MX2012013042A - Tubo de acoplamiento y metodo de formacion del mismo. - Google Patents

Abstract

Un mecanismo de sellado y de restricción operable para acoplar tubos que tienen un mecanismo de restricción con una cavidad formada en una región interior, y un inserto de sujeción operable para que se reciba dentro de la cavidad. La cavidad del mecanismo de restricción se define al menos parcialmente por un tope y un resalto. El inserto de sujeción es operable para deslizarse a lo largo de la cavidad y entre el tope y el resalto del mecanismo de restricción tal que, cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope, el inserto de sujeción se desvía hacia uno de los tubos por el mecanismo de restricción.

Description

TUBO DE ACOPLAMIENTO Y MÉTODO DE FORMACIÓN DEL MISMO Campo de la Invención Esta invención se ¡ refiere en general al campo de tubos de plástico .· extruido,. y en particular, a un método para incorporar un sistema sellador para conectar estos tubos .

Antecedentes de la Invención Los tubos de PVC se han usado en la distribución de agua a hogares, durante: décadas. La fácil instalación, durabilidad y bajos precios1 los ha hecho la elección más popular para los contratistas. Una norma ASTM publicada en 1993, describe los materiales, requisitos y el método de régimen de presión de PVC, y asigna a ese producto la designación de material PVC-0, para PVC orientado. La Norma reconoce que la expansión circunferencial de un tubo de PVC da por resultado la orientación de las moléculas del polímero. Esto incrementa la resistencia a la tracción del aro, que en la industria de tubos de plástico se mide típicamente por la prueba de: regresión de ruptura de presión hidrostática . Los procedimientos de prueba se dan en la Norma para determinar una medida categorizada de la resistencia hidrostática a largo plazo del material PVC-0 (llamada Base de Diseño Hidrostático) . Se asigna a un régimen de presión al tubo mismo en base al espesor de pared, al diámetro y a la Ba$e de Diseño Hidrostático.

La Norma, indica ; adicionalmente que existe una relación entre la relación \ de expansión y la relación de espesor de pared del tubo expandido, y la resistencia hidrostática a largo plazo; del producto. La relación de espesor de pared se refiere a la relación del espesor de inicio de pared del tubo a aquel del tubo terminado de PVC-0; la relación de expansión es la relación de los diámetros exteriores original ha terminado. De este modo, la expansión uniforme desde un diámetro de D a un diámetro de 2D, sin cambio en la densidad del material, requiere un espesor de T a T/2. La relación de expansión en este caso es 0.5 y la relación de espesor de pared es 2.0.

Los tubos formados de materiales termoplásticos, incluyendo polietileno, polipropileno y PVC, se usan en una variedad de industrias. Paira formar una unión entre dos secciones de diferentes tubos, el extremo "macho" del tubo, o canilla se inserta en el extremo "hembra" del tubo o cavidad. Típicamente se asienta un empaque o anillo sellador, elastomérico, anular dentro de una ranura formada en el extremo de cavidad. Conforme la canilla se inserta dentro de la cavidad, el empaque proporciona la capacidad principal de sello para la .unión. Para acomodar el anillo sellador mencionado anteriormente, la cavidad incluirá una ranura interna de anillo, formada típicamente al estrechar el extremo de cavidad < sobre un mandril formado excepcionalmente , agrandado |circunferencialmente para formar una ranura anular que alojará el anillo sellador.

La elaboración de secciones de acoplamiento comprende típicamente la reformación por recalentamiento y formación de la cavidad al perfil deseado. El arte de disminuir las cavidades (también llamadas campanas) en los tubos de plástico, está bien establecido, y hay varios métodos para hacerlo. Por ejemplo, una unión "Rieber" emplea un elemento de molde combinado y un anillo sellador operables para sellar una unión entre un extremo de cavidad y un extremo de canilla de dos tubos cooperantes formados de materiales termoplásticos . En el proceso de Rieber, se instala un empaque elastomérico dentro de una ranura interna formada simultáneamente en el extremo de cavidad de un tubo hembra durante un proceso de ; acampanamiento de tubo.

Sin embargo, la ; resonancia de los materiales orientados puede ser problemática debido a que el material tenderá a revertirse si se recalienta. La estructura molecular orientada, que en sí misma se crea por un proceso de deformación, se perderá. Adicionalmente , los procesos de deformación aplicados a la cavidad pueden alterar el nivel de orientación de una manera tal que se afecten de manera adversa la resistencia u otras propiedades mecánicas del material.

Como se analiza anteriormente, se han usado tubos de PVC en varias aplicaciones de agua desde mediados . de 1950. Junto con los avances en la construcción de tubos, también se han hecho avances en los sistemas selladores que se utilizan. Los empaques; o "anillos" que una vez se insertaron a mano en una pieza terminada de tubo ahora se insertan por una máquina conforme se está formando una "campana" . Estas piezas frágiles de material de caucho se han reemplazado con material rígido, robusto, pero aún plegable, diseñado para resistir cientos de libras (kilogramos) de presión a través de décadas de servicio. En algunos casos, se utilizan componentes metálicos junto con el empaque de caucho para: crear una unión virtualmente inseparable . | Se están utilizando nuevos materiales en la construcción de tubo de PVc[ y con estos nuevos materiales vienen nuevos cambios en el proceso de producción. El PVC-0, un ejemplo de un tubo moíecularmente orientado ("MOP"), presenta diferentes tipos dé retos debido a su construcción inusual. Uno de los retos más difíciles comprende el proceso de "acampanamiento" en el cual se forma un extremo del tubo en un extremo hembra o de cavidad, que a su vez permite que se inserte un extremo macho o de canilla. Las propiedades moleculares del PVC-0 hacen extremadamente difícil acampanar el tubo usando los procesos actuales.

Durante la operación de acampanamiento, el extremo de tubo calentado se fuerza sobre un mandril de formación, que tiene típicamente un anillo sellador montado alrededor del mandril . En necesario deformar el extremo calentado del tubo conforme pasa sobre el mandril de formación para acomodar el anillo sellador u otros componentes. En algunos casos, el material del MOP está ya casi estrechado a su límite durante la fabricación del tubo. Cuando se usa en un proceso de acampanamiento de Rieber, la operación puede alterarlas las propiedades deseadas del MOP o aún provocar que el tubo falle en ciertos casos.

Los diseños previamente desarrollados de empaques selladores para tubo de PVC-0 se han mostrado que son soluciones selladoras efectivas para PVC-0 en algunos casos, pero son incapaces de afectar directamente la cuestión de residuos afrontada por los fabricantes donde el MOP y en particular el tubo de PVC-0 no es capaz de resistir adecuadamente los esfuerzos encontrados durante las operaciones de acampanamiento de tubo.

Breve Descripción de la Invención Se proporciona la siguiente breve descripción para indicar la naturaleza de la materia descrita en la presente. En tanto que más adelante se describen ciertos aspectos del presente concepto inventivo, no se propone que la breve descripción limite el alcance del presente concepto inventivo. Las modalidades del presente concepto inventivo proporcionan un acoplamiento de tubos con un sistema sellador y un método para incorporar el sistema sellador en uno o más tubos para conectar y sellar uno o más tubos. El presente concepto inventivo remedia, y no padece de, las deficiencias de los acoplamientos convencionales de tubos tal como aquellas previamente expuestas en la presente.

El presente concepto inventivo proporciona, en su forma más simple, una solución a las cuestiones mencionadas anteriormente al incorporar un mecanismo de sellado y restricción, único dentro de un extremo acampanado de un tubo para acoplamiento con otro tubo.

Lo mencionado anteriormente se puede lograr en un aspecto del presente concepto inventivo al proporcionar un mecanismo de sellado y de restricción operable para acoplar conjuntamente tubos. El mecanismo puede incluir un mecanismo de restricción que tiene una cavidad formada en una región interior y/o un inserto de sujeción operable para que se reciba dentro de la cavidad. La cavidad del mecanismo de restricción se puede definir al menos parcialmente por un tope y un resalto. El inserto de sujeción puede ser operable para deslizarse entre el tope y el resalto del mecanismo de restricción. Cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope, el inserto de sujeción se puede desviar hacia uno de los tubos por el mecanismo de restricción.

La desviación del inserto de sujeción hacia uno de los tubos por el mecanismo de restricción cuando el inserto de sujeción se .desliza hacia el tope puede incluir simultáneamente la desviación del mecanismo de restricción contra el otro de los tubos. El mecanismo de sellado y de restricción puede incluir adicionalmente un anillo sellador operable para unir a tope simultáneamente el mecanismo de restricción y los tubos para formar un sello entre estos. El sello formado por el anillo sellador puede incluir (i) un primer sello formado entre el anillo sellador y uno de los tubos y/o (ii) un segundo sello formado entre el anillo sellador y el mecanismo de restricción.

La cavidad puede incluir una superficie inclinada que se extiende desde el tope. La superficie inclinada puede ser operable para desviar el inserto de sujeción contra el otro de los tubos. El inserto de sujeción puede incluir una pluralidad de dientes operables para acoplar uno de los tubos. La pluralidad de dientes del inserto de sujeción puede estar al menos parcialmente en ángulo lejos de un eje horizontal definido por uno de los tubos a menos de 90°. El mecanismo de restricción puede incluir una pluralidad de dientes operables para acoplar el otro de los tubos. El anillo sellador puede incluir una banda de refuerzo incrustada en una superficie del mismo y que une a tope el otro de los tubos.

Lo mencionado anteriormente se puede lograr en otro aspecto del presente concepto inventivo al proporcionar un método para producir un mecanismo de sellado y de restricción. El método puede incluir los pasos de formar una ranura en un primer tubo, insertar un mecanismo de restricción que tiene una cavidad formada en una región interior en la ranura, insertar un inserto de sujeción dentro de la cavidad, y deslizar un segundo tubo al menos parcialmente en el primer tubo tal que el inserto de sujeción (i) sea operable para deslizarse hacia el tope cuando el primer tubo y el segundo tubo se presionan, y/o (ii) se desvía hacia el segundo tubo por el mecanismo de restricción. La cavidad del mecanismo de restricción se puede definir al menos parcialmente por un tope y un resalto. El inserto de sujeción puede ser operable para deslizarse entre el tope y el resalto del mecanismo de restricción.

La desviación del inserto de sujeción hacia el segundo tubo por el mecanismo de restricción cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope puede incluir desviar simultáneamente el mecanismo de restricción contra el primer tubo. El método puede incluir adicionalmente el paso de insertar un anillo sellador en la ranura del primer tubo. El anillo sellador puede ser operable para unir a tope simultáneamente ni el mecanismo de restricción y el primero y segundo tubos para formar un sello entre estos. El sello formado por el anillo sellador puede incluir (i) un sello formado entre el anillo sellador y el primer tubo, y/o (ii) un segundo sello formado entre el anillo sellador y el mecanismo de restricción.

En una modalidad de la invención, un tubo con un sistema de restricción tiene una primera sección longitudinal de tubo molecularmente orientado unida a una segunda sección longitudinal de tubo molecularmente orientado. Cada una de las secciones longitudinales de tubo molecularmente orientado tiene al menos un extremo de campana y canilla que se va a unir. El tubo está constituido de un cuerpo tubular que tiene una superficie exterior, una superficie interior, y extremos opuestos con aberturas que se comunican con un interior internamente abierto. Un mecanismo de sellado y de restricción, de combinación, está localizado dentro del interior del tubo adyacente a una de las aberturas respectivas del extremo. Los mecanismos de sello y de restricción incluyen un miembro sellador anular y un miembro de sujeción asociado para sellar, sujetar, y restringir un extremo de una canilla de tubo molecularmente orientado. El tubo se forma de un material diferente que los tubos molecularmente orientados. De manera preferente, las secciones del tubo molecularmente orientado se forman de PVC molecularmente orientado en tanto que el tubo se forma de PVC plano o de PVC reforzado.

En otra modalidad de la invención, se proporciona una campana de tubo para unir dos secciones longitudinales de tubo de PCV molecularmente orientado. Cada una de las secciones longitudinales del tubo molecularmente orientado tiene al menos un extremo de canilla plano para la unión. Se proporciona una campana, que recibe y une la primera y segunda secciones longitudinales del tubo molecularmente orientado. En esta modalidad, cada mecanismo de sellado y de restricción incluye un anillo sellador formado como un cuerpo elastomérico . El anillo sellador y el mecanismo de restricción se integran durante la producción del extremo acampanado de tubo. Un mecanismo de restricción asociado para el anillo sellador elastomérico permite el movimiento del extremo de canilla del tubo con relación al extremo acampanado del tubo hembra. Se permite el movimiento en una dirección longitudinal pero se restringe en una segunda dirección relativa, opuesta.

El mecanismo de restricción en este caso está compuesto con un alojamiento en forma de anillo instalado dentro del extremo acampanado de tubo durante la producción. Tiene una región interior circunferencial y un inserto de sujeción asociado que está contenido dentro de la región interior del alojamiento. El inserto de sujeción tiene una superficie exterior y una superficie interior de sujeción con al menos una fila de dientes de inmersión para sujetar el extremo de canilla del tubo molecularmente orientado. El inserto de sujeción se proporciona convenientemente como un miembro en forma de anillo que tiene al menos una ranura circunferencial en la circunferencia. Esto permite que el inserto de sujeción se comprima e instale temporalmente dentro del alojamiento de una manera de ajuste a presión después de que se ha formado integralmente con el extremo acampanado de tubo durante la fabricación.

Al montar una unión de tubo de acuerdo con las modalidades de la invención, se proporciona una campana de tubo y cada uno de los extremos macho o de canilla de tubo de los tubos molecularmente orientados se inserta dentro de aberturas opuestas de extremo de la campana hasta que se sujeta y asienta para formar una conexión segura. El tubo terminado puede instalarse en un extremo a otro en una ubicación de camp.

De esta manera, en una modalidad del presente concepto inventivo, se proporciona un tubo de PVC-O, por ejemplo, PVC-0 plano o PVC-0 reforzado, para unir una sección longitudinal de tubo molecularmente orientado, por ejemplo, un PVC-0 plano o un PVC-0 reforzado, a otra sección longitudinal de tubo molecularmente orientado. Cada secciones longitudinal de tubo molecularmente orientado tienen al menos un extremo de campana y de canilla. El tubo ha formado un mecanismo interno de restricción en el extremo de campana, que se localiza dentro de las ranuras internas. El mecanismo de sello y de estricción incluye un alojamiento de sujeción para contener un anillo de sujeción y el extremo de campana del tubo se forma sobre el miembro de sellado y el alojamiento de sujeción durante la fabricación.

Otra modalidad del presente concepto inventivo proporciona una unión de tubo de restricción de PVC-O, que incluye una sección longitudinal de tubo de PVC-0 que tiene al menos un extremo de campana y uno de canilla, un empaque de Reiber; un forro tipo Bulldog; y un inserto tipo Bulldog, en donde cada mecanismo de sellado y de restricción incluye un anillo sellador formado como un cuerpo elastomérico, el anillo sellador que se forma integralmente en el extremo acampanado del cuerpo de tubo durante la producción de la unión. Un mecanismo de restricción asociado para el anillo sellador elastomérico permite el movimiento del extremo de canilla de tubo con relación al extremo acampanado del tubo hembra en una dirección longitudinal . Está comprendido de un alojamiento de sujeción, en forma de anillo, formado dentro del extremo acampanado de tubo durante su producción y tiene una región interna circunferencial y un inserto de sujeción asociado que está contenido dentro de la región interior circunferencial del alojamiento de sujeción. El inserto de sujeción tiene una superficie exterior y una superficie interior de sujeción con al menos una fila de dientes de sujeción. Las secciones de tubo se pueden formar de un material molecularmente orientado (por ejemplo, PCV) y el cuerpo de tubo se puede formar de PVC plano o de PVC reforzado. De manera alternativa, el cuerpo de tubo se puede formar de un material diferente de tubo molecularmente orientado .

El inserto de sujeción de la unión de tubo puede ser un miembro en . forma de anillo que tiene al menos una ranura circunferencial en la circunferencia del mismo que permite que el inserto de sujeción se comprima temporalmente y se instale dentro de la región interior circunferencial del alojamiento de sujeción de una manera de ajuste a presión después de que el alojamiento de sujeción en forma de anillo se ha instalado integralmente dentro del extremo acampanado de tubo durante la producción del cuerpo tubular del acoplamiento. Los mecanismos de sello y de restricción pueden incluir cada uno un alojamiento de sujeción para el anillo de sujeción y el cuerpo de tubo se puede formar sobre el anillo sellador y el alojamiento de sujeción durante la fabricación .

Las instalaciones de corte abierto de C900/C905 PVC para nuevos sistemas de agua potable han sido una metodología probada durante muchos años. También son metodologías establecidas la creación de tubo de PVC con regímenes mejorados de esfuerzo hidrostático a través de la expansión y orientación del polímero (PVC-O) y la instalación de empaques de caucho después de extremos pre-formados de campana de tubos antes de que se apliquen a procesos de hidro-probador . El tubo convencional de PVC-0 se expande en una ranura interna en el extremo de campana de un tubo durante las operaciones de acampanamiento . Entonces sigue la instalación de los empaques de caucho (anillos de (CI BC) . Durante este proceso convencional, se dejan marcas de nudillos en el extremo de campana lo que crea la posibilidad de fuga. Las ventajas de esta tecnología se capturan en un nuevo sistema de rehabilitación: los tubos de PVC formados con un mecanismo combinado de sellado y de restricción localizado en el extremo de campana del tubo molecularmente orientado. Debido a que el tubo se hace de un material tal como PVC ordinario, los mecanismos de sellado y de restricción se pueden formar en el extremo de campana durante las operaciones normales de acampanamiento sin introducir niveles inaceptables de esfuerzo o tensión sobre el producto. También se eliminan las marcas de nudillos.

El desarrollo del producto y sistema del presente concepto inventivo requiere tres logros técnicos, es decir, producir agua calentada consistente, expandir el mandril estampado, insertado al interior del extremo de campana de los tubos, y liberar la cavidad de aire en el mandril de Rieber .

Los mecanismos de sellado y de restricción se describen en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 7,537,248 y 7,328,493, las descripciones de las cuales se incorporan como referencia en sus totalidades.

Los aspectos, ventajas y utilidades adicionales de la presente invención se expondrán en parte en la descripción que sigue y en parte serán obvias de la descripción o se pueden aprender por la práctica de la presente invención.- Breve Descripción de las Figuras Las modalidades del presente concepto inventivo se describen en detalle a continuación con referencia a las Figuras anexas, en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva parcial, parcialmente con separación que ilustra una unión de tubo configuradas de acuerdo con una modalidad del presente concepto inventivo en la cual un extremo hembra acampanado de un tubo recibe por acoplamiento un extremo macho de canilla de otro tubo; La Figura 2 es una vista en perspectiva parcial, parcialmente con separación que ilustra el tubo insertado en el extremo hembra acampanado a lo largo de una dirección longitudinal ; La Figura 3 es una vista en sección transversal, detallada de una porción del tubo ilustrado en la Figura 2 con un mecanismo de sello y de restricción; La Figura 4A es una vista lateral, en sección transversal, que ilustra un tubo insertado en otro tubo que tiene una inserción de sujeción; y La Figura 4B es una vista lateral, en sección transversal que ilustra el tubo ilustrado en las Figuras 4A con dirección longitudinal opuesta después de que se presuriza el tubo, por ejemplo, usando agua.

Las figuras no limitan el presente concepto inventivo a las modalidades específicas descritas y analizadas en la presente. Las figuras no están necesariamente a escalas, el énfasis en cambio se ha colocado en ilustrar claramente los principios del presente concepto inventivo.

Descripción Detallada de la Invención La siguiente descripción detallada de la invención se refiere a las figuras anexas que ilustran modalidades específicas en las cuales se puede practicar la invención. Se propone que las modalidades describan aspectos de la invención en suficiente detalle para permitir que los expertos en la técnica practiquen la invención. Se pueden utilizar otras modalidades y se pueden hacer cambios sin apartarse del alcance de la presente invención. Por lo tanto, la siguiente descripción detallada no se va a tomar en un sentido limitante. El alcance de la presente invención se define solo por las reivindicaciones anexas, junto con el alcance completo de equivalentes a las cuales se facultan estas reivindicaciones.

En esta descripción, las referencias a "una modalidad", "la modalidad" o "modalidades" significa que la característica o características que se refieren se incluyen en al menos una modalidad de la tecnología. Las referencias separadas a "una modalidad", "la modalidad", o "modalidades" en esta descripción no se refiere necesariamente a la misma modalidad y tampoco son mutualmente excluyentes a menos que se señale de este modo y/o excepto como será fácilmente evidente por los expertos en la técnica a partir de la descripción. Por ejemplo, una característica, estructura, acto, etc., descrito en una modalidad también se puede incluir en otras modalidades, pero no se incluye de manera necesaria. De esta manera, la presente tecnología puede incluir una variedad de combinaciones y/o integraciones de las modalidades descritas en la presente.

Volviendo a las Figuras 1-4B, el sistema 10 del presente concepto invención general se ilustra usando un PVC-0 acampanado, especial. Sin embargo, se contempla que se puede usar cualquier material similar sin desviarse del alcance del presente concepto inventivo. Un mecanismo de sello y de restricción 16 del sistema 10 es operable para acoplar conjuntamente tubos 18 y 20. El mecanismo de sello y de restricción 16 se integra en el tubo 18 que incluye un anillo sellador elastomérico, circunferencial o anular 26, que se llama como un cuerpo elastomérico. El anillo sellador anular 26 es algo en forma de gota en la sección transversal e incluye una región de extremo bulboso 28 y una región más hacia adelante relativamente más delgada 30, como se ilustra en la Figura 4A. La región de extremo bulboso 28 termina en una porción de nariz 32. La región de extremo bulboso 28 también incluye una superficie exterior expuesta 34, que es operable para hacer contacto con una superficie exterior 40 de un extremo de canilla de tubo de acoplamiento 42 del tubo 20 del MOP en el montaje del mecanismo de sello y de restricción 16 y acoplamiento de los tubos 18, 20.

El anillo sellador 26 se hace preferentemente de un material elastomérico o termoplástico resiliente. El anillo sellador 26 se puede llamar, por ejemplo, de caucho natural o sintético, tal como SBR, u otros materiales elastoméricos tal como EPDM o caucho de nitrito. Sin embargo, se contempla que se puede usar cualquier material similar sin desviarse del alcance del presente concepto inventivo .

El anillo sellador 26 incluye una banda de esfuerzo metálico 44 que se extiende alrededor de la circunferencia exterior del anillo sellador 26, como se ilustra en las Figuras 4A y 4B. Se contempla que se puede utilizar cualquier número de bandas de refuerzo 44 para optimizar las propiedades de sellado y de restricción del sistema 10.

El mecanismo de sellado y de restricción 16, que se utiliza en el tubo 20 del presente concepto inventivo, incluye un mecanismo de restricción asociado 50 operable para cooperar con' el anillo sellador 26 para permitir movimiento del extremo de canilla de MOP, macho, de acoplamiento 42 del tubo 20 con relación al tubo 18 en una dirección longitudinal. El mecanismo de estricción asociado 50 incluye un alojamiento en forma de anillo 52 que tiene una región interior circunferencial 54 y una región exterior 56. El alojamiento en forma de anillo 52 es operable para proporcionar estabilidad radial y refuerzo para el tubo 20 de modo que el tubo 20, adyacente al extremo macho 42, se soporta radialmente a todo lo largo del montaje de los tubos 18, 20 y posteriormente.

La región exterior 56 se extiende desde una región de nariz 60 de una manera convexa, que se aplana gradualmente en una región posterior plana que termina en una región de punta 62. La región de punta 62 sirve como un faldón protector que cubre cualquier separación entre el anillo sellador 26 y el alojamiento en forma de anillo 50 durante la operación de acampanamiento del tubo.

Aunque el alojamiento 52 puede tener una abertura circunferencial, se proporciona de manera preferente como un anillo sólido de un diámetro interno ligeramente más grande que el mandril formador en el cual se recibe durante las operaciones de acampanamiento del tubo. Sin embargo, se contempla que el alojamiento 52 se puede usar con alguna forma de mandril formador colapsable, caso en el cual su diámetro interno puede aproximarse o exceder a aquel del mandril en ciertos estados de operación. El exterior 56 del alojamiento 50 se puede equipar con una o más filas de dientes de sujeción 62 operables para acoplar una superficie interna 70 del tubo 18. La fricción entre los dientes de sujeción 62 y la superficie interna 70 del tubo 18 se incrementa durante la operación de acampanamiento conforme se calienta el tubo 18. El alojamiento en forma de anillo 50 se forma de manera preferente de un material seleccionado del grupo que consiste de metales, aleaciones, elastómeros, plásticos poliméricos y productos compuestos y es de naturaleza rígida o semirígida.

Una porción de entrada 74 de la región interior circunferencial 54 se inclina hacia arriba con respecto al eje longitudinal del tubo 18. Esta porción de entrada 74 forma una superficie de rampa de inclinación hacia arriba operable para recibir de forma deslizable un inserto de sujeción, en forma de anillo, asociado 80. La superficie de rampa de inclinación se extiende hacia arriba desde una región de tope positiva 82 y se aplana gradualmente a una región circunferencial plana que termina en un resalto interno 86 arreglado opuesta a un resalto interno 88. La región de tope positivo 82 es operable . para impedir que el inserto de sujeción, asociado 80 comprima excesivamente la superficie exterior 40 del extremo macho 42 del tubo 20 conforme se está montando la unión de tubos. Se forma una cavidad 90 en el alojamiento 50 y entre la región de tope positivo 82 y el resalto interno 86 operable para recibir de forma deslizable el inserto de sujeción 80 y para proporcionar un grado predeterminado de movimiento del inserto de sujeción 80 dentro de la cavidad 90.

Las Figuras 4A y 4B ilustran la colocación del inserto de sujeción 80, que se recibe de manera complementaria y contenido dentro de la región interior circunferencial 54 del alojamiento 50. La región de nariz 60 del inserto de sujeción 80 es operable para poner en contacto la región de tope positiva 82 en la región interior 54 del alojamiento 50 cuando el inserto de sujeción 80 se mueve desde una posición más hacia atrás, como se ilustra en la Figura 4A, o una posición más hacia adelante, como se ilustra en la Figura 4B. El movimiento del inserto de sujeción 80 se provoca durante el acoplamiento de los tubos 18, 20 cuando el inserto de sujeción 80 hace contacto con el tubo 20. El alojamiento 18, mediante la región de tope positivo 82, es operable para ayudar en la retención del inserto de sujeción 80 dentro de la cavidad 90 del alojamiento 18.

El inserto de sujeción 80 incluye una superficie exterior 92 y una superficie interior 94 con al menos una fila de dientes de sujeción 96. En la modalidad ilustrada del presente concepto inventivo, el inserto de sujeción 80 tiene realmente cuatro filas de dientes 96. Las filas de dientes 96 se arreglan para acoplar puntos seleccionados en la superficie exterior 40 del tubo 20.

La superficie interior 94 del inserto de sujeción 80 tiene un perfil de inclinación que corresponde a y es operable para poner en contacto a tope la superficie de rampa de inclinación hacia arriba de la región interior 54 del alojamiento 52. En el contacto con la región interior 54 del alojamiento 52, la fuerza creada con el acoplamiento de los tubos 18, 20 provoca que el inserto de sujeción 80 viaje a lo largo de la región interior 54 del alojamiento 52 a un ángulo en tanto que los dientes de sujeción 96 del inserto de sujeción 80 acoplan de forma segura la superficie exterior 40 del tubo 20. Se contempla que los dientes de sujeción 96 del inserto de sujeción 80 puedan ser de igual longitud o puedan variar de longitud y se puedan arreglar ya sea de una manera uniforme o no uniforme alrededor del inserto de sujeción 80 con relación uno al otro.

Los dientes de sujeción 96 del inserto de sujeción 80 también se ponen en ángulo lejos de un eje horizontal de la unión a un ángulo de menos de 90°. Como se apreciará de las figuras, el inserto de sujeción 80 se proporcionará típicamente como un anillo dividido que tiene una división o ranura individual en una circunferencia del mismo. El inserto de sujeción 27 se forma de un material rígido relativamente rígido que incluye, pero no se limita a metal duro, tal como acero inoxidable resistente a corrosión, o de otros materiales metálicos o aleaciones o un plástico endurecido o material compuesto, o similar. La ranura en la circunferencia del inserto de sujeción 80 es operable para permitir que el inserto de sujeción 80 se comprima y ajuste a presión en la cavidad 90 del alojamiento 52 después de que el alojamiento 52 se ha instalado durante la operación de acampanamiento .

Como se ilustra en las Figuras 4A y 4B, el extremo macho 42 del tubo 20 se inserta en el tubo 20 para formar la unión. La Figura 4A ilustra la acción de sujeción de los dientes de sujeción 96 del inserto de sujeción 80 en la cual los dientes de sujeción 96 sujetan la superficie exterior 40 del tubo 20. Los dientes de sujeción 96 se ponen en ángulo hacia adentro con respecto a un eje horizontal definido por el extremo macho 42 del tubo 20 de modo que es operable el contacto con el tubo macho 20 para hacer que los dientes de sujeción 96 se salgan en una dirección en el sentido contrario a la manecillas del reloj con respeto al eje en tanto que el tubo 20 se está insertando en el tubo 18 en una dirección longitudinal, como se ilustra en la Figura 4A. Después de que se ha insertado completamente el tubo 20, los dientes de sujeción 96 sujetan la superficie exterior 92 del tubo 20 y resisten el movimiento en una dirección longitudinal puesta a la dirección de inserción. La porción de nariz 32 del anillo sellador 26 también es operable para ser contacto y formar una región selladora entre el anillo de sellado 26 y el resalto externo 44 del alojamiento 18.

En el proceso de Rieber, que se usa de manera preferente para formar el tubo 18 del presente concepto inventivo, el mecanismo de sello y de restricción 16 se instala dentro de una ranura interna simultáneamente formada 100 en el tubo 18 duran el proceso de acampanamiento del tubo. De esta manera, el mecanismo de sello y de restricción pre-tensado y anclado 16 formado durante el proceso de acampanamiento en la instalación de tubos proporciona un extremo mejorado de cavidad para la unión del tubo con un empaque de sellado que no tendrá a torcerse ni doblarse ni permitir de otro modo que entren impurezas a las zonas de sellado de la unión formada entre los tubos 18, 20, incrementado de este modo la conflabilidad de la unión y disminuyendo los riesgos de fuga o posible falla debido a abrasión .

Los métodos para instalar los componentes mencionados anteriormente del sistema 10 del presente concepto inventivo ahora se describirán de forma breve. En el método preferido de instalación, el anillo sellador 26 y el alojamiento en forma de anillo 50 se coloca lado a lado en dos etapas de los mandriles formadores. Un primer mandril estampado expande el extremo de campana del tubo 18 en la cámara de calentamiento. Entonces, el tubo 18 con el extremo acampanado, estampado se mueve rápidamente sobre el mecanismo de sello y de restricción 16, que se ha pre-colocado en el mandril en la segunda cámara, y se forma a un cierto perfil con el agua calentada a 208°F (97.78°C) ... La posición de collar de respaldo y el mandril en la ubicación de la ranura de asentamiento y el tamaño se pueden tener que ajustar para hacer corresponder los cambios resultantes de las dimensiones de la campana, lo que a su vez proporciona suficiente espacio para acomodar el alojamiento 50. Una vez que en el extremo acampanado del tubo 18 se ha enfriado y se retrae el mandril formador, el inserto de sujeción 80 se puede colocar a presión o desplegar en su posición en la circunferencia impulsada del respectivo alojamiento 50, como se ilustra en la Figura 3.

El presente concepto inventivo proporciona el sistema 10 con el mecanismo de sellado y de restricción 16 en el tubo 18 operable para unir el MOP en el cual el mecanismo de sellado y de restricción 16 esta integral al tubo 18 formado en las aberturas del extremo de campana de la unión. Debido a la función de restricción inherente lograda por el acoplamiento de los tubos 18, 20, lo mismo se puede utilizar de manera ventajosa en aplicaciones de perforación para tubo de perforación de plástico, tal como en una operación en dirección horizontal, o "perforación sin zanja" donde se utiliza el MOP como un tubo de perforación. En el pasado, se encontraron problemas con las secciones de MOP que se despedazan durante las operaciones de perforación. Esto en parte se debió a las dificultades presentadas por la naturaleza del MOP. El uso del sistema 10 del presente concepto inventivo supera estos problemas.

Por consiguiente, el presente concepto inventivo proporciona una solución a las cuestiones mencionadas anteriormente al incorporar un mecanismo único de sellado y de restricción dentro de un extremo acampanado de un tubo para acoplamiento con otro tubo.

Habiendo ahora descrito las características, descubrimientos y principios del concepto inventivo general, la manera en la cual se construye y usa el concepto inventivo general, las características de la construcción, y los resultados ventajosos, nuevos y útiles obtenidos; las nuevas y útiles estructuras, dispositivos, herramientas, elementos, arreglos, partes y combinaciones, se exponen en las reivindicaciones anexas.

Se va a entender que las siguientes reivindicaciones se proponen para cubrir todas las características genéricas y específicas del concepto inventivo general descrito en la presente y todas las declaraciones del alcance del concepto inventivo general que, como materia de idioma se pueden decir que caen dentro de las mismas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un mecanismo de sellado y de restricción operable para acoplar tubos, el mecanismo está caracterizado porque comprende : un mecanismo de restricción que tiene una cavidad formada en una región interior, la cavidad del mecanismo de restricción definida al menos parcialmente por un tope y por un resalto; y un inserto de sujeción operable para que se reciba dentro de la cavidad, en donde el inserto de sujeción es operable para deslizarse a lo largo de la cavidad y entre el tope y el resalto del mecanismo de restricción, y cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope, el inserto de sujeción se desvía hacia uno de los tubos por el mecanismo de restricción.

2. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la desviación del inserto de sujeción hacia uno de los tubos por el mecanismo de restricción cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope incluye simultáneamente la desviación del mecanismo de restricción contra el otro de los tubos .

3. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende : un anillo sellador operable para unir a tope simultáneamente el mecanismo de restricción y los tubos para formar un sello entre estos.

4. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el sello formado por el anillo sellador incluye (i) un primer sello formado entre el anillo sellador y uno de los tubos y (ii) un segundo sello formado entre el anillo sellador y el mecanismo de estricción.

5. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cavidad incluye una superficie inclinada que se extiende desde el tope, la superficie inclinada operable para desviar el inserto de sujeción contra el otro de los tubos.

6. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto de sujeción incluye una pluralidad de dientes operables para acoplar uno de los tubos.

7. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la pluralidad de dientes del inserto de sujeción están al menos parcialmente en ángulo lejos de un eje horizontal definido por uno de los tubos a menos de 90°.

8. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de restricción incluye una pluralidad de dientes operables para acoplar el otro de los tubos.

9. El mecanismo de sellado y de restricción de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo sellador incluye una banda de refuerzo incrustada en una superficie del mismo y que une a tope el otro de los tubos .

10. Un método para producir un mecanismo de sellado de restricción, el método está caracterizado porque comprende los pasos de : formar una ranura en un primer tubo; insertar un mecanismo de restricción que tiene una cavidad formada en una región interior en la ranura, la cavidad del mecanismo de restricción definida al menos parcialmente por un tope y un resalto; insertar un inserto de sujeción dentro de la cavidad, el inserto de sujeción operable para deslizarse ' entre el tope y el resalto del mecanismo de restricción; y deslizar un segundo tubo al menos parcialmente en el primer tubo tal que el inserto de sujeción (i) es operable para deslizarse hacia el tope cuando el primer tubo y el segundo tubo se presionan, y (ii) se desvía hacia el segundo tubo por el mecanismo de restricción.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la desviación del inserto de sujeción hacia el segundo tubo por el mecanismo de restricción cuando el inserto de sujeción se desliza hacia el tope incluye simultáneamente la desviación del mecanismo de restricción contra el primer tubo.

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende el paso de : insertar un anillo sellador en la ranura del primer tubo, el anillo sellador operable para unir a tope simultáneamente el mecanismo de restricción y el primero y el segundo tubos para formar un sello entre estos.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sello formado por el anillo sellador incluye (i) un primer sello formado entre el anillo sellador y el primer tubo, y (ii) un segundo sello formado entre el anillo sellador y el mecanismo de restricción .

14. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la cavidad incluye una superficie inclinada que se extiende desde el tope, la superficie inclinada operable para desviar el inserto de sujeción contra el segundo tubo.

15. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el inserto de sujeción incluye una pluralidad de dientes operables para acoplar el primer tubo .

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la pluralidad de dientes del inserto de sujeción están al menos parcialmente en ángulo de lejos de un eje horizontal definido por el segundo tubo en al menos 90°.

17. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el mecanismo de restricción incluye una pluralidad de dientes operables para acoplar el segundo tubo.

18. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el anillo sellador incluye una banda de refuerzo incrustada en una superficie del mismo y que une a tope el segundo tubo.