Acoplamiento con superficie de apoyo cóncava.

Segmentos (12, 14) de acoplamiento de tubo interconectados entre sí usando elementos (32) de fijación roscados que tienen unos elementos (34) de retención en sus extremos opuestos,

pudiendo cada uno de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento colocarse a horcajadas entre los extremos enfrentados de un par de elementos (46, 48) de tubo para sujetar dichos elementos (46, 48) de tubo entre sí en una relación de extremo a extremo, comprendiendo al menos uno de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento:

una estructura (16) de puente que tiene sus extremos opuestos;

un par de superficies (22, 24) arqueadas colocadas en dicha estructura (16) de puente, estando cada una de dichas superficies (22, 24) arqueadas dispuesta para interconectarse circunferencialmente con la superficie exterior de uno de dichos elementos (46, 48) de tubo; y

elementos (26, 28) de conexión que sobresalen hacia fuera desde dichos extremos opuestos de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento; caracterizados por que al menos uno de dichos elementos (26, 28) de conexión comprende una superficie (38) de apoyo cóncava que tiene una abertura (30) a través de la misma para recibir uno de dichos elementos (32) de fijación;

dicha superficie (38) de apoyo cóncava está dimensionada para entrar en contacto con uno de dichos elementos (34) de retención;

dicho elemento (34) de retención puede hacerse girar en relación con dicha superficie (38) de apoyo cóncava tras el apriete de dicho elemento (32) de fijación para atraer dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento en acoplamiento con dichos elementos (46, 48) de tubo;

el borde exterior de dicho elemento (34) de retención se acopla con dicha superficie (38) de apoyo cóncava a lo largo de un área de superficie extendida similar a una línea.

Acoplamiento con superficie de apoyo cóncava

Campo de la invención La presente invención se refiere a acoplamientos de tubo mecánicos para unir elementos de tubo entre sí, teniendo los acoplamientos de tubo unos elementos de conexión con superficies de apoyo cóncavas que reducen el par requerido para efectuar una unión de tubo.

Antecedentes de la invención Los acoplamientos mecánicos para unir elementos de tubo entre sí de extremo a extremo comprenden segmentos interconectables que pueden colocarse circunferencialmente rodeando las partes terminales de los elementos de tubo alineados de manera coaxial. La expresión “elemento de tubo” se usa en el presente documento para describir cualquier elemento o componente similar a un tubo que tenga una forma similar a un tubo. Los elementos de tubo incluyen terrajas para roscar tubos, accesorios de tuberías tales como codos, tapas, tubos en T, así como componentes de control de fluidos tales como válvulas, reductores, filtros, limitadores, reguladores de presión y similares.

Cada segmento de acoplamiento mecánico comprende una estructura de puente que tiene superficies arqueadas que sobresalen radialmente hacia dentro y se acoplan con elementos de tubo de extremo liso o ranuras circunferenciales que se extienden alrededor de cada uno de los elementos de tubo a unir. El acoplamiento entre las superficies arqueadas y los elementos de tubo proporciona una restricción mecánica de la unión y garantiza que los elementos de tubo permanezcan acoplados incluso bajo una alta presión interna y fuerzas externas. La estructura de puente define un canal anular que recibe una junta o sello, habitualmente un anillo de elastómero que se acopla con los extremos de cada elemento de tubo y coopera con los segmentos para proporcionar un sello estanco a fluidos.

Los segmentos tienen elementos de conexión colocados en cada extremo, habitualmente en la forma de orejetas que sobresalen hacia fuera desde la estructura de puente. Las orejetas están adaptadas para recibir elementos de fijación roscados, tales como tuercas y pernos, que pueden apretarse de manera ajustable para atraer los segmentos el uno hacia el otro y abrazarse circunferencialmente alrededor de los extremos de los elementos de tubo.

Puede requerirse un par considerable para apretar los elementos de fijación y efectuar un sello estanco a fluidos que tenga la rigidez deseada alrededor de los ejes de flexión y de torsión de la unión. Es ventajoso tomar medidas para reducir el par del elemento de fijación requerido, de manera que los técnicos puedan instalar fácilmente los acoplamientos sobre el terreno de manera manual con herramientas de mano. El par requerido reducido también aumenta la vida de la batería cuando se usan destornilladores de impacto alimentados por batería para instalar los acoplamientos. La reducción del par es deseable para todo tipo de acoplamientos, y especialmente para los acoplamientos deformables.

El documento US 4.522.434 describe un acoplamiento de tubo segmentado de llave múltiple para su uso en un sistema de tuberías de alta presión; las características de este acoplamiento de tubo corresponden al preámbulo de 45 la reivindicación 1. Los segmentos de acoplamiento de tubo tienen orejetas que se extienden y pueden interconectarse por medio de pernos y tuercas. Estos pernos y tuercas deben apretarse de tal manera que los segmentos de acoplamiento entren en acoplamiento con los tubos a conectar.

Sumario de la invención La invención se refiere a segmentos de acoplamiento de tubo interconectables entre sí usando elementos de fijación roscados. Los segmentos tienen elementos de retención en sus extremos opuestos. Cada uno de los segmentos de acoplamiento puede colocarse a horcajadas entre los extremos enfrentados de un par de elementos de tubo para sujetar los elementos de tubo entre sí en una relación de extremo a extremo. Al menos uno de los segmentos de 55 acoplamiento comprende una estructura de puente que tiene sus extremos opuestos. Un par de superficies arqueadas están colocadas en la estructura de puente. Cada una de las superficies arqueadas está dispuesta para interconectarse circunferencialmente con la superficie exterior de uno de los elementos de tubo. Los elementos de conexión sobresalen hacia fuera desde los extremos opuestos del segmento de acoplamiento. Al menos uno de los elementos de conexión comprende una superficie de apoyo cóncava que tiene una abertura a través de la misma para recibir uno de los elementos de fijación. La superficie de apoyo cóncava está dimensionada con el fin de entrar en contacto con uno de los elementos de retención. El elemento de retención puede girar en relación con la superficie de apoyo cóncava tras el apriete del elemento de fijación para atraer los segmentos de acoplamiento en acoplamiento con los elementos de tubo.

Preferentemente, la superficie de apoyo cóncava es cónica y tiene un ángulo de cono entre aproximadamente 60 y aproximadamente 170 grados. Los ángulos de cono entre 118 grados y aproximadamente 124 grados son especialmente ventajosos.

La invención también incluye una placa de apoyo adaptada para acoplarse con un elemento de fijación roscado que tiene elementos de retención en sus extremos opuestos. La placa de apoyo comprende una superficie de apoyo cóncava que rodea una abertura a través de la misma para recibir el elemento de fijación. La superficie de apoyo cóncava está dimensionada con el fin de entrar en contacto con uno de los elementos de retención. El elemento de retención puede girar en relación con la superficie de apoyo cóncava tras el apriete del elemento de fijación.

Para la placa de apoyo, la superficie de apoyo cóncava también es preferentemente cónica y tiene un ángulo de cono entre aproximadamente 60 y aproximadamente 170 grados. De nuevo, los ángulos de cono entre aproximadamente 118 y 124 grados son especialmente ventajosos.

La invención también incluye un método de sujeción de los extremos enfrentados de los elementos de tubo entre sí en una relación de extremo a extremo. El método comprende: proporcionar un conjunto de acoplamiento de tubo que tiene un par de segmentos de acoplamiento unidos entre sí de extremo a extremo rodeando un espacio central, teniendo los segmentos de acoplamiento unas superficies arqueadas dispuestas para interconectarse circunferencialmente con las superficies exteriores de los elementos de tubo, teniendo los segmentos de acoplamiento unos elementos de conexión que sobresalen hacia fuera desde los extremos opuestos de los mismos, teniendo cada uno de los elementos de conexión una superficie de apoyo cóncava que rodea una abertura a través de la misma para recibir un elemento de fijación roscado que tiene unos elementos de retención en sus extremos opuestos, estando la superficie de apoyo cóncava dimensionada para entrar en contacto con uno de los elementos de retención; insertar los extremos de los elementos de tubo en el espacio central; apretar los elementos de fijación haciendo girar uno de los elementos de retención, moviendo de este modo los segmentos de acoplamiento el uno hacia el otro, entrando el elemento de retención en contacto con la superficie de apoyo cóncava y girando en relación con la misma.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de acoplamiento de acuerdo con la invención;

La figura 2 es una vista en sección transversal tomada en la línea 2-2 de la figura 1;

Las figuras 2A y 2B muestran en sección partes de la figura 2 a una escala ampliada;

La figura 3 es una vista en sección transversal tomada en la línea 3-3 de la figura 1;

La figura 4 es una vista en perspectiva de una parte del conjunto de acoplamiento de acuerdo con la invención;

Las figuras 5 y 6 ilustran etapas en el método para crear una unión de tubo usando los segmentos de acoplamiento de tubo de acuerdo con la invención; y

La figura 7 muestra otra realización de un conjunto de acoplamiento de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de las realizaciones La figura 1 muestra un conjunto 10 de acoplamiento de tubo de acuerdo con la invención. En este ejemplo, el conjunto 10 de acoplamiento está formado por dos segmentos 12 y 14 de acoplamiento, entendiéndose que también son factibles los conjuntos que comprenden más de dos segmentos. Cada uno de los segmentos 12 y 14 tiene una estructura 16 de puente con sus extremos 18 y 20 opuestos. Un par de superficies 22 y 24 arqueadas están colocadas en cada estructura de puente. Las superficies 22 y 24 sobresalen radialmente hacia dentro y están dispuestas para interconectarse circunferencialmente con las superficies exteriores de los elementos... [Seguir leyendo]

1. Segmentos (12, 14) de acoplamiento de tubo interconectados entre sí usando elementos (32) de fijación roscados que tienen unos elementos (34) de retención en sus extremos opuestos, pudiendo cada uno de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento colocarse a horcajadas entre los extremos enfrentados de un par de elementos (46, 48) de tubo para sujetar dichos elementos (46, 48) de tubo entre sí en una relación de extremo a extremo, comprendiendo al menos uno de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento:

una estructura (16) de puente que tiene sus extremos opuestos;

un par de superficies (22, 24) arqueadas colocadas en dicha estructura (16) de puente, estando cada una de dichas superficies (22, 24) arqueadas dispuesta para interconectarse circunferencialmente con la superficie exterior de uno de dichos elementos (46, 48) de tubo; y

elementos (26, 28) de conexión que sobresalen hacia fuera desde dichos extremos opuestos de dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento; caracterizados por que al menos uno de dichos elementos (26, 28) de conexión comprende una superficie (38) de apoyo cóncava que tiene una abertura (30) a través de la misma para recibir uno de dichos elementos (32) de fijación;

dicha superficie (38) de apoyo cóncava está dimensionada para entrar en contacto con uno de dichos elementos (34) de retención;

dicho elemento (34) de retención puede hacerse girar en relación con dicha superficie (38) de apoyo cóncava tras el apriete de dicho elemento (32) de fijación para atraer dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento en acoplamiento con dichos elementos (46, 48) de tubo;

el borde exterior de dicho elemento (34) de retención se acopla con dicha superficie (38) de apoyo cóncava a lo largo de un área de superficie extendida similar a una línea.

2. Un conjunto (10) de acoplamiento de tubo para sujetar los elementos (46, 48) de tubo entre sí en una relación de extremo-a-extremo, comprendiendo cada uno de dichos conjuntos (10) de acoplamiento:

una pluralidad de los segmentos (12, 14) de acoplamiento de la reivindicación 1, en el que el elemento (26, 28) de conexión tiene unas orejetas de conexión que tienen una superficie (38) de apoyo cóncava que rodea una abertura (30) a través de la misma para recibir uno de dichos elementos (32) de fijación.

3. Un segmento (12, 14) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha superficie (38) de apoyo cóncava es cónica.

4. Un segmento (12, 14) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha superficie (38) de apoyo cóncava es esférica.

5. Un segmento (12, 14) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicha superficie (38) de apoyo cóncava tiene un ángulo (40) de cono entre aproximadamente: a) 60 grados y aproximadamente 170 grados; o b) 118 grados y aproximadamente 124 grados.

6. Un segmento (12, 14) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha superficie (38) de apoyo cóncava tiene una forma oval.

7. Un segmento (12, 14) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha superficie (38) de apoyo cóncava tiene un ángulo (81) de orientación en relación con un eje que se extiende a través de dichos elementos (32) de fijación; siendo dicho ángulo (81) de orientación, preferentemente, tan grande como 10 grados.

8. Un conjunto (10) de acoplamiento de acuerdo con la reivindicación 2, que comprende un par de dichos segmentos (12, 14) .

9. El conjunto (10) de acoplamiento de la reivindicación 1 o 2, que comprende además unas ranuras circunferenciales colocadas en dichas partes terminales de dichos elementos (46, 48) de tubo, estando dichas superficies exteriores de dichos elementos (46, 48) de tubo incluidas, al menos en parte, dentro de dichas ranuras, pudiendo dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento deformarse tras el apriete ajustable de dichos elementos (26, 28) de conexión con el fin de acoplar dichas superficies (22, 24) arqueadas con las superficies exteriores de dichos elementos (46, 48) de tubo dentro de dichas ranuras para unir dichos elementos (46, 48) de tubo en dicha relación de extremo a extremo.

10. Un método de sujeción de los extremos enfrentados de los elementos (46, 48) de tubo entre sí en una relación de extremo a extremo, comprendiendo dicho método: proporcionar un conjunto (10) de acoplamiento de tubo que tiene un par de segmentos (12, 14) de acoplamiento unidos entre sí de extremo a extremo rodeando un espacio central, teniendo dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento unas superficies (22, 24) arqueadas dispuestas para interconectarse circunferencialmente con las superficies exteriores de dichos elementos (46, 48) de tubo, teniendo dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento unos elementos (26, 28) de conexión que sobresalen hacia fuera desde los extremos opuestos de los mismos, teniendo cada uno de dichos elementos (26, 28) de conexión una superficie (38) de apoyo cóncava que rodea una

abertura (30) a través de la misma para recibir un elemento (32) de fijación roscado que tiene unos elementos (34) de retención en sus extremos opuestos, estando dicha superficie (38) de apoyo cóncava dimensionada para entrar en contacto con uno de dichos elementos (34) de retención; insertar los extremos de dichos elementos (46, 48) de tubo en dicho espacio central; y apretar dichos elementos (32) de fijación haciendo girar uno de dichos elementos (34) de retención, moviendo de este modo dichos segmentos (12, 14) de acoplamiento el uno hacia el otro, entrando dicho elemento (34) de retención en contacto con dicha superficie (38) de apoyo cóncava y girando en relación con la misma, acoplándose el borde exterior de dicho elemento (34) de retención con dicha superficie (38) de apoyo cóncava a lo largo de un área de superficie extendida similar a una línea.