ES2606757T3

ES2606757T3 - Junta elástica

Info

Publication number: ES2606757T3
Application number: ES05712800.1T
Authority: ES
Inventors: Horace P. Halling
Original assignee: American Seal and Engineering Co Inc
Current assignee: American Seal and Engineering Co Inc
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2017-03-27
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: US20100259016A1; US20080224422A1; EP3073164A1; ES2746949T3; EP3073164B1; EP3591275A1; PL2040576T3; WO2006085853A1; HUE030582T2; PT3073164T; EP1841997A1; EP1841997A4; PL1841997T3; EP1841997B1; US8152172B2

Abstract

Junta anular que comprende una primera zona terminal con un primer extremo distante, una segunda zona terminal generalmente curvada que se prolonga hasta un segundo extremo distante y un cuerpo central entre y contiguo a dichas primera y segunda zonas terminales, dicha junta anular teniendo un primer lado y un segundo lado opuesto, dicha segunda zona terminal se curva según una primera dirección de acuerdo con un radio predeterminado de modo que el segundo extremo distante quede enfrentado al primer lado de dicha junta anular y dichos primer y segundo extremos distantes no queden orientados uno hacia otro caracterizada por que dicha junta anular tiene una sección transversal en general en forma de J y que dicho cuerpo central tiene en general forma troncocónica y sin puntos de inflexión.

Description

DESCRIPCION

Junta elastica 5 Sector de la tecnica

[0001] La presente invention se refiere en general a juntas anulares.

Estado de la tecnica anterior

10

[0002] En las aplicaciones en las que es necesario confinar fluidos presurizados se utilizan juntas metalicas elasticas cuando los materiales elastomericos y polimericos no se pueden utilizar debido a las presiones extremadamente altas o temperaturas altas y/o medios agresivos. Las juntas metalicas elasticas se producen de diferentes configuraciones que estan disenadas para cumplir una serie de requerimientos funcionales.

15

[0003] Una junta metalica elastica del estado de la tecnica anterior se conoce como junta axial C. La junta C que se comercializa con tres orientaciones basicas se desarrollo como una mejora en flexibilidad de las juntas anulares metalicas huecas. La junta axial C que esta prevista para hacer estanco el espacio entre dos superficies cillndricas concentricas se muestra en las figuras IA e IB. Como se muestra en la section transversal de la figura IA

20 la junta axial C 10 del estado de la tecnica anterior tiene una parte arqueada 12 una superficie de estanquidad externa 16 y una superficie de estanquidad interna 14. Estas caracterlsticas tambien se muestran en la figura IB que es una vista ampliada de la parte de la vista de la figura IA. Las llneas perimetrales que pasa a traves de los puntos de los cuadrantes de la seccion mostrada en la figura IB se conocen como llneas de sellado. Al igual que junta anular metalica la junta axial C se puede utilizar para sellar huecos entre superficies cillndricas en aplicaciones 25 principalmente estaticas.

[0004] Otras juntas del estado de la tecnica anterior se han desarrollado para desempenar estas funciones mencionadas. Algunas de estas juntas estan divulgadas en los documentos de patentes de numeros 44575234, 4854600, 5799954, 6257594 y 6446978. Estas juntas del estado de la tecnica anterior cumplen su objetivo pero

30 presentan limitaciones cuando se les exige que se actuen sometidas a presion y no son capaces de compensar una falta de alineacion lateral significativa de las superficies cillndricas a sellar.

[0005] Las juntas, incluyendo las juntas axiales C del estado de la tecnica anterior se usan tlpicamente para los empalmes y otros dispositivos son parte de la sistemas de transmision o confinamiento de fluidos. En el caso de

35 un empalme una sonda hueca rlgido normalmente se inserta en un receptaculo hueco del sistema de transmision de fluidos. El receptaculo contiene una junta anular de sellado o varias que se dilatan al insertarse la sonda. Esta expansion consigue las tensiones de contacto necesarios para el sellado. Las tensiones de contacto son necesarias para el sellado. Las tensiones de contacto consiguen un confinamiento de los fluidos entre ambos cuerpos a sellar. En algunos ejemplos la sonda se introduce a presion en el receptaculo sin que las llneas de centros de los ejes de 40 los dos componentes esten alineadas como es debido como resultado de una instalacion in situ imperfecta. Cuando esto ocurre la sonda puede desplazar un lado de la junta axial C hasta una position tal que la junta ya no puede ser suficientemente elastica para deformarse elasticamente. Como resultado se puede abrir un hueco en el lado opuesto lo que deriva en una fuga del fluido cuando la junta esta sometida a presion.

45 [0006] Algunas juntas del estado de la tecnica anterior cuando se utilizan para sellar la union de dos

superficies cillndricas sujetas a vibraciones sufren desplazamientos a lo largo de las superficies cillndricas. Este es el resultado de que las juntas del estado de la tecnica anterior solo sujeten levemente ambas superficies cillndricas. El movimiento de la junta es de ida y vuelta lo que hace que el desgaste de la junta y de las superficies que conecta sea excesivo.

50

[0007] Otro inconveniente de muchas juntas del estado de la tecnica anterior es su poca fiabilidad. Esto causa problemas cuando hace falta sacar y meter las sondas repetidas veces.

[0008] Otro inconveniente es que algunas de las juntas del estado de la tecnica anterior con actuation bajo 55 presion se deforman mucho plasticamente cuando se instalan y tienen poca recuperation elastica (o sea efecto

muelle) desde su estado de maxima compresion, normalmente inferior al 3% de la altura libre o sin comprimir.

[0009] El documento GB2129505 A se refiere a una junta anular flexible por torsion divulgando una junta anular flexible por torsion que es una junta anular de sellado elastica y metalica para un par de cuerpos anulares

huecos concentricos y sometidos a alta presion y temperatura de un fluido que fluye por ellos y que tienen coeficientes de dilatacion termica diferentes y/o estan a temperaturas diferentes. Esta junta comprende una parte central rebajada una primera parte de sellado curvilinea en un extremo de la parte central y una segunda parte sellante curvilinea en el otro extremo de la parte central. Como se muestra la parte de rebajada central es 5 troncoconica y en una segunda realizacion tiene partes convexas y concavas. La primera y segunda partes de sellado sellan las superficies cilindricas internas y externas definidas por el par de cuerpos anulares, incluyendo este sellado al menos dos lineas de sellado circulares en planos diferentes. Se puede aplicar un revestimiento resistente al desgaste a la junta de sellado o a las superficies cilindricas.

10 [0010] El documento EP0821190 A1 se refiere a una junta metalica, en particular, para un dispositivo tipo

valvula. El anillo consta de una seccion que tiene la forma de una garra para asegurar un sellado estatico y una parte curva que constituye el sellado dinamico y con un radio curvatura que varia segun la misma direccion. La parte curva de la junta estara disenada para encajar en un componente rigido formando un rebaje de sellado. Las dos partes de la junta de sellado se unen mediante un segmento recto que forma un angulo igual o inferior a 130° con la 15 garra y la variation del radio de la parte curva puede ser continua o discontinua.

[0011] El documento US5158305 A se refiere a una junta de dos elementos activada por presion. Un anillo de

sellado que incluye un primer y segundo elementos anulares cada uno teniendo una seccion transversal practicamente con forma de J. Cada elemento incluye una pata y una parte arqueada, estando la zona arqueada del 20 primer y segundo los elementos anulares entrelazadas formando un pivote entre el primer y segundo elementos anulares. Las patas del primer y segundo elementos anulares forman un angulo agudo entres si, formando una abertura de envolvente anular en forma de V divergente hacia un deposito de fluido de alta presion cuando se instala el anillo de sellado.

25 [0012] El documento NL7804130 A divulga una junta de acuerdo con el preambulo de la revindication 1.

RESUMEN DE LA INVENCION

[0013] Es un objeto de la presente invention proporcionar un una junta anular elastica mejorada y util en la 30 que se hayan eliminado los problemas mencionados. Para conseguir el objeto mencionado se facilita una junta

anular elastica de acuerdo con la reivindicacion 1. Las realizaciones ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.

[0014] Ventajosamente se proporciona una junta para el confinamiento de fluidos y gases a presiones altas o 35 moderadas a temperaturas que van desde la criogenia a altos niveles. La junta tiene una seccion transversal general

global en forma de J o de gancho. Ventajosamente la junta es una junta con reborde anular que tiene la capacidad de ofrecer mejores prestaciones en general y en particular cuando los dos objetos que se tienen que sellar estan desplazados un con respecto a otro lateral, angular o axialmente.

40 [0015] Ventajosamente una junta anular tiene una forma de seccion transversal general de J y comprende

una primera zona terminal con un extremo distante, una segunda zona terminal en general curvada que se prolonga hasta un segundo extremo distante y un cuerpo central entre y contiguo a la primera y segunda partes terminales. La junta anular tiene un primer lado y un segundo lado opuesto. La parte del segundo extremo se curva segun una primera direccion de acuerdo con un radio prefijado de modo que el segundo extremo distante queda enfrentado al 45 primer lado de la junta anular y el primer y segundo extremos distantes no quedan orientados uno hacia otro.

[0016] Ventajosamente una junta anular comprende un primer lado y un segundo lado opuesto, un cuerpo central generalmente troncoconico que tiene extremos opuestos una primera zona terminal contigua a uno de los extremos opuestos del cuerpo central generalmente troncoconico y una segunda zona terminal generalmente

50 curvada contigua al otro de los extremos opuestos del cuerpo central generalmente troncoconico. La primera zona terminal tiene un primer extremo distante. La segunda zona terminal se prolonga hasta un segundo extremo distante. La segunda zona terminal se curva segun una primera direccion de acuerdo con un radio determinado de modo que el segundo extremo distante queda enfrentado al primer lado de la junta anular y el primer y segundo extremos distantes no quedan orientados uno hacia otro.

55

[0017] Ventajosamente una junta anular tiene una seccion transversal generalmente de gancho, un primer lado y un segundo lado opuesto. La junta anular comprende una primera zona terminal que tiene un primer extremo distante y una segunda zona terminal curvada que se prolonga hasta un segundo extremo distante y un cuerpo central entre y contiguo a la primera y segunda partes terminales. La segunda zona terminal se curva segun una

primera direccion de acuerdo con un radio predeterminado de modo que el segundo extremo distante queda enfrentado al primer lado de la junta anular y el primer y segundo extremos distantes no quedan orientados uno hacia otro.

5 [0018] Ventajosamente una junta metalica anular comprende un primer lado y en segundo lado opuesto un

cuerpo central generalmente troncoconico que tiene extremos opuestos, una primera zona terminal contigua a uno de los extremos opuestos del cuerpo central generalmente troncoconico y una segunda zona terminal curvada contigua al otro de los extremos opuestos del cuerpo central generalmente troncoconico. La primera zona terminal tiene un primer extremo distante. La segunda zona terminal se prolonga hasta el segundo extremo distante. La junta 10 anular tiene un espesor que se va reduciendo segun la direccion hacia el primer extremo distante. El primer extremo distante esta algo angulado segun una primera direccion. La segunda zona terminal se curva segun la primera direccion de acuerdo con un radio predeterminado de modo que el segundo extremo distante queda enfrentado al primer lado de la junta metalica anular y el primer y segundo extremos no estan orientados uno hacia otro.

15 [0019] Otras caracterlsticas y ventajas de la presente invention se comentaran en este documento

continuation.

Breve description de las figuras

20 [0020] Las caracterlsticas anteriores de la presente invencion resultaran mas claras y se entenderan

haciendo referencia a la siguiente descripcion detallada de una realization ilustrativa de la presente invencion en conjunto con las figuras adjuntas en las que:

la figura 1A es una vista de perfil de section longitudinal de una junta axial C del estado de la tecnica anterior 25 la figura 1B es una vista ampliada de una parte de la vista mostrada en la figura 1A

la figura 2A es una vista de planta de una junta de acuerdo con una realizacion de la presente invencion - la figura 2B es una vista de perfil de seccion longitudinal segun el plano 2B-2B de la figura 2a; la figura 2C es una vista ampliada de la parte de la vista mostrada en la figura 2B la figura 2D es una vista de seccion transversal ampliada mas segun el plano 2D- 2D de la figura 2A 30 la figura 3A es una vista de planta de una junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion

la figura 3B es una vista de perfil de una seccion longitudinal segun el plano 3B-3B de la figura 3a

la figura 3C es una vista de seccion transversal segun el plano 3C-3C de la figura 3A

la figuras 4 es una vista de seccion transversal que ilustra la instalacion de la junta de la figura 3A en un cuerpo de

un empalme

35 la figura 5 es una vista de seccion transversal basada en la figura 4 que muestra la junta de la figura 3A instalada en el cuerpo del empalme con el eje de la sonda desplazado hacia la derecha

la figura 6 es una vista de seccion transversal similar a la vista de la figura 5 que muestra el eje de la sonda desplazado hacia la izquierda

la figura 7 es una vista de seccion transversal de la junta instalada en el cuerpo del empalme a la presion de trabajo 40 la figura 8A es una vista de planta de una junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion

la figura 8B es una vista de perfil de la seccion longitudinal segun el plano 8B-8B de la figura 8A

la figura 8C es una vista de seccion transversal segun el plano 8C-8C de la figura 8A

la figura 9A es una vista de planta de la junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion

la figura 9B es una vista de seccion transversal de una seccion longitudinal segun el plano 9B-9B de la figura 9A

45 la figura 9C es una vista ampliada de una parte de la vista mostrada en la figura 9B

la figura 9D es una vista de seccion transversal de la junta de la figura 9A instalada en una cavidad entre dos componentes

la figura 10A es una vista de planta de la junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion la figura 10B es una vista seccion transversal de seccion longitudinal segun el plano 10B-10B de la figura 10A 50 la figura 10C es una vista ampliada de una parte de la vista mostrada en la figura 10B

la figura 10D es una vista seccion transversal parcial que ilustra la instalacion de la junta de la figura 10A

las figuras 11A y 11B son vistas de seccion transversal que ilustran la instalacion de una junta de acuerdo con otra

realizacion de la presente invencion

'- la figura 12 es una vista de seccion transversal similar a la figura 3C de la junta de acuerdo con otra realizacion de 55 la presente invencion

la figura 13s es una vista de seccion transversal similar a la vista mostrada en la figura 10C de una junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion y

la figura 14 es una vista de seccion transversal similar a la vista mostrada en la figura 9C de una junta de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion.

Modos de realizacion de la invencion

[0021] La siguiente description hace referencia a las figuras 1- 14. Estas figuras muestran varias 5 realizaciones de la presente invencion. Las figuras no estan dibujadas a escala. La junta de la presente invencion es

una junta axial/radial que se puede utilizar para aplicaciones dinamicas de baja velocidad donde el movimiento axial relativo entre dos superficies cillndricas concentricas es debido, por ejemplo, a la dilatation termica. La junta de la presente invencion puede compensar expansiones radiales relativas y algo de la excentricidad y/o desplazamiento angular entre los dos cilindros as! como desplazamientos rotacionales. Especlficamente la junta de la presente

10 invencion combina un clrculo de contacto de sellado relativamente rlgido para engancharse a una de las superficies cillndricas y uno con reborde muy flexible que engancha en la otra superficie cillndrica. La estructura particular de la junta de la presente invencion garantiza que la junta quede limitada en su movimiento axial y otros movimientos con respecto a una de las superficies cillndricas permitiendo un movimiento con poca resistencia de la otra superficie cillndrica.

15

[0022] Haciendo referencia las figuras 2A, 2B, 2C y 2D se muestran varias vistas de la junta 50 de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. La junta 50 tiene una forma practicamente anular y tiene un cierto grado predeterminado de elasticidad. La junta 50 tiene en general una section transversal en forma de J o de gancho. La junta 50 comprende una primera zona terminal 52. La primera zona terminal 52 tiene un extremo distante

20 54. Este extremo distante define una arista 55. La junta 50 ademas comprende una segunda zona terminal generalmente curvada 56 que incluye una parte arqueada o curvada 57. La segunda zona terminal 56 se prolonga hasta el extremo distante 58. El extremo distante 58 define una arista 59. La junta 50 ademas comprende un cuerpo central 60 que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 52 y a la segunda zona terminal 56. En una realizacion preferida el cuerpo central 60 en general tiene forma troncoconica. En una realizacion preferida el cuerpo

25 central 60 esta configurado sin puntos de inflexion. La junta 50 tiene un primer lado 70 y un segundo lado opuesto 72. La segunda zona terminal 56 se curva segun una primera direction 73 de acuerdo con un radio predeterminado de la parte arqueada 57 de modo que el extremo distante 58 quede enfrentado al primer lado 70 a una distancia X1 y los extremos distantes 54 y 58 no queden orientados uno hacia otro. Las caracterlsticas mencionadas anteriormente tambien se muestran en la figura 2C que es una vista ampliada de la parte de la vista de la figura 2B.

30 Como se muestra en las figuras 2A y 2D la junta 50 tiene un diametro externo D1, un diametro interno D2, una anchura radial W y una altura H. En esta realizacion particular la zona terminal 52 define un diametro interno D2.

[0023] Haciendo referencia a la figura 2D en una realizacion la primera zona terminal 52 esta ligeramente angulada segun una primera direccion 73 con respecto a la llnea referencia discontinua 90. En una realizacion de la

35 invencion la junta 50 tiene un espesor T que decrece segun se aproxima a la parte del extremo distante 52. En una realizacion preferida la tasa de reduction es practicamente constante. Se ha comprobado que dicha reduction del espesor aumenta o mejora la flexibilidad de la junta 50. Preferiblemente, como resultado del chaflan el espesor de la junta 50 en la primera zona terminal 52 es aproximadamente de un 70% del espesor de la junta 50 en la segunda zona terminal 56.

40

[0024] Preferiblemente la zona terminal 52 tiene un nivel de rigidez que garantiza la redondez y la estabilidad y que tambien facilita el enganche con una superficie cillndrica interna cuando se instala. Ejemplos de dichas superficies cillndricas internas serlan pistones, barras o vastagos. El tamano relativamente pequeno y la rigidez de la zona terminal 52 evitan un aumento de las fuerzas que producen deslizamiento y de instalacion. Ademas el tamano

45 relativamente pequeno de la zona terminal 52 reduce el momento de inercia del area situada en el extremo de la junta 50 y por lo tanto reduce la resistencia a la deflexion de la junta en dicho extremo. Preferiblemente la zona terminal 56 tiene un nivel relativamente alto de rigidez de modo que cuando se instala la junta 50 la zona terminal 56 se pega bien a la superficie cillndrica externa de la cavidad de sellado, resistiendo as! las fuerzas axiales del extremo que puede deslizar de la junta 50. El resultado es una junta hermetica sin fugas. Un ejemplo de dicha

50 superficie de la cavidad cillndrica externa serla la superficie interna de un taladro, tubo o agujero.

[0025] El tamano de la junta 50 puede variar para utilizarse en varias aplicaciones. Por ejemplo, en una realizacion el diametro externo D1 es de 78,18 mm aproximadamente, el diametro interno D2 aproximadamente de 70,76 mm, la anchura radial W aproximadamente de 3,7 mm y la altura H aproximadamente 5,84 mm. Ha de

55 entenderse que la juta 50 puede configurarse para tener otras dimensiones. Las dimensiones concretas dependeran de la aplicacion particular en la que se vaya a usar la junta.

[0026] Haciendo referencia a las figuras 3A, 3B y 3C, se muestra una junta 100 de acuerdo con una realizacion de la invencion alternativa. En esta realizacion el espesor de la junta estanquidad 100 no se ve reducido.

La junta 100 tiene general una seccion transversal con forma de J o de gancho y comprende una primera zona terminal 102. La primera zona terminal 102 tiene un extremo distante 104. El extremo distante 104 define una arista 105. La junta 100 ademas comprende en general una segunda zona terminal curvada 106 que tiene una zona curvada o arqueada 107. La segunda zona terminal curvada 106 se prolonga hasta el extremo distante 108. El 5 extremo distante 108 define una arista 110. La junta 100 ademas comprende un cuerpo central 120 que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 102 y a la segunda zona terminal 106. Preferiblemente el cuerpo central 120 tiene una forma generalmente troncoconica. La junta 100 tiene un primer lado 131 y un segundo lado opuesto 132.Como se muestra en la figura 3C la segunda zona terminal 106 se curva segun una primera direccion 140 de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 107 de modo que el extremo distante 108 queda 10 enfrentado al primer lado 130 a una distancia predeterminada X2 y los extremos distantes 104 y 108 no quedan orientados uno hacia otro. De acuerdo con esta realizacion de la invencion el espesor de la junta 100 no se ve reducido manteniendose en un valor constante de 100 mm-

[0027] Haciendo referencia a la figura 4 se muestra la instalacion de la junta de la presente invencion en el 15 cuerpo de un empalme. Con propositos de ejemplo la junta 100 se muestra introducida en el cuerpo 200 del

empalme. La pared de retencion axial 202 esta colocada junto a la junta 100 y la sonda 204 esta separada de la junta 100. La llnea media de la sonda 204 esta indicada con el numero de referencia 206. Haciendo referencia a la figura 5 la junta 100 esta instalada entrelazandose con el cuerpo 200 y toca la pared de retencion axial 102 mientras que la sonda 204 esta introducida, en contacto y entrelazandose con la junta 100. La sonda 204 esta en contacto 20 con la zona troncoconica 120 de la junta 100. La zona terminal 102 del cuerpo central troncoconico 120 se deforma elasticamente para permitir un desplazamiento lateral de la sonda 204 segun la direccion indicada por la flecha 208 sin que se provoquen fugas. Por lo tanto, la llnea media 206 de la sonda 204 esta desplazada a la derecha con respecto al cuerpo 200. El contacto sellante se mantiene gracias a una tension circunferencial manteniendo todos los puntos alrededor de la circunferencia interna de la junta en contacto hermetico con la sonda. Haciendo referencia 25 la figura 6, la llnea media 206 de la sonda 204 ahora esta desplazada hacia la izquierda con respecto al cuerpo 200 segun la direccion indicada por la flecha 210 ampliando as! el espacio o el hueco 212 entre el cuerpo central 120 de la junta 100 y el cuerpo 200.

[0028] Haciendo referencia a la figura 7 se muestra una vista similar a las mostradas en las figuras 5 y 6 30 donde la junta 100 esta instalada el cuerpo 200 de un empalme. Cuando la junta 100 esta sometida a presiones

relativamente altas tales como 30.000 psi aparecen regiones con grandes tensiones de contacto en la sonda 204, en la pared de retencion 202 y en el cuerpo 200. Estas regiones con grandes tensiones de contacto se indican mediante los numeros referencia 250. Las grandes tensiones de contacto son necesarias para impedir las fugas de fluidos a alta presion.

35

[0029] Como se ha ilustrado en la descripcion anterior la junta 100 no ve reducido su espesor como si ocurre con la junta 50. Si la junta 50 se instalara en el cuerpo del empalme como se muestra en las figuras 4-7 en lugar de la junta 100 el espesor reducido permitirla un aumento del desplazamiento lateral de la sonda 204.

40 [0030] Haciendo referencia las figuras 8A, 8B y 8C se muestra una junta 300 de acuerdo con otra realizacion

de la invencion. La junta 300 tiene una forma anular practicamente y un cierto grado de elasticidad. La junta 300 en general tiene una seccion transversal en forma de J o de gancho. La junta 300 comprende una primera zona terminal 302. La primera zona terminal 302 tiene un extremo distante 304. El extremo distante 304 define una arista 305. La junta 300 ademas comprende en general una segunda zona terminal curvada 306. La segunda zona 45 terminal 306 incluye una zona arqueada o curvada 307. La segunda zona terminal 306 se prolonga hasta el extremo distante 308. El extremo distante 308 define una arista 209 (vease la figura 8C). La junta 300 ademas comprende un cuerpo central 310 que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 302 y a la segunda zona terminal 306. En una realizacion preferida el cuerpo central 310 tiene en general una forma troncoconica. En una realizacion preferida el cuerpo central 310 esta configurado de modo que no tenga una reduccion de espesor ni tampoco puntos de 50 inflexion. La junta 300 tiene un primer lado 370 y un segundo lado opuesto 372. La segunda zona terminal 306 se curva segun la direccion indicada por la flecha 373 de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 307 de modo que el extremo distante 308 queda enfrentado al primer lado 370 a una distancia predeterminada X3 y los extremos distantes 304 y 308 no quedan orientados uno hacia otro. La junta 300 tiene un diametro externo D1, un diametro interno D2, una anchura radial W y una altura H. De acuerdo con esta realizacion de la invencion la 55 primera zona terminal 302 define un diametro externo D1.

[0031] Haciendo referencia a la figura 8C en una realizacion, la primera zona terminal 302 esta ligeramente

angulada segun una primera direccion 373 con respecto a la llnea referencia discontinua 390. En esta realizacion el espesor de material de la junta 300 es practicamente uniforme y no hay rebaje de material.

Resultados del ensayo

[0032] La junta de la presente invencion de acuerdo con las figuras 8A- 8C se ensayo para evaluar sus 5 caracteristicas funcionales. La junta ensayada tenia un diametro externo D1 de aproximadamente 80 mm, una

anchura radial de aproximadamente 3,7 mm y un espesor de material T de aproximadamente 0,25 mm. La junta se introdujo entre dos componentes cilindricos coaxiales. El aparato de ensayo primeramente se presurizo con aire a 700 kPa. Las fugas iniciales medidas fueron de 0,0023 l/ s sin ningun desplazamiento aplicado a los componentes cilindricos. A continuacion se aplico un desplazamiento lateral a los componentes cilindricos. El destacamento lateral 10 se hizo escalonadamente y aumentandose hasta aproximadamente 0,30 mm sin ningun aumento de las fugas. Cuando el desplazamiento lateral se aumento hasta 0,35 mm las fugas aumentaron hasta aproximadamente 0,017 l/s.

[0033] Al contrario que las prestaciones de la junta de la presente invencion como se ha mostrado en el 15 ensayo previo una junta axial C del estado de la tecnica anterior con un diametro externo de aproximadamente 80

mm alcanza su limite de eficiencia sellante cuando se aplica un desplazamiento aproximadamente de entre 0,025 y 0,050 mm a los componentes cilindricos coaxiales.

[0034] En otro ensayo se probo una junta pequena con la configuracion mostrada en las figuras 3A- 3D para 20 evaluar su eficiencia sellante si el fluido era aceite. La junta tenia un diametro externo D1 de aproximadamente

19,13 mm, una anchura radial W de aproximadamente 1,68 mm y un espesor de material T de aproximadamente 0,25 mm. La junta era capaz de mantener el sellado del aceite a 40.000 psi y se pudo reutilizar tras multiples conexiones “pinchandola”. Esta junta de pequeno diametro demostraba eficiencia sellante hasta un desplazamiento de 0,05 mm aplicado a los componentes cilindricos.

25

[0035] Haciendo referencia a las figuras 9A, 9B y 9C se muestran varias vistas de la junta para bridas con presion interna 700 de acuerdo con otra realizacion de la invencion. La figura 9C es una vista ampliada de una parte de la vista de la figura 9B. Una comparacion de la junta para bridas con presion externa 700 (como se muestra en la figura 9C) y la junta 300 de la figura 8C muestra que la configuracion de la junta 700 se basa en la rotacion de la

30 junta 300 en sentido antihorario. El angulo de rotacion es aproximadamente de 90°. La junta 700 tiene practicamente una forma anular y un nivel de elasticidad predeterminado. La junta 700 en general tiene una seccion transversal en forma de J o de gancho. La junta 700 comprende una primera zona terminal 702. La primera zona terminal 702 tiene un extremo distante 704. El extremo distante define una arista 705 (vease la figura 9C). La junta 700 ademas comprende una segunda zona terminal 706 en general curvada que incluye una zona curvada o arqueada 707. La 35 segunda zona terminal 706 se prolonga hasta un extremo distante 708. El extremo distante 708 define una arista 709. La junta 700 ademas comprende un cuerpo central 710 que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 702 y a la segunda zona terminal 706. En una relacion preferida el cuerpo central 710 esta configurado de modo que no tenga puntos de inflexion. La junta 700 tiene un primer lado 720 y un segundo lado opuesto 722 (vease la figura 9A). La segunda zona terminal 706 se curva segun una primera direccion 730 de acuerdo con un radio 40 predeterminado de la zona arqueada 707 de modo que el extremo distante 708 queda opuesto al primer lado 720 a una distancia predeterminada y los extremos distantes 704 y 708 no quedan orientados uno hacia otro. Como muestra la figura 9A la junta 700 tiene un diametro externo D1 y un diametro interno D2. En esta realizacion particular la zona terminal 702 define un diametro interno D2. De acuerdo con esta realizacion de la invencion la junta 700 esta configurada de modo que cuando la junta 700 esta colocada como se muestra en la figura 9A el 45 cuerpo central 710 no queda en vertical sino que queda en general en una posicion algo horizontal como muestra la figura 9C.

[0036] Haciendo referencia a la figura 9C, en una realizacion la primera zona terminal 702 esta ligeramente angulada segun una primera direccion 730. En una realizacion la junta 700 tiene un espesor uniforme. En una

50 realizacion alternativa la junta 700 esta configurada con un espesor decreciente hacia la zona del extremo distante 702.

[0037] Haciendo siendo referencia a la figura 9D se muestra una junta para bridas con presion interna 700 instalada entre dos componentes. El componente 780 tiene una ranura 782 donde se coloca la junta 700. El

55 componente 780 tiene una zona de pared 784 y una superficie interna 785 la superficie interna 785 que es tangente a la zona terminal 706 de la junta 700. La zona de pared 784 es una caracteristica de mejora de flujo que puede estar o no presente. El componente 790 esta situado encima del componente 780 y tiene una superficie interna 792. La superficie interna 792 es tangente a la junta 700 en la zona terminal 702. Las ventajas de la junta 700 se discuten en la siguiente descripcion.

[0038] Haciendo referenda a las figuras 10A, 10B, 10C se muestran varias vistas de una junta para bridas con presion externa 800 de acuerdo con otra realizacion de la invencion. La figura 10C es una vista ampliada de una zona de la vista de la figura 10B. Una comparacion de la junta para bridas con presion externa 800 (como muestra la

5 figura 10C) con la junta 300 de la figura 8C muestra que la configuracion de la junta 800 esta basada en la rotacion de la seccion de la junta 300 en sentido horario. Preferiblemente el angulo de rotacion es aproximadamente 90°. La junta 800 tiene practicamente forma anular y tiene un nivel predeterminado de elasticidad. La junta 800 tiene una seccion transversal en general con forma de J o de gancho. La junta 800 comprende una primera zona terminal 802. La primera zona terminal 802 tiene un extremo distante 804. El extremo distante 804 define una arista 805. La junta 10 800 comprende ademas una segunda zona terminal en general curvada 806 que incluye una zona curvada o arqueada 807. La segunda zona terminal 806 se prolonga hasta el extremo distante 808. El extremo distante 808 define una arista 809. La junta 800 ademas comprende un cuerpo central 810 que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 802 y a la segunda zona terminal 806. En una realizacion preferida el cuerpo central 810 esta configurado de modo que no tenga puntos de inflexion. La junta 800 tiene un primer lado 820 y un segundo lado 15 opuesto 822. La segunda zona terminal 806 se curva segun una primera direction 830 de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 807 de modo que el extremo distante 808 queda opuesto al primer lado 820 a una distancia predeterminada y los extremos distantes 804 y 808 no queda orientados uno hacia otro. Como se muestra en la figura 10A la junta 800 tiene un diametro externo D1 y un diametro interno D2. En esta realizacion particular, la zona terminal 802 define el diametro externo D1. De acuerdo con esta realizacion de la invencion la 20 junta 800 esta configurada de modo que cuando la junta 800 esta colocada como muestra la figura 10A el cuerpo central 810 no queda vertical sino que queda en general algo en position horizontal.

[0039] Haciendo referencia a la figura 10C, en una realizacion, la primera zona terminal 802 esta ligeramente angulada segun una primera direccion 830. En una realizacion la junta 800 tiene un espesor uniforme. En una

25 realizacion alternativa, la junta 800 esta configurada con un espesor decreciente hacia la parte del extremo distante 802.

[0040] Haciendo referencia a la figura 10D se muestra una junta para bridas con presion externa 800 instalada entre dos componentes que estan enfrentados. El componente 880 tiene una cavidad o canal 882 donde

30 se coloca la junta para bridas con presion externa 800. La componente 880 tiene una zona de pared 884 y una

superficie interna 885. La superficie interna 885 es tangente a la zona terminal 806 de la junta 800. La componente

890 esta encima de la componente 880 y tiene una superficie interna 892 que es tangente a la junta 800 en la zona terminal 802.

35 [0041] Debido a la configuracion de las juntas 700 y 800 estas juntas no se ven sometidas a una deformation

plastica grande. Una caracterlstica y ventaja importante de las juntas 700 y 800 los que estas juntas son capaces de recuperar elasticamente mas del 8% de su altura no comprimida incluso despues de funcionar a altas presiones y temperaturas. Una caracterlstica de las juntas 700, 800 es que cuando una de estas juntas tiene un diametro relativamente pequeno sus secciones transversales se deforman por flexion relativamente mas que por torsion. Por 40 contra las juntas que tienen una proportion entre el diametro y la seccion transversal relativamente grande absorben mas la deformacion externa por torsion.

[0042] Las juntas de la presente invencion se pueden instalar entre superficies que forman distintas formas

geometricas. Por ejemplo, en las figuras 11A y 11B se muestra una junta 900 que esta instalada entre los

45 componentes 901 y 902. Los componentes 901, 902 tienes superficies en general conicas. La figura 11A muestra la

junta 900 justo antes de terminar la instalacion y la figura 11B muestra la junta 900 despues de que este completamente instalada. La estructura de la junta 900 es basicamente la estructura de la junta 300 con una seccion transversal girada 45°. Haciendo referencia la figura 11A el componente 901 tiene una superficie conica de prolongation y el componente 902 tiene una superficie conica de prolongation 906. Una parte de la junta 900 50 indicada con el numero de referencia 994 toca la superficie 904. Otra parte de la junta 900 indicada con el numero de referencia 996 toca la superficie 906.

[0043] La junta de la presente invencion pude fabricarse de varios materiales. En una realizacion preferida la junta de la presente invencion esta fabricada de un metal de alta resistencia mecanica, resistente a la corrosion y

55 ductil. En ciertos casos el metal tiene que ser adecuado para su uso continuo a 1300 °F. Los metales adecuados para la fabrication de la junta de la presente invencion incluyen aleaciones a base de nlquel, superaleaciones de nlquel, aleaciones de nlquel y cobalto, aleaciones a base de cobre, aleaciones a base de aluminio y acero inoxidable. Otros metales y aleaciones adecuados incluyen aleaciones endurecidas de alta temperatura como el Waspaloy o el Inconel. Una aleacion de nlquel adecuada de es la “Nickel alloy 718” que ha demostrado tener

excelentes propiedades tanto para bajas como altas temperaturas.

[0044] Se pueden aplicar revestimientos a las superficies de contacto deslizantes de la junta para mejorar la eficiencia y/o reducir el desgaste.

5

[0045] En otra realizacion la junta la presente invencion esta fabricada de materiales compuestos. En otra realizacion la junta de la presente invencion esta fabricada de material ceramico.

[0046] Como se ha ilustrado en la descripcion anterior la junta de la presente invencion, cuando se utiliza 10 entre dos superficies cillndricas concentricas se sujeta en su posicion sobre una o mas superficies cillndricas

entrelazandose entre el diametro cillndrico y la zona anular relativamente rlgida de la junta. La otra zona anular de la junta, bien la zona anular externa o bien la interna, esta disenada para ser mas flexible y ejercer una fuerza de entrelazamiento relativamente leve contra la superficie cillndrica interactuante. Esto permite que se produzca un movimiento de deslizamiento por la superficie cillndrica con la que interacciona mientras que se garantiza el 15 confinamiento del fluido en esa zona. Por ejemplo, cuando la junta de la presente invencion se utiliza para eliminar fugas excesivas de un conjunto colector de escape de secciones las juntas deslizantes existentes se modifican para conseguir una cavidad sellante anular. La junta se monta sobre la superficie cillndrica interna y se engancha deslizando por la superficie cillndrica externa con la pata mas resistente de la seccion transversal en J o de gancho de modo que compense los movimientos axiales y radiales y las dilataciones termicas.

20

[0047] Puesto que la junta estanquidad queda retenida en una de las superficies, la junta no se mueve a lo largo de las superficies cillndricas cuando se producen vibraciones como ocurre en el caso de muchas de las juntas del estado de la tecnica anterior que sujetaban solo muy ligeramente ambas superficies cillndricas. Por contra, la junta de la presente invencion esta desplazada una distancia que solo se debe a las condiciones de diseno relativas

25 a movimientos mecanicos, rangos de temperaturas etc.

[0048] Por lo tanto la presente invencion proporciona una junta elastica para sistemas y conectores de alta presion. Existen muchas aplicaciones en las que se puede utilizar la junta de la presente invencion. Una de dichas aplicaciones serla proporcionar un mejor sellado en sistemas de confinamiento de gases de escape y de conductos

30 de recirculacion para los motores de camiones diesel mas ecologicos y de mucha eficiencia.

[0049] Se prefiere que antes de la instalacion de la junta de la presente invencion entre dos superficies cillndricas axiales generalmente, como se ilustra en la descripcion anterior se puedan aplicar aceites de lubricacion en las superficies cillndricas de las cavidades de sellado para facilitar el montaje. Los revestimientos tribologicos se

35 pueden aplicar a la junta de la presente invencion para reducir el desgaste. Tambien se pueden aplicar ventajosamente otros revestimientos como de plata o de oro a la junta o a sus superficies de contacto para mejorar su eficiencia sellante. Para aplicaciones dinamicas se pueden aplicar a las superficies de contacto de la junta revestimientos blandos lubricantes o anticascarilla de poco rozamiento.

40 [0050] Por lo tanto la junta la presente invencion tiene distintas ventajas significativas. Haciendo referencia a

las figuras 2A-2C una ventaja es la flexibilidad de la segunda zona terminal 56 que permite que dicha segunda zona terminal se deforme radialmente al aplicar una fuerza menor. Otra ventaja es que el cuerpo central 60 se deforma facilmente y por lo tanto puede deformarse para colocar una sonda excentrica sin deformacion plastica de la region. La junta de la presente invencion esta fabricada de un material que es relativamente de mayor espesor que el 45 material utilizado para fabricar la junta axial C del estado de la tecnica anterior sin un aumento apreciable en la fuerza de insercion o la tendencia a descascarillarse. Cuando la junta de la presente invencion esta hecha de un material relativamente mas grueso el espesor de material mas grande y la proximidad entre la sonda instalada y el cuerpo central deformado de la junta permiten a la junta resistir la aplicacion de presiones de trabajo mas altas sin deformaciones permanentes significativas.

50

[0051] La junta de la presente invencion exhibe un alto grado de fiabilidad para las inserciones repetidas de

una sonda. La geometrla troncoconica del cuerpo central de la junta resulta ventajosa para aplicaciones dinamicas o con deslizamiento aunque a bajas velocidades, por la reduccion de las tensiones de contacto.

55 [0052] Aunque se han ilustrado configuraciones y formas particulares de la junta en la descripcion anterior

otras formas y configuraciones son posibles. Por ejemplo, el cuerpo central puede estar configurado para tener una forma general conica o poco curva. Por ejemplo, haciendo referencia a las figuras 12, 13 y l4 se muestran realizaciones alternativas de juntas de la presente invencion estando cada junta configurada para tener una curvatura. La figura 12 muestra una vista de seccion transversal similar a la vista de la 3C de una junta de acuerdo

con una realizacion alternativa de la presente invention. La junta 100' en general es la misma que la junta 100 de la figura 3A excepto que la junta que tiene curvatura es la junta 100'. La junta 100' tiene una section transversal en general en forma de J o de gancho y comprende una primera zona terminal 102'. La primera zona terminal 102 tiene un extremo distante 104' el extremo distante define una lista 105'. La junta 100' ademas comprende una segunda 5 zona terminal en general curvada 106' que tiene una zona curvada o arqueada 107'. La segunda zona terminal curvada 106 se extiende hasta un extremo distante 108'. El extremo distante 108' define una arista 110'. La junta 100' ademas comprende un cuerpo central 120' que esta entre y contiguo a la primera zona terminal 102' y a la segunda zona terminal 106'. Preferiblemente el cuerpo central 120' tiene una forma generalmente troncoconica. De acuerdo con esta realizacion de la invencion el cuerpo central 120' tiene una curvatura o una geometrla curva 10 indicada en general por el numero de referencia 1000. La junta 100' tiene un primer lado 130' y un segundo lado opuesto 132'. La segunda zona terminal 106' se curva segun una primera direction de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 107' de modo que el extremo distante 108' queda enfrentado al primer lado 130' y los extremos distantes 104' y 108' no quedan orientados uno hacia otro. De acuerdo con esta realizacion de la invencion el espesor del material de la junta 100' es uniforme a lo largo de toda ella. En una realizacion alternativa el 15 espesor del material de la junta 100' esta rebajado.

[0053] Haciendo referencia a la figura 13 se muestra una junta 800' que es una realizacion alternativa de la junta 800 de las figuras 10A; 10B y 10C. La junta 800' en general tiene la misma estructura que la junta 800 excepto que la junta 800' tiene curvatura. La vista mostrada en la figura 13 es similar a la vista seccion transversal mostrada

20 en la figura 10. La junta 800' en general tiene una seccion transversal en forma de J o de gancho. La junta 800' comprende una primera zona terminal 802'. La primera zona terminal 802' tiene un primer extremo distante 804'. El primer extremo distante define una arista 805'. La junta 800' ademas comprende una segunda zona terminal generalmente curvada 806' se incluye una zona curvada arqueada 807'. La segunda zona terminal 806 se prolonga hasta un extremo distante 808'. El extremo distante 808' define una arista 809'. La junta de estanquidad 800' 25 ademas comprende un cuerpo central 810' que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 802' y a la segunda zona terminal 806'. De acuerdo con esta realizacion de la invencion el cuerpo central 810' esta configurado de modo que tenga una curvatura o una geometrla curva indicada en general mediante el numero de referencia 1100. La junta 800' tiene un primer lado 820', un segundo lado opuesto 822'. La segunda zona terminal 806' se curva segun una primera direccion 830' de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 807' de modo 30 que el extremo distante 808' queda enfrente del primer lado 820' a una distancia predeterminada y los extremos distantes 804' y 808' no quedan orientados uno hacia otro.

[0054] Haciendo referencia a la figura 14 se muestra una junta 700' que es una realizacion alternativa de la junta 700 mostrada en las figuras 9A, 9B y 9C. La vista mostrada en la figura 14 es una vista de seccion transversal

35 que es similar a la vista mostrada en la figura 9C. La junta 700' en general tiene la misma estructura que la junta 700 excepto que la junta 700' tiene curvatura. La junta 700' en general tiene una seccion transversal en forma de J o de gancho. La junta 700' comprende una primera zona terminal 702' La primera zona terminal 702' tiene un extremo distante 704'. El extremo distante define una arista 705'. La junta 700' ademas comprende una segunda zona terminal en general curvada 706' que incluye una zona arqueada o curvada 707'. La segunda zona terminal 706' se 40 prolonga hasta un extremo distante 708'. El extremo distante 708' define una arista 709'. La junta 700' ademas comprende un cuerpo central 710' que esta entre y es contiguo a la primera zona terminal 702' y a la segunda zona terminal 706'. De acuerdo con esta realizacion el cuerpo central 710' esta configurado de modo que tenga una curvatura o una geometrla curva indicada en general con el numero de referencia 1200. La junta 700' tiene un primer lado 720' y un segundo lado opuesto (no mostrado). La segunda zona terminal 706' se curva segun una primera 45 direccion 730' de acuerdo con un radio predeterminado de la zona arqueada 707' de modo que el extremo distante 708' queda enfrentado al primer lado 720' a una distancia predeterminada y los extremos distantes 704', 708' no quedan orientados uno hacia otro.

[0055] El espesor de material de las juntas se puede variar en distintos puntos de la misma y no tiene por que 50 ser uniforme. Otras modificaciones tambien son posibles. Los principios, las realizaciones preferidas y los modos de

funcionamiento de la presente invencion se han descrito en la especificacion anterior. La invencion que esta prevista para que se proteja por este documento no debe en cualquier interpretarse limitada a las formas particulares divulgadas, pues se tienen que ver como ilustrativas y no restrictivas. Por lo tanto hay que entender que la invencion no esta limitada a estas ilustraciones descritas y mostradas en este documento que solo se estiman meramente 55 ilustrativas de los mejores modos de realizacion de la invencion y que son susceptibles de modification en cuanto su forma, tamano y disposition de sus elementos y detalles de funcionamiento. La invencion comprendera todas las modificaciones que esten dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Junta anular que comprende una primera zona terminal con un primer extremo distante, una segunda zona terminal generalmente curvada que se prolonga hasta un segundo extremo distante y un cuerpo central entre y

5 contiguo a dichas primera y segunda zonas terminales, dicha junta anular teniendo un primer lado y un segundo lado opuesto, dicha segunda zona terminal se curva segun una primera direccion de acuerdo con un radio predeterminado de modo que el segundo extremo distante quede enfrentado al primer lado de dicha junta anular y dichos primer y segundo extremos distantes no queden orientados uno hacia otro caracterizada por que dicha junta anular tiene una seccion transversal en general en forma de J y que dicho cuerpo central tiene en general forma 10 troncoconica y sin puntos de inflexion.
2. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde la zona de la primera zona terminal que tiene dicho primer extremo distante esta ligeramente angulada segun la primera direccion mencionada.

15 3 Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha junta anular tiene un cierto grado de

elasticidad.

4 Junta de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha junta anular tiene un espesor que se reduce hacia dicho primer extremo distante.

20

5 Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 4 donde la tasa de reduction del espesor de dicha junta anular en dicha primera zona terminal es aproximadamente un 70% del espesor de dicha junta anular en dicha segunda zona terminal.

25 6. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha segunda zona terminal comprende una

zona arqueada que tiene un radio predeterminado y en general una seccion lineal que se extiende entre dicha zona arqueada y dicho segundo extremo distante.
7. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 6 donde dicha segunda zona terminal incluye una zona 30 terminal que tiene dicho segundo extremo distante, dicha zona distante estando ligeramente angulada segun la

direccion opuesta a la primera direccion.
8. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha junta anular esta fabricada de una aleacion del grupo que consta de aleaciones a base de nlquel, superaleaciones con nlquel, aleaciones de nlquel y

35 cobalto, aleaciones a base de cobre, aleaciones a base de aluminio, Waspaloy e Inconel.
9. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha junta anular esta fabricada de material compuesto.

40 10. Junta anular de acuerdo con la reivindicacion 1 donde dicha junta anular esta fabricada de material

ceramico.