ES2230330T3 - Sistema de estanqueidad para piezas que conducen medios. - Google Patents

Abstract

Sistema de estanqueidad desmontable entre piezas que conducen medios, en particular para aplicaciones asépticas, con un anillo de estanqueidad toroidal (14) que se puede fijar a un asiento hermético de las piezas, para hacer las piezas estancas, donde el asiento hermético está formado por un canal de estanqueidad (22) que encierra en gran parte el anillo de estanqueidad anular (14), el cual está compuesto por superficies de estanqueidad (21a, 21b) de ambas piezas, donde entre las piezas y las superficies de estanqueidad (21a, 21b) se forma la juntura de estanqueidad (30), la cual está orientada hacia la cámara de medios (20), y a la cual se adapta internamente el anillo de estanqueidad (14) cuando las piezas son tensadas axialmente haciendo tope una contra otra, de manera que en un lado apartado de la juntura de estanqueidad (30) en el canal de estanqueidad (22) se cierra una juntura de separación (41), el canal de estanqueidad (22) presentando al menos un espacio de expansión (35, 57a , 57b) diferente a la forma de la sección transversal no deformada del anillo de estanqueidad (14), al cual se adapta internamente el anillo de estanqueidad (14) bajo la fuerza de apriete, para la unión de las piezas, y que al menos presenta un espacio de expansión principal (57a, 57b), caracterizado por el hecho de que el espacio de expansión principal (57a , 57b) en ambas piezas está formado por un perfil hundido respecto a la forma semicircular de la mitad del canal que forma el canal de estanqueidad (22).

Description

Sistema de estanqueidad para piezas que conducen medios.

La invención se refiere a un sistema de estanqueidad para piezas que conducen medios según el concepto general de la reivindicación 1.

En muchos sectores industriales, por ejemplo en la industria farmacéutica, alimenticia o de cosméticos, los empalmes de las piezas de conducción han de cumplir requisitos muy estrictos, para ser empleados por ejemplo en procesos asépticos o esterilizados. La ausencia de gérmenes y la esterilidad son requisitos por ejemplo en el caso de procesos para aumentar la conservación de productos lácteos o en el caso de la producción de alimentos sin emplear conservantes. Los requisitos mínimos para este tipo de empalmes están establecidos en diversas normativas de garantía de calidad, como por ejemplo en la GMP (Good Manufacturing Practice). Para ello se tienen en cuenta los requisitos para la construcción, la fabricación, el material y la superficie de los empalmes. Se ha demostrado que a menudo la junta, que es la "conexión débil" de este tipo de empalmes, y que por lo tanto tiene un papel decisivo en la estanqueidad de dichos empalmes respecto al ambiente, puede mantener la ausencia de gérmenes o la esterilidad en los procesos en cuestión. En este contexto, es particularmente importante el tipo de junta y su fijación al empalme.

En el documento DE 197 35 427 se describe un empalme estéril entre dos piezas, en particular entre dos tubos. El empalme muestra dos espacios de alojamiento, es decir un espacio de alojamiento interior radial y un espacio de alojamiento exterior posterior, para el alojamiento de las juntas. La junta dispuesta en el espacio de alojamiento interior es deformada durante el acoplamiento de dos tubos, de manera que llena prácticamente por completo el espacio de alojamiento. De esta manera el empalme es estanco en cuanto a las bacterias desde el interior hacia el exterior. Sin embargo, si se produce una caída de la presión en el tubo, puede producirse una falta de estanqueidad, en caso de que la junta se mueva de la ranura de la junta y se deforme tanto hacia el interior que ya no se adhiera a las paredes del espacio de alojamiento. La segunda junta, dispuesta en el espacio de alojamiento externo, debe contrarrestar esto y ocuparse de que la estanqueidad, desde el punto de vista bacteriológico, también se asegure desde el exterior hacia el interior.

EP 0 921 341 A2 describe una junta conforme a la norma alemana DIN 11864-1. En éste documento se toma un anillo toroidal de estanqueidad en un canal de estanqueidad dividido y es deformado en el estado de fijación en sección transversal ovalada, de manera que el eje longitudinal del óvalo se extiende radialmente, es decir verticalmente al eje principal del
empalme.

El documento DE 31 43 369 A1 describe un manguito roscado para tubos, en el que una mitad del canal de estanqueidad está hundido de tal manera que forma un ángulo de salida, que sujeta el anillo de estanqueidad de manera imperdible a la mitad correspondiente. La otra mitad del canal de estanqueidad está formada con una adaptación exacta a la forma de la sección transversal del anillo de estanqueidad. La fuerza elástica de la junta es ajustada por medio de una tuerca y no está limitada.

Tarea y solución

La invención tiene la tarea de crear un sistema de estanqueidad para piezas que conducen medios, que se puede fabricar de manera sencilla y económica, y que además ofrece una mayor seguridad contra impurezas bacteriológicas.

Para resolver esta tarea, la invención propone un empalme con las características citadas en la reivindicación 1. Los perfeccionamientos de la invención son objeto de las reivindicaciones secundarias.

Por estanqueidad en el sentido de la solicitud de patente se entiende en particular un sistema de estanqueidad como un empalme roscado, una conexión por brida o una unión por apriete o similares. Como piezas de conducción se entienden todos los elementos constructivos, que pueden estar en contacto con cualquier medio, como gases, fluidos o similares, por ejemplo tubos, contenedores, válvulas o similares. Un sistema de estanqueidad para piezas de conducción es preferiblemente entonces un manguito de conexión entre dos cañerías, por ejemplo tubos, entre dos elementos estructurales de contención o entre una tubería y un contenedor, por ejemplo entre un canal conductor y un reactor. Sin embargo, es también posible emplear el sistema de estanqueidad en válvulas o similares, por ejemplo como sistema de estanqueidad en carcasas de válvulas y/o como sistema de estanqueidad axial. El sistema de estanqueidad de las piezas de conducción se puede emplear para los procesos más variados, sin embargo se emplea particularmente para aplicaciones asépticas. Por aplicaciones asépticas se entienden los procesos con pocos gérmenes o estériles, con los que se fabrican los productos farmacéuticos, alimentos, cosméticos o similares.

El sistema de estanqueidad según la invención prevé que el canal de estanqueidad presente espacios de expansión diferentes a la forma de la sección transversal no deformada de los anillos de estanqueidad. El canal de estanqueidad encierra el anillo de estanqueidad en gran medida y se compone de superficies de estanqueidad en ambas piezas que conducen medios. El canal de estanqueidad puede estar formado respectivamente a modo de ranura en cualquiera de las piezas. En particular, en cada una de las dos piezas de conducción está formada dicha ranura, que durante el ensamblaje de las dos piezas forma el canal de estanqueidad. El canal de estanqueidad está adaptado esencialmente a la forma de la sección transversal no deformada, en particular circular u ovalada, del anillo de estanqueidad, a excepción sin embargo de las zonas de la juntura de estanqueidad y los espacios de expansión. Bajo influencias externas, en particular durante el tensado de las piezas, se deforma el anillo de estanqueidad situado dentro del canal de estanqueidad, por una parte en la juntura de estanqueidad orientada hacia el espacio para los medios y, por otra parte entrando en los espacios de expansión. Por tensado de las partes se entiende en particular la creación de un tensado previo definido durante el ensamblaje de ambas piezas, durante el cual el anillo de estanqueidad es presionado contra las superficies de estanqueidad y por lo tanto queda estanco tanto hacia la zona del espacio para los medios como hacia la periferia. El tensado previo se obtiene en particular empujando ambas piezas sobre un tope metálico. La presión de estanqueidad específica durante la presión de las piezas se encuentra preferiblemente en la zona de deformación elástica del material de las piezas. Esta presión puede estar cerca del límite de extensión (0,2% - límite de elasticidad) del material de las piezas, por ejemplo del 20% al 80% del valor del límite de elasticidad. El valor de la presión de estanqueidad puede ascender aprox. de 30 Newton por mm^{2} hasta 140 Newton por mm^{2}.

En sistemas de estanqueidad convencionales está prevista como zona de expansión exclusivamente la juntura de estanqueidad en el espacio para los medios. En el caso más desfavorable, por lo tanto, el anillo de estanqueidad puede adaptarse internamente al espacio para los medios y puede formar una especie de talón, que sobresale de las paredes de guía. Entre la pared de guía de los medios y el talón se puede formar por lo tanto una zona muerta, en la cual pueden acumularse residuos líquidos tras el vaciado, por ejemplo charcos, en particular al emplear materiales fluidos, que son un medio de cultivo ideal para gérmenes y bacterias. En los empalmes según la invención, no es este el caso. Según se ha mencionado, el anillo de estanqueidad se deforma en este caso tanto en la juntura de estanqueidad como en los espacios de expansión.

En un perfeccionamiento de la invención las superficies de estanqueidad del empalme están formadas por superficies de estanqueidad principales y superficies de estanqueidad secundarias. Como superficies de estanqueidad principales se entienden las superficies de contacto entre el anillo de estanqueidad y las piezas de conducción, en las cuales durante el tensado de las piezas domina una fuerza de presión de estanqueidad elevada y por lo tanto se verifica el efecto de estanqueidad principal. Las superficies de estanqueidad principales preferiblemente limitan con la juntura de estanqueidad orientada hacia el espacio para los medios o hacia la juntura de separación entre las piezas de conducción, y realizan la estanqueidad tanto desde el interior hacia el exterior, es decir desde el espacio para los medios hacia la periferia, como desde el exterior hacia el interior. Las superficies de estanqueidad secundarias más anchas, situadas frente a las superficies de estanqueidad principales, se encuentran preferiblemente dentro de la zona de al menos un espacio de expansión (zona de expansión principal) y lo aíslan más. Durante el tensado de las piezas, es decir en las superficies de estanqueidad principales aparece por lo tanto preferiblemente la presión de contacto máxima. Esto da lugar a una fijación del anillo de estanqueidad a las piezas de conducción en estas superficies de estanqueidad principales. Así el talón del anillo de estanqueidad que se adapta a la forma de la juntura de estanqueidad no puede introducirse en el espacio para los medios ni puede retirarse de la juntura de estanqueidad (efecto ascensor) después del tensado. Por lo tanto, se impide que los nidos de bacterias, que se acumulan en la juntura de estanqueidad en el paso entre el anillo de estanqueidad y las paredes del espacio para los medios, se arrastren al interior de la superficie de estanqueidad debido un movimiento de avance y retroceso del talón y, por lo tanto, ya no puedan ser eliminados, como por ejemplo puede ocurrir en el caso de variaciones de la presión o de la temperatura en el espacio para los medios. Además se impide un deterioro del material del anillo de estanqueidad, por ejemplo en forma de micro-fisuras, que podrían ocasionarse por el avance y retroceso del talón.

En un perfeccionamiento de la invención, el canal de estanqueidad y los espacios de expansión están proporcionados, dependiendo de las medidas de los anillos de estanqueidad, de tal manera que la superficie de la parte del anillo de estanqueidad que se adapta al interior de la juntura de estanqueidad se alinea esencialmente en la juntura de estanqueidad con las paredes de guía de las piezas. Por lo tanto, se forma esencialmente un paso plano entre la pared y la juntura de estanqueidad del empalme.

En un perfeccionamiento de la invención, los espacios de expansión están dispuestos de manera que se deforma el anillo de estanqueidad esencialmente de manera simétrica con respecto a al menos un eje de su sección transversal. En este caso, el tamaño y la forma de un espacio de expansión, preferiblemente situado frente a la juntura de estanqueidad, corresponde esencialmente al tamaño y a la forma de la juntura de estanqueidad, de modo que, simétricamente a un eje central axial de la sección transversal del anillo de estanqueidad se adaptan dos partes del anillo de estanqueidad esencialmente del mismo tamaño, a modo de talón, a la forma interna de la juntura de estanqueidad o del espacio de expansión. Además, del mismo modo, se pueden adaptar internamente y de forma simétrica a un eje radial, dos talones en las dos ranuras de las piezas que conducen medios. Esto impide que durante el tensado de las dos piezas el anillo de estanqueidad gire en el canal anular, lo cual sería posible con una deformación no simétrica de los anillos de estanqueidad. Esto podría conducir a una carga elevada y desproporcionada del material del anillo de estanqueidad, lo que podría significar la destrucción del anillo de estanqueidad.

En la invención, al menos una zona de expansión principal está constituida por la forma de la sección transversal, que difiere de la forma básica de la sección transversal preferiblemente semicircular, y del canal de estanqueidad que recoge el anillo de estanqueidad. Esta forma en sección transversal es un perfil hundido respecto a la forma del semicírculo, por ejemplo en forma de una bolsa con las mitades del canal que forman el canal de estanqueidad. Por ejemplo, el perfil en sección transversal puede estar formado a partir de un arco semicircular y las secciones menos dobladas sucesivas tangencialmente a éste. El perfil compuesto por las dos mitades del canal puede consistir sin embargo también en dos arcos circulares desplazados entre sí respecto a sus puntos centrales en la dirección del eje (casi semicírculos). Preferiblemente, las superficies de estanqueidad principales se cierran directamente en los espacios de expansión principales, que están conformados en particular en la zona de la sección de las partes entrantes en la sección transversal de estanqueidad. El anillo de estanqueidad se deforma principalmente durante el tensado en los espacios de expansión principales en el fondo de las mitades del canal de estanqueidad en forma de ranura, es decir verticalmente a la juntura de estanqueidad. Por lo tanto, se deforma sólo una pequeña parte de los anillos de estanqueidad en forma de un talón que entra en la juntura de estanqueidad.

El sistema de estanqueidad presenta preferiblemente un espacio de expansión adicional al espacio de expansión principal, que está previsto en la transición entre el canal de estanqueidad y una juntura de separación, formada por las dos piezas extendidas esencialmente de manera axial, es decir giradas respecto al anillo de estanqueidad o al canal de estanqueidad, un poco tangencialmente. La zona de expansión secundaria puede presentar todas las formas imaginables en sección transversal, por ejemplo una sección transversal redonda, ovalada o similares. En particular, se forma sin embargo un ahondamiento como una especie de talón en la sección transversal, que empalma con el canal de estanqueidad. La zona de expansión secundaria está acuñada en dirección radial y tiene cantos redondeados, para que el anillo de estanqueidad no se deteriore durante su deformación. En este caso, la transición entre la zona de expansión secundaria y el canal de estanqueidad se forma en particular con un paso en forma de S, es decir no sólo tangencialmente respecto al canal de estanqueidad.

La juntura de separación axial posterior a la zona de expansión secundaria está formada preferiblemente tan estrecha que la deformación de los anillos de estanqueidad finaliza primero, es decir de modo que el anillo de estanqueidad no se puede adaptar al interior de la juntura de separación. La juntura de estanqueidad además solo es la centésima o la vigésima parte, en particular una octogésima o hasta una quincuagésima parte de la medida de la sección transversal de los anillos de estanqueidad. A través de esta juntura de separación sin anillo de estanqueidad ambas piezas pueden ser conducidas de manera axial y muy precisa durante su unión y durante el tensado.

En los sistemas de estanqueidad convencionales, el borde de limitación de la juntura de estanqueidad que linda con la superficie de estanqueidad del canal de estanqueidad está formado de tal manera que la pared de guía de medios de las piezas pasa con un radio al canal de estanqueidad. A este radio sigue una sección recta del borde de limitación, que a su vez pasa a un segundo radio posterior. La fijación de los radios sirve para impedir un deterioro de los anillos de estanqueidad durante el tensado, que sería posible en el caso de bordes agudos. Sin embargo ocurre que la forma del canto de limitación durante el tratamiento no es "circular-recta-circular", sino que a causa de la tolerancia durante el tratamiento, los dos radios se transforman en un tipo de arco ojival gótico uno dentro del otro. Así se crea a su vez un canto vivo, que puede deteriorar el anillo de estanqueidad.

En un perfeccionamiento de la invención esto se evita, dotando a los cantos de limitación de la juntura de estanqueidad de un radio uniforme, prefijado e independiente del espesor variable en la tolerancia de los cantos. El radio es en este caso aproximadamente una vigésima o hasta una tercera parte, preferiblemente una décima o hasta quinta parte de la medida de la sección transversal del anillo de estanqueidad. El anillo de estanqueidad preferiblemente está conformado de manera que la medida de su sección transversal respecto a la anchura nominal de las piezas de conducción puede ser por ejemplo de entre 50 mm y 400 mm. La medida de la sección transversal está comprendida preferiblemente entre una centésima quincuagésima y una décima parte, en particular entre una centésima y una quincuagésima parte de la anchura nominal de las piezas de conducción. Según lo anteriormente mencionado, la forma en sección del anillo de estanqueidad está adaptada al canal de estanqueidad del empalme, por ejemplo, en estado no deformado es redonda u ovalada.

El anillo de estanqueidad consiste normalmente en un material gomoso flexible con el medio en cuanto a las características idóneas de resistencia térmica y química, etc. Sin embargo también puede consistir en metal duro o en una aleación hierro-titanio, por ejemplo Ferro-Titanit. En este caso, el anillo de estanqueidad puede ser más duro que las dos piezas de conducción del elemento constructivo. Las piezas por lo tanto deben ser deformables bajo la fuerza elástica, para obtener un efecto de estanqueidad.

En un perfeccionamiento de la invención, el sistema de estanqueidad de las piezas de conducción es un racor roscado, que en particular presenta un revestimiento de estanqueidad que impide el gripado durante el enroscado. Además es adecuado por ejemplo un revestimiento de metal duro, preferiblemente un revestimiento de nitruro de titanio.

El sistema de estanqueidad puede ser también un empalme de brida, en el que la presión de contacto se produce por enroscado de la brida. Los sistemas de estanqueidad formados como empalmes de unión están soldados preferiblemente a una tubería o a un recipiente. Para ello es adecuado en particular la soldadura orbital.

Las piezas pueden ser de materiales duros, por ejemplo acero inoxidable. También son adecuados sin embargo otros materiales, con los cuales pueden fabricarse también todas las piezas, por ejemplo material plástico o cerámica. Los sistemas de estanqueidad de material plástico por ejemplo pueden estar fabricados mediante un proceso de moldeo por inyección.

Las ventajas de la invención descrita consisten en el hecho de que durante la unión y el tensado de las piezas de conducción, la junta se deforma de tal manera que no se crean zonas muertas o fisuras, que son fuentes de contaminación potenciales. Además de la juntura de estanqueidad están previstas zonas en el canal de estanqueidad, en las cuales se adapta internamente el anillo de estanqueidad. Dos de estas zonas son espacios de expansión principales, que están conformados como una especie de bolsa en el fondo de las dos mitades del canal de estanqueidad y la parte principal de los anillos de estanqueidad se adapta internamente durante el tensado de las piezas. La zona de expansión secundaria está opuesta al canal de estanqueidad, es decir en el lado opuesto del espacio para los medios. Dado que el anillo de estanqueidad, bajo la fuerza elástica, no solamente se desliza radialmente hacia el interior, sino que se desvía también axialmente hacia los dos lados y radialmente hacia el exterior, se asegura que en la juntura de estanqueidad no se produce un talón, sobresaliendo de las paredes de las piezas, en el que se acumularían gérmenes o bacterias. De esta manera, el empalme según la invención también cumple particularmente con los altos requisitos de los procesos esterilizados o con pocos gérmenes.

La subdivisión de la solicitud en partes individuales, así como con subtítulos, no limita las afirmaciones realizadas en dichas partes en su generalidad.

Breve descripción de los dibujos

Dos formas preferidas de realización están representadas en referencia a los dibujos, los cuales muestran:

Fig. 1 una vista transversal parcial a través del sistema de estanqueidad;

Fig. 2 en escala aumentada, el detalle Z de la Fig. 1;

Fig. 3 una vista en sección desde arriba sobre un sistema de estanqueidad entre un visor y un contenedor, que no se incluyen dentro del ámbito de la invención;

Fig. 4 en escala aumentada, una pieza de la Fig. 3 y

Fig. 5 en escala aumentada, el detalle Z de la Fig. 1, con una representación de la distribución de la presión de contacto.

Descripción detallada de los ejemplos de realización

La Fig. 1 muestra un empalme roscado 11, especialmente empleado para la conexión de dos tubos. El empalme roscado 11 consiste en cuatro piezas, un racor roscado 12, un manguito roscado 13, un anillo de estanqueidad 14 y una tuerca de unión 15. Los racores roscados 12 y los manguitos roscados 13 son preferiblemente productos de acero inoxidable, por ejemplo de un acero cromo-níquel-molibdeno. Las anchuras nominales normales de dichas uniones roscadas 11 están comprendidas entre 6 mm y 100 mm (DN 6 a DN 100). Las uniones roscadas están previstas para presiones de trabajo de hasta 60 bar. El anillo de estanqueidad 14 es por ejemplo una junta tórica adecuada para alimentos. Preferiblemente es de caucho, por ejemplo de caucho acril-nitril-butadieno. Las superficies de la unión roscada 11 son adecuadas para la limpieza CIP y la esterilización SIP.

El racor roscado 12 consiste en una sección de tubo 16, al que se conecta una sección roscada 17 de diámetro más grande. La sección del tubo 16 está soldada a un tubo (no representado). Como procedimiento de soldadura se ha demostrado particularmente adecuada la soldadura orbital para los procesos esterilizados o con pocos gérmenes. El paso entre la sección roscada 17 y la sección del tubo 16 es cónico. La sección roscada 17 presenta una rosca macho 18, que partiendo del paso entre la sección del tubo 16 y la sección roscada 17, llega hasta el extremo de la sección roscada 17. En el extremo del racor roscado 17, situado al lado de la sección roscada, se ha formado una incisión radialmente circunferencial 19, orientada hacia la cámara de medios 20. Al pie de la incisión 19 está formada una superficie de estanqueidad 21a en forma de una ranura con sección transversal semicircular, que al ensamblar el racor roscado 12 y el manguito de unión 13 forma una parte del canal de estanqueidad 22, de la forma que se describe a continuación.

El manguito de unión 13 presenta una sección de tubo 23 y una sección de brida 24. La sección de tubo 23 del manguito 13 puede soldarse del mismo modo a una tubería (no representada). La sección de brida 24 es un ensanchamiento gradual hacia la superficie externa de la sección del tubo 23. La sección de la brida 24, presenta un escalón 25 hacia el extremo del lado de la brida del manguito 13, que se transforma en una nervadura 26 radialmente circunferencial. En la cabeza de la nervadura 26 está formada una superficie de estanqueidad 21b en forma de una ranura con sección transversal semicircular, que al ensamblar el racor roscado y el manguito 12, 13 forma una parte del canal de estanqueidad 22.

La tuerca de unión 15 sirve para el tensado del racor y del manguito roscado 12, 13. Esta presenta una sección roscada 27 con una rosca hembra 28, así como una unión de tope 29 para la fijación de la tuerca de unión 15 al manguito 13. El roscado interno 28 comprende un revestimiento de metal duro, para impedir el gripaje durante el enroscado de la tuerca de unión 15 en el racor roscado 12.

En la Fig. 2 está representado en escala aumentada el canal de estanqueidad 22 formado por el racor roscado 12 y el manguito 13. Cuando el racor roscado 12 y el manguito de unión 13 estén ensamblados, se forma esencialmente el canal de estanqueidad 22 mediante las dos superficies de estanqueidad 21a, 21b en el racor roscado 12 y en el manguito de unión 13. El canal de estanqueidad 22 desemboca en la cámara de medios 20 en una ranura de estanqueidad 30. Ésta tiene una forma oval en sección transversal que difiere de la sección transversal semicircular no deformada del anillo de estanqueidad 14. Según se representa en la Fig. 5, el canal de estanqueidad está formado por dos mitades de canal, que consisten respectivamente en un arco semicircular 61a, 61b y las secciones 59a, 59b, 60a, 60b plegadas más débiles, tangenciales, sucesivas a las anteriores. Los puntos centrales 62, 63 de los arcos semicirculares 61a, 61b están situados además axialmente desplazados el uno respecto al otro. Esta forma de sección transversal que difiere de la forma semicircular permite la formación de dos espacios de expansión principales 57a, 57b en forma de una bolsa en el fondo de la respectiva mitad del canal de estanqueidad. El canal de estanqueidad 30 es una ranura radialmente circunferencial, que está formada por un borde de limitación 31a del manguito 13 y por un borde de limitación 31b del racor roscado 12, los cuales tras la unión del racor y del manguito roscado 12, 13 mantienen una cierta distancia el uno del otro. Los bordes de limitación 31a, 31b tienen un radio uniforme, comprendido entre una vigésima hasta una tercera parte, preferiblemente una décima hasta una quinta parte de la dimensión de la sección transversal del anillo de estanqueidad 14. El anillo de estanqueidad 14 en estado no deformado tiene una sección transversal circular. Ésta, en comparación con la anchura nominal del empalme roscado 11, tiene una medida de la sección transversal comprendida entre una centésima quincuagésima parte hasta una décima parte, particularmente entre una centésima hasta una quincuagésima parte de la anchura nominal del empalme roscado 11. Por ejemplo, en el caso de una anchura nominal del empalme roscado de 100 mm, sería de un milímetro. En estado deformado, es decir bajo fuerza la de la presión durante el enroscado, se forma en el anillo de estanqueidad 14 un talón 32 que se introduce en la juntura de estanqueidad 30 y se alinea con las paredes internas del racor roscado y manguito de unión 12, 13. Los bordes de limitación 31a y 31b del racor roscado o manguito de unión 12, 13 forman en la transición restante entre este talón 32 y el anillo de estanqueidad 14 dos superficies de estanqueidad principales 34a , 34b internas opuestas, que producen un efecto de obturación real. Frente a la juntura de estanqueidad 30, desemboca el canal de estanqueidad 22 en la zona de expansión secundaria 35. La zona de expansión secundaria 35 está limitada axialmente por un borde limitador 36 apartado de la cámara de medios 20 junto a la nervadura 26 del manguito de unión 13 y por una transición 37 en forma de S entre la ranura 21b y la superficie lateral 38 radial de la muesca 19 junto al racor roscado 12.

En estado deformado, la zona de expansión secundaria 35 acoge otro talón 39 de el anillo de estanqueidad 14. El borde de limitación 36 del anillo 14 y la transición 37 en forma de S forman en la transición de este talón 39 hacia el anillo de estanqueidad 14 restante dos superficies de estanqueidad principales 40a, 40b externas opuestas, que producen un efecto de obturación real desde el exterior hacia el interior. La zona de expansión secundaria 35 pasa a una juntura de separación 41 que se extiende axialmente, formada durante la unión de la rosca y el manguito de unión 12, 13 a modo de intersticio entre una superficie lateral de la nervadura 26 y la superficie lateral 38 radial de la muesca 19. La superficie lateral 38 junto al racor roscado 12 está biselada, para asegurar una fijación óptima de la rosca y del manguito de unión 12, 13.

En las figuras 3 y 4 está representado un empalme entre un visor 43 y una parte de un contenedor como otro ejemplo de realización. El empalme consiste en un manguito de unión 42 con un visor 43, un anillo de sujeción 44 y una junta tórica 45. El visor 43 puede usarse como visor de inspección o como ojo de buey. Como material se utiliza preferiblemente un vidrio de boro-silicato. El manguito de unión 42 es de acero, por ejemplo de un acero de cromo-níquel-molibdeno.

El manguito de unión 42 comprende en su parte central una abertura de paso 46, en la que está insertado el visor 43. El manguito de unión 42 se halla inmovilizado en un orificio de admisión 47 de un receptáculo 48 y se fija por medio del anillo de sujeción 44. El orificio de admisión 47 es una especie de ventana que sale del receptáculo 48, en la que se introduce el manguito de unión 40 con el visor 43. Para la fijación del manguito de unión 42 se usan tornillos de fijación 53, 54, cuya cabeza actúa sobre el anillo de sujeción 44 e inmoviliza el anillo de sujeción 44 junto con el manguito de unión 42. La ventana de admisión 47 del contenedor 48 es estanca hacia el resto del receptáculo 48 por medio de una junta laberíntica 49 cuneiforme. Entre la pared interna de la ventana de admisión 47 y la pared externa del manguito de unión 42 está formado un canal de estanqueidad 50 (Fig. 4). El canal de estanqueidad 50 está formado por un hundimiento radialmente circunferencial en el manguito de unión 42 y una superficie recta y diagonal, contigua a éste, en el extremo de la ventana de admisión 47. En el canal de estanqueidad 50 se cierra una juntura de estanqueidad 51 y en diagonal, opuesto, un espacio de admisión 52, que se adapta a la forma de la junta tórica 45 situada dentro del canal de estanqueidad 50, mediante la fuerza de apriete del tornillo de fijación 53.

Características funcionales

Para formar el sistema de estanqueidad se introducen las ranuras anulares, es decir las mitades del canal de estanqueidad 22, mediante un giro con precisión, en particular con un acero perfilado. Los sistemas de estanqueidad de material plástico pueden formarse mediante moldeo por inyección. En este caso se tiene en cuenta el radio situado sobre el vértice de bordes cantos !imitadores 31a, 31b, que no se une a partir de dos radios laterales, sino que se forma con un acero perfilado desde el vértice, es decir, en la Fig. 2 desde arriba o desde abajo respectivamente. De esta manera queda garantizado, que la parte que primero hace contacto con el anillo de estanqueidad 14 desde la cámara de medios, es decir el vértice de los bordes de limitación, 31a, 31b es redondeado y no agudo. Cuando los bordes de limitación 31a, 31b, debido a las tolerancias durante la fabricación, son muy estrechos, no se producen "aristas" por la formación de radios, sino un arco circular eventualmente plano. La junta entonces, durante la deformación, tampoco puede ser cortada, con lo cual no se pueden crear nidos de bacterias que deban ser limpiados.

En el empalme roscado 11 representado en las figuras 1 y 2, para el montaje se introduce primero el anillo de estanqueidad 14 en la superficie de estanqueidad 21b con la sección transversal semicircular a pie de la muesca 19 en el racor roscado 12. Para ello, el anillo de estanqueidad 14 solamente entra en contacto con las superficies de estanqueidad principales 34a, 34b, 40a, 40b, mientras que entre ,las superficies de estanqueidad secundarias 58a, 58b y el anillo de estanqueidad 14, primero hay un intersticio respectivamente, que corresponde a las zonas de expansión 57a, 57b principales. Luego se inserta el manguito de unión 13 sobre el racor roscado 12, hasta que se produce un tope metálico entre la sección de la brida 24 del manguito de unión 13 y la sección roscada 17 del racor roscado 12. Al mismo tiempo se forma, entre la superficie lateral del corte 19 del racor roscado 12 y la superficie lateral de la nervadura 26, junto al manguito de unión 13, una juntura de separación 41 que se extiende axialmente. Para el tensado de la rosca y del manguito de unión 12, 13 se enrosca ahora la tuerca de unión 15 sobre la rosca exterior 18 del racor roscado 12, hasta que se produce un tope metálico entre el tope de la tuerca de unión 15 y la brida junto al manguito de unión 13. Al mismo tiempo se deforma el anillo de estanqueidad 14 de tal manera que algunas piezas de la junta anular entran en la zona de expansión principal 57a, 57b adaptándose al interior y también se introduce un talón 32, adaptándose a la forma interior de la juntura de estanqueidad 30 junto al espacio para los medios 20, y otro talón 39 se adapta al interior en la zona de expansión secundaria 35, opuesta a la juntura de estanqueidad 30. La fuerza de apriete se distribuye de tal manera, que en las superficies de estanqueidad principales 34a, 34b, 40a, 40b domina la máxima fuerza de apriete (F_{max}; Fig. 5). Allí se presionan los bordes de limitación 31a, 31b, 36, 37 del racor roscado y del manguito de unión 12, 13 en el anillo de estanqueidad 14. En las superficies de estanqueidad secundarias 58a, 58b junto al fondo de la zona de expansión principal 57a, 57b, por lo contrario, actúa una fuerza de apriete mínima (F_{min}; Fig. 5).

En el sistema de estanqueidad descrito en las figuras 3 y 4, entre un visor 43 y un receptáculo 48 se introduce primero la junta tórica 45 en el manguito de unión 42. Entonces se introduce el manguito de unión 42 en la ventana de admisión 47 del receptáculo 48 y se fija axialmente a la superficie oblicua al final de la ventana de admisión 47 en la dirección de empuje. Luego se empuja el anillo de sujeción 44 en la ventana de admisión 47 sobre el manguito de unión y éste se fija con ayuda de los tornillos de fijación 53, 54 a la ventana de admisión 47. Por consiguiente, se asegura axialmente el manguito de unión 47 también contra una caída en sentido contrario a la introducción. Bajo la fuerza de apriete del tornillo 53, 54, la junta tórica 45 se deforma en el interior del canal de estanqueidad 50 de tal manera que un talón 55 se adapta a la forma interior de la juntura de estanqueidad 51 junto a la cámara para medios 20, y otro talón 56 se adapta al interior del espacio de expansión 52, opuesto en diagonal a la juntura de estanqueidad 51.

Claims (17)

1. Sistema de estanqueidad desmontable entre piezas que conducen medios, en particular para aplicaciones asépticas, con un anillo de estanqueidad toroidal (14) que se puede fijar a un asiento hermético de las piezas, para hacer las piezas estancas, donde el asiento hermético está formado por un canal de estanqueidad (22) que encierra en gran parte el anillo de estanqueidad anular (14), el cual está compuesto por superficies de estanqueidad (21a, 21b) de ambas piezas, donde entre las piezas y las superficies de estanqueidad (21a, 21b) se forma la juntura de estanqueidad (30), la cual está orientada hacia la cámara de medios (20), y a la cual se adapta internamente el anillo de estanqueidad (14) cuando las piezas son tensadas axialmente haciendo tope una contra otra, de manera que en un lado apartado de la juntura de estanqueidad (30) en el canal de estanqueidad (22) se cierra una juntura de separación (41), el canal de estanqueidad (22) presentando al menos un espacio de expansión (35, 57a , 57b) diferente a la forma de la sección transversal no deformada del anillo de estanqueidad (14), al cual se adapta internamente el anillo de estanqueidad (14) bajo la fuerza de apriete, para la unión de las piezas, y que al menos presenta un espacio de expansión principal (57a, 57b), caracterizado por el hecho de que el espacio de expansión principal (57a , 57b) en ambas piezas está formado por un perfil hundido respecto a la forma semicircular de la mitad del canal que forma el canal de estanqueidad (22).

2. Sistema de estanqueidad según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las superficies de estanqueidad (21a, 21b) se componen de superficies de estanqueidad principales (34a, 34b, 40a, 40b), que lindan con la juntura de estanqueidad (30) o con la juntura de separación (41), y superficies de estanqueidad secundarias (58a, 58b), situadas en la zona de al menos un espacio de expansión (35, 57a, 57b), con lo cual en las superficies de estanqueidad principales (34a, 34b, 40a, 40b) preferiblemente estrechas, se produce una elevada presión de apriete del sistema de estanqueidad.

3. Sistema de estanqueidad según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el espacio de expansión (35, 57a, 57b) está formado de tal manera que el anillo de estanqueidad (14) se deforma esencialmente de manera simétrica hacia un eje central axial y/o radial de su sección transversal.

4. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el perfil compuesto por dos mitades de canal consiste en dos arcos circulares desplazados con sus puntos centrales respecto al eje.

5. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el perfil en sección transversal de la mitad de canal consiste en un arco semicircular (61a, 61b) y en secciones rectas o poco curvadas (59a, 59b, 60a, 60b) tangencialmente sucesivas, en cuyos extremos se empalman las superficies de estanqueidad principales (34a, 34b, 40a, 40b), que están formadas preferiblemente en el área de las secciones de las piezas que encajan en la sección transversal del anillo de estanqueidad.

6. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que está previsto un espacio de expansión secundario (35) en la transición entre el canal de estanqueidad (22) y la juntura de separación (41), y forma una cavidad con bordes redondeados en forma de talón sobre el canal anular (22) que sobresale pronunciadamente en sección transversal.

7. Sistema de estanqueidad según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la cavidad con la transición (37) en forma de S pasa hacia el canal de estanqueidad (22).

8. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por el hecho de que la juntura de separación (41) en extensión axial empalma con la zona de expansión secundaria (35), que preferiblemente es tan estrecha, en particular no más de una centésima o una décima parte, en particular una octogésima parte o una quincuagésima parte de la medida de la sección transversal del anillo de estanqueidad (14), que la deformación del anillo de estanqueidad (14) acaba delante de la misma.

9. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el canal de estanqueidad (22) y su espacio de expansión (35, 57a, 57b), dependiendo de las dimensiones del anillo de estanqueidad (14), están previstos de modo que la superficie de la parte del anillo de estanqueidad (14), que se adapta al interior de la juntura de estanqueidad (30), se alinea esencialmente con las paredes de guía de medios de las piezas.

10. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los bordes de limitación (31a, 31b, 36) de la juntura de estanqueidad (30), contiguos a la superficie de estanqueidad (21a, 21b), están provistos de un radio uniforme prefijado e independiente del espesor variable por la tolerancia del borde.

11. Sistema de estanqueidad según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el tamaño del radio es una vigésima o hasta una tercera parte, preferiblemente una décima o hasta un quinta parte de la medida de la sección transversal del anillo de estanqueidad (14).

12. Sistema de estanqueidad según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que la medida de la sección transversal del anillo de estanqueidad (14) es pequeña en comparación con la anchura nominal de las piezas que conducen medios, preferiblemente una centésima quincuagésima parte o hasta una décima parte, en particular una centésima o hasta una quincuagésima parte de la anchura nominal de las piezas que conducen medios.

13. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el anillo de estanqueidad (14) es de metal duro, en particular Ferro-Titanio, y porque las piezas se deforman bajo la fuerza de apriete.

14. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que para la unión de las piezas que conducen medios (18) está previsto un empalme roscado (11), que particularmente presenta un revestimiento que impide un gripaje durante el enroscado (11), preferiblemente se trata de un revestimiento de titanio-nitruro.

15. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el sistema de estanqueidad es un empalme de unión entre dos piezas que conducen medios, en particular entre dos tubos.

16. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las piezas son de un material duro, en particular metal, como el acero inoxidable, o plástico.

17. Sistema de estanqueidad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el empalme de las piezas (12, 13) se realiza mediante un tensado previo definido por un tope metálico de ambas piezas (12, 13).