ES2323306T3 - Un sistema de acoplamiento. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de acoplamiento para unir el primer y segundo conducto (1) en una relación de extremo a extremo. Este sistema consiste es una primera estructura (5) montada contigua al extremo (3) del primer conducto (1; 10; 20), una segunda estructura (6) montada contigua al extremo (4) del segundo conducto (1; 20), así como un dispositivo de acoplamiento (7) que puede engancharse tanto a la primera como a la segunda estructura (5, 6), y que sirve para unir los extremos (3, 4) del primer y segundo conducto. Dicho sistema se caracteriza porque: El dispositivo de acoplamiento (7) está preparado para desengancharse de al menos la primera o segunda estructura (5, 6), en caso de que una desalineación de los ejes del primer y segundo conducto exceda un valor predeterminado.
Description
Un sistema de acoplamiento.
Esta invención trata sobre un sistema de
acoplamiento para unir el primer y segundo conducto en una relación
de extremo a extremo.
Las técnicas convencionales para la instalación
de cables de alimentación subterráneos requieren tareas de
excavación, preparación de una zanja adecuada al tipo de cable que
se ha de instalar, colocación del cable en la zanja y, por último,
relleno de la zanja. Por lo general, la normativa y reglamento de
las autoridades locales, así como las condiciones del lugar
determinan la longitud máxima en metros y la duración de las tareas
de excavación y relleno de la zanja. De este modo se establece la
separación entre el número de bahías de conexión que se necesitan,
así como el número de empalmes de cables que hacen falta.
Normalmente, estas restricciones exigen unas longitudes máximas de
500 metros entre los empalmes. Debido al elevado precio de los
empalmes de cables (aproximadamente 20.000 libras esterlinas), el
coste de los empalmes de cables es un factor importante en el coste
total de la instalación de los cables. Además, hay que tener en
cuenta el inconveniente de que los empalmes de cables son más
propensos a estropearse que el propio cable en sí.
Asimismo, las tareas de excavación de la zanja
deben coincidir con la entrega del cable, y para preparar la zanja
es necesario reforzar las paredes de la zanja normalmente con
madera. Se calcula que por cada zanja de 15 metros cuyas paredes se
han reforzado con tableros de 1,5 metros, se necesita un árbol de 15
metros de altura. Teniendo en cuenta que para una instalación de
cable convencional lo normal es excavar una zanja de al menos 500
metros, esto significa que se necesitan aproximadamente 33 árboles
para los tableros de madera de la zanja.
Otro de los inconvenientes es que si se quiere
sustituir el cable, se ha de volver a excavar la zanja para extraer
el cable existente e instalar el cable nuevo.
En algunos países, para la instalación de
cables, primero se colocan varios tubos formando una larga tubería
y, a continuación, se extiende el cable a través de dicha tubería
para su instalación. Este sistema tiene la ventaja de que la
tubería se puede instalar antes de la entrega del cable y como
normalmente la tubería se suministra en longitudes más cortas, las
tareas de excavación y de enterrado de la tubería pueden realizarse
casi al mismo tiempo. Esto permite instalar las tuberías y rellenar
la zanja en un solo día. De esta forma, las molestias para los
vecinos y los conductores son mínimas.
Sin embargo, este sistema presenta algunos
problemas. Generalmente, las tuberías empleadas están hechas de un
material plástico. Por lo tanto, si se produce un fallo en el cable,
éste no se conecta a tierra ya que el material plástico de la
tubería actúa como elemento aislante. Esto dificulta e incluso
imposibilita la localización de un fallo en el cable con las
técnicas y equipos actuales. Además, resulta difícil garantizar la
alineación entre las secciones contiguas de tubería. Una
desalineación de las tuberías puede tener un efecto negativo en el
cable, ya que éste puede engancharse dentro de la tubería durante la
instalación o bien doblarse hasta un radio menor del tolerable por
su diseño.
La patente de los EE.UU. nº 4223922 presenta un
sistema de acoplamiento para unir el primer y segundo conducto en
una relación de extremo a extremo. Este sistema consiste en una
primera estructura montada contigua al extremo del primer conducto,
una segunda estructura montada contigua al extremo del segundo
conducto, así como un dispositivo de acoplamiento que puede
engancharse tanto a la primera como a la segunda estructura, y que
sirve para unir los extremos del primer y segundo conducto.
Esta invención se caracteriza porque el
dispositivo de acoplamiento está preparado para desengancharse de
al menos la primera o segunda estructura, en caso de que una
desalineación de los ejes del primer y segundo conducto exceda un
valor predeterminado.
Preferiblemente, la primera y segunda estructura
incluyen unos rebordes en sus respectivas caras exteriores del
conducto. Normalmente, los rebordes se extienden alrededor de la
curvatura de los conductos.
Las estructuras, por lo general, están
preparadas para ensamblarse unas con otras.
Preferiblemente, una desalineación en los ejes
de los conductos por encima del valor predeterminado provoca una
deformación del dispositivo de acoplamiento desenganchando dicho
dispositivo de acoplamiento de una de las estructuras.
Preferiblemente, la deformación consiste en una
deformación elástica del dispositivo de acoplamiento. Sin embargo,
en algunos casos, dicha deformación puede ser una deformación
plástica o una deformación que provoque un fallo o rotura del
dispositivo de acoplamiento.
Preferiblemente, cuando los extremos de la
primera y segunda estructura son rebordes, el dispositivo de
acoplamiento incluye una pieza en forma de "U" diseñada para
adaptarse a los rebordes.
\newpage
Normalmente, el extremo del primer conducto
puede incluir una pieza macho, mientras que el extremo del segundo
conducto puede incluir una pieza hembra, y la pieza macho situada en
el extremo del primer conducto está diseñada para ensamblarse
dentro de la pieza hembra situada en el extremo del segundo
conducto.
Preferiblemente, la pieza macho se desliza
insertándose en la pieza hembra; normalmente mediante un movimiento
lineal relativo del primero y segundo conducto.
Por lo general, la pieza macho se extiende entre
el extremo del primer conducto y la primera estructura, mientras
que, normalmente, la segunda estructura se sitúa en el extremo del
segundo conducto, y la pieza hembra se extiende desde la segunda
estructura apartándose del extremo, de tal modo que cuando la pieza
macho se engancha a la pieza hembra, la primera estructura se
ensambla con la segunda estructura. En algunos casos, la segunda
estructura puede estar situada en algún punto a lo largo de la pieza
hembra.
Preferiblemente, el sistema de acoplamiento
puede incluir además un elemento de sellado, el cual sirve para
unir herméticamente las piezas hembra y macho, cuando la pieza macho
se inserta en la pieza hembra. El elemento de sellado puede incluir
una pieza deformable elásticamente, como por ejemplo una junta de
caucho o un anillo sellador.
Normalmente, el elemento de sellado se monta
previamente en una de las piezas hembra o macho, para que la pieza
macho quede insertada en la pieza hembra.
El elemento de sellado se monta preferiblemente
en el interior del pieza hembra, situándose entre el extremo de la
pieza hembra y la segunda estructura.
Generalmente, el dispositivo de acoplamiento
está preparado para desengancharse de la primera o segunda
estructura cuando los ángulos relativos entre los ejes
longitudinales del primer y segundo conducto son mayores de 10,
preferiblemente cuando el valor del ángulo relativo sea mayor que 5,
aunque lo ideal es que el ángulo relativo sea mayor que 1.
De acuerdo con modo de realización de la
presente invención, se suministra un primer conducto no metálico
unido a un segundo conducto no metálico con el sistema de
acoplamiento descrito anteriormente, donde el primer y segundo
conducto no metálico se corresponden con el primer y segundo
conducto, al menos según lo especificado en la reivindicación 1,
incluyendo el medio eléctrico conductor que se extiende entre la
cara lateral interior de los conductos y la cara lateral exterior
de los conductos.
Por lo general, el conducto no metálico está
preparado para alojar un cable eléctricamente conductor, equipado
con una envoltura exterior con una superficie exterior capaz de
conducir la electricidad, que se introduce en ello.
Preferiblemente, la resistencia eléctrica del
medio eléctrico conductor es inferior o igual a la resistencia
eléctrica de la superficie conductora eléctricamente de la envoltura
exterior del cable que se ha de insertar en el conducto.
En un ejemplo de la invención, el medio
eléctrico conductor puede ser un material conductor introducido, por
lo general, en el material no metálico del conducto durante la
fabricación del mismo.
Generalmente, el material conductor puede ser un
material semiconductor, como negro de carbón semiconductor.
En un segundo ejemplo de la invención, el medio
eléctrico conductor lo proporciona un revestimiento conductor
eléctricamente aplicado a un extremo del conducto, de tal forma que
el revestimiento se extiende desde la cara lateral interior, a
través del extremo del conducto, hasta la cara lateral exterior.
Generalmente, el medio eléctrico conductor
incluye un revestimiento, y dicho revestimiento comprende a su vez
un revestimiento coloidal del grafito.
A continuación se describen los ejemplos de un
sistema de acoplamiento para un conducto de acuerdo con la
invención y haciendo referencia a los dibujos que se adjuntan, según
los cuales:
La figura 1 muestra dos longitudes de un primer
ejemplo de tubería unida;
La figura 2 muestra una vista en sección del eje
longitudinal de una sección de las tuberías que aparecen en la
Figura 1;
La figura 3 muestra una vista en sección de la
tubería A - A que aparece en la figura 2;
La figura 4 muestra dos longitudes de un segundo
ejemplo de tubería unida;
La figura 5 muestra dos longitudes de un tercer
ejemplo de tubería unida; y
La figura 6 muestra una vista en sección del eje
longitudinal de una sección de las tuberías que aparecen en la
Figura 5.
La figura 1 muestra dos longitudes de la tubería
1. Cada una de las tuberías 1 consta de un extremo hembra 3 y un
extremo macho 4. El extremo macho 4 se extiende desde un reborde 6
contiguo al extremo macho 4 y el extremo hembra 3 acaba en un
reborde 5. Tal y como se muestra en la figura 2, el extremo macho 4
encaja dentro del extremo hembra 3, de tal forma que los rebordes
5, 6 están enfrentados uno con otro. Las abrazaderas de acero 7
sujetan los rebordes 5, 6, y los mantiene unidos tal y como se
muestra en la figura 3.
En caso de que las tuberías 1 se coloquen de
modo que los ejes longitudinales de las tuberías 1 no queden bien
alineados, las abrazaderas 7 están diseñadas para romperse o
desengancharse de los rebordes 5, 6, cuando el ángulo de
desalineación sea mayor que un valor predeterminado, tal y como
muestra el ejemplo 1º. Esto es debido a que cuando se produce una
desalineación de las tuberías 1 una sección de los rebordes 5, 6 se
separa, desplazando al menos una de las abrazaderas 7, lo que a su
vez provoca que los rebordes 5, 6 se rompan o desenganchen.
Las tuberías 1 están hechas de un material
plástico como PVC. Sin embargo, los extremos 3, 4 de las tuberías 1
están revestidos con una capa conductora 8 que se extienda a través
de los extremos 3, 4 de las tuberías 1 y por las caras laterales
interiores y exteriores de las tuberías 1. Por tanto, los
revestimientos conductores 8 proporcionan un recorrido conductor
entre la cara lateral interior de las tuberías 1 y las caras
laterales exteriores de las tuberías 1.
Mientras están en funcionamiento, las tuberías 1
pueden formar parte de un sistema subterráneo de cableado de
alimentación en el que primero se instalan una serie de tuberías 1
y, a continuación, se entierran para formar una tubería más larga
que siga el recorrido del cable de alimentación. Una vez se han
enterrado las tuberías 1, se puede introducir un cable de
alimentación a través de las tuberías 1 para instalar el cable de
alimentación dentro de las tuberías 1.
Este sistema presenta más ventajas con respecto
a los sistemas convencionales de la instalación de cable de
alimentación que normalmente requieren excavar una zanja, introducir
el cable de alimentación en la zanja y a continuación rellenar la
zanja para completar la instalación. Tal y como se ha descrito
anteriormente, este sistema convencional plantea varios
inconvenientes que pueden minimizarse o incluso evitarse si primero
se instala la tubería y después se introduce el cable en la
tubería.
Generalmente, los cables de alimentación se
suministran con una envoltura exterior a la que se le ha aplicado
un revestimiento conductor. Por tanto, una de las ventajas de los
revestimientos conductores 8 en los extremos de las tuberías 1 es
que si el cable presenta un fallo, la corriente de fuga se
transmitirá por todo el revestimiento conductor de la superficie
exterior de la envoltura del cable, y cuando la envoltura del cable
toque el revestimiento conductor 8 en la cara lateral interior de
la tubería 1, la corriente de fuga atravesará el revestimiento
conductor desde la cara lateral interior, a través del extremo de la
tubería 1 hasta la cara lateral exterior, y después se conectará a
masa mediante la tierra que rodea a la tubería 1. En caso de no
facilitarse un recorrido conductor entre las caras laterales
interiores y exteriores de las tuberías 1, la corriente de fuga
podría no conectarse a tierra debido a que las tuberías 1 son
eléctricamente aislantes.
Por tanto, los revestimientos conductores 8
proporcionan un recorrido conductor desde el cable hasta el suelo
donde está enterrada la tubería 1. Además permiten la utilización
del equipo convencional para la localización de fallos en cables de
alimentación que ayuda a averiguar la localización aproximada del
fallo del cable.
Generalmente, el revestimiento conductor 8 puede
ser un revestimiento coloidal de grafito, que puede aplicarse, por
ejemplo, sumergiendo los extremos de la tubería 1 en grafito
coloidal en estado líquido y después dejando que el revestimiento
endurezca.
La figura 4 muestra un segundo ejemplo de una
tubería 10 en la cual el material polimérico del que está fabricada
la tubería 1 incluye un relleno conductor para establecer un
recorrido conductor a través de la cara lateral de la tubería 1.
Este relleno puede utilizarse como material alternativo o bien junto
con los revestimientos conductores 8 para proporcionar un recorrido
conductor eléctricamente entre las caras laterales interiores y
exteriores de la tubería 2. Por ejemplo, un buen material de relleno
podría ser negro de carbón semiconductor.
Además del material de relleno conductor
empleado como sustituto de los revestimientos 8, las tuberías 10
son idénticas a las tuberías 1, y se acoplan de la misma manera.
La figura 5 muestra dos longitudes de la tubería
20. Las longitudes de la tubería 20 son parecidas a las longitudes
de la tubería 1. La diferencia principal entre ambas es un anillo
sellador 21 que hace que la conexión entre las tuberías 20 sea
hermética. Cada una de las tuberías 20 tiene un extremo hembra 23 y
un extremo macho 24. El extremo macho 24 se extiende desde un
reborde 26 contiguo al extremo macho 24 y el extremo hembra 23
incluye un reborde 25. Tal y como muestra la figura 6, el extremo
macho 24 encaja dentro del extremo hembra 23.
En la superficie interior del extremo hembra 23,
situada junto al borde 30 del extremo hembra 23, hay una hendidura
31 en la cual se asienta el anillo sellador 21. Tal y como se
muestra en la figura 6, cuando el extremo macho 24 se inserta en el
extremo hembra 23, el anillo sellador 21 forma un sello entre la
superficie interior del extremo hembra 23 y la superficie exterior
del extremo macho 24. Además, cuando el extremo macho 24 está
completamente insertado en el extremo hembra 23, los rebordes 25, 26
se separan y la hendidura 31 y el anillo sellador 21 se sitúan
entre los rebordes 25, 26.
Una vez el extremo macho 24 se ha insertado en
el extremo hembra 23, las cuatro abrazaderas de acero 27 (únicamente
se muestran dos) sujetan los rebordes 5, 6, y los mantiene unidos
tal y como se muestra en la figura 6. Las abrazaderas de acero 27
desempeñan la misma función que las abrazaderas de acero 7 descritas
anteriormente y que aparecen en las figuras
1-3.
Las tuberías 20 pueden estar hechas del mismo
material que las tuberías 1, y además los extremos 23, 24 de las
tuberías 20 están bañados con el revestimiento conductor 8 para
proporcionar un recorrido conductor entre la cara lateral interior
de las tuberías 20 y las caras laterales exteriores de las tuberías
20. El propósito del revestimiento conductor 8 de las tuberías 20
es el mismo que el del revestimiento conductor 8 de las tuberías 1
y ambos actúan de manera parecida.
Con el fin de garantizar que los revestimientos
conductores 8 de la tubería 1 o la conductividad de las caras
laterales de la tubería 10 sean los adecuados como para que se
produzca la conexión a tierra, la resistencia eléctrica del
revestimiento 8 o la cara lateral de la tubería no deberá ser mayor
que la resistencia eléctrica de la superficie de la envoltura
exterior del cable que se ha de instalar en la tubería 1, 10,
20.
Claims (17)
1. Un sistema de acoplamiento para unir el
primer y segundo conducto (1) en una relación de extremo a extremo.
Este sistema consiste es una primera estructura (5) montada contigua
al extremo (3) del primer conducto (1; 10; 20), una segunda
estructura (6) montada contigua al extremo (4) del segundo conducto
(1; 20), así como un dispositivo de acoplamiento (7) que puede
engancharse tanto a la primera como a la segunda estructura (5, 6),
y que sirve para unir los extremos (3, 4) del primer y segundo
conducto. Dicho sistema se caracteriza porque:
El dispositivo de acoplamiento (7) está
preparado para desengancharse de al menos la primera o segunda
estructura (5, 6), en caso de que una desalineación de los ejes del
primer y segundo conducto exceda un valor predetermi-
nado.
nado.
2. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, según el cual la primera y segunda estructura (5,
6) incluyen unos rebordes en las caras laterales exteriores
respectivas de los conductos (1; 10; 20).
3. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 2, según el cual los rebordes (5, 6) se extienden
alrededor de la curvatura de los conductos (1; 10; 20).
4. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, según el cual una
desalineación en los ejes de los conductos (1; 10; 20) por encima
del valor predeterminado provoca una deformación del dispositivo de
acoplamiento (7) y/o al menos una de la primera o segunda estructura
(5, 6) provocando que el dispositivo de acoplamiento (7) se
desenganche de una de las estructuras (5, 6).
5. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 4, según el cual la deformación consiste en una
deformación elástica del dispositivo de acoplamiento (7).
6. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, según el cual el
dispositivo de acoplamiento (7) incluye una pieza en forma de
"U" diseñada para adaptarse a la estructura (5, 6).
7. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, según el cual el
dispositivo de acoplamiento (7) está preparado para desengancharse
de la primera o segunda estructura (5, 6) cuando los ángulos
relativos entre los ejes longitudinales del primer y segundo
conducto son mayores de 10º.
8. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 7, según el cual el dispositivo de acoplamiento (7)
está preparado para desengancharse de la primera o segunda
estructura (5, 6) cuando los ángulos relativos entre los ejes
longitudinales del primer y segundo conducto (1; 10; 20) son mayores
de 5º.
9. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con la
reivindicación 8, según el cual el dispositivo de acoplamiento (7)
está preparado para desengancharse de la primera o segunda
estructura (5, 6) cuando los ángulos relativos entre los ejes
longitudinales del primer y segundo conducto son mayores de 1º.
10. Un sistema de acoplamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además
un elemento de sellado (21), y dicho elemento de sellado (21) sirve
para unir herméticamente el primer y segundo extremo cuando un
primer extremo (4) se inserta en un segundo extremo (3).
11. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico con el sistema de acoplamiento de
acuerdo con la reivindicación 1, donde los conductos no metálicos se
corresponden con el primer y segundo conducto de la reivindicación
1, respectivamente y incluyendo el medio eléctrico conductor (8) que
se extiende entre la cara lateral interior del primer y segundo
conducto (1; 10; 20) y la cara lateral exterior de los
conductos.
12. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con la reivindicación 11,
según el cual los conductos no metálicos están preparados para
alojar un cable eléctricamente conductor, equipado con una
envoltura exterior capaz de conducir la electricidad con una
superficie exterior capaz de conducir la electri-
cidad.
cidad.
13. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con la reivindicación 12,
según el cual la resistencia eléctrica del medio eléctrico conductor
es inferior o igual a la resistencia eléctrica de la superficie
conductora eléctricamente de la envoltura exterior del cable que se
ha de insertar en los conductos
(1; 10; 20).
(1; 10; 20).
14. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, según el cual el medio eléctrico conductor
(8) tiene introducido un material conductor en el material no
metálico de los conductos.
15. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con la reivindicación 14,
según el cual el material conductor incluye un material
semiconductor.
16. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 15, según el cual el medio eléctrico conductor
(8) lo proporciona un revestimiento conductor eléctricamente (8)
aplicado a un extremo (3; 4) de los conductos (1; 10; 20), de tal
forma que el revestimiento (8) se extiende desde la cara lateral
interior, a través del extremo de los conductos, hasta la cara
lateral exterior.
17. Un primer conducto no metálico unido a un
segundo conducto no metálico de acuerdo con la reivindicación 14,
según el cual el revestimiento conductor eléctricamente (8) incluye
un revestimiento coloidal de grafito.
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