MXPA98004511A - Aparato acoplador flexible - Google Patents

Aparato acoplador flexible

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MXPA98004511A
MXPA98004511A MXPA/A/1998/004511A MX9804511A MXPA98004511A MX PA98004511 A MXPA98004511 A MX PA98004511A MX 9804511 A MX9804511 A MX 9804511A MX PA98004511 A MXPA98004511 A MX PA98004511A
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MXPA/A/1998/004511A
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John Davey Mark
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Senior Engineering Investments Ag
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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato acoplador flexible para conectar losextremos adyacentes de tubos sucesivos ara dirigir el tubo de fluido desde uno de los tubos al toro de los dos tubos, en tanto que impide la transmisión de vibración entre los dos tubos, el aparato acoplador flexible estácaracterizado porque comprende:un primer elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al primero de los dos tubos y al segundo extremo libre;un segundo elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y al segundo extremo libre;los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptados se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, cuando el primer y segundo elementos adaptados se fijan al primer y segundo tubos, respectivamente y el aparato acoplador se encuentra en una estado no tensionado;un elemento interno que tiene dos extremos libres, los cuales se reciben de manera insertada en los extremos libres respectivos de los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptados;los dos extremos libres del elemento interno están rodeados adicionalmente de manera circunferencial mediante los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptados respectivamente;por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles dispuestos de manera operativa entre un primer extremo libre del elemento interno y un extremo libre de uno del primer y segundo elementos adaptados, y un segundo extremo libre de elemento interno y un extremo libre de otro del primer y segundo elementos adaptadores, respectivamente, para absorber las vibraciones que se originan de uno del primer y segundo tubos y para impedir la transmisión de vibraciones al otro de los tubos;por lo menos al primer y segundo elementos separadores flexibles están encerrados radialmente entre por lo menos los dos extremos libres del elemento interno y los elementos adaptadores respectivos del primer y segundo elementos adaptadores, por lo menos una porción de cada uno de por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles se disponen además operativamente para su movimiento axial en relación y por lo menos uno del elemento interno, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador respectivamente;y un elemento de sellado flexible que se fija al menos indirectamente al primer y segundo tubos, para impedir el escape de fluido del aparato acoplador flexible para mantener el primer y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sípara ajustar y permitir el movimiento axial compresivo y extensivo sustancial del primer y segundo tubos uno en relación al otro, para ajustar la orientación de los tubos de tal manera que los ejes longitudinales de los mismos se coloquen un una relación de no interferencia.

Description

APARATO ACOPLADOR FLEXIBLE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con los acopladores para conectar los extremos de tramos o longitudes sucesivas de tubería o conducto, y, en particular, con acopladores para conectar los extremos de tubos sucesivos en un sistema de escape para vehículos. Es bien conocido que, en los sistemas de escape vehiculares, particularmente aquellos para vehículos de uso pesado, tales como camiones grandes o equipo para mover la tierra, los motores de combustión interna (i.c.) producen una cantidad significativa de vibración en los tubos de escape. La operación de los motores a velocidades continuas por períodos prolongados de tiempo pueden producir especialmente lo que se conoce como vibraciones armónicas las cuales pueden provocar deflexiones significativas en tramos o longitudes extendidas del tubo de escape. Las deflexiones repetidas del tubo de escape provocarán, a su vez, que el tubo se debilite con el tiempo y finalmente que falle. Además, tales vibraciones armónicas serán transmitidas a través de los tubos de escape al montaje de tuberías, para promover el aflojamiento de los montajes, lo cual puede dar como resultado el desplazamiento repentino de uno o más de los componentes del sistema de escape, con el potencial tanto de daños personales como de daños al equipo.
AdoiTi.'is de las vibraciones creadas por el motor del vehículo, ?n sistema de escape también esta sometido a varias fuerzas de tensión, compresión y de curvatura las cuales surgen durante la operación del vehículo. En tanto que los componentes individuales se podrían hacer más fuertes y con una mayor masa para resistir a las fallas por fatiga, tal construcción sería indeseable debido a las consideraciones del peso. Además, al hacer a los elementos individuales más rígidos, las vibraciones se transmiten solamente a los montajes del sistema de escape u otros componentes, no se reducen ni se eliminan. Por consiguiente, es deseable aislar el sistema de escape o por lo menos los componentes del sistema de tales vibraciones y fuerzas. Se sabe que si las tuberías de un sistema de escape se dividen y separan mediante conexiones no rígidas, en lugar de como tramos extendidos continuos, el desarrollo de las vibraciones armónicas del motor se impide o reduce. Tales conexiones no rígidas pueden ser empleadas ventajosamente para absorber otras fuerzas de tensión, compresión y curvatura, aparte de,, y además de las vibraciones del motor. Es por consiguiente deseable proporcionar un acoplador para conectar longitudes o tramos sucesivos de tubo de escape, el cual acoplador conecta los tubos de una manera no rígida y es capaz de absorber las fuerzas de tensión, compresión y curvatura sin transmitirlas de un tubo a otro. ün ejemplo de un acoplador de la técnica anterior .se encuentra en la Patente norteamericana de Usui 4,792,161. En la Patente de Usui, se utilizan un par de bobinas de muelle dispuestas concéntricamente para proporcionar una conexión mecánica entre los tubos a ser conectados. Una desventaja del acoplador en U_sui es que cuando las bobinas se encuentran en una configuración estirada o curva, se pueden formar espacios entre las vueltas individuales de la bobina, en las cuales se pueden introducir desechos, fragmentos y humedad, los cuales pueden interferir con la operación de las bobinas, por medio de abrasión, formación de óxido y así sucesivamente. Además, las bobinas (las cuales están dispuestas una dentro de la otra) no están protegidas y están expuestas a los elementos Lodo el tiempo y así son susceptibles a daños de la abrasión y otro contacto físico dañino. Una desventaja adicional del aparato acoplador de Usui es que un anillo de sellado colocado entre los extremos de tubería traslapados, para proporcionar medios de sellado para impedir el escape de los gases de escape. El anillo de sellado está sometido a fuerzas de flexión, tensión y compresión cíclicas las cuales alteran finalmente el sello' y requieren el reemplazo del acoplador. Aún otro aparato acoplador de la técnica previa se describe en la Patente norteamericana de Udell 5,145,215. En el aparato de Udell, un- elemento de manguito interno se íecibe conc ntricamente mediante un elemento de manguito externo. Un elemento separador, que absorbe la vibración, no sellante, sustancialmente poroso, está dispuesta entre los elementos de manguito, en donde se traslapan, para impedir el contacto directo entre los elementos de manguito. El elemento separador es no sellante para impedir el deterioro en tanto que se minimiza la interferencia con el movimiento alternante y la articulación de los elementos de manguito. Un elemento de fuelle extensible, flexible, conecta mecánicamente los elementos de manguito en sus extremos no traslapados, distantes. Un elemento de cierre, normalmente de alambre de metal trenzado, rodea el elemento del fuelle para proteger el elemento del fuelle extensible de los daños de los elementos y fuerzas externos.* Mientras que el aparato de la patente de Udell es capaz de compensar la extensión, compresión y giro relativo de los extremos de la tubería los cuales están conectados, el aparato de Udell tiene un solo "punto-pivote" y por consiguiente, tiene un límite en cuanto a la cantidad de giro relativo el cual pue^e ajustar. Además, dentro de los límites de compresibilidad del elemento separador, los ejes de los dos tubos los cuales están conectados, no se pueden mover a una relación de no intersección, (es decir, oblicuos). Aún adicionalmente, el aparato de Udell está mejor adaptado para el ajuste de la extensión, esto es para el ajuste de la compresión. En lo posible, aunque normalmente no es común, el caso de la sobre compresión del acoplador, hay la posibilidad de atascamiento o distorsión de los componentes, lo cual puede afectar adversamente el desempeño subsecuente del acoplador y puede conducir aún a degradación y fallas prematuras del acoplador. No se proporciona ninguna estructura de "retención" positiva, para impedir tal atascamiento . Sería deseable proporcionar un aparato acoplador flexible el cual tenga una configuración mejorada, más robusta, con el fin de proporcionar el desacoplamiento de un sistema de escape a partir de una fuente de vibración, tal como un motor de combustión interna. También sería deseable proporcionar un aparato acoplador flexible para el sistema de escape el cual ajuste la orientación de extremos de las tuberías a ser conectadas en una relación de no intersección (oblicua). Sería adicionalmente deseable proporcionar un aparato acoplador flexible el cual se proporciona con una estructura la cual., proporcione una retención que actúe afirmativamente contra la sobrecompresión del aparato acoplador. Estos y otros objetos de la invención se harán evidentes a la vista de la presente especificación, las reivinidicaciones y los dibujos.
La presente invención est dirigida a un aparato acoplador flexible para conectar ios extremos adyacentes de los tubos sucesivos para dirigir el flujo de fluido desde uno de los dos tubos a otro de los dos tubos, en tanto que impide . la transmisión de vibración en los dos tubos. El aparato acoplador flexible comprende un primer elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al primero de los dos tubos y un segundo extremo libre y un segundo elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para ser fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y un segundo extremo libre. Los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, cuando el primer y segundo elementos" adaptadores se fijan a la primera y segunda tuberías, respectivamente y el aparato acoplador se encuentra en un estado no tensionado. Se proporciona un elemento interno, que tiene dos extremos libres, los cuales se reciben de manera insertada en los extremos respectivos de los segundos extremos libres del primer y segundo elementos de adaptador. Los dos extremos libres del elemento interno están rodeados adicionalmente de manera circunferencial por los segundos extremos libres del primer-,-y_ segundQ elementos adaptadores respectivamente.
Por lo menos un primer y segundo elementos separadores flexibles están dispuestos de manera operativa entre un primer extremos libre del elemento interno y un extremo libre de uno del primer y segundo elementos adaptadores y un segundo extremo libre del elemento interno y un extremo libre del otro del primero y segundo elementos adaptadores, respectivamente, para absorber las vibraciones que se originan de uno del primer y segundo tubos y para impedir la transmisión de las vibraciones a la otra de las tuberías. Por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están encerrados radialmente entre por los menos los dos extremos libres respectivos del elemento interno y los respectivos del primer y segundo, elementos adaptadores respectivamente. Por 'lo menos una porción de cada uno de por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están dispuestos adicionalmente de manera operativa para su movimiento axial en relación a por lo menos uno del elemento interno, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador, respectivamente. Un elemento de sellado flexible se fija por lo menos indirectamente al primer y segundo tubos, para impedir el escape del fluido del aparato acoplador flexible y para mantener al primer y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sí para ajustar y permitir el movimiento sustancial compresivo y extensivo axial del primer y segundo tubos uno en relación al otro, para ajustar la orientación- de los tubos, de tal manera que los _ejes longitudinales de los mismos se coloquen en ?na relación de no intersección. En una modalidad preferida de la invención, por lo menos un elemento de retención está dispuesto de manera operativa alrededor del elemento interno y se configura de manera operativa para impedir el contacto a tope, axialmente directo entre el primer y segundo elementos adaptadores. El elemento de sellado flexible comprende además un elemento de fuelle tubular flexible que tiene formadas sobre el mismo una pluralidad de ondulaciones circunferenciales a lo largo de su longitud. Cada elemento separador comprende de preferencia un elemento anular flexible fabricado a partir de malla de alambre de metal. Alternativamente, cada elemento separador comprende un elemento anular flexible fabricado a partir de material de lana de cerámica. La invención comprende además un aparato acoplador flexible para conectar los extremos adyacentes de tubos sucesivos para dirigir el flujo de fluido desde uno de los tubos al otro de los dos tubos, en tanto que impide la transmisión de vibración entre los dos tubos, en el cual el aparato acoplador flexible comprende un primer elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al primero de los dos tubos y al segundo. extremo libre. Un segundo elemento adaptador tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y al segundo extremo libre. Los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, cuando el primer y segundo elementos adaptadores se fijan a la primera y segunda tuberías, respectivamente y el aparato acoplador se encuentra en un estado no tensionado. Un elemento interno tiene dos extremos libres, los cuales se reciben de manera insertada en los respectivos extremos libres del primer y segundo elementos de adaptador. Los dos extremos libres del elemento interno están rodeados adicionalmente de manera circunferencial por los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente. Por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles se disponen operativamente entre un primer extremo libre del elemento interno y un extremo libre del primer y segurado elementos adaptadores y un segundo extremo libre del elemento interno y un segundo extremo libre del otro del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente, para absorber las vibraciones que se originan desde uno del primer y segundo tubos, y para impedir la transmisión de las vibraciones al otro de los tubos. Por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están encerrados radiaimente entre por lo menos dos extremos libres del elemento interno y los respectivos primer y segundo elementos adaptadores. Por lo menos una porción de cada uno del primer y segundo elementos separadores flexibles se disponen adicionalmente de manera operativa para su movimiento axial en relación a por lo menos uno del elemento interno, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador . Un elemento de sellado flexible se fija por lo menos indirectamente al primer y segundo tubos, para impedir el escape del fluido del aparato acoplador flexible y para mantener el primero y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sí para ajustar y permitir el movimiento sustancial compresivo y extensivo axial del primer y segundo tubos uno en relación a otro, para ajustar la orientación de los tubos, de tal manera que los ejes longitudinales de los mismos se coloquen en una relación de no intersección. El elemento de sellado flexible se configura de manera operativa para rodear circunferencialmente ' y extenderse axialmente sobre la totalidad del elemento interno, los por lo menos primer y segundo elementos separadores y por lo menos una porción del primer y segundo elementos adaptadores y para traslaparse a una porción de cada uno de los dos tubos.. En una modalidad preferida alternativa de la invención, por lo menos el elemento de retención se dispone de manera operativa alrededor y se fija al elemento interno y se configura de manera operativa para impedir el contacto a tope, axialmente directo entre el primer y segundo elementos adaptadores . Por lo menos uno del elemento de retención comprende alternativamente un elemento anular, que tiene un ancho axial alrededor de su circunferencia, en donde por lo menos una región a lo largo de la circunferencia', el ancho axial es sustacialmente mayor que en otras regiones a lo largo de la circunferencia. En una modalidad de la invención, por lo menos uno de los elementos separadores se fija al elemento interno. En una modalidad de la invención, por lo menos un elemento de retención se fija al elemento interno. En aún otra modalidad alternativa de la invención, se proporciona una ^parato acoplador flexible para conectar los extremos adyacentes de las tubería sucesivas para dirigir el flujo del fluido desde uno de los dos tubos a otro de los dos tubos, en tanto que impide la transmisión de vibración entre los dos tubos.
Un primer elemento adaptador t iene un primer extremo configurado para fijarse de manera operativa al primero de los dos tubos y al segundo extremo libre. Un segundo elemento adaptador tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y al segundo extremo libre. Los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, en donde el primer y segundo elementos adaptadores se fijan al primer y segundo tubos, respectivamente y el aparato acoplador se encuentra en un estado no tensionado. Se proporciona un elemento externo, que tiene dos extremos libres, el cual recibe de manera insertada los extremos respectivos de los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores, los dos extremos libres del elemento externo rodean además circunferencialmente los segundos extremos libres del primer y segundo' elementos adaptadores respectivamente. Por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles se disponen de manera operativa entre un primer extremo libre del elemento externo y un extremo libre de uno del primer y segundo elementos adaptadores y un segundo extremo libre del elemento externo y un extremo libre del otro del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente para absorber las vibraciones que se originan desde uno del primer y segundo tubos y para impedir la transmisión 'de las vibraciones al otro de los tubos. Por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están encei rados radialmente entre por lo menos los dos extremos libres del elemento externo y los respectivos del primer y segundo elementos adaptadores. Por lo menos una porción de cada uno del primer y segundo elementos separadores flexibles está dispuesta además de manera operativa para su movimiento axial en relación a por lo menos uno del elemento externo, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador respectivamente. Un elemento de sellado flexible, se fija por lo menos indirectamente al primer y segundo tubos, para impedir el escape del fluido del aparato ' acoplador flexible y para mantener al primer y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sí para ajustar y permitir el movimiento sustancial compresivo y extensivo axial del primer y segundo tubos uno en relación al otro, para ajustar la orientación de los tubos, de tal manera que los ejes longitudinales de los mismos se coloquen en una relación de no intersección. Por lo menos un elemento de retención se puede disponer de manera operativa dentro del elemento externo y configurado de manera operativa para impedir un contacto a tope, axi alíñente directo entre el primer y segundo elementos adaptadores . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una elevación lateral, en sección, del aparato acoplador flexible de acuerdo a la presente invención; La Figura 2 es una ilustración altamente esquemática del aparato de la presente invención, en su lugar entre dos extremos de tubos, que ilustra la deflexión angular posible total entre los extremos de tubo. La Figura 3 es una ilustración ligeramente menos esquemática del aparato de la presente invención, en su lugar entre dos extremos de tubo, que ilustra la capacidad del aparato para permitir la capacidad de no intersección de los dos extremos de tubo. La Figura 4 es una vista en perspectiva de un elemento separador, de acuerdo a una modalidad preferida alternativa de la invención; La Figura 5 es una elevación lateral del elemento separador de acuerdo a la modalidad de la Figura 4; La Figura 6 es una 'vista en planta del elemento separador de acuerdo a la modalidad de la Figura 4; La Figura 7 es una elevación lateral fragmentaria en sección, del aparato acoplador flexible de acuerdo a otra modalidad alternativa de la presente invención.
En t anto que esta invención es susceptible de modificación en muchas formas diferentes, se muestra la presente en los dibujos y será descrita en detalle una modalidad específica, con el entendimiento de que la presente descripción es para ser considerada como un ejemplo de los principios de la invención y no se intenta limitar la invención a la modalidad ilustrada. La Figura 1 ilustra una elevación lateral, en sección, del aparato acoplador flexible 10, de acuerdo a la presente invención. Ya que el aparato 10, normalmente en una modalidad preferida de la invención, está destinado para estar radialmente simétrico alrededor de un eje central CL, sólo se ilustra una porción "superior" del aparato acoplador 10, con el entendimiento de qu-e la porción "inferior" se dispone simétricamente alrededor del eje C . Los extremos 11 y 12 de tubo van a ser conectados, de tal manera que los tubos se desacoplan con respecto a la transmisión de liberaciones del extremo 11 del tubo al extremo 12 del tubo. Los elementos adaptadores 14 y 15 son elementos sustancialmente cilindricos, cada uno tiene un diámetro el cual es sustancialmente el mismo como- el de los extremos 11, 12 del tubo. Los elementos adaptadores 14 y 15 se fijarán permanentemente a los extremos 11, 12, mediante soldadura, soldadura fuerte, u otra técnica apropiada. Aunque se ilustra en la Figura 1 que tiene diámetros los cuales son ligeramente mayores que los extremos 11 y 12, en modalidades alternativas (no ilustradas) los elementos adaptadores 14, 15 podrían ser configurados para tener diámetros significativamente mayores que los extremos' 11, 12 ligeramente menores que aquel de los extremos 11, 12 aún al tener los mismos diámetros como sus extremos respectivos 11, 12 en cuyo caso los elementos adaptadores serían soldados a tope a los extremos respectivos. Los rebordes 17, 18 que se extienden radialmente hacia adentro se forman sobre los elementos adaptadores 14, 15. Se proporciona un elemento 20 de tubería interna, el cual, aunque se ilustra como una mitad de una elevación en sección, se entiende que consiste de un elemento en general cilindrico. El elemento interno 20 se recibe concéntricamente en forma radial hacia adentro de los elementos adaptadores 14, 15. El elemento 20 interno de tubería tiene un diámetro el cual debe ser siempre menor que aquel de los elementos adaptadores 14, 15 y el cual puede ser menor que aquel de los extremos 11, 12 del tubo. Se proporcionan rebordes 22, 23 girados hacia afuera sobre el elemento interno de tubería 20 y se pueden formar sobre el mismo al utilizar técnicas de fabricación conocidas. El elemento 20 interno de tubería tendrá una longitud corta, en relación a las dimensiones globales del aparato. Para cualquier aplicación dada, la longitud del elemento interno 20 será igual a no más de un diámetro del o los tubos los cuales se van a conectar. Por consiguiente, la longitud del elemento interno 20, será a lo más, sólo ligeramente mayor que su propio diámetro y puede ser menor. Los elementos separadores anulares 25, 26 se forman de preferencia a partir de un material de malla de metal, el cual es flexible, aunque un tanto poroso y empacado de una manera relativamente fuerte. Los elementos separadores pueden ser fabricados alternativamente a partir de un material de lana de cerámica resistente al calor, flexible o similares. En una modalidad preferida de la invención, en tanto que cada uno de los elementos separadores 25, 26 se comprime radialmente entre el elemento interno 20 y uno de los elementos adaptadores 14, 15, cada uno de los elementos separadores 25, 26 está libre para acoplarse en algún movimiento axial a lo largo del elemento interno 20 sujeto a posible restricción mediante los rebordes 17, 18 de los elementos adaptadores 14, 15. Los elementos separadores 25, 26 estarán configurados., para ser compresibles de manera resistente para absorber y resistir a las vibraciones laterales y a las vibraciones axiales, cuando los tubos 11 y 12 son sustancialmente colineales y también cuando los tubos 11, 12 están desplazados lateralmente, oblicuos, uno en relación al otro o se hacen mover mediante fuerzas externas para ser girados angularmente uno con respecto al otro, dentro de los límites de las tolerancias de los componentes y de la compresibilidad máxima de los elementos separadores. Los elementos separadores 25, 26 no necesitan ser porosos, aunque deben ser flexibles a por lo menos algún grado, con el fin de llevar a cabo el desacoplamiento deseado de vibración a lo largo de los tubos que son conectados. Además, los elementos separadores 25, 26, si se desea, pueden estar soldados por puntos a cualquier elemento adaptador 14, 15 respectivamente o al elementos interno 20 pero no a ambos. El aparato 10 también se puede proporcionar con un elemento 28 de retención anular, el cual se puede fijar a la superficie externa del elemento interno 20, de preferencia en una posición a la mitad, a lo largo de su longitud. Alternativamente, el elemento de retención 28 . puede ser colocado simplemente alrededor del elemento interno 20. El elemento de retención 28 estará configurado de preferencia a partir de un material el cual puede ser el mismo material como aquel de los elementos separadores 25, 26 (malla de acero, lana de cerámica, etc.) o se puede configurar a partir de un material más duro o más blando, y puede aún ser configurado como un anillo de cerámica, metal o material elastomérico u otro material resistente al calor apropiado, durable, el cual puede ser simplemente ajustado sobre el elemento interno 20 el cual se puede soldar mediante soldadura fuerte o fijarse de manera apropiada de otra manera sobre el elemento interno 20. Cuando no se proporciona ningún elemento de retención 28 para un apar-ato específico 10, la construcción de los elementos restantes se debe dimensionar apropiadamente para cualquier aplicación dada, de tal manera que bajo los límites de operación esperados para aquella aplicación dada, el aparato 10 no sería comprimido de tal manera que los rebordes 17 y 18 estén a tope. Tal dimensionamiento apropiado impediría la gene-ración de "fisuras" del acoplador durante la operación. En aún otra construcción alternativa adicional, un elemento de muelle anular, tal como un muelle de Belleville, podría ser sustituido por el elemento de retención 28. El fuelle 30 que tiene los extremos 31, 32 se coloca alrededor y se fija de manera sellante a los elementos adaptadores 14, 15 (si los elementos 14, 15 son más grandes en diámetro que los extremos 11, 12 como se ilustra) mediante cualquiera de una diversidad de técnicas conocidas, tales como soldadura o soldadura fuerte. Alternativamente, los extremos 31, 32 del fuelle se podrían fijar y sellar directamente a los extremos 11, 12 si los elementos adaptadores se reciben de manera insertada y se fijan mecánicamente dentro, en o a los extremos 11, 12 o si los extremos 31,32 del fuelle se extienden axialmente más allá de los elementos adaptadores 14, 15. La porción corrugada del fuelle 30 se debe proporcionar con suficiente longitud axial, de tal manera que todo el elementos interno 20 y los elementos s-aparadores 25, 26 y aquella porción de los elementos adaptadores 14, 15 la cual se traslapa al elemento interno 20, se abarcan dentro de la longitud de la sección corrugada. Se pueden proporcionar collarines 34, 35 y ajustarse alrededor de los extremos del fuelle 31, 32. Se pueden emplear soldaduras, broncesoldaduras y/o ondulaciones, de acuerdo a técnicas conocidas para fijar de manera sellante los diversos componentes entre sí. Los métodos para formar y montar los diversos componentes descritos siguen técnicas conocidas y se pueden llevar a cabo por aquellos con experiencia ordinaria de la técnica, teniendo la presente descripción ante ellos. Por consiguiente, una descripción detallada de la formación y montaje del acoplador 10 flexible no es necesaria para un entendimiento completo de la estructura y el modo de operación de la presente invención. Durante la operación, el aparato 10 acoplador flexible será instalado, de tal manera que la configuración como se ilustra en la Figura 1 será sustancialmente el estado de reposo normal del aparato 10. Los elementos separadores 25, 26 no serán comprimidos axialmente, aunque se pueden comprimir radialmente. Alguna extensión axial del aparato 10, que resulta de la separación de los extremos 11, 12 será ajustada, la cual dará como resultado la compresión axial de los elementos separadores 25, 26. La compresión axial del aparato 11 dará como resultado que uno o ambos de los rebordes 17, 18 se muevan hacia y eventualmente se unan a tope al elemento 28 de retención opcional (si se proporciona) . Además, los elementos separadores 25, 26 al ser compresibles de manera resistiva en todas direcciones, se someterán a las tolerancias de los diversos componentes, permiten alguna deflexión angular del tubo 1 en relación al tubo 2 (véase Figura 2) . Por ejemplo, para un aparato conectador que tiene un diámetro nominal de 5.1 cm (2 pulgadas), se contempla una defección angular total de 10-12°. Además, dependiendo del diámetro del aparato 10, y de los extremos 11, 12 en las longitudes axiales relativas de los elementos adaptadores 14, 15, el elemento interno 20 y de los elementos separadores 25, 26 entre otros factores, se puede permitir que los extremos 11, 12 asuman una configuración en la cual los ejes separados de los extremos 11 y 12 no se interceptan, sino que más bien son paralelos o completamente oblicuos (véase Figura 3) . Es decir, los extremos libres internos de los adaptadores 14 y 15 con los rebordes 17 y 18 respectivamente, cooperan con los rebordes 22, 23 del elemento interno 20 y los elementos separadores 25, 26 respectivamente, para proporcionar dos juntas giratorias, que tienen centros de rotación en general ubicados en los puntos 40 y 41 respectivamente. Puesto que, co o se describe anteriormente, se contempla que permite al aparato acoplador global una deflexión angular total de 10-12°, se contempla que cada junta giratoria se le permita una deflexión angular b o c de 5-6°, la mitad de la deflexión total posible de 10-12°. Con respecto a cada uno de los modos de deflexión angular mencionados anteriormente, el elemento de fuelle 30 estará configurado apropiadamente para ajustar tales combinaciones de movimiento, en tanto que mantiene un sello hermético al fluido en cada extremo para asegurar que no exista escape de los gases, los cuales pasan a través del aparato 10. Además, el elemento «30 de fuelle permite que el aparato 10 acoplador sea comprimido o extendido, como sea necesario, durante los procedimientos de instalación y permite además tal compresión o extensión durante la operación, en tanto que mantiene una conexión de sellado mecánica entre los extremos 11, 12 del tubo. En la modalidad preferida de las Figuras 1-3, se ilustra el elemento de reterroión 28 y se contempla como un anillo anular simple, qué tiene configuración en sección transversal rectangular uniforme. En una modalidad preferida alternativa de la invención (Figuras 4, 5 y 6) el elemento de retención 55 se puede proporcionar con porciones ensanchadas 56. Se reconocerá que las porciones ensanchadas están un tanto exageradas como se ilustra en las Figuras 4-6 y que se anticipa que las porciones ensanchadas tendrán una longitud axial la cual es mayor que la longitud axial de las porciones no ensanchadas, por una diferencia la cual es igual a aproximadamente 10-20% de la longitud axial del elemento de retención. Por ejemplo, un elemento de retención que tiene una longitud axial de 8 mm, en las porciones no ensanchadas puede tener una longitud axial en las porciones ensanchadas de 10-12 mm. Además, cada porción ensanchada cubrirá de preferencia comúnmente una porción de la circunferencia del elemento de retención igual a aproximadamente 90-100° de arco, aunque se pueden emplear cantidades menores de arco si se desea. De preferencia, se proporcionarán dos porciones ensanchadas 56, para el elemento de retención 55 y estarán ubicadas en posiciones diametralmente opuestas en el elemento de retención 55. Las porciones ensanchadas estarían limitadas axialmente por los rebordes 17 ó 18 respectivamente. De manera alternativa, se pueden proporcionar porciones ensanchadas adicionales, las cuales estarían colocadas de preferencia en sitios radialmente simétricos alrededor de la circunferencia del elemento de retención. El ensanchamiento se proporciona solamente en la dirección axial y los espesores radiales del elemento de retención en tales porciones ensanchadas serán de preferencia los mismos (por lo menos en el estado no comprimido axial ente) como las porciones no ensanchadas. Por medio del uso de un elemento de retención, tal como el elemento de retención 55, se puede obtener una acción de giro o articulación mejorada, sin crear "holguras" axiales indebidas en el acoplador. En otra modalidad alternativa de la presente invención (no mostrada) , además o en lugar del elemento de retención 55 que tiene una porción ensanchada, se puede proporcionar el aparato acoplador flexible con uno o ambos elementos separadores que tienen porciones ensanchadas. En una modalidad preferida alternativa, el ensanchamiento estará presente solo a lo largo de una "cara" axial del elemento separador. Por ejemplo, con referencia a la Figura 5, supóngase que el ítem 55 fuera en lugar de esto un elemento separador, en una modalidad preferida alternativa, el ensanchamiento estaría solamente presente a un lado del plano de simetría S, en uno o de preferencia ambos de los elementos separadores, la o las otras caras axiales permanecen planas. En tal modalidad alternativa, la o las caras planas estarían orientadas a las caras dirigidas axialmente hacia afuera, en relación al aparato acoplador como un todo, en tanto que las caras que tienen el ensanchamiento estarían orientadas para ser las caras dirigidas axialmente hacia adentro, en relación al aparato acoplador como un todo. Es ..decir, las porciones ensanchadas estarían de frente al centro del aparato acoplador, en tanto que las caras axiales planas estarían de frente a lo lejos del centro del aparato acoplador. En aún otra modalidad alternativa, los elementos separadores tendrían porciones ensanchadas sobre ambas caras axiales, en la manera descrita con respecto al elemento de retención 55 de las Figuras 4-6. Como se afirma anteriormente, ya sea una forma u otra del elemento separador ensanchado se puede utilizar con o en lugar del elemento de retención que tiene las porciones ensanchadas. En cualquiera de las modalidades alternativas en donde se proporciona un elemento de retención o uno o más de los elementos separadores con porciones ensanchadas, entonces, tal elemento de retención o elemento separador respectivo se fijaría de preferencia al elemento interno 20 mediante cualquier medio apropiado, tal como soldadura por puntos, broncesoldadura, etc. En aún otra modalidad alternativa de la invención (Figura 7), en el aparato 10' los elementos adaptadores 14' y 15' tendrán rebordes 17' y 18' los cuales estarán configurados para emanar radialmente hacia afuera. En tanto que se ilustra en sección, en la vista fragmentaria de la Figura 7, se comprenderá que la sección, tal como se ilustra, se propone representar la sección transversal de los extremos del tubo y aquella de los elementos adaptadores, etc., a no ser que se describa de otra manera, son generalmente cilindricas en forma. Los extremos libres de los elementos adaptadores 14' y 15' pueden ser estrechados, como se ilustra o pueden ser simple elementos cilindricos, como se ilustra en la Figura 1. En lugar de un elemento interno 20, se puede proporcionar un elemento externo 20' , el cual rodea circunferencialmente por lo menos las porciones de los extremos libres de los adaptadores 14' y 15' . Los elementos ««paradores 25' y 26' y el elemento de retención opcional 28' pueden ser los mismos como aquellos de las diversas modalidades alternativas discutidas con respecto a las Figuras 1-6, en las que se incluyen aquellas configuraciones alternativas que tiene porciones ensanchadas. El elemento de retención 28', si se proporciona, normalmente puede no requerir ninguna forma de fijación, para mantenerlo en su lugar dentro del elemento externo 20' , ya que los materiales a partir de los cuales el elemento de retención 28' (o elemento de retención 28) pueden estar configurado, son tales que el elemento de retención 28' será relativamente rígido (aunque por lo menos un tanto flexible) y tiene un cuerpo sustancial. Además, el elemento de retención 28' estará dimensionado de preferencia de tal manera que una • compresión radial muy ligera del elemento de retención 28' tomará lugar después de la inserción al elemento externo 20' . Se contempla que el aparato 10' acoplador alternante tal como funciona, en su compresión, extensión y modos de curvatura es sustancialmente de la misma manera como las modalidades de las Figuras 1-6. La descripción anterior y los dibujos explican e ilustran solamente la invención y la misma no está limitada a los mismo, excepto como las reivindicaciones anexas estando así limitadas, ya que aquellos expertos en la técnica que tengan la descripción ante ellos tendrán la capacidad de hacer modificaciones y variaciones en la misma sin apartarse del alcance de la invención.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato acoplador flexible para conectar los extremos adyacentes de tubos sucesivos para dirigir el tubo de fluido desde uno de los tubos al otro de los dos tubos, en tanto que impide la transmisión de vibración entre los dos tubos, el aparato acoplador flexible está caracterizado porque comprende: un primer elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al primero de los dos tubos y al segundo extremo libre; un segundo elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y al segundo extremo libre; los segundos extremos 'libres del primer y segundo elementos adaptadores se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, cuando el primer y segundo elementos adaptadores" se fijan al primer y segundo tubos, respectivamente y el aparato acoplador se encuentra en un estado no tensionado; un elemento interno que tiene dos extremos libres, los cuales se reciben de manera insertada en los extremos libres respectivos de los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores; los dos extremos libres del elemento interno están rodeados adicionalmente de manera circunferencial mediante los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente; por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles dispuestos de manera operativa entre un primer extremo libre del elemento interno y un extremo libre de uno del primer y segundo elementos adaptadores, y un segundo extremo libre del elemento interno y ?n extremo libre de otro del primer y segundo elementos adaptadores, respectivamente, para absorber las vibraciones que se originan de uno del primer y segundo tubos y para impedir la transmisión de vibraciones al otro de los tubos; por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están encerrados radialmente entre por lo menos los dos extremos libres del elemento interno y los elementos adaptadores respectivos del primer y segundo elementos adaptadores, por lo menos una porción de cada uno de por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles se disponen además operativamente para su movimiento axial en relación a por lo menos uno del elemento interno, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador respectivamente; y un elemento de sellado flexible que se fija al menos indirectamente al primer y segundo tubos, para impedir el escape de fluido del aparato acoplador flexible para mantener el primer y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sí para ajustar y permitir el movimiento axial compresivo y extensivo sustancial del primer y segundo tubos uno en relación al otro, para ajustar la orientación de los tubos de tal manera que los ejes longitudinales de los mismos se coloquen en una relación de no interferencia.
  2. 2. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento sellador flexible está configurado de manera operativa para rodear circunferencialmente y extenderse axialmente sobre la totalidad del elemento interno, el primer y segundo elementos separadores, y por lo menos una porción de por lo menos uno del primer y segundo elementos .adaptadores y traslaparse a por lo menos una porción de cada uno de los dos tubos.
  3. 3. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende además : por lo menos un elemento de retención dispuesto de manera operativa alrededor del elemento interno y configurado de manera operativa, para impedir el contacto a tope, axialmente directo del primer y segundo elementos adaptadores .
  4. 4. Un aparato acoplador flexible para conectar los extremos adyacentes de tubos sucesivos para dirigir el flujo del fluido desde uno de los tubos al otro de los -dos tubos, en tanto que otro de lo dos tubos, impide la transmisión de vibración entre los dos tubos, el aparato acoplador flexible está caracterizado porque comprende: un primer elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al primero de los dos tubos y al segundo extremo libre; un segundo elemento adaptador que tiene un primer extremo configurado para estar fijo de manera operativa al segundo de los dos tubos y al segundo extremo libre; los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores se disponen normalmente en una relación espaciada axialmente, cuando el primer y segundo elementos adaptadores se fijan al primer y segundo tubos respectivamente, y el aparato acoplador se encuentra en un estado no tensionado; un elemento externo que tiene dos extremos libres, los cuales reciben de manera insertada los segundos extremos libres respectivos del primer y segundo elementos adaptadores; los dos extremos libres del elemento externo rodean además circunferencialmente los segundos extremos libres del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente; por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles, dispuestos de manera operativa entre ?n primer extremo libre del elemento externo y un extremo libre de uno del primer y segundo elementos adaptadores y un extremo libre del elemento externo y un extremo libre del otro del primer y segundo elementos adaptadores respectivamente, para absorber las vibraciones' que se originan de uno del primer y segundo tubos y para la transmisión de las vibraciones al otro de los tubos; por lo menos el primer y segundo elementos separadores flexibles están encerrados radialmente entre por lo menos los dos extremos libres del elemento externo y los elementos adaptadores respectivos del primer y segundo elementos adaptadores, por lo menos una porción de cada uno de por lo menos el primer y segundo elemen'tos separadores flexibles se disponen además operativamente para su movimiento axial en relación a por lo menos uno del elemento externo, el primer elemento adaptador y el segundo elemento adaptador respectivamente; y un elemento de sellado flexible que se fija por lo menos indirectamente al primer y segundo tubos para impedir el escape de fluido del aparato acoplador flexible y para mantener el primer y segundo tubos en relación conectada de manera flexible entre sí para ajustar y permitir el movimiento axial compresivo y extenso sustancial del primer y segundo tubos uno en relación al otro, para ajustar la orientación de los tubos, de tal manera que los ejes longitudinales de los mismos se coloquen en una relación de no intersección.
  5. 5. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además: por lo menos un elemento de retención dispuesto de manera operativa dentro del elemento externo y configurado de manera operativa para impedir el contacto a tope, axialmente directo entre el primer y segundo elementos adaptadores.
  6. 6. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 6 4, caracterizado .porque el elemento de sellado flexible comprende además un elemento de fuelle tubular flexible que tiene formado sobre el mismo una pluralidad de ondulaciones circuríferenciales a lo largo de su longitud.
  7. 7. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 ó 4, caracterizado porque cada elemento separador comprende: un elemento anular flexible fabricado a partir de malla de alambre de metal.
  8. 8. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 ó 4, caracterizado porque cada elemento separador comprende:' un elemento anular flexible fabricado a partir de material de lana de cerámica.
  9. 9. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 ó 4, caracterizado porque por lo menos uno de por lo menos dos elementos separadores comprende : un elemento flexible sustancialmente anular, que tiene un ancho axial alrededor de su circunferencia, en donde en por lo menos una región a lo largo de la circunferencia, el ancho axial es sustancialmente mayor que en otras regiones a lo largo de la circunferencia.
  10. 10. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende además: por lo menos un elemento de retención dispuesto de manera operativa alrededor y fijo al elemento interno y configurado de manera operativa para impedir el contacto a tope, axialmente directo entre el primer y segundo elementos adaptadores .
  11. 11. El aparato acoplador flexible de conformidad con las reivindicaciones 3 ó 5, caracterizado porque por lo menos uno del elemeruo de retención comprende: un elemento anular que tiene un ancho axial alrededor de su circunferencia, en donde en por lo menos una región a lo largo de la circunferencia, el ancho axial es sustancialmente mayor que en otras regiones a lo largo de la circunferencia.
  12. 12. El. aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 9, cuando depende 'ele la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque por lo menos uno de los elementos separadores se fija al elemento interno.
  13. 13. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 9, cuando depende de la reivindicación 4, caracterizado porque por lo menos uno de los elementos separadores se fija al elemento externo.
  14. 14. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 11, cuando depende de la reivindicación 3, caracterizado porque por lo menos un elemento de retención se fija al elemento interno.
  15. 15. El aparato acoplador flexible de conformidad con la reivindicación 11, cuando 'depende de la reivindicación 5, caracterizado porque por lo menos un elemento de retención se fija al elemento externo.
MXPA/A/1998/004511A 1995-12-08 1998-06-05 Aparato acoplador flexible MXPA98004511A (es)

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