.97 to 3.33 mm.

A Figura 11 mostra a junta espiralada com os seus componentes em vista explodida com a espiral de vedação (12) objeto da presente invenção, o anel externo de centralização (13) e o anel interno (14).Figure 11 shows the spiral joint with its components in an exploded view with the sealing spiral (12) object of the present invention, the outer centering ring (13) and the inner ring (14).

A Figura 12 mostra os detalhes construtivos da espiral de vedação (12). Na sua forma construtiva tradicional a espiral de vedação tem um perfil em forma de V e as suas dimensões seguem normas internacionais como a Norma ASME B16.20 - 2007, Metallic Gaskets for Pipe Flanges publicada pela American Society of Mechanical Engineers. De acordo com esta norma a espessura da espiral de vedação medida na fita metálica é de 4,31 a 4,57 milímetros. A espiral é iniciada com três voltas internas de fita metálica (15) sobre uma matriz com a forma e dimensões desejadas. Estas voltas iniciais são soldadas entre si de modo a garantir a integridade dimensional da espiral. A normaFigure 12 shows the construction details of the sealing spiral (12). In its traditional constructive form the sealing spiral has a V-shaped profile and its dimensions follow international standards such as ASME B16.20 - 2007, Metallic Gaskets for Pipe Flanges published by the American Society of Mechanical Engineers. According to this standard, the thickness of the sealing spiral measured in the metal strip is 4.31 to 4.57 mm. The spiral is initiated with three internal turns of metallic tape (15) over a matrix with the desired shape and dimensions. These initial turns are welded together in order to guarantee the dimensional integrity of the spiral. The standard

10/11 mencionada anteriormente estabelece que haja um ponto de solda a cada 76 mm de perímetro interno com um mínimo de três soldas no perímetro interno da espiral de vedação.10/11 mentioned above establishes that there is a weld point for every 76 mm of internal perimeter with a minimum of three welds on the internal perimeter of the sealing spiral.

A região de vedação da espiral é em seguida enrolada com voltas alternadas de metal ou fita metálica (15) e enchimento macio ou fita de enchimento macio (16) até atingir a dimensão desejada. O perfil destas voltas apresenta a mesma forma em V das voltas iniciais. O número de voltas alternadas de fita metálica vai depender da dimensão desejada da junta.The sealing region of the spiral is then wound with alternating turns of metal or metal tape (15) and soft filler or soft filler tape (16) until it reaches the desired dimension. The profile of these loops has the same V shape as the initial loops. The number of alternating turns of metal tape will depend on the desired size of the joint.

Finalmente a espiral é concluída com três voltas finais somente da fita metálica (15) soldadas entre si assegurando, desta forma, a estabilidade da espiral de vedação da junta. Estas três seções da espiral são referidas como uma junta espiralada.Finally, the spiral is completed with three final turns only of the metal tape (15) welded together, thus ensuring the stability of the joint sealing spiral. These three sections of the spiral are referred to as a spiral joint.

Na construção objeto desta invenção a largura da fita de enchimento macio (16) é maior do que a da fita metálica (15). Desta forma, a fita de enchimento macio se projeta no sentido do eixo da junta no mínimo 0,2 mm em cada face da espiral de vedação. Na Figura 14 é mostra os gráficos de selabilidade de uma junta do estado da arte atual com a mesma junta construída de acordo com esta invenção. Pode ser observada a grande diferença na selabilidade das suas juntas. A junta da presente invenção apresenta valores abaixo de 10 ppmV com valores de aperto de 40 MPa. Ao contrário a junta do estado da arte atual só apresenta valores abaixo de 10 ppmV com apertos superiores a 190 MPa.In the construction object of this invention, the width of the soft filler tape (16) is greater than that of the metallic tape (15). In this way, the soft filler tape projects in the direction of the joint axis at least 0.2 mm on each face of the sealing spiral. Figure 14 shows the sealability graphs of a joint of the current state of the art with the same joint constructed in accordance with this invention. The great difference in the sealability of your joints can be seen. The joint of the present invention has values below 10 ppmV with tightening values of 40 MPa. In contrast, the state-of-the-art gasket only shows values below 10 ppmV with tightnesses greater than 190 MPa.

A espessura da fita metálica é estabelecida pelas normas internacionais e o seu valor é de 0,15 mm a 0,23 mm.The thickness of the metallic tape is established by international standards and its value is from 0.15 mm to 0.23 mm.

Entretanto, a espessura da fita de enchimento não é normalizada, ficando a sua espessura a critério dos fabricantes. Em razão destaHowever, the thickness of the filling tape is not standardized, and its thickness is at the discretion of the manufacturers. Because of this

11/11 disposição normativa os fabricantes, com objetivo de redução de custos, usam a maior espessura possível. Desta forma a densidade da junta é reduzida, pois a fita metálica é o componente mais pesado e resistente da espiral de vedação. Na presente invenção a densidade da junta é controlada de forma a apresentar de 1,40 voltas de fita metálica e enchimento macio por milímetro (v/mm) a 1,85 v/mm. Desta forma a junta possui densidade suficiente para resistir às pressões de esmagamento impedindo que os flanges toquem o anel de vedação. A Figura 15 mostra o gráfico de juntas construídas de acordo com a presente invenção com densidades 1,491 v/mm, 1,509 v/mm e 1,863 v/mm. Pode-se observar que as juntas atingem valores da ordem de 10 ppmV com pressões de esmagamento abaixo de 100 MPa.11/11 normative provision manufacturers, in order to reduce costs, use the largest possible thickness. In this way the density of the joint is reduced, since the metal tape is the heaviest and most resistant component of the sealing spiral. In the present invention the density of the joint is controlled in such a way that it presents from 1.40 turns of metallic tape and soft filling per millimeter (v / mm) to 1.85 v / mm. In this way, the joint has enough density to resist crushing pressures, preventing the flanges from touching the sealing ring. Figure 15 shows the graph of joints constructed in accordance with the present invention with densities 1.491 v / mm, 1.509 v / mm and 1.863 v / mm. It can be seen that the joints reach values on the order of 10 ppmV with crushing pressures below 100 MPa.

No atual estado da arte o enchimento macio fica faceando a fita metálica. Na presente invenção o enchimento macio se projeta além da fita metálica assegurando uma superfície compressível com o flange. Desta forma há uma maior conformação da espiral de vedação com a superfície do flange. O gráfico da Figura 16 mostra o gráfico de vazamento de uma junta do estado da arte com juntas com o enchimento macio se projetando além da fita metálica em 0,4 mm e 0,8 mm. Como pode ser observado há uma grande redução do vazamento com esta inovação.In the current state of the art the soft filling is facing the metallic tape. In the present invention, the soft filler protrudes beyond the metallic tape ensuring a compressible surface with the flange. In this way, there is a greater conformation of the sealing spiral with the flange surface. The graph in Figure 16 shows the leakage graph of a state of the art joint with joints with a soft filler projecting beyond the 0.4 mm and 0.8 mm metallic tape. As can be seen, there is a great reduction in leakage with this innovation.

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Claims (4)

REIVINDICAÇÕES 1. JUNTA ESPIRALADA composta de uma espiral de vedação, um anel externo e um anel interno, caracterizada pela espiral de vedação ser composta de voltas iniciais de fita de metal fino ou fita metálica (15) tendo a periferia interna uma forma pré-selecionada; estas voltas iniciais são soldadas entre si e em seguida a mesma fita metálica (15) é enrolada intercalando uma fita de enchimento macio (16) até atingir a dimensão pretendida, quando então são realizadas voltas finais somente da fita metálica (15) soldadas entre si; os anéis são fabricados a partir de chapas metálicas sólidas; a quantidade de voltas da fita metálica (15) intercalada com enchimento macio (16) tem um mínimo de 1,40 voltas por milímetro e 1,90 voltas por milímetro.1. SPIRAL JOINT composed of a sealing spiral, an outer ring and an inner ring, characterized by the sealing spiral being composed of initial turns of thin metal tape or metallic tape (15) having the inner periphery a pre-selected shape; these initial turns are welded together and then the same metallic tape (15) is wound by inserting a soft filling tape (16) until reaching the desired dimension, when then final turns are made only of the metallic tape (15) welded together ; the rings are made from solid metal plates; the number of turns of the metallic tape (15) interspersed with soft filling (16) has a minimum of 1.40 turns per millimeter and 1.90 turns per millimeter. 2. JUNTA ESPIRALADA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a largura da fita de enchimento macio (16) é maior do que a largura da fita de metal fino ou fita metálica (15).SPIRAL JOINT according to claim 1, characterized in that the width of the soft filler tape (16) is greater than the width of the thin metal tape or metallic tape (15). 3. JUNTA ESPIRALADA de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela fita de enchimento macio (16) se projetar no sentido do eixo da junta de no mínimo 0,2 mm a e no máximo 0,8 mm além da fita de metal fino (1).SPIRAL JOINT according to claim 2, characterized in that the soft filler tape (16) protrudes in the direction of the joint axis of at least 0.2 mm to and at most 0.8 mm in addition to the thin metal tape (1 ). 4. JUNTA ESPIRALADA de acordo com a reivindicação 1, 2 e 3, é caracterizado pelo fato de que: onde não existe anel interno, é composta somente pela espiral de vedação (12) e anel externo (13).4. SPIRAL JOINT according to claims 1, 2 and 3, it is characterized by the fact that: where there is no inner ring, it is composed only by the sealing spiral (12) and outer ring (13). 1/81/8
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