SISTEMA DE UNION PARA CONDUCCIONES DE TIPO ACERROJABLES, ACCESORIOS Y VÁLVULAS QUE LO INCORPORAN.

Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, accesorios y válvulas que lo incorporan,

en el que mediante una nueva geometría del elemento soporte (7) se consigue una mejora en las prestaciones mecánicas de la unión.

La mejora de las prestaciones mecánicas se evalúa mediante el incremento de las presiones de trabajo y fuerzas de tracción admisibles manteniendo constante el espesor de pared de tubería.

La realización del elemento soporte (7) se puede llevar a cabo mediante la aplicación de un cordón de soldadura y posterior mecanizado, haciendo uso de un anillo de respaldo para la deposición del cordón de soldadura y por último, conjuntamente en el proceso de fundición.

Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, accesorios y válvulas que lo incorporan.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de unión para tuberías, de tipo acerrojables, formada por una copa, un tubo o accesorio, un elemento de estanqueidad y varios elementos de bloqueo, dispuestos de tal manera que son capaces de soportar los esfuerzos generados por la presión a la que están sometidos los fluidos que recorren el interior de la canalización al contactar contra el elemento soporte.

El objeto de la invención es conseguir un nuevo sistema de unión acerrojable que permita aumentar el rango de presiones de trabajo sin necesidad de aumentar los espesores de pared, garantizando la estanqueidad de la unión para un rango de ángulo limitado entre los tramos. La invención resulta pues de aplicación en el ámbito de las canalizaciones de fluidos, se engloba dentro de los sistemas de unión para tuberías.

Antecedentes de la invención

En el documento EP 1460325 A2 se divulga un sistema de unión para tuberías acerrojables; del tipo de los aquí descritos. La presente invención aporta un nuevo diseño del elemento soporte mejorando las prestaciones de la unión descrita en EP 1460325 A2.

Los sistemas de unión para tuberías acerrojables actuales, se basan en el uso de cuatro tipos de piezas: Un tubo, una copa, elementos de estanqueidad y una serie de elementos de bloqueo. La función de los dos primeros es la conexión física de los tramos dejando para los elementos de bloqueo la restricción del movimiento axial. La estanqueidad de la unión se realiza por medio de elementos de estanqueidad (estopas, juntas elásticas, laberintos, etc.) .

La sujeción de estos sistemas se realiza por contacto físico entre los elementos de bloqueo y un elemento soporte materializado como un cordón de soldadura, dando este proceso una sección semicircular.

Estos sistemas de tuberías acerrojables poseen dos ventajas importantes sobre las uniones estándar. La primera de ellas, radica en que no se hace necesario el uso de bloques de hormigón para soportar los esfuerzos debidos a la presión y circulación del fluido, ya que la propia unión consigue soportarlos. La segunda de ellas, radica en que admiten cierto ángulo de desalineamiento, disminuyendo este según se aumentan los diámetros nominales de tuberías.

Los modelos actuales constan de una copa formada por una cámara y recámara. En la primera va alojada la junta de estanqueidad mientras que en la segunda se alojan los elementos de bloqueo del sistema de cierre. El elemento soporte se realiza en la superficie exterior del tubo por medio de deposición de un cordón de soldadura.

El contacto de los elementos de bloqueo y el elemento soporte es deficiente (mostrado en Figura 5) , esto es debido a que solamente una pequeña fracción de la superficie de los elementos de bloqueo contacta sobre el elemento soporte. Esto puede generar la plastificación, deslizamiento radial y rotura del elemento de bloqueo, produciéndose el fallo de la unión. El contacto deficiente impide el uso de este tipo de unión cuando las especificaciones de presión son elevadas, limitando el rango de aplicaciones comerciales.

Mediante el estudio mecánico de la unión se ha llegado a la conclusión que la zona más endeble se encuentra en el tubo, y más concretamente en el elemento soporte, sobre el cual contactan los elementos de cierre. Por lo tanto, si se aumentan las prestaciones del mismo se puede llegar a conseguir nuevos modelos de tubería sin modificar las dimensiones normalizadas en espesores y diámetros.

El proceso actual de fabricación de los tubos y de los accesorios para los mismos (codos, tes, reducciones, válvulas, etc) es diferente. La fabricación de los primeros se hace mediante el proceso de fundición centrífuga u otros procesos, para pasar a realizar el elemento soporte mediante proceso de soldadura u otros procesos. El proceso de fundición centrífuga no permite fabricar el elemento soporte conjuntamente con el tubo, debido a la no posibilidad de extracción del molde. La fabricación de los segundos, se realiza mediante fundición por gravedad u otros procesos. El elemento soporte se ejecuta mediante el cordón de soldadura u otros procesos. Existe la posibilidad de generar el conjunto de la unión mediante inyección de materiales metálicos o plásticos.

Descripción de la invención

La invención se refiere a un sistema de unión para tuberías acerrojables de acuerdo con las reivindicaciones1y2. Realizaciones preferidas de la unión se definen en las reivindicaciones dependientes.

La novedad que aporta esta invención sobre lo existente, es un nuevo diseño geométrico con el que se consiguen mayores prestaciones en la unión, manteniendo el espesor original y garantizando la estanqueidad para un rango de desalineamiento angular. Este nuevo diseño permite la realización del elemento de bloqueo en los accesorios de la tubería (codos, tes, reducciones, válvulas, etc) mediante fundición, eliminando de este modo la tarea de soldadura con la consiguiente reducción de costes.

El nuevo diseño del elemento de bloqueo que se propone es de forma rectangular, pudiéndose realizar de forma cuadrada, cuarto de círculo y otras formas que se consiguen por combinación de éstas. Las aristas incorporan un radio de curvatura o un chaflán para evitar concentraciones de tensión que pueden propiciar formación y crecimiento de fisuras. En la actualidad se lleva a cabo una forma semicircular o aproximadamente semicircular, ya que es la forma con la que se deposita el cordón de soldadura sobre los tubos. La ejecución del elemento de bloqueo se puede realizar directamente en el molde en la fabricación por fundición, o mediante un cordón de soldadura con posterior mecanizado.

Mediante la nueva geometría se consigue un mejor apoyo de los elementos de bloqueo sobre el elemento soporte. De este modo, el contacto se realiza superficie-superficie y no superficie-arista como sucede actualmente. Con el uso de esta nueva geometría se produce un incremento de prestaciones técnicas del conjunto aumentando el valor de las presiones y fuerzas de tiro admisible. Por lo tanto, se aumenta la presión admisible en un rango importante manteniendo las mismas dimensiones de las tuberías actuales, al emplear el elemento soporte con las dimensiones geométricas descritas en las reivindicaciones del presente documento. Al conseguir un aumento de las fuerzas admisibles de tiro, se aumenta la longitud máxima sobre las cuales se puede realizar una canalización subterránea sin zanja.

En las instalaciones en las que se empleen dispositivos con el diseño aquí presentado en combinación con elementos de unión acerrojable tradicional, se deberá limitar la presión de trabajo dado que el elemento soporte de los diseños tradicionales son más endebles.

La mejora del sistema propuesto sobre los actuales, se basa en la mejora de las propiedades mecánicas del mencionado resalte, por lo que se garantiza la consecución del objeto de la invención. Al conseguir aumentar el rango de presiones para un mismo espesor de pared de tubería; se aumentan las posibilidades de uso de la misma, por ejemplo, aumento de la distancia máxima en perforaciones subterráneas.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del sistema, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La Figura 1. muestra, según una representación esquemática en sección diametral, un sistema de unión para tubería acerrojable realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención. En la sección se pueden observar todas las piezas que componen la invención así como todas las zonas de relevancia.

La Figura 2. muestra, según una representación esquemática en sección diametral, la forma que tiene el elemento soporte (7) y los chaflanes realizados (8) .

La Figura 3. muestra, según una representación similar a la de la Figura 2, una variante en la geometría de la zona de unión del elemento soporte (7) y el tubo (1) , en la que se emplea un redondeo.

La Figura 4. muestra, según una representación similar a la de...

1. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, caracterizado porque la zona de contacto entre los elementos de bloqueo (6) y el elemento soporte (7) es entre dos superficies paralelas o aproximadamente paralelas, permitiendo mayores presiones de trabajo en la unión.

2. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, según reivindicación 1, caracterizado porque la forma del elemento soporte (7) es paralelepipédica rectangular, cúbica o de cuarto de esfera.

3. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, según reivindicaciones1y2, caracterizado porque el elemento soporte (7) se realiza empleando la mecanización del elemento soporte (7) tras la aplicación como base para el mismo de un cordón de soldadura.

4. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, según reivindicaciones1y2, caracterizado porque el elemento soporte (7) se realiza empleando un anillo de respaldo durante la aplicación de la soldadura para conseguir la geometría del elemento soporte (7) propuesta.

5. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el elemento soporte (7) se realiza empleando el proceso de fundición o inyección para la fabricación simultanea del elemento soporte (7) y el tubo (1) o accesorio de tubería (13) .

6. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la superficie de contacto entre el elemento soporte (7) y los elementos de bloqueo (6) es perpendicular o aproximadamente perpendicular a la sección del tubo (1) o accesorio de tubería (13) .

7. Sistema de unión para conducciones de tipo acerrojables, que disponen del elemento soporte (7) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los materiales utilizados en el elemento soporte (7) y elementos de bloqueo (6) , sean tanto metales férricos como no férricos, quedando incluidos los composites, aceros inoxidables y aleaciones ligeras.

8. Accesorios para conducciones acerrojables que incorporan un sistema de unión, según las reivindicaciones 3, 4 y 5, caracterizado porque los accesorios de tubería (13) (codos, tes, reducciones, etc) disponen de un elemento soporte (7) , que se realiza por moldeo, soldadura o inyección, en una, varias o todas las salidas y entradas de este, sean espigas macho con el elemento soporte (7) , pudiendo tener una o varias copas (2) con forma hembra.

9. Válvulas para conducciones industriales o hidráulicas que incorporan un sistema de unión, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque éstas disponen del elemento soporte (7) , estando conectadas a conducciones que disponen del elemento soporte (7) . Dichas válvulas podrán ser para interior y exterior de edificaciones.