ES2248449T3 - Tubo metalico flexible. - Google Patents
Tubo metalico flexible.Info
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- F16L11/16—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics wound from profiled strips or bands
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Abstract
Una manguera de metal flexible (10) para el transporte de una substancia fluente, estando formada la manguera a partir de una tira de metal (12), arrollada generalmente de forma helicoidal alrededor de un eje de la manguera, teniendo dicha tira de metal una configuración de la sección transversal generalmente en forma de ¿S¿, formada por porciones (14, 16) radialmente interiores y exteriores del cuerpo espaciadas axialmente y por bordes de tiras opuestos formados por labios (22, 20) radialmente exteriores e interiores curvados a la inversa, que se extienden desde las porciones respectivas del cuerpo, estando intercalados los labios de convoluciones adyacentes para proporcionar una primera superficie sobre una convolución que emprende el movimiento deslizante con relación a una segunda superficie de una convolución adyacente cuando dicha manguera es flexionada, donde (i) una pluralidad de proyecciones y recesiones (30, 32) están dispuestas sobre dichas primera y segunda superficies, engranando dichas proyecciones y recesiones para permitir que las superficies se deslicen relativamente entre sí, generalmente paralelas al eje de la manguera, impidiendo al mismo tiempo substancialmente el deslizamiento relativo en direcciones que no están generalmente paralelas al eje de la manguera, estando dispuesta dicha primera superficie sobre un labio de convolución (20) y estando formada dicha segunda superficie sobre una porción de cuerpo (16) de la convolución adyacente, y (ii) una tercera superficie lisa (36) formada sobre el otro labio de la convolución (22) y desviado en acoplamiento de sellado con una superficie de sellado de conformación (38), extendiéndose el acoplamiento de sellado entre dicha tercera superficie y las superficies de sellado de conformación continuamente a lo largo de la manguera sobre una trayectoria generalmente helicoidal para bloquear la fuga de material fluente entre dichas primera y segunda superficies.
Description
Tubo metálico flexible.
La presente invención se refiere a mangueras y,
más particularmente, a entubado de metal flexible, construido para
el transporte de substancias fluentes.
El documento DE 38 04105 describe una manguera de
metal formada arrollando helicoidalmente una tira de metal.
El entubado de metal flexible arrollado de tiras
se ha empleado desde hace mucho tiempo en aplicaciones de
manipulación de materiales, donde deben transportarse gases nocivos
o substancias en partículas. Este tipo de entubado se utiliza
también comúnmente para manipular productos alimenticios, tales como
grano, y plásticos, donde debe mantenerse una pureza alta, así como
productos de combustión. El material fluente es impulsado a través
de la manguera por presión diferencial aplicada a través de la
longitud de la manguera.
Los diseños originales de cinta continua poseían
inherentemente inconvenientes significativos. Los bordes de
interconexión de las cintas tenían una tendencia a separarse o
desenrollarse durante periodos de uso tenso, es decir, torsión
severa, flexión, o durante la instalación inicial, particularmente
adyacente a cualquier lugar cortado circunferencialmente. El
desenrollamiento daba como resultado una pérdida de producto,
pérdida de tiempo de producción y costes de reparación. Además,
cuando se separaba la pared de la manguera, era extremadamente
difícil conseguir una reparación duradera. Por estas razones, el
refuerzo secundario por el usuario final era convencional en la
técnica. Las técnicas de refuerzo incluyen el arrollamiento de la
manguera con cinta y el ondulado físico de las superficies cortadas
para prevenir el desenrollamiento. Estas etapas añadían tiempo,
gasto de material y coste de mano de obra.
La patente de los Estados Unidos Nº 3.682.203 a
nombre de Foti y col. (la patente '203) describe una manguera de
metal flexible formada a partir de una tira de metal arrollado
helicoidalmente. Los bordes de las convoluciones o vueltas
adyacentes, se deforman para plegarse entre sí por deslizamiento, de
manera que las convoluciones adyacentes se deslizan axialmente unas
hacia las otras. Esta acción de deslizamiento permite flexionar o
doblar la manguera. En una manguera convencional de este tipo, una
pluralidad de proyecciones y de recesiones coincidentes previenen
que las superficies deslizantes se muevan en la dirección
helicoidal, permitiendo al mismo tiempo el deslizamiento en la
dirección axial, cuando se dobla la manguera. Las mangueras formadas
de acuerdo con la patente '203 no necesitan normalmente ningún
refuerzo secundario o técnicas de manipulación especiales durante la
instalación.
En la manguera descrita por la patente '203, las
proyecciones y recesiones coincidentes se formaron por patrones de
ondulación sobre superficies coincidentes de convoluciones
adyacentes. Las ondulaciones en una superficie se acoplan
físicamente con ondulaciones en una superficie opuesta,
incrementando la fuerza requerida para desenrollar la tira en la
dirección helicoidal, facilitando al mismo tiempo el movimiento
axial relativo de las convoluciones a medida que se flexiona la
manguera.
Cuando se transportaban substancias fluentes a
través de una manguera construida de acuerdo con la patente -203, se
requería con frecuencia la aplicación de presión diferencial para
mover de una manera eficiente la substancia. Las ondulaciones
formaban trayectorias de fugas hacia o desde la manguera, haciendo
difícil el mantenimiento de la presión diferencial. El caudal de
flujo de masa de substancias gaseosas o en partículas se reducía
hasta una extensión tal que la manguera básica era modificada
sellando el interior de la manguera con respecto al entorno
ambiente. Una técnica era revestir las junturas de las convoluciones
con un cordón helicoidal de material de empaquetadura para bloquear
las trayectorias de fugas. Aunque esta técnica mantenía una junta de
obturación, la manguera modificada era costosa de fabricar y, por
esa razón, costosa de adquirir.
La presente invención proporciona una manguera de
metal flexible mejorada para uso en el transporte de materiales
fluentes, tales como fases y substancias en partículas, donde la
manguera se dobla fácilmente sin desenrollar las convoluciones, pero
dirigiendo efectivamente los materiales fluentes a través de la
misma sin requerir ningún material de empaquetadura.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una manguera de metal flexible para el transporte de una
substancia fluente, estando formada la manguera a partir de una tira
de metal, arrollada generalmente de forma helicoidal alrededor de un
eje de la manguera, teniendo dicha tira de metal una configuración
de la sección transversal generalmente en forma de "S", formada
por porciones radialmente interiores y exteriores del cuerpo
espaciadas axialmente y por bordes de tiras opuestos formados por
labios radialmente exteriores e interiores curvados a la inversa,
que se extienden desde las porciones respectivas del cuerpo, estando
intercalados los labios de convoluciones adyacentes para
proporcionar una primera superficie sobre una convolución que
emprende el movimiento deslizante con relación a una segunda
superficie de una convolución adyacente cuando dicha manguera es
flexionada, donde (i) una pluralidad de proyecciones y recesiones
están dispuestas sobre dichas primera y segunda superficies,
engranando dichas proyecciones y recesiones para permitir que las
superficies se deslicen relativamente entre sí, generalmente
paralelas al eje de la manguera, impidiendo al mismo tiempo
substancialmente el deslizamiento relativo en direcciones que no
están generalmente paralelas al eje de la manguera, estando
dispuesta dicha primera superficie sobre un labio de convolución y
estando formada dicha segunda superficie sobre una porción de cuerpo
de la convolución adyacente, y (ii) una tercera superficie lisa
formada sobre el otro labio de la convolución y desviado en
acoplamiento de sellado con una superficie de sellado de
conformación, extendiéndose el acoplamiento de sellado entre dicha
tercera superficie y las superficies de sellado de conformación
continuamente a lo largo de la manguera sobre una trayectoria
generalmente helicoidal para bloquear la fuga de material fluente
entre dichas primera y segunda superficies.
En una forma de realización descrita, la tercera
superficie forma una cara radialmente externa del labio exterior y
la superficie de sellado de conformación forma una superficie
radialmente interna de la porción de cuerpo de confrontación de la
convolución adyacente. Las superficies de sellado acopladas están
interpuestas entre el interior de la manguera y la primera y segunda
superficies.
En otra forma de realización, la manguera de
metal flexible es una manguera de "taladro liso", porque
incluye una segunda tira generalmente helicoidal arrollada con la
primera tira para proporcionar una pared de manguera interior
relativamente lisa. La segunda tira comprende una primera región
marginal curvada alrededor del eje de la manguera y que se extiende
a lo largo del interior de la manguera. Una cara radialmente
interior de la primera región marginal forma la superficie interior
de la manguera. Una segunda región marginal se extiende entre
convoluciones adyacentes de la primera tira, estando formada la
superficie de sellado de conformación sobre una cara radial de la
segunda región marginal.
En esta forma de realización, la segunda región
marginal de la segunda tira define una cara opuesta que se acopla
con efecto de sellado con la porción de cuerpo circundante de la
primera tira.
Otras características y ventajas de la invención
serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de
formas de realización ilustradas hechas con referencia a los dibujos
que se acompañan.
La figura 1 es una vista en alzado ampliada, con
porciones fragmentarias y mostrada parcialmente en la sección
transversal, de una manguera construida de acuerdo con la presente
invención.
La figura 2 es una vista en sección ampliada de
la manguera ilustrada en la figura 1, mostrada dentro de la línea
2-2.
La figura 3 es una vista de la sección
transversal de la manguera mostrada en la figura 1, vista
aproximadamente desde el plano indicado por las líneas
3-3 de la figura 2.
La figura 4 es una vista fragmentaria en
perspectiva ampliada de una porción de una convolución helicoidal
individual en el lado inferior de la manguera ilustrada en la figura
1.
La figura 5 es una vista de la sección
transversal, similar a la figura 2, de una construcción alternativa
de una manguera construida de acuerdo con la presente invención;
y
La figura 6 es una vista de la sección
transversal de la forma de realización mostrada en la figura 5,
vista aproximadamente desde el plano indicado por las líneas
6-6 de la figura 5.
Una manguera de metal flexible 10 para uso en el
transporte de substancias fluentes se ilustra por los dibujos. Con
referencia a las figuras 1 y 2, la manguera 10 comprende una tira de
metal formada, o cinta, 12 que está arrollada helicoidalmente con
los bordes de convoluciones adyacentes interbloqueados de tal manera
que la manguera es flexible y substancialmente impermeable al gas.
Se puede establecer una presión diferencial a través de la longitud
de la manguera para crear un flujo de material fluente axialmente a
través de la misma. Aunque la manguera 10 se puede utilizar para
transportar cualquier material fluente, está espacialmente adaptada
para transportar material en partículas de un lugar a otro.
La manguera 10 se forma pasando una tira de metal
fino plano a través de troqueles de formación y arrollado
helicoidalmente la tira sobre un mandril con convoluciones
adyacentes interbloqueadas para formar una manguera continua. Otros
detalles relacionados con el aparato específico dirigido hacia los
métodos de montaje de la manguera de metal flexibles se describen en
la patente de los estados Unidos Nº 3.682.203 a nombre de Foti y
col. La manguera puede ser de cualquier diámetro o longitud
adecuado. Debería ser evidente para los técnicos en la materia que
se pueden fabricar una variedad de tamaños de mangueras.
La tira se pasa a través de un troquel y se
arrolla sobre el mandril para formar una cinta configurada
generalmente en forma de "S", que tiene porciones de cuerpo 14,
16 radialmente internas y externas, que están espaciadas axialmente
y unidas por una pared de transición 18 que se extiende radialmente,
y que incluye adicionalmente labios 20, 22 radialmente internos
curvados a la inversa, que se extienden desde porciones de cuerpo
respectivas para formar bordes opuestos de la tira. A medida que la
tira pasa sobre el mandril, el labio radialmente interno 20
interfiere con el labio 22 radialmente externo de la convolución
adyacente, como se muestra por las figuras 1 y 2. La tira continúa
arrollándose sobre el mandril de esta manera para producir una
manguera continua fabricada de convoluciones helicoidales
interbloqueadas de una tira de metal individual.
Las convoluciones adyacentes están construidas y
dispuestas de tal forma que la manguera 10 puede ser flexionada y
sometida a fuerzas de torsión sin desenrollar las convoluciones. En
la manguera ilustrada 10, los troqueles de formación estampan bandas
paralelas de proyecciones y recesiones 30, 32 sobre la tira 12. En
la manguera ilustrada, las proyecciones y recesiones están en forma
de ondulaciones que se extienden transversalmente con relación a la
tira 12. Las ondulaciones 30, 32 de las convoluciones adyacentes
están acopladas y engranadas cuando las convoluciones están
interbloqueadas (ver la figura 3). Las ondulaciones 30, 32
ilustradas se extienden axialmente con relación a la manguera 10,
generalmente en paralelo al eje de la manguera, con cada banda de
ondulaciones formando una hélice que se extiende continuamente desde
un extremo de la manguera al otro. Las ondulaciones de convoluciones
adyacentes engranan de tal manera que las convoluciones adyacentes
se pueden desviar con relación entre sí en la dirección axial
-permitiendo de esta manera que la manguera 10 sea flexionada -pero
no en la dirección de las convoluciones, que resultaría en otro caso
en que se desacoplasen y se desenrollasen las convoluciones.
En la manguera ilustrada, el labio 20 radialmente
interno está estampado con las ondulaciones 30 y la porción de pared
16 radialmente interna está estampada con las ondulaciones 32.
Cuando la tira 12 está arrollada helicoidalmente y los labios 20, 22
han sido interbloqueados, las ondulaciones 30 engranan con las
ondulaciones 32 a lo largo de la longitud de la manguera. La tira, o
cinta, 12 se ilustra bastante fina, de manera que toda la pared está
invertida para formar las ondulaciones (figura 3). La tira de metal
puede ser de cualquier anchura y espesor adecuados. Aunque se
ilustran ondulaciones, otras formas de estructuras de interbloqueo,
o de engrane podrían ser sustituidas en lugar de las ondulaciones,
con tal que se preserve la capacidad de manguera para flexionar
\hbox{sin desenrollarse.}
Aunque las ondulaciones 30, 32 están engranadas
cuando la manguera está en uso, no ajustar con suficiente
hermeticidad para hacer que la manguera sea impermeable al gas, por
ejemplo para prevenir la fuga de aire dentro o fuera de la manguera
cuando se establece un diferencial de presión a través de la
longitud de la manguera. La manguera 10 está construida y dispuesta
de tal forma que se bloquea la fuga a través de las ondulaciones 30,
32 sin requerir la incluso de un elemento adicional de
empaquetadura. La primera y la segunda superficies acopladas con
efecto de sellado se extienden continuamente a lo largo de la
manguera sobre una trayectoria helicoidal adyacente a las
ondulaciones para bloquear la fuga a través de las ondulaciones.
En una forma de realización de la invención,
ilustrada por las figuras 1 a 4, las superficies de sellado están
definidas, respectivamente, por la superficie 36 radialmente externa
del labio 22 radialmente externo y la superficie 38 radialmente
interna de la porción 14 radialmente externa del cuerpo 14. Las
superficies 36, 38 son regulares y lisas, de manera que cuando son
impulsadas en acoplamiento, su juntura no es permeable al gas.
En la manguera ilustrada 10, el labio 22 está
formado inicialmente de tal manera que se proyecta en un ángulo
agudo desde el cilindro formado por la tira 12, como se muestra por
medio de líneas interrumpidas en el lado derecho de la ilustración
de la figura 2. Cuando la tira 12 está arrollada alrededor del
mandril para formar una convolución de la manguera, el labio 22
adopta generalmente una configuración frusto-cónica.
Cuando los labios 20, 22 de convoluciones adyacentes están
interbloqueados, el labio 22 está deformado elásticamente por
acoplamiento con la porción de cuerpo 14 adyacente, de manera que
las superficies 36, 38 son impulsadas elásticamente en acoplamiento,
como se muestra en la parte central de la ilustración de la figura 3
y en la figura 3. La deformación elástica del labio marginal 22 es
importante, porque cuando se dobla la manguera, cambia ligeramente
la angularidad entre el labio 22 y la porción de cuerpo 14 de la
convolución adyacente. El labio 22 sigue elásticamente este cambio
de angularidad para mantener la integridad de la junta. El
acoplamiento de sellado elástico entre las superficies 36, 38 se
extiende helicoidalmente a través de la longitud de la manguera 10 y
bloquea efectivamente el paso de aire o de otro gas dentro o desde
la manguera 10 a través de las ondulaciones 30, 32.
Además de las fuerzas de acoplamiento elástico
entre el labio 22 y la superficie 38, la periferia 40 radialmente
externa del labio 20 se acopla con la periferia 42 radialmente
interna del labio 22 cuando se interbloquean las convoluciones. La
fuerza de acoplamiento entre los labios crea una fuerza de presión
de sellado adicional sobre las superficies 36, 38, que incrementa
adicionalmente la efectividad de la junta.
En otra forma de realización ilustrada de la
invención, que se ilustra por las figuras 5 y 6, se proporciona una
manguera 100 "de taladro liso". La manguera 100 comprende la
tira 12 formada como se ha descrito anteriormente con referencia a
las figuras 1 a 4 y una segunda tira 102 que está formada y
convolucionada con la tira 12 para producir un taladro interno liso
que se extiende a través de la manguera 100. La segunda tira 102
comprende primea y segunda porciones de cuerpo 104, 106 radialmente
internas y radialmente externas, que están espaciadas axialmente y
unidas por una porción de transición 110 generalmente radial. Las
porciones de cuerpo 104, 106 son substancialmente cilíndricas con
las porciones 104 radialmente internas que se extienden a lo largo
de la periferia interior de la manguera 100. El borde en proyección
de la porción de cuerpo 104 solapa la porción de cuerpo 104 sobre la
convolución adyacente, de manera que se crea un efecto similar a un
guijarro dentro de la manguera 100. Los bordes de la porción de
cuerpo se proyectan a lo largo del interior de la manguera en la
dirección de flujo, como se indica por la flecha en la figura 5. La
porción de cuerpo 106 radialmente externa se extiende entre el labio
22 y la porción de cuerpo 14 de la tira 12. La tira 22 se acopla d
esta manera con efecto de sellado con la superficie radialmente
interna de la porción de cuerpo 106 y fuera a la porción de cuerpo
106 a acoplamiento de sellado firma con la superficie 38 de la
porción de cuerpo 14. Aquí de nuevo, las ondulaciones 30, 32 sobre
el labio 20 se acoplan y empujan el labio 22 hacia contacto de
sellado con la superficie interior de la porción de cuerpo 106 para
incrementar la efectividad
\hbox{del sellado.}
Las porciones de cuerpo 104 radialmente internas
solapadas sobre convoluciones adyacentes son deslizables unas sobre
las otras, a medida que se dobla la manguera,. Estas porciones
acopladas de forma deslizable definen superficies regulares lisas
que forman una sello secundario que tiende a bloquear el flujo hacia
la junta primaria entre el labio 22 y la superficie de la porción
del cuerpo. La porción del cuerpo 106 es de la misma manera lisa y
regular y se acopla con la superficie de la porción de cuerpo 38
para proporcionar una junta secundaria entre las dos.
Aunque se han ilustrado y descrito dos formas de
realización de la invención con detalle considerable, la presente
invención no está considerada limitada a la construcción precisa
descrita. Se les ocurrirán varias adaptaciones, modificaciones y
usos de la invención a los técnicos en la materia a la que se
refiere la invención.
Claims (7)
1. Una manguera de metal flexible (10) para el
transporte de una substancia fluente, estando formada la manguera a
partir de una tira de metal (12), arrollada generalmente de forma
helicoidal alrededor de un eje de la manguera, teniendo dicha tira
de metal una configuración de la sección transversal generalmente en
forma de "S", formada por porciones (14, 16) radialmente
interiores y exteriores del cuerpo espaciadas axialmente y por
bordes de tiras opuestos formados por labios (22, 20) radialmente
exteriores e interiores curvados a la inversa, que se extienden
desde las porciones respectivas del cuerpo, estando intercalados los
labios de convoluciones adyacentes para proporcionar una primera
superficie sobre una convolución que emprende el movimiento
deslizante con relación a una segunda superficie de una convolución
adyacente cuando dicha manguera es flexionada, donde (i) una
pluralidad de proyecciones y recesiones (30, 32) están dispuestas
sobre dichas primera y segunda superficies, engranando dichas
proyecciones y recesiones para permitir que las superficies se
deslicen relativamente entre sí, generalmente paralelas al eje de la
manguera, impidiendo al mismo tiempo substancialmente el
deslizamiento relativo en direcciones que no están generalmente
paralelas al eje de la manguera, estando dispuesta dicha primera
superficie sobre un labio de convolución (20) y estando formada
dicha segunda superficie sobre una porción de cuerpo (16) de la
convolución adyacente, y (ii) una tercera superficie lisa (36)
formada sobre el otro labio de la convolución (22) y desviado en
acoplamiento de sellado con una superficie de sellado de
conformación (38), extendiéndose el acoplamiento de sellado entre
dicha tercera superficie y las superficies de sellado de
conformación continuamente a lo largo de la manguera sobre una
trayectoria generalmente helicoidal para bloquear la fuga de
material fluente entre dichas primera y segunda superficies.
2. La manguera según la reivindicación 1, donde
dicha superficie forma una cara radialmente interior de dicho labio
(20) y dicha segunda superficie forma una cara radialmente exterior
de dicha porción de cuerpo (16) de la convolución adyacente.
3. La manguera según la reivindicación 2, donde
dicha tercera superficie forma una cara radialmente externa del otro
labio (22) y dicha superficie de sellado de conformación forma una
cara interior de la porción de cuerpo de confrontación (14) de la
convolución adyacente, estando interpuestas dichas superficies de
sellado (36, 38) entre el interior de dicha manguera y dichas
primera y segunda superficies.
4. La manguera según la reivindicación 3, donde
dicha manguera tiene una forma de la sección transversal circular y
dicha tercera superficie (36) y dichas superficies de sellado
acopladas de conformación (38) son substancialmente cilíndricas.
5. La manguera según la reivindicación 1, donde
dicha superficie de sellado de conformación (38) está formada sobre
la otra porción del cuerpo (14) de la convolución adyacente.
6. La manguera según la reivindicación 1, que
comprende, además, una segunda tira (102) generalmente helicoidal
arrollada con dicha primera tira para proporcionar una pared
interior relativamente lisa en dicha manguera, comprendido dicha
segunda tira una primera región marginal (104) curvada alrededor de
dicho eje de la manguera y que se extiende a lo largo del interior
de la manguera, con una cara radialmente interior de dicha primera
región marginal formando la superficie interior de dicha manguera, y
una segunda región marginal (106) que se extiende entre
convoluciones adyacentes de dicha primera tira, estando formada
dicha superficie de sellado de conformación (38) sobre una cara
radial de dicha segunda región marginal (106).
7. La manguera según la reivindicación 6, donde
la segunda región marginal (106) de dicha segunda tira (102) define
una cara opuesta que se acopla con efecto de sellado con la tercera
superficie (36) de la porción de cuerpo circundante de dicha primera
tira (12).
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| ES2248449T3 true ES2248449T3 (es) | 2006-03-16 |
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