Aparato curvador de tuberías, que comprende: una matriz de curvado (14);

un elemento de soporte (18) yuxtapuesto en la proximidad de un primer extremo de la matriz de curvado y que se puede desplazar con respecto a dicha matriz de curvado para soportar una parte de una tubería; un primer sensor (30); un elemento de curvado (16) yuxtapuesto en la proximidad de un segundo extremo de la matriz de curvado y que se puede desplazar con respecto a dicha matriz de curvado para curvar una tubería alrededor de la matriz de curvado; un segundo sensor de posición (28) para detectar la posición de dicho elemento de curvado; un indicador (29) acoplado a los primeros y segundos sensores para proporcionar a un operario una indicación de las posiciones del elemento de soporte y/o del elemento de curvado, caracterizado porque el primer sensor (30) es un primer sensor de posición (30) para detectar la posición de dicho elemento de soporte móvil

Máquina curvadora de tuberías provista de un sensor de posición de un elemento de soporte móvil, un sensor de posición de un elemento de curvado y un indicador de dichas posiciones.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere, en general, a un aparato curvador de tuberías, y más en particular a un aparato para mejorar la velocidad y la precisión de la formación de curvas en las tuberías de gran diámetro, tales como el tipo que se utilizan para los conductos que transportan productos petroleoquímicos, y similares.

Antecedentes de la invención

Por todo el mundo los líquidos y los gases, tales como los combustibles se distribuyen a través de unas redes de conductos. En general, los conductos constituyen unas secciones de tubería grandes de 12,2 m (40 pies) de longitud, con un diámetro de 0,152 a 1,52 cm (6 a 60 pulgadas), que son soldadas entre sí y enterradas en el suelo. Los conductos siguen el contorno general de la tierra y deben ser trazados alrededor de obstáculos naturales y artificiales. En lugar de formar curvas en una tubería, soldando unas secciones cortas de tubería en un ángulo, la una a la otra, se forman curvas curvando unas secciones de tubería in situ a medida que se construye el conducto. Curvar la tubería minimiza el número de soldaduras y mejora la fiabilidad del conducto resultante. Debido al tamaño de las tuberías que se curvan, los equipos de curvado de tuberías son, en general, masivos de tamaño y de funcionamiento hidráulico. Típicamente, la presión hidráulica para hacer funcionar el equipo de curvado de tuberías, es proporcionada por una bomba hidráulica accionada por un motor de combustión interna. Las máquinas curvadoras de tuberías de este tipo se dan a conocer en las patentes US nº 3.834.210; nº 3.851.519; y nº 5.092.150.

Tal como es habitual con las tuberías de gran diámetro, se consigue una curva en cada tubería mediante numerosas curvas reducidas, cada una distanciada de la otra a lo largo de la tubería. Por ejemplo, se pueden utilizar varias curvas incrementales de medio grado distanciadas a lo largo de una tubería para crear una curva general de varios grados. El operario de una máquina curvadora de tuberías controla totalmente el número de curvas incrementales que se tienen que hacer, la distancia entre dichas curvas incrementales, así como la extensión de cada curva incremental en la tubería. Los operarios con aptitud pueden controlar eficazmente una máquina curvadora de tuberías para que forme con precisión y de forma consistente unos curvas en las tuberías, a la vez que se minimiza las tuberías que quedan dañadas, que no se curvan lo suficiente, o que se curvan excesivamente. Aunque se pueden formar curvas consistentes, hasta cierto punto, se producen unas variaciones en función de la aptitud y del juicio del operario y de las diferencias entre operarios.

Tal como se describirá a continuación, conseguir de forma consistente unas curvas de tubería precisas, consistentes y sin daños, depende de la colocación adecuada de la tubería y los puntos de soporte o contacto (respaldo rígido y zapata elevadora) de la máquina curvadora de tuberías. Típicamente, se realiza la colocación del respaldo rígido y de la zapata elevadora mediante una combinación de pautas visuales, táctiles y/o de audio adquiridos por un operario con la experiencia. Por ejemplo, un operario con experiencia puede determinar cuando la zapata elevadora está colocada correctamente escuchando un cambio en el ruido del motor. Sin embargo, la falta de experiencia, el cansancio, las distracciones, y las consideraciones ambientales, pueden dar lugar a una colocación inadecuada del respaldo rígido y/o de la zapata elevadora, lo que contribuye a unas variaciones en las curvas de las tuberías o incluso, daños producidos en dichas tuberías. Por lo tanto, sería de desear proporcionar un sistema para ayudar al operario a colocar la zapata elevadora y el respaldo rígido.

El hecho de asegurar que la tubería y la zapata elevadora estén colocadas correctamente asimismo resulta engorroso. En primer lugar, se levanta el respaldo rígido para llevar la tubería justo al punto de contacto con las matrices curvadoras. Esto se denomina posición "de nivel" o "cero". A continuación se lleva la zapata elevadora hasta el extremo libre de la tubería. A continuación, el respaldo rígido se eleva o se pivota para curvar de forma incremental la tubería alrededor de la matriz curvadora. Finalmente, se bajan el respaldo rígido y la zapata elevadora. En el caso de necesitar más curvas, se desplaza la tubería axialmente hasta una nueva posición de curvado, el respaldo rígido y la zapata elevadora son conducidas hasta la posición de nivel, la zapata elevadora se eleva para soportar la tubería, y a continuación se levanta el respaldo rígido para curvar la tubería. Llevar el respaldo rígido y la tubería hasta la posición de nivel antes de llevar a cabo cada curva para que se pueda colocar correctamente la zapata elevadora, reduce el volumen de tuberías que puede pasar por la máquina curvadora de tuberías. Por lo tanto, sería de desear proporcionar un sistema que acelere el curvado de las tuberías reduciendo el tiempo que se necesita para colocar la tubería, el respaldo rígido y/o la zapata elevadora. Asimismo sería de desear eliminar la necesidad de llevar las tuberías a la posición de nivel antes de llevar a cabo cada curva.

Se puede apreciar de lo anterior que existe la necesidad de un sistema para ayudar al operario con aptitud a formar unas curvas incrementales con un alto grado de repetibilidad y precisión, y para mejorar la velocidad con la que se puede curvar las tuberías. Dado que a las máquinas curvadoras de tuberías existentes les falta un sistema de este tipo, existe además la necesidad de un sistema que se puede acoplar fácilmente a posteriori a las máquinas curvadoras de tuberías existentes.

El documento EP 1086760 da a conocer una máquina curvadora de tuberías automática que emplea un sistema de retroalimentación y de control.

Sumario de la invención

De acuerdo con unas formas de realización de la presente invención, se da a conocer un aparato curvador de tuberías que emplea un sistema de sensores e indicadores, y un procedimiento de funcionamiento del mismo, que superan los inconvenientes y los problemas de la técnica anterior. De acuerdo con la forma de realización preferida de la invención, se da a conocer un sistema de sensores e indicadores, que permite a un operario con aptitud colocar de forma rápida y consistente una tubería y curvarla.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, uno o varios sensores están acoplados al respaldo rígido y/o a la zapata elevadora. Los sensores de posición están conectados a una pantalla o a los indicadores que proporcionan datos al operario sobre la posición de la zapata elevadora y el respaldo rígido. Unos sensores e indicadores adicionales pueden proporcionar datos sobre el desplazamiento axial de la tubería. Con la ayuda de la retroalimentación que proporcionan los sensores e indicadores, el operario con aptitud puede controlar el sistema de curvado de tuberías para realizar de forma rápida y consistente unas curvas precisas en las tuberías.

Otros aspectos particulares y preferidos de la presente invención se establecen en las reivindicaciones independientes y subordinadas. Unas características de las reivindicaciones subordinadas pueden combinarse con las características de las reivindicaciones independientes según su caso, y en combinaciones distintas a las que se indican explícitamente en las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se describirá en mayor detalle, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a unas formas de realización preferidas de la misma tal como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:

las Figuras 1A a C representan unas vistas laterales de un sistema de curvado de tuberías típico, que ilustra el funcionamiento para formar una curva en una tuberías;

la Figura 2 representa esquemáticamente un sistema de sensor e indicador de acuerdo con los principios de la invención;

la Figura 3 representa el primer ejemplo de un sensor de posición;

la Figura 4 representa una primer ejemplo ilustrativo de un panel indicador;

la Figura 5 representa un segundo ejemplo de un sensor de posición; y

las Figuras 6A...

1. Aparato curvador de tuberías, que comprende:

una matriz de curvado (14);

un elemento de soporte (18) yuxtapuesto en la proximidad de un primer extremo de la matriz de curvado y que se puede desplazar con respecto a dicha matriz de curvado para soportar una parte de una tubería;

un primer sensor (30);

un elemento de curvado (16) yuxtapuesto en la proximidad de un segundo extremo de la matriz de curvado y que se puede desplazar con respecto a dicha matriz de curvado para curvar una tubería alrededor de la matriz de curvado;

un segundo sensor de posición (28) para detectar la posición de dicho elemento de curvado;

un indicador (29) acoplado a los primeros y segundos sensores para proporcionar a un operario una indicación de las posiciones del elemento de soporte y/o del elemento de curvado, caracterizado porque el primer sensor (30) es un primer sensor de posición (30) para detectar la posición de dicho elemento de soporte móvil.

2. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de los primeros y segundos sensores comprende una pluralidad de interruptores de límite (35, 36, 37) configurados, de tal modo que unos predeterminados de la pluralidad de interruptores de limite sean accionados cuando el elemento que se está detectando se encuentra en unas posiciones predeterminadas.

3. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 2, en el que el indicador comprende una pluralidad de indicadores visuales que son accionados en respuesta a la activación de uno de entre la pluralidad de interruptores de límite.

4. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 1, en el que uno de los primeros y segundos sensores comprende un transductor que proporciona unas señales de posición indicativas de la posición del correspondiente entre el elemento de soporte y el elemento de curvado.

5. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 4, en el que el indicador comprende una pluralidad de indicadores visuales que son accionados en respuesta a las señales de posición.

6. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 5, que comprende además un procesador programado acoplado a un dispositivo visualizador, en el que la pluralidad de indicadores visuales comprende unas partes del dispositivo visualizador que son visualizadas por el procesador programado en respuesta a las señales de posición.

7. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 1,

en el que dicho elemento de soporte comprende una zapata elevadora para fijar la tubería; y

en el que dicho elemento de curvado comprende un respaldo rígido para soportar la tubería, siendo móvil dicho respaldo rígido con respecto a dicha zapata elevadora para desplazar una parte de dicha tubería y formar una curva en la misma.

8. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 2, en el que las posiciones de la pluralidad de interruptores de límite son ajustables, de tal modo que puedan cambiarse las posiciones predeterminadas.

9. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 3, en el que la pluralidad de indicadores visuales comprenden unas luces que son excitadas selectivamente en respuesta a unos correspondientes de los interruptores de límite.

10. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 9, en el que las luces son LED.

11. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 7, en el que los primeros y segundos sensores comprenden unos primeros y segundos transductores que proporcionan señales indicativas de la posición del respaldo rígido y de la zapata elevadora, respectivamente.

12. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 11, en el que las señales son señales análogas.

13. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 12, que comprende además una circuitería para comparar la señal análoga con un umbral predeterminado.

14. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 13, en el que el indicador comprende una pluralidad de indicadores visuales que son accionados en respuesta a la comparación de la señal análoga al umbral predeterminado.

15. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 13, que comprende además una circuitería para indicar una posición del respaldo rígido o de la zapata elevadora en respuesta a la comparación de la señal análoga al umbral predeterminado.

16. Aparato curvador de tuberías según la reivindicación 13, en el que la circuitería para comparar y la circuitería para indicar comprende un procesador programado acoplado a un dispositivo de visualización.

17. Procedimiento para hacer funcionar un aparato curvador de tuberías que comprende una matriz de curvado (14); un elemento de soporte (18) yuxtapuesto en la proximidad de un primer extremo de la matriz de curvado y que es móvil con respecto a dicha matriz de curvado para soportar una parte de una tubería, y un elemento de curvado (16) yuxtapuesto en la proximidad de un segundo extremo de la matriz de curvado y que es móvil con respecto a dicha matriz de curvado para curvar una tubería alrededor de la matriz de curvado, comprendiendo el procedimiento:

cargar una primer tubería en el aparato para que una parte de la primera tubería está dispuesta en la proximidad de la matriz de curvado;

desplazar el elemento de soporte a una primera posición con el fin de soportar la primera tubería en la proximidad del primer extremo de la matriz de curvado;

establecer la primera posición como una primera posición predeterminada;

desplazar el elemento de curvado hasta una segunda posición con el fin de obligar a la primera tubería a curvarse alrededor de una parte de la matriz de curvado;

establecer la segunda posición como una segunda posición predeterminada utilizando un segundo sensor de posición (28) que detecta la posición de dicho elemento de curvado; caracterizado porque la primera posición se establece como una primera posición predeterminada utilizando un primer sensor de posición (30) que detecta la posición de dicho elemento de soporte.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, que comprende además:

retirar la primera tubería de la máquina;

cargar una segunda tubería en el aparato para que una parte de la segunda tubería está dispuesta en la proximidad de la matriz de curvado;

desplazar el elemento de soporte hasta la primera posición predeterminada; y

desplazar el elemento de curvado hasta la segunda posición predeterminada, para que se forme una curva en la segunda tubería sustancialmente de la misma manera que en la primera tubería.