WO2011102708A2 - Separador y alineador de bridas hidraulico de accionamiento manuel - Google Patents

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WO2011102708A2 PCT/MX2011/000030 MX2011000030W WO2011102708A2 WO 2011102708 A2 WO2011102708 A2 WO 2011102708A2 MX 2011000030 W MX2011000030 W MX 2011000030W WO 2011102708 A2 WO2011102708 A2 WO 2011102708A2
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flange
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Antonio Cami Riestra
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Oyervides Ocho, Luis Gerardo
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/14—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same
    • B25B27/16—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same abutted flanges
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    • Y10T29/53909—Means comprising hand manipulatable tool
    • Y10T29/53943—Hand gripper for direct push or pull

Definitions

  • Flanges are an accessory commonly used in the industrial sector, particularly in the oil industry, which allow connecting pipe sections or process equipment to each other.
  • EP 1 325 794 A1 describes a torque wrench operated by a fluid having a cylinder portion (2) with a cylinder (4) that It has an axle (a) and an actuation portion (3), two pistons (5, 8) movable in the cylinder along the axis (a).
  • This tool also includes two mechanisms of lever (1 5, 1 9) located in the drive portion (3), and • a fluid supply (1 6, 1 7) in the cylinder, such that when the fluid is supplied on opposite sides of the pistons (1 5) the lever mechanism can go from side to side.
  • lever (1 5, 1 9) located in the drive portion (3)
  • a fluid supply (1 6, 1 7) in the cylinder such that when the fluid is supplied on opposite sides of the pistons (1 5) the lever mechanism can go from side to side.
  • fluid must be injected from an external source, and as mentioned in the description of the document, the flow of the fluid is carried out by means of the fluid system (16) and (1 7), Therefore, the torque wrench requires external fluid supply for its operation.
  • the present invention relates to a sealed hydraulic tool that is manually operated.
  • the tool for separating and aligning flanges of the present invention is designed under the concept of having a minimum number of parts, not requiring a mechanism or external device, to be prepared to operate in the most adverse conditions of heat , lvia, mud, dirt, bumps, and will not require maintenance, so it does not require specialized technicians for its operation.
  • the tool for separating and aligning flanges of the present invention can be practically used in any location where the flange is located, even in places where there is very little room for maneuver. To use the tool does not require a previous opening that allows attacking the flange, this thanks to a wedge with perfect triangular attack.
  • wedge is interchangeable, so that wedges of 30 °, 60 °, blunt or standard can be used, or the wedge that the user determines more appropriate for the specific operation.
  • the tool for separating and aligning flanges of the present invention does not require peripheral equipment such as hoses and pressure pumps, so it is a stand-alone tool.
  • the hydraulic tool for separating and aligning flanges of the present invention comprises a sleeve-shell (1); a support (1 8) having a central threaded hole for threaded housing the sleeve-shell (1); two movable braces (3, 3 ') that move along the support (1 8), each having a hole to engage a bolt (4) that is introduced into the holes of two flanges (32, 33) that are united; a threaded rod (1 9) that is housed in one of its ends in a threaded nut (1 3) of the casing-jacket (1), and at its other end is coupled to a torque housing (28); the torque housing (28) that has four fixed and equidistant steel balls (23) housed, mounted in such a way that only half the diameter of each of the balls protrudes, and a selector (24) that has a plurality housed of elastic washers (21) concentric to its axis; at least two levers (26) attached to the torque housing (28), so that
  • the hydraulic tool for separating and aligning flanges also comprises a flange alignment device (31) placed between the wedge (5) and the flanges (32, 33), so that the advance of the wedge (5) pushes to the alignment device (31) causing a central protrusion (36) of the flange alignment device to be inserted between the two flange sections (32, 33), at the same time as two arms (34, 35) of the alignment device of flanges make contact with the external walls of the flanges (32, 33), the additional advance of the wedge (5) that causes the flanges to be aligned.
  • Figure 1 shows the tool for separating and aligning flanges in longitudinal section, in its flange separator mode, mounted on a flange in position. initial;
  • Figure 2 shows the tool for separating and aligning flanges in longitudinal section, in its flange separator mode, mounted on a flange in its final position;
  • Figure 3 shows the torque housing and the operating levers in longitudinal section
  • Figure 4 shows the tool for separating and aligning flanges, in its flange alignment mode, before aligning the flanges;
  • Figure 5 shows the tool for separating and aligning flanges, in its flange alignment mode, once the flanges have been aligned.
  • the present invention recognizes and takes into account the considerations and methods of the prior art.
  • the tool for separating and aligning flanges comprises a bolt (4), which is introduced into one of the holes of the flanges, the bolt (4) it is coupled to two mobile braces (3, 3 '), through a hole in each of the braces, which move along the support (18), in order to vary the distance between the mobile braces (3, 3 '), depending on the thickness of the flanges to be separated.
  • the support (18) has two threaded screws (10, 10 ') that perform the function of safety stop of the braces (3, 3'), so that they cannot leave the support (18).
  • the support (18) has a central threaded hole (not shown) to accommodate the sleeve housing (1). Said hole also has the function of threading or unscrewing the housing- shirt (1), and thus advance or retract the wedge (5) with respect to the bolt (4).
  • the wedge (5) is interchangeable and is attached to the second piston (1 6) by means of a captive screw (7).
  • Two levers (26, 26 ') are manually operated by an operator, and have at their ends two cones (27, 27') for better manual operation.
  • the two levers (26, 26 ') are attached to a pair housing (28) that has four fixed and equidistant steel balls (23) housed, mounted in such a way that only the half the diameter of each of the balls.
  • a selector (24) has a plurality of elastic washers (21) concentric to its axis. Elastic washers or disc springs, also known as Belleville elastics, are placed in series or parallel and perform the same function as a spring. If more elastic washers are used, more force will be needed to be able to flex them, it is as if a thicker spring is used.
  • a first portion of the lever assembly and torque housing is formed by the threaded rod (1 9) and the selector (24). Both joined by the screw (22) thus forming a single turning body.
  • a second portion of said assembly is formed by the levers (27) the torque housing (28), the balls (23), the cover (25), and the elastic washers (21), all these parts forming a only turning body.
  • the first portion is attached to the second portion by the steel balls (23), both portions can rotate in unison if the elastic washers (21) do not flex, or on the contrary the second portion can rotate, remaining static the first portion, if the washers flex, causing the steel balls (23) to jump from a hemispherical recess to the next.
  • a little more than half the diameter of each steel ball (23) is nailed (permanently fixed) to the housing (28), the other half of the diameter of each steel ball (23) is inserted into the hemispherical holes located in the selector (24).
  • the elastic washers (21) press with force F (depending on the number of washers) to the selector (24), on the balls (23) that are stuck in the housing (28).
  • the elastic washers (21) perform a pushing force that forces the first portion to be attached to the second portion (by the pressure of the washers).
  • the cover (25) determines if the elastic washers are more or less flexed. The more you tighten the cover (25) to the washers (21), the more force is generated against the selector (24), and this against the balls (23) permanently housed in the housing (28).
  • the piston diameter (19) and the maximum working pressure are the variables that define the maximum torque that can be applied. For example, if it is desired to generate a force of 10 tons in the wedge (5), once these variables have been defined, the number of elastic washers (21) necessary to manually rotate the levers (27) is inserted, up to the exact moment in which that an external control pressure gauge, connected to the hydraulic fluid filler cap (8) indicates that it has been reached the maximum working pressure (for example 360 Bar) with which a force of 10 tons will be developing.
  • the maximum working pressure for example 360 Bar
  • the selector (24) slips by jumping over the steel balls (23), without transmitting the turning force to the threaded rod (19). If this does not happen, the threaded rod (19) pushes the ball (9) which in turn transmits the force to the first piston (12).
  • the threaded rod (19) is attached to the first piston (12) by means of a dovetail recess.
  • the ball (9) performs the function of thrust and false axial bearing.
  • the threaded rod (19) is housed in the sleeve nut (13), and can be threaded or unscrewed inside.
  • the torque housing (28) is closed by a cover (25) that insulates the elastic washers (21) from the outside.
  • the torque housing (28) is attached to the threaded rod (19) by means of a captive screw (22).
  • the threaded rod (19) is housed in the sleeve nut (13), whereby the threaded or unscrewed of the rod (19) is carried out.
  • the piston lock (14) is a steel ring that performs the function that the threaded rod (19) does not leave the recess in the form of a dovetail that is in the first piston (12), and that its position remains fixed at the time of unscrewing the rod, that is, once the piston stroke ends and it is desired to return to the starting point, the spring (15) pushes the second piston upwards, and the rod (19) drags the piston (12) because it is embedded in the recess in the form of dovetail.
  • the spring (15) helps the recoil of the piston, and the recess in the form of a dovetail in case the spring cannot perform the recoil, for whatever reason, forces the piston to reverse unfailingly.
  • the piston is of simple effect, so that if the spring (15), for any reason, could not move the hydraulic fluid from the larger diameter chamber to the smaller diameter chamber, and there would be no connection by the safety ring between the first piston (12) and the threaded rod (19), when unscrewing the rod the piston would not return, leaving the rod extended without having gone back to its initial position, so the piston lock is an element of safety and precaution.
  • the sleeve nut (13) has a threaded hole closed by the plug (8) and a threaded hole (30) in the second piston (16), both holes that have the function of filling and purging the hydraulic fluid.
  • the nut (17) of the spring stop closes the sleeve housing (1) at the front of the second piston (16), while acting as a spring seat (15).
  • the equipment is sealed by means of the O-ring (20), which seals the joint between the sleeve nut (13) and the sleeve casing (1), and the inner and outer seals (2, 2 '), which seal the outer shell-jacket (1).
  • the bolt (4) is introduced into the holes of the flanges, and into the hole of each of the two braces (3, 3 ') , which are placed one on each side of the flanges.
  • the first piston (12) moves the hydraulic fluid from the first chamber (11), through galleries, to the second chamber (29) ( Figure 2) that advances the second piston (16 ).
  • the first chamber (11) has a diameter smaller than the second chamber (29), whereby the stroke of the first piston (12) is greater than the stroke of the second piston (16).
  • the diameter of the first chamber (11) is approximately half the diameter of the second chamber (29), whereby the stroke of the first piston (12) is approximately twice the stroke of the second piston ( 16).
  • the advance of the second piston (16) advances the interchangeable wedge (5) so that the wedge (5) is inserted between the two inner faces of the flanges separating them.
  • the wedge (5) is attached to the second piston (16) by means of the captive screw (7).
  • a flange alignment device (31) is placed between the wedge (5) and the flanges ( 32, 33).
  • the flange alignment device has an indentation (37) at an angle with straight walls, the angle of which is greater than that of the wedge (5).
  • the flange alignment device (31) has two support arms, a support arm (34) for the right flange segment (33), and a support arm (35) for the left flange segment (32 ), equidistant from the center of the groove, and a central protuberance (36) that protrudes from the arms to penetrate between the two flanges.
  • the tool for separating and aligning flanges in its flange alignment mode, the bolt (4) is first positioned in one of the flange holes, positioning the flange separator in the same way as before. described in the function of flange separator.
  • the flange alignment device (31) is placed between the two flanges, and the wedge (5) is placed in the vicinity of the groove (37) of the alignment device (31).
  • a bolt (4) of smaller diameter should be used if there is a greater angle of deviation between the holes in the left section flange (32) and the right section flange (33).
  • the flange separator and aligner in its flange aligner mode, is operated in the same manner as described above for the flange separator mode, whereby the interchangeable wedge (5) advances towards the aligner device (31 ) embedded in the slit 37, as shown in Fig. 4.
  • the advance of the wedge (5) pushes the alignment device (31) causing the central protuberance (36) of the flange alignment device to be inserted between the two sections of the flange (32, 33), at the same time that the arms (34, 35) of the flange alignment device make contact with the external walls of the flanges (32, 33).
  • the additional advance of the wedge (5) causes the flanges to be aligned, as shown in Figure 5.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)

Abstract

Se describe una herramienta hidráulica para separar y alinear bridas que puede ser utilizada prácticamente en cualquier ubicación en que se encuentre la brida, aun en lugares en los que se cuenta con muy poco espacio de maniobra y no requiere de una abertura previa para poder atacar la brida. La herramienta de la presente invención no requiere de equipos periféricos tales como mangueras y bombas de presión, para lo que es una herramienta autónoma.

Description

SEPARADOR Y ALIN EADOR DE BRIDAS H IDRÁU LICO DE
ACCIONAM IE NTO MAN UAL
CAMPO DE LA I NVENCIÓN
Las bridas son un accesorio de uso común en el sector industrial , particularmente en la industria petrolera, las cuales permiten conectar tramos de tubería o equipos de proceso entre sí.
Existe una gran diversidad de bridas, siendo de particular importancia las bridas de gran tamaño. En el proced imiento comúnmente utilizado para separar dos bridas con estas características, ya sea para su mantenimiento preventivo o para reparaciones, se requiere un m ínimo de dos personas, una de ellas para colocar un cincel o herramienta similar en la unión entre las bridas, y otra persona para golpear con un marro dicho cincel , con lo que se logra transmitir la fuerza suficiente para realizar la operación inicial de separación de las bridas, por ejemplo u n m ínimo 6 mm , para después utilizar alguno de los separadores que existen en el mercado. Este procedim iento, que es comúnmente utilizado, tiene un alto riesgo tanto para la integridad física de los trabajadores, como para las mismas instalaciones.
En caso de usar herram ientas más sofisticadas, el problema se convierte en operacional , ya que debido a la com plejidad y gran tamaño de las herramientas, se dificulta el acceso y maniobrabilidad en el lugar en donde se encuentran instaladas las bridas.
Por otra parte, una vez que se ha realizado el mantenimiento o reparación , es necesario unir de nuevo las bridas, para lo cual es necesario alinear am bas bridas de manera que sea posible i ntroducir los torni llos en los orificios de las bridas, y enroscar las tuercas correspondientes.
DESCRI PCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA
La mayoría de los separadores de bridas hid ráulicos conocidos, utilizan una bomba hidráulica con sus respectivas mangueras de flujo hidráulico y manómetros de control de la presión del sistema, lo que provoca que la operación de las mismas en el lugar de trabajo sea compleja por el tamaño y d iseño de las herramientas. Un ejemplo del funcionamiento de los fluidos en una herramienta es la solicitud de patente europea EP 1 325 794 A1 , q ue describe a una llave de torque operada mediante un fluido que tiene una porción de cilindro (2) con un cilindro (4) que tiene un eje (a) y una porción de accionamiento (3) , dos pistones (5, 8) móviles en el cilindro a lo largo del eje (a) . Dicha herramienta también comprende dos mecanismos de palanca ( 1 5, 1 9) situados en la porción de accionamiento (3) , y • un suministro fluido ( 1 6, 1 7) en el cilindro, de tal modo que cuando el fluido es suministrado en los lados opuestos de los pistones (1 5) el mecanismo del palanca puede ir de un lado a otro. Para el funcionamiento de la herramienta se debe de inyectar fl uido desde una fuente externa, y tal y como se menciona en la descripción del documento, la al imentación del fluido se realiza mediante el sistema de fluido ( 16) y ( 1 7) , por lo la llave de torque requiere de alimentación externa de fluido para su operación.
En contraste, la presente invención se refiere a una herramienta hidráulica sellada que es accionada manualmente.
BREVE DESCRIPCION DE LA I NVENCION
La herramienta para separar y alinear bridas de la presente i nvención está diseñada bajo el concepto de contar con un número m íni mo de piezas, no req ueri r de un mecanismo o dispositivo exterior, estar preparada para operar en las condiciones más adversas de calor, l luvia, fango, suciedad, golpes, y no requeri r de mantenimiento, por lo que no requiere de técnicos especializados para su operación.
La herramienta para separar y alinear bridas de la presente invención puede ser uti lizada prácticamente en cualquier ubicación en que se encuentre la brida, aún en lugares en los que se cuenta con muy poco espacio de maniobra. Para utilizar la herramienta no se requiere de una abertura previa que permita atacar la brida, esto gracias a una cuña con ataque triangular perfecto.
Otro aspecto fundamental en su utilización es que la cuña es intercambiable, por lo que se pueden utilizar cuñas de 30° , 60°, roma o estándar, o bien la cuña que el usuario determine más adecuada para la operación específica.
La herramienta para separar y alinear bridas de la presente invención no requiere de equi pos periféricos tales como mangueras y bombas de presión, por lo que es una herramienta autónoma.
La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de la presente invención com prende u na carcasa-camisa ( 1 ) ; un soporte ( 1 8) que tiene un orificio roscado central para alojar en forma roscada a la carcasa-camisa (1 ); dos tirantes móviles (3, 3') que se desplazan a lo largo del soporte ( 1 8), que tienen, cada uno, un orificio para acoplarse a un bulón (4) que es introducido en los orificios de dos bridas (32, 33) que están unidas; una varilla roscada (1 9) que en uno de sus extremos se aloja en forma roscada en una tuerca-camisa ( 1 3) de la carcasa-camisa ( 1 ), y en su otro extremo se acopla a una carcasa de par (28); la carcasa de par (28) que tiene alojadas cuatro bolas de acero (23) fijas y equidistantes, montadas de tal forma que sólo sobresale la mitad del diámetro de cada una de las bolas, y un selector (24) que tiene alojada una pluralidad de arandelas elásticas (21) concéntricas a su eje; por lo menos dos palancas (26) unidas a la carcasa de par (28), de manera que al aplicar una fuerza de giro manualmente sobre las palancas (26), transmiten el par de fuerza a las arandelas elásticas (21) y al selector (24), el cual por medio de las bolas de acero (23) hace girar a la varilla roscada (19); la varilla roscada (19) al girar dentro de la tuerca-camisa (13) de la carcasa camisa (1) empuja a una bola (9) que a su vez transmite la fuerza a un primer pistón (12), la varilla roscada (19) que está unida al primer pistón (12) por medio de un rebaje, la bola (9) que realiza la función de empuje y de falso cojinete axial, la fuerza aplicada al primer pistón (12) desplaza fluido hidráulico de una primera cámara (11), a través de galerías, a una segunda cámara (29) que hace avanzar a un segundo pistón (16); en donde el avance del segundo pistón (16) hace avanzar a una cuña (5) unida de manera intercambiable al extremo del segundo pistón (16), de manera que al avanzar la cuña (5) la misma se introduce entre las dos caras internas de las bridas (32, 33) separándolas. El fluido hidráulico puede ser cualquier líquido apropiado para ser usado en herramientas o dispositivos hidráulicos, por ejemplo aceite hidráulico.
En una modalidad adicional la herramienta hidráulica para separar y alinear bridas además comprende un dispositivo alineador de bridas (31 ) colocado entre la cuña (5) y las bridas (32, 33), de manera que el avance de la cuña (5) empuja al dispositivo alineador (31 ) provocando q ue una protuberancia central (36) del dispositivo alineador de bridas se inserte entre las dos secciones de la brida (32, 33), al mismo tiempo que dos brazos (34, 35) del dispositivo ali neador de bridas hacen contacto con las paredes externas de las bridas (32, 33) , el avance adicional de la cuña (5) que provoca que las bridas queden alineadas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGU RAS
U na descripción más completa de la presente invención, incluyendo la mejor modalidad de la misma, dirigida hacia los expertos en la misma, se establece en la descripción , la cual hace referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 , muestra la herramienta para separar y alinear bridas en corte longitudinal, en su modalidad de separador de bridas, montada en una brida en su posición inicial ;
La Figura 2, muestra la herramienta para separar y alinear bridas en corte longitudinal , en su modalidad de separador de bridas, montada en una brida en su posición final ;
La Figura 3, muestra la carcasa de par y las palancas de accionamiento en corte longitudinal ;
La Figura 4, muestra la herramienta para separar y alinear bridas, en su modalidad de alineador de bridas, antes de alinear las bridas; y
La Figura 5, muestra la herramienta para separar y alinear bridas, en su modalidad de alineador de bridas, una vez q ue las bridas han sido alineadas.
ELEMENTOS DEL SEPARADOR Y ALIN EADOR DE BRI DAS
1 . Carcasa-camisa
2. Retenes del pistón
3. Tirantes
4. Bulón
5. Cuña
6. Seguro del bulón
7. Tornillo unión cuña
8. Tapón de fluido hidráulico
9. Bola 10. Tornillo de seguro
11. Cámara de fluido hidráulico
12. Primer pistón
13. Tuerca de camisa
14. Seguro del pistón
15. Muelle
16. Segundo Pistón
17. Tuerca de tope del muelle
18. Soporte
19. Varilla roscada
20. Junta tórica
21. Arandelas elásticas
22. Tornillo de unión de varilla
23. Bolas de par
24. Selector
25. Tapa del selector
26. Palancas de accionamiento
27. Conos del trinquete
28. Carcasa de par
29. Cámara de fluido hidráulico
30. Tapón del pistón
31. Dispositivo alineador de bridas
32. Brida sección izquierda 33. Brida sección derecha
34-35. Brazos del dispositivo alineador de bridas
36. Protuberancia central del dispositivo alineador de bridas
37. Hendidura del dispositivo alineador de bridas
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención reconoce y toma en cuenta las consideraciones y métodos de la técnica anterior.
Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, en la modalidad de separador de bridas, la herramienta para separar y alinear bridas comprende un bulón (4), el cual se introduce en uno de los orificios de las bridas, el bulón (4) se acopla a dos tirantes móviles (3, 3'), a través de un orificio en cada uno de los tirantes, que se desplazan a lo largo del soporte (18), para poder variar la distancia entre los tirantes móviles (3, 3'), según el grosor que tengan las bridas a separar. El soporte (18) tiene dos tornillos roscados (10, 10') que realizan la función de tope de seguridad de los tirantes (3, 3'), para que no puedan salir del soporte (18).
El soporte (18) tiene un orificio roscado central (no mostrado) para alojar a la carcasa-camisa (1). Dicho orificio también tiene la función de roscar o desenroscar la carcasa- camisa ( 1 ) , y de esta forma avanzar o retroceder la cuña (5) con respecto al bulón (4) . La cuña (5) es intercambiable y se une al seg undo pistón ( 1 6) por medio de un tornillo (7) prisionero.
Dos palancas (26, 26') son accionadas manualmente por un operario, y tienen en sus extremos dos conos (27, 27') para una mejor operatividad manual .
Como se ilustra en la Figura 3 las dos palancas (26, 26') están unidas a una carcasa de par (28) que tiene alojadas cuatro bolas de acero (23) fijas y equid istantes, montadas de tal forma q ue sólo sobresale la mitad del diámetro de cada una de las bolas. U n selector (24) tiene alojada una pl uralidad de arandelas elásticas (21 ) concéntricas a su eje. Las arandelas elásticas o muelles de disco, tam bién conocidas como elásticas Belleville, son colocadas en serie o paralelo y realizan la misma función q ue un muel le. Si se usan más arandelas elásticas, será necesaria más fuerza para poder flexionarlas, es como si se usara un m uelle de mayor grosor. En la presente i nvención se utilizan arandelas flexibles debido a que ocupan muy poco espacio, para real izar la misma función de un muelle, el cual tendría que tener al menos un diámetro dos veces superior, por lo q ue resulta excesivamente grande para ser acomodado en la carcasa receptora de par. Las arandelas elásticas (21 ) tienen la función de establecer el par de fuerza máximo que el operario podrá aplicar de forma manual a las palancas (26) de accionam iento.
Haciendo referencia nuevamente a la Figura 3, una primera porción del ensamble de palancas y carcasa de par está formada por la vari lla roscada( 1 9) y el selector (24) . Ambas unidas por el tornillo (22) formando por tanto un solo cuerpo de giro. U na seg unda porción de dicho ensam ble está formada por las palancas(27) la carcasa de par (28), las bolas (23) , la tapa (25), y las arandelas elásticas (21 ) , formando todas estas piezas un solo cuerpo de giro.
La primera porción está u nida a la seg unda porción por las bolas de acero (23) , ambas porciones pueden g irar al unísono si las arandelas elásticas (21 ) no se flexionan, o por el contrario la segunda porción puede girar, permaneciendo estática la primera porción, si las arandelas se flexionan provocando que las bolas de acero (23) salten de u n rebaje semiesférico al sigu iente. Un poco más de la mitad del diámetro de cada bola de acero (23) está clavada (fijada permanentemente) a la carcasa (28) , la otra m itad del diámetro de cada bola de acero (23) queda insertada en los huecos semiesféricos ubicados en el selector (24). Las arandelas elásticas (21) presionan con una fuerza F (dependiendo del número de arandelas) al selector (24), sobre las bolas (23) que están clavadas en la carcasa (28).
Las arandelas elásticas (21) realizan una fuerza de empuje que obliga a la primera porción a estar unida a la segunda porción (por la presión de las arandelas). La tapa (25) determina si se flexionan más o menos las arandelas elásticas. Cuanto más apriete la tapa (25) a las arandelas (21), más fuerza se genera contra el selector (24), y éste contra las bolas (23) alojadas permanentemente en la carcasa (28).
Si se genera más flexión en las arandelas se necesita un torque más elevado aplicado en las palancas (27) para poder girar la varilla (19), de tal forma que las bolas (23) para saltar de un rebaje semiesférico al siguiente deben comprimir más a las arandelas.
El diámetro de pistón (19) y la presión máxima de trabajo son las variables que definen el par máximo que se puede aplicar. Por ejemplo, si se desea generar una fuerza de 10 toneladas en la cuña (5), una vez definidas dichas variables se inserta el número de arandelas elásticas (21) necesarias para poder girar manualmente las palancas (27), hasta el momento exacto en que un manómetro de control externo, conectado en el tapón de llenado de fluido hidráulico (8) indique que se ha llegado a la presión máxima de trabajo (por ejemplo 360 Bar) con la cual se estará desarrollando una fuerza de 10 toneladas.
Si el par de fuerzas ejercido en las palancas (27) es realizable por una persona, de forma 'que no se fatigue y desarrolle las 10 toneladas, la interrelación de las variables son las correctas.
En caso de que el par de fuerza aplicado sea superior al establecido por medio 'de las arandelas elásticas (21), el selector (24) se desliza saltando por encima de las bolas de acero (23), sin transmitir la fuerza de giro a la varilla roscada (19). Sí no ocurre esto, la varilla roscada (19) empuja a la bola (9) que a su vez transmite la fuerza al primer pistón (12). La varilla roscada (19) está unida al primer pistón (12) por medio de un rebaje de cola de milano. La bola (9) realiza la función de empuje y de falso cojinete axial. La varilla roscada (19) queda alojada en la tuerca-camisa (13), y puede ser roscada o desenroscada en su interior.
La carcasa de par (28) está cerrada por una tapa (25) que deja aisladas las arandelas elásticas (21) del exterior. La carcasa de par (28) está unida a la varilla roscada (19) por medio de un tornillo (22) prisionero. La varilla roscada (19) queda alojada en la tuerca-camisa (13), mediante lo cual se realiza el roscado o desenroscado de la varilla (19). Se tiene un seguro de pistón (14) que fija la varilla (19) con el primer pistón (12), de manera que sí el muelle (15) no pudiera realizar el retroceso del segundo pistón (16), la varilla roscada (19), regresa a su posición inicial. El seguro de pistón (14) es un aro de acero que realiza la función de que la varilla roscada (19) no salga del rebaje en forma de cola de milano que está en el primer pistón (12), y que su posición permanezca fija al momento de realizar el desenroscado de la varilla, es decir, una vez que termina la carrera del pistón y se desea volver al punto de partida, el muelle (15) empuja al segundo pistón hacia arriba, y la varilla (19) arrastra al pistón (12) debido a que está encajada en el rebaje en forma de cola de milano. El muelle (15) ayuda al retroceso del pistón, y el rebaje en forma de cola de milano en caso de que el muelle no pueda realizar el retroceso, por cualquier razón, obliga al pistón a retroceder indefectiblemente.
El pistón es de simple efecto, por lo que si el muelle (15), por cualquier motivo, no pudiera desplazar el fluido hidráulico de la cámara de mayor diámetro a la cámara de menor diámetro, y no existiera la unión por el aro de seguridad entre el primer pistón (12) y la varilla roscada (19), al desenroscar la varilla el pistón no retornaría, quedando el vástago extendido sin haber retrocedido a su posición inicial, por lo que el seguro de pistón es un elemento de seguridad y precaución.
La tuerca-camisa (13) tiene un orificio roscado cerrado por el tapón (8) y un orificio roscado (30) en el segundo pistón (16), ambos orificios que tienen la función de llenado y purgado del fluido hidráulico.
La tuerca (17) del tope del muelle cierra la carcasa- camisa (1) por la parte frontal del segundo pistón (16), a la vez que hace de asiento del muelle (15).
El equipo queda sellado por medio de la junta tórica (20), que sella la unión entre la tuerca-camisa (13) y la carcasa- camisa (1), y los retenes (2, 2') interior y exterior, que sellan la carcasa-camisa (1) del exterior.
Antes de operar la herramienta para separar y alinear bridas, en su modalidad de separador de bridas, se introduce el bulón (4) en los orificios de las bridas, y en el orificio de cada uno de los dos tirantes (3, 3'), los cuales se colocan uno a cada lado de las bridas.
Una vez posicionado el separador en las bridas, se aplica una fuerza de giro manualmente sobre las palancas (26), que al estar unidas a la carcasa de par (28) transmiten el par de fuerza a las arandelas elásticas (21) y al selector (24), el cual por medio de las bolas de acero (23) hará girar a la varilla roscada (19).
Al ir roscando la varilla (19) el primer pistón (12) desplaza el fluido hidráulico de la primera cámara (11), a través de galerías, a la segunda cámara (29) (Figura 2) que hace avanzar al segundo pistón (16). La primera cámara (11) tiene la un diámetro menor que la segunda cámara (29), por lo que la carrera del primer pistón (12) es mayor que la carrera del segundo pistón (16). En la modalidad preferida, el diámetro de la primera cámara (11) es aproximadamente la mitad del diámetro de la segunda cámara (29), por lo que la carrera del primer pistón (12) es aproximadamente el doble de la carrera del segundo pistón (16).
El avance del segundo pistón (16) hace avanzar a la cuña intercambiable (5) de manera que la cuña (5) se introduce entre las dos caras internas de las bridas separándolas. La cuña (5) está unida al segundo pistón (16) por medio del tornillo prisionero (7).
Cuando finaliza la carrera del primer pistón (12) este hace tope sobre la camisa interior del segundo pistón (16), quedando bloqueado. En este momento se puede realizar la operación inversa, o sea desenroscar la varilla roscada (19) por medio de la aplicación manual de un par de fuerza contrario sobre las palancas de accionamiento (26). Así, hasta que el primer pistón ( 1 2) haga tope sobre la tuerca-camisa ( 1 3) . En este momento el fluido hid ráulico de la segunda cámara (29) habrá pasado todo a la primera cámara ( 1 1 ) .
Haciendo referencia ahora a la función de alineador de bridas de la herramienta para separar y alinear bridas, tal como se ilustra en las Figuras 3 y 4, un dispositivo alineador de bridas (31 ) se coloca entre la cuña (5) y las bridas (32, 33) . El d ispositivo ali neador de bridas tiene una hend idura (37) en ángulo con paredes rectas, cuyo ángulo es mayor que el de la cuña (5) . El dispositivo ali neador de bridas (31 ) tiene dos brazos de apoyo, un brazo de apoyo (34) para el segmento derecho de la brida (33), y un brazo de apoyo (35) para el segmento izquierdo de la brida (32), equidistantes al centro de la hendidura, y una protuberancia central (36) q ue sobresale de los brazos para penetrar entre las dos bridas.
Para la uti lización la herramienta para separar y ali near bridas, en su modalidad de alineador de bridas, primero se posiciona el bulón (4) en uno de los orificios de las bridas, posicionando el separador de bridas de la misma forma que la antes descrita en la función de separador de bridas. El d ispositivo alineador de bridas (31 ) se coloca entre las dos bridas, y la cuña (5) se coloca en la proxi midad de la hendid ura (37) del dispositivo alineador (31 ). El ángulo formado entre el plano de trabajo y una recta imaginaria desde el borde más exterior del orificio de la brida de la sección izquierda (32) hasta el borde más exterior del orificio de la brida de la sección derecha (33), limita el diámetro del bulón (4) a utilizar.
Se debe utilizar u n bulón (4) de menor diámetro si existe un ángulo mayor de desviación entre los orificios de la brida sección izquierda (32) y la brida de sección derecha (33).
El separador y alineador de bridas, en su modalidad de alineador de bridas, se acciona de la misma manera antes descrita para la modalidad de separador de bridas, med iante lo cual la cu ña i ntercambiable (5) avanza hacia el dispositivo alineador (31 ) incrustándose en la hendidura 37, tal como se muestra en la Fig ura 4. El avance de la cuña (5) empuja al dispositivo ali neador (31 ) provocando que la protuberancia central (36) del d ispositivo alineador de bridas se inserte entre las dos secciones de la brida (32, 33) , al mismo tiempo q ue los brazos (34, 35) del dispositivo alineador de bridas hacen contacto con las paredes externas de las bridas (32, 33). El avance adicional de la cuña (5) provoca que las bridas q ueden alineadas, tal como se muestra en la Figura 5.
Por lo tanto, se entenderá por aquellos expertos en la materia que la presente invención no se limita a las modal idades mostradas y que varias adiciones y modificaciones son posibles sin alejarse del alcance de la presente invención según se define en las reivi ndicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Una herramienta hidráulica para separar y alinear bridas que comprende:
una carcasa-camisa (1);
un soporte (18) que tiene un orificio roscado central para alojar en forma roscada a la carcasa-camisa (1);
dos tirantes móviles (3, 3') que se desplazan a lo largo del soporte (18), y que tienen, cada uno, un orificio para acoplarse a un bulón (4) que es introducido en los orificios de dos bridas (32, 33) que están unidas;
una varilla roscada (19) que en uno de sus extremos se aloja en forma roscada en una tuerca-camisa (13) de la carcasa-camisa (1), y en su otro extremo se acopla a una carcasa de par (28);
la carcasa de par (28) que tiene alojadas cuatro bolas
(23) fijas y equidistantes, montadas de tal forma que sólo sobresale la mitad del diámetro de cada una de las bolas, y un selector (24) que tiene alojada una pluralidad de arandelas elásticas (21) concéntricas a su eje;
por lo menos dos palancas (26) unidas a la carcasa de par (28), de manera que al aplicar una fuerza de giro manualmente sobre las palancas (26), transmiten el par de fuerza a las arandelas elásticas (21) y al selector (24), el cual por medio de las bolas (23) hace girar a la varilla roscada (19); la varilla roscada (19) al girar dentro de la tuerca- camisa (13) de la carcasa camisa (1) empuja a una bola (9) que a su vez transmite la fuerza a un primer pistón (12), la varilla roscada (19) que está unida al primer pistón (12) por medio de un rebaje, la bola (9) que realiza la función de empuje y de falso cojinete axial, la fuerza aplicada al primer pistón (12) que desplaza fluido hidráulico de una primera cámara (11), a través de galerías, a una segunda cámara (29) que hace avanzar a un segundo pistón (16);
en donde el avance del segundo pistón (16) hace avanzar a una cuña (5) unida de manera intercambiable al extremo del segundo pistón (16), de manera que al avanzar la cuña (5) la misma se introduce entre las dos caras internas de las bridas (32, 33) separándolas.
2. Una herramienta hidráulica para separar y alinear bridas que comprende:
una carcasa-camisa (1);
un soporte (18) que tiene un orificio roscado central para alojar en forma roscada a la carcasa-camisa (1);
dos tirantes móviles (3, 3') que se desplazan a lo largo del soporte (18), que tienen, cada uno, un orificio para acoplarse a un bulón (4) que es introducido en los orificios de dos bridas (32, 33) que están unidas;
una varilla roscada (19) que en uno de sus extremos se aloja en forma roscada en una tuerca-camisa (13) de la carcasa-camisa (1), y en su otro extremo se acopla a una carcasa de par (28);
la carcasa de par (28) que tiene alojadas cuatro bolas (23) fijas y equidistantes, montadas de tal forma que sólo sobresale la mitad del diámetro de cada una de las bolas, y un selector (24) que tiene alojada una pluralidad de arandelas elásticas (21) concéntricas a su eje;
por lo menos dos palancas (26) unidas a la carcasa de par (28), de manera que al aplicar una fuerza de giro manualmente sobre las palancas (26), transmiten el par de fuerza a las arandelas elásticas (21) y al selector (24), el cual por medio de las bolas (23) hace girar a la varilla roscada (19);
la varilla roscada (19) al girar dentro de la tuerca- camisa (13) de la carcasa camisa (1) empuja a una bola (9) que a su vez transmite la fuerza a un primer pistón (12), la varilla roscada (19) que está unida al primer pistón (12) por medio de un rebaje, la bola (9) que realiza la función de empuje y de falso cojinete axial, la fuerza aplicada al primer pistón (12) desplaza fluido hidráulico de una primera cámara (11), a través de galerías, a una segunda cámara (29) que hace avanzar a un segundo pistón (16);
en donde el avance del segundo pistón (16) hace avanzar a una cuña (5) unida de manera intercambiable al extremo del segundo pistón ( 1 6) ;
un d ispositivo alineador de bridas (31 ) colocado entre la cuña (5) y las bridas (32 , 33) , de manera que el avance de la cu ña (5) empuja al d ispositivo ali neador (31 ) provocando q ue una protuberancia central (36) del dispositivo alineador de bridas se inserte entre las dos secciones de la brida (32, 33), al mismo tiem po que dos brazos (34, 35) del dispositivo al i neador de bridas hacen contacto con las paredes externas de las bridas (32 , 33), el avance adicional de la cuña (5) que provoca que las bridas queden al i neadas.
3. La herram ienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la pluralidad de arandelas elásticas (21 ) tiene la función de establecer el par de fuerza máxi mo q ue se puede aplicar de forma manual a las palancas (26) de accionamiento.
4. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la pluralidad de arandelas elásticas (21 ) están colocadas en serie o en paralelo.
5. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 3 , en donde la pluralidad de arandelas elásticas (21 ) son del tipo Bel leville.
6. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la varilla roscada (19) está unida al primer pistón (12) por medio de un rebaje de cola de milano.
7. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde primera cámara (11) tiene un diámetro menor que la segunda cámara (29), por lo que la carrera del primer pistón (12) es mayor que la carrera del segundo pistón (16).
8. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el diámetro de la primera cámara (11) es aproximadamente la mitad del diámetro de la segunda cámara (29), por lo que la carrera del primer pistón (12) es aproximadamente el doble de la carrera del segundo pistón (16).
9. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la cuña
(5) está unida al segundo pistón (16) por medio del tornillo prisionero (7).
10. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde una junta tórica (20), sella la unión entre la tuerca-camisa (13) y la carcasa-camisa (1), y unos retenes (2, 2') interior y exterior, sellan la carcasa-camisa (1) del exterior.
11. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la carcasa de par (28) está unida a la varilla roscada (19) por medio de un tornillo (22) prisionero.
12. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde la carcasa de par (28) está cerrada por una tapa (25) que deja aisladas a las arandelas elásticas (21) del exterior.
13. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la tapa (25) además determina si se flexionan más o menos las arandelas elásticas, cuanto más apriete la tapa (25) a las arandelas (21), más fuerza se genera contra el selector (24), y éste contra las bolas (23) alojadas permanentemente en la carcasa (28).
14. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde al finalizar la carrera del primer pistón (12) este hace tope sobre la camisa interior del segundo pistón (16), quedando bloqueado, momento en que se puede realizar la operación inversa, o sea desenroscar la varilla roscada (19) por medio de la aplicación manual de un par de fuerza contrario sobre las palancas de accionamiento (26), hasta que el primer pistón (12) haga tope sobre la tuerca-camisa (13), de manera que el fluido hidráulico de la segunda cámara (29) habrá pasado todo a la primera cámara (11).
1 5. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivind icación 1 ó 2 , en donde las bolas (23) son de acero.
16. La herramienta hidráulica para separar y al inear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el fluido hidráu lico es aceite hidráulico.
1 7. La herramienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el dispositivo alineador de bridas (31 ) tiene una hendidura (37) en áng ulo con paredes rectas en la cual se incrusta la cuña (5) , cuyo ángulo es mayor que el de la cuña (5) , dos brazos de apoyo, un brazo de apoyo (34) para el segmento derecho de la brida (33) , y un brazo de apoyo (35) para el segmento izquierdo de la brida (32) , equidistantes al centro de la hendid u ra, y la protuberancia central (36) q ue sobresale de los brazos para penetrar entre las dos bridas, de manera que el avance de la cuña (5) em puja al dispositivo alineador (31 ) provocando q ue la protuberancia central (36) del d ispositivo alineador de bridas se inserte entre las dos secciones de la brida (32, 33), a l mismo tiempo que los brazos (34, 35) del dispositivo alineador de bridas hacen contacto con las paredes externas de las bridas (32, 33) , el avance adicional de la cuña (5) provoca q ue las bridas queden alineadas.
1 8. La herram ienta hidráulica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 1 7 , en donde el áng ulo formado entre el plano de trabajo y una recta imaginaria desde el borde más exterior del orificio de la brida de la sección izquierda (32) hasta el borde más exterior del orificio de la brida de la sección derecha (33) , lim ita el diámetro del bulón (4) a uti lizar.
1 9. La herramienta hidrául ica para separar y alinear bridas de acuerdo con la reivindicación 18, en donde se debe utilizar un bulón (4) de menor diámetro si existe un ángulo mayor de desviación entre los orificios de la brida sección izq uierda (32) y la brida de sección derecha (33) .
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