Junta de material compuesto deformable para superficies de apoyo con gran falta de planicidad.

Junta (3) que comprende una cubierta (4) deformable y un alma (8) contenida en la cubierta, estando formada el alma por una bolsa flexible y por un fluido

(10) granuloso contenido en la bolsa (9), caracterizada porque el fluido granuloso es una mezcla de gas y de bolas rígidas, porque la bolsa es porosa al aire y solamente está llena en parte por las bolas, y porque puede moverse dentro de la cubierta

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/063199.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BATIMENT "LE PONANT D" 25, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: LEFRANCOIS,MICHEL, JULIAA,Jean-François, GUIMET,LAURENT, PARSY,SOPHIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > PISTONES; CILINDROS; RECIPIENTES A PRESION EN GENERAL;... > Juntas de estanqueidad (disposiciones para la estanqueidad... > F16J15/14 (por medio de un material granular o de materia plástica o de un fluido)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Empalmes con bridas (F16L 13/00, F16L 17/00, F16L... > F16L23/16 (caracterizado por los medios de estanqueidad)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos que utilizan una presión superior... > B01J3/03 (Recipientes bajo presión, o recipientes bajo vacío, teniendo órganos de cierre o juntas de estanqueidad especialmente adaptados a este efecto)

PDF original: ES-2524473_T3.pdf

 

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Junta de material compuesto deformable para superficies de apoyo con gran falta de planicidad.

Fragmento de la descripción:

Junta de material compuesto deformable para superficies de apoyo con gran falta de planicidad

El objeto de esta invención es una junta de material compuesto deformable para superficies de apoyo con gran falta de planicidad.

Se intenta transmitir una presión de contacto suficiente entre las superficies de apoyo y la junta, debiendo ser esta presión tan uniforme como sea posible. Se requiere una presión mínima para garantizar la estanqueidad de la junta. Ahora bien, la estanqueidad también puede verse comprometida por las faltas de planicidad de las superficies de apoyo si la junta es demasiado rígida para adaptarse a las mismas, perdiéndose la uniformidad de la presión. Además, el contacto de una junta rígida con las superficies de apoyo desprovistas de planicidad puede producir presiones locales excesivas, concretamente si las superficies de apoyo son de materiales frágiles. Es el caso por ejemplo de las bridas esmaltadas, para las cuales la norma alemana DIN 28 7-2, por ejemplo, permite hasta 8 milímetros de falta de planicidad para bridas de diámetro comprendido entre 1 y 2 milímetros.

Por tanto, las juntas habituales son o bien demasiado rígidas, produciendo presiones excesivas o por el contrario faltas de estanqueidad en superficies de apoyo no planas, o bien demasiado flexibles, no pudiendo aplicar una presión de contacto adecuada.

Las juntas de elastómero pueden ser satisfactorias en determinados casos, pero se destruyen a temperatura elevada o en presencia de determinados fluidos que deben someterse a estanqueidad. Por tanto, su empleo no es universal. De cualquier manera, algunas, concretamente huecas o infiables, son demasiado flexibles para transmitir de manera suficiente esfuerzo sobre las superficies de apoyo.

Otro tipo de junta de estanqueidad conocido consiste en una cubierta de PTFE (politetrafluoroetileno) que contiene un resorte ondulado que garantiza el contacto de la cubierta sobre la superficie de apoyo o las superficies de apoyo. Un ejemplo se facilita en el documento DE-U-89 14536. El PTFE resiste la mayoría de los fluidos y resuelve por tanto una insuficiencia de las juntas de elastómero por lo que respecta a la compatibilidad química con los fluidos del proceso. Un inconveniente es que el resorte ondulado no puede aplicar una presión uniforme sobre las superficies de apoyo deformadas.

El experto en la técnica sabe perfeccionar tales juntas insertando entre el resorte y la cubierta cuñas de fibras de aramida, por ejemplo, de grosor mayor o menor según la amplitud de las faltas de planicidad locales. Se obtiene entonces una presión relativamente uniforme de contacto, pero el procedimiento no es fiable y se tarda mucho tiempo implementarlo. De cualquier manera, es dudoso que se obtengan resultados satisfactorios con grandes faltas de planicidad. Tales diseños se describen en los documentos DE-A-36 1346 o DE-A-195 39761. Además debe citarse el documento US-A-5 558 347 en el que la parte elástica de la junta está compuesta por dos resortes ondulados, soldados entre sí, llenos de gas a presión. Este diseño más complicado contribuye a disminuir la heterogeneidad de la presión de contacto, sin eliminarla completamente. Por otro lado, el texto indica que este tipo de estanqueidad está destinado en primer lugar a las bridas esmaltadas de diámetro inferior a 213 milímetros.

El documento US-A-4 9961 891 describe una junta plana de material de PTFE celular, que tiene por tanto una gran compresibilidad. Sin embargo, al ser la estructura porosa, no puede admitirse con determinados fluidos peligrosos, y la junta es difícil de limpiar.

El documento EP-1 228 describe una junta compuesta por una masa de gran viscosidad, que puede estar eventualmente en forma de polvo o de gránulos antes de una transformación física, cuando el material es termoplástico, para ajustarse mejor a las caras de extremo de la junta; pero no está prevista ninguna transmisión de esfuerzos para esta junta, que no está diseñada para funcionar a presión.

El documento FR-A-2 19 317 que parece ser el diseño más próximo a la invención se refiere a una junta de aislamiento acústico para superficies fuertemente irregulares tal como el perímetro de una oreja humana. El contacto de la junta con estas superficies se realiza por medio de una bolsa impermeable al aire en forma de burlete cerrado sobre sí mismo y lleno de bolas que circulan en el mismo deslizándose unas sobre otras. La bolsa puede deformarse y adaptarse a la forma de la superficie en contacto. Sin embargo, una junta de este tipo tampoco es apropiada para aplicarse con una presión uniforme dado que sus capacidades de transmisión de esfuerzo entre las superficies de apoyo son demasiado limitadas.

La presente invención representa una junta perfeccionada y que satisface al mismo tiempo las necesidades de ser bastante deformable para adaptarse a faltas de planicidad importantes, pero rígida para aplicar una presión de contacto suficiente. En resumen, se refiere a una junta según la reivindicación 1.

El "fluido granuloso" es difásico, está constituido por el aire ambiente susceptible de atravesar la pared de la bolsa, o más generalmente gas, y por granos que pueden deslizarse unos con respecto a otros. Finalmente, la bolsa puede moverse dentro de la cubierta.

El llenado parcial de la bolsa con el fluido granuloso significa que queda un volumen de aire en el interior de la bolsa además de los intersticios entre los granos apilados. Sin embargo, como la bolsa es porosa, una parte de este volumen de aire puede desaparecer si la compresión de la junta es lo bastante grande para reducir de manera suficiente su volumen interno. Los granos constitutivos del fluido disfrutan de una gran movilidad dentro de la bolsa mientras quede un volumen de aire en la misma: por tanto se deslizan fácilmente hasta adaptarse a faltas de planicidad importantes. Cuando el volumen de aire ha desaparecido, la transmisión de presión se efectúa mediante el contacto de las bolas, que resisten presiones de contacto importantes gracias a su rigidez y a la estabilidad de su ensamblaje, pero queda una posibilidad de deslizamiento, que permite ajustar hasta el final diferencias de presiones excesivas de un punto a otro de la junta. La movilidad de la bolsa dentro de la cubierta favorece la buena distribución de las bolas y su flujo entre las superficies de apoyo de la junta.

Puede tolerarse, incluso preferirse, una cierta elasticidad de la bolsa para permitir que se extienda en respuesta a los esfuerzos y que se favorezca adicionalmente el deslizamiento de los granos. Sin embargo, se desaconseja una elasticidad más grande dado que la junta se volvería demasiado flexible. Es por ello que también puede proponerse una bolsa esencialmente inextensible. Si es elástica y por tanto extensible, puede reforzarse con hilos o con otras partes de material esencialmente inextensible que se extienden en una única dirección de la bolsa, para permitir la extensión solamente en la otra dirección.

También pueden disponerse elementos rígidos, tales como arandelas, cerca de la bolsa, para servir como refuerzos locales para la bolsa, o limitar sus desplazamientos y deformaciones para volverla completamente rígida de manera local.

El funcionamiento de la junta mejora si la cubierta es de PTFE, sobre el cual la bolsa se desliza fácilmente. En un modo de realización más particularmente favorable, la cubierta es de PTFE reestructurado formado por una banda enrollada sobre sí misma para encerrar la bolsa.

A continuación se describirá la invención en relación con las figuras 1,2 y 3, que representan respectivamente:

- la figura 1, un corte de transversal de la junta en el estado libre,

- la figura 2, un corte transversal de la junta en el estado comprimido,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Junta (3) que comprende una cubierta (4) deformable y un alma (8) contenida en la cubierta, estando formada el alma por una bolsa flexible y por un fluido (10) granuloso contenido en la bolsa (9) , caracterizada porque el fluido granuloso es una mezcla de gas y de bolas rígidas, porque la bolsa es porosa al aire y solamente está llena en parte por las bolas, y porque puede moverse dentro de la cubierta.

2. Junta según la reivindicación anterior, caracterizada porque el empuje de los granos se distribuye por las superficies de apoyo que van a sellarse mediante arandelas (15 y 16) intercaladas insertadas entre la bolsa y la 10 cubierta.

3. Junta según la reivindicación 1, caracterizada porque la bolsa (9) es de un material tejido o tricotado.

4. Junta según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la bolsa (9) tiene una elasticidad limitada y permite 15 reordenaciones de disposición de los granos mediante deslizamientos según el perímetro o la longitud de la bolsa.

5. Junta según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el deslizamiento entre los granos (10) se facilita mediante un lubricante.

6. Junta según la reivindicación 4, caracterizada porque comprende hilos (13) de material esencialmente inextensible en una única dirección de la bolsa (9) .

7. Junta según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende elementos (14)

rígidos dispuestos cerca de la bolsa (9) para limitar sus desplazamientos. 25

8. Junta según la reivindicación 7, caracterizada porque los elementos son arandelas que rodean la bolsa.

9. Junta según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cubierta es de PTFE.

10. Junta según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cubierta es una banda de PTFE reestructurado enrollada sobre sí misma.