ES2925231T3 - Sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería - Google Patents

Abstract

Sistema para sellar en un espacio de abertura alrededor de una tubería (1), en el que el sistema comprende: un conducto (4) para formar la abertura o para colocar de manera sellada en o contra la abertura, y para canalizar la tubería; y un tapón de sellado (3) para insertar en el conducto alrededor de la tubería, teniendo el conducto una pared cilíndrica interior que define un diámetro interior, estando provisto el tapón de sellado con una serie de nervaduras exteriores separadas en una dirección de inserción del tapón para realizar , en estado insertado, planos anulares de contacto entre el tapón y la pared cilíndrica interior del conducto, en el que, en estado no insertado del tapón, cada nervadura se extiende hasta un diámetro exterior más allá de un diámetro nominal del tapón que corresponde al diámetro interior del conducto para que está diseñado el tapón, cada nervadura tiene una superficie de contacto anular con una longitud de contacto para proporcionar en condición insertada una longitud de sellado en la dirección de inserción del plano de contacto anular respectivo, el conducto tiene además al menos un extremo para la inserción del tapón de sellado, en el que al menos un extremo está provisto de una sección inclinada para facilitar la inserción del tapón, siendo la sección inclinada y cada costilla tal que duri ng movimiento del tapón de sellado en la dirección de inserción, para cada nervadura en condición no deformada del contacto del tapón se establece primero entre la sección inclinada y un extremo trasero de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería

Introducción

La invención se refiere a un sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería.

Las construcciones en tecnología tanto en tierra como en alta mar (incluyendo embarcaciones) comprenden con frecuencia divisiones para proporcionar compartimentos. Una tubería o cable puede extenderse a través de la división desde un compartimento hasta otro. Con este propósito, la división contiene una abertura. Se necesita sellar la abertura, es decir el espacio alrededor de la tubería (o cable), para evitar un transporte no deseado de fenómenos físicos a través de la abertura. Ejemplos de fenómenos no deseados son la propagación de fuego, agua, humo, sonido, etc.

Habitualmente, la abertura está dotada de, o se proporciona por, un conducto y la tubería o cable se conduce a través de ese conducto. Entonces, en situaciones ideales, tanto la abertura como el espacio alrededor de la tubería o cable están bien definidos. Una abertura proporcionada por un conducto puede ser un agujero formado, por ejemplo, en una pared de hormigón. Una abertura dotada de un conducto puede ser un conducto que tiene una brida y sujeto con pernos o soldado a una parte circundante de una abertura pasante en un elemento de construcción en forma de placa de metal.

Tras conducir una tubería a través del conducto, se sella el espacio restante mediante inserción de un dispositivo de sellado, tal como un tapón de caucho que tiene dimensiones adecuadas para sellar ese espacio anular particular. El dispositivo de sellado es con frecuencia un dispositivo de múltiples tapones, es decir, está formado por dos o más segmentos. Se divulgan ejemplos de un tapón de este tipo en los documentos EP 1634006, EP 1902241 y EP 2005051. Tales tapones están habitualmente realizados de caucho de alta calidad, preferiblemente basado en silicio. Un caucho de este tipo puede tener una dureza Shore A de aproximadamente 72°. Estos tapones están habitualmente diseñados para insertarse manualmente, para evitar la necesidad de herramientas adicionales para inserción y apriete. Con frecuencia, antes de la inserción se proporciona gran cantidad de un lubricante en el tapón y/o la entrada de la tubería, lo cual hace que el procedimiento de inserción sea más fácil. Una vez que se ha insertado el tapón, algunas veces pueden hacer falta hasta 10 bar para forzar de nuevo el tapón fuera del conducto desde el extremo del conducto en el que se insertó.

Antecedentes de la invención

Dados los requisitos conflictivos de ser fácil de instalar y difícil de retirar, resulta impresionante que un tapón insertado manualmente pueda resistir una presión tan alta. Sin embargo, resulta que para un trabajador débil encargado de la tarea de insertar estos tapones, algunas veces se requiere demasiado esfuerzo y/o demasiado tiempo para presionar el tapón en el conducto.

A la vista de esta observación, se han realizado esfuerzos por diseñar entradas de conductos que deben facilitar la inserción de este tipo de tapones.

El documento EP 2418410 proporciona una entrada de tubería que tiene un extremo de entrada liso para recibir un dispositivo de sellado. En esta situación, no tiene que forzarse el tapón a lo largo de un extremo de forma irregular del conducto, sino que en vez de eso se forzará a lo largo del extremo de entrada liso del conducto. Por consiguiente, el tapón tiene muchas más probabilidades de mantener su superficie externa sin dañar, favoreciendo el mantenimiento de la integridad de sellado. El extremo de entrada del conducto está dotado además de una superficie interna que es lisa en comparación con una superficie externa del extremo de entrada. Se dice que una superficie interna lisa de este tipo facilita la inserción del dispositivo de sellado no sólo ya que la inserción puede realizarse de una manera relativamente rápida, sino también de una manera en la que la superficie externa del dispositivo de sellado no se daña. El reborde del conducto está redondeado en una parte interna del reborde. Se dice que esto ayuda a garantizar que el reborde ofrece un autocentrado cuando se inserta el dispositivo de sellado en la entrada de tubería. Además, el reborde tampoco tiene ningún borde afilado que pueda formar de alguna manera una marca no deseada en el dispositivo de sellado. Por tanto, el dispositivo de sellado permanecerá libre de irregularidades que puedan afectar adversamente a la integridad del sellado. Una entrada de conducto de este tipo funciona de manera satisfactoria en comparación, por ejemplo, con una entrada de conducto que está formada por una tubería que se ha serrado para dar su longitud deseada, ya que el tapón interno no se daña durante la inserción por rebabas y/u otras irregularidades formadas en el reborde del conducto. Sin embargo, los esfuerzos reales que necesita proporcionar un trabajador encargado de la tarea de insertar estos tapones todavía son considerables.

Objetivo de la invención

Sigue siendo deseable proporcionar un sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería que pueda aplicarse más fácilmente, también por un trabajador relativamente débil.

Sumario de la invención

La invención proporciona un sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería. El sistema comprende: un conducto para formar la abertura o para colocarse de manera sellada en o contra la abertura, y para conducir la tubería; y un tapón de sellado para su inserción en el conducto alrededor de la tubería. El conducto tiene una pared cilíndrica interna que define un diámetro interno. El tapón de sellado está dotado de varias nervaduras externas separadas en un sentido de inserción del tapón para realizar, en estado insertado, planos de contacto anulares entre el tapón y la pared cilíndrica interna del conducto. En estado no insertado del tapón, cada una de las nervaduras externas se extiende hasta un diámetro externo más allá de un diámetro nominal de tapón. El diámetro nominal de tapón corresponde al diámetro interno del conducto para el que está diseñado el tapón. Cada nervadura tiene una superficie de contacto anular con una longitud de contacto para proporcionar en estado insertado una longitud de sellado en el sentido de inserción del plano de contacto anular respectivo. El conducto tiene además al menos un extremo para la inserción del tapón de sellado. Ese al menos un extremo está dotado de una sección inclinada para facilitar la inserción del tapón. La sección inclinada y cada nervadura son de tal manera, que durante el movimiento del tapón de sellado en el sentido de inserción, para cada nervadura en estado no deformado del tapón, en primer lugar se establece contacto entre la sección inclinada y un extremo de salida de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva antes de establecerse también contacto entre la sección inclinada y un extremo de ataque de la longitud de contacto. La sección inclinada consiste en una primera sección inclinada que tiene la forma de un cono truncado y una segunda sección inclinada que tiene la forma de un cono truncado, teniendo cada cono un eje imaginario que coincide con el eje imaginario del conducto, estando la primera sección inclinada más cerca de la sección superior que la segunda sección inclinada, siendo el ángulo incluido por la primera sección inclinada y el eje imaginario mayor que el ángulo incluido por la segunda sección y el eje imaginario. Ventajosamente, el extremo de ataque de la longitud de la superficie de contacto puede insertarse casi sin esfuerzo en el conducto antes de que la inserción coincida con encontrarse una resistencia contra la inserción adicional. Esto significa que, a lo largo de una longitud significativa del tapón, la inserción del tapón puede realizarse sin experimentar resistencia de modo que, a lo largo de una longitud de este tipo, la inserción puede realizarse rápidamente y obtener momento. Una vez que se percibe la resistencia, debido al momento obtenido, será más fácil superar esa resistencia e insertar adicionalmente el tapón. Esto facilita la inserción del tapón por un trabajador relativamente débil. También ventajosamente, los ángulos en la parte donde se encuentran la pared cilíndrica interna y la segunda sección inclinada, así como en la parte donde se encuentran la primera sección inclinada y la segunda sección inclinada, así como en la parte donde la primera sección inclinada tiene su diámetro más externo, pueden ser menos “pronunciados”, en comparación con una geometría en la que sólo está presente una sección inclinada. La situación de tipo palanca descrita anteriormente también puede lograrse en el punto en el que se encuentran la primera sección inclinada y la segunda sección inclinada. Tener sólo estas dos secciones inclinadas reduce el número de etapas de mecanizado para fabricar una realización de este tipo.

En una realización de un sistema según la invención, la sección inclinada se extiende a lo largo de una longitud de tal manera que, durante la inserción, se establece contacto entre la sección inclinada y una longitud predominante de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva.

El tapón de sellado, sobredimensionado mediante el diámetro externo de las nervaduras, puede ventajosamente forzarse más fácilmente, durante la inserción, al interior del conducto que tiene un diámetro que es menor que el diámetro externo de las nervaduras. Esto es porque, al presionar el tapón en el sentido de inserción, la nervadura, particularmente la superficie de contacto anular de la misma, se presiona contra la sección inclinada del conducto y experimenta fuerzas dirigidas radialmente hacia dentro. Cuando, tal como se proporciona, se aborda al menos una longitud predominante de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva, no se necesita que la cantidad de la fuerza radial ejercida sobre la nervadura respectiva sea demasiado alta. A su vez, esto permite que el ángulo incluido por la sección inclinada y un eje imaginario del conducto sea pequeño. Esto también da como resultado una resistencia relativamente pequeña contra la inserción del tapón, de modo que, también por este motivo, la inserción puede ser fácil para un trabajador relativamente débil.

En una realización de un sistema según la invención, la longitud de contacto de cada superficie de contacto anular es de tal manera que, en etapas durante la inserción del tapón, la superficie de contacto anular de una de las nervaduras está parcialmente fuera del conducto y parcialmente en contacto con la pared cilíndrica interna. Por tanto, aunque una longitud predominante de la longitud de contacto de las superficies de contacto anulares respectivas está, durante la inserción, en contacto con la sección inclinada, la sección inclinada sólo se extiende a lo largo de una longitud que es menor que la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva. Por tanto, la longitud de la sección inclinada es limitada. Evidentemente, como máximo, se necesitará presionar una nervadura externa cada vez a lo largo de la sección inclinada. Dado que sólo una nervadura experimenta la resistencia debida a la sección inclinada, los esfuerzos necesarios para insertar el tapón de sellado en el conducto son limitados. Además de esto, resulta ventajoso que el conducto pueda ser relativamente corto, ya que la sección inclinada puede ser relativamente corta. Además, particularmente en un caso en el que el tapón de sellado tiene una brida exterior que, tras la inserción, hace tope contra el reborde del conducto, la distancia entre esa brida exterior y la nervadura externa más cercana puede ser relativamente corta, garantizando que puede estar disponible un número significativo de nervaduras externas en el tapón para garantizar la integridad de sellado, sin tener que hacer que el tapón (y por tanto también el conducto) sea demasiado largo.

En una realización de un sistema según la invención, una distancia libre de tapón está presente entre cada par de superficies de contacto anulares, siendo la distancia libre de tapón más larga que la longitud de contacto. Una distancia libre de tapón es una distancia en dirección axial entre nervaduras externas en la que no está presente ningún material de tapón. Ventajosamente, durante la inserción habrá varias etapas durante las cuales la resistencia contra la inserción adicional del tapón es relativamente baja ya que, durante esas etapas, no se necesitará deformar ninguna parte en exceso hasta el punto de que el diámetro externo y un diámetro nominal de tapón coincidan. Durante esas etapas, la resistencia contra la inserción adicional es únicamente el resultado de la fricción en los planos de contacto anulares entre el tapón y la pared cilíndrica interna del conducto (y en planos de contacto entre el tapón y la tubería).

Estas etapas de resistencia relativamente baja permiten ganar velocidad de inserción. Entonces se dispondrá de más momento para insertar la siguiente nervadura externa del tapón de sellado.

En una realización de un sistema según la invención, la distancia libre de tapón es aproximadamente el doble de la longitud de contacto. Ventajosamente, puede obtenerse incluso más momento de modo que la siguiente nervadura externa puede insertarse incluso más fácilmente.

En una realización de un sistema según la invención, el diámetro externo de varias de las nervaduras es ligeramente mayor que el diámetro definido por la parte más externa de la sección inclinada. Esto proporciona la flexión de la nervadura externa en una etapa muy temprana de la inserción hasta un punto en el que la nervadura externa respectiva pasa por la sección inclinada. Particularmente cuando la nervadura externa está en su movimiento en el sentido de inserción durante un corto periodo que sólo presenta la resistencia de la parte más externa de la sección inclinada, una situación de tipo palanca garantiza que la nervadura externa se flexiona alrededor de un punto de pivotado. Cuando, inmediatamente después de eso, se desliza en la posición flexionada a lo largo de la sección inclinada, la sección inclinada puede ejercer adicionalmente una fuerza reactiva dirigida hacia dentro sobre la nervadura externa (que ya está en la posición flexionada) de modo que la nervadura puede presionarse de manera más fácil radialmente más hacia dentro.

En una realización de un sistema según la invención, la primera sección inclinada se extiende a lo largo de una cuarta parte o menos de la longitud total en el sentido de inserción de la primera y segunda sección inclinada. En una realización de un sistema según la invención, una de las nervaduras es una nervadura externa de aproximación para la inserción de la misma antes de insertarse cualquiera de las otras nervaduras. La nervadura externa de aproximación puede insertarse más fácilmente que cualquiera de las otras nervaduras. Esto permite un posicionamiento inicial relativamente sencillo del tapón de sellado en el espacio que se necesita sellar. Durante este posicionamiento inicial del tapón de sellado, el trabajador puede necesitar una mano para guiar el tapón al interior del espacio anular y empujar con otra mano el tapón hacia dentro en el conducto. Después de su inserción inicial, el tapón todavía está sobresaliendo en su gran mayoría fuera del conducto, pero ya está sujeto de manera apretada por el conducto de modo que ambas manos de un trabajador pueden estar libres para presionar el tapón en el sentido de inserción. Esto facilita la inserción del tapón de sellado por un trabajador relativamente débil.

En una realización de un sistema según la invención, la nervadura externa de aproximación tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro externo de las otras nervaduras. Esto permite una manera muy directa de hacer que la nervadura externa de aproximación pueda insertarse más fácilmente, por ejemplo, sin tener que cambiar la naturaleza del material del que está realizada la nervadura externa de aproximación.

En una realización de un sistema según la invención, el diámetro externo de la nervadura de aproximación es menor que el diámetro externo de la primera sección inclinada. Ventajosamente, la nervadura de aproximación puede insertarse de manera más libre y relativamente profunda en el espacio anular, facilitando el posicionamiento inicial del tapón de sellado.

En una realización de un sistema según la invención, cada superficie de contacto anular incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón de sellado que es mayor que el ángulo incluido por una parte predominante de la sección inclinada y un eje imaginario del conducto. Esto permite la inserción hasta un determinado punto sin tener que superar la fricción entre la sección inclinada y la superficie de contacto anular. Esto limita el trabajo inicial que se necesita llevar a cabo para forzar las nervaduras externas en una posición desde la cual pueden empujarse completamente al interior del conducto. Esto también garantiza que un trabajador relativamente débil puede llevar a cabo más fácilmente la tarea de insertar los tapones de sellado.

En una realización de un sistema según la invención, la superficie de contacto de la nervadura de aproximación incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón de sellado que es mayor que el ángulo incluido por una parte predominante de la sección inclinada en un eje imaginario del conducto. Ventajosamente, la nervadura de aproximación puede insertarse fácilmente, facilitando el posicionamiento inicial del tapón antes de su inserción adicional.

Ahora se explicará la invención con la ayuda de un dibujo, en el que:

la figura 1 muestra un ejemplo de un sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería; la figura 2 muestra en perspectiva una mitad de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 3 muestra otro ejemplo de un sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería; la figura 4 muestra en perspectiva una parte de segmento de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 4a muestra en perspectiva un ejemplo de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 5 muestra en sección transversal un ejemplo de un conducto que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 6 muestra en sección transversal un ejemplo de otro conducto que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 7 muestra en sección transversal aún otro ejemplo de un conducto que puede usarse en un sistema según la invención para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería;

la figura 8 muestra esquemáticamente en más detalle una vista de una parte interna de una parte de segmento de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención;

la figura 9 muestra en más detalle en sección transversal un ejemplo de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención;

la figura 10 muestra en sección transversal un ejemplo detallado de una parte de un tapón de sellado (rodeada en la figura 9 por el círculo B) de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención;

la figura 11 muestra en sección transversal en más detalle una parte de un tapón de sellado, la parte rodeada en la figura 9 por el círculo C, que puede usarse en un sistema según la invención;

la figura 12 en sección transversal una parte de un extremo de un conducto que puede usarse en un sistema según la invención;

la figura 13 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 14 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 15 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 16 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 17 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 18 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 19 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 20 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 21 en sección transversal una parte de un conducto y una parte de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención en una determinada etapa durante la inserción del tapón de sellado en el conducto; la figura 22a muestra esquemáticamente un tapón de sellado tal como se inserta en un conducto realizando planos de contacto anulares entre el tapón y la pared cilindrica interna del conducto, y

la figura 22b muestra de manera esquemática y parcialmente en sección transversal un tapón de sellado tal como se inserta en un conducto realizando planos de contacto anulares entre el tapón y la tubería.

En el dibujo, partes iguales tienen referencias iguales.

La figura 1 muestra en una vista en perspectiva una tubería 1 que se extiende desde un compartimento I hasta un compartimento II que están separados por una división 2. La figura 1 muestra además un sistema para sellar en una abertura 3 un espacio alrededor de la tubería 1. El sistema comprende un conducto 4 para colocarse de manera sellada en o contra la abertura 3. En el ejemplo de la figura 1, la abertura 3 en la división 2 corresponde al diámetro externo del conducto 4 que se coloca de manera sellada, por ejemplo mediante soldadura, en la abertura formada en la división 2. El conducto 4 es adecuado para conducir la tubería 1, ya que el diámetro interno del conducto 4 es mayor que el diámetro externo de la tubería 1. El sistema comprende además un tapón 5 de sellado, en este ejemplo mostrado tal como se inserta en el conducto 4 alrededor de la tubería 1. En este ejemplo, el tapón 5 de sellado tiene dos partes 5a, 5b longitudinales.

El conducto 4 tiene una pared cilíndrica interna que define un diámetro interno.

La figura 2 muestra en una vista en perspectiva un ejemplo de un segmento longitudinal del tapón 5 de sellado. El tapón 5 de sellado está dotado de varias nervaduras 6 externas separadas en un sentido de inserción del tapón 5 para realizar, en estado insertado, los planos 7 de contacto anulares entre el tapón 5 y la pared 8 cilíndrica interna del conducto 4. Los planos 7 de contacto anulares se describirán a continuación en más detalle, particularmente con referencia a la figura 22a.

Cada parte 5a, 5b de segmento longitudinal del tapón 5 de sellado tiene un extremo 9a de tapón de ataque y un extremo 9b de tapón de salida.

Tal como se comentará a continuación, el tapón 5 de sellado también está dotado preferiblemente de varias nervaduras internas separadas en un sentido de inserción (L) del tapón 5 para realizar, en estado insertado, planos 11 de contacto anulares entre el tapón 5 y una pared 1a externa de la tubería 1 (se hace referencia a la figura 22b).

La parte 5b de segmento longitudinal del tapón 5 de sellado tal como se muestra en la figura 2 carece de brida en el extremo 9b de tapón de salida. Una realización de este tipo del tapón 5 de sellado es particularmente útil para aplicaciones en las que se pretende que el tapón 5 de sellado responda de manera dinámica a un aumento repentino de la presión aplicada en el extremo 9b de tapón de salida. Para detalles adicionales de una aplicación de este tipo y de un tapón de sellado de este tipo, se hace referencia al documento WO 2008/023058 A1.

En una realización de un sistema según la invención, el tapón 5 de sellado puede estar dotado alternativamente de una brida 13 en el extremo 9b de tapón de salida. La figura 3 muestra un sistema que comprende un tapón 5 de este tipo. En la realización mostrada en la figura 3, el conducto 4 forma la abertura a través de la cual se extiende la tubería 1. Tal como puede concebirse igualmente basándose en la figura 3, el conducto 4 también puede ser una tubería más grande a la que se acopla la tubería 1 que tiene un diámetro externo menor que el diámetro 8 interno del conducto 4.

El tapón del que se muestra una parte de segmento longitudinal en la figura 4 se describe en más detalle en el documento WO 2007/028443 A1.

Aunque por motivos de claridad se describe el sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una única tubería, el sistema según la invención no se limita a sellar en una abertura un espacio formado cuando se extiende tan sólo una única tubería a través de la abertura. El sistema también puede proporcionarse fácilmente de tal manera que puede sellarse un espacio formado por dos tuberías que se extienden a través de una abertura o formado por más tuberías que se extienden a través de una abertura.

La figura 4a proporciona un ejemplo de un tapón de sellado adecuado para un sistema de “dos tuberías” de este tipo. También se hace referencia al documento WO 2007/028443, figuras 4a-4e, para situaciones en las que más tuberías se extienden a través de la abertura.

La figura 5, la figura 6 y la figura 7 muestran, cada una, un ejemplo de un conducto adecuado para una realización de un sistema según la invención. La figura 5 muestra en sección transversal un conducto 4 dotado de una brida 4a de conducto para sujetar con pernos el conducto 4 contra una división en la que se proporciona una abertura correspondiente. El conducto también está dotado de un elemento 4b de bloqueo para dificultar el movimiento de un tapón de sellado adicionalmente en el sentido de inserción, facilitando con el mismo una respuesta dinámica de un tapón de sellado, una parte del cual es tal como se muestra en más detalle en la figura 2 de la presente solicitud.

El conducto 4 tiene una pared 4c cilíndrica interna que define un diámetro 4d interno. El conducto 4 tiene un extremo 4e para la inserción del tapón 5 de sellado. A continuación se comentan adicionalmente detalles adicionales de ese extremo 4e, particularmente con referencia a la figura 12.

La figura 6 proporciona un conducto 4 en forma de una tubería que tiene dos extremos 4e para la inserción de un tapón de sellado. Este conducto es particularmente útil en combinación con un tapón de sellado que tiene una parte de segmento longitudinal tal como se muestra en la figura 4.

La figura 7 muestra otro ejemplo de un conducto 4 que puede usarse en una realización de un sistema según la invención. Ambos extremos 4e son adecuados para la inserción de un tapón 5 de sellado. El conducto 4 también está dotado de un elemento 4b de bloqueo así como una brida 4a que, en esta realización, es adecuada para soldarse contra un reborde de una abertura correspondiente en una división.

A continuación se comentarán adicionalmente detalles adicionales de conductos que pueden usarse como parte de realizaciones de un sistema según la invención.

La invención se explicará adicionalmente con referencia a ejemplos más detallados de un tapón 5 de sellado. La figura 8 muestra esquemáticamente una vista más detallada de una parte de una parte de segmento longitudinal de un tapón de sellado que puede usarse en un sistema según la invención. Aunque se muestra que este tapón de sellado tiene una brida 13, los detalles y la explicación se aplican igualmente a un tapón 5 de sellado sin brida. El tapón 5 de sellado tal como se presenta en la figura 8 está destinado y diseñado para un conducto que tiene un diámetro interno de 150 mm. Por tanto, en estado no insertado del tapón 5, cada nervadura 6 se extiende hasta un diámetro externo más allá de un diámetro nominal de tapón que corresponde al diámetro interno del conducto 4 para el que está diseñado el tapón 5 de sellado.

La figura 9 proporciona más detalle de las nervaduras 6 externas. Dos tipos de nervaduras del ejemplo presentado en la figura 9 desempeñan un papel importante durante la inserción del tapón en el conducto 4. La figura 10 proporciona un ejemplo de dimensiones de la nervadura 6B que es una nervadura 6 rodeada por el círculo B en la figura 9. La figura 11 proporciona un ejemplo de dimensiones de la nervadura 6C que es una nervadura 6 rodeada por el círculo C en la figura 9.

La figura 12 proporciona una sección transversal de un extremo 4e de un conducto 4 que puede usarse en una realización según la invención. El extremo 4e está dotado de una sección S inclinada para facilitar la inserción del tapón 5 de sellado. La nervadura 6 que está rodeada por el círculo C en la figura 9, también denominada nervadura 6c, es una nervadura externa de aproximación para la inserción de la misma antes de insertarse cualquiera de las otras nervaduras 6B. La nervadura 6c de aproximación externa puede insertarse más fácilmente que cualquiera de las otras nervaduras 6B externas.

Ahora se dirige la atención a las figuras 13 y 14 para la inserción de la nervadura 6B externa y a la figura 18 para la inserción de la nervadura 6c de aproximación externa. Cada una de las figuras muestra la posición de la nervadura 6B, 6C respectiva en una etapa temprana de inserción de esa nervadura en el extremo 4e del conducto 4. La sección S inclinada y cada nervadura son de tal manera que, durante el movimiento del tapón de sellado en el sentido de inserción L, para cada nervadura en estado no deformado del tapón, en primer lugar se establece contacto entre la sección inclinada y un extremo 7T de salida de la longitud de contacto de la superficie 7 de contacto anular respectiva antes de establecerse también contacto entre la sección S inclinada y un extremo 7L de ataque de la longitud de contacto. Teniendo esto en cuenta, un extremo 7T de salida es una parte de la longitud de contacto que pertenece a una mitad de esa longitud de contacto insertada después de una mitad de esa longitud de contacto que se inserta antes. Un borde 7L de ataque es una parte de la longitud de contacto que pertenece a una mitad de la longitud de contacto que se inserta antes que una mitad de esa longitud de contacto que se inserta después.

Evidentemente, en una etapa temprana de inserción de una nervadura 6B, 6C, la nervadura ya se ha insertado hasta un gran alcance antes de que la inserción experimente cualquier resistencia. Esto también facilita la alineación del tapón en el sentido de inserción L de modo que la nervadura 6B, 6C externa respectiva se orientará con respecto a la sección S inclinada del extremo 4e del conducto 4 de una manera tal como se prevé. Por tanto, se hace un uso óptimo de las orientaciones previstas de las superficies de contacto anulares y la sección S inclinada.

En primer lugar, se comentará en más detalle la inserción de la nervadura 6B externa. La situación será inicialmente tal como se muestra en la figura 13. Poco después, la situación será tal como se muestra en la figura 14. De manera notable, aproximadamente el 80% de la nervadura (teniendo en cuenta el sentido de inserción) ya está dentro del conducto antes de que surja cualquier contacto sustancial entre la nervadura y el extremo del conducto 4.

La figura 14 muestra el punto de contacto inicial entre la nervadura 6B y el extremo 4e del conducto 4 cuando la nervadura se mueve adicionalmente en el sentido de inserción. La figura 15 muestra esquemáticamente el punto donde estará la nervadura 6B, en estado no deformado, al insertarse de manera ligeramente adicional a la mostrada en la figura 14, con referencia a la posición del extremo 4e del conducto 4. A partir de la figura 15, puede deducirse fácilmente que la sección S inclinada se extiende a lo largo de una longitud de tal manera que, durante la inserción, se establece contacto entre la sección S inclinada y al menos un extremo predominante de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva. Para la realización mostrada en la figura 15, la longitud predominante representa aproximadamente el 80% de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva (siendo una longitud predominante de más del 50% de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva). Para una evaluación de la superficie de contacto anular, se hace referencia a la discusión a continuación con referencia a la figura 17.

En las figuras 15 a 17, así como en las figuras 19-21, la nervadura 6B, 6C se muestra en estado no deformado y se observa que el perfil externo de la nervadura 6B, 6C se superpone con el perfil interno del extremo 4e del conducto 4. Evidentemente, en realidad, esta superposición no será posible. Sin embargo, a partir de estas figuras puede deducirse la respuesta de la nervadura 6B, 6C respectiva del tapón 5 de sellado frente a la fuerza reactiva ejercida por la sección S inclinada del extremo 4e del conducto 4 durante la inserción del tapón en el extremo 4e del conducto 4.

Por ejemplo, a partir de la figura 15 queda claro que la nervadura 6b se flexionará y se empujará radialmente hacia dentro de modo que la superficie de contacto anular de la nervadura 6b externa puede hacer tope contra la sección S inclinada del extremo 4e del conducto 4. Una flexión de este tipo puede producirse más o menos en el sentido de la flecha F. Evidentemente, tal flexión puede no ser suficiente para facilitar alcanzar un diámetro externo de la nervadura tan pequeño como el diámetro interno del conducto 4. Es probable que el conducto 4, e inicialmente la sección S inclinada del mismo, también ejerza una fuerza reactiva dirigida de manera exclusiva radialmente hacia dentro. Se pretende que la flecha FR indique esquemáticamente una fuerza de este tipo.

Volviendo a las figuras 13-15, puede deducirse que, preferiblemente, el diámetro externo de las nervaduras 6B es ligeramente mayor que el diámetro definido por la parte más externa de la sección S inclinada. Por tanto, la sección S inclinada sólo es tan larga como se necesita, de modo que la longitud global del conducto 4 puede ser lo más corta posible.

Tal como puede observarse en más detalle a partir de la figura 12, la sección S inclinada consiste en una primera sección S1 inclinada que tiene la forma de un cono truncado y una segunda sección S2 inclinada que tiene la forma de un cono truncado. Cada cono tiene un eje imaginario que coincide con el eje imaginario del conducto 4. La primera sección S1 inclinada está más cerca de una sección 4t superior que la segunda sección S2 inclinada. El ángulo incluido por la primera sección inclinada y el eje imaginario es mayor que el ángulo incluido en la segunda sección inclinada y el eje imaginario. La primera sección S1 inclinada se extiende a lo largo de una cuarta parte o menos de la longitud total de la primera y segunda sección S1, S2 inclinada.

Tal como puede observarse a partir de la figura 14, esto facilita una flexión del extremo de salida TT de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva de la nervadura 6B. Esto puede producirse sin ninguna interacción adicional entre la sección S inclinada y otras partes de la superficie de contacto anular. Evidentemente, en alguna etapa sólo surge un punto de contacto entre la sección S inclinada y la superficie de contacto anular. En cuanto empieza a tener lugar la flexión, la nervadura 6B externa adopta un diámetro externo más pequeño. La inserción adicional de la nervadura 6B externa coincide con una compresión adicional de la nervadura 6B externa de manera radialmente hacia dentro.

A partir de la figura 15, e incluso más claramente a partir de la figura 16, puede imaginarse fácilmente que la inserción coincide con una flexión así como con un empuje radialmente hacia dentro de la parte flexionada de la nervadura externa.

A partir de la figura 17, queda claro que parte de la superficie de contacto anular dará lugar a un plano de contacto anular de contacto entre la pared cilíndrica interna del conducto 4 y la nervadura 6b externa. Además, la longitud de contacto real de la superficie de contacto anular puede deducirse fácilmente a partir de la figura 17 tomando, tal como se muestra, la longitud de la superficie de contacto anular que se superpone con la sección transversal del conducto 4.

Debe tenerse en cuenta que la longitud de contacto real depende de las dimensiones exactas del diámetro interno del conducto y las dimensiones exactas de la nervadura respectiva. Tolerancias en cada una de las mismas pueden conducir a una longitud de contacto CL ligeramente diferente. Por tanto, la longitud de contacto CL se evalúa de la mejor manera durante el uso. Sin embargo, normalmente no puede verse, y por tanto no puede medirse, la longitud real del plano de contacto anular. Sin embargo, la deducción según la figura 17 funciona de manera adecuada con el propósito de esta descripción de la invención.

Teniendo ahora una idea aproximada sobre la definición y la longitud real de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular, puede deducirse fácilmente, a partir de la figura 9, que está presente una distancia libre de tapón entre cada par de superficies de contacto anulares y que la distancia libre de tapón es más larga que la longitud de contacto CL. Preferiblemente, la distancia libre de tapón es, en la posición radial de las superficies de contacto anulares, mayor que la longitud de contacto CL.

Ahora se dirige la atención a la figura 18, que indica las orientaciones relativas de la nervadura 6c de aproximación externa con respecto a la sección S inclinada del extremo 4 del conducto 4. Antes de entrar en detalles, debe indicarse que, tal como también queda claro a partir de la figura 9 y una comparación entre la figura 10 y la figura 11, la nervadura 6c de aproximación externa tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro externo de la otra nervadura 6B. Además, tal como se observa más claramente en la figura 18, el diámetro externo de la nervadura 6c de aproximación es menor que el diámetro externo de la primera sección S1 inclinada.

Como consecuencia de eso, la primera parte de la inserción de la nervadura 6c de aproximación se realizará prácticamente sin esfuerzo, dado que no tiene lugar ninguna interacción entre la nervadura 6c de aproximación y el propio extremo del conducto 4e. La superficie de contacto de la nervadura 6c de aproximación incluye, en un estado no insertado, un ángulo con un eje imaginario del tapón de sellado que es mayor que el ángulo incluido por una parte predominante de la sección inclinada, si no por toda la parte de la sección inclinada, y un eje imaginario del conducto 4. Más específicamente, la superficie de contacto anular de la nervadura 6C de aproximación incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón 5 de sellado que es mayor que el ángulo incluido por la segunda sección S2 inclinada y un eje imaginario del conducto 4. Ventajosamente, tal como puede deducirse a partir de las figuras 18 y 19, la nervadura de aproximación es de tal manera que, durante el movimiento del tapón de sellado en el sentido de inserción L, en primer lugar se establece contacto entre la sección inclinada y un extremo 17 de salida de la longitud de contacto de la superficie de contacto anular respectiva antes de establecer también contacto entre la sección inclinada y un borde 7L de ataque de la longitud de contacto CL. Para una indicación de la longitud de contacto CL, se hace referencia a la figura 21, en la que, de manera análoga a la evaluación proporcionada en la figura 17, se presenta cómo puede evaluarse la longitud de contacto CL para la nervadura 6c de aproximación.

Basándose en una comparación de la figura 18 y 19, queda claro que también debe esperarse para la nervadura de aproximación una flexión inicial de la nervadura. Además, también se prevé para la nervadura 6c de aproximación que la parte de flexión se someterá a una fuerza radialmente hacia dentro de modo que la parte de flexión se flexionará adicionalmente hasta un punto en el que el diámetro externo de la nervadura de aproximación coincidirá con el diámetro interno del conducto 4. Particularmente, una comparación de las figuras 19, 20 y 21 permite deducir fácilmente una vista de este tipo.

La figura 22a tiene como objetivo indicar los planos de contacto anulares y las longitudes de contacto tal como se forman tras la inserción completa del tapón 5. La longitud de contacto de la nervadura 6c de aproximación es mucho menor que la longitud de contacto de cualquiera de las otras nervaduras 6B. Esto también se desprende a partir de una comparación de las figuras 17 y 21.

Por motivos de completitud, la figura 22b tiene como objetivo indicar que también se forman planos de contacto anulares entre el tapón y la tubería tras la inserción. El perfil interno del tapón 5 está diseñado de tal manera que el tapón tiene suficiente rigidez, lo cual es ventajoso durante la inserción. Además, no se necesita mucha deformación de las nervaduras internas de modo que la contribución del perfil interno a la resistencia experimentada por la inserción del tapón es mínima.

Cuando, en los dibujos, se facilitan longitudes mediante un valor numérico, debe interpretarse que este valor numérico representa el número de milímetros a lo largo de los cuales se extiende esa longitud en la dirección tal como se muestra. Aunque el tapón 5 puede tener diferentes dimensiones en cuanto al diámetro interno y externo, el perfil interno real formado por las nervaduras internas y el perfil externo formado por las nervaduras externas pueden ser iguales para cada tapón, es decir, independientes de los diámetros. Esto se aplica igualmente al conducto 4. Aunque el diámetro interno puede variar de un conducto a otro, el extremo real del conducto 4 y la sección S inclinada para facilitar la inserción del tapón pueden ser iguales para cada conducto. Aunque sólo se muestra un ejemplo de la nervadura 6B, 6C externa, son concebibles y posibles modificaciones de esta nervadura. En vez de superficies rectas, también pueden estar ligeramente curvadas. En general, cada nervadura tiene preferiblemente en estado no deformado la forma de un diente de sierra orientado de manera adecuada para la inserción del tapón. La superficie de contacto anular incluye en un estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón 5 que es menor que el ángulo incluido por una superficie del diente de sierra que no formará un plano de contacto en estado insertado. Esa superficie se denominará superficie 16 libre.

La superficie 16 libre puede comprender al menos dos partes. La orientación de estas partes puede ser diferente. Tal como se muestra, una parte externa de la superficie 16 libre puede estar orientada en una dirección transversal T, es decir transversal a un eje imaginario del tapón 5 de sellado. Una parte 16i interna puede incluir un ligero ángulo con la dirección transversal T. Sin embargo, también puede ser al contrario. Puede suceder igualmente que cada parte, es decir, la parte 16i interna y la parte 16o externa, incluya un pequeño ángulo con la dirección T. Para facilitar la flexión de la nervadura 6B, 6C respectiva durante la inserción, la superficie 16 libre está preferiblemente dotada de un punto de pivotado P.

El extremo del conducto 4 también puede tener dimensiones ligeramente diferentes de las mostradas en la figura 12. El grosor radial axial de la pared de conducto no tiene ninguna importancia. Sin embargo, si la pared de conducto es relativamente pequeña, entonces puede ser recomendable proporcionar también una sección inclinada, o quizás una sección redondeada en el lado externo del extremo del conducto 4 de modo que no esté presente ningún ángulo relativamente pronunciado y los segmentos de tapón no puedan dañarse accidentalmente cuando se mueven de manera forzada contra y/o a lo largo del borde externo del extremo 4e del conducto 4.

En la realización mostrada en la figura 12, la primera sección S1 inclinada se extiende en dirección axial a lo largo de 1 mm y en una dirección radial a lo largo de 0,6 mm. La segunda sección S2 inclinada se extiende en dirección axial a lo largo de 3 mm y en dirección radial a lo largo de 1 mm. El diámetro externo de la sección S1 inclinada coincide con los propios extremos del conducto 4 y, en este ejemplo, necesita una sección 14 superior que está orientada en una dirección transversal T.

Un diámetro más interno de la segunda sección S2 inclinada coincide con el diámetro interno de la pared 8 cilíndrica interna del conducto 4. En este ejemplo, la sección S inclinada sólo comprende la primera sección S inclinada y la segunda sección S inclinada. Aunque se considera que esto es óptimo desde un punto de vista de la fabricación, puede concebirse que una transición entre la primera sección S1 inclinada y la segunda sección S2 inclinada comprenda una o más secciones inclinadas pequeñas.

Por tanto, aunque se ha descrito en detalle un ejemplo preferido, la invención no es de ninguna manera por ese ejemplo. Son posibles modificaciones y alteraciones. Se considera que cada una de las realizaciones tal como se describen y tal como se modifican y alteran dentro de la reivindicación independiente 1 es una realización de la invención.

En cuanto a detalles de fabricación, los tapones pueden moldearse por inyección. Es decir, puede inyectarse silicio vulcanizable con aditivos adecuados en un molde y después vulcanizarse en ese molde; un procedimiento de fabricación ampliamente conocido.

El conducto está realizado de manera ideal de un material rígido, preferiblemente acero o aluminio. De manera ideal, se hace que la superficie interna que incluye la sección S inclinada sea lisa, por ejemplo mediante pulido o proporcionando un recubrimiento liso.

Para facilitar adicionalmente la inserción de un tapón de sellado en el conducto, se recomienda proporcionar un lubricante sobre los bordes externos del tapón de sellado y las partes internas del conducto.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

   i. Sistema para sellar en una abertura un espacio alrededor de una tubería (1), en el que el sistema comprende:

   un conducto (4) para formar la abertura (3) o para colocarse de manera sellada en o contra la abertura (3), y para conducir la tubería (1); y un tapón (5) de sellado para su inserción en el conducto (4) alrededor de la tubería (1), teniendo el conducto (4) una pared (4c) cilíndrica interna que define un diámetro (4d) interno, estando el tapón (5) de sellado dotado de varias nervaduras (6) externas separadas en un sentido de inserción del tapón (5) para realizar, en estado insertado, planos (7) de contacto anulares entre el tapón (5)y la pared (4c) cilíndrica interna del conducto (4), en el que en estado no insertado del tapón (5) cada nervadura (6) se extiende hasta un diámetro externo más allá de un diámetro nominal de tapón (5), en el que el diámetro nominal de tapón (5) corresponde al diámetro (4d) interno del conducto (4) para el que está diseñado el tapón (5), teniendo cada nervadura (6) una superficie de contacto anular con una longitud de contacto (CL) para proporcionar en estado insertado una longitud de sellado en el sentido de inserción (L) del plano de contacto anular respectivo, teniendo el conducto (4) además al menos un extremo para la inserción del tapón (5) de sellado, en el que ese al menos un extremo (4e) está dotado de una sección inclinada para facilitar la inserción del tapón (5), siendo la sección inclinada y cada nervadura (6) de tal manera que, durante el movimiento del tapón (5) de sellado en el sentido de inserción (L), para cada nervadura (6) en estado no deformado del tapón (5), en primer lugar se establece contacto entre la sección (S) inclinada y un extremo (TT) de salida de la longitud de contacto (CL) de la superficie de contacto anular respectiva antes de establecer también contacto entre la sección (S) inclinada y un extremo (7L) de ataque de la longitud de contacto (CL), caracterizado porque la sección (S) inclinada consiste en una primera sección (S1) inclinada que tiene la forma de un cono truncado y una segunda sección (S2) inclinada que tiene la forma de un cono truncado, teniendo cada cono un eje imaginario que coincide con el eje imaginario del conducto (4), estando la primera sección (S1) inclinada más cerca de la sección superior que la segunda sección (S2) inclinada, siendo el ángulo incluido por la primera sección (S1) inclinada y el eje imaginario mayor que el ángulo incluido por la segunda sección (S2) inclinada y el eje imaginario.
2. 2. Sistema según la reivindicación 1, en el que la sección (S) inclinada se extiende a lo largo de una longitud de tal manera que durante la inserción se establece contacto entre la sección (S) inclinada y al menos una longitud predominante de la longitud de contacto (CL) de la superficie de contacto anular respectiva.
3. 3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que la longitud de contacto (CL) de cada superficie de contacto anular es de tal manera que, en etapas durante la inserción del tapón (5), la superficie de contacto anular de una de las nervaduras (6) está parcialmente fuera del conducto (4) y parcialmente en contacto con la pared (4c) cilíndrica interna.
4. 4. Sistema según la reivindicación 1,2 ó 3, en el que una distancia libre de tapón está presente entre cada par de superficies de contacto anulares, siendo la distancia libre de tapón en la posición radial de las superficies de contacto anulares más larga que longitud de contacto (CL).
5. 5. Sistema según la reivindicación 4, en el que la distancia libre de tapón en la posición radial de las superficies de contacto anulares es aproximadamente el doble de la longitud de contacto (CL).
6. 6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el diámetro externo de varias de las nervaduras es ligeramente mayor que el diámetro definido por la parte más externa de la sección (S) inclinada.
7. 7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una de las nervaduras (6) es una nervadura (6c) externa de aproximación para la inserción de la misma antes de insertarse cualquiera de las otras nervaduras (6B), pudiendo insertarse la nervadura (6c) externa de aproximación más fácilmente que cualquiera de las otras nervaduras (6B) externas.
8. 8. Sistema según la reivindicación 7, en el que la nervadura (6c) externa de aproximación tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro externo de las otras nervaduras (6B).
9. 9. Sistema según la reivindicación 6, 7 u 8, en el que el diámetro externo de la nervadura (6c) de aproximación es menor que el diámetro externo de la primera sección (S1) inclinada.
10. 10. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada superficie de contacto anular incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón (5) de sellado que es mayor que el ángulo incluido por una parte predominante de la sección (S) inclinada y un eje imaginario del conducto (4).
11. 11. Sistema según la reivindicación 10, en el que cada superficie de contacto anular incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón (5) de sellado que es mayor que el ángulo incluido por la segunda sección (S2) inclinada y un eje imaginario del conducto (4).
12. 12. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que la superficie de contacto de la nervadura (6c) de aproximación incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón (5) de sellado que es mayor que el ángulo incluido por una parte predominante de la sección inclinada (s) y un eje imaginario del conducto (4).
13. 13. Sistema según la reivindicación 12, en el que la superficie de contacto anular de la nervadura (6c) de aproximación incluye en estado no insertado un ángulo con un eje imaginario del tapón (5) de sellado que es mayor que el ángulo incluido por la segunda sección (S2) inclinada y un eje imaginario del conducto (4).