BR0211785B1

BR0211785B1 - acoplamento para tubulação.

Info

Publication number: BR0211785B1
Application number: BRPI0211785-1A
Authority: BR
Inventors: Raanan Ben-Horin
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2011-01-11
Also published as: JP4094609B2; WO2003102458A1; IL165158A0; DE60221577D1; ES2291472T3; BR0211785A; AU2002309226A1; US20050225089A1; EP1511958A1; JP2005528568A; DE60221577T2; US7527306B2; EP1511958B1; ATE368818T1; AU2002309226B2

Description

Acoplamento para tubulação.

A presente invenção refere-se a um acoplamento paratubulações, adaptado para conectar, de forma vedada, uma tubulação a uma flange deum recipiente ou similar, ou para conectar duas terminações de tubulações estendendo-se coaxialmente, uma em relação à outra.

O acoplamento para tubulação mais comumente utilizadopara o propósito acima descrito é do tipo conhecido como colarinho articulávelparticionado. É composto por um par conjugado de colarinhos semicirculares articuladosentre si em uma extremidade e com alça na outra. Os colarinhos são compostos por arosou abas, adaptados de forma a acoplarem-se aos encaixes circulares auxiliares,moldados próximos às extremidades das tubulações. Uma gaxeta elastomerica circular éutilizada, circundando o espaço livre e estendendo-se parcialmente sobre as terminaçõesdas tubulações. Uma vez que os colarinhos estejam presos entre si, através de umparafuso atravessando as respectivas alças, sobrepondo uma à outra, a gaxetacomprime-se, vedando as tubulações.

A pressão admitida nas tubulações aumenta o efeito devedação, pela pressurização da gaxeta contra as alças dos colarinhos.

O uso destes acoplamentos de colarinhos particionados sãoinerentemente inconvenientes, demandando manipulação e aplicação de forca físicadurante o estágio inicial de montagem.

Outras deficiências dos acoplamentos convencionais sãoque devem ser construídos em metal e, portanto, são pesados e dispendiosos, emtermos de área para armazenamento e transporte.

É objeto primeiro da presente invenção fornecer umacoplamento para tubulação de construção simples, integralmente moldada em plástico,e permitir uma grande gama de variações, satisfazendo as diferentes condições nasinstalações de tubulações.

É ainda objeto desta invenção fazer uso das tubulaçõespadrões, com encaixes nas terminações, conforme aplicações em conjunto aosacoplamentos de colarinho particionados.

Conforme descrito nesta invenção, trata-se de umacoplamento para tubulação, de forma a conectar uma tubulação a uma flange,associada à outra tubulação, de forma vedada, onde a tubulação e composta por umencaixe circular, sendo acoplamento composto por uma gaxeta, um anel de montagem euma flange de montagem, caracterizando-se pelo anel que é elasticamente expansível, edevidamente projetada, significando adaptada de forma a adequar-se ao encaixe emanter o anel afixado a tubulação, enquanto a flange de montagem é atarraxada tanto aoanel quanto à contra-flange.Estas e outras características construtivas, bem como asvantagens desta invenção serão compreendidas mais claramente através da descriçãodas diversas características relativas a esta, exibidas através dos exemplos referenciadosnos desenhos em anexo, onde:

- Fig. 1 - é um corte transversal de um acoplamento para tubulação, apresentando ascaracterísticas da presente invenção, utilizado para conectar uma tubulação a umaflange de entrada/saída de um recipiente para fluídos;

- Fig. 2 - mostra os detalhes do acoplamento da Fig. 1, em escala ampliada;

- Fig. 3 - é a vista transversal através da linha Ill-Ill da Fig. 1;

- Fig. 4 - é a vista transversal através da linha IV-IV da Fig. 1;

- Fig. 5 - é a vista explodida em perspectiva do acoplamento para tubulação da Fig. 1;

- Fig.6 - é um corte transversal do acoplamento para tubulação, conforme ascaracterísticas desta invenção, utilizada para acoplar um par de tubulações;

- Fig. 7 - mostra um detalhe do acoplamento da Fig. 6, em escala ampliada;

- Fig. 8 - ilustra uma gaxeta elastomerica modificada;

- Fig. 9 - ilustra a modificação no anel de montagem particionado;

- Fig. 10 - ilustra uma modificação adicional do anel de montagem particionado;

- Fig. 11 -é uma modificação do anel da Fig. 10;

- Fig. 12 - é uma vista em perspectiva de um anel de montagem de uma estrutura híbridamulti-segmentada;

- Fig. 13 - é a vista superior do anel da Fig. 12;

- Fig 14 - é a vista transversal através da linha XIV-XIV da Fig. 13; e

- Fig. 15 - mostra um anel de montagem particionado constituído de metal.

Referindo-se as Figs. 1-5, é onde é exibida uma tubulação10 acoplada a uma flange 12, através de uma série de parafusos 14. A flange 12 poderáser soldada, ou ainda fazer parte de, por exemplo, um recipiente para fluídos (nãoexibido) através da seção de tubulação 16.

O acoplamento constituí-se de três partes: um anel demontagem particionado 18; um anel elastomérico de gaxeta 20; e uma flange demontagem 22.

Conforme mais claramente observado nas Figs. 2 e 5, atubulação 10 é formada por um encaixe circular 10a, similar àqueles utilizados pelosacoplamentos convencionais, de colarinho articulável.

O anel de montagem particionado 18 é tipicamenteconstituído por plásticos, e construídas com um sulco circular 18a, configurado paraacoplar-se ao encaixe 10a.

O sulco 18a é, preferencialmente, do formato dente de serra(ver Fig. 2), pelo qual o lado principal 18a', referido a este, encaixa-se exatamente àparede lateral direita angular do encaixe 10a, enquanto, o lado oposto 18a", é chanfrado,conforme mostrado, por uma razão a ser explicada posteriormente.

O anel 18 é ainda composto por um vão circular 18b, paraencaixar-se perfeitamente a gaxeta 20.

O contorno externo do anel 18 possui uma superfícieconiforme 18c, preferencialmente entre 15° e 30°, unindo-se com o encaixe vertical 18d.

Finalmente, o anel 18 é particionado por um corte 18e,possibilitando a abertura ou expansão deste , e forçá-lo sobre a abertura da tubulação 10e então empurrado até o aro 18a acoplar-se ao encaixe 10a.

A gaxeta 20, comumente de borracha ou outro materialelastomérico adequado, é preferencialmente composta por uma abertura interna 20a parasua expansão, mediante a pressão do fluxo do líquido, conforme conhecido pela ciência("vedação hidráulica").

A flange de montagem 22 possui uma superfície internaconiforme 22a, de mesmas inclinações e comprimento da superfície 18c do anel 18,portanto, quando os parafusos 14 são apertados, prende-se firmemente ao anel 18através de um componente da força axial atuando contra a aba 18d, necessária paravedar a gaxeta 20 contra a face da flange 12, na posição de montagem do acoplamento.

A flange 22, com as cavidades 22b para os parafusos 14 é,preferencialmente construída de forma curva, como o arco 22c, compensando a largurada aba 18c.

A maneira de montar o acoplamento é patente em vista àdescrição precedente. Conforme observado na Fig. 5, a flange 22 é colocadaprimeiramente sobre a tubulação 10. Posteriormente o anel particionado 18 é forçadosobre a terminação da tubulação, que é facilitado pela expansão elástica, auxiliada pelaseção chanfrada 18a" do sulco 18a.

Uma vez corretamente assentado sobre a tubulação 10, istoé, o sulco 18a ao redor do encaixe (10a), a gaxeta 20 é colocada no recesso 18b, e aflange 22 é arrastada acima do anel 18, em direção a flange 12, onde se pretendeamarrar.

A força contrária necessária para resistir ao aperto dasflanges 12 e 22, encaixadas entre si através dos parafusos 14, apertando assim a gaxeta20 adequadamente, é fornecida pelo sulco 18a preso dentro do encaixe 10a, ou, maisprecisamente, a medida da porção 18a' contra a parede vertical do encaixe 10a.

O acoplamento, substancialmente descrito até o presenteestá então adequado para conectar duas tubulações de diâmetros iguais (ou mesmodiferentes), conforme ilustrado nas Figs. 6 e 7, onde números de referencia similares sãoutilizados para caracterizar as partes e componentes já identificados.Como claramente observado, dois acoplamentos sãoutilizados, numa relação de encaixe "face-a-face". Conseqüentemente, o lado esquerdoda tubulação 110 é reunida ao anel de montagem particionado 118, gaxeta 120 e flangede montagem 122, que é atarraxada a flange 222, cercando o anel particionado 218 egaxeta 220 (em lugar da flange fixa 12, na montagem anterior). Deste modo, a tubulação110 torna-se Iacradamente conectada à tubulação 210.

Diversas montagens modificadas serão agora descritas,demonstrando a versatilidade e outras vantagens da presente invenção.

Referindo-se à Fig.8, está exemplificada uma gaxeta 320,fornecida com uma borda fina, ou lingüeta 320b, desenvolvida para ser inserida naabertura 318e do anel particionado 318. O posicionamento da borda entre as seções doanel irá adicionar alguma flexibilidade, o que ira compensar qualquer desvio de mediçãoou irregularidades da superfície, entre o anel a flange de montagem circundante (nãoexibido), permitindo menor controle de precisão durante a produção.

O anel de montagem particionado 418 da Fig. 9 é formadopela abertura transversal 418e estendendo-se em um ângulo com de direção axial.

Em lugar de empregar-se um anel particionado, é possíveltê-lo composto de mais de um segmento (dois na Fig. 10 e três na Fig. 11) seguros poruma tira de borracha (respectivamente 524 e 624).

O anel de montagem 718, das Figs. 12-14 é novamenteuma modificação do original. Uma série de inserções metálicas 726 são posicionadasentre os segmentos. Uma tira de borracha 728 é alinhavada através de todos ossegmentos e inserções, permitindo a expansão do anel 718, conforme necessário para amontagem desta, em uma tubulação (não mostrado). As inserções são conforme oformato do anel, de acordo com seu uso, isto é, com dentes 718a (substituindo o sulcocontínuo 18a da Fig.1) e a superfície coniforme externa 718c.

A estrutura híbrida ou composta do anel 718 oferece umaperto seguro do anel contra a tubulação chanfrada (não exibido), como também curtocircuito elétrico entre as tubulações acopladas, caso seja necessário.

O anel de montagem 818 da Fig. 15 é produzido não pormoldagem plástica, mas por folhas de metal processadas por tecnologias conhecidas(laminação) até seu formato definitivo. Observa-se que a superfície contínua coniforme(detalhe 18c na Fig 2) é dividido em dois: porção 818c' e porção 818c", que em conjuntoapoiam a superfície coniforme interna da flange de montagem (não exibido).

As qualificações desta invenção, irão prontamente observarque numerosas mudanças, variações e modificações podem ser efetuadas sem deixar oespírito e âmbito desta, conforme definido pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Acoplamento para tubulação para conectar umatubulação (10; 110) a uma flange (12; 112) associado à outra tubulação (16; 210) deforma selada, onde a tubulação (10; 110; 210) é formada por um encaixe circular (10a;- 110a; 210a), o acoplamento incluindo uma gaxeta (20; 220), um anel de montagem (18;- 118; 218) e uma flange de montagem (22; 122; 222), caracterizado pelo anel (18; 118;- 218) que é elasticamente expansível, e construído através de projeto (18a; 110a; 210a)adaptado para encaixar-se ao encaixe (10a; 110a; 210a) e manter o anel fixo natubulação (10; 110; 210), enquanto a flange de montagem (22; 122; 222) é apertada,tanto contra o anel (18; 118; 218) como a contra-flange (12; 222; 122).

2. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (18; 118; 218) é particionado.

3. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o anel (18; 118; 218) é particionado através de um corteno plano axial relativo a este.

4. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o anel (418) é particionado por um corte no plano não-axial relativo a este.

5. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (18; 118; 218) é constituído de material plástico.

6. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o projeto inclui um sulco circular (18a; 118; 218).

7. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que o sulco (18a) é de formato dente de serra, possuindo umlado retangular (18') e um lado chanfrado (18a").

8. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (18) é construído com um recesso circular (18b)configurado para acomodar uma gaxeta elastomérica (20).

9. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que a gaxeta (20) é construída por uma abertura interior(20a).

10. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que a gaxeta (320) é formada por uma borda fina (320b)

11. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (18) possui uma superfície externa coniforme(18c).

12. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o ângulo do cone está entre 15° - 30° relativo ao eixodo anel (18).

13. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que a aba vertical (18d) estende-se ao redor do fim dasuperfície do cone (18c).

14. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a flange de montagem (22) é constituída por umasuperfície interna coniforme (22a) ajustando-se à superfície coniforme (18c) do anel (18).

15. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação-14, caracterizado pelo fato de que a flange de montagem (22) é formada por uma sériede orifícios (22b) através do qual parafusos (14) apertados são atarraxados paraatravessá-los.

16. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação-11, caracterizado pelo fato de que os orifícios (22b) são parcialmente circundados peloarco (22c).

17. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (518; 618) é composto por mais de um segmento,sendo os segmentos agrupados por uma tira elástica externa (524; 624).

18. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação-17, caracterizado pelo fato de que as inserções de metal (826) são interpostas entresegmentos adjacentes.

19. Acoplamento da tubulação, conforme reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que os segmentos e inserções são acoplados por uma tiraelástica alinhavada.

20. Acoplamento para tubulação, conforme reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o anel (818) é fabricado de folhas metálicas.