ES2240239T3 - Conexion de tubos y procedimiento para su realizacion. - Google Patents
Conexion de tubos y procedimiento para su realizacion.Info
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Abstract
Conexión de tubos para una unión atornillada de alta presión resistente a la presión y al desgarro así como en unión positiva con un tubo (3) conformado, un cuerpo de atornillado (1) o una tubuladura de unión con un cono (15), al que se conecta una perforación paralela al eje con una superficie final radial como suelo de asiento del tubo (21) para el tubo (3) enchufado en el cuerpo de atornillado (1), con un anillo de obturación (4) y una tuerca de unión (2) que solapa el tubo (3) conformado formado con un engrosamiento (7) y atornillada sobre el cuerpo de atornillado (1) en el estado montado, la cual forma en su cono (8) interior con el engrosamiento (7) del tubo (3) conformado una superficie de contacto (9) inclinada respecto del eje (10) del tubo (3), en la que el engrosamiento (7) presenta sobre su lado orientado hacia el cuerpo de atornillado (1) una superficie de tope (11) orientada radialmente respecto del eje (10) del tubo (3), caracterizada porque entre una superficie frontal (16)del cono (15) del cuerpo de atornillado (1) y el engrosamiento (7) del tubo (3) conformado está dispuesto un anillo de sujeción (6) solapado por la tuerca de unión (2), el cual cuando la conexión de tubos está montado se apoya con una primera superficie frontal (12) directamente contra la superficie de tope (11) del engrosamiento (7) y con una segunda superficie frontal (14) directamente contra la superficie frontal (16) del cono (15), y porque el cono (8) de la tuerca de unión (2) se extiende hasta su perforación roscada (17) y el anillo de sujeción (6) forma, en el estado montado, con su superficie anular que se extiende paralela respecto del cono (8) de la tuerca de unión (2), una ranura anular (18) hacia el cono (8) de la tuerca de unión (2).
Description
Conexión de tubos y procedimiento para su
realización.
La invención se refiere a una conexión de tubos
para una unión atornillada de alta presión resistente a la presión
y al desgarro así como en unión positiva con un tubo conformado, un
cuerpo de atornillado o una tubuladura de unión con un cono, al que
se conecta una perforación paralela al eje con una superficie final
radial como suelo de asiento del tubo para el tubo conectado en el
cuerpo de atornillado, con un anillo de obturación y una tuerca de
unión que solapa el tubo conformado formado con un engrosamiento y
atornillada sobre el cuerpo de atornillado en el estado montado, la
cual forma en su cono interior con el engrosamiento del tubo
conformado una superficie de contacto inclinada respecto del eje
del tubo, donde el engrosamiento presenta sobre su lado orientado
hacia el cuerpo de atornillado una superficie de tope orientada
radialmente respecto del eje del tubo.
Una conexión de tubos de este tipo se da a
conocer en el documento DE 195 20 009 A1 que forma este género. En
la conexión de tubos conocida la superficie frontal formada en el
cono del cuerpo de atornillado está directamente en contacto con la
superficie de tope del engrosamiento, orientada radialmente respecto
del eje del tubo, formada por el abombamiento de tipo engrosamiento
originado por la conformación del tubo. En la medida en que en el
estado montado de la conexión de tubos la tuerca de unión
atornillada sobre el cuerpo de atornillado presione con la
superficie de contacto formada en su cono interior sobre el lado o
superficie del engrosamiento alejado del cuerpo de atornillado y con
ello apriete el tubo conformado hacia dentro del cuerpo de
atornillado, está relacionado con ello la desventaja de que en caso
de un apriete demasiado fuerte de la tuerca de unión, en especial
en tubos de pared delgada, el engrosamiento con las superficies de
contacto que están en contacto por un lado con el cono de la tuerca
de unión y por el otro con el cuerpo de atornillado, se haga
inestable y sea comprimido, lo que tiene como consecuencia que el
espacio hueco que se encuentra entre la superficies de contacto de
engrosamiento de tubo colapse. Por consiguiente puede producirse
una deformación del tubo con un daño de elemento, por ejemplo,
mediante rotura de la pared del tubo.
Una conexión de tubos con otra estructura se da a
conocer en el documento DE 197 42 917 C1. En este caso,
el engrosamiento en el tubo conformado está formado como un
abombamiento esencialmente simétrico con unas superficies de
contacto inclinadas de igual manera hacia ambos lados en la
dirección del eje del tubo. Entre el engrosamiento de tipo
abombamiento y el cuerpo de atornillado está dispuesto un anillo de
sujeción el cual está en contacto con su superficie frontal radial
orientada hacia el cuerpo de atornillado directamente con la
superficie frontal del cono del cuerpo de atornillado. La tuerca de
unión que solapa el anillo de sujeción está en contacto, por su
parte, con una sección parcial de su superficie de contacto del
cono contra la superficie de contacto asignada del engrosamiento en
forma de abombamiento y con otra sección parcial directamente contra
una superficie dispuesta correspondientemente en el anillo de
sujeción, de manera que el anillo de sujeción transmite la fuerza
ejercida por la tuerca de unión en el estado montado directamente
desde la tuerca de unión al cuerpo de atornillado. De esta manera el
engrosamiento del tubo conformado no participa apenas en la
transmisión de la fuerza. Con esta forma de realización está
relacionada la desventaja de que la formación del engrosamiento de
tipo abombamiento en el tubo conformado debe tener lugar con gran
precisión ya que de lo contrario la transmisión directa de la
fuerza entre la tuerca de unión y el cuerpo de atornillado a través
del anillo de sujeción, por ejemplo por un contacto anterior del
anillo de sujeción y/o la tuerca de unión, es interrumpida en un
engrosamiento de tipo abombamiento trabajado de forma imprecisa. En
este caso se produce también asimismo o una deformación indeseada
del engrosamiento o un juego desventajoso en la zona de la conexión
de tubos.
La invención se plantea por ello el problema de
perfeccionar de tal manera una conexión de tubos de este género que
en cualquier estado de montaje se proporcione una conexión de tubos
segura.
La solución de este problema resulta de la
reivindicación 1; en las reivindicaciones subordinadas se indican
estructuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la presente
invención.
La invención prevé en detalle que entre una
superficie frontal del cono del cuerpo de atornillado y el
engrosamiento del tubo conformado esté dispuesto un anillo de
sujeción solapado por la tuerca de unión, el cual cuando la conexión
de tubos está montada se apoya con una primera superficie frontal
directamente contra la superficie de tope del engrosamiento y con
una segunda superficie frontal directamente contra la superficie
frontal del cono, y que el cono de la tuerca de unión se extienda
hasta su perforación roscada y el anillo de sujeción forme, en el
estado montado, con su superficie anular que se extiende paralela
respecto del cono de la tuerca de unión, una ranura anular hacia el
cono de la tuerca de unión. En el marco de la conexión de tubos
según la invención la deformación de tipo engrosamiento del tubo es
integrada de nuevo en la transmisión de la fuerza, gracias a que
ahora se transmite, a través de la superficie de tope orientada
radialmente del engrosamiento, la fuerza sobre el anillo de
sujeción y desde aquí directamente sobre el cuerpo de atornillado.
La ranura anular formada al mismo tiempo entre la tuerca de unión y
el anillo de sujeción impide un contacto temprano de la tuerca de
unión con el anillo de sujeción y asegura que la fuerza ejercida
por la tuerca de unión es transmitida, exclusivamente a través del
engrosamiento formado en el tubo, sobre el anillo de sujeción.
Según un ejemplo de realización de la invención
está previsto que la superficie de tope del engrosamiento entre en
la pared exterior de una pieza final del tubo paralela al eje que
se conecta al engrosamiento con la formación de una superficie
inclinada respecto del eje del tubo y que el contorno interior del
anillo de sujeción que conecta con la primera superficie frontal,
orientado hacia el engrosamiento, esté totalmente en contacto con la
superficie que forma la transición desde la superficie de tope a la
pared del tubo. Con ello está relacionada la ventaja de que, en
contra de la disposición de una superficie de tope que discurre
radialmente hasta la pared del tubo en engrosamiento de tubo
conocida por el documento DE 195 20 099 A1, según la invención la
superficie de tope correspondiente entra en la pared del tubo con
la formación de una superficie inclinada con respecto al eje del
tubo, donde el anillo de sujeción está en contacto con toda su
superficie también con esta superficie del engrosamiento de tubo.
Con ello esta superficie está integrada también adicionalmente en la
transmisión de la fuerza entre el engrosamiento de tubo y el anillo
de sujeción. La formación especial de esta superficie en el
engrosamiento de tubo conduce además a que en la zona de la
superficie de tope radial en el engrosamiento de tubo no se forme
ningún espacio hueco, de manera que el recorrido de transmisión de
la fuerza entre la tuerca de unión y el cuerpo de atornillado se de
en cada caso mediante elementos de material macizo.
Según un ejemplo de realización de la invención
la ranura anular entre la tuerca de unión y el anillo de sujeción
se prolonga hasta encima de una zona parcial de la superficie
exterior cilíndrica del anillo de sujeción.
En un perfeccionamiento ventajoso el anillo de
sujeción presenta sobre una parte de su superficie exterior
cilíndrica un revestimiento de plástico o elastómero, el cual está
formado como sustancia portadora para botones, los cuales en el
estado montado están situados en la zona de la rosca interior de la
tuerca de unión. Los botones engarzan en la zona final de la rosca
de la tuerca de unión, con lo cual está asegurado que el anillo de
sujeción mantiene junta de forma imperdible la tuerca de unión en
el extremo del tubo durante un transporte de estas piezas hacia el
lugar de montaje, hasta que puede empezar el montaje final mediante
la introducción del extremo del tubo en el cuerpo de
atornillado.
Según un ejemplo de realización de la invención
está previsto que en el estado montado de la conexión de tubos esté
formada, entre el cono del cuerpo de atornillado ó tubuladura de
unión, la pieza final del tubo paralela al eje y una superficie
anular del anillo de sujeción, una cámara de obturación, en la cual
está dispuesto el anillo de obturación formado como obturación de
elastómero que apoya por presión, donde de forma adecuada puede
estar previsto que el anillo de obturación de elastómero esté
conectado de manera fija con el anillo de sujeción.
El efecto destacado de la conexión de tubos según
la invención puede ser mejorado gracias a que el anillo de sujeción
presente una mayor resistencia que la pieza de tubo, que el cuerpo
de atornillado y que la tuerca de unión, donde esta mayor
resistencia se puede obtener preferentemente mediante tratamiento
térmico.
Según un ejemplo de realización de la invención
está previsto que una superficie frontal de la pieza final paralela
al eje del tubo conformado forme en el estado montado de la
conexión una superficie de contacto con el suelo de asiento del tubo
del cuerpo de atornillado.
Según otra forma de realización de la invención
la obturación metálica se puede obtener gracias a que una
superficie frontal de la pieza final paralela al eje del tubo
conformado presenta un engrosamiento anular cerrado, el cual ocupa
una fracción de la superficie frontal y que forma, en el estado
montado de la unión de tubos, con el suelo de asiento de tubo del
cuerpo de atornillado, una obturación metálica.
La conexión de tubos según la invención
posibilita la utilización de elementos normalizados, tales como la
tuerca de unión, donde con el engrosamiento del tubo conformado se
forma una superficie de contacto con una inclinación de 45º respecto
del eje del tubo.
En otra forma de realización de la invención se
conecta para el aseguramiento contra oscilaciones mecánicas, las
cuales pueden correr a través del sistema de tubos y con ello
también a través de la conexión de tubos, un casquillo de apoyo
directamente a la deformación del tubo, el cual en el estado
montado es atascado con el tubo por la tuerca de unión.
En el dibujo, se reproduce un ejemplo de
realización de la invención el cual se describe a continuación, en
el que:
la Fig. 1 muestra una sección longitudinal a
través de una unión roscada de tubos montada de un ejemplo de
realización según la invención;
la Fig. 2 muestra una sección longitudinal a
través de una unión roscada de tubos montada de otro ejemplo de
realización con un engrosamiento anular sobre la superficie frontal
del extremo del tubo.
El sistema de conexión representado en la Figura
1 comprende un cuerpo de atornillado 1 con su cono 15, el cual en
el ejemplo de realización representado está formado como cono de
24º normalizado, una tuerca de unión 2 normalizada, un tubo 3
conformado y un anillo de obturación 4. En el caso del anillo de
obturación se trata preferentemente de un elastómero, es decir, de
un polímero con propiedades elásticas como el caucho, con un perfil
adaptado a la cámara de obturación 5. La cámara de obturación 5 es
limitada por una parte del tubo 3, un anillo de sujeción 6 y un
cono 15 del cuerpo de atornillado 1. El engrosamiento de tubo 7
originado mediante conformación presenta una conformación especial,
donde el engrosamiento de tubo 7 forma con el cono 8 de la rosca de
unión 2 una superficie de contacto 9 la cual se transforma en una
superficie de tope 11, orientada esencialmente de forma radial
respecto del eje del tubo 10, para una superficie frontal 12 del
anillo de sujeción 6.
La superficie de tope 11 del engrosamiento de
tubo 7 forma con el eje del tubo 10 preferentemente un ángulo
recto, dado que un ángulo de este tipo es especialmente ventajoso
para la transmisión de las fuerzas aplicadas. En el marco de la
precisión de fabricación pueden aparecer también pequeñas
divergencias de un ángulo recto de este tipo, sin que se abandone
la idea básica de la invención.
El contorno interior 13 del anillo de sujeción 6
vuelto hacia el engrosamiento de tubo 7, que parte de la superficie
de tope 11 del engrosamiento de tubo 7 o de la superficie frontal
del anillo de sujeción 6, se conecta directamente a la superficie
frontal 12 y está formado en el engrosamiento de tubo.
El anillo de sujeción 6 presenta además una
superficie anular 14 que discurre radialmente la cual en el estado
montado entra en contacto con la superficie frontal del cono 15 del
cuerpo de atornillado 1 y posibilita por consiguiente un montaje de
bloque.
La tuerca de unión 2 puede corresponder a una
norma DIN y formar con el engrosamiento 7 del tubo 3 conformado una
superficie de tope 9 con una inclinación de 45º respecto del eje 10
del tubo 3.
El cono 8 o la superficie cónica de la tuerca de
unión 2 asignada se extiende hasta su perforación roscada, donde el
anillo de sujeción 6 forma, en el estado montado, con su superficie
anular que discurre paralela respecto del cono 8 de la tuerca de
unión 2, con el cono 8 de la tuerca de unión una ranura anular 18.
La ranura anular 18 entre la tuerca de unión 2 y el anillo de
sujeción 6 se extiende a lo largo de una zona parcial de su
superficie exterior cilíndrica.
Ventajosamente, el anillo de sujeción 6 presenta,
a lo largo de una parte de su superficie exterior cilíndrica, un
revestimiento de plástico o de elastómero 19, el cual está formado
como sustancia portadora para botones, los cuales en el estado
montado están situados en la zona de la rosca interior 20 de la
tuerca de unión 2. Con este revestimiento de botones el anillo de
sujeción 6 se adhiere durante el proceso de montaje a la tuerca 2,
de manera que los dos elementos constructivos se sujetan mutuamente
y no se pueden alejar del engrosamiento de tubo 7.
En un ejemplo de realización especial el anillo
de obturación de elastómero 4 está conectado de forma fija con el
anillo de sujeción 6, por ejemplo pegado, de manera que con ello se
facilita asimismo el montaje.
En otro ejemplo de realización la superficie
frontal 22 de la pieza final 23 paralela al eje del tubo 3
conformado forma, con el suelo de asiento del tubo 21 del cuerpo de
atornillado 1, en el estado montado de la conexión de tubos, una
superficie de contacto.
Según un ejemplo de realización de la invención
la superficie frontal 22 de la pieza de extremo de tubo 23 o una
parte radial de la misma está tamboreada de manera que en casos
especiales se puede conseguir una obturación metálica con el suelo
de asiento del tubo 21.
La conexión de tubos se continua mejorando
gracias a que el anillo de sujeción 6 presenta una mayor
resistencia que la pieza de tubo 23 incluido el engrosamiento de
tubo 7, que el cuerpo de atornillado 1 y que la tuerca de unión 2.
La mayor resistencia propuesta del anillo de sujeción 6 se logra
preferentemente mediante tratamiento térmico del anillo de
sujeción.
En otro ejemplo de realización de la invención
está previsto un casquillo de apoyo que no se ha representado con
mayor detalle en el dibujo, el cual se conecta directamente a la
deformación del tubo y el cual está atascado mediante la tuerca de
unión 2 con el tubo 3. Con ello se pueden amortiguar de forma
notable oscilaciones que llegan al sistema de tubos, de manera que
estas ya no pueden ejercer ningún efecto dañino en la unión roscada
de tubos.
La Fig. 2 muestra la misma representación de una
conexión de tubos que la Figura 1, si bien en una forma de
realización modificada. La superficie frontal 22 de la pieza final
23 paralela al eje del tubo 3 conformado presenta un engrosamiento
anular 24 cerrado, el cual ocupa una fracción de la superficie
frontal 22 y forma una obturación metálica con el suelo de asiento
del tubo 21 del cuerpo de atornillado 1, en el estado montado de la
conexión de tubos. El engrosamiento anular 24 es comprimido de forma
que se dispone de una obturación metálica.
Claims (11)
1. Conexión de tubos para una unión atornillada
de alta presión resistente a la presión y al desgarro así como en
unión positiva con un tubo (3) conformado, un cuerpo de atornillado
(1) o una tubuladura de unión con un cono (15), al que se conecta
una perforación paralela al eje con una superficie final radial como
suelo de asiento del tubo (21) para el tubo (3) enchufado en el
cuerpo de atornillado (1), con un anillo de obturación (4) y una
tuerca de unión (2) que solapa el tubo (3) conformado formado con un
engrosamiento (7) y atornillada sobre el cuerpo de atornillado (1)
en el estado montado, la cual forma en su cono (8) interior con el
engrosamiento (7) del tubo (3) conformado una superficie de contacto
(9) inclinada respecto del eje (10) del tubo (3), en la que el
engrosamiento (7) presenta sobre su lado orientado hacia el cuerpo
de atornillado (1) una superficie de tope (11) orientada
radialmente respecto del eje (10) del tubo (3), caracterizada
porque entre una superficie frontal (16) del cono (15) del cuerpo
de atornillado (1) y el engrosamiento (7) del tubo (3) conformado
está dispuesto un anillo de sujeción (6) solapado por la tuerca de
unión (2), el cual cuando la conexión de tubos está montado se
apoya con una primera superficie frontal (12) directamente contra la
superficie de tope (11) del engrosamiento (7) y con una segunda
superficie frontal (14) directamente contra la superficie frontal
(16) del cono (15), y porque el cono (8) de la tuerca de unión (2)
se extiende hasta su perforación roscada (17) y el anillo de
sujeción (6) forma, en el estado montado, con su superficie anular
que se extiende paralela respecto del cono (8) de la tuerca de
unión (2), una ranura anular (18) hacia el cono (8) de la tuerca de
unión (2).
2. Conexión de tubos según la reivindicación 1,
caracterizada porque la superficie de tope (11) del
engrosamiento (7) entra en la pared exterior de una pieza final
(23) del tubo (3) paralela al eje que se conecta al engrosamiento
(7) con la formación de una superficie inclinada respecto del eje
(10) del tubo (3) y porque el contorno interior (13) del anillo de
sujeción (6) que conecta con la primera superficie frontal (12),
orientado hacia el engrosamiento (7), está totalmente en contacto
con la superficie que forma la transición desde la superficie de
tope (11) hasta la pared del tubo.
3. Conexión de tubos según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque la ranura anular (18) entre la
tuerca de unión (2) y el anillo de sujeción (6) se prolonga hasta
encima de una zona parcial de la superficie exterior cilíndrica del
anillo de sujeción (6).
4. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el anillo de
sujeción (6) presenta sobre una parte de su superficie exterior
cilíndrica un revestimiento de plástico o de elastómero (19), el
cual está formado como sustancia portadora para botones, los cuales
en el estado montado están dispuestos en la zona de la rosca
interior de la tuerca de unión (2).
5. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en el estado
montado de la conexión de tubos está formada, entre el cono (15)
del cuerpo de atornillado (1) o tubuladura de unión, la pieza final
(23) del tubo (3) paralela al eje y una superficie anular del
anillo de sujeción (6), una cámara de obturación (5), en la que
está dispuesto el anillo de obturación (4) formado como obturación
de elastómero con un efecto de obturación por presión.
6. Conexión de tubos según la reivindicación 5,
caracterizada porque el anillo de obturación de elastómero
(4) está conectado de manera fija con el anillo de sujeción
(6).
7. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el anillo de
sujeción (6) presenta una mayor resistencia que la pieza de tubo,
que el cuerpo de atornillado (1) y que la tuerca de unión (2).
8. Conexión de tubos según la reivindicación 7,
caracterizada porque la mayor resistencia del anillo de
sujeción (6) se obtiene mediante tratamiento térmico.
9. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque una superficie
frontal (22) de la pieza final (23) paralela al eje del tubo (3)
conformado forma en el estado montado de la conexión una superficie
de contacto con el suelo de asiento del tubo (21) del cuerpo de
atornillado (1).
10. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque una superficie
frontal (22) de la pieza final (23) paralela al eje del tubo (3)
conformado presenta un engrosamiento anular (24) cerrado, el cual
ocupa una fracción de la superficie frontal (22) y que forma, en el
estado montado de la unión de tubos, con el suelo de asiento de
tubo (21) del cuerpo de atornillado (1), una obturación
metálica.
11. Conexión de tubos según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque en el
engrosamiento (7) del tubo (3) conformado se conecta un casquillo de
apoyo, el cual es fijado con el tubo (3) por la tuerca de unión
(2).
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