ELEMENTO DE CONEXION PARA ESTABLECER UNA CONEXION ROSCADA ESTANCA A LOS FLUIDOS ASI COMO PROCEDIMIENTO PARA SU PRODUCCION.

Elemento de conexión para establecer una conexión roscada (12) estanca a los fluidos en una conducción,



- con una rosca (2),

- con un hilo de rosca (3) limitado por un fondo de rosca (4) y los flancos de rosca contiguos (5),

- por un producto sellante (8) dispuesto por lo menos a lo largo de una vuelta completa del hilo de rosca (3) en la rosca (3),

- donde entre el producto sellante (8) y el hilo de rosca (3) se forma una unión adherente,

- donde el producto sellante está elegido por lo menos de entre un material que contiene los grupos siguientes: Siliconas, fluoropolímeros, en particular perfluoralcoxipolímeros, resinas epoxídicas y/o poliuretanos.

- Donde el producto sellante (8) presenta un material de carga, caracterizado porque el material de carga presenta fibras

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W06064872EP.

Solicitante: VIEGA GMBH & CO. KG..

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ENNESTER WEG 9,57439 ATTENDORN.

Inventor/es: VIEGENER, WALTER.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 9 de Septiembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F16L15/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA TUBERIAS; SOPORTES PARA TUBOS, CABLES O CONDUCTOS PROTECTORES; MEDIOS DE AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L 15/00 Empalmes con rosca (uniones de entubado utilizadas en la perforación de pozos de gran profundidad E21B 17/08; empalmes cuya estanqueidad se consigue esencialmente por medios diferentes que el roscado, véanse los grupos apropiados propios a los dispositivos de estanqueidad considerados ); Formas de las roscas para estos empalmes. › con juntas de estanqueidad suplementarias.

Clasificación PCT:

  • E21B17/08 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E21 PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA.E21B PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación minera o de canteras E21C; excavación de pozos, galerías o túneles E21D ); EXTRACCION DE PETROLEO, GAS, AGUA O MATERIALES SOLUBLES O FUNDIBLES O DE UNA SUSPENSION DE MATERIAS MINERALES A PARTIR DE POZOS. › E21B 17/00 Barras o tubos de perforación; Trenes de barras flexibles; Barras de accionamiento; Collares de perforación; Barras de bombeo; Entubaciones; Columnas de producción (acoplamientos de barras en general F16D; tubos o acoplamiento de tubos en general F16L). › Juntas de entubación.
  • F16B33/00 F16 […] › F16B DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS O LAS PARTES DE LAS MAQUINAS, p. ej. CLAVOS, CLAVIJAS, TUERCAS, TORNILLOS, BULONES, ANILLOS QUE FORMAN RESORTE, ABRAZADERAS, BRIDAS, GRAPAS, CUÑAS; UNIONES O ARTICULACIONES (acoplamientos para la transmisión de mecanismos de rotación F16D). › Características comunes a los bulones y a las tuercas (clavijas para paredes F16B 13/00).
  • F16B33/06 F16B […] › F16B 33/00 Características comunes a los bulones y a las tuercas (clavijas para paredes F16B 13/00). › Tratamiento de la superficie de las partes donde se encuentra realizado el roscado, para impedir el gripado.
  • F16L15/04 F16L 15/00 […] › con juntas de estanqueidad suplementarias.

Fragmento de la descripción:

Elemento de conexión para establecer una conexión roscada estanca a los fluidos así como procedimiento para su producción.

La invención se refiere a un elemento de conexión para establecer una conexión roscada estanca a los fluidos con una rosca, con un hilo de rosca limitado por un fondo de rosca y los flancos de rosca contiguos, con un medio sellante dispuesto por lo menos alrededor de una vuelta completa del hilo de rosca donde entre el producto sellante y el hilo de rosca se forma una unión de adherencia. Un elemento de conexión de esta clase se conoce por ejemplo por el documento WO 00/57070. La invención se refiere además a un trozo de tubo para una tubería estanca a los fluidos que tenga por lo menos dos extremos de conexión así como a una válvula para una conexión estanca a los fluidos, con por lo menos un extremo de conexión. La invención se refiere además también a un procedimiento para la producción de un elemento de conexión.

En una multitud de aplicaciones se requieren uniones roscadas estancas a los fluidos para impedir la salida de líquidos o gases desde un sistema cerrado. Mientras que para esto se emplean en parte juntas planas o roscas que realicen el sellado metálico, se prefiere en la práctica con frecuencia también el empleo de juntas en la rosca. Las juntas en la rosca consisten por lo general en estopa o teflón, y antes de enroscar se enrollan alrededor de una rosca exterior de la conexión roscada. Las fibras de estopa o el teflón que se emplea en forma de bandas delgadas, penetra en el intersticio entre la rosca exterior y la rosca interior de la conexión roscada, si se coloca bien, y sella este espacio intermedio frente a un paso de gases o fluidos.

La aplicación de estopa o cintas de bandas de teflón para fines de sellado entraña un consumo de tiempo elevado. Además, aunque se proceda con el máximo cuidado, no se puede impedir que en el futuro surjan faltas de estanqueidad. Por este motivo se ha propuesto en el estado de la técnica un elemento de conexión cuya rosca exterior va revestida de una capa de poliamida. Esta clase de productos sellantes termoplásticos tales como poliamida presentan una serie de inconvenientes. Un inconveniente esencial consiste en que los productos de sellado conocidos no presentan elasticidad permanente. Los productos de sellado conocidos se vuelven acres con el tiempo de modo que poco a poco van perdiendo sus características de producto sellante. Unas temperaturas altas o incluso oscilaciones importantes de temperatura por las que el producto sellante es calentado y vuelto a enfriar alternativamente favorecen la aparición de la acritud del producto sellante y por lo tanto la aparición de faltas de estanqueidad.

Otro inconveniente que afecta especialmente a los productos sellantes termoplásticos es que éstos sólo se pueden utilizar hasta una temperatura de unos 70º a 100ºC. Esta gama de temperaturas coincide aproximadamente con las temperaturas de trabajo máximas admisibles de los tipos de conducciones usuales. Mientras que las temperaturas de trabajo máximas de los conductos de gas están en 70ºC, las mismas temperaturas en conducciones de agua potable alcanzan 95ºC, y en las tuberías de calefacción incluso 110ºC. Por lo tanto no se pueden asumir garantías de la capacidad de funcionamiento de los medios de sellado termoplásticos para éstas y otras aplicaciones comparables.

Otro inconveniente está en la reducida capacidad de carga mecánica del producto sellante. Precisamente los esmaltes o resinas quedan fácilmente dañados durante el transporte o por un manejo no profesional. También esto da lugar con frecuencia a faltas de estanqueidad. Además, el empleo de poliamida o de resina epoxídica como producto sellante está limitado a unas aplicaciones muy determinadas.

La presente invención tiene por lo tanto como base el problema técnico de facilitar un elemento de conexión, un trozo de tubería y una válvula en las que los inconvenientes conocidos por el estado de la técnica no aparecen o al menos no lo hacen de forma tan señalada. Otro problema técnico que está en la base de la invención consiste en proponer un procedimiento mediante el cual el elemento de conexión de la clase citada inicialmente se pueda fabricar sin problemas.

El problema técnico antes mencionado se resuelve conforme a la invención en una conexión roscada de la clase citada inicialmente por un elemento de conexión que presenta las características de la reivindicación 1. El problema técnico se resuelve también por un elemento de conexión para establecer una conexión roscada estanca a los fluidos en una conducción que presenta las características de la reivindicación 35. Igualmente se resuelve el problema técnico en un trozo de tubería de la clase citada inicialmente conforme a la invención por las características de la reivindicación 38. El problema técnico se resuelve además conforme a la invención en la válvula citada inicialmente por las características de la reivindicación 39. Además de esto se resuelve el problema técnico en el procedimiento citado inicialmente conforme a la invención por las características de la reivindicación 40.

En el elemento de conexión conforme a la invención está previsto un medio sellante que contiene un material elegido del entre el siguiente grupo y/o que consiste en por lo menos uno de estos materiales:

Siliconas, fluoropolímeros, en particular perfluoralcoxipolímeros, resinas epoxídicas y poliuretano. El producto sellante puede contener también un elastómero, preferentemente un elastómero termoplástico, y/o consistir en éste.

Los materiales indicados para el producto sellante tienen preferentemente todos una dureza de 10 a 110 IRHD, preferentemente 30 a 90 IRHD, más preferentemente 40 a 80 IRHD y muy preferentemente 55 a 75 IRHD, estando referidas estas indicaciones de dureza al material polímero puro sin aditivos de los materiales de carga descritos más adelante. La abreviatura IRHD indica International Rubber Hardness Degree (Grado Internacional de Dureza de la Goma). Los materiales indicados para el producto sellante presentan además preferentemente cada uno una tasa de hinchamiento en agua desmineralizada de 1 a 20% (m), preferentemente del 3 al 15% (m) y más preferentemente del 3,5 al 12,5%, medidas en trozos de película de 20 x 60 x 2 mm3 en agua desmineralizada a 40ºC después de 48 horas.

Las siliconas son en principio conocidas por el especialista, y se describen por ejemplo en "Römpp Chemie Lexikon, 9 Edición, 1993, páginas 4168-4172". Las siliconas se designan sistemáticamente como poliorganosiloxanos. El empleo de siliconas como producto sellante es ventajoso por el hecho de que las siliconas tienen estabilidad a la temperatura, flexibilidad a largo plazo, son resistentes al calor, hidrófobas y fisiológicamente compatibles. De acuerdo con la invención se pueden emplear polisiloxanos lineales, polisiloxanos ramificados, polisiloxanos cíclicos y/o polisiloxanos reticulados. Se prefiere especialmente el empleo de cauchos siliconizados o resinas siliconizadas ya que éstos presentan una alta resistencia permanente al calor y unos valores dieléctricos en gran medida independientes de la temperatura. También se prefiere el empleo de siliconas elastómeras. La preparación de siliconas la conoce por principio el especialista y se puede efectuar por ejemplo por hidrólisis y policondensación de dialquildiclorosilanos. Otros procedimientos de preparación se describen en "Römpp Chemie Lexikon, 9 Edición, 1993, páginas 4168-4172". Los fluoropolímeros son conocidos por principio parar el especialista y se describen por ejemplo en "Römpp Chemie Lexikon, 9 Edición, 1993, página 1412". El empleo de fluoropolímeros como producto sellante es ventajoso por el hecho de que los fluoropolímeros son inertes, y se caracterizan además por su elevada estabilidad química y térmica, sus características aislantes eléctricas muy buenas, excelente resistencia a la intemperie, comportamiento antiadhesivo e incombustibilidad. De acuerdo con la invención se pueden emplear tanto polímeros que contengan fluoros con exclusivamente átomos de carbono en la cadena principal como también otros con heteroátomos en la cadena principal. Si se emplean polímeros que contengan fluoro que tengan exclusivamente átomos de carbono en la cadena principal, entonces se prefieren especialmente los homopolímeros y copolímeros de los monómeros fluorados insaturados olefinos, especialmente clorotrifluoroetileno, ácido fluorovinilsulfónico, hexafluorisobutileno, hexafluorpropileno, éter de perfluorovinilmetilo, tetrafluoroetileno, fluoruro de vinilo y fluoruro de vinilideno....

 


Reivindicaciones:

1. Elemento de conexión para establecer una conexión roscada (12) estanca a los fluidos en una conducción,

    - con una rosca (2),
    - con un hilo de rosca (3) limitado por un fondo de rosca (4) y los flancos de rosca contiguos (5),
    - por un producto sellante (8) dispuesto por lo menos a lo largo de una vuelta completa del hilo de rosca (3) en la rosca (3),
    - donde entre el producto sellante (8) y el hilo de rosca (3) se forma una unión adherente,
    - donde el producto sellante está elegido por lo menos de entre un material que contiene los grupos siguientes: Siliconas, fluoropolímeros, en particular perfluoralcoxipolímeros, resinas epoxídicas y/o poliuretanos.
    - Donde el producto sellante (8) presenta un material de carga, caracterizado porque el material de carga presenta fibras.

2. Elemento de conexión según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto sellante (8) contiene una mezcla de por lo menos dos de los materiales citados en la reivindicación 1.

3. Elemento de conexión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las fibras contienen lana, celulosa, poliamida, carbono, vidrio y/o poliimida.

4. Elemento de conexión según la reivindicación 3, caracterizado porque las fibras contienen fibras naturales encoladas, polvo silanizado o arena imprimada.

5. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material de carga presenta partículas de fieltro, polvo o copos.

6. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material de carga presenta micropartículas.

7. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material de carga presenta microcápsulas.

8. Elemento de conexión según la reivindicación 7, caracterizado porque las microcápsulas contienen un adhesivo, en particular un adhesivo de reacción.

9. Elemento de conexión según la reivindicación 7, caracterizado porque las microcápsulas presentan un componente para el espumado.

10. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el producto de sellado (8) está presente en la rosca en forma espumada.

11. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el producto sellante (8) presenta un agente de deslizamiento.

12. Elemento de conexión según la reivindicación 11, caracterizado porque el agente de deslizamiento presenta micropartículas en forma de plaquitas, en particular partículas de poliolefinos o partículas de talco.

13. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el producto sellante (8) presenta rompevirutas.

14. Elemento de conexión según la reivindicación 13, caracterizado porque el rompevirutas contiene micropartículas con escasa adherencia con el material del producto sellante (8), conteniendo especialmente politetrafluoretileno (PTFE), poliolefinos y silicatos estratificados.

15. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el producto sellante (8) presenta por lo menos dos capas que se diferencian por lo menos por una propiedad.

16. Elemento de conexión según la reivindicación 15, caracterizado porque las por lo menos dos capas tienen diferente dureza.

17. Elemento de conexión según la reivindicación 16, caracterizado porque la capa próxima a la rosca (2) es más dura que la capa alejada de la rosca.

18. Elemento de conexión según la reivindicación 16, caracterizado porque la capa próxima a la rosca (2) es más blanda que la capa alejada de la rosca.

19. Elemento de conexión según la reivindicación 15, caracterizado porque la capa próxima a la rosca (2) presenta materiales de carga para ajustar la dureza, y porque la capa alejada de la rosca presenta materiales de carga en forma de rompevirutas y/o agentes deslizante.

20. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque las por lo menos dos capas presentan transiciones en forma de gradientes.

21. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el producto sellante (8) se endurece por aumento de la temperatura o por irradiación, en particular por irradiación UV.

22. Elemento de conexión según la reivindicación 21, caracterizado porque el producto sellante (8) presenta un plástico que endurece a una temperatura superior a la temperatura de trabajo de la conducción.

23. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque la superficie de la rosca (2) se somete a un tratamiento previo para mejorar la unión con el producto sellante.

24. Elemento de conexión según la reivindicación 23, caracterizado porque la superficie de la rosca (2) se hace rugosa por chorreado de partículas o por decapado.

25. Elemento de conexión según la reivindicación 23, caracterizado porque la superficie de la rosca (2) está sometida a un tratamiento previo por un agente adherente o una imprimación.

26. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la rosca (2) es una rosca exterior.

27. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque el producto sellante (8) rellena la rosca (3) esencialmente en su totalidad o que la rosca (3) esté llena en exceso.

28. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque el producto sellante (8) se aplica próximo al contorno en el hilo de rosca.

29. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque el producto sellante (8) está previsto en el hilo de rosca (3) a lo largo de dos a diez vueltas completas del hilo de rosca (3).

30. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque el producto sellante (8) está previsto en el hilo de rosca (3) a lo largo de dos a cinco vueltas completas del hilo de rosca (3).

31. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque en un extremo de enroscado (6) de la rosca (2) el hilo de rosca (3) está libre de producto sellante (8) a lo largo de por lo menos una vuelta completa del hilo de rosca, preferentemente a lo largo de dos o tres vueltas completas del hilo de rosca.

32. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque en el extremo (7) de la rosca (2) opuesto al extremo de enroscado el hilo de rosca (3) está exento de producto sellante (8) a lo largo de por lo menos una vuelta completa del hilo de rosca, preferentemente de dos o tres vueltas completas del hilo de rosca.

33. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 32, caracterizado porque en la rosca (2) está prevista por lo menos una ranura (15) tallada en dirección radial, y porque la por lo menos una ranura (15) está dotada de producto sellante.

34. Elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 33, caracterizado porque en la rosca (2) están previstas una o varias ranuras (17) talladas en dirección axial, y porque las ranuras (17) están dotadas de producto sellante.

35. Elemento de conexión para establecer una conexión roscada (12) estanca a los fluidos en una conducción,

    - con una rosca (2),
    - donde en la rosca (2) está prevista una ranura (15) tallada en dirección radial y está dotada la ranura (15) de producto sellante,
    - donde el producto sellante (8) contiene por lo menos un material elegido de entre el grupo siguiente: Siliconas, fluoropolímeros, en particular perfluoralcoxipolímeros, resinas epoxídicas y/o poliuretanos,
    - presentando el producto sellante (8) un material de carga, caracterizado porque
el material de carga presenta fibras.

    36. Elemento de conexión según la reivindicación 35, caracterizado porque la ranura (15) tallada en dirección radial y los hilos de rosca contiguos (3) de la rosca (2) están dotados al menos parcialmente de producto sellante (8).

    37. Elemento de conexión según la reivindicación 35 ó 36, caracterizado por una de las características indicadas en las reivindicaciones 2 a 34.

    38. Trozo de tubo para una tubería estanca a los fluidos,

      - con por lo menos dos extremos de conexión,
      - donde un extremo de conexión presenta un elemento de conexión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 37.

    39. Válvula para una conexión estanca a los fluidos

      - con por lo menos un extremo de conexión,
      - donde por lo menos un extremo de conexión presenta un elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 37.

    40. Procedimiento para la producción de un elemento de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 37,

      - donde la rosca y/o la ranura radial y/o la ranura axial del elemento de conexión se reviste al menos parcialmente de un producto sellante, y
      - donde el producto sellante a continuación se calienta o irradia para su endurecimiento.

    41. Procedimiento según la reivindicación 40,

    donde el producto sellante se calienta para su endurecimiento a una temperatura superior a la temperatura de trabajo de una conducción en la que se va a recibir el elemento de conexión.

    42. Procedimiento según la reivindicación 41,

    en el que como producto sellante se emplea una silicona que se trata a una temperatura del orden de 170ºC a lo largo de un período de tiempo de 2 a 10 minutos, preferentemente de 5 minutos.

    43. Procedimiento según la reivindicación 41,

    en el que se utiliza como producto sellante un perfluoroalcoxi (PFA), que se trata a una temperatura del orden de 280ºC a 320º a lo largo de un período de tiempo de 5 a 15 minutos, preferentemente de 10 minutos.


     

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