ES2906367T3 - Conector de tubería soldable por inducción que tiene bordes de boca de tubuladura soldables por inducción aislados térmicamente - Google Patents

Conector de tubería soldable por inducción que tiene bordes de boca de tubuladura soldables por inducción aislados térmicamente Download PDF

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Ronen Peleg
Oren Yogev
Yariv Fichtelberg
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Huliot Agricultural Cooperative Soc Ltd
Huliot ACAL
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Huliot Agricultural Cooperative Soc Ltd
Huliot ACAL
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Abstract

Un conector de tubería soldable por inducción (400) para su uso con una tubería de plástico (30), teniendo la tubería de plástico un extremo de tubería (31), una superficie periférica externa de tubería (32), una superficie periférica interna de tubería (33), y una cara de extremo de tubería anular (34), comprendiendo el conector de tubería soldable por inducción (a) un montaje tubular soldable por inducción (401) que tiene una línea central de montaje soldable por inducción (402) y un par opuesto de tubuladuras soldables por inducción (404A, 404B), incluyendo dicho montaje soldable por inducción: i) un revestimiento de soldadura termoplástica (412) que tiene una superficie de revestimiento de soldadura externa (414), una superficie de revestimiento de soldadura interna (413) y un par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B), y ii) un manguito susceptor de metal ferromagnético sólido (417) que envuelve periféricamente por completo dicho revestimiento de soldadura, teniendo dicho manguito susceptor un lado externo de manguito susceptor (418), una superficie interna de manguito susceptor (419) y un par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor (421A, 421B), estando dicho lado interno de manguito susceptor (419) en íntimo contacto con dicha superficie externa (414) del revestimiento de soldadura, extendiéndose dicho revestimiento de soldadura (412) más allá de dicho manguito susceptor (417) a lo largo de dicha línea central de montaje soldable por inducción (402) de manera que dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B) son laterales a dicho par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor (421A, 421B) y se extienden radialmente hacia fuera con respecto a dicha línea central de montaje soldable por inducción para cubrir dicho par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor; (b) una cubierta tubular (406) montada sobre dicho montaje soldable por inducción (401) para envolverlo periféricamente y que tiene un par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldables por inducción (426A, 426B) laterales a dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B) y aislados térmicamente de dicho par opuesto de caras de extremo de manguito susceptor (421A, 421B) por dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura; y (c) una espiga tubular (407) montada dentro de dicho montaje soldable por inducción (401) para destinar una tubuladura soldable por inducción de dicho par opuesto de tubuladuras soldables por inducción (404A, 404B) como una tubuladura soldable por inducción (408A, 408B), siendo la disposición tal que dicho revestimiento de soldadura tiene un diámetro de superficie de soldadura interna que requiere una inserción deslizante forzada del extremo de tubería en dicha tubuladura de tubería soldable por inducción estando dimensionada dicha espiga de tubería (407) para sellar contra la superficie periférica interna de la tubería (33) y estando dimensionado dicho borde anular de boca de tubuladura soldable por inducción (426A, 426B) para sellar contra la superficie periférica externa de la tubería (32) en dicha inserción deslizante del extremo de tubería en dicha tubuladura de tubería soldable por inducción, por lo que, al aplicar la energía de inducción electromagnética al conector de tubería soldable por inducción (400), dicho manguito susceptor (417) funde dicho revestimiento de soldadura (412), quedando dicho revestimiento de soldadura fundido atrapado por dicho manguito susceptor, formando así dicha espiga de tubería (407) y dicho par 0 opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción (426A, 426B) una junta sellada soldada (502) con el extremo de tubería.

Description

DESCRIPCIÓN
Conector de tubería soldable por inducción que tiene bordes de boca de tubuladura soldables por inducción aislados térmicamente
Campo de la invención
La invención se refiere a la soldadura por inducción electromagnética de sistemas de distribución de fluidos en general y a los conectores de tuberías soldables por inducción (IWPC) para la soldadura por inducción electromagnética de tuberías de plástico en particular.
Antecedentes de la invención
La publicación internacional de la OMPI número WO 2012/137197 A2, del mismo propietario, titulada Soldadura por inducción electromagnética de sistemas de distribución de fluidos de tuberías de plástico, describe conectores de tuberías soldables por inducción y conjuntos de bobinas de inducción electromagnética para su uso en la fijación de los conectores de tuberías soldables por inducción en tuberías de plástico. Las tuberías de plástico pueden estar hechas de termoplásticos, incluyendo, entre otros, PVC, PP, PP-R, HDPE y similares. Y de plásticos termoestables, como el PEX y similares. Las tuberías de plástico pueden fabricarse a partir de un único material plástico en su totalidad o, alternativamente, tener una composición multicapa para proporcionar una mejor combinación de propiedades mecánicas y químicas. Los conectores de tuberías soldables por inducción de Wo 2012/137197 se describen a continuación con mayor detalle en referencia a las figuras 1 a 9.
La publicación internacional de la OMPI número WO 2015/132783 A2, del mismo propietario, titulada Soldadura por inducción electromagnética de sistemas de distribución de fluidos, describe, entre otras cosas, accesorios de instalación de plástico, conectores de tuberías soldables por inducción (IWPC) que tienen una sección de conector de tubería central principal y un par de secciones de conector de tubería lateral de grosor reducido, los denominados conectores de tuberías soldables por inducción asistidos (IWPC) que tienen una barrera de flujo de soldadura integral, y pinzas de acción inversa de bobina de inducción electromagnética (IEM). Los accesorios de instalación de plástico de WO 2015/132783 se describen en el presente documento con mayor detalle con referencia a las figuras 10 a 16 de la técnica anterior. Los IWPC que tienen una sección de conector de tubería central mayor y un par de secciones de conector de tubería lateral de espesor reducido se describen a continuación en mayor detalle con referencia a las figuras 13 y 14 de la técnica anterior. Los IWPC asistidos que tienen una barrera de flujo de soldadura integral se describen a continuación con mayor detalle con referencia a las figuras 17 a 20.
Existe la necesidad de mejorar la soldadura por inducción electromagnética de tuberías de plástico.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona un conector de tubería soldable por inducción según la reivindicación 1.
En términos generales, la presente invención se refiere a mejoras de los denominados IWPC asistidos de WO 2015/132783 que incluyen una barrera de flujo de soldadura integral para evitar que el revestimiento de soldadura fundida fluya radialmente hacia el interior del lumen de una tubería de plástico reduciendo su diámetro interno de tubería, restringiendo así el flujo a través del mismo. Los IWPCs de la presente invención incluyen una construcción de tres componentes como sigue: En primer lugar, un montaje tubular soldable por inducción que tiene un par opuesto de tubuladuras soldables por inducción. El montaje soldable por inducción tiene un manguito susceptor de metal ferromagnético sólido con un par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor y un revestimiento de soldadura termoplástica que se extiende más allá del manguito susceptor y que tiene un par opuesto de revestimiento de soldadura anular atrapando el par opuesto de caras de extremo anulares del manguito susceptor en su interior. En segundo lugar, una cubierta tubular montada externamente en el montaje soldable por inducción para envolverlo periféricamente y que tiene un par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldables por inducción laterales al par opuesto de bordes anulares envolventes de revestimiento de soldadura de manera que están térmicamente aislados del manguito susceptor. Y, en tercer lugar, una espiga tubular dispuesta internamente en el montaje soldable por inducción para destinar una tubuladura soldable por inducción como una tubuladura de tubería soldable por inducción dimensionada para la inserción deslizante forzada de un extremo de tubería en ella.
En su uso, la aplicación de energía de inducción electromagnética al montaje soldable por inducción funde el revestimiento de soldadura, lo que conduce a su expansión. El aumento del volumen del revestimiento de soldadura fundido en comparación con su volumen inicial de revestimiento de soldadura no fundido conduce a la acumulación de presión en el interior del conector de tubería soldable por inducción en virtud de que el revestimiento de soldadura fundido queda atrapado por los bordes de la boca de la tubuladura soldable por inducción térmicamente aislados junto con la espiga de la tubería tubular, asegurando así una soldadura sellada mejorada.
La cubierta está separada del montaje soldable por inducción, proporcionando así un aislamiento de aire entre ellos para asegurar que la cubierta sea calentada sólo marginalmente por el manguito susceptor durante una operación de soldadura por inducción electromagnética. La cubierta incluye preferiblemente una serie de orificios de ventilación para ayudar a la refrigeración por convección de una junta sellada soldada. Los orificios de ventilación cumplen con las normas internacionales UL sobre sondas de dedo para evitar el contacto involuntario del usuario con una tubuladura de susceptor caliente, lo que puede provocar graves lesiones al usuario. La cubierta también está pensada para proporcionar indicaciones visibles al usuario sobre el avance de un proceso de soldadura hasta su conclusión satisfactoria.
Los IWPCs de la presente invención pueden estar destinados a ser utilizados con una tubería de plástico multicapa que incluye una capa de núcleo de aluminio entre una capa externa de plástico y una capa interna de plástico. En consecuencia, la espiga de la tubería tiene al menos una junta tórica para sellar contra una superficie periférica interna de la tubería. La espiga de la tubería de un IWPC destinado a ser utilizado con una tubería de plástico multicapa que incluye una capa de núcleo de aluminio es típicamente más larga que una espiga de tubería para su uso con una tubería de plástico sin una capa de núcleo de aluminio para permitir un par de juntas tóricas espaciadas a lo largo de la misma.
Los IWPCs de la presente invención pueden ser implementados para diferentes propósitos de conexión como sigue: En primer lugar, los IWPC pueden incluir un par opuesto de tubuladuras de tubería soldables por inducción para la soldadura por inducción electromagnética de extremo a extremo de un par de tuberías de plástico con o sin una capa de núcleo de aluminio. En segundo lugar, los IWPC pueden tener la forma de accesorios de tubería, incluyendo, entre otros, accesorios de tubería en ángulo recto, accesorios de tubería en T, accesorios de tubería en Y, y similares, incluyendo al menos dos tubuladuras de tubería soldables por inducción en las que las tubuladuras de tubería soldables por inducción adyacentes subtienden un ángulo incluido entre ellas de menos de 180°. Y, en tercer lugar, los IWPC pueden incluir un extremo de conector con una rosca de tornillo similar a la rosca externa de la figura 11 de la citada WO 2012/137197 y la rosca interna de la figura 12 de WO 2012/137197.
Breve descripción de los dibujos
Para comprender la invención y ver cómo puede llevarse a cabo en la práctica, se describirán ahora realizaciones preferidas, a modo de ejemplos no limitativos únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los que las partes similares están igualmente numeradas, y en los que:
La figura 1 corresponde a la figura 1 de WO 2012/137197;
La figura 2 corresponde a la figura 2 de WO 2012/137197;
La figura 3 corresponde a la figura 3 de WO 2012/137197 y es una sección transversal longitudinal del conector de tubería soldable por inducción de la figura 1 a lo largo de la línea A-A de la figura 2;
La figura 4 corresponde a la figura 4 de WO 2012/137197;
La figura 5 corresponde a la figura 5 de WO 2012/137197;
La figura 6 corresponde a la figura 6 de WO 2012/137197 y es una sección transversal longitudinal a lo largo de la línea B-B de la figura 5;
La figura 7 corresponde a la figura 7 de WO 2012/137197;
La figura 8 corresponde a la figura 8 de WO 2012/137197;
La figura 9 corresponde a la figura 9 de WO 2012/137197 y es una sección transversal longitudinal a lo largo de la línea C-C de la figura 8;
La figura 10 corresponde a la figura 13 de WO 2015/132783;
La figura 11 corresponde a la figura 11 de WO 2015/132783;
La figura 12 corresponde a la figura 14 de WO 2015/132783;
La figura 13 corresponde a la figura 15 de WO 2015/132783;
La figura 14 corresponde a la figura 16 de WO 2015/132783;
La figura 15 corresponde a la figura 17 de WO 2015/132783;
La figura 16 corresponde a la figura 18 de WO 2015/132783;
La figura 17 corresponde a la figura 19 de WO 2015/132783;
La figura 18 corresponde a la figura 20 de WO 2015/132783;
La figura 19 corresponde a la figura 21 de WO 2015/132783;
La figura 20A corresponde a la figura 22A de WO 2015/132783;
La figura 20B corresponde a la figura 22B de WO 2015/132783;
La figura 20C corresponde a la figura 22C de WO 2015/132783;
La figura 21 es una vista en perspectiva de una primera realización de un conector de tubería soldable
Figure imgf000004_0001
por inducción con un par opuesto de tubuladuras de tubería soldables por inducción para soldar de extremo a extremo dos tuberías de plástico del mismo diámetro en una junta sellada soldada;
La figura 22 es una vista en alzado frontal del conector de tubería soldable por inducción de la figura 21;
La figura 23 es una vista despiezada del conector de tubería soldable por inducción de la figura 21;
La figura 24 es una sección transversal longitudinal del conector de tubería soldable por inducción de la figura 21 a lo largo de la línea 24-24 de la figura 22;
La figura 25 es una vista en perspectiva frontal de una unión presoldada del conector de tubería soldable por inducción de la figura 21 y el par de tuberías de plástico insertadas en el par opuesto de tubuladuras de tuberías soldables por inducción;
La figura 26 es una sección transversal longitudinal de la unión presoldada de la figura 25 a lo largo de la línea 26-26 de la figura 25;
La figura 27 es una vista en perspectiva frontal de una unión sellada soldada del conector de tubería soldable por inducción de la figura 21 y el par de tuberías de plástico;
La figura 28 es una sección transversal longitudinal de la junta sellada soldada de la figura 27 a lo largo de la línea 28-28 de la figura 27;
La figura 29 es una sección transversal longitudinal de una segunda realización de un conector de tubería soldable por inducción;
La figura 30 es una sección transversal longitudinal de una tercera realización de un conector de tubería soldable por inducción;
La figura 31 es una sección transversal longitudinal de una cuarta realización de un conector de tubería soldable por inducción;
La figura 32 es una sección transversal longitudinal de un conector de tubería soldable por inducción en forma de accesorio de tubería en ángulo recto; y
La figura 33 es una sección transversal longitudinal de un conector de tubería soldable por inducción en forma de accesorio de tubería con una rosca interna.
Descripción detallada de los dibujos
Sección 1: WO 2012/137197 A2 del mismo propietario titulada Soldadura por inducción electromagnética de sistemas de distribución de tuberías de plástico
Las figuras 1 a 4 muestran un conector de tubería soldable por inducción 100 para soldadura por inducción electromagnética a un par de tuberías de plástico del mismo diámetro 10. Las tuberías de plástico 10 tienen un diámetro externo D1 típicamente del rango de 10 mm a 30 mm. Las tuberías termoplásticas 10 tienen extremos de tubería 11. Los extremos de tubería11 tienen superficies de extremo de tubería externas 12 y caras de extremo anulares expuestas 13. Las tuberías de plástico 10 pueden fabricarse a partir de un único material plástico en su totalidad o, alternativamente, tener una composición multicapa.
El conector de tubería soldable por inducción 100 tiene un eje longitudinal de conector de tubería 101 e incluye dos tubuladuras de tubería soldables por inducción opuestas 102A y 102B, cada una de ellas destinada a la inserción deslizante forzada de un extremo de tubería 11 en las mismas. El conector de tubería soldable por inducción 100 tiene una construcción de dos capas que incluye un revestimiento interno de soldadura termoplástica 103 y un manguito susceptor metálico ferromagnético sólido 104 que envuelve periféricamente por completo el revestimiento interno de soldadura termoplástica 103.
El revestimiento de soldadura 103 tiene una superficie de revestimiento de soldadura externa estampada 106, una superficie de revestimiento de soldadura interna 107 y un par de caras de extremo de revestimiento de soldadura 108. El revestimiento de soldadura 103 está hecho de material termoplástico para soldadura con tuberías termoplásticas 10. El revestimiento de soldadura 103 tiene un diámetro interno D2. Los diámetros D1 y D2 son tales que un extremo de tubería 11 requiere un deslizamiento forzado insertado en una tubuladura de tubería 102 para precargarlo. Dicha precarga asegura que la fusión del revestimiento de soldadura 103 conduzca a su vez a la fusión de las superficies de extremo periféricas del extremo de la tubería 12, soldándolas así.
El manguito susceptor 104 está formado preferiblemente de acero para asegurar un calentamiento uniforme de su revestimiento de soldadura 103. El manguito susceptor 104 tiene una superficie externa de manguito susceptor 109, una superficie interna de manguito susceptor 111 y un par de caras de extremo de manguito susceptor 112. La superficie externa del manguito susceptor 109 es una superficie metálica expuesta que en la que pueden imprimirse detalles de la especificación técnica que incluyen, entre otras cosas, la longitud, el diámetro interno, el diámetro externo y similares.
La superficie de revestimiento de soldadura externa estampada 106 y la superficie de manguito susceptor interna estampada 111 están en contacto complementario íntimo para facilitar la transferencia de calor desde el manguito susceptor 104 al revestimiento de soldadura 103. Las figuras 3 y 4 muestran una serie de anillos adyacentes escalonados de diferentes diámetros 113 a lo largo del eje longitudinal de conector de tubería 101. Los patrones de enclavamiento alternativos incluyen, entre otros, superficies almenadas, superficies acanaladas y similares.
El revestimiento de soldadura 103 está formado por un tope central dirigido hacia el interior 114 que tiene un diámetro interno D3 en el que D1>D2>D3 de manera que los extremos de la tubería 11 se detienen contra el tope dirigido hacia el interior 114 en su inserción deslizante forzada en el conector de tubería 100. El tope dirigido hacia el interior 114 incluye una primera superficie de tope 114A orientada hacia la tubuladura de tubería soldable por inducción 102A y una segunda superficie de tope 114B orientada hacia la tubuladura de tubería soldable por inducción 102B. El tope dirigido hacia el interior 114 es preferiblemente anular.
La soldadura por inducción electromagnética del conector de tubería soldable por inducción 100 y las dos tuberías termoplásticas 10 se describe ahora con referencia a la figura 5 y la figura 6: Los extremos de tubería 11 se insertan a la fuerza en las tubuladuras de tubería opuestas 102 para precargarlas. Las caras anulares de los extremos de las tuberías 13 se apoyan en lados opuestos contra el tope central dirigido hacia el interior 114.
Se coloca una bobina de inducción electromagnética (no mostrada) sobre el conjunto recién formado y se alimenta corriente eléctrica de radiofrecuencia a la bobina de inducción electromagnética. La bobina de inducción electromagnética genera un campo electromagnético que induce al manguito susceptor 104 a absorber energía electromagnética. El manguito susceptor 104 se calienta y al mismo tiempo calienta el revestimiento de soldadura 103. El revestimiento de soldadura 103 comienza a fundirse, al igual que las superficies de extremo periféricas de extremo de tubería 12, de modo que el conector de tubería soldable por inducción 100 y los extremos de tubería 11 forman juntos una junta sellada soldada 120. El revestimiento de soldadura 103 también se expande a medida que se funde, tal y como lo demuestra el material termoplástico fundido del revestimiento de soldadura 103 que sale más allá de las caras de extremo del manguito susceptor 112 para formar extrusiones termoplásticas anulares 121 a cada lado de la junta sellada soldada 120.
La figura 7 muestra un conector de tubería soldable por inducción 130 similar al conector de tubería soldable por inducción 100 y, por lo tanto, las partes similares están igualmente numeradas. El primero 130 difiere del segundo 100 en que el primero 130 incluye un manguito susceptor 104 que tiene una serie 131 de aberturas de inspección radiales de pequeño diámetro 132 ligeramente hacia el interior de su superficie de extremo de manguito susceptor izquierdo 112A y una serie 131 de aberturas de inspección radiales de pequeño diámetro 132 ligeramente hacia el interior de su superficie extrema del manguito susceptor derecho 112B. La figura 8 y la figura 9 muestran la junta sellada soldada 120 que incluye las extrusiones termoplásticas anulares 121 y, además, las protuberancias radiales hacia fuera 133 formadas por el revestimiento de soldadura 103 que sobresalen a través de las aberturas de inspección 132.
WO 2012/137197, página 3, líneas 16 a 18, describe que las tubuladuras de tubería soldables por inducción pueden incluir una cubierta de plástico que envuelve su manguito susceptor, de manera que el manguito susceptor está incrustado entre una cubierta de plástico y un revestimiento de soldadura de plástico.
Sección 2: WO 2015/132783 A2 del mismo propietario, titulada Soldadura electromagnética por inducción de sistemas de distribución de fluidos
Las figuras 10 a 16 muestran un accesorio de instalación en forma de T 300 para conectar tres tuberías multicapa del mismo diámetro 20 que requieren el uso de conectores de tubería soldables por inducción 100 de WO 2012/137197 o conectores de tubería soldables por inducción 140 de WO 2015/132783. Las tuberías multicapa 20 tienen una construcción de triple capa que incluye una capa externa de plástico 21, una capa de núcleo de aluminio 22 y una capa interna de plástico 23. La tubería multicapa 20 tiene el mismo diámetro externo de tubería D1 que la tubería de plástico 10 y un diámetro interno de tubería D4. La tubería multicapa 20 incluye un extremo de tubería 24 y una cara de extremo de tubería anular expuesta 26 con una cara anular de extremo de núcleo de aluminio 27 que es propensa a la oxidación. Las tuberías multicapa 20 son equivalentes a las tuberías de plástico 10 en términos de soldadura por inducción en la medida en que incluyen la capa externa de plástico 21.
El accesorio de instalación en forma de T 300 incluye una carcasa 301 que tiene tres extremos de tubería de plástico tubular 302. Cada extremo de tubería 302 tiene una línea central de extremo de tubería 303 y una superficie plástica periférica externa expuesta 304 codireccional con la línea central de extremo de tubería 303. El extremo de tubería 302 tiene un hombro 306 que converge con una espiga tubular 307. La espiga de tubería 307 está provista de dos juntas tóricas 308. El extremo de tubería 302 se estrecha preferiblemente hacia la espiga de tubería 307 de tal manera que el hombro 306 subtiende un ángulo agudo incluido a con la línea central del extremo de la tubería 303 en la vista en alzado frontal de la figura 12. El ángulo agudo incluido a está preferiblemente dentro del rango de 45°±10°. Alternativamente, el hombro 306 puede formar un ángulo recto con la espiga de tubería 307 de manera que la cara externa periférica de plástico 304 expuesta tiene una configuración escalonada. El extremo de tubería 302 incluye un indicador de inserción completa 309 para proporcionar una indicación visual al usuario de que un extremo de tubería 302 ha sido insertado completamente en un conector de tubería soldable por inyección cuando el indicador de inserción completa 309 está adyacente al mismo.
El extremo de tubería 302 está formado y dimensionado para una inserción deslizante forzada en una tubuladura de tubería soldable por inducción 102 similar a un extremo de tubería 24. La espiga de tubería 307 está formada y dimensionada para una inserción deslizante forzada en una tubería multicapa 20, de manera que sus juntas tóricas 308 sellan el contacto con la superficie interna de plástico 23. En consecuencia, el extremo de tubería 302 tiene un diámetro externo de tubería D1 similar al de la tubería multicapa 20 y la espiga de tubería 307 tiene un diámetro externo D5 sustancialmente igual al diámetro interno de la tubería multicapa 20 y un diámetro interno menor que el de la tubería multicapa 20.
La figura 13 y la figura 14 muestran un conector de tubería soldable por inducción 140 de WO 2015/132783 que difiere de un conector de tubería soldable por inducción 100 de WO 2012/137197 en la medida en que incluye una sección de conector de tubería central mayor 141 y un par de secciones de conector de tubería lateral menores 142 respectivamente en el par de tubuladura de tubería soldable por inducción 102. El conector de tubería soldable por inducción 140 tiene una longitud L1, la sección de conector de tubería central mayor 141 tiene una longitud L2 y cada sección de conector de tubería lateral menor 142 tiene una longitud L3 en la que L1 = L2 2 L3 y L2 > 1/2 L1. La sección de conector de tubería central mayor 141 tiene un grosor T1 y la sección de conector de tubería lateral menor 142 tiene un grosor T2 en el que T2 < T1. Cada sección de conector de tubería lateral menor 142 tiene un grosor reducido en comparación con la sección de conector central mayor 141, de manera que absorbe menos energía de inducción que la sección de conector de tubería central mayor 141 por unidad de longitud, asegurando así que la sección de conector de tubería central mayor 141 se caliente por inducción a una temperatura más alta que el par de secciones de conector de tubería lateral menor 142. Típicamente T2 “ 1/2 T1. El par de secciones de conector de tubería lateral menor 142 se forma preferiblemente con las aberturas radiales de pequeño diámetro 132. La figura 15 muestra una unión presoldada 145 del extremo de tubería 302, el conector de tubería soldable por inducción 140 y la tubería multicapa 20. La figura 16 muestra una unión soldada sellada 147 posterior a la aplicación de energía de inducción a la unión presoldada 145 de manera similar a la explicada en el citado WO 2012/137197. Las figuras 17 a 19 muestran el denominado conector de tubería soldable por inducción asistido de WO 2015/132783 con barrera de flujo de soldadura integral 150, modificado a partir del conector de tubería soldable por inducción 140 de WO 2015/132783. El conector de tubería soldable por inducción asistido 150 incluye un conector de tubería soldable por inducción 151, una barrera de flujo de soldadura 152 y una disposición de montaje 153 para montar la barrera de flujo de soldadura 152 dentro del conector de tubería soldable por inducción 151. La barrera de flujo de soldadura 152 incluye una brida central 154 empleada por la disposición de montaje 153. Las disposiciones de montaje 153 adecuadas incluyen, entre otras, una disposición mecánica, encolado, y similares. La barrera de flujo de soldadura 152 se forma preferiblemente a partir de un material disoluble para asistir inicialmente una operación de soldadura por inducción de dos tuberías multicapa 20 antes de ser disuelta en virtud del flujo de fluido a través de la misma.
El conector de tubería soldable por inducción asistido 150 tiene la misma longitud L1 que el conector de tubería soldable por inducción 140 y la barrera de flujo de soldadura 152 tiene una longitud L4 en la que L4 < L1.
Típicamente L4 “ 1/2 L1. La barrera de flujo de soldadura 152 incluye un par de espigas de tubería 156 que se corresponde con el par de tubuladuras de tubería soldable por inducción 102. El par de espigas de tubería 156 tiene un diámetro externo D5 similar a las espigas de tubería 307 con el mismo propósito de sellar contra la capa de plástico interna 23. La barrera de flujo de soldadura 152 incluye preferiblemente un orificio de paso 157 codireccional con el eje longitudinal 101 del conector de tubería.
Las figuras 20A a 20C muestran el uso del conector de tubería soldable por inducción asistida 150 para soldar por inducción de extremo a extremo dos tuberías multicapa 20.
La figura 20A muestra una unión presoldada 160 del conector de tubería soldable por inducción asistida 150 y las tuberías multicapa 20 en la inserción deslizante forzada de las tuberías multicapa 20 en tubuladuras de tubería soldables por inducción opuestas 102 hasta el tope de sus respectivas caras de extremo de tubería anulares expuestas 26 contra el tope central dirigido hacia adentro 114. El par de espigas de tubería 156 se introduce de forma deslizante en los extremos de tubería 24. Las caras de extremo de tubería anulares 26 y el conector de tubería soldable por inducción asistido 150 forman zonas de contacto anulares 161A y 161B delimitadas externamente por el revestimiento interno de soldadura termoplástica 103 e internamente por la barrera de flujo de soldadura 152.
La figura 20B muestra una unión soldada y sellada 162 tras la aplicación de energía de inducción a la unión presoldada 160 de forma similar a la explicada en el citado WO 2012/137197. El revestimiento interno de soldadura termoplástica 103 se funde y se expande para fluir radialmente hacia el interior hacia la barrera de flujo de soldadura 152 y también periféricamente a lo largo del extremo de tubería 302 y de la tubería multicapa 20 para formar extrusiones termoplásticas anulares 121.
La figura 20C muestra la junta sellada soldada 162 después de que la barrera de flujo de soldadura 152 haya sido disuelta por el fluido F que fluye a través de las tuberías multicapa 20.
Sección 3: Conector de tubería soldable por inducción que tiene bordes de boca de tubuladura soldables por inducción térmicamente aislados
La figura 21 muestra un conector de tubería soldable por inducción 400 para soldar de extremo a extremo un par de tuberías de plástico del mismo diámetro 30. Las tuberías de plástico 30 tienen cada una un extremo de tubería biselado 31, una superficie periférica externa de tubería 32 con un diámetro externo de tubería D10, una superficie periférica interna de tubería 33 con un diámetro interno de tubería D11, y una cara anular de extremo de tubería 34. El diámetro externo de la tubería D10 suele ser del rango de 10 mm a 90 mm. Las tuberías de plástico 30 pueden fabricarse a partir de un único material plástico o, alternativamente, tener una composición multicapa.
Las figuras 21 a 24 muestran que el conector de tubería soldable por inducción 400 incluye una construcción de tres componentes como sigue: En primer lugar, un montaje tubular soldable por inducción 401 que tiene una línea central de montaje soldable por inducción 402 y una cintura central estrecha 403 que divide el montaje soldable por inducción 401 en un par opuesto de tubuladuras soldables por inducción 404A y 404B. En segundo lugar, una cubierta tubular 406 montada periféricamente en el montaje soldable por inducción 401. Y, en tercer lugar, una espiga tubular de doble extremo 407 montada dentro del montaje soldable por inducción 401 para destinar las tubuladuras soldables por inducción 404A y 404B como tubuladuras de tubería soldables por inducción 408A y 408B dimensionadas para la inserción deslizante forzada de los extremos de tubería biselados 31 en las mismas. La espiga de tubería de doble extremo 407 actúa como una barrera de flujo de soldadura de WO 2015/132783.
El montaje soldable por inducción 401 incluye un par opuesto de secciones principales 409A y 409B laterales a la cintura estrecha central 403 y un par opuesto de secciones menores 411A y 411B correspondientemente laterales al par opuesto de secciones principales 409A y 409B. El par opuesto de secciones principales 409 tiene un mayor grosor en dirección radial a la línea central de montaje soldable por inducción 402 que el par opuesto de secciones menores 411. La cintura estrecha central 403 está diseñada para recibir apretadamente los extremos biselados de la tubería 31 en su inserción deslizante en las tubuladuras de tubería soldables por inducción 408A y 408B. El montaje soldable por inducción 401 tiene una longitud total L11.
El montaje soldable por inducción 401 incluye un revestimiento de soldadura termoplástica 412 que tiene una superficie interna 413 del revestimiento de soldadura, una superficie de revestimiento de soldadura externa 414 y un par opuesto de bordes de revestimiento de soldadura anulares 416A y 416B. El revestimiento de soldadura termoplástico 412 se hace a partir de un material adecuado capaz de soldarse a las tuberías de plástico 30. La superficie interna 413 del revestimiento de soldadura tiene un diámetro de superficie de revestimiento de soldadura interna D12, en el que D12 es ligeramente más estrecho que el diámetro externo de tubería D10, lo que requiere la inserción deslizante forzada de los extremos de tubería biselados 31 en las tubuladuras de tubería soldables por inducción 408A y 408B.
El montaje soldable por inducción 401 también incluye un manguito susceptor de metal ferromagnético sólido 417 que tiene una superficie de manguito susceptor externa 418, una superficie de manguito susceptor interna 419 y un par opuesto de caras de extremo de manguito susceptor anulares 421A y 421B. La superficie interna 419 del manguito susceptor está en contacto íntimo con la superficie externa 414 del revestimiento de soldadura para transferir calor a la misma durante una operación de soldadura por inducción electromagnética. El manguito susceptor 417 tiene preferiblemente un grosor uniforme a lo largo del mismo, de manera que el revestimiento de soldadura 412 es más grueso en el par opuesto de secciones principales 409 que en el par opuesto de secciones menores 411.
El manguito susceptor 417 envuelve periféricamente por completo el revestimiento de soldadura 412. El revestimiento de soldadura 412 se extiende más allá del manguito susceptor 417 a lo largo de la línea central de montaje soldable por inducción 402 de tal manera que el par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura son correspondientemente laterales al par opuesto de caras de extremo anulares 421A y 421B del manguito susceptor. El par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura se extienden radialmente hacia afuera con respecto a la línea central de montaje soldable por inducción 402 para cubrir el par opuesto de caras de extremo anulares 421A y 421B del manguito susceptor. El par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura envuelve el par opuesto de caras de extremo anulares 421A y 421B del manguito susceptor para atraparlas. El par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura dejan una parte importante de la superficie externa del manguito susceptor 418 entre ellos expuesta.
La cubierta 406 incluye dos mitades de cubierta semicilíndricas 422A y 422B y una cintura estrecha central de la cubierta 423 alineada con la cintura estrecha central 403 del montaje soldable por inducción. La cubierta 406 está hecha típicamente de un material plástico adecuado, por ejemplo, PA 66, y similares. La cubierta 406 tiene una superficie de cubierta periférica externa 424 y un par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción 426A y 426B laterales al par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura.
El par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldables por inducción 426A y 426B están aislados térmicamente del par opuesto de caras de extremo 421A y 421B del manguito susceptor por el par opuesto de bordes anulares 416A y 416B del revestimiento de soldadura, formando así efectivamente zonas no calentadas. Los bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción aislados térmicamente 426A y 426B son equivalentes a la denominada longitud nominal de entrada no calentada L3 del accesorio (distancia entre la boca del accesorio y el inicio de la zona de fusión declarada por el fabricante), tal como se establece en la Norma Internacional ISO 22391-3: Sistemas de tuberías de plásti
temperatura elevada (PE-RT) - Parte 3: Accesorios página 9 figura 2. Los bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción 426A y 426B tienen un diámetro interno tal que sellan contra el par de tuberías de plástico 30 en su inserción deslizante forzada en las tubuladuras de tubería soldables por inducción 408A y 408B.
La cubierta 406 está separada del montaje soldable por inducción 401, proporcionando así un aislamiento de aire entre ellos para aislar la cubierta 406 del calor generado en el montaje soldable por inducción 401 durante una operación de soldadura por inducción electromagnética. La superficie de cubierta 424 incluye agujeros de ventilación 427 que cumplen con los requisitos de la sonda de dedo UL para evitar el contacto del usuario con el manguito susceptor 417. Los bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción 426A y 426B incluyen cada uno cuatro aberturas de indicación 428 equiespaciadas alrededor para permitir que el revestimiento de soldadura fundido 412 salga a través de ellos durante una operación de soldadura por inducción electromagnética en curso.
La espiga de tubería de doble terminación 407 se monta en la cintura estrecha central 403 mediante técnicas de fabricación adecuadas. La espiga de tubería de doble terminación 407 incluye un par opuesto de espigas de tubería 429A y 429B desplegadas correspondientemente en el par opuesto de tubuladuras de tubería soldables por inducción 408A y 408B de tal manera que la espiga de tubería de doble terminación 407 actúa como una barrera de flujo de soldadura. Las espigas de tubería 429A y 429B tienen un diámetro externo de espiga de tubería D13 similar al diámetro interno de tubería D11 para el sellado contra las superficies internas periféricas de tubería 33. La espiga de tubería de doble terminación 407 está hecha de un material plástico adecuado que tiene una temperatura de fusión más alta que el revestimiento de soldadura 412. La espiga de tubería de doble extremo 407 tiene una longitud total de espiga de tubería L13 donde L13 es aproximadamente A L11.
Las figuras 25 y 26 muestran una unión presoldada 501 del conector de tubería soldable por inducción 400 y el par de tuberías de plástico 30. Al aplicar la energía de inducción electromagnética al conector de tubería soldable por inducción 400, el revestimiento de soldadura comienza a fundirse y expandirse. El revestimiento de soldadura fundido 412 es atrapado por el manguito susceptor 417, los bordes de boca de tubuladura soldable por inducción aislados térmicamente 426A y 426B y la espiga de tubería de doble extremo 407, excepto por los pequeños volúmenes que salen de las aberturas de indicación equiespaciadas 428 para formar extrusiones alargadas 503 a lo largo de las tuberías de plástico 30 para indicar el progreso de la operación de soldadura por inducción electromagnética. Dicho atrapamiento facilita una fuerte fusión entre los extremos de la tubería 31 y el revestimiento de soldadura 412. Las figuras 27 y 28 muestran una unión soldada y sellada 502 como resultado de la soldadura por inducción electromagnética de la unión presoldada 501, tal y como se evidencia por el revestimiento de soldadura 412 y los extremos de tubería biselados 31 que se fusionan en lados opuestos de la cintura estrecha central 403 del montaje de soldadura por inducción. Después de interrumpir la energía de inducción electromagnética al conector de tubería de soldadura por inducción 400, un flujo natural ascendente de aire ambiente pasa a través de la cubierta 406 alrededor de la junta sellada soldada 502 para el enfriamiento por convección, como indican las flechas onduladas.
La figura 29 y la figura 30 muestran los conectores de tubería soldables por inducción 431 y 432 correspondientemente destinados a su uso con una tubería de plástico biselada 30 y una tubería de plástico no biselada 10. Los conectores de tubería soldables por inducción 431 y 432 son similares al conector de tubería soldable por inducción 400, pero difieren del mismo en la medida en que estos últimos 431 y 432 incluyen correspondientemente montajes soldables por inducción 433 y 434, cada uno de los cuales tiene un manguito susceptor 436 y un revestimiento de soldadura 437 sin la cintura estrecha central 403 del montaje soldable por inducción 401.
La figura 31 muestra un conector de tubería soldable por inducción 438 similar al conector de tubería soldable por inducción 400, pero que difiere de éste en la medida en que este último 438 está destinado a utilizarse con tuberías de plástico multicapa 20 con una capa central de aluminio 22. Este último 438 incluye una espiga de tubería de doble terminación 439 que incluye un par opuesto de espigas de tubería 441A y 441B. La espiga de tubería de doble extremo 439 tiene una longitud total L13 casi coextensiva con la longitud L11 del conector de tubería soldable por inducción 438, permitiendo así que cada par opuesto de espigas de tubería 441A y 441B esté provisto de un par de juntas tóricas 442 espaciados para sellar contra las superficies internas de las tuberías de plástico multicapa.
Las figuras 32 y 33 muestran conectores de tuberías soldables por inducción 443 y 444 para otros propósitos de conexión que la conexión de tuberías de extremo a extremo. Los conectores de tuberías soldables por inducción 443 y 444 pueden modificarse para su uso con tuberías multicapa 20 con capas centrales de aluminio 22 de forma similar al conector soldable por inducción 438.
El conector de tubería soldable por inducción 443 tiene la forma de un accesorio de tubería en ángulo recto con tubuladuras de tubería soldables por inducción dispuestas de forma ortogonal 408A y 408B. El conector de tubería soldable por inducción 443 incluye un elemento en forma de L 446 que termina en las espigas de tubería 447A y 447B, montajes soldables por inducción 401 montados en las espigas de tubería 447A y 447B y cubiertas 406 montadas en los montajes soldables por inducción 401.
El conector de tubería soldable por inducción 444 incluye un elemento tubular 448 con extremos opuestos que terminan en una espiga de tubería 449 y una rosca interna 451. El conector de tubería soldable por inducción 444 incluye un montaje soldable por inducción 401 montado en la espiga de tubería 449 y una cubierta 406 montada en el montaje soldable por inducción 401.
Aunque la invención se ha descrito con respecto a un número limitado de realizaciones, se apreciará que muchas variaciones, modificaciones y otras aplicaciones de la invención pueden hacerse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un conector de tubería soldable por inducción (400) para su uso con una tubería de plástico (30), teniendo la tubería de plástico un extremo de tubería (31), una superficie periférica externa de tubería (32), una superficie periférica interna de tubería (33), y una cara de extremo de tubería anular (34), comprendiendo el conector de tubería soldable por inducción
(a) un montaje tubular soldable por inducción (401) que tiene una línea central de montaje soldable por inducción (402) y un par opuesto de tubuladuras soldables por inducción (404A, 404B), incluyendo dicho montaje soldable por inducción:
i) un revestimiento de soldadura termoplástica (412) que tiene una superficie de revestimiento de soldadura externa (414), una superficie de revestimiento de soldadura interna (413) y un par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B), y
ii) un manguito susceptor de metal ferromagnético sólido (417) que envuelve periféricamente por completo dicho revestimiento de soldadura, teniendo dicho manguito susceptor un lado externo de manguito susceptor (418), una superficie interna de manguito susceptor (419) y un par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor (421A, 421B), estando dicho lado interno de manguito susceptor (419) en íntimo contacto con dicha superficie externa (414) del revestimiento de soldadura,
extendiéndose dicho revestimiento de soldadura (412) más allá de dicho manguito susceptor (417) a lo largo de dicha línea central de montaje soldable por inducción (402) de manera que dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416b ) son laterales a dicho par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor (421A, 421B) y se extienden radialmente hacia fuera con respecto a dicha línea central de montaje soldable por inducción para cubrir dicho par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor; (b) una cubierta tubular (406) montada sobre dicho montaje soldable por inducción (401) para envolverlo periféricamente y que tiene un par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldables por inducción (426A, 426B) laterales a dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B) y aislados térmicamente de dicho par opuesto de caras de extremo de manguito susceptor (421A, 421B) por dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura; y
(c) una espiga tubular (407) montada dentro de dicho montaje soldable por inducción (401) para destinar una tubuladura soldable por inducción de dicho par opuesto de tubuladuras soldables por inducción (404A, 404B) como una tubuladura soldable por inducción (408A, 408B),
siendo la disposición tal que dicho revestimiento de soldadura tiene un diámetro de superficie de soldadura interna que requiere una inserción deslizante forzada del extremo de tubería en dicha tubuladura de tubería soldable por inducción
estando dimensionada dicha espiga de tubería (407) para sellar contra la superficie periférica interna de la tubería (33) y estando dimensionado dicho borde anular de boca de tubuladura soldable por inducción (426A, 426B) para sellar contra la superficie periférica externa de la tubería (32) en dicha inserción deslizante del extremo de tubería en dicha tubuladura de tubería soldable por inducción,
por lo que, al aplicar la energía de inducción electromagnética al conector de tubería soldable por inducción (400), dicho manguito susceptor (417) funde dicho revestimiento de soldadura (412), quedando dicho revestimiento de soldadura fundido atrapado por dicho manguito susceptor, formando así dicha espiga de tubería (407) y dicho par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldable por inducción (426A, 426B) una junta sellada soldada (502) con el extremo de tubería.
2. El conector según la reivindicación 1, donde al menos un borde de boca de tubuladura soldable por inducción de dicho par opuesto de bordes anulares de boca de tubuladura soldables por inducción (426A, 426B) incluye al menos una abertura (428) a través de la cual el revestimiento de soldadura fundido exuda a través de la misma codireccional con dicha línea central de montaje soldable por inducción (402) en dicha aplicación de energía de inducción electromagnética para proporcionar una indicación al usuario con respecto al progreso de una operación de soldadura por inducción electromagnética.
3. El conector según la reivindicación 1 o 2, en el que dicha cubierta (406) está separada de dicho manguito susceptor (417), proporcionando así un aislamiento de aire entre ellos para aislar dicha cubierta de modo que no sea calentada por dicho manguito susceptor durante una operación de soldadura por inducción electromagnética.
4. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha cubierta tiene orificios de ventilación (427) para permitir el enfriamiento por convección natural de la junta sellada soldada.
5. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha cubierta incluye una cintura estrecha central (423).
6. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho par opuesto de bordes anulares de revestimiento de soldadura (416A, 416B) envuelve correspondientemente dicho par opuesto de caras de extremo anulares de manguito susceptor (421A, 421B) para atraparlas en el mismo y dejar expuesta una parte importante de dicha superficie externa del manguito susceptor (418) entre ellas.
7. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la tubería de plástico incluye un extremo de tubería biselado (31) y dicho montaje soldable por inducción (401) incluye una cintura central estrecha (403) de manera que dicha tubuladura de tubería soldable por inducción (408A, 408B) recibe cómodamente el extremo de tubería biselado.
8. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la tubería de plástico es una tubería de plástico multicapa (20) que incluye una capa de núcleo de aluminio (22) emparedada entre una capa de plástico externa (21) y una capa de plástico interna (23), y dicha espiga de tubería incluye al menos una junta tórica (442) para sellar contra la superficie interna de la tubería de plástico.
9. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y que comprende además al menos una tubuladura de tubería soldable por inducción adicional.
10. El conector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y que comprende además un extremo de conector que incluye una rosca (451).
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