ES2583486T3 - Manguera reforzada - Google Patents

Abstract

Manguera (10), que comprende: un primer elemento de agarre (322); un primer cuerpo tubular (312) de material flexible dispuesto sobre el primer elemento de agarre, un segundo elemento de agarre (324) dispuesto sobre el primer cuerpo tubular; un segundo cuerpo tubular (332) de material flexible dispuesto alrededor del segundo elemento de agarre; un tercer elemento de agarre (326) dispuesto sobre el segundo cuerpo tubular; y un elemento alargado (30; 130) que tiene bordes longitudinales opuestos (36, 38; 136, 138), estando el elemento alargado helicoidalmente enrollado alrededor del tercer elemento de agarre de modo que los bordes longitudinales opuestos de la capa estén en una disposición adyacente o superpuesta, incluyendo cada borde longitudinal una formación (40; 140) que puede interengranarse con una formación cooperante (42, 142) en el borde longitudinal opuesto, estando el elemento alargado provisto de por lo menos un elemento de refuerzo (35; 135) que se extiende a lo largo del eje longitudinal del elemento alargado.

Description

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Manguera reforzada.

La presente invencion se refiere a una manguera, y mas en particular se refiere a una manguera que puede utilizarse en condiciones criogenicas. La presente invencion se refiere especialmente a una manguera que tiene una resistencia al aplastamiento mejorada.

Las aplicaciones tfpicas de las mangueras implican el bombeo de fluidos desde un deposito de fluidos a presion. Los ejemplos incluyen el suministro de combustible para calefacciones o LPG a una caldera; el transporte de lfquidos y/o gases producidos en yacimientos petrolfferos desde una plataforma de produccion fija o flotante hasta la bodega de carga de un barco, o desde la bodega de carga de un barco hasta una unidad de almacenamiento situada en tierra; el suministro de combustible a coches de carreras, especialmente durante el repostaje en Formula 1 y el transporte de fluidos corrosivos, tales como acido sulfurico.

Es bien conocida la utilizacion de mangueras para el transporte de fluidos, tales como gases licuados, a baja temperatura. Dichas mangueras se utilizan habitualmente para transportar gases licuados tales como gas natural licuado (LNG) y gas de petroleo licuado (LPG).

Para que la manguera sea lo suficientemente flexible, cualquier longitud dada debe estar construida por lo menos parcialmente con material flexibles, es decir, materiales no rfgidos.

La presente invencion se refiere a una manguera compuesta.

La estructura de la manguera compuesta comprende en general un cuerpo tubular de material flexible dispuesto entre alambres de retencion interior y exterior enrollados helicoidalmente. Es habitual que los dos alambres se enrollen con el mismo paso, pero que los enrollamientos esten desplazados la mitad de una anchura de paso entre si. El cuerpo tubular comprende normalmente unas capas interior y exterior con una capa intermedia de sellado. Las capas interior y exterior proporcionan a la estructura la resistencia para transportar el fluido en el interior de la misma. Habitualmente, las capas interior y exterior del cuerpo tubular comprenden capas de tela formadas por un poliester tal como poli(tereftalato de etileno). La capa de sellado intermedia proporciona un cierre hermetico para evitar que el fluido penetre en la manguera, y es normalmente una pelfcula polimerica.

Los alambres de retencion se aplican normalmente bajo tension alrededor de las superficies interior y exterior del cuerpo tubular. Los alambres de retencion sirven principalmente para conservar la geometrfa del cuerpo tubular. Ademas, el alambre exterior puede servir para restringir una deformacion circunferencial excesiva de la manguera a una presion elevada. El alambre exterior y en particular el alambre interior tambien pueden servir para impedir el aplastamiento de la manguera.

Una manguera de este tipo general se describe en la publicacion de patente europea N° 0076540A1. La manguera descrita en esta memoria descriptiva incluye una capa intermedia de polipropileno orientado biaxialmente, de la que se dice que mejora la capacidad de la manguera para resistir la fatiga provocada por una flexion repetida.

En el documento GB-2223817A se describe otra manguera. La manguera descrita en esta publicacion es una manguera compuesta que comprende un nucleo metalico helicoidal interior, una pluralidad de capas de fibras y pelfculas de material plastico enrolladas sobre el nucleo, por lo menos una capa de tela de fibra de vidrio y por lo menos una capa de papel de aluminio dispuestas de forma adyacente entre si y enrolladas sobre el material plastico, y una matriz metalica helicoidal exterior. Se menciona que esta manguera es adecuada para transportar combustibles y aceites inflamables.

En el documento GB-1.034.956A se describe otra manguera.

La invencion puede aplicarse especialmente a la manguera descrita en nuestra patente anterior publicada como documento WO01/96772, documento WO04/044472 y documento WO04/079248. Se han realizado mejoras adicionales a la manguera descrita en esta solicitud. La presente invencion se ocupa en particular de mejorar la resistencia al aplastamiento de la manguera compuesta.

El documento WO 2004/044472 divulga una manguera que comprende un (primer) elemento de agarre, un (primer) cuerpo tubular de material flexible dispuesto sobre el (primer) elemento de agarre, un (segundo) elemento de agarre dispuesto sobre el primer cuerpo tubular y un elemento alargado que tiene unos bordes longitudinales opuestos.

Segun un primer aspecto de la invencion se proporciona una manguera segun la reivindicacion 1.

El, o cada, elemento de refuerzo sirve para mejorar la resistencia al aplastamiento de la manguera. Esto sirve para proteger la manguera de danos por manipulacion o por impacto. Ademas, si el elemento alargado se dispone para proporcionar una capa de sellado, la presencia de la, o cada, capa de refuerzo permite que la manguera opere a una

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presion hidrostatica superior que posibilitarfa la utilizacion de la manguera compuesta convencional.

Preferentemente, el elemento de refuerzo esta fabricado de un material flexible que es mas rfgido que el material del elemento alargado.

La rigidez del material del elemento de refuerzo puede ser la de un material metalico tal como acero inoxidable con un modulo elastico de, por ejemplo, 200.000 MPa; o aluminio con un modulo elastico de, por ejemplo, 70.000 MPa; o un material compuesto de fibras de refuerzo tal como carbono, vidrio o polfmeros tales como aramidas o polietilenos de peso molecular ultra alto en una matriz de resina epoxi o polfmero termoplastico; o un laminado de capas de metal y caucho. El modulo elastico del material compuesto dependera del modulo elastico y la orientacion de las fibras de refuerzo y la matriz y la fraccion en volumen de los dos componentes respectivos. Puede esperarse un intervalo amplio del modulo elastico en el intervalo de 50.000 a 150.000 MPa, en funcion de la construccion compuesta del elemento de refuerzo. Estos modulos elasticos ilustrativos para el elemento de refuerzo son superiores al modulo elastico de materiales adecuados para el elemento alargado tales como poli(cloruro de vinilo) con un modulo elastico de 3.000 MPa, poliolefinas tales como polietileno con un modulo elastico de 200 a 1000 MPa, poliuretanos con un modulo elastico de 70 a 700 MPa o cauchos con un modulo elastico de 10 a 100 MPa.

Asf, se prefiere que el elemento de refuerzo tenga un modulo elastico de aproximadamente 20.000 a 250.000 MPa, mas preferentemente de aproximadamente 30.000 MPa a aproximadamente 225.000 MPa, aun mas preferentemente de aproximadamente 50.000 MPa a aproximadamente 200.000 MPa. El modulo elastico del elemento alargado (es decir, excluyendo cualquier efecto procedente del elemento de refuerzo) es preferentemente de aproximadamente 5 MPa a aproximadamente 5.000 MPa, mas preferentemente de aproximadamente 10 MPa a aproximadamente 3.000 MPa.

Se prefiere que el modulo elastico del elemento de refuerzo sea por lo menos 10 veces el modulo elastico del elemento alargado, mas preferentemente por lo menos 15 veces el modulo elastico del elemento alargado. En formas de realizacion preferidas, el modulo elastico del elemento de refuerzo es por lo menos 50 veces el modulo elastico del elemento alargado.

La flexibilidad del elemento de refuerzo es una combinacion de las propiedades del material y de sus dimensiones. El area de la seccion transversal del elemento de refuerzo es preferentemente inferior a la mitad del area de la seccion transversal del elemento alargado, mas preferentemente inferior a un cuarto y del modo mas preferido inferior a un decimo.

El, o cada, elemento de refuerzo puede ser una varilla o un tubo provisto en el interior, o fijado a la superficie, del elemento alargado. Cada varilla, o cada, tubo puede ser de un material metalico, por ejemplo acero, o puede ser de un material compuesto. El, o cada, elemento de refuerzo puede tener cualquier forma en seccion transversal, por ejemplo circular, elfptica, cuadrada o rectangular. El, o cada, elemento de refuerzo puede ser solido o tubular (es decir, que tiene una perforacion que se extiende a la largo del elemento de refuerzo).

El elemento alargado limita el radio de curvatura sin impedir la flexibilidad requerida para la manguera. Esta capa tambien proporciona proteccion mecanica a la manguera. Asf, puede considerarse que el elemento alargado proporciona una capa protectora a la manguera. Cuando el elemento alargado comprende la capa mas externa, tambien puede considerarse como una capa de cubierta para la manguera.

El interengranaje de las espiras permite que se distribuyan cambios geometricos uniformemente a lo largo de la longitud de la manguera. Preferentemente las formaciones de interengranaje se disponen para proporcionar un cierre hermetico continuo, lo que tiene como consecuencia que la capa sea impermeable al agua.

Es posible que las formaciones de interengranaje esten dispuestas en intervalos a lo largo de los bordes longitudinales, pero se prefiere que se extiendan de forma sustancialmente continua a lo largo de los bordes respectivos. En una realizacion, la formacion de interengranaje es sustancialmente continua a lo largo de un borde longitudinal y esta dispuesta en intervalos separados a lo largo del otro borde longitudinal.

Se prefiere que el elemento alargado este fabricado de un material que pueda procesarse para dar una tira, por ejemplo por extrusion. Los materiales que pueden extruirse adecuados incluyen materiales termoplasticos tales como poli(cloruro de vinilo) o una poliolefina (por ejemplo, un polietileno). Como alternativa, puede utilizarse un poliuretano.

En una realizacion, la formacion de interengranaje de un borde longitudinal esta unida a la formacion de interengranaje del borde longitudinal opuesto para evitar que las formaciones se deslicen fuera del interengranaje de una con otra. La union puede lograrse, por ejemplo, mediante soldadura ultrasonica, union con un disolvente qufmico (es decir, utilizando un disolvente que forma un enlace reactivo con el material del elemento alargado). La eleccion del disolvente qufmico depende del material de construccion del elemento alargado. Los ejemplos de adhesivos adecuados para PVC incluyen Stelmax Flexible PVC Solvent Cement, Bostik PVC Weld Cement M5417 y Bondloc PVC Weld Cement S1800. Los ejemplos de adhesivos adecuados para poliuretanos y termoplasticos

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incluyen Bondloc S1400 y adhesivos Araldite, tales como Araldite 2018 y Araldite 2026.

En otra realizacion, la configuracion de las formaciones de interengranaje es tal que las formaciones pueden enclavarse una con otra para evitar que las formaciones se deslicen fuera del engranaje una con otra. En esta realizacion, el interengranaje comprende formaciones de enclavamiento.

Se prefiere que cada formacion de interengranaje comprenda un perfil dispuesto a lo largo del borde que esta conformado para que se interengrane con la otra formacion.

Se prefiere particularmente que los perfiles sean tales que cuando el elemento alargado se este enrollando alrededor del cuerpo tubular, la formacion del borde que esta siendo envuelto pueda empujarse para que se interengrane con la formacion del borde opuesto ya dispuesta en su sitio sobre el cuerpo tubular.

Como se ha indicado anteriormente, en una realizacion, las formaciones pueden unirse entre si con un adhesivo.

En otra realizacion, cada formacion de interengranaje esta configurada para proporcionar un ajuste a presion o un ajuste rapido con la formacion de interengranaje del borde longitudinal opuesto. La formacion de enclavamiento de cada borde longitudinal puede incluir un elemento de retencion adaptado para cooperar con un elemento de retencion sobre la formacion de enclavamiento del borde longitudinal opuesto, mediante lo cual las formaciones de enclavamiento son retenidas en una relacion de enclavamiento por medio de los elementos de retencion.

Las formaciones de enclavamiento tienen preferentemente forma de C, estando orientadas las formaciones de las partes del borde opuesto en una direccion opuesta, mediante lo cual las formaciones con forma de C pueden enclavarse cuando el elemento alargado esta enrollado alrededor del cuerpo tubular. El elemento de retencion comprende preferentemente una pestana dirigida hacia el interior dispuesta en o cerca de uno de los extremos del elemento con forma de C.

Preferentemente, el elemento alargado incluye por lo menos una camara dentro del mismo, conteniendo la camara un material que tiene una densidad inferior al resto del elemento alargado, tal como una espuma o un polfmero celular. La, o cada, camara puede contener simplemente un fluido, que es preferentemente un gas tal como aire.

En una realizacion, la camara es una camara que se extiende longitudinalmente. Puede disponerse una pluralidad de camaras a intervalos separados a lo largo de la longitud del elemento alargado o, como alternativa, la camara puede extenderse sustancialmente a lo largo del elemento alargado. La camara sirve para mejorar la flotabilidad de la manguera. La camara tambien sirve para mejorar el aislamiento termico de la manguera. Es posible que este dispuesta mas de una camara longitudinal a lo largo de la misma longitud de la manguera. Por ejemplo, se prefiere particularmente una disposicion con dos camaras adyacentes que discurren ambas longitudinalmente a lo largo de sustancialmente la totalidad de la longitud de la manguera.

La, o cada, camara puede tener cualquier forma deseada, pero se prefiere que la forma sea cilfndrica.

En una forma de realizacion, la, o cada, camara de flotacion comprende preferentemente una pluralidad de camaras cerradas dispuestas de modo que formen una estructura similar a una esponja dentro del elemento alargado. Una estructura con este tipo de estructura ayuda a evitar la inundacion de la totalidad de la camara en caso de que una parte del elemento alargado se llegue a romper.

Se prefiere que la, o cada, camara de flotacion tenga una longitud equivalente a sustancialmente de 0,5 a 5 longitudes de paso de los elementos de agarre, preferentemente sustancialmente de 1 a 2 longitudes de paso.

El volumen total ocupado por la camara es preferentemente superior al 50% del volumen total ocupado por el elemento alargado.

Como se ha indicado anteriormente pueden fijarse uno o mas elementos de refuerzo a una superficie del elemento alargado, o pueden ubicarse parcialmente o totalmente dentro del elemento alargado. Cuando se proporciona mas de un elemento alargado, pueden fijarse uno o mas elementos de refuerzo a la superficie del elemento alargado, y pueden ubicarse parcialmente o totalmente uno o mas de los elementos de refuerzo dentro del elemento de refuerzo.

Uno o mas elementos de refuerzo pueden encerrarse parcialmente o completamente dentro del material del elemento alargado, de modo que el material del elemento alargado este en contacto con el o cada elemento de refuerzo. Como alternativa, o adicionalmente, si el elemento alargado esta provisto de una camara tal como se ha descrito anteriormente, pueden disponerse uno o mas elementos de refuerzo dentro de la camara.

Una de las ventajas de la manguera segun la invencion es que el elemento alargado puede disenarse a medida para una aplicacion dada. Para una manguera que se va a aplicar en una region al aire como un conducto criogenico, puede ser optima una capa relativamente fina (en espesor). Para su utilizacion en lfquidos, tal como en el mar,

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puede ser deseable una flotabilidad y una rigidez a la flexion mas considerable y tanto la camara de flotacion como el mecanismo de interengranaje pueden ser mas robustos.

Otra ventaja de la invencion es que la manguera puede comprender dos capas de sellado separadas, especfficamente la capa de sellado del cuerpo tubular y la capa de sellado proporcionada por el elemento alargado. Esto proporciona un volumen de sellado dentro de la manguera que puede controlarse con el fin de determinar fugas a traves de la manguera.

En una forma de realizacion preferida, el elemento alargado tiene un espesor superior a la distancia entre los bordes longitudinales.

El elemento alargado puede proporcionarse entre el cuerpo tubular y el elemento de agarre exterior, pero se prefiere que el cuerpo tubular se proporcione alrededor del elemento de agarre exterior.

El elemento alargado proporciona una serie de beneficios a la manguera. Proporciona a la manguera una resistencia al impacto mejorada y es facil de acondicionar en una manguera existente. No tiene la sensibilidad para deformar la localizacion que podrfa experimentarse con una capa tubular continua (es decir, una capa que se haya aplicado como un calcetfn, mas que mediante envoltura). Con una funda tubular es diffcil producir espesores de pared uniformes, y todas las deformaciones tienen lugar en los puntos debiles, mas que distribuirse uniformemente a lo largo de la longitud de la manguera. La inclusion de la camara de flotacion mejora la flotabilidad de la manguera y tambien mejora su resistencia termica.

En una forma de realizacion preferida, el elemento de agarre interior y/o exterior esta(n) provisto(s) de una seccion transversal perfilada con el fin de reducir el factor de friccion de la manguera. Los perfiles particularmente preferidos incluyen una forma en seccion transversal ovalada o una forma en seccion transversal semicircular, alineadas para proporcionar la menor resistencia al fluido.

La manguera segun los aspectos de la invencion descritos anteriormente tambien puede estar provista de una o mas de las caracterfsticas de la manguera ya descritas en el documento WO01/96772. Estas se describiran con mas detalle mas adelante.

Este manguera comprende adicionalmente preferentemente un medio de refuerzo axial adaptado para reducir la deformacion del cuerpo tubular cuando el cuerpo tubular esta sometido a tension axial, y el medio de refuerzo axial esta adaptado, ademas, para ejercer radialmente una fuerza hacia el interior en por lo menos parte del cuerpo tubular cuando el medio de refuerzo axial esta sometido a una tension axial. La deformacion de rotura del cuerpo tubular y el medio de refuerzo axial se encuentra preferentemente en el intervalo del 1 al 10%. Mas preferentemente, la deformacion de rotura es superior al 5% a temperaturas ambiente y criogenica. Ademas, los materiales del cuerpo tubular y el medio de refuerzo axial son ventajosamente compatibles de modo que cada uno funciona de una forma similar cuando estan en operacion, de forma que no se someta un unico componente a tensiones y deformaciones excesivas. Esto significa que los materiales del cuerpo tubular y el medio de refuerzo axial responden a la deformacion de una forma similar. Se necesita, en general, una deformacion de flexion (para un componente cilfndrico) de por lo menos el 3% para el tipo de aplicaciones de la manguera contempladas principalmente por la presente invencion. Mientras que el deslizamiento entre capas y el alisado de componentes orientados helicoidalmente seran responsables de algunos de estos deslizamientos, existira aun una deformacion resultante del orden del 1% que actua sobre componentes estructurales de la pared de la manguera. Esto se compara con una deformacion elastica tfpica del 0,2% para metales. Se prefiere que el medio de refuerzo axial este realizado a partir de un material no metalico, especialmente un material plastico; los materiales adecuados se comentan con detalle mas adelante. Esto es debido a que es improbable que los materiales metalicos tengan las caracterfsticas de deformacion deseadas.

Se prefiere que el cuerpo tubular y el medio de refuerzo axial comprendan el mismo material, del modo mas preferido polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), tal como se describe con mas detalle mas adelante.

El cuerpo tubular comprende preferentemente por lo menos una capa de refuerzo y por lo menos una capa de sellado. Mas preferentemente, hay presencia de por lo menos dos capas de refuerzo, estando la capa de sellado emparedada entre las mismas. En la forma de realizacion preferida, las capas de refuerzo y las capas de sellado estan enrolladas alrededor del elemento de agarre interior.

Preferentemente, se proporciona una capa de refuerzo adicional entre el elemento de agarre exterior y el medio de refuerzo axial.

La resistencia maxima de la(s) capa(s) de refuerzo se encuentra preferentemente entre 100 y 700 kN para un manguera de 8” (200 mm) de diametro. Se prefiere que la deformacion de flexion de rotura de la(s) capa(s) de refuerzo se encuentre en el intervalo del 2% al 15%. De forma deseable, la(s) capa(s) de refuerzo adicionales son del mismo material que el medio de refuerzo, del modo mas preferido de UHMWPE.

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Preferentemente, el medio de refuerzo axial comprende una funda generalmente tubular formada por una lamina de material proporcionada en forma tubular, de forma que la funda pueda mantener la integridad de su forma tubular cuando esta sometida a tension axial. La manguera puede estar provista de dos o mas fundas tubulares con el fin de mejorar adicionalmente las prestaciones de la manguera bajo una tension axial.

Se prefiere que el medio de refuerzo axial se proporcione en forma de una trenza generalmente tubular. En la presente memoria descriptiva, el termino “trenza” se refiere a un material que esta formado por dos o mas fibras o hilos que se han entrelazado para formar una estructura alargada. Una caracterfstica adicional de la trenza es que puede alargarse cuando esta sometida a una tension axial. Otra caracterfstica de la trenza es que cuando se proporciona en forma tubular, su diametro se reducira cuando la trenza esta sometida a una tension axial. Asf, proporcionando una trenza tubular alrededor del cuerpo tubular, o dentro de la estructura del cuerpo tubular, la trenza ejercera una fuerza radial hacia dentro sobre por lo menos parte del cuerpo tubular cuando esta sometida a una tension axial.

Se prefiere que la totalidad de la funda tubular se proporcione en forma de la trenza. No obstante, es posible que solo una o mas partes de la longitud de la funda tubular se proporcione en forma de la trenza.

Tambien se prefiere que la trenza se extienda todo el camino alrededor de la circunferencia de la funda tubular. No obstante, es posible que solo parte de la circunferencia de la funda tubular se proporcione en forma de la trenza.

La trenza puede proporcionarse en forma biaxial (es decir, en la que la trenza esta formada por solo dos fibras o hilos entrelazados) o en forma triaxial (es decir, en la que existen tambien fibras o hilos que se extienden longitudinalmente, para aumentar la resistencia axial).

Aunque se prefiere proporcionar los medios de refuerzo axial en forma de una trenza, pueden proporcionarse en otras formas que cumplan los requerimientos funcionales especificados anteriormente. Asf, los medios de refuerzo axial pueden proporcionarse como una disposicion adecuada de cuerdas o cordones enrollados helicoidalmente alrededor del cuerpo tubular.

Los materiales de construccion de la manguera deben seleccionarse de modo que permitan a la manguera actuar en el entorno para que el que esta previsto. Asf, existe la necesidad de una manguera que permita el transporte de fluidos presurizados a traves de la misma sin escapes del fluido a traves de las paredes de la manguera. Existe tambien la necesidad de que la manguera resiste la flexion repetida y que resista la tension axial provocada por la combinacion del peso de la manguera y del fluido. Es decir, si la manguera se preve para su utilizacion en el transporte de fluidos criogenicos, los materiales deberan ser capaces de operar a temperaturas extremadamente frfas sin que se produzca ninguna reduccion en sus prestaciones.

El proposito principal de la, o cada, capa de refuerzo es resistir las tensiones circunferenciales a las que esta sometida la manguera durante el transporte de fluidos a traves de la misma. Asf, cualquier capa de refuerzo que tenga el grado de flexibilidad requerido, y que pueda resistir las tensiones necesarias, sera adecuada. Es decir, si la manguera se preve para el transporte de fluidos criogenicos, entonces la, o cada, capa de refuerzo debe ser capaz de resistir temperaturas criogenicas.

Se prefiere que la, o cada, capa de refuerzo este formada por una lamina de material que se ha enrollado de forma tubular enrollando el material laminar de forma helicoidal. Esto significa que la, o cada, capa de refuerzo no muestra mucha resistencia a la tension axial, dado que la aplicacion de una fuerza axial tendera a separar los enrollamientos. La, o cada, capa de refuerzo puede comprender una unica capa continua del material laminar o puede comprender dos o mas capas continuas del material laminar. No obstante, mas habitualmente (y en funcion de la longitud de la manguera), la, o cada, capa de material laminar estara compuesta por una pluralidad de longitudes separadas de material laminar dispuestas a lo largo de la longitud de la manguera.

En una forma de realizacion preferida, cada capa de refuerzo comprende una tela, del modo mas preferido una tela tejida. La, o cada, capa de refuerzo puede consistir en un material natural o sintetico. La, o cada, capa de refuerzo esta constituida convenientemente por un polfmero sintetico, tal como un poliester, una poliamida o una poliolefina. El polfmero sintetico puede proporcionarse en forma de fibras, o un hilo, a partir del que se produce la tela.

Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende un poliester, este es preferentemente poli(tereftalato de etileno).

Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende una poliamida, esta puede ser una poliamida alifatica, tal como un nailon, o puede ser una poliamida aromatica, tal como un compuesto de aramida. Por ejemplo, la, o cada, capa de refuerzo puede ser una poli-(p-fenilentereftalamida) tal como KEVLAR (marca comercial registrada).

Cuando la, o cada, capa de refuerzo comprende una poliolefina, esta puede ser un homopolfmero de polietileno, polipropileno o polibutileno o un copolfmero o terpolfmero de los mismos y esta orientado preferentemente de forma monoaxial o biaxial. Mas preferentemente, la poliolefina es un polietileno, y del modo mas preferido el polietileno es un polietileno de alto peso molecular, especialmente UHMWPE.

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El UHMWPE utilizado en la presente invencion tendra en general un peso molecular promedio en peso superior a 400.000, normalmente superior a 800.000 y habitualmente superior a 1.000.000. El peso molecular promedio en peso no excedera habitualmente de aproximadamente 15.000.000. El UHMWPE se caracteriza preferentemente por un peso molecular de aproximadamente 1.000.000 a 6.000.000. El UHMWPE mas util en la presente invencion esta muy orientado y habitualmente se ha estirado por lo menos 2-5 veces en una direccion y por lo menos 10-15 veces en la otra direccion.

El UHMWPE mas util en la presente invencion tendra en general una orientacion paralela superior al 80%, mas habitualmente superior al 90% y preferentemente superior al 95%. La cristalinidad sera en general superior al 50%, mas habitualmente superior al 70%. Es posible una cristalinidad de hasta el 85-90%.

El UHMWPE se describe en, por ejemplo, los documentos US-A-4344908, US-A-4411845, US-A-4422993, US-A- 4430383, US-A-4436689, EP-A-183285, EP-A-0438831 y EP-A 0215507.

Es particularmente ventajoso que la, o cada, capa de refuerzo comprenda un UHMWPE muy orientado, tal como el que se encuentra disponible en DSM High Performance Fibres Bv (una empresa de los Pafses Bajos) con la denominacion comercial DYNEEMA, o el que esta disponible en la US corporation AlliedSignal Inc. con la denominacion comercial SPECTRA.

En el folleto comercial titulado “DYNEEMA; the top performance in fibers; properties and application” publicado por DSM High Performance Fibers BV, edicion 02/98 se dan a conocer detalles adicionales sobre el DYNEEMA. En el folleto comercial titulado “Spectra Performance Materials” publicado por AlliedSignal Inc., edicion 5/96 se divulgan detalles adicionales sobre SPECTRA. Estos materiales estan disponibles desde la decada de 1980.

En la forma de realizacion preferida, la, o cada, capa de refuerzo comprende una tela tejida formada por fibras dispuestas en una direccion de trama y urdimbre. Se ha hallado que es particularmente ventajoso que la, o cada, capa de refuerzo este dispuesta de modo que la direccion de urdimbre de la tela se encuentre en un angulo inferior o igual a 20° con respecto a la direccion axial de la manguera; tambien se prefiere que este angulo sea superior o igual a 5°. En la forma de realizacion preferida, la, o cada, capa de refuerzo esta dispuesta de modo que la direccion de urdimbre de la tela se encuentre en un angulo de 5° a 15°, del modo mas preferente a aproximadamente 10 °, con respecto la direccion axial de la manguera. La tolerancia en estas cifras es de aproximadamente 1-2°.

Los medios de resistencia axial tambien pueden estar formados por el mismo material que la, o cada, capa de refuerzo. Asf, sera evidente que los medios de resistencia axial, la, o cada, capa de refuerzo y la capa de sellado pueden estar constituidas todas por el mismo compuesto basico. No obstante, la forma del compuesto debe ser diferente a fin de proporciona la funcion requerida, es decir, los medios de resistencia axial proporcionan una funcion de refuerzo axial, la, o cada, capa de refuerzo proporciona refuerzo frente a tensiones circunferenciales y la capa de sellado proporciona una funcion de sellado. Hemos descubierto que los materiales UHMWPE son los mas adecuados, en particular los productos DYNEEMA y SPECTRA. Se ha descubierto que estos materiales funcionan bien en condiciones criogenicas. Los parametros preferidos del UHMWPE (intervalo de peso molecular, etc.) comentados anteriormente con respecto a las capas de refuerzo tambien son apropiados para el medio de resistencia axial. A este respecto debe indicarse, no obstante, que los parametros del UHMWPE utilizados en el medio de resistencia axial no necesitan ser los mismos que los parametros del UHMWPE utilizados en las capas de refuerzo.

Serfa posible que el medio de resistencia axial se proporcionara dentro de las capas del cuerpo tubular. No obstante, se prefiere que los medios de resistencia axial se ubiquen entre el cuerpo tubular y el elemento de agarre exterior. En otra forma de realizacion preferida, el medio de resistencia axial se proporciona dentro de las capas del cuerpo tubular, y tambien se proporciona otro medio de resistencia axial entre el cuerpo tubular y el elemento de agarre exterior.

El proposito de la capa de sellado es principalmente evitar la fuga de fluidos transportados a traves del cuerpo tubular. Asf, cualquier capa de sellado que tenga el grado requerido de flexibilidad y que pueda proporcionar la funcion de sellado deseada, sera adecuada. Es decir, si la manguera se pretende para el transporte de fluidos criogenicos, entonces la capa de sellado debe ser capaz de resistir temperaturas criogenicas.

La capa de sellado puede estar fabricada de los mismos materiales basicos que la, o cada, capa de refuerzo. Como alternativa, la capa de sellado puede ser un fluoropolfmero, tal como: politetrafluoroetileno (PTFe); un copolfmero de etileno-propileno fluorados, tal como un copolfmero de hexafluoropropileno y tetrafluoroetileno (tetrafluoroetilenperfluoropropileno) disponible de DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon FEP; o un hidrocarburo fluorado - perfluoroalcoxi - disponible de DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon PFA. Otro material adecuado es una pelfcula de etileno-cloro-trifluoroetileno (ECTFE), en particular Halar ECTFE. Estas pelfculas pueden fabricarse mediante extrusion o mediante soplado.

Se prefiere que la, o cada, capa de sellado este formada por una lamina de material que se ha enrollado en una

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forma tubular enrollando el material laminar de forma helicoidal. Como con las capas de refuerzo, esto significa que la, o cada, capa de sellado no presentara mucha resistencia a la tension axial, dado que la aplicacion de una fuerza axial tendera a separar los enrollamientos. La capa de sellado o cada de las mismas puede comprender una unica capa continua del material laminar o puede comprender dos o mas capas continuas del material laminar. No obstante, mas habitualmente (y en funcion de la longitud de la manguera) la, o cada, capa del material laminar estarfa formada por una pluralidad de longitudes separadas de material laminar dispuestas a lo largo de la longitud de la manguera. Si se desea, la capa de sellado puede comprender una o mas mangas (es decir, de forma tubular) de sellado termocontraibles que estan dispuestas sobre la capa de refuerzo interior.

Se prefiere que la capa de sellado comprenda una pluralidad de capas de pelfcula superpuestas. Preferentemente serfan por lo menos 2 capas, mas preferentemente por lo menos 5 capas y aun mas preferentemente por lo menos 10 capas. En la practica, la capa de sellado puede comprender 20, 30, 40, 50 o mas capas de pelfcula. El lfmite superior del numero de capas depende del tamano total de la manguera, pero es improbable que se requieran mas de 100 capas. Habitualmente, sera suficiente un maximo de 50 capas. El espesor de cada capa de pelfcula se encontrara normalmente en el intervalo de 50 a 100 micrometros.

Se apreciara, por supuesto, que puede proporcionarse mas de una capa de sellado.

En una forma de realizacion, la capa de sellado comprende por lo menos dos pelfculas polimericas, estando fabricada una de las pelfculas de un primer polfmero y estando fabricada la otra pelfcula de un segundo polfmero diferente del primer polfmero.

En esta forma de realizacion, una de las pelfculas polimericas es mas rfgida que la otra pelfcula, por lo que hay presencia de una deformacion elastica diferencial en las propiedades del material a la temperatura y la presion de operacion. Preferentemente, la pelfcula exterior es mas rfgida que la pelfcula interior. El efecto de esto es que en caso de producirse de forma desafortunada un reventon en la manguera, existe una rotura controlada de la capa de sellado de modo que el polfmero exterior mas rfgido se rompe mientras el polfmero mas ductil mantiene la presion interior durante un tiempo finito, permitiendo que la presion se disipe gradualmente

En esta forma de realizacion preferida, la deformacion de rotura maxima es mas del 100% a temperatura ambiente para la capa mas ductil y por lo menos el 20% inferior para la otra capa.

Cada pelfcula polimerica de la capa de sellado es preferentemente una poliamida, una poliolefina o un fluoropolfmero.

Cuando la pelfcula polimerica de la capa de sellado comprende una poliamida, esta puede ser una poliamida alifatica, tal como un nailon, o puede ser una poliamida aromatica, tal como un compuesto de aramida.

Se prefiere que una de las pelfculas polimericas de la capa de sellado sea una poliolefina y que otra de las pelfculas polimericas de la capa de sellado sea un fluoropolfmero.

Las poliolefinas adecuadas incluyen un homopolfmero de polietileno, polipropileno o polibutileno, o un copolfmero o terpolfmero de los mismos. Preferentemente, la pelfcula de poliolefina esta orientada de forma monoaxial o biaxial. Mas preferentemente, la poliolefina es un polietileno, y del modo mas preferente el polietileno es un polietileno de alto peso molecular, especialmente UHMWPE, que se ha descrito en detalle anteriormente. Los parametros preferidos del UHMWPE (intervalo de peso molecular, etc.) comentados anteriormente con respecto a las capas de refuerzo tambien son apropiados para la capa de sellado. A este respecto debe indicarse, no obstante, que los parametros del UHMWPE utilizados en los medios de resistencia axial no necesitan ser los mismos que los parametros del UHMWPE utilizado en las capas de refuerzo.

Dado que la capa de sellado se pretende para proporcionar una funcion de sellado, la capa de sellado deberfa proporcionarse en forma de una pelfcula que sea sustancialmente impermeable a los fluidos transportados. Asf, es preciso proporcionar el UHMWPE muy orientado en una forma que tenga unas propiedades de sellado satisfactorias. Estos productos se proporcionan habitualmente en forma de un bloque solido que puede procesarse posteriormente a fin de obtener el material en la forma requerida. La pelfcula puede producirse mediante acabado de una pelfcula fina de forma separada de la superficie del bloque solido. Alternativamente las pelfculas pueden ser pelfculas soplada de UHMWPE.

Los fluoropolfmeros adecuados incluyen politetrafluoroetileno (PTFE); un copolfmero de etileno-propileno fluorados, tal como un copolfmero de hexafluoropropileno y tetrafluoroetileno (tetrafluoroetilenperfluoropropileno) disponible de DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon FEP; o un hidrocarburo fluorado - perfluoroalcoxi - disponible de DuPont Fluoroproducts con la denominacion comercial Teflon PFA. Otro material adecuado es ECTFE, en particular Halar ECTFE. Estas pelfculas pueden fabricarse mediante extrusion o mediante soplado.

Preferentemente, la capa de sellado comprende una pluralidad de capas de cada una de las pelfculas polimericas. En una forma de realizacion, las capas pueden disponerse de modo que el primer y el segundo polfmero se alternen

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a lo largo del espesor de la capa de sellado. No obstante, esta no es la unica disposicion posible. En otra disposicion todas las capas del primer polfmero pueden estar rodeadas por todas las capas del segundo polfmero, o viceversa.

Se apreciara, por supuesto, que puede proporcionarse mas de una de las capas de sellado.

Preferentemente, la capa de sellado comprende adicionalmente por lo menos una capa que comprende parcialmente o totalmente un metal, un oxido metalico o una mezcla de los mismos. En la presente memoria descriptiva las referencias a pelfculas que contienen metales incluyen pelfculas que contienen oxido metalico, a menos que se indique lo contrario. Asf, la capa metalica puede ser una capa de pelfcula metalica (es decir, una capa separada que consiste sustancialmente en su totalidad en un metal, un oxido metalico o una mezcla de los mismos) o una pelfcula metalica recubierta de polfmero o una pelfcula polimerica metalizada. Se prefiere que la capa metalica sea una pelfcula metalica recubierta con un polfmero. El metal puede ser, por ejemplo, oxido de aluminio. El polfmero puede ser, por ejemplo, un poliester.

Las pelfculas metalicas recubiertas con un polfmero adecuado incluyen las pelfculas disponibles de HiFi Industrial Film, de Stevenage, Inglaterra, con las denominaciones comerciales MEX5O5, METSOO, MET800B y METB52; se prefiere MET800B.

Puede disponerse una capa metalica adicional exteriormente a la capa de sellado. Preferentemente, la capa metalica adicional se dispone entre el cuerpo tubular y el elemento de agarre exterior. Tambien pueden proporcionarse a este respecto capas de lana de roca para mejorar el aislamiento termico, preferentemente entre la capa de sellado y la capa metalica exterior; el objetivo de esta es crear un anillo termico entre las dos capas metalicas.

La pelfcula que contiene metal es reflectora, y por lo tanto, reduce la perdida de calor o la ganancia de calor; esto es especialmente util para aplicaciones criogenicas. Ademas, la pelfcula que contiene metal proporciona unas buenas propiedades de barrera, reduciendo de esta forma la transmision de calor; esto es util para prevenir perdidas de material durante el transporte de gases.

Otra caractenstica de la capa de sellado es que comprende un UHMWPE. Si la capa de sellado de UHMWPE esta formada por mangas termocontraibles, no es esencial que las mangas esten fabricadas de materiales diferentes, pero debenan estar fabricadas preferentemente de UHMWPE.

Preferentemente, la capa de sellado comprende por lo menos dos pelfculas polimericas de materiales diferentes, y por lo menos una de las pelfculas comprende un polietileno de peso molecular ultra alto.

Otra forma de realizacion preferida de la invencion se refiere a una matriz de resina curada dispuesta alrededor del cuerpo tubular, estando el elemento de agarre exterior por lo menos parcialmente embebido en la matriz de resina para impedir el movimiento relativo entre el elemento de agarre exterior y el resto de la manguera.

La matriz de resina curada debe tener la suficiente flexibilidad como para permitir que la manguera se doble en la medida que se requiera para las aplicaciones espedficas de la manguera. Evidentemente, algunas aplicaciones pueden requerir mas flexibilidad que otras.

La matriz de resina comprende preferentemente un polfmero sintetico, tal como poliuretano. Se prefiere especialmente que la matriz de resina este fabricada de un material tal que, antes del curado, se pueda aplicar en forma lfquida a la manguera. Normalmente, la resina sin curar puede aplicarse a la manguera por pulverizacion, vertido o aplicacion con brocha. Esto posibilita que la resina curada se aplique a lo largo de la superficie exterior del cuerpo tubular y los elementos de agarre exteriores y despues se cure in situ para formar un recubrimiento solido flexible. El mecanismo de curado puede ser luz, humedad, etc.

La matriz de resina puede unirse a una capa por debajo del elemento de agarre exterior y tambien a cualquier capa proporcionada sobre la superficie exterior de la matriz de resina. Se prefiere que por lo menos una de las capas adyacentes a la matriz de resina curada sea capaz de resistir temperaturas criogenicas de modo que, si la matriz de resina se agrieta debido a las temperaturas criogenicas, la capa adyacente mantenga la matriz de resina junta gracias a la adhesion entre la matriz de resina y la capa adyacente. La estructura mas estable se logra cuando ambas caras de la matriz de resina estan unidas a capas adyacentes.

Se ha descubierto tambien que determinados materiales pueden proporcionar una manguera con un aislamiento especialmente bueno, en particular a temperaturas criogenicas, en particular, se ha descubierto que las telas formadas por fibras de basalto proporcionan un aislamiento particularmente bueno.

Estan disponibles telas de fibra de basalto adecuados en Sudaglass Fiber Company con las denominaciones comerciales 8T-5, BT-8, BT-10, BT-11 y BT-13. El espesor preferente de la tela es de aproximadamente 0,1 mm hasta aproximadamente 0,3 mm. Si se desea, puede utilizarse una pluralidad de capas de tela de basalto.

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Se ha descubierto que las propiedades de aislamiento de telas de basalto mejoran bajo compresion, por lo tanto se prefiere proporcionar una capa de compresion alrededor de la tela de basalto, que sirve para comprimir la capa de basalto.

La capa de aislamiento puede incluir adicionalmente capas fabricadas de otros materiales de aislamiento, tales como espumas polimericas, ademas de la(s) capa(s) de tela de basalto.

Se prefiere que la capa de aislamiento incluya adicionalmente por lo menos una capa de refuerzo. La capa de refuerzo puede comprender un polfmero sintetico, tal como un poliester, una poliamida o una poliolefina. La capa de refuerzo puede estar fabricada de los mismos materiales que las capas de refuerzo interior y exterior del cuerpo tubular, que se han descrito anteriormente. Es particularmente preferente que la capa de refuerzo de la capa de aislamiento sea un polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), tal como DYNEEMA o SPECTRA, como se ha descrito anteriormente.

Otra forma de realizacion preferida de la invencion implica una capa que comprende un material plastico que tiene burbujas de gas en el mismo.

El material plastico es preferentemente un poliuretano. Se prefiere que el material plastico se aplique al cuerpo tubular pulverizando el material plastico, en forma lfquida, sobre la superficie del cuerpo tubular, dejando despues que se cure. De nuevo, el curado puede tener lugar simplemente dejando la manguera recubierto al aire, o puede efectuarse, o acelerarse, por medios activos tales como calentamiento.

Las burbujas de gas pueden incorporarse inyectando el gas en el material plastico, antes de pulverizarlo, mientras se encuentra aun en forma lfquida.

La capa resultante de material plastico que contiene gas tiene algunas propiedades estructurales beneficiosas del material plastico mismo, tal como una resistencia al desgaste y al aplastamiento, pero tambien presenta propiedades de aislamiento mejoradas. Tambien tiene una flotabilidad mejorada provocada por la presencia del gas, y puede utilizarse para producir una manguera capaz de flotar en agua y con una flotabilidad distribuida uniformemente a lo largo de su longitud.

Preferentemente, el material plastico que contiene gas se cubre con una capa adicional de material plastico, que no contiene ninguna cantidad sustancial de burbujas de gas. Preferentemente esta capa adicional de material plastico se une de forma segura a la capa que contiene gas. La capa adicional de material plastico puede ser del mismo material plastico que la capa que contiene gas. Preferentemente, la capa adicional de material plastico comprende un poliuretano.

Ambas capas de material plastico pueden aplicarse mediante tecnicas diferentes a la pulverizacion, tales como vertido, aplicacion con brocha o extrusion.

Puede utilizarse cualquier gas adecuado para formar las burbujas, incluido aire, nitrogeno o un gas inerte.

La gravedad especffica del poliuretano, antes de la aireacion, es preferentemente de aproximadamente 1,2.

La manguera tiene normalmente una gravedad especffica de aproximadamente 1,8 sin la capa que contiene gas. Preferentemente, la manguera tiene una gravedad especffica global inferior a 1, preferentemente inferior a 0,8, despues de la aplicacion de la capa que contiene gas. El espesor del recubrimiento de PU puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 4-8 mm, preferentemente de aproximadamente 6 mm. Las burbujas de gas tienen preferentemente un diametro inferior a 2 mm.

En particular, la invencion puede incluir una capa que comprende una matriz de resina curada, tal como se ha descrito anteriormente, ademas de la capa que contiene gas. En esta construccion, la capa que contiene gas se dispondrfa normalmente exteriormente a la matriz de resina curada. Para la capa que contiene gas es posible reemplazar la matriz de resina curada, de modo que la capa que contiene gas tenga los elementos de agarre embebidos en la misma para restringir el movimiento relativo de los elementos de agarre exteriores.

En otra forma de realizacion, la manguera puede proporcionarse con un accesorio de extremo que comprende: un elemento interior adaptado para estar dispuesto por lo menos parcialmente dentro de la manguera; un elemento de sellado adaptado para cerrar hermeticamente por lo menos parte del cuerpo tubular totalmente alrededor de la circunferencia entre el elemento de sellado y el elemento interior; y un medio de transferencia de carga separado adaptado para transferir cargas axiales entre la manguera y el elemento interior de modo que dichas cargas axiales se desvfen alrededor del elemento de sellado a fin de reducir, o eliminar, la carga axial de la manguera entre el elemento de sellado y el elemento interior, y en la que el elemento de sellado esta adaptado para cerrar hermeticamente el cuerpo tubular independientemente de la aplicacion de cargas axiales entre la manguera y el elemento interior.

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Preferentemente, el elemento de sellado esta adaptado para cerrar hermeticamente por lo menos parte del cuerpo tubular totalmente alrededor de la circunferencia entre el elemento de sellado y el elemento interior.

El elemento interior es preferentemente sustancialmente cilfndrico, y el elemento de sellado esta preferentemente en forma de un anillo adaptado para recibir el elemento interior en el mismo, de modo que el cuerpo tubular puede estar sujeto entre la superficie exterior del elemento interior y la superficie interior del anillo.

El cierre hermetico entre el elemento de sellado y el elemento interior puede lograrse mediante una serie de formas. Por ejemplo, en una forma de realizacion, el elemento de sellado puede proporcionarse en forma de un anillo partido que puede apretarse para proporcionar un cierre hermetico adecuado. En otra forma de realizacion, el elemento de sellado puede comprender sencillamente un anillo de sellado que es un ajuste por interferencia con el elemento interior.

No obstante, en la forma de realizacion preferida, el elemento de sellado comprende un anillo de sellado interior y un anillo partido exterior que puede apretarse con el fin de forzar el anillo de sellado al engranaje con el cuerpo tubular y el elemento interior. En esta forma de realizacion se prefiere que el anillo de sellado sea un ajuste por interferencia con el elemento interior, con el fin de mejorar adicionalmente el cierre hermetico.

El elemento interior, el anillo de sellado y el anillo partido pueden ser de cualquier material adecuado. Normalmente, el elemento interior y el anillo partido se fabricaran de acero inoxidable. El anillo de sellado podrfa fabricarse de acero inoxidable, pero se fabricara preferentemente de politetrafluoroetileno (PTFE).

El elemento de sellado presenta preferentemente las caracterfsticas del elemento de sellado que se describen mas adelante en la presente memoria.

El medio de transferencia de carga comprende preferentemente un elemento de engranaje de manguera, un elemento transmisor de carga y un elemento de extremo asegurado al elemento interior. La disposicion es tal que el elemento de sellado esta dispuesto entre el elemento transmisor de carga y el elemento de extremo, y que el elemento de engranaje de manguera y el elemento de extremo estan conectados a traves del elemento transmisor de carga.

El elemento de engranaje de manguera esta adaptado para engranarse con la manguera de modo que por lo menos una parte de las fuerzas axiales dentro de la manguera se transfieran desde la manguera al elemento de engranaje de manguera. El elemento de engranaje de manguera transfiere estas fuerzas al elemento de transferencia de carga, y el elemento de transferencia de carga transfiere estas fuerzas al elemento de extremo. De este modo, por lo menos parte de las fuerzas axiales de la manguera se derivan al elemento de sellado, mejorando asf la fiabilidad del cierre hermetico proporcionado por el elemento de sellado.

Se prefiere que el elemento interior y el medio de transferencia de carga incluyan una porcion configurada para recibir los alambres de la manguera. El elemento interior puede proveerse de rebajes helicoidales adaptados para recibir el alambre interior en los mismos y el medio de transferencia de carga puede proveerse de rebajes helicoidales adaptados para recibir el alambre exterior en los mismos. Preferentemente, el elemento de engranaje de manguera del medio de transferencia de carga es el que se provee de los rebajes helicoidales.

El elemento de transferencia de carga comprende preferentemente una placa de transferencia de carga, que tiene normalmente forma de disco, que tiene una abertura adaptada para recibir la manguera a traves de la misma; la placa tiene una superficie que puede engranarse con el elemento de engranaje de manguera, las cargas pueden transferirse, por lo tanto, desde el elemento de engranaje de manguera a la placa. El elemento de transferencia de carga incluye adicionalmente preferentemente una varilla de transferencia de carga asegurada entre la placa y el elemento de extremo para transferir cargas desde la placa al elemento de extremo. Puede proveerse a la varilla de un elemento de apriete, tal como una tuerca.

El elemento interior tiene preferentemente un extremo de manguera que esta adaptado para extenderse dentro de una porcion de extremo de la manguera, y un extremo trasero remoto del extremo de la manguera. El elemento de extremo esta dispuesto sobre un lado del elemento de sellado, adyacente al extremo trasero, y el elemento de engranaje de manguera esta dispuesto en el otro lado del elemento de sellado adyacente al extremo de la manguera.

Preferentemente, la superficie exterior del elemento interior esta provista por lo menos de una formacion en la misma que esta adaptada para engranar dicha parte del elemento tubular, por debajo del anillo de sellado. La, o cada, formacion sirve para mejorar el cierre hermetico del elemento tubular y para dificultar que el elemento tubular se desplace de entre el elemento interior y el anillo de sellado. Se prefiere que la, o cada, formacion comprenda una prolongacion que se extiende circunferencialmente alrededor de la superficie exterior del elemento interior. De forma deseable, existen dos o tres de dichas formaciones.

En otra forma de realizacion preferida de la invencion, la manguera se provee de un accesorio de extremo que

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comprende: un elemento interior adaptado para estar dispuesto por lo menos parcialmente dentro de la manguera; y un anillo de sellado adaptado para cerrar hermeticamente por lo menos parte del cuerpo tubular entre el anillo de sellado y el elemento interior; en la que el elemento de sellado comprende un anillo de sellado y un elemento de compresion que comprende el anillo de sellado en el engranaje de sellado con dicha parte del cuerpo tubular, y el elemento de compresion puede apretarse contra el elemento de sellado con el fin de aumentar o reducir selectivamente la fuerza de compresion del elemento de compresion contra el elemento de sellado.

En una forma de realizacion preferida, el elemento de compresion se puede apretar contra el elemento de sellado con el fin de aumentar o reducir selectivamente la fuerza de compresion del elemento de compresion contra el elemento de sellado.

En otra forma de realizacion preferida, el elemento de compresion y el anillo de sellado se pueden fijar de forma desmontable a la manguera.

Asf, segun la presente invencion, no existe una deformacion plastica que no sea recuperable en los componentes del accesorio de extremo.

Preferentemente, el elemento de compresion esta adaptado para comprimir el anillo de sellado de forma similar en todas las direcciones.

Preferentemente, el elemento de compresion tiene un diametro ajustable y ademas comprende un medio de apriete que puede aplicar una fuerza para reducir el diametro del elemento de compresion, comprimiendo de este modo el anillo de sellado dentro del elemento de compresion. Se prefiere que el elemento de compresion comprenda un anillo partido o una abrazadera.

En una forma de realizacion preferida, el elemento de compresion esta fabricado de un material que se contrae menos que el anillo de sellado cuando se somete a enfriamiento. Esto proporciona una forma ventajosa de fabricar la manguera, tal como se describe mas adelante. El anillo de sellado y el elemento de compresion pueden ser de cualquier material adecuado. Existe una serie de materiales que tienen la diferencia deseada en contraccion bajo enfriamiento. Se prefiere que el elemento de compresion sea acero inoxidable y el anillo de sellado sea politetrafluoroetileno (PTFE). Mas preferentemente, el anillo de sellado comprende PTFE reforzado, tal como PTFE cargado con vidrio o de metal, dado que esto ayuda a evitar la fluencia. El anillo de sellado comprende preferentemente del 10 al 40% en peso, en particular del 10 al 20% en peso de carga de vidrio. Los ejemplos de cargas de metal adecuados incluyen bronce y/o acero inoxidable.

Se prefiere que el elemento interior este fabricado de un material que se contraiga menos que el anillo de sellado cuando se somete a enfriamiento. Esta caracterfstica tiene el efecto de que cuando el accesorio de extremo se enfrfa, el anillo de sellado se contrae mas que el elemento interior, apretando asf la pieza de agarre del anillo de sellado sobre el elemento interior, y mejorando el cierre hermetico. El elemento interior puede estar fabricado de cualquier material adecuado. Se ha descubierto que el acero inoxidable es particularmente adecuado.

Preferentemente, la superficie exterior del elemento interior esta provista por lo menos de una formacion en la misma que esta adaptada para engranar dicha parte del elemento tubular, por debajo del anillo de sellado. La, o cada, formacion estira la pelfcula, lo que actua mejorando el cierre hermetico del elemento tubular y dificultando que el elemento tubular se pueda sacar de entre el elemento interior y el anillo de sellado: el estiramiento produce una superficie de la pelfcula mas uniforme y mas lisa bajo el cierre hermetico. Se prefiere que la, o cada, formacion comprenda una prolongacion que se extiende circunferencialmente alrededor de la superficie exterior del elemento interior. De forma deseable, existen dos o tres de dichas formaciones.

Se prefiere que el anillo de sellado sea un ajuste por interferencia con el elemento interior.

En una forma de realizacion preferida, el accesorio de extremo comprende un medio de transferencia de carga tal como se ha descrito anteriormente.

El elemento de engranaje de manguera puede transferir cargas desde la manguera simplemente gracias a las fuerzas de friccion entre la manguera y el elemento de engranaje de manguera. No obstante, se prefiere que el elemento de engranaje de manguera este adaptado para fijar una parte de la manguera que esta doblado hacia atras sobre una parte exterior del elemento de engranaje de manguera. Esta disposicion posibilita que la parte doblada de la manguera transmita cargas al elemento de engranaje de manguera. La parte doblada de la manguera puede ser parte del cuerpo tubular, pero es preferentemente un medio de refuerzo axial en forma de una trenza.

Cuando la manguera esta prevista para aplicaciones criogenicas, es deseable proporcionar aislamiento a lo largo del cuerpo tubular. El aislamiento podrfa proporcionarse entre el alambre exterior y la funda tubular y/o en el exterior del alambre exterior. El aislamiento puede comprender material que se utiliza convencionalmente para proporcionar aislamiento en equipos criogenicos, tal como un material de espuma sintetico. Se prefiere que el medio de refuerzo axial se proporcione tambien alrededor de la capa de aislamiento para comprimir las capas de aislamiento y

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mantener su integridad estructural. El medio de refuerzo axial alrededor de la capa de aislamiento se proporciona preferentemente, ademas de los medios de refuerzo axial, entre el elemento de agarre exterior y el cuerpo tubular. Una forma particularmente adecuada de aislamiento se proporciona con mas detalle mas adelante.

Segun otro aspecto de la invencion se proporciona un procedimiento de fabricacion de una manguera segun la reivindicacion 28.

Pueden estar presentes otras capas, helicoidales o continuas, o bien por encima o bien por debajo del elemento alargado en la seccion transversal.

Preferentemente el material laminar de la etapa (b) comprende dos capas de refuerzo que emparedan una capa de sellado, tal como se ha descrito anteriormente. En una forma de realizacion preferida, una capa de refuerzo interior, en forma de lamina, se enrolla helicoidalmente alrededor del enrollamiento interior y el mandril, despues la capa de sellado, en forma de lamina, se enrolla helicoidalmente alrededor de la capa de refuerzo interior; despues la capa de refuerzo exterior, en forma de lamina, se enrolla alrededor de la capa de sellado. Habitualmente se aplicara una pluralidad de capas de sellado.

El procedimiento segun la invencion tambien puede proporcionarse con una o mas de las caracterfsticas de los procedimientos ya descritos en el documento WO01/96772. Estas se describiran con mas detalle a continuacion.

Preferentemente, la etapa siguiente se realiza entre las etapas (b) y (c):

(b) (i) deslizar una funda de refuerzo axial tubular sobre el extremo libre del mandril, de modo que el mandril se extienda dentro de la funda de refuerzo axial, despues se desliza la funda de refuerzo axial a lo largo del mandril de modo que cubra por lo menos parcialmente el cuerpo tubular;

Preferentemente los enrollamientos y el material de refuerzo se aplican bajo tension con el fin de proporcionar a la manguera una integridad estructural buena.

La funda de refuerzo axial tubular puede ser la misma que la funda de refuerzo axial descrita anteriormente y es preferentemente una trenza.

Preferentemente el enrollamiento interior y exterior se aplica en una configuracion helicoidal que tenga el mismo paso, y la posicion de los enrollamientos del enrollamiento exterior se posicionan de forma desplazada la mitad de la longitud de un paso de la posicion de los enrollamientos del primer enrollamiento.

Cuando la manguera esta prevista para aplicaciones criogenicas, es deseable proporcionar aislamiento sobre el cuerpo tubular. El aislamiento podrfa proporcionarse entre el alambre exterior y el elemento tubular y/o en el exterior del alambre exterior. El aislamiento puede comprender material que se utiliza convencionalmente para proporcionar aislamiento en equipos criogenicos, tal como un material de espuma sintetico. Una forma particularmente adecuada de aislamiento se describe mas adelante.

En una forma de realizacion preferida, el procedimiento incluye las etapas de:

(g) aplicar una resina lfquida curable sobre la superficie exterior del cuerpo tubular y el alambre exterior; y

(h) dejar que la resina se cure.

Se prefiere que las etapas (g) y (h) se realicen entre las etapas (d) y (e).

Preferentemente, el procedimiento comprende tambien aplicar una capa de aislamiento sobre la resina curada. La capa de aislamiento comprende preferentemente una tela formado por fibras de basalto, tal como se ha descrito anteriormente.

En la etapa (c), el cuerpo tubular puede comprender un cuerpo tubular tal como se ha descrito anteriormente. En particular, el cuerpo tubular puede incluir una o mas capas de aislamiento fabricadas de material de aislamiento convencional y/o fabricadas de la tela de fibra de basalto descrita anteriormente.

De nuevo, el curado puede tener lugar simplemente dejando la manguera recubierto al aire, o puede efectuarse, o acelerarse, por medios activos tales como calentamiento.

En otra forma de realizacion preferida, el procedimiento incluye adicionalmente las etapas de:

(i) aplicar una resina lfquida celular curable sobre la superficie exterior del cuerpo tubular y el alambre exterior;

(j) dejar que la resina se cure para formar un recubrimiento plastico solido que contiene burbujas de gas en el

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mismo;

Se prefiere que las etapas (l) y (j) se realicen entre las etapas (d) y (e)

El termino celular se utiliza para dar a entender que la resina se ha cargado con un gas; por lo tanto, despues del curado, la resina forma un material solido que contiene burbujas de gas en el mismo. Tal como se ha descrito anteriormente, el gas puede ser, pero no precisa necesariamente ser, aire.

En una forma de realizacion preferida, el procedimiento incluye las etapas adicionales de:

(k) disponer un elemento interior en un extremo abierto de la manguera;

(l) sujetar un medio de transferencia de carga a una superficie exterior de la manguera; y

(m) sujetar un elemento de sellado a una superficie exterior del cuerpo tubular.

Preferentemente, el elemento de refuerzo axial se sujeta al medio de transferencia de carga y el procedimiento incluye ademas la etapa siguiente despues de la etapa (m):

(n) doblar hacia atras el elemento de refuerzo axial tubular sobre una parte del medio de transferencia de carga.

Preferentemente los enrollamientos y el material de refuerzo se aplican bajo tension con el fin de proporcionar al tubo una integridad estructural buena.

Es posible retirar la manguera del mandril antes de que se disponga el accesorio de extremo dentro de la misma. Como alternativa, el accesorio de extremo puede disponerse dentro del resto de la manguera deslizando el mandril interior a lo largo de la misma hasta un extremo de la manguera, asegurando despues el resto de la manguera al accesorio de extremo mientras el accesorio de extremo y el resto de la manguera continuan sobre el mandril.

Puede aplicarse, por supuesto, un accesorio de extremo en cada extremo de la manguera.

En otra forma de realizacion preferida, el procedimiento incluye las etapas adicionales de:

(o) disponer un elemento interior en un extremo abierto de la manguera;

(p) aplicar un anillo de sellado sobre una superficie exterior del cuerpo tubular; y

(q) aplicar un elemento de compresion sobre el anillo de sellado y comprimir el elemento de sellado dentro del engranaje de sellado con el elemento tubular y el elemento interior utilizando un elemento de compresion.

Preferentemente, el elemento de compresion esta fabricado de un material que se contrae menos que el anillo de sellado cuando se somete a enfriamiento. Tambien preferentemente, el elemento de compresion incluye un medio para ajustar la fuerza de compresion aplicada al anillo de sellado; un anillo partido es particularmente adecuado para su utilizacion como elemento de compresion. Esta disposicion posibilita un procedimiento de fabricacion particularmente preferido.

En este procedimiento, el elemento de compresion se aplica al anillo de sellado y se aprieta, despues el elemento de compresion y el anillo de sellado se someten a por lo menos un ciclo de enfriamiento. Este provoca que el anillo de sellado se contraiga con respecto al elemento de compresion, por lo que la fuerza de compresion aplicada por el elemento de compresion se reduce. Mientras se mantiene el enfriamiento, la fuerza de compresion aplicada por el elemento de compresion se reajusta despues para llevarla de nuevo a aproximadamente el mismo nivel que antes del enfriamiento y despues se aumenta la temperatura. Este ciclo puede aplicarse tantas veces como se desee. Se prefiere que el ciclo de enfriamiento se aplique por lo menos de dos a tres veces y que cada vez el accesorio de extremo se enfrfe a temperaturas de por lo menos 5 °C por debajo de la temperatura de operacion prevista para la manguera. Esta tecnica tiene tres beneficios importantes.

En primer lugar, si la manguera se opera a una temperatura superior a la temperatura de enfriamiento, el anillo de sellado recibira una compresion adicional desde el elemento de compresion gracias a la expansion termica del elemento de sellado que tendra lugar despues de concluir con el enfriamiento.

En segundo lugar, la manguera tendra una energizacion de sellado sustancial a temperaturas por lo menos tan bajas como la temperatura de enfriamiento. Esto es particularmente util cuando la manguera se utiliza en aplicaciones criogenicas. Asf, la temperatura a la que la manguera se enfrfa es preferentemente tan baja como la temperatura a la que la manguera se sometera en la utilizacion para la que esta prevista. En general, se prefiere que la temperatura de enfriamiento sea -50 °C o inferior, mas preferentemente -100 °C o inferior, y aun mas preferentemente -150 °C o inferior. Preferentemente, el enfriamiento se lleva a cabo con nitrogeno lfquido, por lo que

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la temperatura de enfriamiento puede ser tan baja como aproximadamente -196 °C.

En tercer lugar, la posibilidad de una rotura por agrietamiento se reduce mucho o incluso se elimina mediante la utilizacion de tension hidrostatica proporcionada por el elemento de compresion

Se prefiere que el elemento interior se fabrique de un material que se contraiga menos que el anillo de sellado cuando se somete a enfriamiento. Esto tiene el efecto de que el enfriamiento del accesorio de extremo provoca que el anillo de sellado sujete el elemento interior mas intensamente, mejorando de este modo el cierre hermetico del accesorio de extremo cuando la manguera se opera a bajas temperaturas.

Preferentemente los enrollamientos y el material de refuerzo se aplican bajo tension con el fin de proporcionar al tubo una integridad estructural buena.

En los aspectos de la invencion descritos anteriormente, los elementos de agarre comprenden cada uno un elemento de agarre helicoidal, mas preferentemente un alambre enrollado helicoidalmente. Las helices de los alambres se disponen normalmente de modo que esten desplazadas entre si a una distancia que corresponde a la mitad de la distancia de las helices. El proposito de los alambres es sujetar el cuerpo tubular firmemente entre los mismos para mantener las capas de cuerpo tubular intactas y para proporcionar integridad estructural a la manguera. Los elementos de agarre interior y exterior pueden ser, por ejemplo, acero dulce, acero inoxidable austenftico o aluminio. Si se desea, los elementos de agarre pueden galvanizarse o recubrirse con un polfmero.

Se apreciara que aunque los alambres que forman los elementos de agarre pueden tener una resistencia a la traccion considerable, la disposicion de los alambres en los enrollamientos significa que los elementos de agarre pueden deformarse cuando se someten a una tension axial relativamente pequena. Cualquier deformacion significativa en los enrollamientos destruira rapidamente la integridad estructural de la manguera.

Segun la invencion la manguera esta provista de un tercer elemento de agarre. El tercer elemento de agarre puede disponerse, por ejemplo, exteriormente al elemento alargado y proporciona a la manguera una resistencia al aplastamiento aun mas mejorada. El tercer elemento de agarre puede ser el mismo que el primer y el segundo elementos de agarre descritos anteriormente y es preferentemente un alambre enrollado helicoidalmente.

Segun la invencion, se proporciona una manguera que comprende un elemento de agarre interior, un elemento de agarre intermedio y un elemento de agarre exterior, disponiendose un primer cuerpo tubular de material flexible entre el elemento de agarre interior y el elemento de agarre intermedio, y un segundo cuerpo tubular de material flexible entre el elemento de agarre intermedio y el elemento de agarre exterior

En una forma de realizacion, se dispone un tercer cuerpo tubular entre un elemento de agarre intermedio adicional y el elemento de agarre exterior, disponiendose el elemento de agarre intermedio adicional entre el segundo y el tercer cuerpo tubular.

Por lo menos uno, y posiblemente dos de los cuerpos tubulares pueden incorporar una capa de sellado. Preferentemente, por lo menos el cuerpo tubular exterior incorpora una capa de sellado. Cada cuerpo tubular contiene por lo menos una capa de refuerzo flexible, que puede ser la misma que las capas de refuerzo flexibles descritas anteriormente. Preferentemente, por lo menos uno, y preferentemente dos, de los cuerpos tubulares comprenden una capa de sellado emparedada entre las capas de refuerzo interior y exterior. El cuerpo tubular en este aspecto de la invencion puede tener las mismas caracterfsticas que el cuerpo tubular descrito anteriormente.

Los elementos de agarre interior, exterior e intermedio comprenden cada uno normalmente un elemento de agarre helicoidal, del modo mas preferente un alambre enrollado helicoidalmente. El proposito de los alambres es sujetar el cuerpo tubular firmemente entre los mismos para mantener las capas de cuerpo tubular intactas y para proporcionar integridad estructural a la manguera. Los elementos de agarre pueden ser, por ejemplo, de acero, acero inoxidable austenftico o aluminio. Si se desea, los elementos de agarre pueden galvanizarse o recubrirse con un polfmero.

Segun otra disposicion incluida a modo de ejemplo, se proporciona un procedimiento de fabricacion de una manguera que comprende:

(a) envolver un primer elemento de agarre alrededor de un mandril tubular para formar un enrollamiento interior;

(b) envolver un primer material laminar alrededor del mandril tubular y el enrollamiento interior para proporcionar un primer cuerpo tubular formado a partir del material laminar;

(c) envolver un segundo elemento de agarre alrededor del cuerpo tubular para formar un enrollamiento intermedio;

(d) envolver un segundo material laminar alrededor del mandril tubular y el enrollamiento interior para proporcionar un segundo cuerpo tubular formado a partir del material laminar; y

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(e) envolver un tercer elemento de agarre alrededor del cuerpo tubular para formar un enrollamiento exterior.

En una disposicion ejemplar, el procedimiento incluye las etapas adicionales siguientes, despues de la etapa (d) y antes de la etapa (e):

(d1) envolver un cuarto elemento de agarre alrededor del cuerpo tubular para formar un enrollamiento intermedio adicional; y

(d2) envolver un tercer material laminar alrededor del mandril tubular y el enrollamiento interior adicional para proporcionar un tercer cuerpo tubular formado a partir del material laminar.

Las etapas d1 y d2 pueden repetirse para proporcionar capas adicionales de material laminar y enrollamientos, para proporcionar una resistencia al impacto adicional. No obstante, en la practica, es improbable que se requieran poner en practica dichas etapas adicionales.

Los elementos de agarre primero, segundo, tercero y cuarto son preferentemente sustancialmente identicos.

Los materiales con forma de lamina primero, segundo y tercero y los cuerpos tubulares primero, segundo y tercero son sustancialmente identicos.

La manguera segun la invencion puede proporcionarse para su utilizacion en una amplia diversidad de condiciones, tales como temperaturas superiores a 100 °C, temperaturas de 0 °C a 100 °C y temperaturas inferiores a 0 °C. Eligiendo adecuadamente el material, la manguera puede utilizarse a temperaturas inferiores a -20 °C, inferiores a - 50 °C o incluso inferiores a -100 °C. Por ejemplo, para el transporte de LNG, la manguera puede tener que operar a temperaturas inferiores a -170 °C, o incluso inferiores. Por ejemplo, tambien se contempla que la manguera pueda utilizarse para transportar oxfgeno lfquido (p.e.: -183 °C) o nitrogeno lfquido (p.e.: -196 °C), en cuyo caso, la manguera puede precisar operar a temperaturas de -200 °C o inferiores.

La manguera segun la invencion tambien puede proporcionarse para su utilizacion en una diversidad de tareas diferentesNormalmente, el diametro interior de la manguera variara de aproximadamente 2 pulgadas (51 mm) a aproximadamente 24 pulgadas (610 mm), mas normalmente de aproximadamente 8 pulgadas (203 mm) a aproximadamente 16 pulgadas (406 mm). El diametro de la manguera es habitualmente por lo menos de 4 pulgadas (102 mm), mas habitualmente por lo menos 6 pulgadas (152 mm).

En general, la presion de operacion de la manguera se encontrara en el intervalo de aproximadamente 500 kPa manometricos hasta aproximadamente 4000 kPa manometricos. Estas presiones se refieren a la presion de operacion de la manguera, no a la presion de reventon (que puede ser varias veces superior). El caudal volumetrico depende del medio fluido, la presion y el diametro interior. Son tfpicos caudales de 1000 m3/h hasta 12000 m3/h.

La manguera segun la invencion tambien puede proporcionarse para su utilizacion con materiales corrosivos, tales como acidos fuertes.

Se hace referencia a continuacion a los dibujos acompanantes, en los que:

La figura 1 es un diagrama esquematico que muestra las tensiones principales a las que se puede someter a la manguera segun la invencion en operacion.

La figura 2 es una vista en seccion transversal esquematica de una manguera.

La figura 3 es una vista en secciones que muestra la disposicion de una capa de refuerzo de la manguera segun la invencion;

La figura 4A es una vista en secciones que muestra la disposicion de una funda de refuerzo axial tubular de la manguera segun la invencion, estando la funda de refuerzo axial en un estado relajado;

La figura 4B es una vista en secciones que muestra la disposicion de una funda de refuerzo axial tubular de la manguera segun la invencion, estando la funda de refuerzo axial en un estado apretado;

Las figuras 5A, 5B, 5C y 5D muestran cuatro aplicaciones de la manguera segun la presente invencion;

La figura 6 es una vista en secciones que muestra una capa de sellado de una manguera segun la invencion;

La figura 7 es una vista en seccion transversal de una manguera segun la invencion;

La figura 8 es una vista en seccion transversal esquematica de un accesorio de extremo para una manguera,

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segun la invencion;

La figura 9 es una vista en seccion transversal de una primera forma de realizacion de una capa de refuerzo alargada para su utilizacion en la manguera segun la invencion; y

La figura 10 es una vista en seccion transversal de una segunda forma de realizacion de una capa de refuerzo alargada para su utilizacion en la manguera segun la invencion.

La figura 1 muestra las tensiones a las que esta sometida normalmente una manguera H durante su utilizacion. La tension circunferencial se designa con las flechas HS y es la tension que actua tangencialmente a la periferia de la manguera H. La tension axial se designa con las flechas AS y es la tension que actua axialmente a lo largo de la longitud de la manguera H. La tension de flexion se designa con FS y es la tension a que actua transversalmente al eje longitudinal de la manguera H cuando se flexiona. La tension de torsion se designa con TS y es una tension de torsion que actua de forma aproximada al eje longitudinal de la manguera. La tension de aplastamiento se designa con CS y es resultado de las cargas aplicadas radialmente al exterior de la manguera H.

La tension circunferencial HS se genera por la presion del fluido en la manguera H. La tension axial AS se genera por la presion del fluido en la manguera y tambien por la combinacion del peso del fluido en la manguera H y por el peso de la manguera H misma. La tension de flexion FS esta provocada por el requerimiento de doblar la manguera H con el fin de posicionarla apropiadamente y por el movimiento de la manguera H durante su utilizacion. La tension de torsion TS esta provocada por la torsion de la manguera. La manguera de la tecnica anterior es capaz, en general, de resistir las tensiones circunferenciales HS, las tensiones de flexion FS y las tensiones de torsion TS, pero es menos capaz de resistir las tensiones axiales AS. Por esta razon, cuando las mangueras de la tecnica anterior se someten a tensiones axiales AS grandes, estas deben soportarse, en general, para minimizar las tensiones axiales AS.

El problema de resistir las tensiones de impacto CS se ha solucionado por la presente invencion. En la figura 2 una manguera se designa generalmente con 10. A fin de mejorar la claridad el enrollado de las diferentes capas en la figura 2 y en otras figuras, no se ha mostrado.

La manguera 10 comprende un cuerpo tubular 12 que comprende una capa de refuerzo interior 14, una capa de refuerzo exterior 16 y una capa de sellado 18 emparedada entre las capas 14 y 16. Una funda de refuerzo 20 generalmente tubular, que proporciona refuerzo axial, se dispone alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo exterior 16.

El cuerpo tubular 12 y la funda tubular 20 se disponen entre un alambre enrollado helicoidalmente interior 22 y un alambre enrollado helicoidalmente exterior 24. Los alambres interior y exterior 22 y 24 se disponen de modo que se desplacen entre si una distancia que corresponde a la mitad de la longitud de paso de la helice de los enrollamientos.

La manguera 10 incluye ademas una capa de refuerzo alargada 30 dispuesta alrededor de la capa de aislamiento 26. Los detalles del elemento alargado 30 no se muestran en la figura 2, pero se muestran en las figuras 9 y 10. El elemento alargado 30 comprende una tira alargada de refuerzo de material que se enrolla helicoidalmente alrededor de la capa de aislamiento 26.

Las capas de refuerzo 14 y 16 comprenden telas tejidas de material sintetico, tales como UHMWPE o fibras de aramida. La figura 3 ilustra la capa de refuerzo interior 14, a partir de la que se observa claramente que la capa de refuerzo interior 14 comprende fibras 14a dispuestas en una direccion de urdimbre W y fibras 14b dispuestas en una direccion de trama F. En la figura 3 solo se muestra la capa 14 con el fin de mejorar la claridad. Se ha hallado inesperadamente que la resistencia axial de la manguera 10 puede mejorarse disponiendo la capa de refuerzo interior 14 de modo que la direccion de urdimbre W se encuentre en un angulo reducido, inferior a 15° y normalmente de aproximadamente 10° al eje longitudinal de la manguera 10. Este angulo se indica mediante el sfmbolo a en la figura 3. La estructura y la orientacion de la capa de refuerzo exterior 16 es sustancialmente identica a la capa de refuerzo interior 14; el angulo a para la capa de refuerzo exterior 16 puede ser el mismo o diferente al angulo a para la capa de refuerzo interior 14.

La capa de sellado 18 comprende una pluralidad de capas de pelfcula de plastico que estan enrolladas alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo interior 14 para proporcionar un cierre hermetico a fluidos entre las capas de refuerzo interior y exterior 14 y 16.

La manguera 10 puede incluir tambien una trenza de refuerzo (no mostrada) dispuesta entre la trenza 20 y los alambres exteriores 24. La trenza de refuerzo adicional puede ser identica a la trenza 20.

La trenza tubular 20 esta formado por dos conjuntos de fibras 20a y 20b que se trenzan para formar una trenza tubular. Esto se muestra en las figuras 4A y 4B - en estas figuras solo se muestra la trenza tubular 20, a fin de mejorar la claridad. Existen espacios 28 entre los conjuntos de fibras 20a y 20b, de modo que cuando la trenza

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tubular se somete a tension axial, las fibras 20a y 20b pueden contraerse desplazandose a los espacios 28. Esto actua de un modo que intenta reducir el diametro de la trenza tubular 20, lo que provoca que se apriete alrededor del cuerpo tubular 12, aumentando asf la integridad estructural y la presion de reventon de la manguera 10. La figura 4B muestra la trenza tubular 20 en un estado apretado.

La capa de sellado 18 se muestra con mas detalle en la figura 6. Proporcionar la capa de sellado 18 mejora la resistencia de la manguera a la tension de flexion FS y a la tension circunferencial HS.

Tal como se muestra en la figura 6, la capa de sellado 18 comprende una pluralidad de capas 18a de una pelfcula fabricada de un primer polfmero (tal como un UHMWPE muy orientado) intercalada con una pluralidad de capas 18b de una pelfcula fabricada de un segundo polfmero (tal como PFTE o FEP), teniendo los dos polfmeros una rigidez diferente. Las capas 18a y 18b se han enrollado alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo interior 14 para proporcionar un cierre hermetico a fluidos entre las capas de refuerzo interior y exterior 14 y 16. Tal como se ha mencionado anteriormente, las capas 18a y 18b no han de disponerse necesariamente de una forma alterna. Por ejemplo, todas las capas 18a podrfan disponerse conjuntamente y todas las capas 18b podrfan disponerse conjuntamente. Ademas, las capas no tienen que estar fabricadas de materiales diferentes.

La manguera 10 puede fabricarse mediante la tecnica siguiente. Como una primera etapa, el alambre interior 22 se enrolla alrededor de un mandril de soporte (no mostrado) a fin de proporcionar una disposicion helicoidal que tenga la distancia deseada. El diametro del mandril de soporte corresponde al diametro interior deseado de la manguera 10. La capa de refuerzo interior 14 se enrolla despues alrededor del alambre interior 22 y el mandril de soporte, de modo que la direccion de urdimbre W se ajuste al angulo a deseado.

Una pluralidad de capas de las pelfculas de plastico 18a, 18b que forman la capa de sellado 18 se enrollan despues alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo interior 14. Habitualmente, las pelfculas 18a y 18b tendrfan una longitud sustancialmente inferior a la longitud de la manguera 10, de modo que una pluralidad de longitudes separadas de las pelfculas 18a y 18b se tendrfan que enrollar alrededor de la capa interior 14. Las pelfculas 18a y 18b se disponen preferentemente en una forma alterna a lo largo del espesor de la capa de sellado 18. Normalmente habra cinco capas separadas de las pelfculas 18a y 18b a lo largo del espesor de la capa de sellado.

La capa de refuerzo exterior 16 se enrolla despues alrededor de la capa de sellado 18, de modo que la direccion de urdimbre W se ajuste al angulo deseado (que puede ser a, o puede ser cualquier otro angulo cercano a a). La trenza de refuerzo axial tubular 20 se estira por encima de la cara exterior de la capa de refuerzo exterior 16. La trenza adicional (si se requiere) se enrolla despues alrededor de la trenza 20.

Despues, el alambre exterior 24 se enrolla alrededor de la trenza adicional (o la trenza 20, si no se proporciona la trenza adicional), a fin de proporcionar la disposicion helicoidal que tenga el paso deseado. El paso del alambre exterior 24 serfa normalmente el mismo que el paso del alambre interior 22, y la posicion del alambre 24 serfa normalmente de modo los enrollamientos del alambre 24 esten desplazados con respecto a los enrollamientos del alambre 22 por una distancia correspondiente a la mitad de la longitud de paso; esto se ilustra en la figura 2, en la que la longitud de paso se designa como p.

Los extremos de la manguera 10 pueden cerrarse hermeticamente enroscando una manga en un inserto dentro de la manguera 10. Esta terminacion se aplica en general despues de haber retirado la manguera 10 del mandril.

Los extremos de la manguera 10 pueden cerrarse hermeticamente utilizando el accesorio de extremo 200 mostrado en la figura 8. En la figura 8, la manguera 10 no se ha mostrado, para mejorar la claridad. El accesorio de extremo 200 comprende un elemento interior tubular 202 que tiene un extremo de manguera 202a y un extremo trasero 202b. El accesorio de extremo 200 incluye ademas un elemento de sellado que comprende un anillo de sellado de PTFE 204 y un anillo partido de acero inoxidable 206 alrededor del anillo de sellado de PTFE 204.

El accesorio de extremo 200 incluye adicionalmente un medio de transferencia de carga que comprende un elemento de engranaje de manguera 208, un elemento de transferencia de carga 210 y un elemento de extremo en la forma de una placa con forma de disco 212. El elemento de transferencia de carga comprende una placa con forma de disco 214 y por lo menos una varilla de transferencia de carga 216. En la figura 2 hay dos de las varillas 216, pero es posible proporcionar tres o mas de las varillas 216. Una tuerca de sujecion 218 se proporciona en cada varilla 216. Las placas 212 y 214 tienen aberturas 212a y 214a respectivamente para recibir las varillas 216.

La placa 212 esta provista ademas de aberturas 212b, y el extremo inferior 202b del elemento interior 202 esta provisto ademas de aberturas 202. Los pernos de sujecion 220 se extienden a lo largo de las aberturas 202b y 212b para fijar la placa 212 al extremo inferior 202 del elemento interior 202. En la figura 2 se muestran dos pernos de fijacion 220 y las aberturas asociadas, pero se apreciara que podrfan disponerse menos o mas pernos de fijacion 220 y aberturas asociadas.

El elemento de engranaje de manguera 208 esta provisto de un rebaje helicoidal interior en forma de surcos 208 que estan adaptados para recibir el alambre exterior 24 de la manguera 10 en el mismo. El elemento interior 202 esta

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provisto de un rebaje helicoidal exterior en forma de surcos 202 que esta adaptado para recibir el alambre interior 22 en el mismo. Se observara en la figura 2 que, al igual que los alambres interior y exterior 22 y 24, los surcos 208a y 202d estan separados por la mitad de la longitud de paso p.

El elemento interior 202 esta provisto de dos prolongaciones circunferenciales 202e que se ubican por debajo del anillo de sellado 204. Las prolongaciones 202 sirven para mejorar el cierre hermetico del elemento tubular 12 entre el elemento interior 202 y el anillo de sellado 204, y ayudan a evitar que el elemento tubular se vea desplazado involuntariamente de su posicion.

La manguera 10 se asegura al accesorio de extremo 200 del modo siguiente. El elemento interior 202 se enrosca en el extremo de la manguera 10, de modo que la manguera 10 repose cerca de la placa 212. El alambre interior 22 se admite en los surcos 202 y el alambre exterior 24 se admite en los surcos 208. Los alambres interior y exterior 22 y 24 se recortan de modo que no se extiendan a lo largo del elemento interior 202 mas alla de los surcos 202d y 208a. El aislamiento 26 tambien se recorta en este punto. La capa de refuerzo interior 14 tambien se recorta en este punto, o en cualquier punto antes de que la capa de refuerzo interior 14 alcance el anillo de sellado 204. Esto significa que la capa de sellado 18 se engrana directamente con la superficie exterior del elemento interior 202. El resto del cuerpo tubular 12, no obstante, se deja que se extienda a largo del elemento interior 202 entre el elemento interior 202 y el anillo de sellado 204.

El elemento de engranaje de manguera 208 se aprieta despues para provocar que se cierre sobre la manguera 10 engranandose firmemente con la manguera 10. Despues se aprietan las tuercas 218, lo que induce alguna tension axial en la manguera 10, absorbiendo de este modo cualquier vibracion del sistema. Estas fuerzas se transmiten desde el elemento de engranaje de manguera 208, a la placa 214, a la varilla 216, a la placa 212 y al extremo inferior 202b del elemento interior 202. El elemento tubular 20 se desliza sobre la superficie superior del elemento de engranaje de manguera 208, y se asegura a las prolongaciones 208b que se extienden desde la superficie superior del elemento de engranaje de manguera 208.

El cuerpo tubular 12 se extiende por debajo del anillo de sellado 204. Despues de haber apretado el elemento de engranaje de manguera 208 y las tuercas 218, se aprieta el anillo partido 206 para aumentar la fuerza aplicada sobre el cuerpo tubular 12 por el anillo de sellado 204.

El accesorio de extremo 200 se enfrfa despues a baja temperatura mediante nitrogeno lfquido. Esto provoca que el anillo de sellado 204 se contraiga relativamente mas que el anillo partido 206, por lo que la fuerza de compresion aplicada sobre el anillo de sellado 204 por el anillo partido 206 se reduce. Mientras el anillo partido 206 y el anillo de sellado 204 estan a una temperatura relativamente baja, el anillo partido 206 se aprieta de nuevo. A continuacion se deja aumentar la temperatura a condiciones ambientales, por lo que la fuerza de compresion sobre al anillo de sellado aumenta gracias a la expansion mayor del anillo de sellado 204 con respecto al anillo partido 206.

Esto completa el accesorio de extremo para la manguera 10. El elemento de engranaje de manguera 208 proporciona algun cierre hermetico del extremo de la manguera 208, y ayuda a recoger fuerzas axiales en la manguera 10 alrededor del anillo de sellado 204. El anillo de sellado 204 proporciona el resto del cierre hermetico de la manguera 10.

Las figuras 5A a 5D muestran tres aplicaciones de la manguera 10. En cada una de las figuras 5A a 5C un recipiente de produccion flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) 102 se une a un transportador de LNG 104 por medio de una manguera 10 segun la invencion. La manguera 10 transporta LNG desde un tanque de almacenamiento del FPSO 102 a un tanque de almacenamiento del transportador de LNG 104. En la figura 5A, la manguera 10 descansa por encima del nivel del mar 106. En la figura 5B, la manguera 10 esta sumergida por debajo del nivel del mar 106. En la figura 5C, la manguera 10 flota cerca de la superficie del mar. En cada caso la manguera 10 transporta el LNG si ningun soporte intermedio. En la figura 5D el transportador de LNG se une a una instalacion de almacenamiento con base en tierra 108 por medio de la manguera 10.

La manguera 10 puede utilizarse para muchas otras aplicaciones aparte de las aplicaciones mostradas en las figuras 5A a 5C. La manguera puede utilizarse en condiciones criogenicas y no criogenicas.

A continuacion se hara referencia a la figura 9 que muestrea una vista en seccion transversal de una forma de realizacion de la capa de refuerzo alargada 30. La capa 30 comprende un perfil continuo 32 que contiene una camara de flotacion 34 que se extiende longitudinalmente y un elemento de refuerzo 35 que se extiende longitudinalmente. El perfil 32 tiene bordes longitudinales opuestos 36 y 38. Una formacion de enclavamiento 40 y 42 que se extiende longitudinalmente es integral con el borde respectivo 36, 38. Cada formacion 40 y 42 se provee de un elemento de retencion respectivo 44 y 46.

Las formaciones 40 y 42 estan dispuestas en direcciones opuestas, de modo que la capa 30 se enrolle helicoidalmente alrededor del resto de la manguera 10, las formaciones 40 y 42 pueden interengranarse, tal como se muestra en la figura 9. Los elementos de retencion 44 y 46 evitan que las formaciones 40 y 42 se desengranen.

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A continuacion se hara referencia a la figura 10 que muestra una vista en seccion transversal de otra forma de realizacion de la capa de refuerzo alargada 30, que se ha designado como 130. La capa 130 comprende un perfil continuo 132. El perfil 32 tiene bordes longitudinales opuestos 136 y 138. Una formacion de interengranaje 140 y 142 que se extiende longitudinalmente es integral con el borde respectivo 136, 138. Cada formacion 140 y 142 comprende un perfil con contorno que tiene prolongaciones 140 y 142 y rebajes 140b y 142b, de modo que las prolongaciones 140 puedan ser recibidas, e interengranarse con, los rebajes 142b, y las prolongaciones 142 puedan ser recibidas, e interengranarse con, los rebajes 140b. La configuracion es tal que cuando las prolongaciones y los rebajes se interengranan, no hay ningun espacio entre las formaciones 140 y 142.

Las formaciones 140 y 142 estan dispuestas orientadas en direcciones opuestas, de modo que cuando la capa 130 se enrolla helicoidalmente alrededor del resto de la manguera 10, las formaciones 140 y 142 pueden interengranarse. Las formaciones 140 y 142 pueden fijarse conjuntamente por cualquier medio de union conveniente.

El perfil 132 tiene una forma corrugada que facilita que el elemento 130 acomode fuerzas de doblado.

La capa de refuerzo 130 incluye un elemento de refuerzo 135 que se extiende longitudinalmente. En la figura 10, adicional o alternativamente, las ubicaciones para el elemento de refuerzo 135 estan indicadas con los numeros de referencia 135a, 135b, 135c, 135d, 135e y 135f.

La figura 7 muestra una manguera segun la invencion. En la figura 10 la manguera se designa en general como 310. La manguera 310 comprende un primer cuerpo tubular 312 que comprende una capa de refuerzo interior (no mostrada especfficamente), una capa de refuerzo exterior (no mostrada especfficamente) y una capa de sellado (no mostrada especfficamente) emparedada entre las capas de refuerzo. El cuerpo tubular puede incluir adicionalmente, en general, una trenza de refuerzo tubular (no mostrada especfficamente), que proporciona un refuerzo axial, que esta dispuesta dentro o alrededor de la superficie exterior de la capa de refuerzo exterior.

El cuerpo tubular 312 se dispone entre un alambre enrollado helicoidalmente interior 322 y un alambre enrollado helicoidalmente exterior 324. Los alambres de sujecion interior y exterior 322 y 324 se disponen de modo que esten desplazados entre sf una distancia que corresponde a la mitad de la longitud de paso de la helice de los enrollamientos. La manguera 310 comprende adicionalmente un segundo cuerpo tubular 332 dispuesto alrededor del alambre enrollado helicoidalmente interior 324. El segundo cuerpo tubular 332 esta dispuesto entre un alambre enrollado helicoidalmente exterior 326 y el alambre enrollado helicoidalmente intermedio 324. Los alambres de sujecion intermedio y exterior 324 y 326 se disponen de modo que esten desplazados entre sf por una distancia que corresponde a la mitad de la longitud de paso de la helice de los enrollamientos.

Si se desea, puede disponerse una capa de refuerzo como la capa de refuerzo 30 alrededor del alambre de sujecion exterior 326. Como alternativa podrfa proporcionarse una capa de aislamiento u otra capa de recubrimiento alrededor del alambre de sujecion exterior 326.

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   1. Manguera (10), que comprende:

   un primer elemento de agarre (322);

   un primer cuerpo tubular (312) de material flexible dispuesto sobre el primer elemento de agarre, un segundo elemento de agarre (324) dispuesto sobre el primer cuerpo tubular;

   un segundo cuerpo tubular (332) de material flexible dispuesto alrededor del segundo elemento de agarre; un tercer elemento de agarre (326) dispuesto sobre el segundo cuerpo tubular; y

   un elemento alargado (30; 130) que tiene bordes longitudinales opuestos (36, 38; 136, 138), estando el elemento alargado helicoidalmente enrollado alrededor del tercer elemento de agarre de modo que los bordes longitudinales opuestos de la capa esten en una disposicion adyacente o superpuesta, incluyendo cada borde longitudinal una formacion (40; 140) que puede interengranarse con una formacion cooperante (42, 142) en el borde longitudinal opuesto, estando el elemento alargado provisto de por lo menos un elemento de refuerzo (35; 135) que se extiende a lo largo del eje longitudinal del elemento alargado.
2. 2. Manguera segun la reivindicacion 1, en la que el o cada elemento de refuerzo es un material metalico o un material compuesto.
3. 3. Manguera segun la reivindicacion 1 o 2, en la que el modulo elastico del o de cada elemento de refuerzo es de
4. 20.000 MPa a 250.000 MPa.
5. 4. Manguera segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en la que el modulo elastico del o de cada elemento de refuerzo es de
6. 50.000 MPa a 200.000 MPa.
7. 5. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el modulo elastico del elemento alargado (30; 130) es de 10 MPa a 3.000 MPa.
8. 6. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el modulo elastico del material del elemento de refuerzo es por lo menos 15 veces el modulo elastico del material del elemento alargado.
9. 7. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el area total de la seccion transversal del elemento o elementos de refuerzo es inferior a la mitad del area total de la seccion transversal del elemento alargado.
10. 8. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el area total de la seccion transversal del elemento o elementos de refuerzo es inferior o igual a un cuarto del area total de la seccion transversal del elemento alargado.
11. 9. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el area total de la seccion transversal del elemento o elementos de refuerzo es inferior o igual a un decimo del area total de la seccion transversal del elemento alargado.
12. 10. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el area de la seccion transversal del elemento alargado y del o de cada elemento de refuerzo permanece sustancialmente constante a lo largo de la longitud de dichos elementos.
13. 11. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de refuerzo es una varilla solida o un tubo.
14. 12. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de refuerzo tiene una forma en seccion transversal circular, cuadrada, rectangular o elfptica.
15. 13. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de refuerzo esta realizado a partir de un material flexible que es mas rfgido que el material del elemento alargado.
16. 14. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las formaciones de interengranaje (40, 42; 140, 142) estan dispuestas de modo que, cuando se interengranan, proporcionan un cierre hermetico continuo impermeable al agua.
17. 15. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada formacion de interengranaje comprende una formacion de enclavamiento (40, 42) capaz de bloquear juntas las formaciones una vez estas se han

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    juntado.
18. 16. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento alargado (30) incluye por lo menos una camara cerrada (34) y la o cada camara tiene una densidad inferior a la del resto del elemento alargado.
19. 17. Manguera segun la reivindicacion 16, en la que por lo menos una de las camaras cerradas contiene uno o mas de los elementos de refuerzo (35).
20. 18. Manguera segun la reivindicacion 16 o 17, en la que por lo menos una de las camaras cerradas contiene un gas, una espuma o un polfmero celular.
21. 19. Manguera segun la reivindicacion 16, 17 o 18, en la que estan previstas dos camaras adyacentes que discurren ambas longitudinalmente a lo largo de sustancialmente toda la longitud del elemento alargado.
22. 20. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cuerpo tubular (12) comprende una capa de refuerzo (14, 16) y una capa de sellado (18).
23. 21. Manguera segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cuerpo tubular comprende una capa de sellado (18) dispuesta entre las capas de refuerzo interior y exterior (14, 16).
24. 22. Manguera segun la reivindicacion 1, en la que un tercer cuerpo tubular esta dispuesto alrededor del tercer elemento de agarre.
25. 23. Manguera segun la reivindicacion 22, en la que por lo menos uno de los cuerpos tubulares incluye una capa de sellado.
26. 24. Manguera segun la reivindicacion 22 o 23, en la que cada cuerpo tubular incluye por lo menos una capa de refuerzo flexible.
27. 25. Manguera segun la reivindicacion 22, 23 o 24, en la que por lo menos un cuerpo tubular comprende una capa de sellado emparedada entre unas capas de refuerzo interior y exterior.
28. 26. Manguera segun la reivindicacion 1, en la que los elementos de agarre interior, exterior e intermedio comprenden cada uno un elemento de agarre helicoidal (322, 324, 326).
29. 27. Manguera segun la reivindicacion 26, en la que los elementos de agarre interior, exterior e intermedio comprenden cada uno un alambre helicoidalmente enrollado.
30. 28. Procedimiento para fabricar una manguera (10), que comprende:

    (a) envolver un primer elemento de agarre (322) alrededor de un mandril tubular para formar un enrollamiento interior;

    (b) envolver un material laminar alrededor del enrollamiento interior para proporcionar un cuerpo tubular (12) formado a partir del material laminar;

    (c) envolver un segundo elemento de agarre (324) alrededor del cuerpo tubular para formar un enrollamiento intermedio;

    (d) envolver un segundo material laminar (332) alrededor del segundo elemento de agarre para proporcionar un segundo cuerpo tubular formado a partir del material laminar;

    (e) envolver un tercer elemento de agarre (326) alrededor del segundo cuerpo tubular para formar un enrollamiento intermedio;

    (f) envolver un elemento alargado (30; 130) alrededor del enrollamiento exterior, presentando el elemento alargado unos bordes longitudinales opuestos (36, 38; 136, 138) e incluyendo cada borde longitudinal del elemento alargado una formacion que puede interengranarse con una formacion cooperante en el borde longitudinal opuesto, estando el elemento alargado provisto de por lo menos un elemento de refuerzo que se extiende a lo largo del eje longitudinal del elemento alargado, y estando el elemento alargado helicoidalmente enrollado alrededor del enrollamiento exterior de modo que los bordes longitudinales opuestos (36, 38; 136, 138) del elemento alargado esten en una disposicion adyacente o superpuesta, y engranando las formaciones (40, 42; 140, 142) de bordes adyacentes o superpuestos entre si;

    (g) fijar los extremos de la manguera producida en la etapa (f); y

    (h) retirar la manguera del mandril.