ES2904912T3 - Sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil - Google Patents

Abstract

Un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil que comprende: - un manguito en forma de campana (1) y una espiga de extremo liso (2) proporcionados en tuberías de hierro dúctil de tal manera que la espiga de extremo liso (2) es empujada hacia el interior de dicho manguito en forma de campana (1) para llevar a cabo el junteo de dos tuberías; - un casquillo elastomérico/de caucho (5) ubicado en una cámara de casquillo (7) proporcionada en dicho manguito en forma de campana (1); - un cordón de soldadura (4) proporcionado en la periferia circunferencial de la espiga de extremo liso (2); - una serie de segmentos de bloqueo (3) insertados a través de una ventana recortada (8) proporcionada en el manguito en forma de campana y hecha girar entre el cordón de soldadura (4) y la superficie interior (9) de una cámara circunferencial (6) de dicho manguito en forma de campana (1); en donde dicha superficie interior (9) es circunferencial; - una cámara (12), proporcionando dicha cámara una holgura entre la espiga de extremo liso (2) dentro de dicha cámara (12) y la pared interior del manguito en forma de campana (1); y en donde el diámetro interior del casquillo (5) es menor que el diámetro exterior de la espiga de extremo liso (2) para permitir que la espiga de extremo liso (2) comprima el casquillo (5) radialmente para hacer que la junta sea estanca al agua; en donde el manguito en forma de campana (1) está provisto, además, de un anillo (10), para que actúe como tope mecánico para limitar la desviación angular al máximo permitido y funcione como una característica de seguridad de diseño a mayores presiones de fluido; en donde dichos segmentos de bloqueo (3) tienen una cara anterior (15) en un ángulo adecuado para disipar todas las fuerzas axiales en la dirección requerida, y una cara posterior (14), que es circular/esférica, para coincidir con la superficie interior (9) de la cámara circunferencial (6) para un deslizamiento suave durante una desviación angular axial en la junta; dirigiéndose dicha dirección requerida desde la cara anterior (15) hacia la cara posterior (14); en donde el radio y el centro de la superficie interior (9) y la cara posterior (14) se calculan de tal manera que las fuerzas axiales máximas se puedan transferir a dicho manguito en forma de campana (1) con la desviación angular requerida de dos ejes; y en donde las cargas de empuje generadas debido a la transmisión de presión de fluido se transfieren desde el cordón de soldadura (4) hasta el segmento de bloqueo (3) y desde el segmento de bloqueo (3) hasta la cámara circunferencial (6) del manguito en forma de campana (1); caracterizado por que comprende, además, una correa de ligamento (18), por que la serie de segmentos de bloqueo (3) permanece en la periferia exterior de la espiga de extremo liso (2) con la ayuda de la correa de ligamento (18); y por que los segmentos de bloqueo (3) están provistos de unos topes de extremo (17) proyectados hacia el exterior para brindar alojamiento a la correa de ligamento (18) y facilitar la rotación del bloqueo durante el montaje.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de junteo de bloqueo positivo para tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil. Más en concreto, la invención se refiere a un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil y el proceso de montaje de estos.

Antecedentes de la invención

Las tuberías de fundición de hierro dúctil se han utilizado para la distribución de agua potable y de alcantarillado desde finales de la década de 1950. Este tipo de tubería es un desarrollo directo de la tubería de hierro fundido anterior debido a sus mejores propiedades estructurales y diversas otras características.

Las tuberías de fundición de hierro dúctil se fabrican mediante fundición centrífuga de metal fundido. Existen varios tipos de juntas de casquillo de caucho disponibles con tuberías y accesorios de hierro dúctil para adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones. Además de las juntas bridadas, son posibles los siguientes dos tipos de juntas: a. Junta a presión,

b. Juntas restringidas

La junta más ampliamente utilizada es la junta a presión normal. Las tuberías de hierro dúctil se componen de unos extremos de manguito y espiga. La superficie interior del manguito tiene unas ranuras para sujetar el casquillo de caucho. La junta tiene una parte dura denominada "talón" que se acopla en la ranura del manguito para sujetar el casquillo con firmeza. La otra parte del casquillo es la porción de bulbo, que es, en comparación, más blanda que la porción de talón de la junta. Tanto el bulbo más blando como las porciones de talón más duras de las juntas están vulcanizadas para formar una única pieza circular. La espiga de la siguiente tubería tendrá una porción de ahusamiento para facilitar una inserción suave del extremo de espiga en el manguito de las tuberías. La espiga se inserta en el manguito que sujeta el casquillo de caucho. La espiga ejerce una presión circunferencial uniforme sobre la porción blanda del casquillo de caucho y la tubería es empujada hacia el interior del manguito hasta que una línea de la marca de inserción entra en el manguito y la otra marca de inserción es visible.

La presión hidrostática interna actúa perpendicularmente sobre cualquier plano con una fuerza igual a la presión multiplicada por el área del plano. Todos los componentes de estas fuerzas que actúan radialmente dentro de una tubería están equilibrados por la tensión circunferencial en la pared de la tubería. Los componentes axiales que actúan sobre un plano perpendicular a la tubería a través de una sección recta de la tubería están equilibrados internamente por la fuerza que actúa en cada lado del plano.

Sin embargo, en el caso de una curva, las fuerzas que actúan axialmente a lo largo de cada lado de la curva no están equilibradas. La suma vectorial de estas fuerzas es la fuerza de empuje. Para impedir una separación de las juntas, se debe establecer una reacción igual a, y en dirección opuesta a, la fuerza de empuje.

Las juntas de tubería de hierro dúctil convencionales son juntas de tipo a presión. Estas juntas no ofrecen ninguna resistencia significativa contra la separación de las juntas.

Las fuerzas de empuje desequilibradas se generan en las siguientes condiciones:

• Cambios de dirección

• Empuje en curvas - Horizontal/Vertical

• Empuje en una Tee of Wye

• Empuje en un reductor

• Empuje en un extremo muerto o válvula.

Existen dos formas de gestionar el desequilibrio por encima de la carga de empuje:

a) Utilizar un bloque de empuje/bloque de hormigón;

b) Utilizar una tubería restringida.

El bloque de empuje es uno de los métodos más comunes para proporcionar resistencia a las fuerzas de empuje es el uso de bloques de empuje. La resistencia se proporciona transfiriendo la fuerza de empuje al terreno a través del área de apoyo más grande del bloque, de tal manera que la presión resultante contra el terreno no supere la resistencia de apoyo del terreno. El diseño de los bloques de empuje consiste en determinar el área de apoyo apropiada del bloque para un conjunto concreto de condiciones.

Un método alternativo para proporcionar restricción de empuje es el uso de juntas restringidas. Una junta restringida es un tipo especial de junta a presión que está diseñado para proporcionar una restricción longitudinal. Los sistemas de junta restringida funcionan de manera similar a los bloques de empuje, en la medida en que la reacción de la totalidad de la unidad restringida de tuberías con el terreno equilibre las fuerzas de empuje.

Por tanto, una alternativa a los conceptos de bloque de empuje de hormigón anteriores es utilizar soluciones de tubería restringida, como una junta restringida empernada mecánica con prensaestopas y anillo de tensionado, junta de tipo K, etc. Sin embargo, las juntas restringidas existentes están teniendo limitaciones en cuanto a facilidad y rapidez de montaje, requisito de un gran número de componentes, relación de presión de la junta.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de junteo restringido técnicamente avanzado en el junteo de tuberías de hierro dúctil que pueda disminuir el tiempo de montaje y las dificultades, así como ampliar el alcance de las áreas de las aplicaciones de tuberías de hierro dúctil.

Los documentos EP-A2-1460325 y EP-A1-2713089 divulgan dos ejemplos de sistemas de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil.

Objecto de la invención

Con el fin de subsanar los inconvenientes de la técnica anterior, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un sistema de junteo de bloqueo para tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil, que sean fáciles de montar y que se puedan utilizar en condiciones restringidas.

Otro objeto de la presente invención es un proceso de montaje de un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil.

Sumario de la invención:

La invención es un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil de acuerdo con la reivindicación 1.

Con el fin de subsanar los inconvenientes de la técnica anterior y de lograr los objetivos antes mencionados, la presente invención presenta un novedoso sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías de fundición de hierro dúctil. La junta bloqueada en positivo entre dos tuberías de hierro dúctil se obtiene insertando el extremo liso de una tubería en el extremo acampanado de la otra tubería. El bloqueo positivo se obtiene insertando una serie de segmentos de bloqueo entre el cordón de soldadura disponible en el extremo liso y la cámara circunferencial del manguito acampanado de otra tubería. La junta consta de

a. Un manguito en forma de campana 1 de una tubería hecha de hierro dúctil,

b. Un extremo liso 2 de otra tubería hecha de hierro dúctil,

c. Un casquillo de elastómero comprimido radialmente 5 insertado entre la periferia exterior del extremo liso y la periferia interior 7 del manguito 1

d. Un cordón de soldadura 4 que se hace en el extremo liso de la tubería en una ubicación adecuada y e. Una serie de segmentos de bloqueo 3, insertada a través de la ventana recortada 8 y hecha girar entre el cordón de soldadura y la cámara protuberante circunferencialmente en sentido descendente 6.

La nueva tubería tiene una cámara adicional al manguito de tubería de hierro dúctil convencional. Esta cámara actúa como "cámara de bloqueo". Se hace un cordón de soldadura en la espiga de la tubería. En el montaje, la carga de empuje total producida en la línea tubería se transfiere a la cámara de bloqueo del manguito desde el cordón de soldadura a través de unos segmentos de bloqueo de hierro dúctil especialmente diseñados. La cámara está diseñada de tal manera que absorba todas las cargas axiales generadas por la presión interna o las fuerzas de tracción, pudiéndose lograr, por lo tanto, las desviaciones angulares deseadas. De esta manera, toda la carga de empuje se convierte en carga axial que es compartida por una serie de tuberías a lo largo de la junta en cuestión y finalmente transferida a su terreno/tierra externo circundante por su resistencia de apoyo.

El conjunto completo forma la junta de autorrestricción, eliminando, por tanto, la necesidad de bloques de empuje. Aparte de lo anterior, la invención permite el uso de tales juntas de tubería en el método sin excavado de tendido de línea de tuberías mediante perforación horizontal de un orificio y extracción de líneas de tuberías debido a su capacidad para soportar fuerzas de tracción muy altas. Estas tuberías de hierro dúctil inventadas con un sistema de junteo de bloqueo positivo son rápidas de montar y muy adecuadas para su uso en zonas sísmicas, cruces de fallas, zonas de licuefacción y conexiones a estructuras, líneas de tuberías flotantes, a través de ríos, mares o cuerpos de agua, tendidas en pendientes pronunciadas, líneas de tuberías de achique y de relave de minas sin bloques de empuje o requisitos de restricción externa, aplicación para fabricar nieve.

El sistema de bloqueo positivo se puede preparar en intervalos de tamaño desde DN100 hasta DN1800 según EN545/ISO10804-1 con una gama adecuada de accesorios. Sin embargo, la construcción de la cámara de bloqueo de casquete varía según el tamaño con respecto a las fuerzas de tracción de diseño de relación de presión.

El nuevo sistema de bloqueo positivo ha ampliado el alcance de la aplicación de tubería de hierro dúctil y ha demostrado, por tanto, ser un sistema de junteo restringido avanzado.

Descripción detallada de los dibujos:

Los objetos características y ventajas anteriores, así como otros, de la presente materia objeto resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de las realizaciones a modo de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en donde se utilizan números similares para representar elementos similares.

Cabe destacar, sin embargo, que los dibujos adjuntos ilustran únicamente realizaciones habituales de la presente materia objeto y, por lo tanto, no se deben considerar limitantes del alcance de la presente invención como se define en el conjunto adjunto de reivindicaciones, ya que la materia objeto divulgada puede admitir otras realizaciones igualmente eficaces.

Para una comprensión más completa de la naturaleza y el objeto de la presente invención, se hace referencia a los dibujos adjuntos, en donde:

La figura 1 ilustra una sección longitudinal de la junta sobre el eje A-A de conformidad con una realización de la presente invención.

La figura 2 ilustra una vista de cara anterior del conjunto de conformidad con una realización de la presente invención. La figura 3 ilustra una vista detallada de las piezas de conjunto en posición alineada de ambas tuberías de conformidad con una realización de la presente invención.

La figura 4 ilustra una vista lateral del segmento de bloqueo que muestra el bloque protuberante para un bloqueo de conformidad con una realización de la presente invención.

La figura 5 ilustra una cara anterior del segmento de bloqueo de conformidad con una realización de la presente invención.

La figura 6 ilustra una vista isométrica de un segmento de bloqueo de conformidad con una realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención:

A continuación, se presenta una descripción detallada de diversas realizaciones de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

Las realizaciones de la presente invención se describen en detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, la presente invención no se limita a estas realizaciones, las cuales se proporcionan únicamente para explicar con mayor claridad la presente materia objeto a un experto en la materia de la presente divulgación. En los dibujos adjuntos, se utilizan números de referencia similares para indicar componentes similares.

La presente invención, descrita en el presente documento, se refiere a una junta semiflexible restringida para tuberías de hierro dúctil. Es un sistema de junteo semiflexible y de autorrestricción de una tubería de manguito y espiga. La junta se puede desviar hasta el ángulo diseñado en función del intervalo de tamaño. El agua u otros fluidos que pasan a través de la tubería ejercen una presión interna sobre las paredes del cilindro de tubería y la misma fuerza se transfiere a la tubería adyacente. Dicho sistema de bloqueo ayuda a transferir las fuerzas de empuje generadas a la siguiente tubería a través de un cordón soldado formado en la espiga de cada tubería a través de unos segmentos de bloqueo. El conjunto de junteo completo forma la junta de autorrestricción, eliminando, por tanto, la necesidad de bloques de empuje, y facilita un tendido sin excavado de líneas de tuberías de hierro dúctil. Las tuberías de hierro dúctil con el presente sistema de junteo son rápidas de montar y muy adecuadas para su uso en zonas sísmicas, cruces de fallas, zonas de licuefacción y conexiones a estructuras, líneas de tuberías flotantes, centrales hidroeléctricas, tendidas en pendientes pronunciadas, tuberías principales de agua para extinción de incendios y líneas de tuberías de achique de minas sin bloques de empuje ni requisitos de restricción externa.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el bloqueo se logra entre el manguito de tubería y el cordón de soldadura, hecho en la otra espiga de tubería, con la ayuda de bloqueos especialmente fabricados. La cámara está diseñada de tal manera que absorba todas las cargas axiales generadas por la presión interna o las fuerzas de tracción, pudiéndose lograr, por lo tanto, las desviaciones angulares deseadas.

De acuerdo con una realización de la presente invención, las tuberías de hierro dúctil están diseñadas de tal manera que las tuberías individuales se conectan utilizando el sistema de bloqueo para formar un sistema completo sin necesidad de soldadura, atornillado, experimentación, tratamiento de superficie o sin tener problema de aflojamiento.

De acuerdo con un diseño convencional, las tuberías de hierro dúctil se suministran para adaptarse y facilitar un junteo restringido en la que el movimiento axial de la tubería es detenido por unos medios mecánicos. Las tuberías de hierro dúctil con estas juntas son idealmente adecuadas para que la línea de tuberías se sitúe sobre terreno suelto o terreno pantanoso, donde no se pueden proporcionar bloques de anclaje en los puntos Tee o curvas, etc. Esta junta comprende un conjunto de dos tuberías de tipo manguito y espiga con prensaestopas, anillo partido y un conjunto de pernos de gancho, tuercas y arandelas. El extremo de espiga de la tubería debe estar provisto de un cordón de soldadura. El manguito de la tubería que se desea empalmar tendrá un collar proyectado circunferencial.

De conformidad con una realización, la presente invención se refiere a un novedoso sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías de hierro dúctil y accesorios de hierro dúctil que pueden soportar todas las cargas de empuje producidas debido a la transmisión de la presión de los fluidos y proporcionar ciertas desviaciones angulares al eje de dos tuberías. Cada tubería de hierro dúctil adecuada para este tipo de junta está provista de un manguito en forma de campana 1 y una espiga de extremo liso 2. Normalmente, una espiga de extremo liso 2 se empuja hacia el interior del manguito de tubería 1 para llevar a cabo el junteo de dos tuberías. Un casquillo elastomérico/de caucho 5 se ubica en una cámara de casquillo 7 proporcionada en un manguito acampanado 1. El diámetro interior del casquillo 5 es menor que el diámetro exterior del extremo liso 2. Entonces, durante el montaje, el extremo liso 2 de una tubería comprime el casquillo 5 radialmente para hacer que la junta sea estanca al agua. Para la junta de bloqueo positivo, se hace un cordón de soldadura 4 en la periferia circunferencial del extremo liso 2 de la tubería. Una serie de segmentos de bloqueo 3 se inserta en la cámara circunferencial 6. Los segmentos de bloqueo 3 siempre permanecen entre el cordón de soldadura 4 y la superficie interior 9 de la cámara circunferencial 6. El segmento de bloqueo 3 está diseñado de tal manera que tiene una cara anterior 15 en un ángulo adecuado para disipar todas las fuerzas axiales en la dirección requerida y una cara circular posterior 14 de modo que pueda coincidir con la cara de cámara de casquillo 9 para que tenga un deslizamiento suave durante una desviación angular axial en la junta. El radio y el centro de la cara circunferencial 9 y 14 se calculan de modo que las fuerzas axiales máximas se puedan transferir al manguito de tubería 1 con la desviación angular requerida de dos ejes. Según la invención, las cargas de empuje generadas debido a la transmisión de la presión de fluido se deberían transferir desde el cordón de soldadura 4 hasta el segmento de bloqueo 3 y desde el segmento de bloqueo 3 hasta la cámara circunferencial 6 del manguito 1.

De conformidad con otra realización, la junta bloqueada en positivo entre dos tuberías de hierro dúctil como se muestra en la figura 1 es similar al tipo de junta explicado en el documento US3684320 y otras patentes a las que se hace referencia son EP1460325A2, US6062611, US28883899, US7806445B2 excepto la estructura del segmento de bloqueo 3, el centro y el radio de la cara circular 14 del segmento de bloqueo y 9 del manguito de tubería 1.

De conformidad con otra realización, como se muestra en la figura 3, la junta se compone de un manguito en forma de campana 1 de una tubería, un extremo liso 2 de otra tubería, un casquillo de elastómero comprimido radialmente 5 entre las periferias exteriores del extremo liso 2 y las periferias interiores del manguito 1, un cordón de soldadura 4 que está hecho en el extremo liso 2 de la tubería en una ubicación adecuada, y una serie de segmentos de bloqueo 3 insertada a través de la ventana recortada 8 que se muestra en la figura 2 y que es hecho girar entre el cordón de soldadura 4 y la cámara protuberante circunferencialmente en sentido descendente 6. El segmento de bloqueo 3 siempre permanece en la periferia exterior del extremo liso 2 de la tubería. El radio de la cara 16 de la figura 5 del segmento de bloqueo 3 debería ser igual a, o estar por debajo de, unos límites requeridos al radio exterior de la periferia del extremo liso 2. Tanto el extremo liso 2 como el manguito en forma de campana 1 están hechos de hierro dúctil. El segmento de bloqueo 3 también está fundido a partir de hierro dúctil. La junta está sellada contra el agua con la ayuda de un casquillo de elastómero 5 por su propiedad compresible. El diámetro interior del casquillo 5 es menor que el diámetro exterior del extremo liso 2 de la tubería que se desea insertar en el casquillo 5. Entonces, después de la inserción, el casquillo 5 quedó comprimido entre el extremo liso 2 de una tubería y la cámara de casquillo 7 del manguito 2 de otra tubería.

Durante la transmisión de agua u otro fluido, la presión en el interior del cuerpo de tubería aumenta. Esto conduce a una generación de cargas circunferenciales y cargas axiales. Las cargas circunferenciales son gestionadas por el propio cuerpo de tubería. Debido a las cargas axiales, la propia junta tiende a desarmarse. La carga axial producida debido a la presión de agua se transmite al extremo liso 2 de la tubería. En la junta de bloqueo positivo, la carga axial del extremo liso 2 es perceptible en el cordón de soldadura 4 ya que está unido al anterior. Esta carga axial producida se transmite al segmento de bloqueo 3 desde el cordón de soldadura 4 ya que ambos tienen un contacto de cara entre sí. La cara 15 de la figura 4 del segmento de bloqueo 3 está en contacto con el cordón de soldadura 4. La inclinación de la cara 15 del segmento de bloqueo 3 está diseñada de tal manera que la carga axial se puede transferir en la dirección requerida hacia la cara circular posterior 14 del segmento de bloqueo 3. Entonces, la carga axial transmitida al segmento de bloqueo 3 desde el cordón de soldadura 4 se transmite al manguito 1 de la tubería. Esta carga se transmite a través de la cara posterior 14 del segmento de bloqueo 3 hasta la cara radial 9 del manguito 1 de la cámara circunferencial 6. El manguito 1 de la tubería se debería diseñar de tal manera que debería poder soportar toda la fuerza axial que se le transmite, ya sea debido a la presión de trabajo del fluido transportado, las cargas debidas a sobretensiones, etc.

Tanto la cara 14 como la 9 deberían tener los mismos radios para una mejor coincidencia y un deslizamiento suave durante la transmisión de carga y desviación axial de junta al mismo tiempo. La holgura se proporciona entre la cara anterior 15 del segmento de bloqueo y la posición de inicio de la cámara 6 para facilitar la desviación angular de la junta. La anchura de la cara 14 del segmento de bloqueo 3 se calcula para que tenga un contacto máximo durante la desviación angular mayor de la junta de modo que se puedan transmitir las cargas axiales máximas. La altura del bloque y cara protuberantes 14 del segmento de bloqueo 3 se calcula de modo que pueda ser suficiente como para transmitir las cargas en la dirección requerida y una magnitud mínima. Una combinación correcta de altura y anchura de la cara 14 da como resultado una optimización de la transmisión de cargas axiales al manguito de tubería 1 y de las reacciones de estas cargas al extremo liso 2 de la tubería de modo que la tubería se pueda producir con un grosor de cuerpo óptimo.

La cámara 12 se proporciona para que tenga una holgura en el extremo liso 2 de la tubería y cámara 11 con la pared interior del manguito 1.

El anillo 10 actuará como un tope mecánico a las desviaciones angulares mayores a las recomendadas.

De acuerdo con la invención, la serie de segmentos de bloqueo 3 como parte de la junta siempre permanece en la periferia exterior del extremo liso 2 de la tubería con la ayuda de una correa de ligamento 18. El radio de la cara inferior 16 del segmento de bloqueo 3 se mantiene igual a, o por debajo de, unos límites requeridos al radio exterior de la periferia de extremo liso. Los segmentos de bloqueo 3 están provistos de unos topes de extremo 17 (figura 6) proyectados hacia el exterior para brindar alojamiento a la correa de ligamento y ayudar en la rotación de bloqueo durante el montaje. Los segmentos de bloqueo 3 están provistos de una cara esférica posterior 14 con el mayor diámetro de esfera para obtener un ángulo tangencial máximo. El mayor diámetro esférico de la cara esférica posterior 14 de segmento de bloqueo 3 como parte del conjunto de junta conduce a una mayor capacidad de absorción de carga axial del manguito. Los segmentos de bloqueo están provistos de una cara anterior 15 que tiene cierta inclinación con respecto a la horizontal para dirigir las cargas axiales en la dirección requerida.

El manguito tiene una holgura 6A entre la cara de bloqueo 15 y la cara de extremo de la cámara 6 para dar suficiente espacio para el segmento de bloqueo durante una desviación angular de la junta. Cada segmento de bloqueo es un sector de cierto ángulo en un anillo circular con una proyección protuberante diseñada de tal manera que se logra una distribución uniforme de la carga en la cámara circunferencial de manguito 6 y se puede hacer girar libremente durante el montaje.

El manguito en forma de campana 1 está provisto de un anillo 10, que funciona como tope mecáni desviación angular al máximo permitido y funciona como una característica de seguridad de diseño a mayores presiones de fluido. Los diámetros se seleccionan como tales para lograr la desviación angular admisible máxima en cualquier caso.

Un procedimiento para la instalación de conjunto del sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil implica las siguientes etapas:

1. Preparación del manguito: Mantener la cámara de inserción de bloqueo en el lado superior para facilitar una fácil inserción de los bloqueos. Limpiar las ranuras internas de casquillo, tal como una ranura de asiento de casquillo, una cámara de retención de bloqueo, etc. Eliminar todo el polvo y las partículas extrañas. Fijar el casquillo mediante la lubricación de la ranura de casquillo con un lubricante adecuado. Para este fin, aplicar con cuidado una película delgada de lubricante suministrado con las tuberías por el fabricante sobre la superficie de ranura de sellado. Hacer un nudo en el casquillo y fijar dicho casquillo en el interior del manguito de modo que la garra de caucho duro en el exterior se acople en la ranura de retención del manguito. En primer lugar, insertar la parte inferior en la cámara de retención de la ranura de casquillo y, después, desanudar la parte conformadora de corazón para fijarla en el interior de la ranura de asiento de casquillo. Golpear suavemente el casquillo para fijar el casquillo en la ranura correctamente. Una vez que la junta esté correctamente asentada, aplicar una capa delgada de lubricante sobre la cara superior del casquillo.

2. Preparación de la espiga: Limpiar la superficie del extremo de espiga con una escobilla de alambres suaves/brocha. Poner una capa delgada de lubricante en el extremo de espiga de la tubería con cordón de soldadura, en concreto en el área de chaflán/bisel justo antes del montaje.

3. Montaje de la junta: una vez que la espiga está preparada, asentarla en el manguito. Las tuberías no deben tener una desviación angular cuando se tiran hacia dentro y hasta que se ajustan los segmentos de bloqueo. Insertar los segmentos de bloqueo uno por uno a través de la ventana provista en la cara de manguito y distribuirlos a lo largo de la circunferencia de la tubería, trabajando, de manera alterna, hacia la izquierda y hacia la derecha. Entonces, mover todos los segmentos alrededor en una dirección hasta que el último segmento se pueda insertar a través de las aberturas en la cara de extremo del manguito y se pueda mover a una posición donde proporcione un bloqueo afianzado. Únicamente una pequeña parte de los montículos en el último segmento de bloqueo debería ser visible a través de la abertura en la cara de extremo del manguito. Si algún segmento se atasca, se debería mover a su posición prevista mediante unos golpes suaves con un martillo moviendo la tubería a medida que cuelga de la eslinga.

4. Bloqueo: extraer todos los segmentos de bloqueo hacia atrás en la dirección hacia el exterior hasta que estén en contacto y presionados contra la pendiente de la cámara de retención. Trabar unas ataduras de cable/cinta de nailon alrededor de la periferia exterior de los segmentos de bloqueo como se muestra en la imagen y apretarlas lo suficiente como para permitir todavía que los segmentos de bloqueo se muevan. Alinear los segmentos de bloqueo de tal manera que descansen contra el cilindro de la tubería en su área de circunferencia completa sin superponerse. Tirar (axialmente) de un extremo de la tubería hacia el tendido de lado de debajo de tal manera que el cordón de soldadura entre en contacto con todos los segmentos de bloqueo. Garantizar que todos los segmentos de bloqueo estén alineados uniformemente y apretar la cinta de trabado hasta que los segmentos de bloqueo se apoyen con firmeza contra la tubería alrededor de toda su circunferencia. A continuación, no debería ser posible un mayor movimiento de los segmentos de bloqueo. Cuando la tubería está en un estado no desviado, todos los segmentos de bloqueo deberían estar aproximadamente a la misma distancia longitudinal lejos de la cara de manguito. Una vez que la junta esté completamente montada en condición alineada, tirar de la espiga hacia el exterior hasta el máximo y configurar la desviación angular de acuerdo con el requisito.

5. Desmontaje: Garantizar que el conjunto esté en condición alineada antes de su desmontaje. Después de la condición alineada, empujar la tubería hacia el interior del manguito a lo largo de su eje hasta que haga tope y extraer los segmentos de bloqueo a través de la abertura en la cara de manguito. Extraer todos los segmentos de bloqueo uno por uno y desmontar las juntas con la ayuda de herramientas y aparejos.

Ventajas en comparación con una junta restringida existente:

1. Se pueden lograr relaciones de alta presión, haciendo, por tanto, que este producto sea utilizado para líneas de alta presión sin construcciones de bloques de empuje.

2. Tiempo de montaje reducido: - La nueva junta diseñada se puede montar en 20-30 minutos (para un tamaño promedio DN 1000), mientras que se tarda 120-180 minutos en desmontar la junta restringida convencional, potenciando, por tanto, la velocidad de tendido de la línea de tuberías.

3. Menor número de piezas de montaje: - El nuevo conjunto de junta diseñado tiene un número mucho menor de piezas de montaje, lo que hace, por tanto, que el proceso de montaje sea más eficiente y práctico.

4. La mayor desviación angular permisible del diseño de junta inventado reduce el número de requisitos de accesorio para la misma línea de tuberías. La combinación del sistema de bloqueo positivo inventado para tuberías de hierro dúctil de junta restringida con los mismos accesorios de junta hace que la totalidad del sistema de línea de tuberías sea altamente flexible y práctico en diseño y tendido.

5. Área de aplicación más amplia: - La nueva junta ha ampliado el alcance de aplicación de las tuberías de hierro dúctil restringidas. Gracias al sistema de bloqueo positivo en las tuberías de hierro dúctil, estas tuberías se pueden tender mediante técnicas de arrastre, tales como perforación direccional horizontal, líneas de tuberías flotantes a través de cuerpos de agua y tendido de tuberías mediante la técnica de arrastre. Las tuberías restringidas convencionales o tuberías de hierro dúctil de junta a presión estándar no se pueden tender mediante estos métodos.

6. El producto inventado reduce significativamente el coste total de la línea de tuberías completa.

Áreas de aplicación:

1. Líneas de tuberías de hierro dúctil sin bloques de empuje.

2. Aplicaciones de alta presión.

3. Líneas de tuberías en pendientes pronunciadas.

4. Líneas de tuberías de hierro dúctil sin excavado.

5. Líneas de tuberías aéreas.

6. Líneas de tuberías para fabricar nieve.

7. Tuberías principales para extinción de incendios.

8. Tendido mediante perforación direccional horizontal.

9. Líneas de tuberías flotantes en área/río pantanoso o cuerpos de agua.

Si bien la invención se ha descrito haciendo referencia a realizaciones específicas, esta descripción no pretende interpretarse en un sentido limitante. Diversas modificaciones de las realizaciones divulgadas, así como realizaciones alternativas de la invención, resultarán evidentes para los expertos en la materia al hacer referencia a la descripción de la invención. Por lo tanto, se contempla que tales modificaciones se puedan realizar sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en el conjunto adjunto de reivindicaciones.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de bloqueo positivo para juntas restringidas de tuberías y accesorios de fundición de hierro dúctil que comprende:

• un manguito en forma de campana (1) y una espiga de extremo liso (2) proporcionados en tuberías de hierro dúctil de tal manera que la espiga de extremo liso (2) es empujada hacia el interior de dicho manguito en forma de campana (1) para llevar a cabo el junteo de dos tuberías;

• un casquillo elastomérico/de caucho (5) ubicado en una cámara de casquillo (7) proporcionada en dicho manguito en forma de campana (1);

• un cordón de soldadura (4) proporcionado en la periferia circunferencial de la espiga de extremo liso (2);

• una serie de segmentos de bloqueo (3) insertados a través de una ventana recortada (8) proporcionada en el manguito en forma de campana y hecha girar entre el cordón de soldadura (4) y la superficie interior (9) de una cámara circunferencial (6) de dicho manguito en forma de campana (1); en donde dicha superficie interior (9) es circunferencial;

• una cámara (12), proporcionando dicha cámara una holgura entre la espiga de extremo liso (2) dentro de dicha cámara (12) y la pared interior del manguito en forma de campana (1); y

en donde el diámetro interior del casquillo (5) es menor que el diámetro exterior de la espiga de extremo liso (2) para permitir que la espiga de extremo liso (2) comprima el casquillo (5) radialmente para hacer que la junta sea estanca al agua;

en donde el manguito en forma de campana (1) está provisto, además, de un anillo (10), para que actúe como tope mecáni

2. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el segmento de bloqueo (3) está dispuesto en la periferia exterior de la espiga de extremo liso (2).

3. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el radio de la cara inferior (16) del segmento de bloqueo (3) es igual a, o está por debajo de, unos límites requeridos para el radio exterior de la periferia de la espiga de extremo liso (2).

4. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde tanto la cara posterior (14) como la superficie interior (9) tienen los mismos radios para permitir una mejor coincidencia y un deslizamiento suave durante la desviación axial de junta y la transmisión de carga.

5. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde se proporciona una holgura (6A) entre la cara anterior (15) del segmento de bloqueo (3) y la cara de extremo de la cámara circunferencial (6) para facilitar la desviación angular de la junta.

6. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde la altura del bloque protuberante y la cara posterior (14) del segmento de bloqueo (3) está configurada para transmitir las cargas en la dirección requerida y una magnitud mínima.

7. El sistema de bloqueo positivo según se reivindica en la reivindicación 1, en donde la espiga de extremo liso (2), el manguito en forma de campana (1) y los segmentos de bloqueo (3) están hechos de hierro dúctil.