ES2888748T3 - Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos - Google Patents
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Abstract
Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos, compuesto de un casquillo de acoplamiento simétrico en rotación tipo manguito (3) que comprende los dos extremos de los tubos (2), con collarines (3.3, 3.4) y un collarín central de doble escalonamiento (4), y de dos casquillos de prensado (5) desplazables axialmente que abrazan el casquillo de acoplamiento (3), pudiendo los casquillos de prensado ser unidos mediante una herramienta de prensado, caracterizado porque el acoplamiento comprende un casquillo de soporte cilíndrico de una sola pieza (6) que se debe disponer a ambos lados en los extremos de los tubos (2) a unir y porque presenta un collarín central (6.1) conformado radialmente hacia el exterior con superficies frontales opuestas (6.1.1), y una respectiva zona moldeada (6.2) con ranuras longitudinales (6.2.1) en el extremo exterior a ambos lados del collarín (6.1), una pluralidad de rebajes anulares (6.3) separados entre sí en la carcasa exterior, estando los rebajes separados entre sí por superficies de apoyo anulares (6.4) moldeadas radialmente hacia el exterior, y una superficie frontal (6.5) con un chaflán (6.6) descendente hacia el interior, y porque el collarín central de doble escalonamiento (4) del casquillo de acoplamiento (3) comprende un collarín central de doble escalonamiento (4.3) dirigido radialmente hacia fuera en la superficie interior, provisto de superficies frontales (4.3.1) que se extienden a ambos lados, y cuya anchura corresponde a la anchura del collarín (6.1) del casquillo de soporte (6).
Description
DESCRIPCIÓN
Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos
El invento se refiere a un acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos para la nueva instalación o la reparación de tuberías en sistemas o áreas en las que, por razones de seguridad la soldadura no está permitida, en particular en zonas en las que se transportan en sistemas de tubería, medios explosivos altamente inflamables o sensibles para medicamentos, productos químicos y alimentos.
A partir del documento EP 2921 755 A1 se da a conocer un acoplamiento para la fabricación de una unión a presión entre dos tubos. La tarea consiste en que se siga desarrollando la unión a presión de tal manera que sea posible colocar limpiamente en una pieza de unión, los extremos de los tubos a conectar, en que la herramienta de prensado no se abra durante el proceso de prensado, y en que los casquillos de prensado no puedan moverse incontroladamente axial o radialmente y en que durante el proceso de prensado se minimicen las deformaciones y en que el proceso de prensado pueda llevarse a cabo de forma controlada. La solución se caracteriza porque en un cuerpo base de una pieza de unión la zona central está diseñada como un collarín de doble escalonamiento dirigido radialmente hacia fuera, cuya primera zona escalonada presenta superficies extremas radialmente cónicas a la que se une una segunda zona escalonada con un tope radialmente vertical en ambos lados, en la que respectivamente está conformada axialmente una de las zonas de sujeción, cuya superficie exterior discurre sucesivamente de forma descendente y plana en la dirección axial, y porque en los casquillos de prensado se forma un contorno ascendente en forma de faldón, en la pared interior se forman dos rampas curvadas descendentes y en un extremo se dispone un rebaje en una superficie frontal. Evidentemente, esta solución ha demostrado su eficacia en la práctica. Sin embargo, cuando se encajan a presión tubos con paredes muy finas, pueden producirse deformaciones en las superficies interiores de los extremos de los tubos, y el uso de dicha unión a presión puede tener consecuencias adversas en determinadas aplicaciones.
También se conoce a partir del documento EP 0 582 543 B1 un dispositivo de acoplamiento que sirve para la producción de una unión de tubos cuya tarea consiste en que conste de sólo unas pocas piezas que deben unirse entre sí, en garantizar el posicionamiento seguro de los extremos de los tubos en un hueco anular formado por un casquillo de soporte y un casquillo de prensado y en la producción de una unión de tubos duradera y estanca. La tarea se realiza mediante un acoplamiento compuesto por un casquillo de soporte y un casquillo de prensado, que presentan al menos una nervadura que sirve de tope para los dos extremos de los tubos, siendo el casquillo de prensado más largo que el casquillo de soporte y estando el casquillo de prensado y el casquillo de soporte formados por un cilindro hueco de material sintético, en las que las nervaduras son de metal.
Aunque este dispositivo de acoplamiento cumple su cometido, no es utilizable para fines de reparación, ya que se trata de una unión de tubos no desmontable. Además, los extremos de los tubos no pueden unirse firmemente entre sí. El intersticio creado por el ensamblaje del casquillo de soporte y el casquillo de prensado en y sobre los extremos de los tubos, se rellena con las ranuras de los casquillos de soporte y prensado que se extienden entre los extremos de los tubos, se puentea el espacio intermedio de los extremos de los tubos y se cierra el espacio intermedio sólo con el proceso de prensado. Por lo tanto, no se excluyen los desplazamientos de los extremos de los tubos. Las fuerzas axiales no se distribuyen simétricamente.
Por lo tanto, la tarea del invento ha sido desarrollar una unión a presión para la nueva instalación y especialmente para la reparación de tuberías en plantas o áreas en las que la soldadura no está permitida por razones de seguridad, en particular en áreas en las que en sistemas de tubería se conducen medios con riesgo de explosión, fácilmente combustibles o sensibles para el área de la medicina, de los productos químicos y del sector alimenticio, de tal manera que los extremos de los tubos que se van a unir se pueden unir limpiamente en una pieza de unión ya durante el montaje, que el proceso de prensado tiene un efecto de autocentrado en los extremos de los tubos que se van a unir, que durante el proceso de prensado se evitan completamente las deformaciones, aplastamientos o lesiones en las paredes interiores de los tubos y que se consigue una distribución simétrica y controlada de la fuerza y un prensado absolutamente controlado.
La tarea se resuelve con las características de la reivindicación 1 por el hecho de que el acoplamiento comprende un casquillo de soporte cilíndrico de una sola pieza, que se debe disponer a ambos lados de los extremos de los tubos a unir, y un collarín formado radialmente hacia fuera en el centro, con superficies extremas opuestas, una zona formada a ambos lados del collarín con ranuras longitudinales en el extremo frontal, una pluralidad de rebajes anulares radiales separados entre sí, formados radialmente hacia el interior en la envoltura exterior, que están separados entre sí por superficies de apoyo anulares formadas radialmente hacia el exterior, y una superficie frontal con un chaflán inclinado hacia el interior, y porque el collarín central de doble escalonamiento del casquillo de acoplamiento comprende en su superficie interior un collarín radialmente dirigido hacia el exterior con superficies frontales que se extienden a ambos lados, cuya anchura corresponde a la del collarín del casquillo de soporte.
Debe destacarse especialmente que, por el diseño estructural del casquillo de soporte de una sola pieza con el collarín formado centralmente y radialmente hacia fuera y por sus superficies extremas radiales junto con las superficies extremas del collarín radialmente dirigido hacia fuera en la superficie interior del casquillo de
acoplamiento, según la reivindicación 1, así como por sus superficies extremas axiales, que son de igual anchura y según la reivindicación 2, están dispuestas radialmente una encima de la otra, conformando de este modo una cavidad entre el casquillo de soporte y el casquillo de acoplamiento para recibir los extremos de los tubos.
Tras el ensamblaje del casquillo de soporte y del casquillo de acoplamiento en y sobre los dos extremos de los tubos, se produce según la reivindicación 3, a través de las superficies extremas que se extienden radialmente hacia fuera del collarín del casquillo de soporte y de las superficies frontales del collarín en la superficie interior del casquillo de acoplamiento que tienen una superficie lisa y plana, un anillo central de posicionamiento, un ajuste central exacto de la alineación del casquillo de acoplamiento, y un tope limpio y cerrado respecto a los dos extremos planos de los tubos, que no pueden desplazarse durante el proceso de prensado. Este tope también sirve para compensar las fuerzas de la dirección de extracción de tubos y su puenteado entre los dos extremos de los tubos.
También son ventajosos los rebajes en el casquillo de soporte y en los collarines anulares del casquillo de acoplamiento dispuestos de forma opuesta, según las reivindicaciones 4 y 5. Estos conforman cavidades entre la superficie del casquillo de soporte y la superficie interior de los extremos de los tubos y aumentan la superficie entre la superficie interior de los extremos de los tubos y el casquillo de soporte. Las deformaciones superficiales que se producen durante el proceso de prensado de las superficies interiores de los tubos pueden ser de este modo absorbidas y compensadas por los rebajes. Además, se produce una unión en arrastre de forma entre las superficies interiores de los tubos y el casquillo de soporte. Las superficies interiores del casquillo están protegidas contra la deformación dentro del casquillo de soporte, y el paso de los tubos en el punto de acoplamiento permanece cilíndrico, sin cambios.
También hay que destacar las ranuras longitudinales que según la reivindicación 6, están moldeadas por el respectivo extremo frontal de la zona de sujeción del casquillo de soporte. Éstas forman un dispositivo anti-rotación del casquillo de soporte dentro de los extremos de los tubos durante el proceso de prensado.
También es de especial importancia la aplicabilidad del acoplamiento según el invento en sistemas de tubería existentes para fines de reparación. En este caso, los casquillos de prensado se cortan y el casquillo de soporte del acoplamiento, que une los extremos de los tubos entre sí, puede desmontarse fácilmente y sustituirse sin dañar los extremos de los tubos. El proceso de reparación es sencillo, puede llevarse a cabo rápidamente y, por tanto, contribuye así a la minimización de costes.
Por último, cabe destacar que el acoplamiento se puede utilizar para todos los materiales de tubos y que se puede adaptar a las necesidades respectivas en cuanto a sus dimensiones.
El invento se describirá con más detalle a continuación con referencia a un ejemplo de fabricación. De este modo se muestra en la:
figura 1, una vista lateral del acoplamiento como una unión a presión para dos tubos cerrada por un lado.
figura 2 una vista en sección A-A a través de un acoplamiento de tubos con el acoplamiento según el invento. figura 3 una vista frontal del casquillo de soporte,
figura 4 una sección de la pieza prensada derecha de la figura 2
En un ejemplo de fabricación según la figura 2, se empuja un casquillo de prensado 5 respectivamente sobre cada extremo de tubo 2 con su superficie frontal más pequeña proyectada hacia el extremo de tubo 2 y en uno de ambos extremos de tubo 2 delante del casquillo de prensado 5, se introduce adicionalmente un casquillo de acoplamiento 3 que tiene una zona central, una zona de sujeción 3.2 contigua a ambos lados, con al menos un primer collarín 3.3 dirigido hacia el interior y un segundo collarín 3.4 en el extremo y cuya pared exterior de las zonas de sujeción 3.2 opuestas al primer collarín 3.3 está provista de un reborde curvado hacia el exterior 3.5, estando la zona central 3.1 conformada como un collarín 4 de doble escalonamiento orientado hacia fuera, presentando la primera zona escalonada 4.1 superficies frontales radialmente cónicas 4.1.1, a la cual se anexa una segunda zona escalonada 4.2 con una superficie de tope 4.2.1 que se extiende radialmente en ambos lados, y en las superficies de tope 4.2.1 se conforma axialmente una de las zonas de sujeción 3.2, cuya superficie exterior se extiende en dirección axial sucesivamente en forma inclinada y plana. En la superficie interior del anillo 4 está conformado también un anillo 4.3 dirigido radialmente hacia el exterior con superficies frontales radiales 4.3.1, que sirve de tope entre los extremos de los tubos aproximadamente hasta el centro radial del grosor del tubo. Ahora, el casquillo de soporte 6 a ambos lados del collarín conformado 6.1 con las zonas conformadas 6.2 con los rebajes 6.3 y las superficies de apoyo 6.4, se pueden introducir en los extremos de los tubos 2 a conectar, hasta que las superficies frontales planas de los extremos de los tubos 2 hagan tope de forma fija en la zona inferior contra las zonas frontales 6.1.1 del collarín 6.1 y en la zona superior contra las superficies frontales 4.3.1 del collarín 4.3 del casquillo de acoplamiento 3. Ahora, el casquillo de acoplamiento 3 se puede mover desde un extremo del tubo 2 hasta el centro del anillo de posicionamiento, que está formado por la superficie circunferencial del collarín 6.1 y la superficie lateral del collarín 4.3, hasta que el casquillo de acoplamiento 3 con su collarín 4.3 en dirección radial esté ajustado sobre el collarín 6.
1 del casquillo de soporte 6, como resultado de lo cual el primer collarín 3.3 y el segundo collarín 3.4 de las dos zonas de sujeción 3.2 del casquillo de acoplamiento 3 se asientan sobre los rebajes 6.3 de las zonas 6.2 conformadas a ambos lados del collarín 6.1 del casquillo de soporte 6.
A continuación, los casquillos desplazables axialmente 5, en cuyo extremo dirigido hacia el collarín de doble escalonamiento 4 están conformados un contorno ascendente en forma de faldón 5.1 y en su pared interior en la dirección axial, dos rampas curvadas descendentes sucesivamente 5.2, 5.3, y en el extremo opuesto al collarín 4 de doble escalonamiento dispone una superficie frontal anular sobre un rebaje 5.4 orientado axialmente hacia el interior, son empujados desde los extremos de los tubos 2 sobre la pared exterior de las zonas de sujeción 3.2 del casquillo de acoplamiento 3 hasta que la primera rampa curvada 5.2 de los casquillos de prensado 5 se apoya en el reborde 3.5 de la respectiva zona de sujeción 3.2. Ahora, se coloca una herramienta de prensado fabricada para el acoplamiento, según el invento, en la primera zona escalonada 4.1 del collarín de doble escalonamiento 4 del acoplamiento pre-ensamblado, encajando en este caso las garras de la herramienta de prensado dirigidas una contra la otra en las superficies frontales radialmente cónicas 4.1.1 hacia el eje del collarín de doble escalonamiento del casquillo de acoplamiento 3 y en los rebajes 5.4 dispuestos en las superficies frontales exteriores del casquillo de prensado 5. Ahora de este modo, la herramienta de prensado está unida a las piezas del acoplamiento a prensar, de manera que los casquillos de prensado 5 se aprietan por ambos lados contra la zona central 3.1 del casquillo de acoplamiento 3. En este caso, las fuerzas parciales axiales de empuje se dirigen en la dirección del centro del eje, como resultado de lo cual el reborde 3.5 es presionado en las cavidades entre la pared interior de los casquillos de prensado 5 y la pared exterior de las zonas de sujeción 3.2, así como el anillo 3.3 orientado hacia el interior en la pared interior de las zonas de sujeción 3.2, respecto al reborde 3.5 es presionado en la superficie del material del tubo de los extremos de los tubos 2. Empujando los casquillos de presión 5 en sentido axial contra el collarín de doble escalonamiento 4, el collarín 3.4, que también está dirigido hacia el interior en el extremo de las zonas 3.2, se presiona contra la superficie del material del tubo de los extremos de los tubos 2. En los puntos de los collarines 3.3 y 3.4, las deformaciones de superficie de las paredes de los tubos se presionan en los rebajes 6.3 del casquillo de soporte 6 dispuestos debajo y así se forma una unión en arrastre de forma entre las paredes de los tubos y el casquillo de soporte 6. Al mismo tiempo, la superficie frontal pequeña de los casquillos de prensado 5 se presiona contra las superficies frontales verticales 4.2.1 opuestas de la segunda zona escalonada 4.2 del collarín de doble escalonamiento 4. Sólo cuando todas las piezas del acoplamiento están colocadas de forma limpia y precisa una contra otra y una encima de la otra, se puede soltar la herramienta de prensado y finalizar el proceso de prensado.
Lista de signos de referencia utilizados
1 acoplamiento
2 extremos de los tubos,
3 casquillo de acoplamiento,
3.1 zona central,
3.2 zonas de sujeción
3.3 primer collarín frente al reborde,
3.4 segundo collarín al final de la zona de sujeción,
3.5 reborde
4. collarín de doble escalonamiento,
4.1 primera zona escalonada,
4.1.1 superficies frontales cónicas radialmente,
4.2 segunda zona escalonada,
4.2.1 superficies frontales verticales,
4.3 collarín radial en la superficie interior del casquillo de acoplamiento,
4.3.1 superficies frontales radiales,
5. casquillos de prensado,
5.1 contorno ascendente en forma de faldón,
5.2 rampa curva,
5.3 rampa curva,
5.4 rebaje,
6. casquillo de soporte,
6.1 collarín central conformado radialmente,
6.1.1 superficies frontales,
6.2. zonas conformadas,
6.2.1 ranuras axiales,
6.3. rebajes,
6.4. superficies de apoyo,
6.5. superficies frontales,
6.6. chaflanes
Claims (6)
1. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos, compuesto de un casquillo de acoplamiento simétrico en rotación tipo manguito (3) que comprende los dos extremos de los tubos (2), con collarines (3.3, 3.4) y un collarín central de doble escalonamiento (4), y de dos casquillos de prensado (5) desplazables axialmente que abrazan el casquillo de acoplamiento (3), pudiendo los casquillos de prensado ser unidos mediante una herramienta de prensado, caracterizado porque el acoplamiento comprende un casquillo de soporte cilíndrico de una sola pieza (6) que se debe disponer a ambos lados en los extremos de los tubos (2) a unir y porque presenta un collarín central (6.1) conformado radialmente hacia el exterior con superficies frontales opuestas (6.1.1), y una respectiva zona moldeada (6.2) con ranuras longitudinales (6.2.1) en el extremo exterior a ambos lados del collarín (6.1), una pluralidad de rebajes anulares (6.3) separados entre sí en la carcasa exterior, estando los rebajes separados entre sí por superficies de apoyo anulares (6.4) moldeadas radialmente hacia el exterior, y una superficie frontal (6.5) con un chaflán (6.6) descendente hacia el interior, y porque el collarín central de doble escalonamiento (4) del casquillo de acoplamiento (3) comprende un collarín central de doble escalonamiento (4.3) dirigido radialmente hacia fuera en la superficie interior, provisto de superficies frontales (4.3.1) que se extienden a ambos lados, y cuya anchura corresponde a la anchura del collarín (6.1) del casquillo de soporte (6).
2. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos, según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies frontales axiales del collarín central (4.3) del casquillo de acoplamiento (3) y del collarín (6.1) del casquillo de soporte (6) están dispuestas radialmente una sobre otra.
3. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies frontales orientadas radialmente hacia fuera (6.1.1, 4.3.1) presentan superficies lisas y planas con las que producir una posición central correcta y un tope cerrado limpio para los extremos de los tubos (2) insertados en ambos lados.
4. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos, según la reivindicación 1, caracterizado porque los rebajes (6.3) del casquillo de soporte (6) están dispuestos de forma opuesta a los collarines anulares (3.3, 3.4) del casquillo de acoplamiento (3).
5. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los rebajes anulares están formados entre la superficie del casquillo de soporte (6) y la superficie interior de los extremos de los tubos (2) en la superficie de las zonas (6.2) con los rebajes anulares moldeados radialmente (6.3).
6. Acoplamiento para producir una unión a presión entre dos tubos según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las ranuras longitudinales (6.2.1) que respectivamente están dispuestas en los extremos frontales de la zona (6.2), conforman una protección contra torsión para el casquillo de soporte (6) durante la etapa de prensado.
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