Herramienta y método para expandir un extremo de una tubería.

Una herramienta para la expansión de un extremo de una tubería,

comprendiendo la herramienta (1):

una pluralidad de mandíbulas (10), que son movibles radialmente en relación a un eje central entre una posición retraída y una posición expandida y que, cuando se retraen, están destinadas a ser insertadas en el extremo de la tubería, en donde las mandíbulas móviles (10) tienen superficies exteriores de las mandíbulas que están destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas (10),

un pistón (2) o cono con un extremo ahusado para mover las mandíbulas (10) entre la posición retraída y la posición expandida,

medios para mover el pistón (2) o cono de modo oscilante en la dirección axial para expandir el extremo de la tubería, y

un manguito (13) alrededor de las mandíbulas (10);

caracterizada porque el manguito (13) comprende superficies de soporte (14) que se extienden radialmente y porque cada mandíbula (10) comprende bordes (15) de la mandíbula que se extienden radialmente que se encuentran contra las superficies de soporte (14) que se extienden radialmente cuando las mandíbulas (10) se están moviendo hacia su posición expandida.

Herramienta y método para expandir un extremo de una tubería CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a una herramienta para expandir un extremo de una tubería, comprendiendo la herramienta una pluralidad de mandíbulas, que son radialmente movibles en relación a un eje central entre una posición retraída y una posición expandida y que, cuando se retraen, están destinadas a ser insertadas en el extremo de la tubería, donde las mandíbulas móviles tienen las superficies exteriores de las mandíbulas destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas, un pistón o cono con un extremo ahusado para mover las mandíbulas entre dichas posiciones, y medios de movimiento del pistón o cono de un modo oscilante en la dirección axial para expandir el extremo de la tubería, y un manguito (13) alrededor de las mandíbulas (10).

Además, la invención se refiere a un método para expandir un extremo de una tubería con la ayuda de una herramienta de expansión, comprendiendo la herramienta de expansión una pluralidad de mandíbulas que son movibles radialmente en relación a un eje central entre una posición retraída y una posición expandida, en donde dichas mandíbulas tienen las superficies exteriores de las mandíbulas destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas, y un pistón o un cono con el extremo ahusado para mover las mandíbulas entre dichas posiciones, con lo cual el pistón o cono se mueve de modo oscilante en la dirección axial para expandir el extremo de la tubería.

Las tuberías están hechas hoy en día también de un material, que tiene capacidad de memoria, es decir, la tubería automáticamente se esfuerza por volver esencialmente a su perfil y forma originales después de haber sido expandida. Un ejemplo en este sentido son las tuberías que se fabrican a partir de poliolefinas reticuladas, tales como polietileno reticulado PEX, que posee la capacidad de memoria activa a temperaturas tan bajas como la temperatura ambiente. Para tales tuberías, se establece una conexión de tubería mediante la expansión de un extremo de la tubería y la inserción en el extremo de la tubería ensanchada de un conector, que actúa como una parte de una pieza de conexión de tuberías y que es retenido en dicho extremo de la tubería hasta que la tubería se contrae a una medida que es capaz de sujetar firmemente la pieza de conexión. Opcionalmente, un manguito de sujeción hecho de un material elástico, por ejemplo metal o plástico, que puede ser el mismo material plástico que el material del que está hecha la tubería, se expande y se contrae sobre el extremo de la tubería con el fin de mejorar aún más el agarre y la presión de sellado en la región de conexión de la tubería. El manguito de sujeción se puede expandir al mismo tiempo que se expande el extremo de la tubería, con el manguito de sujeción en su sitio alrededor de dicho extremo de la tubería.

El documento EP 0417674 describe una herramienta de expansión para expandir un extremo de tubería. La herramienta de expansión incluye una serie de mandíbulas, que se pueden mover radialmente en relación a un eje central entre una posición retraída, en la que las mandíbulas se encuentran próximas entre sí, y una posición exterior, de expansión de la tubería. Las mandíbulas tienen superficies exteriores de las mandíbulas, que están delimitadas por bordes de las mandíbulas mutuamente opuestos y están destinados para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que son al menos esencialmente en forma de arco circular vistas en sección transversal. Sin embargo, los bordes opuestos de las superficies exteriores de las mandíbulas tienden a producir en la superficie interior del extremo de la tubería ranuras continuas o líneas de marcado, que se extienden en la dirección del eje longitudinal de la tubería. Cuando un fluido a presión fluye a través de una conexión de tubería que se ha establecido por el método de expansión, el líquido tiende a seguir las líneas de rayado y se filtra a través de la conexión de la tubería. Por lo tanto, la estanqueidad de la junta no es adecuada.

El documento EP 0682758 da a conocer una herramienta de expansión correspondiente que comprende también cavidades en la superficie exterior de las mandíbulas. Estas cavidades causan promontorios en la superficie interior de la tubería al causar interrupciones en las líneas de marcado que son susceptibles de ser formadas por los bordes de las mandíbulas en la superficie interior del extremo de la tubería durante la etapa final del proceso de expansión del extremo de la tubería. Sin embargo, el resultado es que la superficie interior del extremo de la tubería no es homogénea, por lo que la conexión de la tubería no siempre es lo suficientemente estanca.

El documento WO 95/10000 da a conocer una herramienta de expansión en la que la distancia radial de las superficies exteriores de las mandíbulas desde el eje central aumenta desde el extremo de inserción de dichas mandíbulas a su extremo opuesto. El extremo de la tubería se expande en etapas, es decir, las mandíbulas mutuamente retraídas son insertadas a una distancia dada en el extremo del tubo y llevadas entonces a un estado expandido, mientras que se expande el extremo de la tubería a una medida relativamente pequeña, tras lo cual las mandíbulas son juntadas o retraídas de nuevo y se insertan todavía más en el extremo de la tubería. Las mandíbulas son entonces llevadas de nuevo a un estado expandido mientras se expande aún más el extremo del tubo. El método se repite hasta que el extremo de la tubería se ha ampliado en la medida deseada, por ejemplo hasta que las superficies exteriores de la mandíbulas se han insertado en toda su longitud en el extremo del tubo y llevado a un estado expandido, tras lo cual las mandíbulas son retiradas de dicho extremo de la tubería después de

haber sido devueltas al estado o posición retraída. Sin embargo, el uso de la herramienta requiere cuidado y habilidades bastante altas con el fin de garantizar que la conexión es lo suficientemente estanca.

El documento EP 1118401 da a conocer una herramienta de expansión en la que las mandíbulas están montadas en un casquillo. Las mandíbulas son llevadas a un estado expandido por un pistón ahusado. El casquillo y de este modo las mandíbulas son movibles axialmente. Cuando las mandíbulas se mueven axialmente acercándose al pistón, el estado expandido de las mandíbulas es mayor. Por lo tanto, el desplazamiento axial de las mandíbulas permite el ensanchamiento del extremo de la tubería en etapas. Sin embargo, la estructura de la herramienta de expansión es bastante complicada y es muy difícil de fabricar la herramienta y utilizar la herramienta para lograr una conexión lo suficientemente estanca.

El documento WO 2009/000966 da a conocer una herramienta de expansión que comprende una pluralidad de mandíbulas que son movibles radialmente entre una posición retraída y una expandida. Las mandíbulas tienen superficies exteriores de las mandíbulas que están destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas y tienen una forma al menos generalmente circular arqueada en sección transversal. La herramienta de expansión comprende además un pistón o cono con un extremo ahusado para mover las mandíbulas entre las posiciones retraída y expandida exterior y el pistón se mueve de modo oscilante en la dirección axial antes de expandir el extremo de la tubería gradualmente en las etapas. El movimiento oscilante axial del pistón es guiado para girar las mandíbulas en cierta medida en una dirección circunferencial después de cada etapa de expansión.

El documento EP 2090385 da a conocer una herramienta de expansión que comprende un cono que es retenido de modo movible axialmente en una carcasa de un dispositivo de presión. El cono tiene una punta de cono que se pone en contacto con una cabeza de expansión que consta de mandíbulas. El cono y las mandíbulas se acoplan mediante unidades de sincronización que comprenden una junta tórica retenida en una ranura anular del cono y/o un imán retenido en la punta del cono. Las unidades de sincronización también pueden comprender ranuras axiales en las mandíbulas y pasadores en el cono, o viceversa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es proporcionar una nueva herramienta y un... [Seguir leyendo]

1. Una herramienta para la expansión de un extremo de una tubería, comprendiendo la herramienta (1):

una pluralidad de mandíbulas (10), que son movibles radlalmente en relación a un eje central entre una posición retraída y una posición expandida y que, cuando se retraen, están destinadas a ser Insertadas en el extremo de la tubería, en donde las mandíbulas móviles (10) tienen superficies exteriores de las mandíbulas que están destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas (10),

un pistón (2) o cono con un extremo ahusado para mover las mandíbulas (10) entre la posición retraída y la posición expandida,

medios para mover el pistón (2) o cono de modo oscilante en la dirección axial para expandir el extremo de la tubería, y

un manguito (13) alrededor de las mandíbulas (10);

caracterizada porque el manguito (13) comprende superficies de soporte (14) que se extienden radialmente y porque cada mandíbula (10) comprende bordes (15) de la mandíbula que se extienden radialmente que se encuentran contra las superficies de soporte (14) que se extienden radialmente cuando las mandíbulas (10) se están moviendo hacia su posición expandida.

2. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los bordes (15) de la mandíbula que se extienden radialmente que se encuentran contra las superficies de apoyo (14) que se extienden radialmente se forman de tal manera que comienzan a una distancia desde la punta de la mandíbula (10) tal que se forma un escalón (12) en la mandíbula (10).

3. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el escalón (12) forma un borde de tope para la tubería.

4. Un método para la expansión de un extremo de tubería con la ayuda de una herramienta de expansión (1), comprendiendo la herramienta de expansión (1):

una pluralidad de mandíbulas (10) que son movibles radíalmente en relación a un eje central entre una posición retraída y una posición expandida, en donde dichas mandíbulas (10) tienen superficies exteriores de las mandíbula que están destinadas para el acoplamiento con la superficie interior del extremo de la tubería y que se encuentran adyacentes entre sí en la posición retraída de las mandíbulas (10), y

un pistón (2) o un cono con el extremo ahusado para mover las mandíbulas (10) entre la posición retraída y la posición expandida, por lo que el pistón (2) o cono se mueve de modo oscilante en la dirección axial para la expansión del extremo del tubo;

caracterizado porque las mandíbulas (10) están soportadas en una dirección circunferencial en la posición expandida mediante los bordes (15) de las mandíbulas que se extienden radialmente que se encuentran contra las superficies de soporte (14) que se extienden radialmente de un manguito (13), que se coloca alrededor de las mandíbulas (10 ).

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las mandíbulas (10) están soportadas en la dirección circunferencial también cuando se mueven desde la posición retraída a la posición expandida.