ES2416335T3

ES2416335T3 - Depósito de presión

Info

Publication number: ES2416335T3
Application number: ES06792275T
Authority: ES
Inventors: Norbert Weber
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: DE102006004121A1; EP1977153A1; EP1977153B1; JP5032503B2; US7959027B2; JP2009524777A; CN101356400A; US20100258573A1; WO2007085276A1; CN101356400B

Abstract

Depósito de presión configurado simétrico rotatorio para el alojamiento de al menos un medio fluido con unaprimera envolvente de plástico (12) y con una segunda envolvente de plástico (14), que rodea al menosparcialmente la primera envolvente de plástico (12), en el que la primera envolvente de plástico presenta al menosen uno de sus extremos una pieza de collar, que comprende una abertura (10) para entrada y salida de medios, enel que la pieza de collar (16) y la segunda envolvente de plástico (14) se apoyan en un anillo de apoyo exterior (22)colocado en medio, que se estrecha en forma de cuña en la dirección de una abertura de intersticio (24) entre dichasenvolventes (12, 14), en el que la abertura de intersticio (24) está conducida entre las envolventes (12, 14) hasta unlugar, en el que las envolventes (12, 14) están en contacto entre sí en disposición coaxial, y en el que hasta estelugar conduce el estrechamiento (28) en forma de cuña del anillo de apoyo exterior (22), que está configurado enuna sola pieza o se compone de al menos dos segmentos individuales en forma de anillo (28, 30) de metal, y en elque la pieza de collar (16) de la primera envolvente (12) se apoya en el lado circunferencial interior en otra superficiede contacto de un anillo de apoyo interior (36), caracterizado porque el anillo de apoyo interior (36) forma con elanillo de apoyo exterior (22) una pared de delimitación común para la entrada y salida de medios.

Description

Depósito de presión

La invención se refiere a un depósito de presión para el alojamiento de al menos un medio fluido de acuerdo con la reivindicación 1.

Se conoce a través del documento EP 1 248 929 B1 un depósito de núcleo de plástico reforzado con un compuesto de fibras de plástico como una envolvente de plástico interior para el almacenamiento de medios líquidos y/o gaseosos bajo presión, en el que el depósito de núcleo presenta una o varias piezas de conexión en el cuello y/o en el fondo y/o una parte cilíndrica del depósito, al menos una de cuyas piezas de conexión está configurada para la recepción de un conducto de alimentación de presión enroscable, que presenta una rosca cilíndrica o cónica, como por ejemplo una válvula o una conexión de tubería. En la espiga de conexión del depósito de núcleo de plástico como pieza de collar está montado un inserto cilíndrico con un extremo de collar envolvente o bien circundante en el extremo de la espiga de conexión, en el que al menos dos juntas de obturación están dispuestas de tal manera que al menos una junta de obturación está dispuesta entre el inserto y la superficie interior de la espiga de conexión de plástico del depósito de núcleo de plástico así como al menos otra junta de obturación está dispuesta entre el inserto y el conducto de alimentación de presión. De esta manera debe asegurarse una alta hermeticidad duradera a largo plazo en la pieza de conexión también en el caso de solicitaciones funcionales térmicas y mecánicas alternas extremas. En virtud el lugar de desviación aguda de la primera envolvente de plástico interna en la dirección de la pieza del cuello alrededor de 90º aproximadamente, no se puede excluir que en virtud del lugar de desviación aguda, se produzcan picos de solicitación nocivos y aunque el anillo de de apoyo exterior entre la envolvente exterior y la envolvente interior de plástico se estrecha dentro de la abertura de intersticio formada de esta manera cónicamente

o en forma de cuña hacia fuera, el apoyo que resulta de ello solamente tiene lugar en el interior de la zona de apoyo, que se extiende esencialmente horizontal, de las dos envolventes de plástico mencionadas, con la consecuencia de que se pueden producir movimientos relativos perjudiciales para el plástico entre las envolventes en la zona mencionada durante el funcionamiento del dispositivo.

Se conoce a través del documento DE 197 51 411 C1 un depósito de presión compuesto del tipo indicado al principio para el almacenamiento de medios en forma de gas bajo presión con un revestimiento de plástico como envolvente de plástico interior o bien como primera envolvente de plástico, con dos piezas de collar dispuestas en la zona del cuello, así como con un arrollamiento, que refuerza el revestimiento, de un material compuesto de fibras como segunda envolvente de plástico. En la pieza de collar que recibe la válvula está previsto un anillo de sujeción que se puede enroscar en esta pieza de collar y que presenta en la envolvente exterior una sección roscada, en la que se conecta una sección en forma de tronco de cono libre de rosca y la ranura en forma de anillo, dispuesta entre las secciones roscadas interiores de la pieza de collar, para el alojamiento del anillo de obturación se extiende radialmente en la pieza de collar y sobre el lado exterior de la pieza de collar respectiva. En la zona que se conecta en el collar, la disposición está provista con al menos una acanaladura que se extiende radialmente hacia fuera sobre toda la periferia. De la misma manera que en la solución conocida anteriormente, el estrechamiento en forma de cuña del anillo de apoyo exterior se extiende solamente a lo largo de la zona circunferencial interior en la pieza de collar a lo largo de un plano horizontal formado por el revestimiento, que desemboca de nuevo desviado en ángulo recto agudo en la pieza de collar hasta el punto de que abarca la entrada y salida de medios. La solución de nuevo con muy buena obturación emplea para su realización un gasto constructivo correspondiente grande con muchos componentes.

Se conoce a través del documento WO 03/069217 A2 un depósito de presión del tipo indicado anteriormente para el alojamiento de al menos un medio fluido con una primera envolvente de plástico y con una segunda envolvente de plástico, que abarca, al menos parcialmente, la primera envolvente de plástico, en el que la primera envolvente de plástico presenta al menos en uno de sus extremos una pieza de collar, que comprende una abertura para la entrada y salida de medios, en el que la pieza de collar y la segunda envolvente de plástico se apoyan en un anillo de apoyo exterior intermedio, que se estrecha en la dirección de una abertura de intersticio entre las envolventes mencionadas, en el que la abertura de intersticio está guiada entre las envolventes hasta un lugar, en el que las envolvente están en contacto entre sí en disposición coaxial, y en el que hasta este lugar conduce el estrechamiento en forma de cuña del anillo de apoyo exterior, que está configurado al menos en una sola pieza.

Partiendo de este estado de la técnica, la invención tiene el cometido de mejorar las soluciones conocidas con el propósito de que de una manera económica, con un gasto de fabricación reducido, se cree un depósito de presión de alta fiabilidad. El presente cometido es solucionado por un depósito de presión con las características de la reivindicación 1 de la patente en su totalidad.

El anillo de apoyo interior está guiado en el anillo de apoyo exterior de tal manera que se crea una pared de limitación común para la entrada y salida de medios.

La abertura intersticio entre las envolventes está realizada hasta un lugar, en el que las envolventes están en contacto entre sí en disposición coaxial y hasta este lugar conduce el estrechamiento en forma de cuña del anillo de apoyo exterior, y puesto que está configurado en una sola pieza o se compone de al menos dos segmentos individuales en forma de anillo de metal, se crea una disposición hermética de depósito o de acumulador, que se puede realizar con costes de fabricación reducidos. El depósito de presión de acuerdo con la invención se puede emplear para una pluralidad de casos de aplicación y puesto que hasta el interior de la zona circunferencial exterior de las dos envolventes se realiza el apoyo sobre el anillo de apoyo exterior que se estrecha en forma de cuña, se interceptan los movimientos relativos eventualmente existentes entre las envolventes de plástico sobre el anillo de apoyo exterior y se evitan los procesos de delaminación perjudiciales inmediatamente entre los materiales de plástico sensibles. Las superficies de contorno dirigidas entre sí de la primera y de la segunda envolvente de plástico se pueden realizar, en virtud de la conducción en forma de cuña del anillo de apoyo exterior, que se extiende hasta la zona de la periferia exterior de la disposición, sin desviaciones agudas y sin modificaciones bruscas de la dirección, lo que posibilita una introducción especialmente cuidadosa de las fuerzas para dichas envolventes de plástico. Se consigue una introducción de la fuerza especialmente favorable cuando el anillo de apoyo exterior está configurado en una sola pieza y entonces está constituido con preferencia de un material de plástico deformable plásticamente, en particular de un material polimérico. Pero también se pueden conseguir buenos resultados cuando el anillo de apoyo exterior está compuesto como cuerpo rígido de pieza de apoyo de al menos un segmentos individuales, por ejemplo del tipo de anillos individuales, lo que simplifica de nuevo la fabricación y de esta manera ayuda a reducir los costes de fabricación. Si el anillo de apoyo exterior está constituido totalmente y, por lo tanto, de una sola pieza de una material de plástico, se excluye, además, que dado el caso en lugares de transición agudos se pueda dañar el material de plástico de las envolventes a través del anillo de apoyo exterior. En cambio, en una configuración de segmento de anillo individual de metal, especialmente con relación a la pieza de collar del revestimiento como material de plástico interior o primer material de plástico, se consigue una rigidez alta para la disposición de depósito.

En una forma de realización preferida del depósito de presión de acuerdo con la invención está previsto, además, proveer el contorno exterior del anillo de apoyo exterior en la dirección de la abertura de intersticio con una curvatura convexa y dejar que se extienda su contorno interior opuesto partiendo desde la abertura de intersticio en un chaflán lineal, que desemboca en el lugar de la entrada de la pieza de collar en una superficie de contacto paralela al eje longitudinal del depósito. La presente configuración del anillo de apoyo exterior con curvatura convexa sobre el contorno exterior y configuración paralela al plano sobre el lado del contorno interior conduce a una introducción especialmente favorable de la fuerza de las cargas de la envolvente interior en el anillo de apoyo exterior, que se apoya adicionalmente por la envolvente de plástico exterior a través de la envoltura.

Otras configuraciones ventajosas del depósito de presión de acuerdo con la invención son objeto de las otras reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica en detalle el depósito de presión de acuerdo con la invención con la ayuda de un ejemplo de realización de acuerdo con el dibujo. En este caso, la figura única muestra en representación de principio y no a escala las partes esenciales del depósito de presión en una sección longitudinal.

El depósito de presión reproducido en el dibujo sirve para el almacenamiento de medios fluidos líquidos o gaseosos, que pueden estar bajo una presión de hasta varios miles de bares. Está provisto en ambos extremos con orificios de conexión 10 para la entrada y salida de medios, en los que se pueden conectar o bien insertar conductos de presión no representados en detalle, que pueden estar dimensionados y configurados de forma diferente, de acuerdo con el objeto de aplicación para el depósito de presión.

El depósito de presión presenta una primera envolvente de plástico 12 y una segunda envolvente de plástico 14, que rodea al menos parcialmente la primera envolvente de plástico 12. La presente primera envolvente de plástico 12 se designa en el lenguaje técnico también con depósito de núcleo de plástico o con revestimiento. Está constituido con preferencia de poliamida y se obtiene por medio de un procedo de moldeo por soplado o por medio de sinterización por rotación. Los presentes procedimientos de fabricación son habituales, de manera que en este lugar no se describen ya en detalle. El revestimiento 12 mencionado es reforzado en el lado de la periferia exterior por un arrollamiento de fibras arrollado desde el exterior como segunda envolvente de plástico 14. Por ejemplo, el arrollamiento de refuerzo está constituido por un refuerzo de fibras, como carbono, aramida, fibras de gas, de boro, de Al2O3 o de mezclas de ellas, que se designan también como hilos híbridos, que están incrustados en una matriz básica de durómetros, por ejemplo de resinas epóxido o de resinan fenólicas o en termoplásticos, por ejemplo en forma de PA12, PA6, PP, etc. El material compuesto de fibras que forma la envolvente de apoyo contiene cintas de fibras incrustadas en la resina sintética y que se cruzan entre sí, las cuales se extienden esencialmente en la dirección longitudinal y en la dirección circunferencial. El material compuesto de fibras que forma la envolvente de apoyo puede comprender de manera complementaria o alternativa también cintas de fibras que se cruzan entre sí, que pueden estar dispuestas inclinadas en la dirección longitudinal y en la dirección circunferencial y pueden estar dispuestas inclinadas en simetría de espejo en un desarrollo conveniente del eje longitudinal del depósito de núcleo de plástico. Las fuerzas dirigidas longitudinal y circunferencialmente pueden ser absorbidas con ello de una manera óptima a través del depósito de presión. Además, se mejoran las posibilidades se ajustar la relación de la sección transversal de una abertura en el lado frontal, con relación al diámetro interior del depósito de núcleo de plástico, a valores grandes de al menos 30 %, con preferencia de al menos 50 %, sin que resulten perjuicios para el funcionamiento.

En sus extremos opuestos, la primera envolvente de plástico 1 desemboca en una pieza de collar cilíndrica 16, siendo concebible en una forma de realización no representada en detalle cerrar uno de los extremos de la primera envolvente de plástico 12 y prever solamente una pieza de collar 16. El depósito de presión está configurado esencialmente simétrico rotatorio y se extiende a lo largo de su periferia central 18, con disposición coaxial de sus dos envolventes 12, 14 a lo largo de su eje longitudinal 20. Visto en la dirección de este eje longitudinal 20, el extremo libre de la segunda envolvente de plástico 14 desemboca por encima de la pieza de collar 16 de la primera envolvente de plástico 12, lo que se ha revelado como favorable para las fuerzas a introducir durante el funcionamiento del depósito. La pieza de collar 16 de la primera envolvente de plástico 12 y de la segunda envolvente de plástico 14 se apoya, por lo demás, en un anillo de apoyo exterior 22 colocado en el centro entre ellas. El anillo de apoyo exterior 22 se estrecha en la dirección de una abertura de intersticio 24 entre dichas envolventes 12, 14 en forma de cuña. De acuerdo con la invención, en este caso está previsto que dicha abertura de intersticio 24 esté guiada entre las envolventes 12, 14 hasta un lugar, en el que las envolventes 12, 14 están en contacto entre sí en disposición coaxial con respecto al eje longitudinal 20 del acumulador, de manera que hasta este lugar conduce el estrechamiento 26 en forma de cuña del anillo de apoyo exterior 22, que o bien está configurado en una sola pieza, lo que no se representa en detalle, o está compuesto, de acuerdo con la representación, por al menos dos segmentos individuales 28, 30 en forma de anillo de metal.

Como se deduce, por lo demás, a partir de la figura, el contorno exterior 32 del anillo de apoyo exterior 22 está provisto en la dirección de la abertura de intersticio 24 con una curvatura convexa y su contorno interior 34 opuesto se extiende, partiendo desde la abertura de intersticio 24, en un chaflán lineal, que desemboca en el lugar de la entrada de la pieza de collar 16 en una superficie de contacto paralela al eje longitudinal 20 del depósito- La curvatura del contorno exterior 32 se incrementa en este caso en la dirección del extremo libre de la segunda envolvente de plástico 14. A través de la presente configuración del contorno interior y del contorno exterior para el anillo de apoyo exterior 22 se garantiza una buena introducción de la fuerza y, además, una unión segura de dichas envolventes de plástico 12, 14 en la zona del anillo de apoyo exterior 22. Si el anillo de apoyo exterior 22, como se representa, está constituido de elementos individuales metálicos, al menos uno de los dos segmentos individuales 28 ó 30 puede presentar en la zona marginal una proyección, que encaja en una especie de intrusión en una escotadura radial marginal del otro segmento individual. De esta manera es posible una adhesión especialmente buena de los dos segmentos individuales entre sí. Por lo tanto, visto en la sección transversal de acuerdo con la figura, uno de los segmentos individuales 30 está configurado a modo de una cuña de inserción y el otro segmento individual 28 está configurado hasta el extremo libre de la pieza de collar 16 respectiva a modo de un paralelogramo.

La pieza de collar 16 de la primera envolvente 12 se apoya en el lado de la periferia interior en otra superficie de contacto de un anillo de apoyo interior 36, que está configurado de la misma manera como anillo metálico rígido. Como muestra la representación según la figura, el anillo de apoyo interior 36 no tiene que estar configurado igual para los dos extremos del depósito de presión; sin embargo, es característico que el anillo de apoyo interior 36 presenta a lo largo de una superficie circunferencial exterior una ranura anular, para el alojamiento de un anillo de junta de obturación 38, que sirve para la obturación de la entrada y salida respectivas de medios. Además, es característico que el anillo de apoyo interior 36 se apoya en el anillo de apoyo exterior 22 de tal manera que se crea una pared de delimitación común para la entrada y salida de medios. El anillo de apoyo interior 36 mostrado está provisto en la dirección del interior del depósito de presión con un chaflán de apoyo, cuya inclinación está adaptada a la inclinación del chaflán del contorno interior 34 del anillo de apoyo exterior 22, en particular corresponde ella. Además, el contorno exterior 32 del anillo de apoyo exterior 22 está provisto con una cavidad 40 en forma de anillo, en la que desemboca en contacto el extremo asociable de la segunda envolvente de plástico 14.

A ambos lados de la periferia central 18, la segunda envolvente de plástico 14 presenta al menos una capa de arrollamiento 42 adicional, que ayuda, por una parte, a elevar la presión de reventón y, por otra parte, asegura que en el caso de reventón las eventuales piezas interiores macizas del depósito de presión o del acumulador de presión no puedan salir hacia fuera en forma de proyectil, sino que sean retenidas más bien por el arrollamiento adicional 42. En función de la longitud de construcción del acumulador, el presente arrollamiento adicional 42 puede estar presente sólo una vez o varias veces a distancias discretas. Dicho anillo de apoyo exterior 22 está en condiciones de distribuir de una manera uniforme los picos de tensión que aparecen a modo de un tampón de presión y de introducirlos en las dos envolventes de plástico 12, 14. De esta manera, se puede evitar eficazmente también un pandeo del depósito de presión. Puesto que en el sentido de un movimiento deslizante en la zona coaxial pueden aparecer los movimientos relativos de delaminación mínimos entre los lados dirigidos entre sí de las envolventes de plástico 12, 14, es suficiente a este respecto realizar el apoyo y la separación de las capas o bien de las dos envolventes 12, 14 entre sí en la zona circundante extrema por medio del anillo de apoyo exterior 22. La forma en cuña de la sección transversal mostrada del anillo de apoyo exterior 22 es favorable en el sentido de que contrarresta eficazmente dichos desplazamientos relativos, a cuyo fin colabora con efecto de apoyo la configuración diferente del contorno exterior 32 con respecto al contorno interior 34. A pesar del hecho de que en la solución descrita del depósito de presión solamente se emplean superficies lisas, especialmente con respecto al anillo de apoyo interior 36 así como al anillo de apoyo exterior 22, es sorprendente que de esta manera sencilla en cuanto a la construcción se consigue una pieza de unión de alta resistencia y rígida en la zona del collar 16.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio para el alojamiento de al menos un medio fluido con una primera envolvente de plástico (12) y con una segunda envolvente de plástico (14), que rodea al menos parcialmente la primera envolvente de plástico (12), en el que la primera envolvente de plástico presenta al menos en uno de sus extremos una pieza de collar, que comprende una abertura (10) para entrada y salida de medios, en el que la pieza de collar (16) y la segunda envolvente de plástico (14) se apoyan en un anillo de apoyo exterior (22) colocado en medio, que se estrecha en forma de cuña en la dirección de una abertura de intersticio (24) entre dichas envolventes (12, 14), en el que la abertura de intersticio (24) está conducida entre las envolventes (12, 14) hasta un lugar, en el que las envolventes (12, 14) están en contacto entre sí en disposición coaxial, y en el que hasta este lugar conduce el estrechamiento (28) en forma de cuña del anillo de apoyo exterior (22), que está configurado en una sola pieza o se compone de al menos dos segmentos individuales en forma de anillo (28, 30) de metal, y en el que la pieza de collar (16) de la primera envolvente (12) se apoya en el lado circunferencial interior en otra superficie de contacto de un anillo de apoyo interior (36), caracterizado porque el anillo de apoyo interior (36) forma con el anillo de apoyo exterior (22) una pared de delimitación común para la entrada y salida de medios.
2.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el contorno exterior (32) del anillo de apoyo exterior (22) está provisto en la dirección de la abertura de intersticio (24) con una curvatura convexa y su contorno interior opuesto (34) se extiende partiendo desde la abertura de intersticio

(24) en un chaflán lineal, que desemboca en el lugar de la entrada de la pieza e collar (16) en una superficie de contacto paralela al eje longitudinal (20) del depósito.
3.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el anillo de apoyo interior (36) está configurado de la misma manera como anillo metálico rígido.
4.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo de apoyo interior (36) está provisto en la dirección del interior del depósito de presión con un chaflán de contacto, cuya inclinación corresponde a la inclinación del chaflán del contorno interior (34) del anillo de apoyo exterior (22).
5.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el contorno exterior (32) del anillo de apoyo exterior (22) está provisto con una cavidad (46) en forma de anillo, en la que desemboca en contacto el extremo asociable de la segunda envolvente de plástico (14).
6.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la primera envolvente de plástico (12) es un revestimiento de plástico, que está fabricado a través de procedimientos de moldeo por soplado o de rotación o térmico.
7.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la segunda envolvente de plástico (14) está constituida por un arrollamiento de al menos un tipo de fibras, que forma en el lugar del cerco respectivo un refuerzo de fibras para la primera envolvente de plástico (12).
8.- Depósito de presión configurado simétrico rotatorio de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la segunda envolvente de plástico (14) presenta un arrollamiento adicional (42) a lo largo de su periferia exterior a distancias discretas entre sí.