Dispositivo de acoplamiento anti-pandeo para tuberías.

Dispositivo de acoplamiento de un conducto (201), que comprende:

- un conducto (201),

- un acoplamiento (231) que incluye medios (255) para realizar una conexión deslizante longitudinal estanca con un extremo del conducto (201) según una carrera total (d) paralelamente al eje (210), llamado longitudinal, de dicho conducto (201);

- unos medios (265, 565, 365) para detener la traslación del primer extremo del conducto (201) dentro del acoplamiento (231) para una carrera (d1) inferior a (d);

caracterizado porque dichos medios (265, 365, 565) para detener la traslación son escamoteables para unas condiciones definidas de compresión del conducto (201).

Dispositivo de acoplamiento anti-pandeo para tuberías La invención se refiere a un dispositivo de acoplamiento anti-pandeo para tuberías. La invención está adaptada más particularmente, aunque no exclusivamente, para la realización de acoplamientos destinados al empalme de conductos en una aeronave y, más en particular, para las tuberías de combustible constituidas a partir de conductos de pared doble.

En numerosos vehículos, especialmente las aeronaves, la estructura de dicho vehículo lleva fijadas, mediante puntos de anclaje, tuberías rígidas que conducen fluidos de diferente naturaleza. Ventajosamente, los acoplamientos entre dos conductos de la tubería se ubican a la altura de estos anclajes, de modo que el peso de dichos acoplamientos sea absorbido por la estructura del vehículo y no por la tubería. Así, dichos acoplamientos se relacionan con los conductos según una conexión de mediacaña, o esfera de cilindro, es decir, una conexión que combina una conexión a rótula y una conexión deslizante según el eje longitudinal del conducto. Esta conexión permite soportar los defectos de alineamiento entre los conductos constitutivos de la tubería y las variaciones de distancia entre los anclajes, siendo estas variaciones o estos defectos resultantes:

-de las tolerancias, tanto de fabricación de los conductos como de posicionamiento de los anclajes en la estructura del vehículo y

-de las deformaciones diferenciales de la tubería y de la estructura cuando estas se ven sometidas a las solicitaciones de servicio del vehículo.

Estos grados de libertad en los acoplamientos se realizan según amplitudes limitadas, de manera que quede siempre garantizada la estanqueidad y que no pueda haber desencajamiento de los conductos así ensamblados. El documento EP2261543 A2 da a conocer un dispositivo de acoplamiento de un conducto según el preámbulo de la reivindicación 1. Por otro lado, la figura 1, relativa a la técnica anterior, ilustra esquemáticamente una ensambladura de conductos. Tal como muestra la figura 1A, de acuerdo con esta representación simplificada, los conductos (101, 102, 103) constitutivos de la tubería son conductos rectos, dispuestos según un alineamiento rectilíneo (110) de sus ejes. Cada conducto comprende un faldón (121, 122) en cada uno de sus extremos. Estos faldones quedan insertos en unos acoplamientos (131, 132) , acoplamientos que van fijados en una estructura, por ejemplo el fuselaje de una aeronave, mediante unos anclajes (191, 192) . Cada acoplamiento comprende medios (155) de estanqueidad que realizan una conexión anular sensiblemente elástica entre el faldón (121, 122) del conducto y el calibre interior de los acoplamientos (131, 132) . El diámetro exterior del faldón (121) es menor que el diámetro interior del acoplamiento (131) , de modo que, al margen del contacto con los medios (155) de estanqueidad, el faldón (121) presenta un huelgo radial (r) con el calibre interior del acoplamiento (131) . Así, en cada acoplamiento, el faldón de cada conducto se halla en conexión a rótula con dicho conducto por intermedio del contacto anular con los medios (155) de estanqueidad y la elasticidad de estos medios. Tal como se muestra en la figura 1B, los grados de libertad conferidos por esta conexión a rótula permiten una desalineación de los acoplamientos (131, 132) sin daños y sin dificultad de montaje del conducto (101) . El ángulo de desalineación admisible depende de la flexibilidad de los medios (155) de estanqueidad, del huelgo radial (r) entre los faldones (121, 122) y los calibres de los conductos (131, 132) y de la longitud de inserción (L) del faldón (121, 122) en el calibre del acoplamiento (131, 132) . Así, para un mismo ángulo de desalineación admisible, el huelgo radial (r) deberá ser tanto mayor como lo sea la longitud de inserción (L) del faldón en el acoplamiento.

Tal como se ilustra en la figura 1C, la longitud de los faldones (121, 122) y su longitud de implantación (L) en los acoplamientos vienen determinadas por la capacidad del acoplamiento para acomodar variaciones de distancia (Δd) entre los acoplamientos (131, 132) . Estas variaciones de distancias provienen de las tolerancias de posicionamiento de los acoplamientos en la estructura y de las variaciones elásticas de distancias entre los acoplamientos, siendo estas variaciones elásticas resultantes de la respuesta de la estructura a las solicitaciones de servicio a las que se ve sometida. Los acoplamientos (131, 132) comprenden medios (165) para detener la traslación con el fin de evitar que la acumulación de las deformaciones elásticas conduzca con el paso del tiempo a un desencajamiento de un extremo del conducto del acoplamiento. Así, la distancia de implantación (L) de los faldones (121, 122) en los acoplamientos se determina de la siguiente manera:

-cuando los dos acoplamientos (131, 132) se hallan en su posición relativa más cercana (figura C1) , los dos faldones (121, 122) están en contacto con los medios (165) para detener la traslación;

-cuando los acoplamientos (131, 132) se hallan en su posición relativa más alejada (figura C2) , uno de los faldones (121) está en contacto con el medio (165) para detener la traslación en su respectivo acoplamiento (131) , mientras que el extremo del otro faldón (122) dista del medio (165) para detener la traslación, en su respectivo acoplamiento (132) , una distancia igual a la máxima variación de distancia (Δd) entre los dos acoplamientos, todo ello procurando siempre el contacto con los medios (155) de estanqueidad.

Así, cualquiera que sea la posición del conducto entre los dos acoplamientos, no puede darse un desencajamiento del mismo de uno de los acoplamientos y, como consecuencia de ello, la distancia de implantación de los faldones dentro de cada acoplamiento es igual a la variación de distancia potencial máxima (Δd) entre les anclajes (191, 192) ,

incrementada, en su caso, en un coeficiente de seguridad y en un margen para tener en cuenta la influencia acumulada de la desalineación. La variación potencial de distancia (Δd) entre los acoplamientos tiene tres orígenes:

i. las tolerancias de fabricación de los conductos, de los acoplamientos y de posicionamiento de los anclajes portadores de dichos acoplamientos;

ii. las variaciones de distancias elásticas entre los anclajes, resultantes de las solicitaciones nominales de servicio de la estructura;

iii. y, para ciertas tuberías, especialmente las tuberías de combustible, las variaciones excepcionales de distancia entre los anclajes.

Las variaciones excepcionales de distancia se producen en situaciones llamadas de choque. El objetivo es el de conservar la estanqueidad de la tubería en estas condiciones excepcionales con el fin de evitar que el fluido que transportan se derrame dentro del vehículo. Así, un considerable acercamiento de los anclajes puede producir una compresión del conducto, el cual es susceptible entonces de deformarse por pandeo y de romperse. Estas distorsiones excepcionales de la estructura son susceptibles de tomar valores elevados, de modo que su consideración en la longitud de implantación de los faldones según el principio de la técnica anterior antes descrita, siempre por evitar que la acumulación de las deformaciones elásticas acarree un desencajamiento de los conductos, conduce a longitudes de faldones y longitudes de implantación de estos faldones en los acoplamientos particularmente grandes. Con objeto de conservar la capacidad de acomodación de las desalineaciones, esta longitud de implantación incrementada precisa de un aumento del huelgo radial (r) de los faldones dentro de los acoplamientos. Así, la consideración de estas tensiones excepcionales según los principios de diseño de la técnica anterior conduce a un aumento muy significativo de la masa de la tubería.

Con objeto de solucionar los inconvenientes de la técnica anterior, la invención propone un dispositivo de acoplamiento de un conducto que comprende:

-un conducto;

-un acoplamiento que incluye medios para realizar una conexión deslizante longitudinal estanca con un extremo del conducto según una carrera total d paralelamente al eje, llamado longitudinal, de dicho conducto;

-medios para detener la traslación del primer extremo del conducto dentro del acoplamiento para una carrera d1 inferior a d;

-tal que dichos medios para detener la traslación son escamoteables para unas condiciones definidas de compresión del conducto.

Así, la carrera suplementaria (d − d1) , llamada de seguridad, correspondiente a las condiciones de solicitación excepcionales, se puede ubicar tan sólo en un único extremo del conducto, sin perjuicio para la seguridad... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de acoplamiento de un conducto (201) , que comprende:

-un conducto (201) ,

-un acoplamiento (231) que incluye medios (255) para realizar una conexión deslizante longitudinal estanca con un extremo del conducto (201) según una carrera total (d) paralelamente al eje (210) , llamado longitudinal, de dicho conducto (201) ;

-unos medios (265, 565, 365) para detener la traslación del primer extremo del conducto (201) dentro del acoplamiento (231) para una carrera (d1) inferior a (d) ;

caracterizado porque dichos medios (265, 365, 565) para detener la traslación son escamoteables para unas condiciones definidas de compresión del conducto (201) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (265, 565) para detener la traslación van interpuestos entre el conducto y el acoplamiento y se escamotean mediante su cizalladura según una dirección longitudinal (210) por efecto de una fuerza determinada por los riesgos de pandeo del conducto (201) .

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios para detener la traslación incluyen un aro

(265) fijado mediante una interfaz circunferencial (260) , realizándose el escamoteamiento de dicho aro mediante la cizalladura de esta interfaz (260) .

4. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios para detener la traslación comprenden unos elementos (566) , llamados fusibles, que discurren según una dirección radial del conducto (201) y están comprendidos en un conjunto que comprende: remache, clavija y pasador.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para detener la traslación comprenden un tirante (365) que se extiende paralelamente al eje del conducto y cuyo escamoteamiento se realiza mediante el pandeo de dicho tirante (365) por efecto de una fuerza determinada por los riesgos de pandeo del conducto.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (265, 361, 561) para detener la traslación van fijados a una pared externa (211) de dicho conducto en el exterior del acoplamiento (231) .

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el acoplamiento (231) comprende medios (255) de estanqueidad en contacto con una zona de apoyo sobre la pared externa del conducto (201) y porque los medios para detener la traslación comprenden un aro (362, 562) apto para deslizar sobre dicha zona de apoyo de la pared externa.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el conducto (201) es de tipo de pared doble (211, 212) .

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el extremo del conducto (201) que penetra en el acoplamiento (231) está constituido por un faldón (221) de pared simple, distando el extremo longitudinal de la pared interna (212) del conducto respecto del extremo longitudinal del faldón (221) introducido en el acoplamiento (231) una distancia mayor o igual que (d + d1) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el extremo longitudinal de la pared interna (212) del conducto (201) dista siempre del extremo longitudinal del acoplamiento (231) , del lado del conducto, una longitud mayor o igual que (d − d1) , cuando los medios para detener la traslación no están escamoteados.