ES2842249T3 - Un sistema de cabezal de tendido formador de espiras - Google Patents

Un sistema de cabezal de tendido formador de espiras Download PDF

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Abstract

Un sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) que comprende: una estructura de vía de tendido (60) que define una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados (M) en su interior, caracterizado por que la estructura de vía de tendido (60) comprende una flexibilidad de al menos aproximadamente 50 mm a 23 °C, en la que el valor de flexibilidad se obtiene basado en un ensayo en voladizo usando un tubo recto con un diámetro exterior de 48,3 mm y un espesor de pared de 7,14 mm, que se une a una estructura completamente rígida en un extremo proximal, y un peso de 1000 kg se une al extremo terminal opuesto del tubo, en el que el tubo tiene una longitud de 500 mm, uniéndose el tubo a la estructura completamente rígida de modo que el extremo proximal esté a ras contra la pared y el tubo esté paralelo al suelo y perpendicular a la estructura completamente rígida, y en el que a continuación se permite que la tubería se flexione durante un tiempo de 60 segundos a 23 °C y el cambio en la distancia vertical del extremo terminal de la tubería desde la altura original se registra como la flexibilidad.

Description

DESCRIPCIÓN
Un sistema de cabezal de tendido formador de espiras
CAMPO TÉCNICO
Lo siguiente se refiere a un sistema de cabezal de tendido formador de espiras y, en particular, a un sistema de cabezal de tendido formador de espiras que incluye una estructura de vía de tendido.
TÉCNICA ANTERIOR
En un tren de alambrón típico, como se representa esquemáticamente en la FIG. 1, las palanquillas se recalientan en un horno 10. Las palanquillas calentadas se extraen del horno y se laminan a través de un laminador de desbaste 12, un laminador intermedio 14 y un laminador de acabado 16 seguido en algunos casos de un bloque de posacabado (no mostrado). A continuación, los productos terminados se dirigen a un cabezal de tendido 18 donde se les da forma de anillos 20. Los anillos se depositan en un transportador 22 para su transporte a una estación de reforma 24 donde se agrupan en espiras. Mientras están en tránsito en el transportador, los anillos se pueden someter a un enfriamiento controlado diseñado para lograr propiedades metalúrgicas seleccionadas.
En las últimas décadas, las velocidades de entrega de los trenes de alambrón se han incrementado de manera continua. Con el incremento de la velocidad en la entrega del producto laminado en caliente, las fuerzas ejercidas sobre la tubería de tendido también se incrementan, provocando que las superficies internas de la tubería experimenten desgaste. El desgaste de la tubería de tendido puede dar lugar a una capacidad reducida para entregar un patrón de anillo estable al transportador 22, lo que puede afectar al enfriamiento y por consiguiente a las propiedades finales del producto. El reemplazo de una tubería de tendido es costoso y requiere mucho tiempo para una acería. Se ha implementado la combinación de un diámetro interno de tubería de cabezal de tendido mayor que el deseado y velocidades de laminación reducidas para poder programar un reemplazo de la tubería como mantenimiento preventivo durante el "tiempo de inactividad" de un mantenimiento programado. Las tuberías de cabezales de tendido convencionales y actuales se deben reemplazar después de procesar cantidades de material alargado de aproximadamente 2000 toneladas o menos, dependiendo del diámetro, la velocidad y la composición del producto.
Además, la fabricación de una tubería de tendido convencional no es sencilla. Primero se debe obtener un mandril, que se usa en la formación y el contorneado de la tubería de tendido. La formación de un mandril que tenga los contornos precisos necesarios para formar la tubería de tendido es una proposición costosa y que requiere mucho tiempo. Cuando se forma la tubería de tendido sobre el mandril, primero se calienta la tubería de tendido a una temperatura superior a 900 °C, que es una temperatura que permite a los trabajadores una deformación plástica manejable de la tubería. Típicamente, la tubería calentada se manipula por los trabajadores y se lleva al mandril, donde se dobla con fuerza a mano alrededor del mandril usando diversas herramientas manuales para darle la forma tridimensional apropiada. El proceso de manipulación y formación de la tubería de tendido requiere mucho tiempo y es potencialmente peligroso para los trabajadores. El documento US 2013/075513 A1, en el que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, se refiere a un aparato formador de espiras de laminación que incluye una caña giratoria que descarga material alargado en una estructura hueca de trayectoria alargada, tal como una tubería de cabezal de tendido.
La industria continúa exigiendo mejoras en el tendido de tuberías para reducir el tiempo de inactividad de la acería y reducir las condiciones potencialmente peligrosas para los trabajadores.
SUMARIO
De acuerdo con un primer aspecto, un sistema de cabezal de tendido formador de espiras como se define en la reivindicación 1 incluye una estructura de vía de tendido que define una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados en su interior, en el que la estructura de vía de tendido comprende una flexibilidad de al menos aproximadamente 50 mm a 23 °C.
En un aspecto, el sistema de cabezal de tendido formador de espiras incluye una estructura de vía de tendido que comprende una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados en su interior, en el que la estructura de vía de tendido comprende una aleación de metal de níquel y titanio que tiene una proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio dentro de un intervalo que incluye al menos aproximadamente 0,05 y no mayor de aproximadamente 0,95.
En otro aspecto, el sistema de cabezal de tendido formador de espiras incluye una estructura de vía de tendido que comprende una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados en su interior, en el que la estructura de vía de tendido comprende un metal con memoria de forma.
Todavía en otro aspecto, el sistema de cabezal de tendido formador de espiras incluye una estructura de vía de tendido que comprende una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados en su interior, en el que la estructura de vía de tendido comprende un material superelástico.
En otro aspecto, el sistema de cabezal de tendido formador de espiras incluye una estructura de vía de tendido que comprende una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados en su interior, en el que la estructura de vía de tendido comprende una pluralidad de fibras que forman una estructura enrollada.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente divulgación se puede entender mejor y sus numerosos rasgos característicos y ventajas se harán evidentes para los expertos en la técnica en referencia a los dibujos adjuntos.
La FIG. 1 incluye un diagrama de la distribución de un tren de alambrón convencional.
La FIG. 2 incluye una vista lateral de un cabezal de tendido formador de espiras de acuerdo con un modo de realización ejemplar.
La FIG. 3 incluye una vista en planta superior del cabezal de tendido formador de espiras de la FIG. 2 de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 4 incluye una vista en sección del cabezal de tendido formador de espiras de la FIG. 2 de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 5 incluye una vista frontal del cabezal de tendido formador de espiras de la FIG. 2 de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 6 incluye una vista lateral de una estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 7 incluye una vista en perspectiva de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 8 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 9 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
La FIG. 10 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL/DE LOS MODO(S) DE REALIZACIÓN PREFERENTE(S)
En referencia en general a las FIG. 2-6, un sistema de cabezal de tendido formador de espiras 30 y la estructura de vía de tendido 60 pueden enrollar un material alargado M laminado, tal como por ejemplo acero laminado en caliente, varilla o redondos, en una formación helicoidal de anillos. El material alargado puede tener una velocidad lineal o velocidad S, que puede ser tan alta o mayor de aproximadamente 29.520 pies/min (150 m/s), se puede recibir en el extremo de entrada 32 del sistema de cabezal de tendido 30 y descargar en una serie de bucles continuos de espiras en el extremo de descarga 34, después de lo que las espiras se pueden depositar en un transportador 40.
El sistema de cabezal de tendido 30 puede tener una caña 50 que se puede configurar para girar alrededor de un eje 113. Más en particular, la caña 50 puede tener una forma en general de cuerno que está adaptada para girar alrededor del eje 113. El sistema de cabezal de tendido incluye una estructura de vía de tendido 60 y puede incluir un soporte de trayectoria de tubería 70, que se puede acoplar a la caña 50. La estructura de vía de tendido 60 y el soporte de trayectoria de tubería 70 se pueden configurar para girar alrededor del eje 113 con la caña 50 durante el funcionamiento. La estructura de vía de tendido 60 se puede acoplar a un soporte de tubería 70 que a su vez está acoplado coaxialmente a la caña 50, de modo que los tres componentes giran sincrónicamente alrededor del eje de rotación 113 de la caña 50. La velocidad de rotación de la caña 50 se puede seleccionar basándose, entre otros factores, en las dimensiones estructurales del material alargado M y las propiedades del material, la velocidad de avance S, el diámetro de espira deseado y la cantidad de toneladas de material alargado que se pueden procesar por la tubería de cabezal de tendido sin un riesgo indebido de desgaste excesivo.
La estructura de vía de tendido 60 define una cavidad alargada hueca adaptada para transportar el material alargado M a través de su cavidad interior. Los aspectos de la presente invención permiten que la estructura de vía de tendido 60 incluya una tubería de cabezal de tendido. De hecho, la estructura de vía de tendido 60 se puede denominar ocasionalmente en el presente documento tubería de cabezal de tendido. La estructura de vía de tendido 60 puede tener un perfil axial en general helicoidal de radio creciente, con un primer extremo 62 que está alineado con el eje de rotación de la caña 50 y configurado para recibir el material alargado M, que puede ser un producto metálico, que se puede formar en una formación helicoidal de anillos. El primer extremo 62 puede ser parte de una parte proximal de la estructura de vía de tendido 60. La estructura de vía de tendido 60 puede incluir además un segundo extremo 64 que puede ser parte de una parte terminal de la estructura de vía de tendido 60 desplazada radial y axialmente desde la parte proximal. El segundo extremo 64 puede estar espaciado radialmente hacia fuera y en general tangencial al eje de rotación 113 de la caña 50 y, por tanto, descarga el material alargado M en general tangencialmente a la periferia de la caña giratoria 50.
Como se ilustra, el material alargado M se puede descargar desde el segundo extremo 64 y se puede dirigir a una guía 80 que tiene segmentos de borde de guía 82 en los que se forma un canal de guía 84 que tiene un perfil de paso helicoidal. A medida que el material alargado M avanza a través de la guía 80, se puede conformar en una formación helicoidal de anillos. El material alargado M se puede configurar en una formación helicoidal de anillos a medida que el material alargado M atraviesa la guía 80 y el canal de guía 84. La guía 80 se puede acoplar al soporte de tubería 70 y configurarse para girar coaxialmente con la caña 50. La velocidad de rotación del canal de guía 84 es sustancialmente la misma que la velocidad de avance S de la velocidad de avance S del material alargado M, de modo que puede no haber una velocidad de movimiento lineal esencial entre el canal de guía 84 y el material alargado M, lo que puede facilitar un menor desgaste de las superficies del canal de guía 84 que están en contacto con el material alargado M.
Un anillo de extremo fijo 90 puede tener un diámetro interior que es coaxial con el eje de rotación 113 de la caña 50 y circunscribe el segundo extremo 64 de la estructura de vía de tendido 60 así como la guía 80. El anillo de extremo 90 puede contrarrestar una fuerza centrífuga impartida sobre el material alargado M cuando se descarga de la tubería de cabezal de tendido 60 reteniendo radialmente el material alargado M dentro de la superficie del diámetro interior del anillo de extremo 90.
En referencia a la FIG. 2, el material alargado M se puede descargar del sistema formador de espiras 30 por gravedad en una formación helicoidal de anillos en el transportador 40, con la ayuda del eje de rotación de la caña inclinada hacia abajo en el extremo de descarga 34 del sistema. Se puede configurar un mecanismo disparador 150 para pivotar alrededor de un eje que colinda con el lado axial distal de la superficie de guía del anillo de extremo 90. El eje pivotante puede ser tangencial a la superficie de guía del diámetro interior del anillo de extremo 90 aproximadamente un ángulo pivotante 0. Las características de enrollamiento del material alargado M y la disposición de la formación helicoidal de anillos en el transportador 40 se pueden controlar variando el ángulo pivotante 0.
La FIG. 6 incluye una vista lateral de una estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización. Con referencia a las FIG. 2-5, la estructura de vía de tendido 60 está configurada para girar alrededor del eje A, que de otro modo puede ser el eje de rotación 113 de la caña 50. La estructura de vía de tendido 60 puede tener un primer extremo 62 dentro de la parte proximal 601, que está configurado para extenderse a lo largo del eje A. El primer extremo 62 se puede alinear sobre el eje A para recibir un producto laminado en caliente. La estructura de vía de tendido 60 puede incluir además una parte terminal 603 desplazada radial y axialmente de la parte proximal 601 y que incluye un segundo extremo 64, que está espaciado radialmente lejos del eje A. La estructura de vía de tendido 60 puede incluir además una parte intermedia 602 dispuesta entre y que se extiende entre la parte proximal 601 y la parte terminal 603. La parte intermedia puede definir la parte de la estructura de vía de tendido 60 que se extiende completamente a lo largo de una trayectoria arqueada alejándose del eje A. La estructura de vía de tendido 60 curva define una trayectoria de guía configurada para formar el producto en una formación helicoidal de anillos. Se apreciará que las estructuras de vía de tendido de los modos de realización en el presente documento se pueden acoplar a una línea de acería para formar productos metálicos, y en particular una formación helicoidal de anillos, que pueden ser útiles para los consumidores de metales.
Las FIG. 7-10 incluyen diversas imágenes en diversas vistas de partes de estructuras de vías de tendido de acuerdo con los modos de realización en el presente documento. La FIG. 7 incluye una vista en perspectiva de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización. La FIG. 8 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de una estructura de vía de tendido 801 de acuerdo con un modo de realización. La FIG. 9 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización. La FIG. 10 incluye una vista en perspectiva y en sección transversal de una parte de la estructura de vía de tendido de acuerdo con un modo de realización.
De acuerdo con un modo de realización, la estructura de vía de tendido 60 puede incluir al menos una fibra 702 que forma una estructura enrollada que define un paso 703, que se puede definir como la distancia lineal a lo largo de un eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 60 necesaria para completar una única vuelta (es decir, 360°) de la fibra. Se apreciará que la estructura de vía de tendido 60 puede incluir una pluralidad de fibras que forman una estructura enrollada. En determinados casos, el paso 703 puede ser al menos igual a un diámetro, tal como un diámetro interior A o un diámetro exterior D, de la estructura de vía de tendido 60. Más en particular, en al menos un diseño, el paso 703 puede ser mayor que el diámetro (A o D) de la estructura de vía de tendido, de modo que el paso sea al menos aproximadamente dos veces el diámetro, al menos tres veces el diámetro, al menos cinco veces el diámetro, o incluso al menos 10 veces el diámetro. Todavía, en otro modo de realización, el paso puede ser no mayor de 50 veces el diámetro. La relación entre el paso y el diámetro puede facilitar la provisión de una estructura de vía de tendido 60 que tenga una flexibilidad adecuada y al mismo tiempo todavía proporcione una integridad mecánica adecuada para aplicaciones de conformado de metales.
Se apreciará que la estructura de vía de tendido 60 puede incluir una pluralidad de fibras que forman una estructura enrollada. Por ejemplo, en al menos un modo de realización, que incluye por ejemplo el modo de realización ilustrado en la FIG. 9, la estructura de vía de tendido 901 puede incluir una capa interior 902 que incluye una pluralidad de fibras 903 que forman una estructura enrollada que define un primer paso y una segunda capa 904 superpuesta a la capa interior 902 que comprende una pluralidad de fibras 905 que forman una estructura enrollada que define un segundo paso. De acuerdo con un modo de realización, la segunda capa 904 puede estar en contacto directo con la capa interior 902, de modo que no haya capas o materiales intermedios. En particular, la segunda capa 904 se puede adherir directamente y unir fijamente a la capa interior 902. De acuerdo con al menos un diseño alternativo, la segunda capa 904 se puede mover con respecto a la capa interior 902, incluyendo, pero sin limitarse a, el desplazamiento circunferencial de la capa interior 902 con respecto a la segunda capa 904, cuando se flexiona la estructura de vía de tendido 901.
En al menos un modo de realización, el primer paso (P1) puede ser diferente del segundo paso (P2). Por ejemplo, el primer paso (P1) puede ser menor que el segundo paso (P2). Todavía, en otros casos, el segundo paso (P2) puede ser menor que el primer paso (P1). En al menos otro modo de realización, el primer paso (P1) y el segundo paso (P2) pueden ser iguales entre sí.
En otro modo de realización, el primer paso (P1) se puede extender en un primer sentido y el segundo paso (P2) se puede extender en un segundo sentido. El primer sentido y el segundo sentido pueden ser iguales entre sí. Todavía, en otro modo de realización no limitante, el primer sentido y el segundo sentido pueden ser diferentes entre sí y, en particular, se pueden extender en sentidos opuestos entre sí.
Cada fibra 903, que puede ser parte de una pluralidad de fibras, de la capa interior 902 puede tener un primer diámetro de fibra (FD1) medido como la dimensión más larga de la fibra según se ve en un plano de sección transversal al eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 901. Además, cada fibra 905, que puede ser parte de una pluralidad de fibras, de la segunda capa 904 puede tener un segundo diámetro de fibra (FD2). En determinados diseños de la estructura de vía de tendido, FD1 puede ser diferente en comparación con FD2. Por ejemplo, en un modo de realización, FD1 puede ser menor que FD2. En otro modo de realización, FD1 puede ser mayor que FD2. Todavía, de acuerdo con un modo de realización no limitante, FD1 puede ser sustancialmente igual que FD2, de modo que hay menos de aproximadamente un 2 % de diferencia entre FD1 y FD2. Además, se apreciará que la referencia a FD1 y FD2 puede representar valores medios o promedios formados a partir de un tamaño de muestra adecuado de diámetros de las fibras apropiadas.
De acuerdo con un modo de realización particular, la estructura de vía de tendido 901 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD1/FD2) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD1/FD2) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD1/FD2) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD1/FD2) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Aún en otro modo de realización, la estructura de vía de tendido 901 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD2/FD1) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD2/FD1) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD2/FD1) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD2/FD1) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En casos particulares, el primer diámetro de fibra (FD1), que puede ser un valor medio o promedio, puede ser de al menos aproximadamente 0,5 mm, tal como al menos aproximadamente 0,8 mm, al menos aproximadamente 1 mm, al menos aproximadamente 1,2 mm, en al menos aproximadamente 1,5 mm, al menos aproximadamente 1,6 mm, al menos aproximadamente 1,8 mm, al menos aproximadamente 2 mm, al menos aproximadamente 2,2 mm, al menos aproximadamente 2,5 mm, al menos aproximadamente 2,8 mm, al menos aproximadamente 3 mm, al menos aproximadamente 3,2 mm, o incluso al menos aproximadamente 3,5 mm. Todavía, en un modo de realización no limitante, el primer diámetro de fibra (FD1) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 9 mm, no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 7 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, o incluso no mayor de aproximadamente 5 mm. Se apreciará que el primer diámetro de fibra (FD1) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente. Además, el control del primer diámetro de fibra puede proporcionar una combinación adecuada de flexibilidad y elasticidad para su uso como en la estructura de vía de tendido 901 en la industria del conformado de metales.
Aún en otro aspecto, el segundo diámetro de fibra (FD2), que puede ser un valor medio o promedio, puede ser al menos aproximadamente 0,5 mm, tal como al menos aproximadamente 0,8 mm, al menos aproximadamente 1 mm, al menos aproximadamente 1,2 mm, al menos aproximadamente 1,5 mm, al menos aproximadamente 1,6 mm, al menos aproximadamente 1,8 mm, al menos aproximadamente 2 mm, al menos aproximadamente 2,2 mm, al menos aproximadamente 2,5 mm, al menos aproximadamente 2,8 mm, al menos aproximadamente 3 mm, al menos aproximadamente 3,2 mm, o incluso al menos aproximadamente 3,5 mm. Todavía, en un modo de realización no limitante, el segundo diámetro de fibra (FD2) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 9 mm, no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 7 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, o incluso no mayor de aproximadamente 5 mm. Se apreciará que el segundo diámetro de fibra (FD2) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente. Además, el control del segundo diámetro de fibra puede proporcionar una combinación adecuada de flexibilidad y elasticidad para su uso como en la estructura de vía de tendido 901 en la industria del conformado de metales.
La primera fibra 903, que puede ser parte de una pluralidad de fibras de la capa interior 902, puede tener una primera composición. La primera composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético. En determinados modos de realización, la primera composición puede incluir un metal, tal como una aleación de metal. Más en particular, la primera composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en materiales ferrosos, compuestos ferrosos, materiales no ferrosos, compuestos no ferrosos, níquel, aluminio, titanio, platino, vanadio, hierro, acero y una combinación de los mismos. De acuerdo con un modo de realización particular, la primera composición puede consistir esencialmente en un metal, y más en particular en una aleación de metal ferroso, tal como acero.
Todavía, en un modo de realización alternativo, la primera composición puede incluir al menos dos materiales seleccionados del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético.
En determinados casos, la segunda composición puede estar hecha de un material que tiene un determinado módulo elástico que facilita la formación y función de la estructura de vía de tendido. Por ejemplo, la segunda composición puede tener un módulo elástico de al menos aproximadamente 100 GPa, tal como al menos aproximadamente 110 GPa, al menos aproximadamente 120 GPa, al menos aproximadamente 130 GPa, al menos aproximadamente 140 GPa, al menos aproximadamente 150 GPa, tal como al menos aproximadamente 160 GPa, al menos aproximadamente 170 GPa, al menos aproximadamente 175 GPa, al menos aproximadamente 180 GPa. Todavía, en otro modo de realización no limitante, la segunda composición puede tener un módulo elástico no mayor de aproximadamente 400 GPa, no mayor de aproximadamente 350 GPa, no mayor de aproximadamente 300 GPa, no mayor de aproximadamente 290 GPa, no mayor de aproximadamente 280 GPa, no mayor de aproximadamente 270 GPa, no mayor de aproximadamente 260 GPa, no mayor de aproximadamente 250 GPa.
La segunda fibra 905, que puede ser parte de una pluralidad de fibras de la segunda capa 904, puede tener una segunda composición. En determinados casos, la primera composición puede ser esencialmente la misma que la segunda composición. Las composiciones pueden ser esencialmente las mismas cuando los materiales o compuestos elementales primarios son los mismos, excluyendo cualquier contenido de impurezas de los materiales. En otro modo de realización no limitante, la primera composición puede ser diferente de la segunda composición. La segunda composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético. En determinados modos de realización, la segunda composición puede incluir un metal, tal como una aleación de metal. Más en particular, la segunda composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en materiales ferrosos, compuestos ferrosos, materiales no ferrosos, compuestos no ferrosos, níquel, aluminio, titanio, platino, vanadio, hierro, acero y una combinación de los mismos. De acuerdo con un modo de realización particular, la segunda composición puede consistir esencialmente en un metal, y más en particular en una aleación de metal ferroso, tal como acero.
Para al menos un modo de realización alternativo, la segunda composición puede incluir al menos dos materiales seleccionados del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético.
En determinados casos, la primera composición puede estar hecha de un material que tiene un determinado módulo elástico que facilita la formación y función de la estructura de vía de tendido. Por ejemplo, la primera composición puede tener un módulo elástico de al menos aproximadamente 100 GPa, tal como al menos aproximadamente 110 GPa, al menos aproximadamente 120 GPa, al menos aproximadamente 130 GPa, al menos aproximadamente 140 GPa, al menos aproximadamente 150 GPa, tal como al menos aproximadamente 160 GPa, al menos aproximadamente 170 GPa, al menos aproximadamente 175 GPa, al menos aproximadamente 180 GPa. Todavía, en otro modo de realización no limitante, la primera composición puede tener un módulo elástico no mayor de aproximadamente 400 GPa, no mayor de aproximadamente 350 GPa, no mayor de aproximadamente 300 GPa, no mayor de aproximadamente 290 GPa, no mayor de aproximadamente 280 GPa, no mayor de aproximadamente 270 GPa, no mayor de aproximadamente 260 GPa, no mayor de aproximadamente 250 GPa.
Para determinados modos de realización, una o más partes de la estructura de vía de tendido 901 pueden incluir un revestimiento resistente al desgaste (por ejemplo, un revestimiento boronizado) o un material resistente al desgaste. En al menos un modo de realización, la capa interior 902 puede tener una resistencia al desgaste que es mayor que una resistencia al desgaste de la segunda capa 904. Más en particular, la superficie interior 907 de la capa interior 902 que define la cavidad 908 en el interior de la estructura de vía de tendido 901 puede incluir un material resistente al desgaste o tener un revestimiento resistente al desgaste.
En otro modo de realización, la capa interior 902 puede tener un primer espesor (t-i) y la segunda capa 904 puede tener un segundo espesor (t2), en las que el primer espesor y el segundo espesor pueden ser un valor medio o promedio basado en un muestreo adecuado de los valores de espesor de la capa apropiada. Además, el primer espesor y el segundo espesor pueden ser la dimensión de la capa medida a lo largo de un radio R de la estructura de vía de tendido 901 según se ve en una sección transversal al eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 901. De acuerdo con un modo de realización, t1 es diferente en comparación con t2. Aún en otro modo de realización, t1 es sustancialmente igual que t2, de modo que no hay más de aproximadamente un 2 % de diferencia entre sus valores. Para otro modo de realización, t1 puede ser mayor que t2. Todavía, en otro modo de realización no limitante, t1 puede ser menor que t2.
La estructura de vía de tendido 901 puede tener una proporción particular entre el primer espesor y el segundo espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 901 puede tener una primera proporción de espesor (V t2) no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la primera proporción de espesores (V t2) puede ser de al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la primera proporción de espesores ( t-^ ) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En la alternativa, la estructura de vía de tendido 901 puede tener una proporción particular entre el segundo espesor y el primer espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 901 puede tener una segunda proporción de espesor (t2/t1) no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la segunda proporción de espesores (t2/t1) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la segunda proporción de espesores (t2/t1) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En más casos particulares, el primer espesor (t1) puede ser de al menos aproximadamente 0,1 mm, tal como al menos aproximadamente 0,2 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, o incluso al menos aproximadamente 1 mm. En aún otro caso, el primer espesor (t1) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, no mayor de aproximadamente 4 mm. Se apreciará que el primer espesor (t1) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
De acuerdo con otro modo de realización, el segundo espesor (t2) puede ser de al menos aproximadamente 0,1 mm, tal como al menos aproximadamente 0,2 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, o incluso al menos aproximadamente 1 mm. En aún otro caso, el segundo espesor (t2) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, no mayor de aproximadamente 4 mm. Se apreciará que el segundo espesor (t2) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En al menos un modo de realización, tal como el modo de realización ilustrado en la FIG. 10, la estructura de vía de tendido 1001 puede incluir una capa interior 902 que incluye una pluralidad de fibras 903 que forman una estructura enrollada que define un primer paso, una segunda capa 904 superpuesta a la capa interior 902 que comprende una pluralidad de fibras 905 que forman una estructura enrollada que define un segundo paso, y una tercera capa 1005 superpuesta a la segunda capa 904 que comprende una pluralidad de fibras 1003 que forman una estructura enrollada que define un tercer paso. En determinados casos, la tercera capa 1005 puede estar en contacto directo con la segunda capa 904 y la segunda capa 904 puede estar en contacto directo con la capa interior 902. De acuerdo con un modo de realización, la segunda capa 904 puede estar en contacto directo con la capa interior 902, de modo que no haya capas o materiales intermedios entre ellas y la tercera capa 1005 puede estar en contacto directo con la segunda capa 904 de modo que no haya capas o materiales intermedios entre ellas. En particular, la segunda capa 904 se puede adherir directamente y unir fijamente a la tercera capa 1005. De acuerdo con al menos un diseño alternativo, la tercera capa 1005 se puede mover con respecto a la capa interior 902, incluyendo, pero sin limitarse a, el desplazamiento circunferencial de la capa interior 902 con respecto a la segunda capa 904 o la tercera capa 1005 cuando se flexiona la estructura de vía de tendido 1001.
En al menos un modo de realización, el primer paso (P1) puede ser diferente del tercer paso (P3). Por ejemplo, el primer paso (P1) puede ser menor que el tercer paso (P3). Además, en al menos un modo de realización, el segundo paso (P2) puede ser diferente del tercer paso (P3). Por ejemplo, el segundo paso (P2) puede ser menor que el tercer paso (P3). En al menos otro modo de realización, el primer paso (P1) y el segundo paso (P2) pueden ser iguales entre sí.
En otro modo de realización, el primer paso (P1) se puede extender en un primer sentido y el tercer paso (P3) se puede extender en un tercer sentido. El primer sentido y el tercer sentido pueden ser iguales entre sí. Todavía, en otro modo de realización no limitante, el primer sentido y el tercer sentido pueden ser diferentes entre sí y, en particular, se pueden extender en sentidos opuestos entre sí.
Además, el segundo paso (P2) se puede extender en un segundo sentido y el tercer paso (P3) se puede extender en un tercer sentido. El segundo sentido y el tercer sentido pueden ser iguales entre sí. Todavía, en otro modo de realización no limitante, el segundo sentido y el tercer sentido pueden ser diferentes entre sí y, en particular, se pueden extender en sentidos opuestos entre sí.
Cada fibra 1003, que puede ser parte de una pluralidad de fibras, de la tercera capa 1005 puede tener un tercer diámetro de fibra (FD3) medido como la dimensión más larga de la fibra según se ve en un plano transversal al eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 1001. Además, como se indica en la FIG. 9, las primeras fibras 903 de la capa interior 902 pueden tener un primer diámetro de fibra FD1 y las segundas fibras 905 de la segunda capa 904 pueden tener un segundo diámetro de fibra (FD2). En determinados diseños de la estructura de vía de tendido, FD1 puede ser diferente en comparación con FD3. Por ejemplo, en un modo de realización, FD1 puede ser menor que FD3. En otro modo de realización, FD1 puede ser mayor que FD3. Todavía, de acuerdo con un modo de realización no limitante, FD1 puede ser sustancialmente igual que FD3, de modo que hay menos de aproximadamente un 2 % de diferencia entre f D1 y FD3. Además, se apreciará que la referencia a FD1 y FD3 puede representar valores medios o promedios formados a partir de un tamaño de muestra adecuado de diámetros de las fibras apropiadas.
Para otros determinados modos de realización, FD2 puede ser diferente en comparación con FD3. Por ejemplo, en un modo de realización, FD2 puede ser menor que FD3. En otro modo de realización, FD2 puede ser mayor que FD3. Todavía, de acuerdo con un modo de realización no limitante, FD2 puede ser sustancialmente igual que FD3, de modo que hay menos de aproximadamente un 2 % de diferencia entre FD2 y FD3. Además, se apreciará que la referencia a FD2 y FD3 puede representar valores medios o promedios formados a partir de un tamaño de muestra adecuado de diámetros de las fibras apropiadas.
De acuerdo con un modo de realización particular, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD1/FD3) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD1/FD3) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD1/FD3) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD1/FD3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Aún en otro modo de realización, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD3/FD1) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD3/FD1) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD3/FD1) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD3/FD1) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
De acuerdo con un modo de realización particular, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD2/FD3) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD2/FD3) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD2/FD3) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD2/FD3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Aún en otro modo de realización, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener un factor de diámetro de fibra (FD3/FD2) particular que puede facilitar el uso de la estructura de vía de tendido en la industria del conformado de metales. Por ejemplo, el factor de diámetro de fibra (FD3/FD2) puede ser no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, el factor de diámetro de fibra (FD3/FD2) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que el factor de diámetro de fibra (FD3/FD2) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
El tercer diámetro de fibra (FD3), que puede ser un valor medio o promedio, puede ser de al menos aproximadamente 0,5 mm, tal como al menos aproximadamente 0,8 mm, al menos aproximadamente 1 mm, al menos aproximadamente 1,2 mm, al menos aproximadamente 1,5 mm, al menos aproximadamente 1,6 mm, al menos aproximadamente 1,8 mm, al menos aproximadamente 2 mm, al menos aproximadamente 2,2 mm, al menos aproximadamente 2,5 mm, al menos aproximadamente 2,8 mm, al menos aproximadamente 3 mm, al menos aproximadamente 3,2 mm, o incluso al menos unos 3,5 mm. Todavía, en un modo de realización no limitante, el tercer diámetro de fibra (FD3) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 9 mm, no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 7 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, o incluso no mayor de aproximadamente 5 mm. Se apreciará que el tercer diámetro de fibra (FD3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente. Además, el control del tercer diámetro de fibra puede proporcionar una combinación adecuada de flexibilidad y elasticidad para su uso como en la estructura de vía de tendido 901 en la industria del conformado de metales.
La tercera fibra 1003, que puede ser parte de una pluralidad de fibras de la tercera capa 1005, puede tener una tercera composición. La tercera composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético. En determinados modos de realización, la tercera composición puede incluir un metal, tal como una aleación de metal. Más en particular, la tercera composición puede incluir un material seleccionado del grupo que consiste en materiales ferrosos, compuestos ferrosos, materiales no ferrosos, compuestos no ferrosos, níquel, aluminio, titanio, platino, vanadio, hierro, acero y una combinación de los mismos. De acuerdo con un modo de realización particular, la tercera composición puede consistir esencialmente en un metal, y más en particular, una aleación de metal ferroso, tal como acero.
Todavía, en un modo de realización alternativo, la tercera composición puede incluir al menos dos materiales seleccionados del grupo que consiste en un material inorgánico, un material orgánico, un metal, una aleación de metal, una cerámica, un vidrio, un polímero, un carburo, un óxido, un boruro, nitruros, oxicarburos, oxinitruros, un material que contiene carbono, fibra de carbono, nanotubos de carbono, un material natural y un material sintético.
En determinados casos, la tercera composición puede estar hecha de un material que tiene un determinado módulo elástico que facilita la formación y función de la estructura de vía de tendido. Por ejemplo, la tercera composición puede tener un módulo elástico de al menos aproximadamente 100 GPa, tal como al menos aproximadamente 110 GPa, al menos aproximadamente 120 GPa, al menos aproximadamente 130 GPa, al menos aproximadamente 140 GPa, al menos aproximadamente 150 GPa, tal como al menos aproximadamente 160 GPa, al menos aproximadamente 170 GPa, al menos aproximadamente 175 GPa, al menos aproximadamente 180 GPa. Todavía, en otro modo de realización no limitante, la tercera composición puede tener un módulo elástico no mayor de aproximadamente 400 GPa, no mayor de aproximadamente 350 GPa, no mayor de aproximadamente 300 GPa, no mayor de aproximadamente 290 GPa, no mayor de aproximadamente 280 GPa, no mayor de aproximadamente 270 GPa, no mayor de aproximadamente 260 GPa, no mayor de aproximadamente 250 GPa.
Como se indica en lo anterior, las primeras fibras 903 de la capa interior 902 pueden tener una primera composición y las segundas fibras 905 de la segunda capa 904 pueden tener una segunda composición. En determinados casos, la primera composición puede ser esencialmente la misma que la tercera composición. Las composiciones pueden ser esencialmente las mismas cuando los materiales o compuestos elementales primarios son los mismos, excluyendo cualquier contenido de impurezas de los materiales. En otro modo de realización no limitante, la primera composición puede ser diferente de la tercera composición. De acuerdo con otro modo de realización, la segunda composición puede ser esencialmente la misma que la tercera composición. Todavía, para otros diseños, la segunda composición puede ser diferente de la tercera composición.
Para determinados modos de realización, una o más partes de la estructura de vía de tendido 1001 pueden incluir un revestimiento resistente al desgaste (por ejemplo, un revestimiento boronizado) o un material resistente al desgaste. Como se describe en el modo de realización ilustrado en la FIG. 9, la capa interior 902 puede tener una resistencia al desgaste que es mayor que la resistencia al desgaste de la segunda capa 904. Más en particular, la superficie interior 907 de la capa interior 902 que define la cavidad 908 en el interior de la estructura de vía de tendido 901 puede incluir un material resistente al desgaste o tener un revestimiento resistente al desgaste. Lo mismo puede ser cierto para el modo de realización de la FIG. 10. En casos particulares, una o más partes de la tercera capa 1005 pueden incluir un material resistente al desgaste o incluir un revestimiento resistente al desgaste. Por ejemplo, en al menos un diseño, la superficie exterior 1006 de la tercera capa 1005 puede incluir un material resistente al desgaste o incluir un revestimiento resistente al desgaste.
Como se indica en el presente documento, la capa interior 902 puede tener un primer espesor (t-i) y la segunda capa 904 puede tener un segundo espesor (t2), en las que el primer espesor y el segundo espesor pueden ser un valor medio o promedio basado en un muestreo adecuado de los valores de espesor de la capa apropiada. Además, la tercera capa 1005 puede tener un tercer espesor (t3) definido como la dimensión de la tercera capa 1005 medida a lo largo de un radio R de la estructura de vía de tendido 1001 según se ve en una sección transversal al eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 1001. De acuerdo con un modo de realización, t1 es diferente en comparación con t3. Aún en otro modo de realización, t1 es sustancialmente igual que t3 , de modo que no hay más de aproximadamente un 2 % de diferencia entre sus valores. Para otro modo de realización, t1 puede ser mayor que t3. Todavía, en otro modo de realización no limitante, t1 puede ser menor que t3.
La estructura de vía de tendido 1001 puede tener una proporción particular entre el primer espesor y el tercer espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una tercera proporción de espesor ( t-^ ) no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la tercera proporción de espesor (V t3) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la tercera proporción de espesores (V t3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En el modo de realización alternativo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una proporción particular entre el tercer espesor y el primer espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una cuarta proporción de espesor (t3/t-0 no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la cuarta proporción de espesor (t3>^ 1) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la cuarta proporción de espesores (t3/t-0 puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
De acuerdo con un modo de realización, t2 es diferente en comparación con t3. Aún en otro modo de realización, t2 es sustancialmente igual que t3, de modo que no hay más de aproximadamente un 2 % de diferencia entre sus valores. Para otro modo de realización, t2 puede ser mayor que t3. Todavía, en otro modo de realización no limitante, t2 puede ser menor que t3.
La estructura de vía de tendido 1001 puede tener una proporción particular entre el segundo espesor y el tercer espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una quinta proporción de espesor (t2/t3) no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la quinta proporción de espesor (t2/t3) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la quinta proporción de espesor (t2/t3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En el modo de realización alternativo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una proporción particular entre el tercer espesor y el segundo espesor para facilitar el uso de la estructura en aplicaciones de conformado de metales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener una sexta proporción de espesor (t3/t2) no mayor de aproximadamente 0,98, tal como no mayor de aproximadamente 0,96, no mayor de aproximadamente 0,94, no mayor de aproximadamente 0,92, no mayor de aproximadamente 0,9, no mayor de aproximadamente 0,88, no mayor de aproximadamente 0,86, no mayor de aproximadamente 0,84, no mayor de aproximadamente 0,82, o incluso no mayor de aproximadamente 0,8. Todavía, en un modo de realización no limitante, la sexta proporción de espesores (t3/t2) puede ser al menos aproximadamente 0,05, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,5, o incluso al menos aproximadamente 0,6. Se apreciará que la sexta proporción de espesores (t3/t2) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
En más casos particulares, el tercer espesor (t3) puede ser de al menos aproximadamente 0,1 mm, tal como al menos aproximadamente 0,2 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, al menos aproximadamente 0,5 mm, o incluso al menos aproximadamente 1 mm. En aún otro caso, el tercer espesor (t3) puede ser no mayor de aproximadamente 10 mm, tal como no mayor de aproximadamente 8 mm, no mayor de aproximadamente 6 mm, no mayor de aproximadamente 4 mm. Se apreciará que el tercer espesor (t3) puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Las estructuras de vías de tendido de los modos de realización en el presente documento pueden tener un espesor de pared particular que puede facilitar su uso en la industria de conformado de metales, y en particular como tubería de tendido en un sistema de cabezal de tendido formador de espiras. El espesor de pared se entiende en general que es el espesor de la pared de la estructura de vía de tendido en la dirección radial según se ve en una sección transversal, y más en particular, puede ser la mitad de la diferencia entre el diámetro exterior (D) y el diámetro interior (A) (es decir, espesor de pared = [0,5x(DA)]. Para un modo de realización, el espesor de pared de la estructura de vía de tendido puede ser de al menos aproximadamente 1 mm, tal como al menos aproximadamente 2 mm, al menos aproximadamente 3 mm, al menos aproximadamente 4 mm, al menos aproximadamente 5 mm. En aún otro modo de realización no limitante, la estructura de vía de tendido puede tener un espesor de pared no mayor de aproximadamente 20 mm, tal como no mayor de aproximadamente 18 mm, no mayor de aproximadamente 16 mm, no mayor de aproximadamente 14 mm. Se apreciará que el espesor de pared puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
La estructura de vía de tendido 1001 puede tener un ancho interior 1009, que puede definir la dimensión más larga de la cavidad 1008 según se ve en una sección transversal al eje longitudinal 701 de la estructura de vía de tendido 1001. El ancho puede ser un diámetro para una cavidad que tiene una forma de sección transversal circular, como se ilustra en la FIG. 10. De acuerdo con un modo de realización, el ancho interior 1009 puede ser de al menos aproximadamente 1 mm, tal como al menos aproximadamente 2 mm, al menos aproximadamente 3 mm, al menos aproximadamente 4 mm, al menos aproximadamente 5 mm, o incluso al menos aproximadamente 6 mm. Se apreciará que la cavidad puede tener una variedad de formas de sección transversal, que incluyen, pero no se limitan a, poligonal circular, elíptica, poligonal compleja, poligonal irregular, irregular, aleatoria y una combinación de las mismas. En un modo de realización no limitante, la estructura de vía de tendido 1001 puede tener un ancho interior 1009 no mayor de aproximadamente 100 mm, no mayor de aproximadamente 80 mm, no mayor de aproximadamente 70 mm, no mayor de aproximadamente 60 mm, no mayor de aproximadamente 50 mm. Se apreciará que el ancho interior 1009 puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente.
Las estructuras de vías de tendido de los modos de realización en el presente documento tienen una flexibilidad particular a temperatura ambiente, lo que puede facilitar una formación y un mantenimiento más sencillos que los productos de tubería de tendido convencionales. Por ejemplo, la estructura de vía de tendido de los modos de realización en el presente documento puede tener una flexibilidad de al menos aproximadamente 55 mm a 23 °C basado en el ensayo en voladizo. El ensayo en voladizo se basa en un tubo recto de 1,5 pulgadas de diámetro cédula 160 que tiene un diámetro exterior de 48,3 mm y un espesor de pared de 7,14 mm, que se une a una estructura completamente rígida en un extremo proximal, y un peso de 1000 kg se une al extremo terminal opuesto del tubo. El tubo tiene una longitud de 500 mm. El tubo se une a la estructura completamente rígida de modo que el extremo proximal esté a ras contra la pared y el tubo esté paralelo al suelo y perpendicular a la estructura completamente rígida. A continuación, se deja que la tubería se flexione durante un tiempo de 60 segundos a temperatura ambiente (es decir, 23 °C). El cambio en la distancia vertical del extremo terminal de la tubería desde la altura original se registra como la flexibilidad. El ensayo se puede repetir varias veces para lograr un tamaño de muestra estadísticamente relevante y calcular un valor de flexibilidad medio o promedio. La flexibilidad de las estructuras de vía de tendido de los modos de realización en el presente documento puede ser de al menos aproximadamente 60 mm (es decir, el extremo terminal cayó al menos aproximadamente 60 mm desde una altura inicial original), tal como al menos aproximadamente 65 mm, al menos aproximadamente 70 mm, al menos aproximadamente 75 mm, al menos aproximadamente 80 mm, al menos aproximadamente 90 mm, al menos aproximadamente 100 mm, o incluso al menos aproximadamente 110 mm. Todavía, en un modo de realización no limitante, la flexibilidad de la estructura de vía de tendido puede ser no mayor de aproximadamente 490 mm, no mayor de aproximadamente 470 mm, no mayor de aproximadamente 450 mm, o incluso no mayor de aproximadamente 400 mm. Se apreciará que la flexibilidad de la estructura de vía de tendido puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente, incluyendo pero sin limitarse a, al menos aproximadamente 60 mm y no mayor de aproximadamente 490 mm, al menos aproximadamente 70 mm y no mayor de aproximadamente 470 mm, o al menos aproximadamente 80 mm y no mayor de aproximadamente 450 mm.
Las estructuras de vía de tendido de los modos de realización en el presente documento pueden incluir materiales particulares, que pueden facilitar las operaciones y el mantenimiento mejorados de la acería y del sistema de cabezal de tendido formador de espiras. Por ejemplo, al menos una parte de una estructura de vía de tendido de cualquiera de los modos de realización en el presente documento puede incluir una aleación de metal de níquel y titanio que tiene una proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio dentro de un intervalo que incluye al menos aproximadamente 0,05 y no mayor de aproximadamente 0,95. De acuerdo con un modo de realización, la proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio puede ser de al menos aproximadamente 0,08, tal como al menos aproximadamente 0,1, al menos aproximadamente 0,15, al menos aproximadamente 0,2, al menos aproximadamente 0,25, al menos aproximadamente 0,3, al menos aproximadamente 0,35, al menos aproximadamente 0,4, al menos aproximadamente 0,45, o incluso al menos aproximadamente 0,48. Todavía, en otro modo de realización, la proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio puede ser no mayor de aproximadamente 0,9, tal como no mayor de aproximadamente 0,85, no mayor de aproximadamente 0,8, no mayor de aproximadamente 0,75, no mayor de aproximadamente 0,7, no mayor de aproximadamente 0,65, no mayor de aproximadamente 0,6, no mayor de aproximadamente 0,55, o incluso no mayor de aproximadamente 0,53. Se apreciará que la proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio puede estar dentro de un intervalo que incluye cualquiera de los valores mínimo y máximo indicados anteriormente. Para al menos un modo de realización particular, al menos una parte de la estructura de vía de tendido comprende Nitinol™. Además, se apreciará que al menos una fibra de una cualquiera de las estructuras de vías de tendido de los modos de realización en el presente documento puede incluir el material anterior que tiene una combinación de níquel y titanio. En otros casos, la estructura completa de la estructura de vía de tendido puede estar hecha de la aleación de metal de níquel y titanio como se divulga en el presente documento.
De acuerdo con otro modo de realización, al menos una parte (por ejemplo, una parte de una fibra o una fibra completa de una o más capas) de la estructura de vía de tendido puede incluir un metal con memoria de forma. Más en particular, al menos una mayoría en peso de la estructura de vía de tendido puede incluir un metal con memoria de forma. En al menos un modo de realización, la estructura de vía de tendido completa puede consistir esencialmente en un metal con memoria de forma. Se apreciará que al menos una fibra de una cualquiera de las estructuras de vías de tendido de los modos de realización en el presente documento puede incluir el material anterior. En otros casos, la estructura completa de la estructura de vía de tendido puede estar hecha de la aleación de metal de níquel y titanio como se divulga en el presente documento.
De acuerdo con otro modo de realización, al menos una parte (por ejemplo, una parte de una fibra o una fibra completa de una o más capas) de la estructura de vía de tendido puede incluir un material superelástico. Más en particular, al menos una mayoría en peso de la estructura de vía de tendido puede incluir un material superelástico. En al menos un modo de realización, la estructura de vía de tendido completa puede consistir esencialmente en un material superelástico. Un material superelástico tiene un umbral de deformación plástica de al menos aproximadamente un 5 % de deformación sin deformación plástica. Es decir, el material superelástico puede experimentar al menos un 5 % de alargamiento sin sufrir una deformación permanente. En otros casos, el material superelástico puede experimentar al menos aproximadamente un 6 % de deformación, tal como al menos aproximadamente un 7 % de deformación, al menos aproximadamente un 8 % de deformación, al menos aproximadamente un 9 % de deformación, o incluso al menos aproximadamente un 10% de deformación sin deformación permanente. En un modo de realización no limitante, el material superelástico puede experimentar entre un 6 % y un 20 % de deformación, tal como entre un 7 % y un 18 %, entre un 7 % y un 15 %, entre un 7 % y un 13 % de deformación sin deformación permanente.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) que comprende:
una estructura de vía de tendido (60) que define una vía hueca alargada adaptada para transportar materiales alargados (M) en su interior, caracterizado por que la estructura de vía de tendido (60) comprende una flexibilidad de al menos aproximadamente 50 mm a 23 °C, en la que el valor de flexibilidad se obtiene basado en un ensayo en voladizo usando un tubo recto con un diámetro exterior de 48,3 mm y un espesor de pared de 7,14 mm, que se une a una estructura completamente rígida en un extremo proximal, y un peso de 1000 kg se une al extremo terminal opuesto del tubo, en el que el tubo tiene una longitud de 500 mm, uniéndose el tubo a la estructura completamente rígida de modo que el extremo proximal esté a ras contra la pared y el tubo esté paralelo al suelo y perpendicular a la estructura completamente rígida, y en el que a continuación se permite que la tubería se flexione durante un tiempo de 60 segundos a 23 °C y el cambio en la distancia vertical del extremo terminal de la tubería desde la altura original se registra como la flexibilidad.
2. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) comprende una aleación de metal de níquel y titanio que tiene una proporción elemental (Ni/Ti) de níquel y titanio dentro de un intervalo que incluye al menos aproximadamente 0,05 y no mayor de aproximadamente 0,95.
3. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) comprende un metal con memoria de forma o un material superelástico.
4. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60, 901) comprende una pluralidad de fibras (903, 905) que forman una estructura enrollada que define un paso (P), en el que el paso (P) es al menos igual a un diámetro de la estructura de vía de tendido (60, 901).
5. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 4, en el que la estructura de vía de tendido (60, 901) comprende:
una capa interior (902) que comprende una pluralidad de fibras (903) que forman una estructura enrollada que define un primer paso (PI); y
una segunda capa (904) superpuesta a la capa interior (902) que comprende una pluralidad de fibras (905) que forman una estructura enrollada que define un segundo paso (P2).
6. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 5, en el que cada una de las fibras de la pluralidad de fibras (903) de la capa interior (902) comprende un primer diámetro de fibra (FD1), y cada una de las fibras de la pluralidad de fibras (905) de la segunda capa (904) comprende un segundo diámetro de fibra (FD2).
7. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 5, en el que cada una de las fibras de la pluralidad de fibras (903) de la capa interior (902) comprende una primera composición y cada una de las fibras de la pluralidad de fibras (905) de la segunda capa (904) comprende una segunda composición.
8. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 5, en el que la capa interior (902) comprende un primer espesor (t-i) y la segunda capa (904) comprende un segundo espesor (t2).
9. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) comprende un ancho interior de al menos aproximadamente 1 mm y no mayor de aproximadamente 100 mm.
10. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) define una vía hueca alargada que tiene una forma de sección transversal seleccionada del grupo de circular, elíptica, poligonal, poligonal irregular y una combinación de las mismas.
11. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) está acoplada a una línea de acería para formar metal.
12. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) está acoplada a una caña (50).
13. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la vía hueca alargada está configurada para recibir producto metálico y formar el producto metálico en una formación helicoidal de anillos.
14. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) tiene una flexibilidad de al menos aproximadamente 55 mm a 23 °C y no mayor de aproximadamente 490 mm.
15. El sistema de cabezal de tendido formador de espiras (30) de la reivindicación 1, en el que la estructura de vía de tendido (60) comprende Nitinol™.
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