ES2581377A1

ES2581377A1 - Dispositivo de conexión para elementos de tubería

Info

Publication number: ES2581377A1
Application number: ES201630623A
Authority: ES
Inventors: Javier Antonio VAZQUEZ SANCHEZ; David ROSA ARIZA; Alberto Martinez Perez
Original assignee: ABN Pipe Systems SL
Current assignee: ABN Pipe Systems SL
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2036-05-13
Also published as: ES2867150T3; US11506320B2; US20190128459A1; ES2581377B1; EP3456520B1; EP3456520A1; ZA201807695B; KR20190009314A; CO2018012185A2; CN109311237A; CL2018003220A1; JP2019520248A; EA201800580A1; WO2017194812A1; AU2017261891B2; CA3023807A1; CA3023807C; BR112018073383B1; KR102276819B1; AU2017261891A1

Abstract

Dispositivo de conexión para elementos de tubería (1) plásticos que permite efectuar un montaje previo y ser finalmente montada sin necesidad de mano de obra cualificada, que comprende un elemento de tubería (1) que tiene al menos un extremo, un elemento de conexión (2) plástico, que se conecta a una superficie exterior de dicho elemento de tubería (1) por dicho extremo, el cual comprende un hilo resistivo (3) dispuesto de manera arrollada en la superficie exterior del propio elemento de tubería (1).

Description

5

10

15

20

25

30

35

DESCRIPCION

Dispositivo de conexion para elementos de tuberia.

CAMPO TECNICO DE LA INVENCION

La presente invention tiene aplicacion en la industria de los sistemas de conexion o union de elementos de tuberia plasticos, entendiendo como elemento de tuberia un tramo de tuberia, tubo o canalization. Mas concretamente la invencion tiene aplicacion en el ambito de las conexiones de tipo electrosoldable, pudiendo ser utilizado en redes de climatizacion, instalaciones de agua fria, ACS y calefaccion, asi como en redes de distribution de agua potable, riego, gas e instalaciones industriales.

La invencion permite disenar tramos de tuberia universales que pueden ser utilizados y conectados directamente en obra, ofreciendo una elevada seguridad y fiabilidad de la conexion o union, con un ahorro superior al 50% en mano de obra, permitiendo efectuar un montaje previo de la instalacion, es decir sin efectuar la soldadura definitiva, con la posibilidad de pre-fabricar los tramos de tuberia segun el diseno de la instalacion y pudiendo ser finalmente montada sin la necesidad de mano de obra cualificada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En la actualidad es conocida la union de elementos de tuberia plasticos mediante diferentes tecnicas.

Una de estas uniones es la denominada union socket por termofusion, en la que un tubo y un accesorio se unen por fusion termica. El exterior del tubo y el interior del accesorio se calientan con matrices atemperadas mediante un polifusor a la temperatura de fusion del plastico empleado. Despues se extraen los elementos de las matrices y se acoplan uno con otro. El problema es que solo sirve para determinado rango de diametros, entre 20-125 mm, ademas de que es necesaria una regulacion de la temperatura del polifusor, realizar un mantenimiento y renovation de polifusor y matrices, requiriendo un equipo de soldadura de coste medio y la realization de la misma en un banco de trabajo. Ademas, las soldaduras de union de tramos en altura resultan complejas.

Por otra parte, para diametros intermedios, entre 63-250 mm, se suele utilizar la union

5

10

15

20

25

30

35

electrosoldable, que se realiza igualmente por fusion termica, pero en la que la temperatura de fusion se alcanza gracias a una resistencia electrica que esta embutida en un accesorio electrosoldable. Se conectan los bornes del conector de soldadura del accesorio a los cables de una unidad de electrosoldadura y la corriente generada por la maquina calienta la resistencia por efecto Joule. La corriente electrica empleada es de baja tension (24-40 V). De este modo, la superficie interior del accesorio se suelda con la superficie exterior del tubo. Al finalizar el proceso aparece un testigo de fusion de la pieza que garantiza que el proceso se ha realizado adecuadamente. Sin embargo, esta forma de union resulta sumamente lenta, requiriendo entre 20-30 minutos para todo el proceso de soldadura, sobre todo debido a las operaciones necesarias para la preparation del tubo, ademas de que requiere una gran precision y mano de obra experta que prepare adecuadamente los tramos a unir, incluyendo rascar el oxido, etc, lo que encarece su puesta en obra, ademas de que en caso de que se requiera disponer de una pieza especial no recta, por ejemplo un codo o una pieza en T, se encarece aun mas, dado que no es frecuente requerir dichas piezas. Es decir, los accesorios tienen un coste elevado, siendo la gama de accesorios limitada. Ademas, para evitar que se produzca una diferencia de tolerancias entre tubo y accesorio, es necesario una exhaustiva preparacion del tubo, tal y como se ha mencionado anteriormente.

Por ultimo, para diametros grandes se suele utilizar la union por soldadura a tope, tambien denominada a testa. De acuerdo con este sistema, se calientan los extremos de los tubos a unir con un elemento calefactor durante un tiempo determinado y una determinada presion. Se retira la placa calefactora, se enfrentan los extremos y se unen manteniendo la presion durante el tiempo necesario. El problema de este tipo de union, es su elevado coste de ejecucion, dado que se requiere una unidad hidraulica, abrazaderas especiales y un grupo electrogeno, lo que encarece y retrasa enormemente su ejecucion, requiriendose entre 40120 minutos por union, dado que el personal que tiene que estar cualificado, tiene que ir desplazando ademas toda la maquina a los sucesivos puntos de union. Ademas, esta forma de union supone una reduction de la section util del tubo debido al cordon interno de la soldadura, por lo que hay que aplicar un coeficiente de reduccion de presion segun normativa, de 0,8 y 0,6 en los accesorios. Esta tecnica conlleva una elevada complejidad para la realization de soldaduras en altura, no permite la soldadura de tubos de diferentes espesores y su ejecucion se encuentra seriamente limitada por las condiciones atmosfericas.

Por lo tanto, se plantea la necesidad de disponer de un dispositivo de conexion sencillo,

5

10

15

20

25

30

35

barato, de facil instalacion, que permita una conexion electrosoldable que sirva para cualquier tipo de union necesaria en sistemas de elementos de tuberia plasticos.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La presente invention se refiere a un dispositivo de conexion electrosoldable para elementos de tuberia plasticos, tal y como se define en la revindication 1. El dispositivo de la invencion no esta previsto para ser utilizable en uniones por termofusion.

El dispositivo que la invencion propone comprende:

- al menos un elemento de tuberia que tiene al menos un extremo,

- al menos un elemento de conexion plastico, que se conecta a una superficie exterior de dicho, al menos un, elemento de tuberia por dicho, al menos un, extremo.

La invencion contempla que el elemento de conexion sea un accesorio plastico que se materialice, entre otros, como un manguito o un codo una derivation en T o cualquier otro elemento de conexion, como un portabridas, una derivacion o una reduction.

Pues bien, de acuerdo con la invencion, al menos un extremo del elemento de tuberia comprende un hilo resistivo, que se constituye como una espira metalica electrosoldable dispuesto de manera arrollada en la superficie exterior del propio elemento de tuberia.

Se considera como hilo resistivo cualquier hilo conductor de electricidad que al paso de corriente electrica genere calor por efecto Joule, pudiendo ser un hilo formado por un unico elemento, como puede ser un hilo de cobre desnudo, o una aleacion materiales que genera una determinada resistencia en funcion de dicha aleacion. En el caso del hilo de cobre desnudo, se trata de un elemento conductor que ofrece una determinada resistencia al paso de corriente y por lo tanto genera calor a su paso, por lo que de acuerdo con la invencion se considera, conceptualmente, como un hilo resistivo.

Se entiende que la conexion esta efectuada correctamente despues de que haya finalizado el proceso de electrosoldadura, es decir, una vez completada la soldadura. Obviamente, el elemento de conexion y el elemento de tuberia se pueden acoplar simplemente, de manera previa a realizar la soldadura, con lo que se tienen ambos elementos premontados.

La disposition del hilo resistivo en el elemento de tuberia puede realizarse superficialmente,

5

10

15

20

25

30

35

embebido o incrustando el hilo sobre dicha superficie exterior.

Las ventajas de la invention son varias.

Por un lado, atendiendo a los aspectos tecnicos, la invencion permite, sin necesidad de realizar el montaje definitivo, un montaje previo de la instalacion, a modo de mecano, sin necesidad de soldar. Se asegura un ajuste preciso entre tubo y accesorio. La incorporation del elemento calefactor en el tubo aporta mayor presion y seguridad a la soldadura. Permite la soldadura de tubos de diferentes espesores sin reducir la section de la instalacion. Ademas su ejecucion, no esta limitada por agentes atmosfericos y permite disponer de una amplia gama de accesorios. En definitiva, en el caso de la invencion se calienta el propio elemento de tuberia, en lugar de calentar el accesorio, como se realiza en las uniones electrosoldables del estado de la tecnica.

Desde un punto de vista economico, se consigue una reduction de tiempos de instalacion, no es necesaria mano de obra cualificada, permite disponer de una gama de accesorios economica y los equipos y herramientas necesarios tienen un bajo coste, ademas de constituirse como una solucion eficiente y sostenible. Se evitan los desperdicios de tubo, dado que toda la instalacion puede salir dimensionada de fabrica para su montaje en obra, sin requerir cortar en obra, con los consiguientes desperdicios que ello supone.

Los sistemas del estado de la tecnica requieren procesos previos sobre el tubo, como rascar, limpiar o refrentar, mientras que la invencion puede suministrase a obra como un kit que no necesita que se haga ninguna operation de preparation al proceso de conexion por electrosoldadura.

Se contempla la posibilidad de que el hilo resistivo este arrollado entre el propio extremo del elemento de tuberia y una determinada distancia segun una direction paralela a una generatriz del elemento de tuberia, comprendiendo el dispositivo al menos una abrazadera fijada o sujeta exteriormente al elemento de tuberia y situada sobre el hilo resistivo o justo a continuation de este.

Para la obtencion del dispositivo, se fabrica la abrazadera un poco por debajo de las dimensiones de tubo, se calienta en un horno, asi la abrazadera entra dilatada en el tubo, y al contraer queda retenida en el propio tubo, preferentemente a continuacion del hilo, no sobre este, de manera que la abrazadera es atravesada unicamente por los dos hilos que

5

10

15

20

25

30

35

sobresalen

De acuerdo con una realization preferente, la abrazadera tiene una superficie interior cilmdrica a traves de la cual se acopla al elemento de tuberia. En cualquier caso, como abrazadera puede actuar cualquier elemento que haga las funciones de soporte de los extremos del hilo resistivo y permita a su vez un tope o posicionamiento para el elemento de tuberia y asimismo propicie su retention, sujecion o agarre.

Asimismo, se contempla que la distancia desde el extremo del elemento de tuberia que define la zona en la que esta arrollado el elemento resistivo sea inferior a un diametro nominal del propio elemento de tuberia. Preferentemente, dicha distancia es como mmimo 3-6 cm para diametros nominales de tubo de 63-160 mm, y de 6-15 cm para los de 200-500 mm de diametro. Preferentemente, dicha distancia es un 25-50 % del diametro, dejando en todo caso, unos 0,5-1 cm en el extremo del tubo sin hilo, por motivos de seguridad, evitar desconexiones electricas en caso de golpes, y facilidad de fabrication.

De acuerdo con una realizacion preferente, el hilo resistivo tiene dos extremos que atraviesan dicha abrazadera, sobresaliendo respecto de esta.

Se contempla que la abrazadera disponga al menos un elemento de retencion, tambien denominado grapa, que sirva como tope y actue en el agarre y sujecion del elemento de conexion, de forma que contacta con el elemento de conexion actuando para su correcto posicionamiento y centrado respecto del elemento de tuberia a conectar mediante el dispositivo.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la description que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de una realizacion del dispositivo de conexion para elementos de tuberia tal y como sale de fabrica para ser utilizado en obra con el elemento de tuberia ya soldado en fabrica, no habiendose representado el elemento

6

5

10

15

20

25

30

35

de conexion correspondiente al lado de la abrazadera, para una mejor apreciacion de las pestanas de anclaje y el propio hilo resistivo dispuesto en el extremo del elemento de tuberia.

La figura 2.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de una realization de la abrazadera, de acuerdo con la realizacion de la figura 1.

La figura 3.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion del dispositivo de conexion para elementos de tuberia de la invention, en la que el elemento de conexion es un manguito.

La figura 4.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion de la abrazadera, de acuerdo con la realizacion de la figura 3.

La figura 5.- Muestra un vista esquematica en perspectiva de una realizacion del elemento de retention, previsto para ser utilizado con la abrazadera representada en las figuras 3 y 4, donde el elemento de retencion representado es el que incorpora el conector de soldadura, con sus correspondientes bornes.

La figura 6.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de una realizacion del elemento de conexion como la representada en la figura 3.

La figura 7.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion del elemento de conexion, que en este caso es un codo, previsto para ser soldado en fabrica, como en el caso de la realizacion representada en la figura 1.

La figura 8.- Muestra una vista esquematica en perspectiva de otra realizacion del elemento de conexion, como un codo, pero, a diferencia del representado en la figura 7, en este caso esta previsto para ser colocado en obra por ambos lados o extremos.

La figura 9.- Muestra una vista en planta de una realizacion del elemento de tuberia, en la que puede apreciarse la disposition embebida o incrustada del hilo resistivo, habiendose representado en lmea continua el sentido de ida en el arrollamiento del hilo resistivo mientras que la lmea discontinua representa el sentido de vuelta o retorno de un mismo hilo resistivo, con lo que se cubre asi toda la zona correspondiente a la conexion en el extremo del elemento de tuberia.

5

10

15

20

25

30

35

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

A la vista de las figuras resenadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invention el dispositivo de conexion para elementos de tuberia (1) plasticos que la invencion propone comprende:

- un elemento de tuberia (1) que tiene dos extremos, y

- un elemento de conexion (2) plastico, que se conecta a una superficie exterior de dicho elemento de tuberia (1) por un extremo.

La invencion contempla que el elemento de conexion (2) sea un accesorio plastico que se materialice, entre otros, como un manguito, como en el caso de las figuras 1,3 y 6, o un codo, como en el caso de las figuras 7 y 8.

Tal y como se aprecia en las figuras 1 y 9, un extremo del elemento de tuberia (1) comprende un hilo resistivo (3) dispuesto de manera arrollada en la superficie exterior del propio elemento de tuberia (1).

La disposition del hilo resistivo (3) en el elemento de tuberia puede realizarse superficialmente, embebido o incrustando el hilo sobre dicha superficie exterior.

En este sentido, en la figura 9 se ha ilustrado una disposicion embebida o incrustada del hilo resistivo (3), habiendose representado en lmea continua el sentido de ida en el arrollamiento del hilo resistivo (3) mientras que la lmea discontinua representa el sentido de vuelta o retorno de un mismo hilo resistivo (3), con lo que se cubre asi toda la zona correspondiente a la conexion en el extremo del elemento de tuberia (1).

De acuerdo con una realization preferente, el hilo resistivo (3) esta arrollado entre el propio extremo del elemento de tuberia (1) y una determinada distancia segun una direction paralela a una generatriz del elemento de tuberia (1).

Tal y como se aprecia en las figuras 1,2, 3 y 4, el dispositivo comprende una abrazadera (4) fijada exteriormente al elemento de tuberia (1) y situada a continuation del hilo resistivo (3). La abrazadera (4) actua como soporte de los extremos del hilo resistivo (3) y permite a su vez un tope o posicionamiento para el elemento de tuberia (1), propiciando asimismo su retencion.

5

10

15

20

25

30

35

La distancia desde el extremo del elemento de tuberia (1) que define la zona en la que esta arrollado el elemento resistivo (3) es inferior a un diametro nominal del propio elemento de tuberia (1), con ello se consiguen optimos resultados en la conexion.

Tal y como se aprecia en las figuras 1, 2, 3 y 4, el hilo resistivo (3) tiene dos extremos que atraviesan la abrazadera (4), sobresaliendo respecto de esta, por dos orificios (8) que tiene la abrazadera (4).

A su vez, la abrazadera (4) dispone de una pluralidad de elementos de retention (5), que sirven como tope y actuan en el agarre del elemento de conexion (2). Los elementos de retencion (5) contactan con el elemento de conexion (2) actuando para su correcto posicionamiento y centrado respecto del elemento de tuberia (1) a conectar mediante el dispositivo.

De acuerdo con una realization de la invention, representada en las figuras 3 a 5, la abrazadera (4) comprende al menos un hueco (7) o rebaje, preferentemente una pluralidad diametralmente distribuidos, en el que puede encajar un elemento de retencion (5) independiente, representado en la figura 5. Uno de los elementos de retencion (5) es atravesado por los dos extremos del hilo resistivo (3), de manera que dispone de un conector de soldadura (11), tal y como se aprecia en las figuras 1 a 5, que a su vez dispone de dos bornes de soldadura.

En dicha realizacion el elemento de retencion (5) comprende una pestana de anclaje (9), que en la presente realizacion efectua un agarre por clipaje que puede encajar en una ranura de anclaje (10) anular situada en al menos un extremo del elemento de conexion (2), segun se trate de una accesorio tipo 1, como los mostrados en las figuras 1 y 7, los cuales se sueldan al elemento de tuberia (1) en fabrica y unicamente precisan de ranura de anclaje (10) en un lado, o tipo 2, como los mostrados en las figuras 3, 6 y 8, los cuales se colocan en obra por ambos lados, teniendo asimismo ranura de anclaje (10) en ambos lados.

En la realizacion representada en las figuras 1 y 2, el elemento de retencion (5) se encuentra integrado en la propia abrazadera (4), siendo monopieza con esta, y encontrandose las pestanas de anclaje (9) en el extremo del elemento de retencion (5).

En correspondencia con los lados que sea necesario conectar en obra, se contempla que el elemento de conexion (2) comprenda al menos un testigo de soldadura (12), que se activa

cuando se ha completado la soldadura entre dicho elemento de conexion (2) y dicho elemento de tuberia (1), actuando as^ como elemento de validation de soldadura.

Para materializar dicho testigo de soldadura (12), se taladra un porcentaje variable del 5 espesor del elemento de conexion (2), en funcion de sus dimensiones y material; cuando se calienta el hilo resistivo (3) se incrementa la presion en esa zona, dado que el material termoplastico dilata por temperatura. El testigo (12) consiste en un pin o bastoncito que queda en dicho taladro, teniendo una especie de corona abajo, tal y como se aprecia en la figura 1. Asi, se dimensiona dicho taladro, de manera que cuando la soldadura se considera 10 efectuada, el pin o baston asciende sobresaliendo de la superficie exterior del elemento de conexion (2), de manera que el operario puede considerar que la conexion se ha efectuado correctamente, es decir, es un elemento que actua como testigo del proceso de soldadura.

Por ultimo, se contempla que el elemento de conexion (2) comprenda un resalto anular 15 interno (6) que actua como tope de posicionamiento y alineacion para uno o dos elementos de tuberia (1), tal y como se aprecia en las figuras 6, 7 y 8.

A la vista de esta description y juego de figuras, el experto en la materia podra entender que las realizaciones de la invencion que se han descrito pueden ser combinadas de multiples 20 maneras dentro del objeto de la invention. La invention ha sido descrita segun algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultara evidente que multiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invencion reivindicada.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo de conexion para elementos de tuberia (1) plasticos que comprende:

- al menos un elemento de tuberia (1) que tiene al menos un extremo, y

- al menos un elemento de conexion (2) plastico, que se conecta a una superficie exterior de dicho, al menos un, elemento de tuberia (1) por dicho, al menos un, extremo, caracterizado por que dicho, al menos un, extremo del elemento de tuberia (1) comprende un hilo resistivo (3) dispuesto de manera arrollada en la superficie exterior del propio elemento de tuberia (1).
2. - Dispositivo de conexion segun la reivindicacion 1, en el que dicho hilo resistivo (3) esta arrollado entre el propio extremo del elemento de tuberia (1) y una determinada distancia segun una direction paralela a una generatriz del elemento de tuberia (1), comprendiendo el dispositivo al menos una abrazadera (4) fijada exteriormente al elemento de tuberia (1) y situada sobre el hilo resistivo (3) o justo a continuation de dicho hilo resistivo (3).
3. - Dispositivo de conexion segun la reivindicacion 2, en el que dicha distancia desde el extremo del elemento de tuberia (1) que define la zona en la que esta arrollado el elemento resistivo (3) es inferior a un diametro nominal del propio elemento de tuberia (1).
4. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en el que el hilo resistivo (3) tiene dos extremos que atraviesan dicha abrazadera (4), sobresaliendo respecto de esta.
5. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la abrazadera (4) dispone al menos un elemento de retention (5) que contacta con el elemento de conexion (2) actuando para su correcto posicionamiento y centrado respecto del elemento de tuberia (1) a conectar mediante el dispositivo.
6. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que al menos una, abrazadera (4) comprende al menos un hueco (7) en el que puede encajar un elemento de retencion (5) independiente, donde dicho, al menos un, elemento de retencion (5) es atravesado por los dos extremos del hilo resistivo (3).
7.- Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, en el que dicho, al menos un, elemento de retencion (5) comprende una pestana de anclaje (9) que puede

encajar en una ranura de anclaje (10) situada en al menos un extremo del elemento de conexion (2).
8. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al 5 menos un elemento de conexion (2) comprende al menos un testigo de soldadura (12), que

se activa cuando se completado la soldadura entre dicho elemento de conexion (2) y dicho elemento de tuberia (1).
9. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un 10 elemento de conexion (2) es un manguito.
10. - Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un elemento de conexion (2) es un codo.

15 11.- Dispositivo de conexion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el

elemento de conexion (2) comprende un resalto anular interno (6) que actua como tope para uno o dos elementos de tuberia (1).