ES2797000B2 - Brida de union de elementos de tuberias y metodo de fabricacion de brida de union de elementos de tuberias - Google Patents

Description

DESCRIPCI N

BRIDA DE UNIÓN DE ELEMENTOS DE TUBERÍAS Y MÉTODO DE FABRICACIÓN

DE BRIDA DE UNIÓN DE ELEMENTOS DE TUBERÍAS

Campo de la invención

La presente invención pertenece al campo de las redes de tuberías para la conducción de todo tipo de fluidos, formados por diferentes tramos de tubería rectos, codos, en “T”, así como otros elementos tales como válvulas, bombas o equipos de medida. Concretamente la presente invención se refiere a las bridas de unión de estos diferentes elementos de tuberías.

Antecedentes de la invención

Las bridas son un elemento indispensable en el proceso de instalación de redes de tuberías, pues permiten la unión de dos elementos de tuberías, pudiendo ser estos elementos distintos tramos de tubería rectos, codos, una T... u otros elementos necesarios en la red, tales como válvulas de diferentes clases, bombas, equipos de medida, etc.

La unión entre los dos elementos de tubería se suele realizar por medio de dos bridas, cada una de ellas conectada a uno de los elementos, generalmente una de ellas siempre forma parte de la tubería y la otra se conecta al equipo o accesorio.

Actualmente en la práctica, el instalador de las redes de tuberías se encuentra con ciertos problemas con la utilización de las bridas a la hora de unir los diferentes elementos.

Uno de estos problemas suele aparecer cuando los diámetros de los elementos a conectar no son coincidentes. Para un diámetro nominal de un tubo de polietileno o polipropileno por ejemplo, se corresponde una brida definida por su paso nominal, pero si el diámetro del elemento a unir no fuera coincidente con el anterior, habría que añadir los elementos de reducción/ampliación que fueran necesarios.

Suele ocurrir que los tubos de plástico en general presentan una estandarización de acuerdo con el diámetro exterior y no con el diámetro interior como ocurre con otros materiales. Esto genera un efecto de descolocación que no siempre se detecta cuando se instala, pudiendo ocasionar problemas futuros en las uniones y el empleo de las bridas.

Para solucionar este problema, en el caso particular de las uniones de elementos auxiliares, tales como válvulas o elementos de medición, podría pensarse en utilizar un elemento, por ejemplo una válvula más pequeña con la que se consiguiera el mismo diámetro interno tanto en la conducción del tubo de plástico, como en el otro material, como acero o fundición, por ejemplo. Pero no se puede instalar en la práctica ya que los tornillos de unión de las bridas no coincidirían.

Otro problema surge en la conexión de válvulas de mariposa de cuerpo corto, en las que el disco de la válvula no entra dimensionalmente en el portabridas, al ser de mayor diámetro que ésta.

Distintas soluciones a este problema podrían ser, por ejemplo cambiar el tipo de válvula por otra de mariposa de doble excentricidad con cuerpo más largo, lo que encarecería la instalación, o rebajar o achaflanar la pared interior del portabridas, con lo que puede generarse un debilitamiento del mismo, lo cual originaría un posterior deterioro.

En el estado de la técnica existe un elemento desarrollado con el propósito de dar una solución a estos problemas, que consiste en un conjunto brida-portabridas especial, que tiene un portabridas de polietileno o polipropileno y una brida formada por un anillo de hierro o acero. Esta brida metálica garantiza un flujo de óptima potencia, y además aguanta una presión nominal de hasta 25 bar. En este caso la brida presenta un 50% más de superficie de contacto para la transmisión de fuerza que un portabridas estándar con brida loca, lo que se traduce en una mayor seguridad y más estabilidad. Además este conjunto es pequeño y resulta más económico que las bridas estándar, y es válido para la conexión de válvulas de mariposa, cuya operabilidad no está garantizada con bridas estándar.

No obstante, este conjunto brida-portabrida sigue presentando problemas debido a que el portabridas en la zona de unión del mismo con la brida no presenta un contorno lateral perpendicular a la zona de menor diámetro de la brida, por lo que para buscar esa perpendicularidad, la brida debe ser de mayor diámetro y debe situarse en la zona perimetral del portabridas. De este modo, el plano de empuje en la zona de actuación de la brida del conjunto contra la brida del elemento a unir se reduce a la zona perimetral de contacto de los elementos, de manera que el plano de empuje que se genera no es paralelo a las bridas, con lo que se forman deformaciones desfavorables en la unión entre dichos elementos.

En la actualidad también existen conjuntos brida-portabrida que integran ambos elementos en uno. El documento JPH09159073 describe un procedimiento para fabricar un portabridas de material plástico que lleva embebido en su interior una brida metálica para reforzar el conjunto. Los orificios de paso en la zona anular atraviesan la parte plástica del portabridas y la parte metálica de la brida. El documento JPH0634083 muestra un sistema de portabridas plástico con un anillo metálico embebido. Este tipo de sistemas presenta la desventaja de proporcionar problemas de absorción de las fuerzas de flexión en las diferentes partes componentes, la plástica y la metálica. En los sistemas que integran metal embebido en el plástico es posible que ante la presencia de tensiones cada material flecte de manera independiente provocándose deformaciones no deseadas en la parte plástica que rodea el anillo metálico embebido.

Es por tanto deseable una brida que consiga una unión sencilla, segura y eficiente de los elementos de las redes de tuberías evitando los inconvenientes de los sistemas anteriores existentes en el estado de la técnica.

Descripción de la invención

La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante una brida de unión de elementos de tuberías, el cual tiene una pieza integral realizada en plástico, preferentemente polietileno o polipropileno, aunque puede estar realizada en otros materiales termoplásticos tales como poliamida (PA), ABS o similares. Esta pieza integral tiene a su vez un cuerpo tubular con un primer extremo con medios de fijación a un elemento de tubería y un segundo extremo, y un elemento anular emergente del segundo extremo del cuerpo tubular, que constituye el plano de apriete de la brida en que tiene a su vez una pluralidad de orificios pasantes. Estos orificios pasantes servirán para la unión mediante tornillería a otra brida dispuesta en otro elemento de tubería. La pieza integral presenta en su interior fibras de refuerzo, tanto en el cuerpo tubular como en el elemento anular, las cuales refuerzan la pieza integral para proporcionar una brida resistente que una de forma segura los elementos de las redes de tuberías.

Según diferentes realizaciones, los medios de fijación del primer extremo del cuerpo tubular al elemento de tubería están adaptados a todos los métodos de unión de unión existentes en la actualidad, para poder abarcar las diferentes opciones disponibles en el mercado, concretamente para la fijación seleccionada entre soldadura a tope, soldadura a socket y soldadura con accesorios electrosoldables.

De forma particular estas fibras de refuerzo no son metálicas, y preferentemente son fibras de vidrio, fibras de carbono o combinación de ambas.

De esta forma la brida está formada por una única pieza integral continua de plástico reforzado que no emplea elementos metálicos embebidos en su estructura. El refuerzo de esta pieza integral de plástico es de naturaleza fibrilar, las cuales pueden llevar elementos compatibilizantes que refuercen su unión con el plástico de la pieza integral.

El diseño de la pieza integral con el cuerpo tubular y el elemento anular permite que dicho elemento anular, que actuaría de elemento de sujeción a la otra brida sea menor, y por tanto permite que los tornillos de amarre entre dos bridas adyacentes queden dispuestos en un diámetro menor al que estarían en bridas convencionales correspondiente al diámetro de los tubos a conectar. Esto permite poder utilizar elementos de tubería y/o accesorios de diámetro nominal menor que los que se tendrían que utilizar con bridas convencionales, con las ventajas añadidas de menor coste, tornillería más reducida, y conexión directa con máquinas y elementos sin necesidad de usar reducciones.

Por tanto, con la brida objeto de la presente invención se consigue una mejora significativa de las bridas existentes en el estado de la técnica, dado que se consigue la funcionalidad de la brida y el portabridas mediante un único elemento que los combina en una única pieza integral. Esto proporciona una mayor sencillez en la instalación, y además permite el uso de bridas de menor diámetro que la que sería necesaria con bridas convencionales independientes del portabridas, por lo que permite la instalación de válvulas y otros elementos de menor tamaño, reduciendo los costes y consiguiendo un funcionamiento más adecuado de la red.

Asimismo, al poder reducirse el diámetro de la brida se ejerce presión desde una zona más cercana a la generatriz de los elementos de tuberías, mejorando la unión entre ellos y permitiendo la utilización de un menor número de tornillos.

Unido a lo anterior, este diseño de la brida mediante la pieza integral permite utilizar menores longitudes de tornillos en la unión entre bridas de diferentes elementos, ya que en este caso las caras de las bridas quedan prácticamente en contacto, salvo por la junta elástica dispuesta entre ambas. Por el contrario, en los sistemas de unión mediante bridas convencionales existe mayor separación entre bridas debido al espesor de la valona del portabridas de cada una de las bridas. Esto consigue una importante reducción de costes en tornillería.

Adicionalmente, al tratarse de un sistema realizado en una pieza integral continua de plástico reforzado se consigue una zona de empuje en prácticamente toda la superficie de la zona anular del cuerpo tubular (que equivaldría al portabridas convencional). De esta forma se obtiene una completa perpendicularidad de la unión del contorno lateral del cuerpo tubular con la unión con el elemento anular, y por tanto, se consigue un paralelismo en el plano de empuje entre bridas, minimizándose el problema de las deformaciones desfavorables que se generaban en este plano de unión entre bridas de plástico con metal embebido explicado en el apartado del estado de la técnica.

Por tanto, la brida objeto de la presente invención resulta un conjunto brida-portabrida eficaz, que facilita su colocación y reduce el número de elementos necesarios, consiguiendo un mejor comportamiento que las bridas convencionales en la unión de elementos de tubería. Además, al no haberse modificado la técnica de manipulación y montaje de éstas ni la colocación de las piezas no se precisa formación del equipo de instaladores, facilitándose así la colocación y evitándose errores de montaje.

De acuerdo con diferentes realizaciones particulares de la invención, al menos parte de las fibras de refuerzo están orientadas de acuerdo con una dirección predeterminada, lo que proporciona mayor resistencia según determinada orientación de los esfuerzos recibidos, en diferentes zonas del cuerpo tubular o en el elemento anular. Así, en la fabricación de la brida mediante inyección se orientan las fibras en direcciones predeterminadas para reforzar el comportamiento final de la brida tanto en el cuerpo tubular como en el elemento anular de unión a la otra brida del siguiente elemento. Esta orientación se consigue mediante el cambio de los puntos de inyección de la fibra en la pieza.

Así, si por ejemplo todas las fibras de refuerzo están orientadas según una dirección predeterminada, según determinadas realizaciones, las fibras de refuerzo que están dispuestas en el interior del cuerpo tubular pueden estar orientadas en la misma dirección que las que están dispuestas en el interior del elemento anular. Según esto las fibras de refuerzo del cuerpo tubular y del elemento anular pueden tener una orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular, para aplicaciones donde la brida está sometida a esfuerzos de tracción y compresión, generalmente instalaciones verticales como montantes. Alternativamente las fibras pueden tener una orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular. Esta orientación es la que proporciona mayor rigidez a lo largo de toda la pieza integral, dado que los esfuerzos recibidos por el apriete entre bridas serán perpendiculares a las fibras.

Alternativamente, las fibras de refuerzo del interior del cuerpo tubular podrán tener una orientación perpendicular a las del interior del elemento anular. Así, en este caso, las fibras de refuerzo del interior del cuerpo tubular pueden tener una orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular, mientras que las del interior del elemento anular tienen una orientación perpendicular a dicha generatriz del cuerpo tubular, para aplicaciones donde la brida está sometida a esfuerzos de tracción y compresión en trazados verticales donde la brida está atornillada a un elemento fijo. Alternativamente las fibras del refuerzo del interior del cuerpo tubular podrán tener una orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular, mientras que las del interior del elemento anular tendrán una orientación paralela a dicha generatriz del cuerpo tubular, para aplicaciones de trazados horizontales, donde las bridas pueden estar sometidas a flexión.

De acuerdo con diferentes realizaciones alternativas de la invención, todas las fibras de refuerzo podrán estar orientadas al azar, por ejemplo para aplicaciones de conexiones a elementos que puedan presentar vibraciones, tales como bombas hidráulicas. Alternativamente sólo parte de las fibras podrán estar orientadas según una dirección predeterminada mientras que el resto estarán dispuestas sin orientación predeterminada, es decir, con una orientación al azar, por ejemplo para aplicaciones en general para fluidos donde se produzcan cambios de temperatura constantes y diferenciales altos, teniendo en cuenta los casos anteriores.

Según una realización particular de la invención, la brida presenta un casquillo concéntrico e interior a la pieza integral, a lo largo de toda la longitud de ésta, estando dicho casquillo realizado en plástico y sin fibras de refuerzo en su interior. Esta realización será muy útil para redes de tuberías de agua para el consumo, ya que el casquillo realizado únicamente en plástico evitaría el contacto del agua con las fibras de refuerzo, para adaptarse a la norma sanitaria y de consumo. Esta brida se fabrica mediante co-inyección, en la que en una primera etapa se inyecta el casquillo interior sólo compuesto de material plástico, y una segunda sobreinyección del resto de la pieza integral de la brida con plástico reforzado con fibra que conforme la totalidad de la pieza.

De acuerdo con lo anterior, el cuerpo tubular y el casquillo tienen un espesor variable a lo largo de su longitud.

Preferentemente, la brida de unión objeto de la presente invención presenta una pluralidad de nervios radiales dispuestos entre la superficie exterior del cuerpo tubular y el elemento anular, perpendiculares a ambos y situados entre los orificios pasantes del elemento anular. Estos nervios reducen la tensión entre el cuerpo tubular y el elemento anular que funciona como sistema de unión a la otra brida.

El porcentaje de fibra añadida al plástico puede variar del 5% al 50% según las necesidades de presión de diseño de la red de tuberías. De forma preferente, la cantidad de fibra podrá considerarse del 20%-40% en peso. Sin embargo, cuando las necesidades de refuerzo son elevadas la cantidad de fibra puede elevarse.

El módulo de elasticidad E para las bridas de plástico, concretamente de polipropileno estaría alrededor de 1000MPa. Si este polipropileno se refuerza con fibra de vidrio al 5% en peso se obtiene un E de alrededor de 2000MPa, mientras que si se refuerza con fibra de vidrio al 50% el E se dispara hasta alrededor de los 11000MPa.

Otro objeto de la presente invención es un método de fabricación de brida de unión de elementos de tuberías. Este método se compone de una inyección de plástico en un molde con la forma de pieza integral, la cual tiene a su vez un cuerpo tubular y un elemento anular emergente de uno de los extremos del cuerpo tubular, y una introducción de fibras de refuerzo junto con el plástico en el molde a través de puntos de inyección determinados, para obtener una orientación determinada de las fibras de refuerzo. Mediante la variación de los puntos de inyección se obtendrán las diferentes orientaciones de las fibras de refuerzo en la pieza integral de la brida.

Posteriormente se realiza el enfriamiento de la pieza integral obtenida en plástico y fibras de refuerzo, y por último se realiza un mecanizado de orificios pasantes en el elemento anular de la pieza integral. Este mecanizado de los orificios pasantes en el elemento anular en frío soluciona el problema existente en la fabricación convencional de bridas. En dicho método convencional los taladros se hacían directamente durante la inyección colocando en el molde unas piezas macho, unos elementos cilíndricos que impiden la entrada de plástico, y así conseguir los orificios pasantes. Así, durante la inyección del plástico y las fibras en el molde, estos rodean estos elementos cilíndricos y generan líneas de unión o soldadura del material, que se convierten en puntos débiles de la pieza, pudiendo originar roturas precisamente en los puntos de unión a otras bridas mediante tornillería. El método de fabricación objeto de la presente invención resuelve este problema realizando la pieza integral con el elemento anular sin orificios pasantes, eliminándose así todo punto y línea de unión del flujo de material, permitiendo una distribución mucho más homogénea del material. Dichos orificios pasantes se realizan en una etapa posterior de mecanizado tras el enfriamiento de la brida.

Además esta forma de fabricación con el mecanizado de los orificios en frío soluciona el problema de adaptación a diferentes normas. Las bridas se realizan de acuerdo a diferentes normas establecidas, tales como la norma ISO o la norma ANSI. En dichas normas existen diferencias en cuanto a las dimensiones de los taladros u orificios pasantes de las bridas. En bridas de pequeñas dimensiones las diferencias son mínimas, y se consigue la unión entre bridas de distintas normas, sin embargo, en dimensiones mayores, por ejemplo bridas mayores de 100 mm de diámetros, los orificios o taladros que albergan los tornillos no coinciden, y es imposible unir una brida ISO con una brida ANSI. Por medio de la presente invención, al fabricar la brida sin taladros, se pueden mecanizar dichos taladros posteriormente adaptándolos a la norma requerida.

De acuerdo con una realización particular de la invención, para la obtención de una brida como la anterior, con un casquillo concéntrico interior que sólo tiene plástico, el método presenta una inyección preliminar de un casquillo únicamente en plástico, sin fibras de refuerzo, concéntrico e interior a la pieza integral. De esta forma se puede utilizar la brida obtenida para redes de tuberías de agua para el consumo, dado que este casquillo realizado únicamente en plástico evita el contacto del agua con las fibras de refuerzo, adaptándose de esta forma a la norma sanitaria y de consumo.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una realización de la brida objeto de la invención.

La figura 2 es una vista en planta de la realización de la brida de la figura 1.

La figura 3 es una vista esquemática en alzado seccionado de la brida de las figuras 1 y 2 por el plano AA.

La figura 4a es una vista en alzado seccionado, que muestra una realización de la brida con todas las fibras orientadas en la misma dirección, siendo esta dirección paralela a la generatriz del cuerpo tubular.

La figura 4b es una vista en alzado seccionado, similar a la anterior, que muestra una realización de la brida con todas las fibras orientadas en la misma dirección, en este caso siendo esta dirección perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular.

La figura 4c es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del cuerpo tubular paralelas a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del elemento anular perpendiculares a la generatriz del cuerpo tubular.

La figura 4d es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del cuerpo tubular perpendiculares a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del elemento anular paralelas a la generatriz del cuerpo tubular.

La figura 4e es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del cuerpo tubular paralelas a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del elemento anular sin orientación predeterminada, es decir orientadas al azar. En este caso la ausencia de líneas de relleno representa orientación al azar.

La figura 4f es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del cuerpo tubular perpendiculares a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del elemento anular sin orientación predeterminada, es decir orientadas al azar. En este caso la ausencia de líneas de relleno representa orientación al azar.

La figura 4g es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del elemento anular perpendiculares a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del cuerpo tubular sin orientación predeterminada, es decir orientadas al azar. En este caso la ausencia de líneas de relleno representa orientación al azar.

La figura 4h es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las fibras de refuerzo del elemento anular paralelas a la generatriz del cuerpo tubular y las fibras de refuerzo del cuerpo tubular sin orientación predeterminada, es decir orientadas al azar. En este caso la ausencia de líneas de relleno representa orientación al azar.

La figura 4i es una vista en alzado seccionado que muestra una realización de la brida con las todas las fibras de refuerzo sin orientación predeterminada, es decir orientadas al azar. En este caso la ausencia de líneas de relleno representa orientación al azar.

La figura 5a es una vista en perspectiva de una brida objeto de la presente invención con un primer extremo del cuerpo tubular alargado para la fijación a un elemento de tubería mediante fusión electrosoldable.

La figura 5b es una vista en perspectiva de una brida objeto de la presente invención con un primer extremo del cuerpo tubular con conector macho para la fijación a un elemento de tubería mediante soldadura con accesorio electrosoldable.

La figura 5c es una vista en perspectiva de una brida objeto de la presente invención con un primer extremo del cuerpo tubular corto para la fijación a un elemento de tubería mediante soldadura a tope.

La figura 5d es una vista en perspectiva de una brida objeto de la presente invención con un primer extremo del cuerpo tubular con embocadura para la fijación a un elemento de tubería mediante soldadura a socket.

La figura 6 muestra una realización particular de la brida objeto de la presente invención con un casquillo concéntrico e interior a la pieza integral, teniendo el cuerpo tubular y dicho casquillo espesor variable a lo largo de su longitud.

En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:

1. pieza integral de la brida

2. cuerpo tubular de la brida

3. primer extremo del cuerpo tubular

4. segundo extremo del cuerpo tubular

5. elemento anular de la brida

6. orificios pasantes del elemento anular

7. fibras de refuerzo de la pieza integral

8. casquillo

9. nervios

Descripción detallada de la invención

El objeto de la presente invención es una brida de unión de elementos de tuberías.

Tal y como se puede apreciar en las figuras, la brida de unión tiene una pieza integral 1 realizada en plástico, preferentemente polietileno o polipropileno, aunque también puede estar realizada en otros termoplásticos como poliamida, ABS o similares. Esta pieza integral 1 está formada por un cuerpo tubular 2 con un primer extremo 3 con medios de fijación a un elemento de tubería y un segundo extremo 4, y un elemento anular 5 emergente del segundo extremo 4 del cuerpo tubular 2, el cual se fijará mediante tornillería a otra brida similar dispuesta en otro elemento de la red de tuberías al que se va a unir el primero. que tiene a su vez una pluralidad de orificios pasantes. Para ello el elemento anular 5 tiene una pluralidad de agujeros pasantes 6 a través de los cuales se introducen los tornillos para la unión. Tal y como se puede observar de forma clara en las figuras 4a-4i, la pieza integral 1 presenta en su interior fibras de refuerzo 7, tanto en el interior del cuerpo tubular 2 como en el interior del elemento anular 5. Estas fibras de refuerzo 7 refuerzan la pieza integral 1 para proporcionar una brida resistente que una de forma segura los elementos de las redes de tuberías.

Según diferentes realizaciones, los medios de fijación del primer extremo del cuerpo tubular al elemento de tubería están adaptados a todos los métodos de unión de unión existentes en la actualidad, concretamente para la fijación seleccionada entre soldadura a tope, soldadura a socket y soldadura con accesorios electrosoldables. Las figuras 5a y 5b muestran realizaciones particulares de bridas con el primer extremo 3 del cuerpo tubular 2 adaptado para la unión a un elemento de tubería mediante medios electrosoldables. La figura 5c muestra una brida con el primer extremo corto para la unión mediante soldadura a tope, mientras que la figura 5d muestra una brida con el primer extremo con embocadura para unión mediante soldadura a socket.

En cuanto a las fibras de refuerzo 7, de forma particular éstas no son metálicas, y preferentemente son fibras de vidrio, fibras de carbono y combinación de ambas.

De acuerdo con diferentes realizaciones particulares de la invención, al menos parte de las fibras de refuerzo 7 están orientadas de acuerdo con una dirección predeterminada, lo que proporciona mayor resistencia según determinada orientación de los esfuerzos recibidos, en diferentes zonas del cuerpo tubular 2 o en el elemento anular 5.

Las figuras 4a, 4b muestran realizaciones en las que todas las fibras de refuerzo 7 están orientadas según una dirección predeterminada, es decir, las fibras de refuerzo 7 que están dispuestas en el interior del cuerpo tubular 2 están orientadas en la misma dirección que las que están dispuestas en el interior del elemento anular 5. La figura 4a muestra una realización en la que las fibras de refuerzo 7 del cuerpo tubular 2 y del elemento anular 5 tienen una orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular. Esta configuración tiene aplicación en sistemas donde la brida está sometida a esfuerzos de tracción y compresión, generalmente instalaciones verticales como montantes. La figura 4b muestra por el contrario una realización en la que las fibras de refuerzo 7 tienen una orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular 2. Esta orientación es la que proporciona mayor rigidez a lo largo de toda la pieza integral, dado que los esfuerzos recibidos por el apriete entre bridas serán perpendiculares a las fibras de refuerzo 7.

Alternativamente, las fibras de refuerzo 7 del interior del cuerpo tubular 2 podrán tener una orientación perpendicular a las del interior del elemento anular 5, como se muestra en las figuras 4c y 4d. Así, en el caso de la figura 4c, las fibras de refuerzo 7del interior del cuerpo tubular 2 tienen una orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular 2, mientras que las del interior del elemento anular 5 tienen una orientación perpendicular a dicha generatriz del cuerpo tubular 2, para aplicaciones donde la brida está sometida a esfuerzos de tracción y compresión en trazados verticales donde la brida está atornillada a un elemento fijo. Alternativamente, según muestra la figura 4d, las fibras de refuerzo 7 del interior del cuerpo tubular 2 tienen una orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular 2, mientras que las del interior del elemento anular 5 tienen una orientación paralela a dicha generatriz del cuerpo tubular 2, con uso en trazados horizontales, donde las bridas pueden estar sometidas a flexión.

De acuerdo con diferentes realizaciones alternativas de la invención, todas las fibras de refuerzo 7 podrán estar orientadas al azar, tal y como muestra la figura 4i, para aplicaciones de conexiones a elementos que puedan presentar vibraciones, tales como bombas hidráulicas, o bien sólo parte de ellas podrán estar orientadas según una dirección predeterminada mientras que el resto estarán dispuestas sin orientación predeterminada, es decir, con una orientación al azar, tal y como se observa en las figuras 4e, 4f, 4g y 4h. Esta configuración se puede utilizar para aplicaciones en general para fluidos donde se produzcan cambios de temperatura constantes y diferenciales altos, teniendo en cuenta los casos anteriores.

De acuerdo con una realización particular de la invención, la brida tiene un casquillo 8 concéntrico e interior a la pieza integral 1, a lo largo de toda la longitud de ésta, estando dicho casquillo 8 realizado en plástico y sin fibras de refuerzo en su interior. Esta realización será muy útil para redes de tuberías de agua para el consumo, ya que el casquillo 8 realizado únicamente en plástico evitaría el contacto del agua con las fibras de refuerzo 7, para adaptarse así a la norma sanitaria y de consumo.

La figura 6 muestra una realización de la invención con casquillo 8 de acuerdo con lo anterior, en la que el cuerpo tubular 2 y el casquillo 8 tienen un espesor variable a lo largo de su longitud, concretamente como se puede ver en la figura 6, en el primer extremo 3 del cuerpo tubular 2, el cual va a ir soldado a un elemento de tubería, el espesor del casquillo 8 será mayor y el espesor del cuerpo tubular 2 será menor, y por el contrario, en el segundo extremo 4 del cuerpo tubular 2, del que emerge el elemento anular 5, el espesor del casquillo 8 será menor y el espesor del cuerpo tubular 2 será mayor. Esto es debido a que el plástico reforzado con fibra 7 tiene mayor fluidez que el plástico sin fibra. Por ello, para garantizar una buena soldadura de la brida al elemento de tubería, en la zona de soldadura con dicho elemento de tubería se dejará mayor cantidad de material sin fibra, mientras que en la zona del elemento anular 5 se dejará mayor cantidad de material con fibra 7, para reforzar la zona de unión a la otra brida, y hacerla más resistente.

Preferentemente, como se observa en las figuras, la brida de unión objeto de la presente invención tiene una pluralidad de nervios 9 radiales dispuestos entre la superficie exterior del cuerpo tubular 2 y el elemento anular 5, perpendiculares a ambos y situados entre los orificios pasantes 6 del elemento anular 5.

El porcentaje de fibra añadida al plástico puede variar del 5% al 50% según la resistencia requerida por la red de tuberías. De forma preferente, la cantidad de fibra podrá considerarse del 20%-40% en peso, aunque cuando las necesidades de refuerzo son elevadas la cantidad de fibra puede elevarse.

Un objeto adicional de la presente invención es un método de fabricación de brida de unión de elementos de tuberías. Este método presenta una inyección de plástico en un molde con la forma de pieza integral 1 a obtener, la cual tiene a su vez un cuerpo tubular 2 y un elemento anular 5 emergente de uno de los extremos del cuerpo tubular 2, y una introducción de fibras de refuerzo 7 junto con el plástico en el molde a través de puntos de inyección determinados, para obtener una orientación determinada de las fibras de refuerzo 7. A continuación se lleva a cabo el enfriamiento de la pieza integral 1 obtenida en plástico y fibras de refuerzo 7, y por último se realiza un mecanizado de orificios pasantes 6 en el elemento anular 5 de la pieza integral 1.

De acuerdo con una realización particular de la invención, para la obtención de una brida con un casquillo 8 concéntrico interior a la pieza integral 1 que sólo tenga plástico, el método presenta una inyección preliminar de un casquillo 8 únicamente en plástico, sin fibras de refuerzo, concéntrico e interior a la pieza integral 7. Así se puede utilizar la brida obtenida para redes de tuberías de agua para el consumo, dado que el casquillo 8 realizado únicamente en plástico evita el contacto del agua con las fibras de refuerzo 7 de la pieza integral 1, adaptándose de esta forma a la norma sanitaria y de consumo.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Brida de unión de elementos de tuberías, que comprende una pieza integral (1) realizada en plástico, la cual comprende a su vez un

- cuerpo tubular (2) que tiene un primer extremo (3) fijable a un elemento de tubería, y un segundo extremo (4), y

- un elemento anular (5) emergente del segundo extremo (4) del cuerpo tubular (2), que comprende a su vez una pluralidad de orificios pasantes (6),

en la que la pieza integral (1) comprende en su interior fibras de refuerzo (7), caracterizada por que comprende un casquillo (8), dispuesto concéntrico e interior a la pieza integral (1), a lo largo de toda la longitud de ésta, estando dicho casquillo (8) realizado en plástico y sin fibras de refuerzo en su interior.

2. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación 1, en la que las fibras de refuerzo (7) están seleccionadas entre fibras de vidrio, fibras de carbono y combinación de ambas.

3. Brida de unión de elementos de tuberías, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos parte de las fibras de refuerzo (7) están orientadas de acuerdo con una dirección predeterminada.

4. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación anterior, en la que las fibras de refuerzo (7) dispuestas en el interior del cuerpo tubular (2) están orientadas en la misma dirección que las dispuestas en el interior del elemento anular (5).

5. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación anterior en las que las fibras de refuerzo (7) tienen una orientación seleccionada entre orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular (2) y orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular (2).

6. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación 3, en la que las fibras de refuerzo (7) dispuestas en el interior del cuerpo tubular (2) están orientadas en dirección perpendicular a las dispuestas en el interior del elemento anular (5).

7. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación anterior, en la que las fibras de refuerzo (7) dispuestas en el interior del cuerpo tubular (2) tienen una orientación seleccionada entre orientación paralela a la generatriz del cuerpo tubular (2) y orientación perpendicular a la generatriz del cuerpo tubular (2).

8. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación 3, en la que las fibras de refuerzo (7) dispuestas en el interior del cuerpo tubular (2) están orientadas al azar.

9. Brida de unión de elementos de tuberías, según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 8, en la que las fibras de refuerzo (7) dispuestas en el interior del elemento anular (5) están orientadas al azar.

10. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación 1, en el que el cuerpo tubular (2) y el casquillo (8) tienen un espesor variable a lo largo de su longitud.

11. Brida de unión de elementos de tuberías, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de nervios (9) radiales dispuestos entre la superficie exterior del cuerpo tubular (2) y el elemento anular (5), perpendiculares a ambos y situados entre los orificios pasantes (6) del elemento anular (5).

12. Brida de unión de elementos de tuberías, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una cantidad de fibra del 5%-50% en peso.

13. Brida de unión de elementos de tuberías, según la reivindicación anterior, que comprende una cantidad de fibra del 20%-40% en peso.

14. Brida de unión de elementos de tuberías, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los medios de fijación del primer extremo (3) del cuerpo tubular (2) al elemento de tubería están adaptados para la fijación seleccionada entre soldadura a tope, soldadura a socket y soldadura con accesorios electrosoldables.

15. Método de fabricación de brida de unión de elementos de tuberías, que comprende

- inyección de plástico en un molde con la forma de pieza integral (1) que comprende a su vez un cuerpo tubular (2) y un elemento anular (5) emergente de uno de los extremos del cuerpo tubular (2), e introducción de fibras de refuerzo (7) junto con el plástico en el molde a través de puntos de inyección determinados para obtener una orientación determinada de las fibras de refuerzo (7),

- enfriamiento de la pieza integral (1) obtenida en plástico y fibras de refuerzo (7),

- y mecanizado de una pluralidad de orificios pasantes (6) en el elemento anular (5) de la pieza integral (1),

caracterizado por que comprende una inyección preliminar de un casquillo (8) únicamente en plástico, concéntrico e interior a la pieza integral (1).