PT857274E - Dispositivo de ligacao de um tubo a uma ponteira - Google Patents

Description

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DESCRICÃO “Dispositivo de ligação de um tubo a uma ponteira” A presente invenção diz respeito a um dispositivo de ligação entre um troço de canalização e um componente funcional ou à união de uma instalação de fluido sobre pressão, permitindo a realização de uma rede de distribuição de fluido de uma maneira simples, rápida, racional c evolutiva ou que sc pode configurar em função da evolução das necessidades do utilizador. A realização de uma rede de distribuição, por exemplo, de ar comprimido numa fábrica diz respeito, no momento actual, essencialmente aos canalizadores, quer ;dizer, à colocação artesanal de canalizações que formam esta rede (corte em comprimento de tubagens, formação de troços no local em função das dificuldades geométricas do local, soldadura com solda forte, soldadura ou colagem dos elementos de união ou de derivação nos troços da tubagem). Em certos casos, utiliza-se igualmente dispositivos de acoplamento de troços de tubo através de garras como está ilustrado pelo documento GB 2 117 072, que permitem ganhar um pouco de tempo. A modificação ou a evolução de uma instalação deste tipo obriga a uma renovação completa desta para ai colocar tal ou tal derivação suplementar ou para suprimir uma outra. Mesmo para as evoluções menores da instalação tal como, por exemplo, o aumento do diâmetro de uma derivação, devido a um pedido acrescido de energia sobre essa linha, é preciso proceder a mudanças pesadas que imobilizam a instalação durante muito tempo. É conveniente fazer face aos inconvenientes das instalações actuais e às suas técnicas de colocação com meios de ligação que permitem uma montagem extremamente rápida de uma instalação nova com a possibilidade de modificar facilmente a sua configuração, a natureza ou o lugar dos elementos funcionais que a constituem.

Estes meios de ligação permitem dividir a canalização ou as canalizações que compõem a instalação ou a rede em elementos ou troços modulares em que é fácil a sua substituição ou modificação, sendo estes troços fornecidos numa série de comprimentos predeterminados e não comportando nenhum meio de extremidade específico para a sua ligação à instalação. Os meios de união estão concentrados num elemento específico que se interpões entre a extremidade de um troço e um órgão funcional, comportando este órgão funcional um corpo tubular rígido que pode ser reduzido a uma união ou a um fecho.

Naquilo que se segue chamar-se-á ponteira a toda a extremidade cilíndrica de um corpo rígido provida interiormente de um canal de circulação de um fluido e exteriormente

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EP 0 857 274/PT 2 de meios de aperto (filete, colar, pemos radiais, elementos de excêntrico...) que cooperam com os meios de aperto correspondentes de um anel de associação de um tubo. Esta extremidade está limitada axialmente por uma superfície que forma um apoio para o tubo a unir.

Para responder às exigências de união rápida e facilmente modificável, os meios de conexão de um tubo a uma ponteira são em forma de manga cilíndrica, em que uma secção axial possui meios para a sua fixação à ponteira e em que uma outra secção axial possui meios de retenção do tubo, por exemplo meios de conexão por garras. Num tal dispositivo o tubo não penetra na ponteira, o que permite uma desmontagem da ligação sem que seja necessário extrair o tubo da ponteira por um movimento axial. Pode-se, assim, realizar as redes de canalização por troços de tubos adjacentes uns aos outros e entre os quais está interposta uma peça de ligação (possuindo uma ponteira para cada troço). Esta peça pode assegurar outras funções, para além da ligação, nomeadamente uma derivação, uma função de corte, dc descarga da pressão do fluido, de purga— Com efeito, quando se trata de modificar a geometria da rede, graças a este tipo de união, pode extrair-se da rede pelo menos um troço de tubo lateralmente, quer dizer, sem ter de realizar um movimento de desmontagem axial entre o tubo e as peças de ligação. Isto obrigaria a desmontar estas peças para as desligar da estrutura que as suporta, estando a rede, em geral, fixa a esta estrutura por estas peças.

Esta ausência de montagem entre peças e tubos no local da sua união forma pontos de fraqueza mecânica que encaixam mal as solicitações em flexão que a rede pode sofrer resultantes, por exemplo, dos esforços de desgaste devidos às dilatações dos troços do tubo. Isto provoca, no local da ligação, uma ovalização do tubo, um desalinhamento do qual interfere com a qualidade da conexão e com a sua estanqueidade.

Por meio da actual invenção é proposto dar um paliativo a este inconveniente por meios específicos a este tipo de conexão, de reforço da ligação mecânica entre a ponteira e o tubo sem prejuízo da possibilidade de desligar as peças por deslocamento lateral.

Em relação a este efeito, a invenção tem, portanto, por objectivo um dispositivo de junção de um tubo com o corpo de uma peça, compreendendo uma ponteira cilíndrica pertencendo à peça, limitado por uma face frontal e uma manga de união em que uma primeira secção comporta meios de fixação desmontáveis para cooperar com meios dispostos em correspondência sobre a ponteira de união e em que uma segunda secção, adjacente axialmente à primeira, comporta meios que se opõem à extraeção de uma extremidade do tubo colocado na manga e em apoio contra a face frontal da ponteira. Mais precisamente, a manga está equipada interiormente com um anel de encaminhamento da 3 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ extremidade do tubo, de diâmetro interno sensivelmente igual ao diâmetro externo do tubo, possuindo uma parte montada para deslizar na segunda secção da manga e uma segunda parte em projecção axial na primeira secção da manga, enquanto que a ponteira está provida de um sulco efectuado na sua face frontal para acolher e centrar a extremidade livre em projecção da segunda parte do anel quando os meios de fixação estão a actuar.

Assim, quando os meios de fixação estão a actuar, o anel em causa constitui uma espécie de caixa de manutenção periférica da extremidade do tubo como o faria um alojamento feito na ponteira no qual iria penetrar esta extremidade. O interesse deste anel é que ele pode ser separado da ponteira quando se desengatam os meios de fixação, o que conserva a vantagem de uma separação dos elementos sem deslocamentos relativos axiais.

Para melhorar o comportamento deste anel em relação ao tubo, quer dizer, para o tomar equivalente a um alojamento de recepção que podia comportar a ponteira, a manga possui um apoio que forma um encosto de engate e de manutenção da extremidade livre do anel de encaminhamento no sulco feito na face frontal da ponteira e este sulco está limitado axialmente por um fundo que forma um apoio para a extremidade livre do anel quando os meios de fixação estão totalmente em acção. Nestas condições, já não existe qualquer grau de liberdade entre o anel e a ponteira, se bem que esta última se comporta quase como um prolongamento numa só peça da ponteira na qual a extremidade do tubo está fixa.

Num modo preferido de realização, as superfícies laterais do sulco são cónicas e convergentes enquanto que a superfície lateral externa da extremidade livre do anel é cónica, com um ângulo no topo mais pequeno que o ângulo no topo da superfície lateral externa do sulco. Obtém-se, assim, uma fixação do anel com a ponteira quando os meios de fixação estão em acção, com ausência de qualquer bloqueio e permitindo portanto, quando se folgam os meios de fixação, uma extracção simples e sem esforço do anel para fora do sulco.

Numa variante de realização, a parede interna do sulco possui pelo menos duas entalhaduras que definem assim pelo menos duas linguetas entre elas. Com efeito, não é necessário que a parede interna do sulco seja contínua. Ela pode ser constituída por duas ou mais linguetas que constituem os meios de encaminhamento e de centragem da extremidade livre do anel e cujas extremidades livres se situam ao nível da face frontal da ponteira e constituem o encosto de penetração do tubo no dispositivo de junção da invenção.

Para que o anel possa ser extraído do sulco feito na ponteira quando se desmonta o dispositivo de junção, o anel e a manga possuem meios de encosto opostos ao apoio da manga para limitar o seu deslizamento relativo no sentido oposto a este apoio e tomar o anel imperdível em relação à manga. 4 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ

Para aumentar este “encastramento” da extremidade do tubo no dispositivo de junção de acordo com a invenção, o orifício de entrada da manga é de diâmetro inferior sensivelmente igual ao do tubo e forma uma boca de encaminhamento para o tubo em que o comprimento axial é tal que o comprimento da segunda secção da manga de ligação é, pelo menos, igual ao diâmetro exterior da manga.

Por fim, os meios de retenção do tubo são formados, de maneira por si só conhecida, por uma anilha cónica que possui dentes radiais interiores, sendo a parte exterior desta anilha apertada entre o anel e o encosto da manga, a anilha comporta orifícios de passagem para as protuberâncias frontais do anel dirigidas para o apoio de tal maneira que quando os meios de fixação estão totalmente em acção, existe entre o apoio e o anel um jogo superior à espessura desta parte exterior da anilha cónica. ,

Outras características e vantagens da invenção sobressairão da descrição de um dos seus modos de realização dados a seguir a título de exemplo não limitativo.

Será feita referência aos desenhos anexos entre os quais: - a fíg. 1 é uma vista em corte parcial de um dispositivo de junção de acordo com a invenção; - a fig. 2 é uma vista de frente da ponteira cilíndrica à qual o tubo deve ser ligado; - a fig. 3 é uma vista exterior do anel concretizado no dispositivo da invenção; - as figs. 4 e 5 são vistas detalhadas da anilha com garras para manter o tubo na manga de acordo com a invenção.

Na fig. 1 representou-se uma ponteira 1 de uma peça 2 à qual se deseja unir a extremidade de um tubo 3. Essa ponteira delimita um cano 4 central e está provida exteriormente de um filete 5. Ela termina por uma superfície frontal 6 na qual está cavado nm sulco 7 definido por uma superfície lateral externa 8, uma superfície lateral interna 9 e um fundo 10. A superfície lateral externa 8 é cónica e converge num sentido oposto à superfície frontal 6, enquanto que a superfície lateral interna 9 é igualmente cónica, mas de inclinação bastante mais suave e divergindo a partir da superfície frontal 6. O dispositivo da invenção representado na fíg. 1 comporta, igualmente, uma manga 11 de união em que uma primeira secção 12 comporta uma rosca interior 13 susceptível de ser aparafusada no filete exterior 5 da ponteira 1 e uma segunda secção 14 adjacente à primeira secção 12, na qual estão alojados por um lado meios que se opõem à extracção do tubo 3 alojado na manga 11 e constituídos aqui por uma anilha 15 que será descrita mais em detalhe em relação às figs. 4 e 5 e, por outro lado, meios de estanqueidade constituídos por 5 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ uma junta 16. Um reforço 17 está colocado entre a anilha 15 e ajunta 16 para constituir uma superfície de apoio para esta anilha sobre a qual ela se virá colocar por deformação elástica logo que os meios de fixação com filetes 5 e 13 estejam completamente a actuar. A extremidade livre da secção axial 14 da manga define uma abertura 18 cujo comprimento axial está marcada com L na fig. 1.

Para além da anilha 15 em relação à entrada 18, a manga comporta um anel 19 de encaminhamento para o tubo 3. Este anel 19 tem uma primeira parte 20 nas imediações da anilha 15 que está montada com possibilidade de deslizar no interior da segunda secção 14 da manga 11. Ele possui uma segunda parte 21 que prolonga a primeira parte 20 para a fazer sair no interior da primeira secção 12 da manga 11. Esta segunda parte 21 está limitada por uma superfície exterior 22 cónica convergente no sentido da direita do desenho e de inclinação ligeiramente inferior à inclinação da superfície cónica 8 que constitui a superfície lateral externa do sulco 7.

Na sua extremidade oposta à saliência 21, o anel 19 comporta uma série de protuberâncias axiais 23 que se prolongam na direcção do reforço 17, para além de uma superfície terminal 24 e que penetram livremente nos alojamentos 25 proporcionados correspondentemente no reforço 17 e cavados na superfície de apoio que apresenta este retorço para a anilha 15. A parte 20 comporta igualmente um apoio periférico 26 voltado para o lado oposto da superfície 24 para cooperar com um apoio correspondente 27 executado na segunda secção 14 da manga, sendo assim este encosto 27 ligeiramente cónico. O anel 19 pode, portanto, deslizar axialmente e de maneira limitada no interior da manga 11 entre a posição representada na fig. 1 na qual os apoios 26 e 27 estão em contacto um com o outro e uma posição na qual as protuberâncias 23 estão encostadas contra o fundo dos alojamento 25 do reforço 17, estando o próprio reforço 17 apoiado sobre o apoio 28 da manga.

Notar-se-á, por fim, a presença de uma junta tórica 29 que está colocada na junção das partes 20 e 21 do anel 19, sendo esta junta 29 no exterior deste mantida sobre o anel por uma superfície cónica 30 que constitui o alojamento. O anel 19 possui um diâmetro interior D sensivelmente igual ao diâmetro exterior do tubo 3. O maior diâmetro da superfície lateral interna 9 do sulco 7 é ligeiramente inferior ao diâmetro interior D do anel 19. Por outro lado, o diâmetro exterior da parte 21 medido no plano da sua superfície de extremidade 21a é sensivelmente igual ao diâmetro da superfície exterior cónica 8 do sulco 7 medido no plano do fundo 10. 6 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ

Quando se deseja unir o tubo 3 à peça 2, começa-se por aparafusar a manga equipada os elementos atrás descritos sobre a ponteira 1. A parte 21 do anel 19 penetra portanto no sulco 7 e é centrada em relação a ele, graças à parede cónica 8 do sulco. Quando a face 21a do anel 19 encontra o fundo 10 do sulco 7, o seguimento do aperto aproxima os fundos dos alojamentos 25 das protuberâncias 23 sobre os quais finalmente as mesmas se apoiam. O anel 19 é então bloqueado numa posição que é determinada pelo encaminhamento da sua parte 21 no sulco 7 e pelo apoio da sua superfície frontal 21a sobre o fundo 10 do sulco. Com efeito, os jogos do anel 19 em relação à manga de ligação 11 são tais que é este encaminhamento e este apoio que são predominantes na posição definitiva tomada pelo anel 19. Assim, este anel faz o papel de um prolongamento solidário com a ponteira 1 visto que a sua posição é definida por esta ponteira.

No fim do aperto, a face frontal 6 da ponteira permitiu, no exterior do sulco 7, a compressão ligeira da junta 29 e está situada em parte no interior do anel 19. Esta parte interior constitui o encosto do tubo 3 que se introduz na manga depois de se ter apertado este último sobre a ponteira. Como o alcance interior do anel 19 se prolonga sobre o comprimento axial da projecção 21 e sobre uma parte pelo menos do comprimento axial da parte 20, esta última parte constitui uma boca de centragem para o tubo 3 que se encontra assim correctamente na posição e praticamente “encastrado” em relação à ponteira 1.

Quando do aperto da manga sobre a ponteira, o conjunto 17, 19 fechou-se e obrigou a anilha 15a tomar uma posição mais radial do que a sua posição de repouso. Esta deformação é conhecida em si mesma e permite aos dentes interiores desta anilha 15 se prolongarem sobre um diâmetro ligeiramente mais pequeno que o diâmetro exterior do tubo 3. Representou-se na fig. 4 o esboço plano que permite realizar a anilha 15, possuindo este esboço 31 uma pluralidade de orifícios 32 com um diâmetro e uma disposição tais que quando a anilha está colocada na sua posição, como está indicado em corte na fíg. 5, os seus orifícios 32 podem deixar passar com folga as protuberâncias 23 do anel 19. Quando se dá o apoio da extremidade destas protuberâncias no fundo dos alojamentos 25 do reforço 17, a superfície 24 do anel 19 acaba por não apertar demasiado a anilha 25 para a obrigar a apoiar-se sobre o reforço 17. Pelo contrário, existe uma distância entre o reforço 17 e esta superfície 24 superior à espessura da anilha 15, de maneira que existe uma ligeira folga para esta anilha, folga essa que facilita a introdução do tubo 3. A fig. 2 que é uma vista segundo F, quer dizer, do fundo da peça 2, ilustra o facto de o sulco 7 estar limitado interiormente não por uma parede contínua mas por duas linguetas 40, 41 que têm porções de superfície 9, estando estas linguetas separadas pelas entalhaduras 42, 43 totalmente desprovidas de matéria. E a superfície extrema 6a, 6b destas linguetas que 7 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ constitui ο encosto para a introdução do tubo 3, estando estas superfícies extremas 6ae 6b no plano terminal 6 da ponteira 1.

Enfim, de acordo com a invenção, a parte de entrada da manga 11 que delimita a abertura 18 pela qual o tubo 3 é introduzido, é de um comprimento axial L tal que o comprimento axial da segunda secção 14, quer dizer, o valor da distância que separa a extremidade 6 da ponteira 1 alojada na manga 11, quando o aperto da extremidade livre desta manga está totalmente feito, é maior do que o diâmetro D do tubo. Melhora-se, assim, o encastramento do tubo no dispositivo de junção opondo-se, assim, às deformações que este tubo poderia sofrer devido às solicitações de flexão e de desgaste que o mesmo podia sofrer. A boca 18 de entrada da manga pode ser dividida numa variedade de sectores separados por ranhuras axiais. A invenção pode, bem entendido, ser realizada de maneira diferente. Em particular, se o reforço 17 não existir, as protuberâncias 23 apoiam-se, então, directamente sobre o apoio 28 com a anilha 15 entre as mesmas.

Lisboa, ~é. M 2001

Por LEGRIS S.A.

Claims (9)

1. 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de junção de um tubo (3) ao corpo de uma peça (2) que compreende uma ponteira (1) cilíndrica que pertence à peça limitada por uma face frontal (6) e uma manga (11) de união cuja primeira secção (12) comporta meios (13) de fixação desmontáveis para cooperar com os meios (5) dispostos em correspondência sobre a ponteira (1) de união, e em que uma segunda secção (14), adjacente axialmente à primeira (13), comporta meios (15) que se opõem à extracção de uma extremidade do tubo (3) colocado na manga (11), caracterizado por a extremidade do tubo (3) estar encostada contra a face frontal (6) da ponteira e em que a manga (11) está equipada interiormente com um anel de encaminhamento (19) da extremidade do tubo (3), de diâmetro (D) interno sensivelmente igual ao diâmetro externo do tubo (3), possuindo uma parte (20) montada para deslizar na segunda secção (14) da manga (11) e uma segunda parte (21) em projecção axial na primeira secção (12) da ponteira (11), enquanto que a ponteira (1) está provida de um sulco (7) cavado na sua face frontal (6) para acolher e centrar a extremidade livre da segunda parte em projecção (21) do anel (19) quando os meios de fixação (5, 13) estão em acção.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ponteira (11) possuir um apoio (28) que forma, pelo menos indirectamente, um encosto de engate e de manutenção da extremidade livre (21a) do anel de encaminhamento (19) no sulco (7) cavado na face frontal (6) da ponteira (1).
3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sulco (7) estar limitado axialmente por um fundo (10) que forma apoio para a extremidade livre (21a) do anel (19) quando os meios (5, 13) de fixação estão totalmente em acção.
4. 4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as superfícies laterais (8, 9) do sulco (7) serem cónicas e convergentes.
5. 5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a superfície lateral externa (22) da parte (21) do anel (19) ser cónica com um ângulo no topo mais pequeno que o ângulo no topo da superfície lateral externa (8) do sulco (7).
6. 6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a parede interna (9) do sulco possuir, pelo menos, duas entalhaduras (42, 43) que definem, entre elas, pelo menos duas linguetas (40,41).
7. 7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado por o anel (19) e a manga (11) possuírem meios de encosto (26, 27) opostos ao apoio (28) da manga 86 521 ΕΡ Ο 857 274/ΡΤ 2/2 para limitar ο seu deslizamento relativo no sentido oposto ao apoio (28) e tomar o anel (19) imperdível em relação à manga.
8. 8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o orifício (18) de entrada da manga (11) ser de diâmetro interior (D) sensivelmente igual ao diâmetro exterior do tubo (3) e formar uma ajuda para o encaminhamento do tubo (3) cujo comprimento axial (L) é tal que o comprimento da segunda secção (4) da manga (11) é, pelo menos, igual ao diâmetro exterior (D) do tubo.
9. 9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado por os meios de retenção do tubo serem formados, de maneira por si só conhecida, por uma anilha (15) cónica que possui dentes radiais interiores, estando a parte exterior, da anilha apertada, pelo menos indirectamente, entre uma superfície terminal (24) do anel (19) e o apoio (28) da manga, comportando a anilha (15) orifícios (31) de passagem para as protuberâncias (23) frontais do anel (19) voltado para o apoio (28), de maneira que, quando os meios de fixação (5, 13) estão completamente em acção, existe entre as superfícies de aperto uma folga superior à espessura da anilha (15) cónica. Lisboa, ”4 ÚH £S0t Por LEUR1S S.A. - O AGENTE OFICIAL -

   Eng." ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERRE1RA j Ag. 0{. Pr. Ind. na das Flores, 74-4.° '3-195 LISBOA