Acoplamiento de tubería que tiene cuerpos de agarre móviles.

Un acoplamiento de tubería para asegurar porciones de extremo de un par de elementos de tubería (30) juntos deextremo a extremo,

comprendiendo dicho acoplamiento:

un par de segmentos (12, 14) conectables de extremo a extremo que rodean un espacio central (16) para recibirdichos elementos de tubería (30), teniendo cada uno de dichos segmentos (12, 14) un par de superficiesarqueadas (28) posicionadas en relación espaciada, orientadas dichas superficies arqueadas (28) hacia dichoespacio central (16) y siendo acoplables con dichos elementos de tubería (30);

al menos un miembro de conexión (18) situado en extremos opuestos de cada uno de dichos segmentos (12,14) para conectar de forma ajustable dichos segmentos (12, 14) entre sí, pudiendo dichos miembros deconexión (18) apretarse de forma ajustable para llevar dichos segmentos (12, 14) uno hacia el otro y enacoplamiento con dichos elementos de tubería (30); caracterizado por que al menos una superficie dereacción (32) respectiva posicionada en al menos dos de dichos miembros de conexión (18) orientados unohacia el otro, orientada dichas superficies de reacción (32) hacia dicho espacio central (16);

un par de cuerpos de agarre (36, 38);

en el que el apriete ajustable de dichos miembros de conexión (18) atraer dichos segmentos de acoplamiento(12, 14) entre sí, interactuando dichas superficies de contacto (42) con dichas superficies de reacción (32) paramover dicho cuerpo de agarre (36, 38) en dicho espacio central (16) para el acoplamiento de dichas superficiesde agarre (40) con dichos elementos de tubería (30), y

en el que:

dicho par de cuerpos de agarre (36, 38) están posicionados entre dichos segmentos (12, 14) opuestos entre sí,teniendo cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) un par de superficies de agarre (40) posicionadas enrelación espaciada y orientadas hacia dicho espacio central (16); y

el primer par de superficies de contacto (42) están posicionadas en cada uno de dichos cuerpos de agarre (36,38) en relación enfrentada con dichas superficies de reacción (32).

Acoplamiento de tubería que tiene cuerpos de agarre móviles Campo de la invención La presente invención se refiere a acoplamientos para unir elementos de tubería en relación de extremo a extremo.

Antecedentes de la invención Acoplamientos mecánicos para unir elementos de tubería de extremo a extremo encuentran un uso generalizado a través de una amplia gama de industrias tal como la industria química, industria del petróleo y minería, así como en el servicio municipal de agua y en los sistemas de extinción de incendios para edificios y otras estructuras.

Un ejemplo de un acoplamiento de la técnica anterior actualmente en uso se proporciona en la patente de Estados Unidos Nº 7.086.131, que divulga un acoplamiento que tiene un par de segmentos de acoplamiento unidos de extremo a extremo mediante elementos de sujeción recibidos en orejetas en cada extremo de los segmentos. Un miembro de estanqueidad está colocado entre los segmentos. El acoplamiento es pre-ensamblado en la fábrica. Los segmentos están diseñados y dimensionados para recibir elementos de tubería en el campo en que se insertan directamente entre los segmentos de acoplamiento en el estado pre-ensamblado, sin la necesidad de desmontar y volver a montar el acoplamiento. Después de la inserción de los elementos de tubería, los elementos de sujeción se aprietan para efectuar una unión estanca a fluidos, mecánicamente restringida entre los elementos de tubería.

Aunque es ventajoso pre-ensamblar tales acoplamientos porque ahorra tiempo y, por lo tanto, costes durante la construcción, a mendo se utilizan herramientas eléctricas para apretar los elementos de sujeción por conveniencia, ya que son más rápidas y menos fatigosas. Las herramientas eléctricas son de valor limitado, sin embargo, cuando no hay ninguna fuente de energía eléctrica o de aire comprimido disponible, dichas herramientas pueden inclusive funcionar con baterías. Además, herramientas eléctricas que causan chispas eléctricas no se pueden utilizar en entornos, tales como minas, en los que pueden existir condiciones explosivas. Sería ventajoso proporcionar un acoplamiento de tubería que pueda pre-ensamblarse (y de ese modo asegurar las ventajas de coste y conveniencia de tales acoplamientos) mientras se aprieta fácilmente de forma manual por los trabajadores que instalan los acoplamientos. Además, es ventajoso reducir la rigidez de la unión formada por el acoplamiento en ciertas aplicaciones. Esto se puede lograr mediante el uso de los acoplamientos de acuerdo con la invención.

Un acoplamiento de tubería del tipo definido por el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce a partir del documento US 4 417 755 A.

Sumario de la invención La invención se refiere a un acoplamiento de tubería del tipo definido por las características de la reivindicación 1.

Las superficies de reacción están orientadas angularmente con respecto a las proyecciones. Ángulos de orientación de las superficies de reacción de aproximadamente 30º a aproximadamente 60º son factibles, siendo 45º el preferido. Las superficies de contacto están también orientadas angularmente con respecto a las proyecciones.

Ángulos de orientación de las superficies de contacto de aproximadamente 30º a aproximadamente 60º son factibles, siendo 45º el preferido.

En una realización del acoplamiento, las superficies de contacto sobresalen radialmente hacia fuera desde el espacio central.

Cada una de las superficies de contacto se acopla con una de las superficies de reacción de los segmentos. Cada uno de los cuerpos de agarre tiene caras de extremo situadas una enfrente de la otra. Los segmentos tienen salientes que se proyectan hacia dentro situados adyacentes a las superficies de reacción. Los salientes se pueden acoplar con las caras de extremo. Cualquiera de las caras de extremo o salientes, o ambos están orientados 55 angularmente a fin de provocar el giro de los cuerpos de agarre alrededor de un eje sustancialmente perpendicular a los elementos de tubería cuando los segmentos de acoplamiento se acercan entre sí. Un apriete ajustable de los miembros de conexión acerca a los segmentos de acoplamiento entre sí. Las superficies de contacto interactúan con las superficies de reacción para mover los cuerpos de agarre radialmente hacia dentro para el acoplamiento de las superficies de agarre con los elementos de tubería.

En una realización, las superficies de reacción se extienden en una dirección tangencial de los segmentos. En otra realización, los cuerpos de agarre comprenden un canal adaptado para recibir un miembro de estanqueidad. El canal está sesgado con relación a las superficies de agarre con el fin de alinearse sustancialmente con el miembro de estanqueidad después del giro de los cuerpos de agarre.

Otra realización del acoplamiento de tubería de acuerdo con la invención comprende una pluralidad de segmentos conectables de extremo a extremo. Los segmentos rodean un espacio central. Cada segmento tiene primera y segunda ranuras arqueadas en relación espaciada orientadas hacia el espacio central. Los miembros de conexión están colocados en extremos opuestos de cada uno de los segmentos para atraer de forma ajustable los segmentos uno al otro. Los miembros de conexión se aprietan de forma ajustable para acercar los segmentos entre sí. Las primera y segunda superficies de reacción se colocan en los extremos opuestos de cada segmento de acoplamiento en relación espaciada entre sí. Las superficies de reacción están orientadas hacia el espacio central.

Cada uno de los cuerpos de agarre tiene primera y segunda ranuras arqueadas posicionadas en relación espaciada. Las ranuras están orientadas hacia el espacio central. Cada uno de los cuerpos de agarre tiene una pluralidad de superficies de contacto situadas en relación enfrentada con las superficies de reacción. Cada una de las superficies de contacto se acopla con una de las superficies de reacción en cada uno de los segmentos. Primer y segundo miembros de retención se reciben dentro de las ranuras de los acoplamientos. Cada uno de los miembros de retención comprende una banda anular que tiene una pluralidad de dientes que se extienden radialmente hacia dentro. Cada banda anular se divide a fin de permitir el movimiento radial de los dientes cuando la banda se comprime radialmente. El primer miembro de retención es recibido dentro de las primeras ranuras en los segmentos de acoplamiento y en los cuerpos de agarre y el segundo miembro de retención es recibido dentro de las segundas ranuras en los segmentos de acoplamiento y en los cuerpos de agarre. Los dientes del primer miembro de retención están angularmente orientados hacia los dientes del segundo miembro de retención, y los dientes del segundo miembro de retención están angularmente orientados hacia los dientes del primer miembro de retención. El apriete ajustable de los miembros de conexión conecta los segmentos de acoplamiento. Las superficies de contacto interactúan con las superficies de reacción para mover los cuerpos de agarre radialmente hacia dentro para comprimir los miembros de retención en acoplamiento con los elementos de tubería. Preferiblemente, las superficies de reacción se extienden en una dirección tangencial de los segmentos.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista isométrica en despiece de una realización de un acoplamiento de acuerdo con la invención;

Las Figuras 2 y 3 son vistas en sección transversal del acoplamiento mostrado en la Figura 1;

La Figura 4 es una vista isométrica del acoplamiento mostrado en la Figura 1;

Las Figuras 4A y 4B son vistas isométricas de realizaciones alternativas de un acoplamiento de acuerdo con la invención;

La Figura 5 es una vista isométrica en despiece de otra realización de un acoplamiento de acuerdo con la invención;

Las Figuras 6 y 7 son vistas en alzado del acoplamiento mostrado en la Figura 5;

La Figura 8 es una vista isométrica del acoplamiento mostrado en la Figura 5;

La Figura 9 es una vista isométrica en despiece de otra realización del acoplamiento de acuerdo con la invención;

La Figura 10 es una vista frontal de un componente del acoplamiento mostrado en la Figura 9;

La Figura 11 es una vista isométrica del acoplamiento mostrado en la Figura 9;

La Figura 12 es una vista en sección tomada en la línea 12-12 de la Figura 11;

Las Figuras 13 y 14 son vistas en sección del acoplamiento mostrado en la Figura 9;

La Figura 15 es una vista en despiece de otra realización del acoplamiento de acuerdo con la invención;

La Figura 16 es una vista en despiece de otra realización del acoplamiento de acuerdo con la invención;... [Seguir leyendo]

1. Un acoplamiento de tubería para asegurar porciones de extremo de un par de elementos de tubería (30) juntos de extremo a extremo, comprendiendo dicho acoplamiento:

un par de segmentos (12, 14) conectables de extremo a extremo que rodean un espacio central (16) para recibir dichos elementos de tubería (30) , teniendo cada uno de dichos segmentos (12, 14) un par de superficies arqueadas (28) posicionadas en relación espaciada, orientadas dichas superficies arqueadas (28) hacia dicho espacio central (16) y siendo acoplables con dichos elementos de tubería (30) ; al menos un miembro de conexión (18) situado en extremos opuestos de cada uno de dichos segmentos (12, 14) para conectar de forma ajustable dichos segmentos (12, 14) entre sí, pudiendo dichos miembros de conexión (18) apretarse de forma ajustable para llevar dichos segmentos (12, 14) uno hacia el otro y en acoplamiento con dichos elementos de tubería (30) ; caracterizado por que al menos una superficie de reacción (32) respectiva posicionada en al menos dos de dichos miembros de conexión (18) orientados uno hacia el otro, orientada dichas superficies de reacción (32) hacia dicho espacio central (16) ; un par de cuerpos de agarre (36, 38) ; en el que el apriete ajustable de dichos miembros de conexión (18) atraer dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) entre sí, interactuando dichas superficies de contacto (42) con dichas superficies de reacción (32) para mover dicho cuerpo de agarre (36, 38) en dicho espacio central (16) para el acoplamiento de dichas superficies de agarre (40) con dichos elementos de tubería (30) , y

en el que:

dicho par de cuerpos de agarre (36, 38) están posicionados entre dichos segmentos (12, 14) opuestos entre sí, teniendo cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) un par de superficies de agarre (40) posicionadas en relación espaciada y orientadas hacia dicho espacio central (16) ; y el primer par de superficies de contacto (42) están posicionadas en cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) en relación enfrentada con dichas superficies de reacción (32) .

2. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos miembros de conexión (18) comprenden un par de proyecciones (20) que se extienden hacia fuera desde los extremos de dichos segmentos (12, 14) , estando dichos salientes (20) adaptados para recibir los elementos de sujeción (24, 26) para conectar de forma ajustable dichos segmentos (12, 14) entre sí, pudiendo dichos elementos de sujeción (24, 26) apretarse de forma ajustable para llevar dichas superficies arqueadas (28) de dichos segmentos (12, 14) en acoplamiento con dichos elementos de tubería (30) .

3. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichas superficies de reacción (32) están orientadas angularmente con respecto a dichas proyecciones (20) .

4. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichas superficies de reacción (32) están orientadas a un ángulo:

a) de aproximadamente 30º a aproximadamente 60º; o b) de aproximadamente 45º.

5. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichas superficies de contacto (42) :

a) tienen una forma convexa; o b) están orientadas angularmente con respecto a dichas proyecciones (20) .

6. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichas superficies de contacto (42) están orientadas angularmente con respecto a dichas proyecciones (20) :

a) a un ángulo de aproximadamente 30º a aproximadamente 60º; b) a un ángulo de aproximadamente 45º; o c) dichas superficies de reacción (32) tienen una forma convexa.

7. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas superficies de contacto (42) están proyectadas radialmente hacia fuera desde dicho espacio central (16) .

8. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

a) un segundo par de superficies de contacto (42) , estando dichos primer y segundo pares de superficies de contacto (42) posicionadas en lados opuestos de dicho cuerpo de agarre (36, 38) ; o b) un miembro de estanqueidad (46) capturado entre dichos segmentos (12, 14) y posicionado entre dichas superficies arqueadas (28) , teniendo dicho elemento de estanqueidad (46) superficies de estanqueidad

orientadas hacia acoplables con dichos elementos de tubería (30) para formar una unión estanca a fluidos entre dichos elementos de tubería (30) .

9. El acoplamiento de tubería de la reivindicación 1, en el que:

las primera y segunda superficies de reacción (32) están situadas en extremos opuestos de cada uno de dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) en relación espaciada; dichas superficies de agarre (40) son acoplables con dichos elementos de tubería (30) , estando cada una de dichas superficies de contacto (42) acoplada con una de dichas superficies de reacción (32) de dichos segmentos (12, 14) , teniendo cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) caras de extremo (19) posicionadas una enfrente de la otra, teniendo dichos segmentos (12, 14) salientes que se proyectan hacia dentro (21) posicionados adyacente a dichas superficies de reacción (32) , pudiendo dichos resaltes (21) acoplarse con dichas caras de extremo (19) , estando al menos una de dichas caras de extremo (19) o de dichos salientes (21) angularmente orientado para provocar el giro de dichos cuerpos de agarre (36, 38) alrededor de un eje sustancialmente perpendicular a dichos elementos de tubería (30) cuando dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) son atraídos entre sí; y dichas superficies de contacto (42) están interactuando con dichas superficies de reacción (32) para mover dichos cuerpos de agarre (36, 38) radialmente hacia dentro para el acoplamiento de dichas superficies de agarre (40) con dichos elementos de tubería (30) .

10. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 9, en el que:

a) dichas superficies de reacción (32) están extendidas en una dirección tangencial de dichos segmentos (12, 14) ; o b) el acoplamiento comprende además un elemento de estanqueidad (46) capturado entre dichos segmentos (12, 14) y situado entre dichas superficies arqueadas (28) , teniendo dicho elemento de estanqueidad (46) superficies de estanqueidad orientadas hacia dentro (68, 70) acoplables con dichos elementos de tubería (30) para formar una unión estanca a fluidos entre dichos elementos de tubería (30) .

11. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dichos miembros de conexión (18) comprenden un par de proyecciones (20) que se extienden hacia fuera desde los extremos de cada uno de dichos segmentos (12, 14) , estando dichas proyecciones (20) adaptadas para recibir los elementos de sujeción (24, 26) para conectar de forma ajustable dichos segmentos (12, 14) entre sí, pudiendo dichos elementos de sujeción (24, 26) apretarse de forma ajustable para llevar dichas superficies arqueadas (28) de dichos segmentos (12, 14) en acoplamiento con dichos elementos de tubería (30) .

12. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dichos segmentos (12, 14) comprenden, además, un par de superficies orientadas angularmente (32) situadas adyacente a cada uno de dichos miembros de conexión (18) , teniendo dichas superficies orientadas angularmente (32) en cada uno de dichos segmentos (12, 14) pendientes opuestas, estando dichas superficies orientadas angularmente (32) en uno de dichos segmentos (12, 14) en una relación enfrentada con dichas superficies orientadas angularmente (32) en otro de dichos segmentos (12, 14) , acoplándose dichos segmentos angularmente orientados entre sí cuando dichos segmentos (12, 14) son atraídos uno al otro y haciendo que dichos segmentos (12, 14) giren relativamente entre sí alrededor de un eje sustancialmente perpendicular a dichos elementos de tubería (30) .

13. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 9, en el que:

a) dichos cuerpos de agarre (36, 38) comprenden un canal (62, 64) adaptado para recibir un miembro de estanqueidad (46) , estando dicho canal (62, 64) sesgado en relación con dichas superficies de agarre (40) para alinearse sustancialmente con dicho elemento de estanqueidad (46) después del giro de dichos cuerpos de agarre (36, 38) ; b) dichas caras de extremo (19) están orientadas angularmente con respecto a dicha superficie de agarre (40) ; o c) dichos salientes (21) están orientados angularmente con respecto a dichas superficies arqueadas (28) .

14. El acoplamiento de tubería de la reivindicación 1, en el que:

cada uno de dichos segmentos (12, 14) tiene primera y segunda ranuras arqueadas en relación espaciada orientadas hacia dicho espacio central (16) ; la primera y segunda superficies de reacción (32) están situadas en extremos opuestos de cada uno de dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) en una relación espaciada entre sí; cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) tiene primera y segunda ranuras arqueadas posicionadas en una relación espaciada y orientadas hacia dicho espacio central (16) , cada uno de dichos cuerpos de agarre (36, 38) tiene una pluralidad de superficies de contacto (42) posicionadas en relación enfrentada con dichas superficies de reacción (32) , cada una de dichas superficies de contacto (42) está acoplada con una de dichas superficies de reacción (32) en cada uno de dichos segmentos (12, 14) ; y el acoplamiento (94 ) comprende, además, los primer y segundo miembros de retención (96, 98) , comprendiendo cada uno de dichos miembros de retención (96, 98) una banda anular (100) que tiene una pluralidad de dientes (102) que se extienden radialmente hacia dentro, estando cada una de dichas bandas anulares (100) dividida para permitir el movimiento radial de dichos dientes (102) cuando dicha banda (100) está radialmente 5 comprimida, estando dicho primer miembro de retención (96) recibido dentro de dichas primeras ranuras (106) en dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) y en dichos cuerpos de agarre (36, 38) , estando dicho segundo miembro de retención (98) recibido dentro de dichas segundas ranuras (108) en dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) y en dichos cuerpos de agarre (36, 38) , estando dichos dientes (102) de dicho primer miembro de retención ( 96) angularmente orientados hacia dichos dientes (102) de dicho segundo miembro de retención (98) y estando dichos dientes (102) de dicho segundo miembro de retención (98) angularmente orientados hacia dichos dientes (102) de dicho primer miembro de retención (96) ; y en el que apriete ajustable de dichos miembros de conexión (18) conecta dichos segmentos de acoplamiento (12, 14) entre sí, interactuando dichas superficies de contacto (42) con dichas superficies de reacción (32) para mover dichos cuerpos de agarre (36, 38) radialmente hacia dentro para comprimir dichos miembros de retención (96, 98) en acoplamiento con dichos elementos de tubería (30) .

15. Un acoplamiento de tubería de acuerdo con la reivindicación 14, en el que:

a) dichas superficies de reacción (32) están extendidas en una dirección tangencial de dichos segmentos (12,

14) ; o b) el acoplamiento comprende además una pestaña (114) que se proyecta radialmente hacia fuera desde al menos uno de dichos miembros de retención (96, 98) , acoplando dicha pestaña (114) una de dichas ranuras (106 108) , facilitando dicha pestaña (114) la compresión radial de dicho primer elemento de retención (96, 98) para el acoplamiento de dichos dientes (102) en el mismo con uno de dichos elementos de tubería (30) .