BRPI0706765A2 - ferramenta de rebitar hidropneumaticamente operada, e, membro móvel - Google Patents

Abstract

FERRAMENTA DE REBITAR HJDROPNEUMATICAMENTE OPERADA, E, MEMBRO MóVEL Uma ferramenta de aplicar rebites com ruptura das hastes inclui uma restrição de fluxo (14) para fluido hidráulico usada para acionar a ferramenta em uma direção extratora de haste. Isto serve para prevenir rechaço da ferramenta devido à rápida aceleração de um êmbolo interno (4) quando a haste do rebite de haste rúptil se rompe. As restrições de fluxo da técnica anteriormente existente (14) geram um jato (10) de fluido hidráulico de alta velocidade para o interior da ferramenta que pode danificar componentes (26) por erosão. Uma válvula amortecedora de fluido revista (14', 14", 14"', 40, 42, 42') deflete e/ou difunde o fluxo de fluido para evitar danos por erosão.

Description

"FERRAMENTA DE REBITAR HIDROPNEUMATICAMENTEOPERADA, E, MEMBRO MÓVEL"

A presente invenção refere-se a uma válvula amortecedorahidráulica e, mais especificamente, a uma válvula dessa natureza paracolocação com uma ferramenta de rebitar hidropneumaticamente operada paraelementos fixadores com hastes rúpteis.

A figura 1 mostra uma ferramenta de colocação de rebitesconhecida da técnica precedentemente existente. A ferramenta possuidispositivos preensores (não mostrados) que cooperam com um conjunto deêmbolo hidráulico 4 para exercer preensão e tração sobre a haste de umelemento fixador dotado de uma haste rúptil de maneira conhecida da técnica.Os dispositivos de preensão exercem tração sobre a haste na direção indicadaela seta Ά' quando fluido hidráulico ingressa em um orifício de admissão 6do cilindro 8 associado com o êmbolo 4.

Como conhecido da técnica, o puxamento sobre a haste dorebite eventualmente resulta na ruptura da haste para deixar o rebite aplicado.No momento da ruptura da haste, a carga de tração requerida sobre osdispositivos de preensão rapidamente decresce. Para evitar rápida aceleraçãodo êmbolo 4 para trás, convencionalmente uma restrição de fluxo é aplicadano trajeto de fluido hidráulico para o interior da ferramenta de maneira aproduzir um decréscimo na pressão hidráulica no cilindro 8 quando o êmbolo4 procura se acelerar. Assim a restrição de fluxo tem o efeito de amortecer omovimento de recuo do êmbolo 4 que torna a operação mais confortável eprolonga a vida útil da ferramenta.

As figuras 2A e 2B ilustram uma ampliação da área em tornodo orifício de admissão 6. A linha grossa descontínua 10 indica a direçãogenérica de fluxo hidráulico para o interior da ferramenta durante a operaçãode puxamento.

Após o puxamento, o êmbolo e os dispositivos de preensãoretornam a uma posição de repouso dianteira pronta para colocação de outrorebite, sob ação de uma mola ou pneumática conforme conhecido da técnica.Quando isto ocorre, fluido hidráulico se escoa do orifício 6 em uma direçãooposta àquela indicada pela seta 10. Assim, em uso, fluido hidráulico flui emambos os sentidos através do orifício 6 conforme indicado pela seta 12 nafigura 1.

Convencionalmente, por conseguinte, um membro móvel 14 émantido contíguo ao orifício de admissão 6 por ressaltos 16 (que limitam omovimento do membro para o exterior da ferramenta durante o fluxo para oexterior de fluido hidráulico) e uma região de vedação 18 em torno daperiferia do orifício de admissão 6.

Na figura 2A, o membro móvel 14 e mostrado em uma posiçãonão selada na qual uma superfície interna 20 do membro móvel 14 é mantidaafastada da região de vedação 18 contra os rebordos 16, pelo fluxo de fluidohidráulico. Nesta posição, o fluido é livre para circular em torno da periferiado membro móvel 14 em virtude dos recortes 22. Assim quando osdispositivos de preensão e o êmbolo 4 retornam à posição de repouso, oefluxo de fluido hidráulico pelo orifício 6 é substancialmente irrestrito.Todavia, quando o fluido se escoa no sentido oposto (aquele indicado pelaseta 10), o membro móvel 14 é empurrado de forma que a superfície interna20 repousa contra a superfície de vedação 18 em torno da periferia do orifíciode admissão 6. Isto tem o efeito de prevenir fluxo de fluido em torno daperiferia do membro móvel 14 de maneira que fluido pode somente se escoaratravés de uma abertura central 24. A abertura 24 é prevista para ter uma áreade vazão em seção transversal grandemente reduzida em relação às partesrecortadas 18. Assim durante a colocação de ação de tração sobre a haste ourebite, fluido pode somente fluir através da abertura limitada 24 para ointerior da ferramenta. Esta restrição de fluxo assegura o efeito amortecedoracima descrito.Todavia, a restrição de fluxo aumenta a velocidade de fluxo eassim gera um jato de fluido para o interior do orifício de admissão 6 daferramenta. No exemplo ilustrado na figura 2 A, esse jato (indicado pela seta10) incide diretamente sobre uma vedação elastomérica 26. Isto é indesejáveluma vez que a alta velocidade do jato pode reduzir a vida útil operacional davedação 26 por efeitos de erosão.

Por conseguinte, constitui um dos objetivos da presenteinvenção proporcionar um efeito amortecedor durante o puxamento da hastede um rebite de haste rúptil enquanto evitando dano às partes internasvulneráveis da ferramenta rebitadora.

Sob um primeiro aspecto, a invenção apresenta umaferramenta de rebitar hidropneumaticamente operada, cuja ferramenta incluidispositivos de preensão hidraulicamente acionados para exercer uma ação depreensão e tração sobre a haste de um rebite, para de esse modo aplicar orebite, um orifício de admissão hidráulico para administrar fluido hidráulicopara acionar os dispositivos de preensão, uma região de vedação em torno doorifício de admissão, e dispositivos de retorno para retornar os dispositivos depreensão de volta a uma posição de repouso mais uma vez após a colocaçãode um rebite, a fonte de alimentação hidráulica para os dispositivos depreensão incluindo um limitador de fluxo unidirecional previsto paraproporcionar um fluxo restrito de fluxo hidráulico durante o puxamento sobrea haste e proporcionar fluxo relativamente livre durante o retorno dosdispositivos de preensão à posição de repouso, a restrição de fluxocompreendendo um membro móvel localizado no trajeto de fluxo hidráulicoadjacente ao orifício de admissão que é previsto para exercer movimentorecíproco limitado na direção de fluxo hidráulico para e do orifício deadmissão para uma posição de vedação e de não vedação, o membro móveltendo uma superfície interna que coopera com a região de vedação em tornodo orifício de admissão para estabelecer uma vedação que substancialmenteprevine o fluxo de óleo hidráulico em torno da periferia do membro móvelquando o membro quando o membro é impelido pelo fluxo hidráulico para aposição de vedação, este membro móvel incluindo uma abertura de área defluxo em seção transversal relativamente pequena através da qual o fluidohidráulico é permitido a fluir quando o membro móvel está na posiçãovedante, o membro móvel sendo previsto para difundir ou direcionar fluxohidráulico através da abertura para fora de componentes suscetíveis à erosãoque se situam do orifício de admissão.

Sob um outro aspecto, a invenção proporciona um membromóvel para uso na ferramenta do primeiro aspecto.

Modalidades da invenção passam a ser descritas a título deexemplo e com referência aos desenhos, de acordo com os quais:

A figura 1 é uma seção através de uma ferramenta decolocação de rebites conforme conhecida da técnica anterior;

A figura 2A é uma ampliação da figura 1 na região de umorifício de admissão hidráulico;

A figura 2B é uma seção através da figura 2A ao longo dalinha II-II;

A figura 3 A é uma vista correspondente àquela da figura 2Amostrando um novo membro móvel de acordo com a invenção;

A figura 3B é uma vista seccional ao longo da linha III-III dafigura 3 A;

A figura 4A é uma vista correspondente àquela da figura 3 Amostrando um novo membro móvel de acordo com a invenção;

A figura 4B é uma vista seccional ao longo da linha IV-IV dafig. 4A;

A figura 5A é uma vista correspondente àquela da fig. 4Amostrando um novo membro móvel de acordo com a invenção;

A figura 5B é uma vista seccional ao longo da linha V-V dafig. 5Α;

A figura 6A mostra uma vista similar à fig. 2A porémincluindo um componente difusor de acordo com a presente invenção;

A figura 6B é uma seção ao longo da linha VI-VI da fig. 6A;

A figura 7A é uma vista em alçado de um grampo vedante deacordo com a invenção;

A figura 7B é uma seção ao longo da linha VII-VII da figura7A;

A figura 8A é uma vista em alçado de um grampo de vedaçãoalternativo; e

A figura 8B mostra várias configurações seccionaisalternativas ao longo das linhas VIII-VIII da figura 8A.

Com referência às figuras 3A e 3B, em uma primeiramodalidade, um membro móvel 14' tem um orifício 24' decalado do centrodo membro 14' O membro móvel 14' é mostrado em uma posição não-vedável.

Um alargamento 28 é formado para permitir fluido a fluir emuma direção genericamente indicada pela seta 10. Será observado que o fluxode fluido durante a ação de tração exercida sobre a haste agora segue umtrajeto em espiral uma vez eu a abertura 24' está deliberadamente desalinhadacom o orifício 6. Isto tem o efeito de reduzir a velocidade do fluxo quandoeste ingressa no orifício 6. O material formador da periferia do orifício deadmissão 6 tipicamente é de um material de alumínio anodizado duro. Assimno ponto 30 no qual é incidido elo jato 10, é suscetível de resistir à erosão.Outrossim, qualquer erosão que ocorra neste ponto não é prejudicial àoperação da ferramenta.

De preferência, o alargamento 28 é formado sobre ambos oslados do membro 14' de forma que o membro pode ser montado em qualquerorientação. Outrossim, será apreciado que o membro móvel é livre para girarporém a seleção da posição do orifício 24' é tal que mesmo após rotaçãosempre direcionará o fluido em torno da periferia do orifício 6 maisexatamente do que diretamente no interior do orifício.

Conseqüentemente, a modalidade ilustrada nas figuras 3A e3 B é um conveniente recondicionamento conveniente da ferramenta datécnica precedentemente existente e resolve o problema de erosão decomponentes delicados no interior da ferramenta e no interior do orifício 6.

Com referência às figuras 4A e 4B, um outro membro móvelalternativo adicional 14"é mostrado em uma posição não vedável.

Nesta modalidade, um orifício lateral 34 forma uma entradapara o interior do membro móvel 14" que então desemboca no interior de umorifício de saída ampliado genericamente central 36. O orifício de saída estáem coincidência com orifício de entrada da ferramenta 6 porém tem umamaior área em seção transversal que o orifício lateral 34. Assim quando ofluido transita do orifício lateral 34 para o orifício de saída 36, o aumento naárea em seção transversal resulta em uma redução na velocidade do fluido.Por conseguinte, a erosão de componentes delicados no interior do orifício deadmissão 6 é evitada através de uma redução em velocidade do fluxo defluído enquanto ainda mantendo a restrição de fluxo necessária para operaçãode amortecimento da ferramenta durante o puxamento da haste.

Com referência às figuras 5A e 5B, um outro membro móvelalternativo 14"' é ilustrado. Na presente modalidade, uma abertura 24"' éformada através de um membro móvel 14"' a um ângulo com a direção defluxo de fluido para o interior do orifício de admissão 6. Isto causa o fluxo defluido 10"' a ser direcionado contra uma região de parede de lado duro 38 doorifício de entrada 6. A região 38 não é crítica e é genericamente resistente àerosão. Tendo colidido com a região 38, o fluido é disperso e a velocidadereduzida quando passa para cima para o interior das partes mais delicadas daferramenta. Por conseguinte, quaisquer problemas com a erosão são evitados.Outrossim, o orifício inclinado 24'" de preferência é inclinadoassimetricamente em torno de uma linha central do membro móvel 14'" para quepossa ser instalado em qualquer orientação durante a montagem da ferramenta.Será observado pela comparação com as figuras 3A e 3B que a presentemodalidade efetivamente dispensa um alargamento 28 uma vez que a saída domembro móvel sobre sua superfície interna adjacente ao orifício de entrada 6está em alinhamento com o orifício de entrada 6. A presente modalidade tambémconstitui um recondicionamento conveniente para as ferramentas existentes.

Com referência às figuras 6A e 6B, um difusor ou defletor 40pode ser inserida no interior do orifício de admissão 6 de maneira a reduzir avelocidade de fluido de uma maneira similar à modalidade mostrada nasfiguras 5A e 5B. Este pode ser usado com o membro móvel 14 da técnicaprecedente. Vantajosamente, o defletor pode ser formado como uma parterevisada (chanfrada) de um anel de retenção 42 já existente na ferramenta (vera figura 7A). Este anel de retenção ou outro componente similar épresentemente usado para reter o elemento de vedação 26 em posição.Proporcionando uma câmara 44, o fluxo de fluido 10 é defletido e refletido àvelocidade reduzida para o interior da ferramenta 6 dessa maneira evitandoquaisquer problemas com a erosão.

As figuras 8A e 8B mostram configurações alternativas nas quaisas reentrâncias 46, 46' e 46" servem para capturar o fluxo de fluido IOe refletiro mesmo de volta à velocidade reduzida. Mais uma vez, estes componentesconstituem um simples recondicionamento para as ferramentas existentes.

Assim os componentes descritos acima podem ser objeto deinstalação posterior em ferramentas existentes e servem para defletir ouredirecionar fluxo de fluido à alta velocidade criado por uma restrição defluxo usada para amortecimento durante o puxamento ou remoção da haste. Adeflexão, difusão ou redirecionamento servem para evitar a erosão decomponentes vulneráveis na vizinhança do orifício de admissão.

Claims (15)

1. Ferramenta de rebitar hidropneumaticamente operada,caracterizada pelo fato de que inclui dispositivos de preensão para prender epuxar a haste de um rebite, para desse modo efetuar a colocação de um rebite,um orifício de admissão de fluido hidráulico para alimentar fluido hidráulicopara acionar os dispositivos de preensão, uma região de vedação em torno doorifício de admissão, e dispositivos de retorno para retornar os dispositivos depreensão de volta a uma posição de repouso mais uma vez após a colocaçãode um rebite; a fonte de alimentação de fluido hidráulico para os dispositivosde preensão incluindo uma restrição de fluxo unidirecional prevista paraproporcionar um fluxo restrito de fluido hidráulico durante o puxamento dahaste e proporcionar fluxo relativamente livre durante o retorno dosdispositivos de preensão a uma posição de repouso, a restrição de fluxocompreendendo um membro móvel localizado no trajeto de fluxo hidráulicoadjacente ao orifício de admissão que é previsto para ter movimento recíprocolimitado na direção de fluxo hidráulico para e do orifício de admissão parauma posição de vedação e de ausência de vedação, o membro móvel tendouma superfície interna que coopera com a região de vedação em torno doorifício de admissão para formar uma vedação que substancialmente previnefluxo de óleo hidráulico em torno da periferia do membro móvel quando omembro é compelido pelo fluxo hidráulico para o interior da posição devedação, o membro móvel incluindo uma abertura de área de fluxo em seçãotransversal relativamente pequena através da qual fluido hidráulico épermitido a fluir quando o membro móvel está na posição de vedação, omembro móvel sendo disposto para difundir ou direcionar fluido hidráulicoatravés da abertura para fora dos componentes suscetíveis à erosão que estãona vizinhança do orifício de admissão.

2. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato da abertura ser formada genericamente em alinhamento com umaregião imediatamente no exterior da periferia do orifício de admissão e naqual a superfície interna do membro está em relevo adjacente à abertura paraprevenir a vedação da superfície interna contra a superfície de vedação naregião da abertura e proporcionar um trajeto em espiral para fluxo hidráulicoatravés da abertura e além da região em relevo quando o membro está naposição de vedação.

3. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato da abertura ser formada como uma passagem genericamente linear aum ângulo com a direção de fluxo hidráulico de tal maneira que o fluxorestrito através da abertura no sentido do orifício de admissão é direcionadopara a parede lateral do orifício de admissão.

4. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato da abertura ter uma entrada de membro no lado do membro móvel euma saída de membro sobre a superfície interna, a entrada de membro e asaída de membro sendo ligadas por uma passagem interna tendo um trajetoem espiral no interior do membro.

5. Ferramenta de acordo com a reivindicação 4, caracterizadapelo fato da entrada de membro ter uma área em seção transversal menor quea saída do membro e na qual a saída está genericamente em alinhamento como orifício de entrada hidráulico.

6. Ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato do membro ser disposto para direcionar o fluxo hidráulico através daabertura para um componente difusor localizado no orifício de entradapróximo ao membro móvel.

7. Ferramenta de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato do componente difusor incluir uma superfície de deflexão que é nãoparalela e não ortogonal com as paredes laterais do orifício de entrada e quedeflete o fluxo recebido através da abertura para fora dos componentessuscetíveis de erosão no orifício de entrada.

8. Ferramenta de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato do componente difusor inclui uma parte rebaixada prevista paracapturar e refletir o fluxo através da abertura dessa maneira reduzindo avelocidade do fluxo.

9. Membro móvel, caracterizado pelo fato de ser para uso naferramenta como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, omembro móvel sendo disposto para ter movimento recíproco limitado nadireção de fluxo hidráulico para e do orifício de admissão para o interior deuma posição de vedação e de não vedação.

10. Membro de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender um disco tendo uma face maior disposta para vedarcontra uma região de vedação de um orifício de entrada de uma ferramenta decolocação de rebite e uma abertura passando entre ambas as faces maiores dodisco que estão decaladas do centro do disco.

11. Membro de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de compreender um disco tendo uma face maior disposta para vedarcontra uma superfície de vedação de um orifício de admissão de umaferramenta de colocação de rebite e um orifício de restrição de fluxo passandoentre ambas as faces maiores do disco, o orifício passando através do discoem uma direção não paralela com o eixo geométrico do disco.

12. Membro de acordo com a reivindicação 10 oureivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender um disco tendo umaprimeira face maior disposta para vedar contra uma região vedante de umorifício de admissão de uma ferramenta de colocação de rebites, e umaabertura de entrada sobre um lado do disco em comunicação fluídica comuma abertura de saída sobre a primeira face maior do disco.

13. Membro de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato da abertura de entrada ter uma área de fluxo em seção transversalmenor que a abertura de saída.

14. Ferramenta, caracterizada pelo fato de ser construída eprevista como descrita aqui com referência aos desenhos.

15. Membro móvel, caracterizado pelo fato de ser construído eprevisto como descrito aqui com referência aos desenhos.