ACOPLAMIENTO DE TUBERIA CON UN ANILLO DE OBTURACION Y SISTEMA DE TUBERIAS PARA EL TRASPORTE DE MATERIAS CONSISTENTES.

Acoplamiento de tubería (6) para la unión de segmentos de tubería (5,

51, 52) individuales en un sistema de tuberías (4) para el transporte de medios que se encuentran bajo presión, en particular materias consistentes como hormigón, mortero y similares, estando apretados entre sí los segmentos de tubería (5, 51, 52) en sus extremos frontales mediante piezas de acoplamiento en forma de abrazaderas de tubo, y estando dispuesto en el interior de una pieza de acoplamiento (8) un anillo de obturación (10) que presenta al menos una cámara de presión (12) y al menos dos superficies de obturación (11) espaciadas que ajustan de forma estanca con el contorno exterior de los correspondientes segmentos de tubería (5, 51, 52) bajo la presión de transporte del medio a transportar, y además presentado el anillo de obturación (10) un nervio distanciador (13) que indica radialmente hacia dentro y que se extiende entre los extremos frontales de los segmentos de tubería (5, 51, 52) unidos entre sí mediante la pieza de acoplamiento, caracterizado porque al menos un canal de unión operativo permanentemente está previsto bajo presión de transporte entre el interior de los segmentos de tubería (5, 51, 52) y la cámara de presión (12) del anillo de obturación (10)

Acoplamiento de tubería con un anillo de obturación y sistema de tuberías para el transporte de materias consistentes.

La presente invención se refiere a un acoplamiento de tubería para la unión de segmentos de tubería individuales en un sistema de tuberías para el transporte bajo presión de materias consistentes según el preámbulo de la reivindicación 1 y un sistema de tuberías para el transporte bajo presión de materias consistentes según el preámbulo de la reivindicación 8 (documento US 2,184,376 A).

En el transporte de materias consistentes, por ejemplo, hormigón, mortero y similares, para superar las diferencias de altura se emplean así denominadas instalaciones de transporte, en las que la materia consistente a transportar se transporta por una tubería de transporte o un sistema de tuberías al punto deseado de aprovechamiento. La presión de transporte o caudal de transporte se genera en este caso por una bomba para materias consistentes. Bombas para materias consistentes semejantes, en particular bombas para hormigón, presentan habitualmente dos cilindros de transporte que trabajan en contrafase y que alternativamente aspiran hormigón de un depósito mediante los émbolos de transporte que se mueven de un lado a otro, y luego presionan el sistema de tuberías. Por ello se produce una corriente de transporte con presión de transporte pulsante. Un principio constructivo corriente de instalaciones de transporte semejantes es la combinación del sistema de tuberías con mástil articulado y/o telescópico que está montado, por ejemplo, sobre un vehículo de carga. Pero una instalación de transporte semejante puede estar construida evidentemente también de forma estacionaria o puede estar preparada como manipuladores. En el caso de que una instalación de transporte semejante esté montada sobre un vehículo de carga, éste en primer lugar se asegura frente a vuelco en el lugar de utilización. Sólo después pueden desplegarse o extenderse los segmentos individuales del mástil articulado y la instalación de transporte se puede poner en funcionamiento. El movimiento de ajuste de los segmentos del mástil articulado se realiza de forma conocida, por ejemplo, mediante cilindros hidráulicos. La bomba para materias consistentes transporta entonces la materia consistente preparada externamente, a través del sistema de tuberías que está dispuesto a lo largo de los segmentos del mástil articulado, hacia el lugar de aprovechamiento deseado en el que la materia consistente sale del sistema de tuberías, por ejemplo, a través de una prolongación de manguera del tipo morro de tobera. Las diferencias de altura que pueden superarse son considerables y pueden ser de 50 m. y más, lo que no obstante condiciona una presión de transporte elevada. Evidentemente con instalaciones de transporte semejantes también pueden superarse distancias horizontales, por ejemplo, en terrenos intransitables o inaccesibles.

El sistema de tuberías para el transporte de las materias consistentes se conduce en parte por fuera a lo largo de los segmentos del mástil articulado y en parte por dentro de los segmentos. Se compone de segmentos de tubería individuales que están unidos o apretados entre sí mediante acoplamientos de tubería. Los mismos acoplamientos de tubería se estanqueiza mediante juntas de estanqueidad frente a la salida indeseada de la materia consistente. Debe asegurarse constructivamente que los segmentos de tubería individuales puedan moverse de forma limitada relativamente unos respecto a otros al plegar y desplegar el mástil articulado. Por ello la fijación de los segmentos de tubería individuales dentro de los acoplamientos de tubería presenta un juego al menos axial, por ejemplo, en el orden de magnitud de 2 - 3 mm. Además, en la zona de las articulaciones del mástil articulado debe ser posible una torsión de los segmentos de tubería adyacentes. También se produce un problema no insignificante porque el caudal de transporte de la materia consistente, debido al rozamiento en las paredes interiores del sistema de tuberías, ejerce una fuerza que actúa axialmente sobre los segmentos de tubería individuales, de forma que los segmentos de tubería adyacentes se separan en los acoplamientos de tubería en cuestión. En acodamientos y arcos en el sistema de tuberías actúan, debido al desvío del caudal de transporte, fuerzas adicionales sobre los segmentos de tubería en cuestión. Por ejemplo, en un acoplamiento de tubería con un diámetro nominal de 125 mm y con una presión de transporte de 5 MPa puede aparecer una fuerza resultante máxima de 61,36 kN, que separa los segmentos de tubería unidos entre sí.

Por si fuera poco el mástil articulado se mueve o desplaza durante la operación de transporte al cambiarse el punto de aprovechamiento de la materia consistente. En este caso las fuerzas resultantes debidas al caudal de transporte y las fuerzas resultantes debidas al movimiento de ajuste de los segmentos del mástil articulado, con direcciones de acción parcialmente diferentes, actúan sobre el sistema de tuberías, de forma que en la zona de los acoplamientos de tubería se produce relativamente unos respecto a otros un desplazamiento axial y/o radial, un acodamiento y/o una torsión de los segmentos de tubería unidos. Según se ha descrito ya, por ello la fijación de los segmentos de tubería individuales dentro de los acoplamientos de tubería presenta un juego. Este juego entre los segmentos de tubería individuales hace posible en primer lugar una desplazabilidad axial de los segmentos de tubería individuales, pero también un ligero acodamiento, desplazamiento radial y/o torsión.

Los acoplamientos de tubería deben estanqueizarse mediante juntas de estanqueidad frente a la salida indeseada de la materia consistente. Para ello la mayoría de las veces se emplea una así denominada junta anular para bridas, en la que los dos extremos frontales de los segmentos de tubería a unir se introducen por así decir por ambos lados antes de que se aprieten entre sí, por ejemplo, mediante una pieza de acoplamiento de manguito. La obturación se realiza mediante labios o superficies de obturación que están en contacto con el contorno exterior del segmento de tubería en cuestión. Para el aumento de la fuerza de apriete de los labios de obturación, la junta para bridas o el anillo de obturación están provistos de una cámara de presión interior, por lo que con presión de transporte creciente se aumenta también el efecto de obturación. Se trata por ello en este caso de un principio constructivo con efecto de obturación autorreforzante.

Al ensamblar los segmentos de tubería individuales, por ejemplo, durante el primer montaje, las caras frontales de los segmentos de tubería a unir se montan típicamente de forma enrasada, es decir, a tope, y se unen o aprietan entre sí mediante un acoplamiento de tubería, por ejemplo, con un acoplamiento de manguito. En el funcionamiento de transporte, el juego entre los segmentos de tubería individuales conduce a que los segmentos de tubería individuales se presionen separándose en los acoplamientos de tubería cada vez a la distancia de juego prevista, adicionándose de forma acumulativa el desplazamiento total y pudiendo llegar a ser de 20-30 mm e incluso más. Esto puede conducir a problemas considerables en los puntos de apoyo del sistema de tuberías. Para evitar estos problemas, en el ensamblaje se emplea la mayoría de las veces una junta para bridas que presenta un nervio distanciador en forma de un labio interno, ajustando el nervio distanciador los segmentos de tubería a unir ya a la distancia de juego máxima posible.

Sin embargo, el nervio distanciador introducido entre las caras frontales de los segmentos de tubería individuales origina problemas, porque se presiona radialmente hacia fuera bajo la presión de transporte del caudal de transporte, se abomba en este caso y puede cerrar de forma estanca la hendidura entre las caras frontales de los segmentos de tubería. Por ello la cámara de presión interior del anillo de obturación permanece sin presión, de forma que los labios de obturación están en contacto con el contorno exterior del segmento de tubería en cuestión sin aumento de la fuerza de obturación necesaria. Con ello entonces no se da más una obturación controlada. Si la materia consistente transportada atraviesa en un punto la hendidura, por ejemplo, en el que el nervio distanciador por tramos se presiona radialmente hacia fuera de la hendidura o se deteriora por el movimiento relativo ya descrito de los segmentos de tubería individuales, entonces la fuerza de apriete de los labios de obturación es posiblemente demasiado pequeña, de forma que se produce una salida indeseada...

1. Acoplamiento de tubería (6) para la unión de segmentos de tubería (5, 51, 52) individuales en un sistema de tuberías (4) para el transporte de medios que se encuentran bajo presión, en particular materias consistentes como hormigón, mortero y similares, estando apretados entre sí los segmentos de tubería (5, 51, 52) en sus extremos frontales mediante piezas de acoplamiento en forma de abrazaderas de tubo, y estando dispuesto en el interior de una pieza de acoplamiento (8) un anillo de obturación (10) que presenta al menos una cámara de presión (12) y al menos dos superficies de obturación (11) espaciadas que ajustan de forma estanca con el contorno exterior de los correspondientes segmentos de tubería (5, 51, 52) bajo la presión de transporte del medio a transportar, y además presentado el anillo de obturación (10) un nervio distanciador (13) que indica radialmente hacia dentro y que se extiende entre los extremos frontales de los segmentos de tubería (5, 51, 52) unidos entre sí mediante la pieza de acoplamiento, caracterizado porque al menos un canal de unión operativo permanentemente está previsto bajo presión de transporte entre el interior de los segmentos de tubería (5, 51, 52) y la cámara de presión (12) del anillo de obturación (10).

2. Acoplamiento de tubería (6) según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un canal de unión está dispuesto en el anillo de obturación (10).

3. Acoplamiento de tubería (6) según la reivindicación 2, caracterizado porque en el nervio distanciador (13) del anillo de obturación (10) está dispuesta al menos una escotadura (15) que se extiende radialmente hacia fuera y que configura un canal de unión entre el interior de los segmentos de tubería (5, 51, 52) y la cámara de presión (12) del anillo de obturación (10).

4. Acoplamiento de tubería (6) según la reivindicación 2, caracterizado porque en el nervio distanciador (13) del anillo de obturación (10) están dispuestas cinco escotaduras (15) distribuidas sobre el contorno que configuran canales de unión entre el interior de los segmentos de tubería (5, 51, 52) y la cámara de presión (12) del anillo de obturación (10).

5. Acoplamiento de tubería (6) según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque las escotaduras (15) están configuradas en el nervio distanciador (13) de forma semicircular y continua, en particular de forma invariable tangencialmente en los puntos de transición.

6. Acoplamiento de tubería (6) según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque las escotaduras (15) presentan una profundidad radial de cómo máximo el 60% de la altura total del nervio distanciador (13), preferiblemente una profundidad máxima del 80% de la altura total del nervio distanciador (13).

7. Acoplamiento de tubería (6) según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el anillo de obturación (10) está formado en una pieza a partir de un material elástico, preferiblemente similar al caucho.

8. Acoplamiento de tubería (6) según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque el nervio distanciador (13) está dispuesto de forma centrada en la dirección axial del anillo de obturación (10).

9. Acoplamiento de tubería (6) según la reivindicación 2, caracterizado porque el nervio distanciador (13) presenta sobre su contorno un espesor diferente, variable, y/o está provisto de escotaduras que se extienden radialmente, preferiblemente en forma de ranura, por lo que está presente al menos un canal de unión entre el interior de los segmentos de tubería (5, 51, 52) y la cámara de presión (12) del anillo de obturación (10).

10. Sistema de tuberías (4) para el transporte de medios que se encuentran bajo presión, en particular materias consistentes como hormigón, mortero y similares, que comprende una pluralidad de segmentos de tubería, estando unidos entre sí los segmentos de tubería (5, 51, 52) mediante acoplamientos de tubería (6), caracterizado porque al menos dos segmentos de tubería (5, 51, 52) están unidos entre sí con un acoplamiento de tubería (6) según una de las reivindicaciones 1 a 9.