ES2712807T3 - Racor en particular para tuberías de refrigeración - Google Patents
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Abstract
Un racor (110) que comprende una pared de tubo metálico que forma tanto una porción cilíndrica de tubo como una porción (116) de canal de junta tórica anular adyacente, teniendo la pared del tubo un primer grosor de pared a lo largo de la porción cilíndrica de tubo y un segundo grosor de pared a lo largo de menos parte de la porción de canal de junta tórica, siendo el grosor de la segunda pared menor que el grosor de la primera pared, estando configurada y adaptada la porción cilíndrica de tubo y la porción de canal de junta tórica para rodear una porción de extremidad cilíndrica de un tubo cuando tal porción de extremidad del tubo es insertada en el racor, formando también la pared del tubo una parte ensanchada (112), estando la porción cilíndrica de tubo entre la porción (116) de canal de junta tórica y la porción ensanchada (112), teniendo la porción ensanchada superficies interior y exterior que divergen radialmente hacia fuera con relación a la porción cilíndrica de tubo cuando la porción ensanchada se aleja de la porción cilíndrica de tubo, sobresaliendo el exterior de la pared de tubo radialmente hacia fuera en la porción de canal de junta tórica con relación a la porción cilíndrica de tubo adyacente, formando la porción ensanchada y la porción de canal de junta tórica de la pared del tubo una cuna de posicionamiento exterior entre ellas que está configurada para restringir una herramienta de engastar alrededor de la porción cilíndrica de tubo del racor; en donde la pared de tubo comprende cobre, y en donde la pared del tubo es recocida a un tamaño de grano del orden de 0,005 a 0,070 mm.
Description
DESCRIPCION
Racor en particular para tuberias de refrigeracion
Antecedentes de la invencion
Campo de la Invencion
La presente invencion pertenece a racores para unir conjuntos de tuberia a unidades de HVAC interiores y exteriores y unir componentes de refrigeracion. Mas especificamente, la presente invencion pertenece a racores para engastar que pueden ser utilizados para unir dos extremos de tubos convencionales entre si. Los racores para engastar estan adaptados y configurados especificamente para conectar de modo hermetico tubos que estan bajo una presion significativa (tal como tubos en sistemas de HVAC y otros sistemas de refrigerante de alta presion).
Antecedentes Generales
Es practica comun utilizar tubo de cobre, de aluminio u otro tubo apreciablemente maleable en sistemas de refrigeracion. Aunque pueden utilizarse tecnicas de soldadura blanda convencionales para unir algunos de tales tubos (tubos de cobre en particular), la soldadura blanda o la soldadura dura pueden tener desventajas. Por ejemplo, la soldadura blanda/soldadura dura implica tipicamente el uso de un soplete, lo que crea un riesgo de incendio inherente. Este puede ser problematico o estar prohibido en situaciones en las que los tubos de alta presion necesitan ser unidos en edificios mientras dichos edificios estan abiertos al publico. Adicionalmente, la soldadura blanda/soldadura dura del aluminio, aunque posible, es dificil y generalmente se considera que no es practica para unir tuberias de refrigeracion y de HVAC. Ademas, el calor procedente de la operacion de soldadura dura/soldadura blanda a menudo causa oxidacion en las superficies interiores de tales tubos, a menos que el instalador tome precauciones adicionales para evitar tal oxidacion (por ejemplo, haciendo circular un gas de purgado tal como el nitrogeno a traves del tubo mientras aplica calor).
El uso de racores para engastar para unir extremos de tubos es una alternativa conocida a la soldadura blanda/soldadura dura en aplicaciones de baja presion. Aunque muchas tecnicas de engastado han sido utilizadas para unir distintos tipos de tubos en diversas circunstancias, las presiones relativamente elevadas asociadas con las tuberias de refrigeracion y de HVAC hacen dificil conseguir conexiones sin fugas. Ademas, en muchas conexiones de alta presion, tales racores para engastar deben soportar cargas de traccion axial inducidas por la presion. Tales cargas axiales y presiones internas pueden causar que los extremos del tubo se deformen y se separen del racor para engastar. Tal separacion es particularmente dificil de impedir cuando los tubos son apreciablemente maleables.
El documento EP 2 469 142 A1 fue publicado el 27.06.2012 y reivindico prioridad de 22.12.2010. Este documento describe un racor a presion que incluye un componente tubular y tiene una parte de extremidad del componente tubular que puede ser comprimida para hacer una conexion. La parte de extremidad tiene una abertura para recibir un tubo y una primera region que tiene un reborde anular para recibir una junta de hermeticidad. Una segunda region esta dispuesta sobre el lado del reborde adyacente a la abertura y una tercera region esta dispuesta sobre el lado del reborde alejado de la abertura. El grosor total de pared del racor a presion en la segunda region esta incrementado al menos en una seccion o secciones en comparacion con el grosor de pared del componente tubular en la tercera region.
El documento US 5.484.174 describe un racor a presion para tubos. Gracias a los rebajes formados en las partes presionadas, los racores de conductos y los materiales de tuberia son fijados juntos firmemente. Una parte conica prevista en la extremidad de los racores de tubos aumenta efectivamente la fuerza de retencion de deslizamiento.
Resumen de la invencion
En un primer aspecto, la presente invencion proporciona un racor segun la reivindicacion 1.
Los racores para engastar de acuerdo con la presente invencion incluyen racores de manguito que deslizan sobre los margenes de extremos opuestos de los tubos que estan siendo unidos. En general, cada racor de manguito comprende un par de canales de junta torica internos que estan espaciados de los extremos del racor. Los canales de junta torica estan adaptados y configurados cada uno para recibir una junta torica elastica que se deforma contra el margen extremo de uno respectivo de los dos tubos para formar un cierre hermetico a alta presion. Cada manguito puede tambien comprender una protuberancia interna que esta formada generalmente entre los extremos del racor. La protuberancia interna sirve como un "tope" que limita cuanto puede ser insertado el margen de extremo de un tubo en el racor. Los margenes de extremo del racor exterior de las juntas toricas estan configurados y adaptados para ser engastados radialmente hacia dentro para deformarse con ello junto con los tubos insertados en el racor. Esta deformacion crea una geometria de interbloqueo entre el racor y los tubos que impide que los tubos sean extraidos del racor. La resistencia a la extraccion de una conexion hecha utilizando un racor de la invencion puede ser incrementada engastando el racor de manera que cause deformacion plastica adicional en la regiones de engastado del racor. El trabajo de deformacion plastica endurece las regiones engastadas del racor y por ello hace tales regiones del racor menos maleables despues del engastado. Si se desea, pueden formarse varias bandas de engastado durante la operacion de engastado sobre el extremo del racor para aumentar la extension de la geometria de interbloqueo.
Adicionalmente, un racor para engastar de acuerdo con la invencion puede ser formado fuera del extremo de un tubo de tal manera que el racor sea una porcion enteriza y monolftica del tubo que esta adaptada para recibir el extremo de otro tubo.
Otras caracterfsticas de la invencion son expuestas en la siguiente descripcion detallada y en las figs. de los dibujos. Breve descripcion de los dibujos
Las figs. 1 (a), 1(b) y 1 (c) representan vistas en seccion transversal (paralelas al eje central) de distintas etapas de la formacion de un ejemplo de un racor para engastar.
Las figs. 2(a), 2(b), 2(c) y 2(d) representan vistas en seccion transversal similares a las de las figs. 1(a), 1(b) y 1(c), de otro ejemplo de un racor para engastar.
Las figs. 3(a) y 3(b) representan vistas axial y en seccion transversal de un metodo de engastado del racor mostrado en la fig. 1(c).
Las figs. 4(a) y 4(b) representan vistas axial y en seccion transversal de otro metodo de engastado del racor mostrado en la fig. 1(c).
Las figs. 5(a) y 5(b) representan vistas en seccion transversal de aun otro metodo de engastado del racor mostrado en la fig. 1(c).
La fig. 6 representa una vista en perspectiva de una union de tubos.
La fig. 7 representa una herramienta de engastar de dos mordazas que puede ser utilizada para engastar racores.
La fig. 8 representa una vista detallada de las mordazas de una herramienta de engastar que tiene ranuras que estan configurados para aumentar el trabajo de endurecimiento de la region engastada de un racor.
La fig. 9 representa una herramienta de engastar de dos mordazas utilizada para engastar un racor.
La fig. 10 representa una vista detallada de las mordazas de una herramienta de engastar que esta desprovista de ranuras.
La fig. 11 representa una vista en perspectiva de una union de tubos formada utilizando la herramienta de engastar mostrada en la fig. 10.
La fig. 12 representa una vista en seccion transversal de otro ejemplo de un racor para engastar despues de que se haya realizado el engastado.
La fig. 13 representa una vista en seccion transversal de un racor para engastar despues del engastado, en donde el racor es engastado mediante un estilo de engastado alternativo que crea un doble engastado en cada uno de los extremos opuestos del racor.
La fig. 14 representa una vista en seccion transversal de aun otro racor para engastar en donde la pared del racor tiene un grosor de pared no uniforme.
La fig. 15 representa una vista en seccion transversal de un conjunto de union de tubos engastada que comprende el racor representado en la fig. 14.
La fig. 16 representa una vista en seccion transversal de un racor que es identico al racor mostrado en la fig. 14, excepto en que el racor mostrado en la fig. 16 tiene multiples porciones de canal de junta torica en cada extremo del racor.
La fig. 17 representa una vista frontal de una realizacion de un racor para engastar de acuerdo con la invencion, en donde la pared del racor tiene un grosor de pared no uniforme y los extremos del racor para engastar estan ensanchados hacia fuera.
La fig. 18 representa una vista superior del racor representado en la fig. 17.
La fig. 19 representa una vista en seccion transversal del racor representado en la fig. 17 y 18, tomada alrededor de la lfnea 19-19 mostrada en la fig. 18.
La fig. 20 representa una vista de frente del racor representado en las figs. 17-19.
La fig. 21 representa una vista en perspectiva del racor mostrado en las figs. 17-20, y muestra los lados frontal, superior y derecho del mismo.
Los numeros de referenda en la especificacion escrita y en las figuras de los dibujos indican elementos correspondientes.
Descripcion detallada
Un ejemplo de un racor para engastar se ha mostrado en la fig. 1(c). El racor para engastar 20 esta formado preferiblemente a partir de una seccion recta de tubo 22, como se ha mostrado en la fig. 1 (a). Dos canales interiores 24 de junta tonica estan hidro-conformados preferiblemente en la seccion 20 de tubo intermedia entre los extremos opuestos 26 de la seccion de tubo. Esto crea tambien dos protuberancias anulares 28 en el exterior de la seccion 22 de tubo. Una hendidura anular 30 esta tambien hidro-conformada preferiblemente en el exterior de la seccion 20 de tubo centralmente entre los extremos opuestos 26 de la seccion de tubo y los canales 24 de junta tonica. Esto crea una protuberancia anular interior 31. Unas juntas toricas 32 elasticas estan previstas en los canales 24 de junta torica y sobresalen radialmente hacia adentro desde la superficie interior principal 34 de la seccion 22 de tubo. Preferiblemente las juntas toricas estan formadas de un material polimero que es quimicamente compatible con el fluido particular en el sistema en el que se utilizara el racor para engastar. En lugar de juntas toricas 32, podria moldearse una junta en el racor (por ejemplo, mediante materiales termoplasticos u otros materiales que pueden curar). La superficie interior principal 34 de la seccion 22 de tubo tiene preferiblemente un diametro que es igual o solamente ligeramente mayor que el diametro exterior de los tubos para cuya union esta configurado el racor para engastar 20. Para unir tubo de media pulgada (1,27 cm) que tiene un grosor de pared de 0,032 pulgadas (0,81 mm), la seccion 22 de tubo tiene preferiblemente un grosor de pared de aproximadamente 0,060 pulgadas (1,524 mm). El grosor de pared de la porcion del racor para engastar 20 que se encuentra entre las dos protuberancias anulares 28 podria ser mas delgado que el grosor de pared de las partes del racor para engastar en el extremo de las dos protuberancias anulares, para conservar por ello material sin impactar negativamente en las prestaciones del racor para engastar 20.
Otro ejemplo de un racor para engastar esta mostrado en la fig. 2(d). Este racor para engastar 20' esta tambien preferiblemente hidro-conformado. El racor para engastar 20' esta preferiblemente formado a partir de una seccion recta 22' de tubo como se ha mostrado en la fig. 2(a), que tiene un diametro ligeramente menor que el diametro de los tubos para cuya union esta configurado. Como se ha mostrado en la fig. 2(b) los margenes de extremo 36 opuestos de la seccion 22' de tubo estan ensanchados radialmente hacia afuera de modo que tengan un diametro interior que es igual o solamente ligeramente mayor que el diametro exterior de tubos para cuya union esta configurado el racor para engastar 20'. La parte central 38 de la seccion 22' de tubo no esta ensanchada y es dejada a su diametro original. Como se ha mostrado en la fig. 2(c), dos canales interiores 24' de junta tonica estan preferiblemente formados en la seccion 20' de tubo entre los extremos opuestos 26' de la seccion de tubo. Como con la otra realizacion descrita anteriormente, esto tambien crea dos protuberancias anulares 28' en el exterior de la seccion 22' de tubo. Como se ha mostrado en la fig.
2(d), unas juntas toricas 32' son ajustadas en los canales 24' de junta torica y sobresalen radialmente hacia adentro desde los margenes de extremo 36 de la seccion 22' de tubo, completando la formacion del racor para engastar 20'. Preferiblemente las juntas toricas estan formadas de un material polimero. Y de nuevo, en lugar de las juntas toricas 32' podrian moldearse juntas en el racor.
En vez de hidro-conformar los racores, alternativamente, los racores para engastar podrian ser ajustados para tamanos de tubo mayores de media / ” (1,27 cm) y, debido a dificultades asociadas con la formacion por laminacion interna de tubo de pequeno diametro, los racores para engastar mas pequenos podrian ser formados utilizando forjado por engastado para tamanos de tubo menores de / ” (1,27 cm) (desde luego el tubo de mayor diametro podria tambien ser forjado por engastado y, aunque dificil, tubo del pequeno diametro podria ser formado por laminacion).
Ambos ejemplos de los racores para engastar 20, 20' descritos anteriormente son utilizados de una manera similar. Como tal, solamente el uso del primer racor para engastar 20 descrito es descrito en este documento. Sin embargo, deberia apreciarse que la parte central 38 del segundo racor para engastar 20' descrito sirve para el mismo proposito que la protuberancia anular interior 31 del primer racor para engastar 20 descrito.
El racor para engastar 20 es utilizado para unir tubos insertando inicialmente al menos uno de los tubos 40 que estan unidos al racor para engastar. Cada tubo 40 esta limitado en cuanto a como puede ser insertado en el racor para engastar 20 por la protuberancia anular interior 31, que tiene un diametro menor que el tubo. Esto asegura que el punto central entre los dos tubos 40 no esta desplazado a ningun lado del racor para engastar 20. Esto hace que las juntas toricas 32 se compriman radialmente hacia fuera y ejerzan una presion de compresion anular sobre la superficie exterior del tubo 40 y sobre los canales 24 de junta torica, creando por ello un cierre hermetico a presion. El racor para engastar 20 puede a continuacion ser engastado al tubo 40 utilizando cualquiera de una variedad de herramientas y metodos de engastado. Un metodo se ha representado esquematicamente en la fig. 3(a). Este metodo implica una herramienta de engastar que presiona al menos tres matrices 42 radialmente hacia adentro sobre el exterior del racor para engastar 20 adyacente al extremo respectivo 26 del racor para engastar y en el extremo de la protuberancia anular 28. Unos espacios 44 entre las matrices 42 proporcionan un lugar para que el material procedente del racor para engastar 20 fluya cuando el racor para engastar 20 se deforma localmente bajo la presion ejercida sobre el mismo por las matrices (veanse las figs. 3(a) y 3(b)). La porcion del racor para engastar 20 que es engastada se deforma plasticamente de manera radial hacia adentro de tal forma que tambien hace que el tubo 40 entre las matrices 42 se deforme plasticamente de manera uniforme y radialmente hacia adentro. Una compresion uniforme alrededor de la circunferencia del racor para engastar 20 impide que el tubo insertado se aplaste o se pliegue lo que podria crear un trayecto de fuga. Como tal, se forma una
hendidura externa 46 en el tubo 40 que es bloqueado mutuamente con el racor para engastar 20. Esto impide que el tubo 40 sea separado axialmente del racor para engastar 20 cuando se ejerce una carga de traccion entre ellos. Previendo los espacios 44 para que el material procedente del racor para engastar 20 fluya hacia ellos cuando el racor para engastar 20 se esta deformando, ocurre una deformacion mas localizada del racor para engastar de lo que ocurriria de otra manera. La mayor deformacion provoca que ocurra mayor trabajo de endurecimiento y proporciona por ello un racor para engastar 20 con una resistencia a extraccion superior. Una vez que ambos lados del racor para engastar 20 han sido unidos a un tubo 40, la union engastada 48 (vease la fig. 6) esta completada y puede ser puesto en servicio.
Otro metodo de engastar el racor para engastar 20 utiliza una herramienta 50 de engastar de dos mordazas (mostrada en la fig. 7) que es similar en funcionamiento a un cortador de perno compuesto. Como se ha mostrado en la fig. 8, las mordazas 52 de la herramienta de engastar 50 de dos mordazas pueden estar provistas de protuberancias ondulantes 54 y rebajes 56. Los rebajes 56 actuan de manera muy similar a los espacios 44 entre las matrices 42 en el metodo de engastado descrito anteriormente. Alternativamente, como se ha mostrado en las figs. 4(a), 4(b) y 9-11, las mordazas 52' de una herramienta 50' de engastar de dos mordazas pueden ser lisas de tal manera que, despues del engastado, la parte deformada del racor para engastar 20 forme casi un anillo anular completo.
Aun pueden utilizarse otros tipos de metodos de engastado para engastar el racor para engastar 20. Por ejemplo, como se ha mostrado en la fig. 5(a) las dos mordazas 52'' de una herramienta 50'' de engastar podrian estar contorneadas de modo que se apliquen a cualquiera de las protuberancias anulares 28 del racor para engastar 20. La porcion de las mordazas 52'' que abarca las protuberancias angulares 28 puede estar configurada para hacer contacto y engastar la protuberancia anular 28, sin embargo preferiblemente no tanto como lo hace el engastado principal en el exterior de la protuberancia. Esta puede ademas comprimir la junta torica 32 respectiva proporcionando una mayor capacidad de cierre hermetico a la presion. Adicionalmente, abarcando la protuberancia anular 28, la protuberancia anular puede servir como un mecanismo de posicionamiento para asegurar que la herramienta de engastar esta posicionada de manera adecuada sobre el racor para engastar 20 durante el proceso de engastado. El contorno de las mordazas 52'' puede tambien comprender una hendidura anular 58 inmediatamente adyacente a la parte de las mordazas que estan configuradas y adaptadas para abarcar la protuberancia anular 28 del racor para engastar 20. Como se ha mostrado en fig. 5(b), esto crea un espacio anular 60 para asegurar que se forme aun un escalon anular 62 de interbloqueo apreciable en el racor para engastar 20 y en el tubo respectivo 40 insertado en el, y por ello asegura que la union tendra aun una elevada resistencia a la extraccion.
Aun otro ejemplo de una union engastada esta representado en la fig. 12.
En lugar de ser un componente separado utilizado para unir dos tubos, el racor para engastar 70 de esta union esta formado en el extremo de un primer tubo 72 o sobre un tubo de montaje que esta conectado a un componente de refrigeracion o de HVAC. El primer tubo 72 puede tener un diametro y grosor igual que el del segundo tubo 74 que forma la union. Como tal, el primer tubo 72 puede estar ensanchado (como se ha mostrado) para formar el racor para engastar. Sin embargo, el primer tubo 72 podria tener tambien simplemente un diametro interior que es solo ligeramente mayor que el diametro exterior del segundo tubo 74. Obviamente, este racor para engastar 70 requeriria solamente un engastado 76 ya que esta formado de una pieza con el primer tubo 72. Como los otros racores para engastar descritos anteriormente, este racor para engastar 70 comprende tambien una protuberancia anular 78 resultante de la formacion de un canal de junta torica que proporciona un espacio desde una junta torica 80. El propio engastado 76 puede ser formado por cualquiera de los metodos descritos anteriormente. Adicionalmente y como se ha mostrado, el racor para engastar 70 podria ser formado de tal manera que el racor para engastar 70 tenga un grosor de pared que es mayor que el grosor de pared del resto del primer tubo 72.
La fig. 13 representa una union que tiene un racor 82 similar al racor mostrado en la fig. 1 que ha sido engastado utilizando un metodo alternativo que crea dos hendiduras 84 anulares separadas en cada uno de los extremos opuestos del racor. El par de hendiduras 84 en cualquier extremo dado del racor 82 puede ser creado por separado utilizando una herramienta de engastar dos veces. Alternativamente, el par de hendiduras en cualquier extremo dado del racor puede ser formado simultaneamente mediante una unica herramienta de engastar configurada y adaptada para formar dos hendiduras anulares en vez de una. Este metodo crea ondulaciones adicionales en la geometria de interbloqueo entre el racor para engastar 82 y los tubos 86 que son unidos por el racor para engastar. En algunos casos, estas ondulaciones adicionales aumentan la maxima tension que puede ser transferida desde uno de los tubos 86 al otro a traves de la union. Desde luego, tales dobles hendiduras anulares podrian tambien ser formadas en cualquiera de los racores para engastar descritos en este documento durante el proceso de union.
La fig. 14 representa aun otro racor 90. Ese racor 90 tiene una pared 92 de tubo que varia de grosor. La pared 92 de tubo forma una porcion cilindrica 94 de tubo y una porcion 96 de canal de junta torica anular adyacente en cada una de sus partes de extremidad opuestas. Cada porcion cilindrica 94 de tubo esta configurada para ser engastada (descrito a continuacion). La pared 92 de tubo tiene un primer grosor a lo largo de las porciones cilindricas 94 de tubo, y un segundo grosor de pared mas delgado a lo largo de las porciones 96 de canal de junta torica (siendo los grosores, grosores de pared promedios de tales regiones). El segundo grosor de pared es preferiblemente menor del 82% del primer grosor de pared. Cada porcion 96 de canal de junta torica del racor 90 sobresale radialmente hacia fuera con relacion a la porcion cilindrica 94 de tubo adyacente. La pared 92 del tubo tambien forma protuberancias anulares 98 de posicionamiento que estan cada una adyacentes a una respectiva de las porciones cilindricas 94 de tubo opuestas a la porcion 96 de canal de
junta torica respectiva. Preferiblemente las protuberancias 98 de posicionamiento estan situadas en los extremos terminales opuestos del racor 90. La pared 92 de tubo forma ademas un tope 100 de insercion anular que sobresale radialmente hacia adentro con relacion a las porciones cilindricas 94 de tubo. El tope 100 de insercion anular esta preferiblemente posicionado centralmente entre los extremos opuestos del racor 90 y, como se ha explicado a continuacion, sirve para impedir que un tubo sea Insertado en exceso o por defecto en cualquier extremo del racor. La pared 92 del tubo esta formada preferiblemente de cobre utilizando cualquiera de las tecnicas descritas anteriormente. Despues de que la pared 92 de tubo del racor 90 es fabricada, es preferiblemente recocida a un tamano de grano del orden de 0,005 a 0,070 mm, y mas preferiblemente a un tamano de grano del orden de 0,015 a 0,035 mm.
Antes de utilizar el racor 90 para unir dos tubos, una junta torica 102 elastica es posicionada en cada una de las porciones 96 de canal de junta torica. Con las juntas toricas 102 en su sitio, el racor 90 puede ser unido a un tubo 104 insertando una parte de extremidad del tubo en un extremo del racor hasta que el extremo del tubo se aplique al tope 100 de insercion, lo que impide una insercion adicional del tubo en el racor y asegura que el extremo del tubo 104 ha sido insertado a traves de la junta torica respectiva. La insercion de la parte de extremo del tubo 104 en el racor 90 comprime la junta torica 102 respectiva radialmente entre el tubo y la porcion 96 de canal de junta torica del racor. El conjunto puede a continuacion ser engastado, preferiblemente utilizando una herramienta de engastar que crea multiples deformaciones angulares 106 radialmente en el conjunto (como se ha mostrado en la fig. 15). Preferiblemente, la herramienta de engastar esta dimensionada para ajustarse estrechamente entre la protuberancia anular creada por la porcion 96 de canal de junta torica del racor 90 y la protuberancia 98 de posicionamiento respectiva de tal manera que se asegure ese posicionamiento apropiado de las deformaciones anulares 106. Las deformaciones anulares 106 deforman plasticamente/no elasticamente bandas anulares de la porcion cilindrica 94 de tubo del racor 90 y bandas anulares adyacentes del tubo 104 radialmente hacia dentro, creando por ello una geometria de interbloqueo entre los dos componentes. La geometria de interbloqueo impide que el tubo 104 se libere del racor 90 cuando hay una carga de traccion entre los dos componentes. El trabajo de engastado endurece el cobre del racor 90 y del tubo 104 en las deformaciones anulares 106, y aumenta por ello la resistencia de la geometria de interbloqueo. Debido al grosor disminuido de la porcion 96 de canal de junta torica de la pared 92 de tubo con relacion al grosor de la porcion cilindrica 94 de tubo de la pared de tubo, el proceso de engastado tambien hace que la parte de canal de junta torica de la pared de tubo se deforme plasticamente de manera radial hacia dentro, no obstante no tan drasticamente como las deformaciones anulares 106. Esto provoca una compresion radial adicional de la junta torica 102 entre el racor 90 y el tubo 104 insertado en el. Este proceso puede ser a continuacion repetido para unir otro tubo 104 al extremo opuesto del racor 90. Despues de presurizar internamente el conjunto, el racor 90 estara muy frecuentemente bajo tension axial, lo que, debido al grosor disminuido del racor 90 a lo largo de las porciones 96 de canal de junta torica de la pared 92 del tubo, puede hacer que las porciones de canal de junta torica se alarguen ligeramente en el area de la pared mas delgada en las porciones 96 de canal de junta torica, lo que a su vez hace que el area en el vertice de las porciones 96 de canal de junta torica se aplasten radialmente de forma parcial. Esto comprime aun mas las juntas toricas 102 entre el racor 92 y el extremo de los tubos 104 insertados en el, y por ello aumenta su capacidad para soportar la presion. Deberia apreciarse que el estado recocido del racor 90 incide en el grado de que esto ocurra.
La fig. 16 representa un racor 90' que es identico al racor 90 mostrado en la fig. 14 excepto en que su pared 92' de tubo comprende multiples porciones 96' de canal de junta torica en cada extremo del racor. Como tal, este racor 90' esta configurado para recibir multiples juntas toricas en cada extremo del racor. De manera distinta a las porciones 96' de canal de junta torica en el exterior, las partes de canal de junta torica en el interior no se deforman plasticamente durante el proceso de engastado. Sin embargo, como las porciones 96' de canal de junta torica en el exterior las porciones 96' de canal de junta torica en el interior son mas delgadas que las porciones adyacentes del racor 90' y se aplastaran parcialmente cuando el racor intente expandirse axialmente bajo presion.
Deberia apreciarse que la configuracion de una mitad del racor 90 mostrado en la fig. 14 o del racor 90' mostrado en la fig. 16 podria formarse como una parte enteriza de un tubo largo o tubo de conexion que esta conectado a un componente de refrigeracion de HVAC u otro fluido. Asi, los aspectos del racor descritos anteriormente no necesitan estar limitados a racores que estan configurados para recibir dos tubos separados.
Un racor para engastar de acuerdo con la invencion esta mostrado en las figs. 17-21. Este racor para engastar 110 es identico en forma y funcion al racor 90 mostrado en la fig. 14, solamente con unas pocas excepciones. De manera diferente al racor para engastar mostrado en la fig. 14, el racor para engastar mostrado en las figs. 17-21, comprende partes ensanchadas 112 adyacentes a sus extremos opuestos en vez de protuberancias 98 de posicionamiento anulares. Adicionalmente, al racor 110 mostrado en las figs. 17-21 comprende topes 114 de insercion hendidos, en vez del tope 100 de insercion anular del racor 90 representado en la fig. 14. Las partes ensanchadas 112 del racor 110 preferiblemente se ensanchan hacia fuera en un angulo comprendido entre treinta y cuarenta grados desde la linea central del racor, y mas preferiblemente en un angulo de aproximadamente treinta y siete grados. Como con las protuberancias 98 de posicionamiento anulares del racor 90 representado en la fig. 14, las partes ensanchadas 112 del racor 110 estan posicionadas de tal modo que la herramienta de engastar se ajustara estrechamente entre la protuberancia anular creada por la parte 116 de canal de junta torica del racor 110 y la parte ensanchada 112 respectiva para asegurar que el racor sera engastado en las ubicaciones adecuadas. Las partes ensanchadas 112 tambien sirven para proteger el racor 110 de danos en el caso de que el racor se caiga. Si se cae el racor 110, las partes ensanchadas 112 absorberan probablemente la energia del impacto y pueden deformarse como resultado, pero sin afectar adversamente a la funcionalidad del racor. Aun mas, las partes ensanchadas 112 del racor 110 facilitan tambien la
insercion de un extremo de tubo en el racor. Los topes 114 de insercion hendidos del racor 110 sirven para el mismo proposito que el tope 100 de insercion anular del racor 90 representado en la fig. 14, pero se ha encontrado que son mas faciles de conformar en el racor. Preferiblemente hay dos topes 114 de insercion hendidos separados ciento ochenta grados, pero cualquier numero, incluyendo solo uno, bastaria. Como el racor para engastar 90 representado en la fig. 14, el racor para engastar 110 mostrado en las figs. 17-21 comprende cobre y esta formado preferiblemente de cobre recocido y el trabajo se endurece localmente cuando es engastado. El racor para engastar puede ser engastado a uno o mas tubos como se ha descrito anteriormente en referencia a los otros distintos racores descritos en este documento.
Con cualquiera de los racores descritos anteriormente, un agente sellador tal como Loctite® 567 puede ser aplicado sobre la superficie interior del racor, antes de insertar un tubo o tubos en el. Cuando el extremo de tubo es insertado en un racor que tiene agente sellador, el agente sellador es forzado axialmente hacia fuera hacia el extremo axial del racor cuando el extremo del tubo comprime radialmente la junta torica. El agente sellador es forzado aun mas hacia fuera cuando el racor es engastado. El agente sellador mejora ademas la capacidad de sellado de la union de racor a tubo.
Un revestimiento resistente a la corrosion (por ejemplo, estano, niquel, pintura, polimeros) puede tambien ser aplicado a cualquiera de los racores descritos anteriormente para ayudar a impedir la corrosion de metales no similares (particularmente en situaciones en donde un racor de cobre es unido a un tubo que no es de cobre, tal como un tubo de aluminio).
En vista de lo anterior, deberia apreciarse que la presente invencion resuelve distintas desventajas asociadas con metodos de la tecnica anterior para unir tubos en conjuntos de tuberia de refrigeracion. Los racores para engastar de acuerdo con la presente invencion y los metodos utilizados con los mismos son capaces de formar uniones que pueden resistir presiones internas de mas de 2100 libras por pulgada cuadrada (14,5 MPa).
Como podrian hacerse distintas modificaciones en las construcciones y metodos descritos en este documento e ilustrados sin salir del marco del alcance de la invencion, se pretende que toda cuestion contenida en la descripcion anterior o mostrada en los dibujos adjuntos sera interpretada como ilustrativa el lugar de limitativa. Por ejemplo, aunque algunos de los metodos descritos anteriormente forman un unico engastado primario alrededor de una parte anular junto a cada extremo del racor para engastar, pueden formarse multiples engastados alrededor de multiples porciones anulares separadas adyacentes a cada extremo del racor para engastar para proporcionar una geometria de interbloqueo adicional entre el racor para engastar y los tubos para mejorar por ello la resistencia a la extraccion de la union. Esto puede hacerse en una accion utilizando una herramienta de engastar de dos mordazas configurada para formar una pluralidad de engastados simultaneamente. Adicionalmente, deberia apreciarse que, aunque lo racores descritos en este documento estan configurados para unir dos tubos de manera coaxial, un racor de acuerdo con la invencion podria tener un codo o curva de modo que este configurado para unir tubos en otros angulos distintos tales como cuarenta y cinco grados o noventa grados. De manera similar un racor de acuerdo con la invencion podria ser un racor en T y/o un reductor. Aun mas, aunque los racores para engastar de acuerdo con la invencion son formados preferiblemente en un estado recocido, no necesitan estarlo. Asi, el alcance de la presente invencion no deberia estar limitado por ninguna de las realizaciones ejemplares anteriormente descritas, sino que deberia ser definido solamente de acuerdo con las siguientes reivindicaciones adjuntas a este documento.
Deberia comprenderse tambien que cuando se introducen elementos de la presente invencion en las reivindicaciones o en la descripcion anterior de realizaciones ejemplares de la invencion, los terminos "que comprenden", "que incluyen", y "que tienen" pretenden ser de caracter abierto y significar que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enunciados. Adicionalmente, el termino "porcion" debe ser considerado como que significa algo o la totalidad del articulo o elemento que califica. Ademas, el uso de identificadores tales como primero, segundo, y tercero no deberia ser considerado de manera que imponga una posicion relativa o secuencia temporal entre limitaciones. Aun mas, el orden en el que las operaciones de cualquier reivindicacion de metodo que sigue son presentadas no deberia ser considerado de manera limitativa del orden en el que tales operaciones deben ser realizadas.
Claims (11)
1. Un racor (110) que comprende una pared de tubo metalico que forma tanto una porcion cilindrica de tubo como una porcion (116) de canal de junta torica anular adyacente, teniendo la pared del tubo un primer grosor de pared a lo largo de la porcion cilindrica de tubo y un segundo grosor de pared a lo largo de menos parte de la porcion de canal de junta torica, siendo el grosor de la segunda pared menor que el grosor de la primera pared, estando configurada y adaptada la porcion cilindrica de tubo y la porcion de canal de junta torica para rodear una porcion de extremidad cilindrica de un tubo cuando tal porcion de extremidad del tubo es insertada en el racor, formando tambien la pared del tubo una parte ensanchada (112), estando la porcion cilindrica de tubo entre la porcion (116) de canal de junta torica y la porcion ensanchada (112), teniendo la porcion ensanchada superficies interior y exterior que divergen radialmente hacia fuera con relacion a la porcion cilindrica de tubo cuando la porcion ensanchada se aleja de la porcion cilindrica de tubo, sobresaliendo el exterior de la pared de tubo radialmente hacia fuera en la porcion de canal de junta torica con relacion a la porcion cilindrica de tubo adyacente, formando la porcion ensanchada y la porcion de canal de junta torica de la pared del tubo una cuna de posicionamiento exterior entre ellas que esta configurada para restringir una herramienta de engastar alrededor de la porcion cilindrica de tubo del racor;
en donde la pared de tubo comprende cobre, y en donde la pared del tubo es recocida a un tamano de grano del orden de 0,005 a 0,070 mm.
2. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde la pared del tubo es recocida a un tamano de grano del orden de 0,015 a 0,035 mm.
3. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde el segundo grosor de pared es menor del 82 % del primer grosor de pared.
4. Un racor segun la reivindicacion 1 que comprende ademas una junta torica elastica que esta aplicada con la porcion de canal de junta torica de la pared del tubo y rodeada por ella.
5. Un racor segun la reivindicacion 1 que comprende ademas una junta moldeada formada en la porcion de canal de junta torica de la pared del tubo.
6. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde la pared del tubo forma ademas un tope de insercion que sobresale radialmente hacia dentro con relacion a la porcion cilindrica de tubo, y la porcion de canal de junta torica de la pared de tubo esta entre el tope de insercion y la porcion cilindrica de tubo.
7. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde el segundo grosor de pared es menor del 82% del primer grosor de pared, la pared del tubo forma ademas un tope de insercion que sobresale radialmente hacia dentro con relacion a la porcion cilindrica de tubo, y la porcion de canal de junta torica de la pared de tubo esta entre el tope de insercion y la porcion cilindrica de tubo, la pared de tubo sobresale radialmente afuera en la porcion de canal de junta torica con relacion a la porcion de tubo cilindrica adyacente.
8. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde la porcion cilindrica de tubo y la porcion de canal de junta torica estan formadas sobre una primera mitad axial del racor y el racor comprende una segunda mitad axial formada por la pared del tubo que es una imagen de espejo de la primera mitad axial.
9. Un racor segun la reivindicacion 8 en donde la pared del tubo forma ademas un tope de insercion que sobresale radialmente hacia dentro con relacion a la porcion cilindrica del tubo y que esta posicionada centralmente entre la primera y segunda mitades axiales del racor.
10. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde la pared del tubo comprende cobre y tiene un revestimiento resistente a la corrosion.
11. Un racor segun la reivindicacion 1 en donde la porcion ensanchada se ensancha hacia fuera en un angulo de entre 30 y 40 grados desde una linea central del racor.
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