ES2724898B2 - Elemento compensador de dilatación - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Elemento compensador de dilatación
Campo técnico de la invención
La presente invención corresponde al campo técnico de las redes de tuberías y en concreto a un elemento compensador de dilatación para absorber las dilataciones de las mismas.
Antecedentes de la Invención
Las redes de tuberías están sometidas a diversos factores que deben ser tenidos en cuenta en el momento del diseño y montaje de las mismas. Uno de estos factores son los cambios de temperatura, que generan deformaciones en la longitud de las tuberías bien por dilatación, bien por contracción, pudiendo afectar a las uniones entre tuberías y de estas con otros elementos.
Estas variaciones de temperatura pueden ser originadas por aumento o disminución de la temperatura ambiente, o por la propia temperatura del fluido que discurre por su interior.
La existencia de dilatación incontrolada en las conducciones debido a elevadas temperaturas genera efectos destructivos en las mismas, mientras que la contracción debida a la exposición a bajas temperaturas genera tensiones residuales en dichas conducciones. Estas tensiones se evidencian al desmontar un elemento de conducción, ya sea una parte de conducción o un equipo, pues la tarea resulta dificultosa y la desconexión respecto de la conducción a la que se encontraba unido, produce bruscas desalineaciones con respecto de la misma, debido al agarrotamiento que ocasionan las tensiones en los elementos.
Es necesario por tanto, tener en cuenta este factor en los diseños de redes de canalizaciones y tomar medidas para evitarlo.
Para ello se replantea el diseño de la línea bien modificando su trazado, si es posible, o dotándola de mayor elasticidad artificialmente.
En el estado de la técnica, uno de los modos utilizados para dotar de elasticidad a las conducciones es con la introducción en el trazado de cambios de dirección, especialmente mediante liras de dilatación que representan quiebros del trazado en forma de omegas, en L, U o Z. Las liras se basan en disponer una serie de anclajes fijos y móviles de manera que permitan que la conducción se dilate por efecto de la temperatura lo suficiente para evitar que aparezcan tensiones excesivas.
Estas liras de dilatación son elementos que permiten desplazamientos relativos entre sus extremos sin entrar en deformaciones plásticas, pero presentan un problema fundamental debido a que ocupan demasiado espacio y esto puede resultar un inconveniente en algunos tramos o zonas de la red en la que se precisa colocar un elemento de dilatación y no se dispone de espacio suficiente.
En el estado de la técnica existen otros elementos que aportan elasticidad a las conducciones resolviendo el problema de espacio de las liras. Estos son los compensadores de dilatación, también llamados juntas de expansión, que son elementos de alta tecnología, formados principalmente por fuelles flexibles, para la absorción de movimientos en un sistema de tuberías.
No obstante, estos elementos que absorben de manera muy eficaz las deformaciones, suelen actuar en un rango de dilatación máximo de unos 2 a 3 cm, y en el caso de aquellos elementos realizados con un caucho/elastómero, en un rango de dilatación como máximo de unos 5 a 8 cm, por lo que pueden resultar favorables para elementos de conducción metálicos, pero no para el caso de elementos de conducción plásticos, dado que los plásticos presentan unos coeficientes de dilatación térmica muy superiores al de los metálicos y en concreto, unos rangos de dilatación que estas piezas no son capaces de absorber.
No se ha encontrado en el estado de la técnica un elemento compensador de dilatación que presente una magnitud de dilatación suficiente para que resulte adecuada su utilización tanto en elementos de conducción plásticos como metálicos.
Descripción de la invención
El elemento compensador de dilatación, para elementos de tuberías, que aquí se presenta, comprende un primer y un segundo portabridas iguales, que presentan un cuerpo tubular con un primer y un segundo extremos opuestos y una zona anular emergente del primer extremo con unos primeros orificios de paso, donde ambos primer y segundo portabridas están dispuestos de forma simétrica con el segundo extremo de ambos enfrentados.
Este elemento compensador de dilatación presenta una camisa tubular dispuesta sobre la superficie exterior de al menos parte de los cuerpos tubulares de ambos primer y segundo portabridas, siendo el diámetro interior de la camisa tubular tal que los cuerpos tubulares pueden encajar de manera ajustada en el interior de la misma al tiempo que se permite el desplazamiento longitudinal de ambos portabridas respecto de la camisa tubular.
Así mismo, comprende unos medios de guiado del desplazamiento longitudinal de cada primer y segundo portabridas respectivamente, que presentan para cada uno de ellos una brida de guiado situada sobre la camisa tubular en un extremo de la misma, con unos segundos orificios de paso, y un conjunto de ejes paralelos al eje de ambos portabridas dispuestos cada uno a través de uno de los segundos orificios de paso, con un primer extremo libre y un segundo extremo fijado a la zona anular del portabridas.
Este elemento compensador de dilatación está pensado para trabajar tanto como compensador de dilatación como compensador de contracción.
Cuando actúa como compensador de dilatación, el circuito está dirigido a una red de fluido a elevada temperatura. La tubería que presenta una longitud inicial, se monta a temperatura ambiente y el compensador se monta totalmente extendido, de este modo, cuando entra en funcionamiento el tubo con el fluido a altas temperaturas, el calor genera el aumento de la longitud de la tubería y el compensador se cierra para absorber el incremento de longitud.
Por otro lado, cuando actúa como un compensador de contracción, el circuito está dirigido a una red de fluido a bajas temperaturas. En este caso, la tubería con su longitud inicial se monta a temperatura ambiente, y el compensador se monta totalmente cerrado de manera que cuando la conducción entra en funcionamiento con el líquido frio, la bajada da temperaturas genera una contracción de la conducción y el compensador se abre para permitir esta contracción sin que se generen tensiones en la conducción.
Con el elemento compensador de dilatación que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.
Esto es así pues se consigue un elemento compensador de dilatación capaz de absorber variaciones importantes de longitud de las tuberías, con una dilatación que puede llegar a un máximo de dilatación permitida, en un rango de entre 25 y 30 cm, resultando por tanto adecuado tanto para conducciones metálicas como para conducciones plásticas, y especialmente para estas últimas, que presentan una dilatación más elevada.
Con estos elementos compensadores de dilatación es posible sustituir las liras de dilatación consiguiendo por tanto una absorción de las dilataciones y contracciones de las conducciones, mediante un elemento que ocupa muy poco espacio, al contrario de lo que ocurría con las liras, por lo que estos elementos pueden colocarse en cualquier red de conducciones, sin que existan limitaciones dimensionales.
Otra ventaja importante es que con este elemento compensador de dilatación es posible orientar los taladros de cada una de las bridas como necesitemos, pudiendo de esta forma corregir desviaciones de orientación. Así pues, cuando se suelda a una tubería un portabridas o una brida-portabrida, ésta se suelda a una parte de la tubería colocando los taladros de los tornillos en una determinada posición, pero es muy probable que el operario en el momento de la instalación se despiste y los coloque en una posición diferente, por lo que cuando va a colocarse la válvula, ésta queda torcida, pero gracias a este elemento compensador de dilatación es posible corregir dichas desviaciones de orientación.
Por otra parte, este elemento compensador de dilatación presenta una función adicional pudiendo actuar como un carrete de montaje y desmontaje. Así pues, gracias a unos medios de bloqueo de los ejes de los medios de guiado del segundo portabridas, el lado correspondiente a este segundo portabridas queda fijo y no puede moverse a no ser que se desbloqueen los ejes, mientras que el lado contrario en el que está el primer portabridas sí es libre para moverse absorbiendo las posibles dilataciones y contracciones. Con esto, si colocamos el elemento compensador de dilatación contra la salida de una máquina de aire acondicionado por ejemplo, la máquina no se va a mover, con lo que resulta conveniente que un lado del compensador quede a medio recorrido de salida, y bloqueado, de este modo puede actuar de carrete de montaje y desmontaje de este lado, estando el otro lado libre para admitir la dilatación/contracción de la instalación.
Resulta por tanto un elemento compensador de dilatación muy eficaz, apto para cualquier tipo de conducciones en especial las de material plástico y que permite una doble función de compensador y de carrete de montaje-desmontaje.
Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del elemento compensador de dilatación, en una posición abierta de los portabridas, para un primer modo de realización preferente de la invención.
La Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva del elemento compensador de dilatación, en una posición cerrada de los portabridas, para un primer modo de realización preferente de la invención.
La Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva seccionada del elemento compensador de dilatación, para un primer modo de realización preferente de la invención.
La Figura 4.- Muestra una vista en sección del elemento compensador de dilatación, para un primer modo de realización preferente de la invención.
La Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva seccionada del elemento compensador de dilatación, para un segundo modo de realización preferente de la invención.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, el elemento compensador (1) de dilatación para elementos de tuberías que aquí se propone, comprende un primer y un segundo portabridas (2, 3) iguales, que presentan un cuerpo tubular (4) con un primer y un segundo extremos (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) opuestos y una zona anular (5) emergente del primer extremo (2.1, 3.1) con unos primeros orificios de paso (6), donde ambos primer y segundo portabridas (2, 3) están dispuestos de forma simétrica con el segundo extremo (2.2, 3.2) de ambos enfrentados.
En las Figuras 1 y 2 se muestra que el elemento compensador (1) comprende una camisa tubular (7) dispuesta sobre la superficie exterior de al menos parte de los cuerpos tubulares (4) de ambos primer y segundo portabridas (2, 3), siendo el diámetro interior de la camisa tubular (7) tal que los cuerpos tubulares (4) pueden encajar de manera ajustada en el interior de la misma al tiempo que se permite el desplazamiento longitudinal de ambos portabridas respecto de la camisa tubular (7).
En este sentido, la camisa tubular (4) se encuentra dispuesta sobre más parte del primer y segundo portabridas (2, 3) cuando dichos portabridas se encuentran cerrados para permitir una contracción o por haber permitido una dilatación y se encuentra dispuesta sobre menos parte de dichos portabridas, si éstos se encuentran abiertos, por estar preparados para permitir una dilatación o por haber permitido una contracción.
Este elemento compensador (1) de dilatación comprende además unos medios de guiado del desplazamiento longitudinal de cada primer y segundo portabridas (2, 3) respectivamente, que como puede observarse en las Figuras 1 y 2, presentan para cada uno de ellos una brida de guiado (8) situada sobre la camisa tubular (7) en un extremo de la misma, con unos segundos orificios de paso (9), y un conjunto de ejes (10) paralelos al eje de ambos portabridas dispuestos cada uno a través de uno de los segundos orificios de paso (9), con un primer extremo (10.1) libre y un segundo extremo (10.2) fijado a la zona anular (5) del portabridas correspondiente.
Estas bridas de guiado (8) sirven para guiar los ejes (10) que impiden que el elemento compensador (1) se bloquee debido a una desalineación, mientras que estos ejes (10) permiten guiar el portabridas correspondiente.
En este modo de realización preferente de la invención, como se muestra en las Figuras 2 a 4, los medios de guiado del primer y segundo portabridas (2, 3), comprenden para cada uno de ellos una contrabrida (11) con un diámetro interior igual al diámetro interior de la camisa tubular (7), dispuesta en el extremo de la misma junto a la brida de guiado (8) correspondiente.
Esta contrabrida (11) actúa a modo de retén, impidiendo que la brida de guiado (8) correspondiente se salga de la camisa tubular (7), pero no bloquea la brida, ya que ésta debe poder girar en caso de que deba orientarse para corregir una desalineación entre bridas.
En este modo de realización preferente de la invención, los ejes (10) de los medios de guiado del primer y del segundo portabridas (2, 3) presentan un tope (12) en el primer extremo (10.1), que impide la salida de dicho primer extremo (10.1) por el segundo orificio de paso (9) de la brida de guiado (8) correspondiente.
De este modo, el elemento que aquí se propone actúa como compensador de dilatación, pero en otros modos de realización preferente, puede presentar un tope (12) únicamente en el primer extremo (10.1) de los ejes (10) de un primer portabridas (2), y además presentar unos medios de bloqueo de los ejes (10) que atraviesan los segundos orificios (9) de la brida de guiado (8) del segundo portabridas (3). Así pues en ese supuesto, el elemento compensador (1) puede funcionar como compensador de dilatación y al mismo tiempo, como carrete de montaje y desmontaje.
Para conseguir que el elemento compensador (1) de dilatación resulte estanco, en este modo de realización comprende, como se muestra en la Figura 4, unas juntas (13) de estanqueidad entre la camisa tubular (7) y el cuerpo tubular (4) del primer y segundo portabridas (2, 3).
En este modo de realización preferente de la invención, el primer y segundo portabridas (2, 3) presentan la zona anular (5) de los mismos configurada como una brida, con las características técnicas correspondientes a las mismas, y en este caso, tanto dicha zona anular (5) que conforma una brida, como el cuerpo tubular (4) del que emerge, están formados por material metálico.
Al ser todo el elemento compensador metálico, se consigue una mayor sencillez de instalación y un menor diámetro de brida que permite a su vez, un menor diámetro de válvulas a conectar. Además, la brida ya es de DN de la pieza, por lo que no existe un efecto reducción de diámetro.
Así mismo, el espesor a salvar entre bridas por los elementos atornillados es menor, por lo que éstos pueden ser más cortos, reduciendo el coste de los mismos. Por otra parte, la zona de empuje lograda abarca toda la superficie de la zona anular del portabridas, consiguiéndose una mayor perpendicularidad de la unión entre ambos que permite un paralelismo en el plano de empuje entre bridas, minimizándose el problema de las posibles deformaciones en este plano de unión.
En un segundo modo de realización preferente de la invención, representado en la Figura 5, el primer y segundo portabridas (2, 3) comprenden una brida (14) con terceros orificios de paso (15), embebida en el interior de la zona anular (5), y dispuesta tal que los terceros orificios de paso (15) de la misma están situados de manera coincidente con los primeros orificios de paso (6) de la zona anular (5) del portabridas (2, 3).
La forma de realización descrita constituye únicamente un ejemplo de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible así como la información suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invención.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Elemento compensador (1) de dilatación, para elementos de tuberías, caracterizado por que comprende
    - un primer y un segundo portabridas (2, 3) iguales, que presentan un cuerpo tubular (4) con un primer y un segundo extremos (2.1, 2.2, 3.1, 3.2) opuestos y una zona anular (5) emergente del primer extremo (2.1, 3.1) con unos primeros orificios de paso (6), donde ambos primer y segundo portabridas (2, 3) están dispuestos de forma simétrica con el segundo extremo (2.2, 3.2) de ambos enfrentados;
    - una camisa tubular (7) dispuesta sobre la superficie exterior de al menos parte de los cuerpos tubulares (4) de ambos primer y segundo portabridas (2, 3), siendo el diámetro interior de la camisa tubular (7) tal que los cuerpos tubulares (4) pueden encajar de manera ajustada en el interior de la misma al tiempo que se permite el desplazamiento longitudinal de ambos portabridas respecto de la camisa tubular (7), y;
    - unos medios de guiado del desplazamiento longitudinal de cada primer y segundo portabridas (2, 3) respectivamente, que presentan para cada uno de ellos una brida de guiado (8) situada sobre la camisa tubular (7) en un extremo de la misma, con unos segundos orificios de paso (9), y un conjunto de ejes (10) paralelos al eje de ambos portabridas dispuestos cada uno a través de uno de los segundos orificios de paso (9), con un primer extremo (10.1) libre y un segundo extremo (10.2) fijado a la zona anular (5) del portabridas correspondiente.
    2- Elemento compensador (1) de dilatación, según la reivindicación 1, en el que los medios de guiado del primer y segundo portabridas (2, 3), comprenden para cada uno de ellos una contrabrida (11) que presenta un diámetro interior igual al diámetro interior de la camisa tubular (7), dispuesta en el extremo de la misma junto a la brida de guiado (8) correspondiente.
    3- Elemento compensador (1) de dilatación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los ejes (10) de los medios de guiado de al menos el primer portabridas (2) presentan un tope (12) en el primer extremo (10.1), que impide la salida de dicho primer extremo (10.1) por el segundo orificio de paso (9) de la brida de guiado (8).
    4- Elemento compensador (1) de dilatación, según la reivindicación 3, en el que la brida de guiado (8) de los medios de guiado del segundo portabridas (3) comprende unos medios de bloqueo de los ejes (10) que atraviesan los segundos orificios de paso (9) de la misma en una posición de los mismos.
    5- Elemento compensador (1) de dilatación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unas juntas (13) de estanqueidad entre la camisa tubular (7) y el cuerpo tubular (4) del primer y segundo portabridas (2, 3).
    6- Elemento compensador (1) de dilatación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y segundo portabridas (2, 3) presentan la zona anular (5) de los mismos configurada por una brida metálica, siendo el cuerpo tubular (4) del que emerge la misma, también metálico.
    7- Elemento compensador (1) de dilatación, según cualquiera de las 1 a 5 anteriores, en el que el primer y segundo portabridas (2, 3) comprenden una brida (14) con terceros orificios de paso (15), embebida en el interior de la zona anular (5), y dispuesta tal que los terceros orificios de paso (15) de la misma están situados de manera coincidente con los primeros orificios de paso (6) de la zona anular (5) del portabridas correspondiente.
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