ES2203414T3 - Conexion de tubos para sistema de conductos de ventilacion. - Google Patents
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Abstract
Conexión de tuberías para utilizar en un sistema de conductos de ventilación que tiene conductos de sección transversal circular, estando ajustada la mencionada conexión de tuberías (1) para ser insertada parcialmente, y con un encaje estrecho, en una tubería exterior (3;11) y ser conectada con la misma, teniendo la mencionada conexión de tuberías una ranura (4) circunferencial, en la que se dispone una junta (5) circunferencial, que, en la posición de inserción de la conexión de tuberías, está en contacto íntimo y sella contra el interior de la tubería exterior, y comprendiendo la parte del borde final (8, 9) de la conexión de tuberías, que está ajustada para ser insertada en la tubería exterior, una parte cónica exterior (8) con un diámetro que decrece hacia el extremo de la conexión de tuberías, caracterizada porque la parte del borde final (8, 9) de la mencionada conexión de tuberías (1) comprende además una superficie de guía (9) circunferencial que tiene un diámetro (D1) tal que se obtiene el mencionado acoplamiento íntimo y que está situada entre la ranura (4) y la parte exterior cónica (8); constituyendo la longitud axial (L3) de la parte de borde final (8, 9) un 1, 5-5, 5% del diámetro (D1) de la superficie de guía (9).
Description
Conexión de tubos para sistema de conductos de
ventilación.
La presente invención se refiere a una conexión
de tuberías para su utilización en un sistema de conductos de
ventilación que tiene conductos con una sección transversal
circular, según el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta.
En los sistemas de conductos de ventilación, se
utilizan diferentes conexiones de tubería para conectar y bifurcar
el sistema. Con frecuencia, dichas conexiones de tubería son
denominadas "empalmes de tubería" por los técnicos con
conocimiento en la técnica. Empalmes de tubería de dicho tipo se
muestran, por ejemplo, en el catálogo
"Ventilación-92" publicado por Lindab AB en
1992. Además, se describen empalmes de tubería en un documento SIS
denominado SS-EN 1506 y publicado en Noviembre de
1998, titulado (en inglés) "Ventilation for buildings - Sheet
metal air ducts and fittings with circular
cross-section - Dimensions" ("Ventilación para
edificios - Conductos de aire de chapa metálica y empalmes con
sección transversal circular - Dimensiones").
En un método para acoplar un empalme de tubería
con una tubería de ventilación, la parte extrema del empalme es
insertada en la tubería, con un aro de sellado montado en el extremo
del empalme para asegurar la estanqueidad de la junta de tubería.
Esto se muestra en la página "Safe 5" del catálogo Lindab
mencionado con anterioridad. Empalmes de tubería similares con un
aro de sellado se muestran en la figura A.1(d) y en la figura
A.3(c) del documento SIS mencionado con anterioridad.
En la publicación
CH-A-646.233 y en las solicitudes de
patente USA-A-4.050.703 y WO
94/15133 se describen ejemplos adicionales de conexiones de tubería
de este tipo. Una característica común de dichas conexiones de
tubería según el estado de la técnica anterior es que el aro de
sellado está dispuesto en una ranura circunferencial adyacente al
extremo del empalme de tubería. La patente
USA-A-3.955.834 también pertenece al
estado de la técnica anterior y da a conocer unas conexiones de
tubería y construcciones de estanqueidad similares, incluyendo
realizaciones en las que el aro de sellado es sujetado en el extremo
del empalme de tubería mediante el doblado del borde final del mismo
radialmente hacia fuera y hacia atrás.
La patente
EP-A-596.230 da a conocer una
conexión de tuberías en la que se basa el preámbulo de la
reivindicación 1. Una conexión de tuberías similar se da a conocer
en la patente DE-A-2.758.341.
Según el estándar, el diámetro nominal de los
conductos de ventilación y los empalmes de tubería de este tipo está
entre 63 mm y 1.250 mm (ver la Tabla 1 del documento SIS). Como
regla, el aro de sellado de los empalmes de tubería está situado
junto al extremo del empalme, independientemente del diámetro
nominal. Esto provoca ciertos problemas de montaje, especialmente
para diámetros que exceden 630 mm, como se explicará con más detalle
más adelante.
Cuando se va a conectar un empalme de tubería con
un diámetro más grande a una tubería de ventilación, el empalme es
inclinado ligeramente cuando está siendo insertado en la tubería. En
lenguaje técnico, se hace entrar el empalme. Durante dicha
introducción, primero se sitúa una parte circunferencial exterior
del extremo del empalme sobre una parte circunferencial interior del
tubo exterior en el extremo del mismo. A continuación, se gira el
empalme a una posición coaxial con la tubería y, finalmente, se
inserta en la misma.
Con respecto a los diámetros más grandes, las
tuberías de ventilación realizadas a partir de chapa metálica
delgada son algo ovaladas en el extremo, lo que significa que la
operación de introducción será complicada. De hecho, es difícil
insertar el empalme de tubería inclinado hasta tal punto en el que
se puede llevar a cabo la introducción. Sencillamente, los extremos
de la tubería no encajan entre sí. Dado que la distancia entre el
extremo del empalme de tubería y la ranura en la que se dispone el
aro de sellado es comparativamente pequeña, el llamado borde de
entrada del empalme es demasiado pequeño para ser capaz de remodelar
eficientemente la forma ovalada de la tubería exterior. El borde de
entrada significa, en la presente descripción, la distancia entre el
extremo del empalme de tubería y la ranura en la que está dispuesto
el aro de sellado. En los empalmes de tubería con un borde final
doblado, según el estado de la técnica anterior, la longitud axial
del borde de entrada constituye, normalmente, aproximadamente un 1%
del diámetro del empalme.
Otro inconveniente que se presenta durante la
introducción es que la parte circunferencial del empalme de tubería,
que es situada primero sobre el interior de la tubería exterior,
fácilmente "salta de" la tubería cuando se va a girar el
empalme a la posición para la inserción.
Un inconveniente más es que los labios del aro de
sellado se doblan fácilmente en la dirección equivocada en la parte
final de la operación de introducción, lo que puede causar una
acción de sellado insuficiente y una reducción de presión indeseable
en el conducto, lo que a su vez causa ruido y unos costes de energía
incrementados.
Un objetivo de la presente invención es obviar
los inconvenientes anteriores y proporcionar una conexión de
tuberías mejorada con respecto al estado de la técnica anterior.
Según la invención, éste y otros objetivos que
aparecerán en la siguiente descripción se consiguen mediante una
conexión de tuberías que es del tipo descrito en la parte
caracterizante de la reivindicación 1 adjunta. En las
reivindicaciones dependientes adjuntas se establecen realizaciones
preferentes de la invención.
Según la invención, la parte del borde final de
la conexión de tuberías comprende una superficie de guía y una parte
exterior cónica. La longitud axial de la parte del borde final
constituye un 1,5-5,5% del diámetro de la superficie
de guía, preferentemente un 2-5% y más
preferentemente un 2,5-3,7%.
Mediante la conformación de la parte del borde
final de la conexión de tuberías, es decir, la parte entre el
extremo de la conexión de tuberías y la ranura en la que se dispone
el aro de sellado (el borde de entrada), con una extensión axial más
grande que en las conexiones de tubería según técnicas anteriores,
la conexión de tuberías de la invención tendrá una parte extrema más
larga que se inserta en la tubería exterior durante la introducción.
Como resultado, la conexión de tuberías también puede ser insertada
más fácilmente en tuberías exteriores algo ovaladas, y la conexión
de tuberías se mantiene en la tubería durante el giro que tiene
lugar durante la introducción. Dado que el aro de sellado está
dispuesto axialmente más hacia dentro en la conexión de tuberías,
estará situado exterior a la tubería exterior durante toda la
operación de introducción, lo que significa que no hay riesgo de que
sus labios de sellado sean doblados en la dirección equivocada hacia
el interior del tubo exterior. Así pues, se reduce el riesgo de
reducción de presión y de fuga en la junta de la tubería.
Todo esto significa que la conexión de tuberías
de la invención es más cómoda de montar que las conexiones de
tubería según técnicas anteriores. En particular, el personal de
montaje no necesita utilizar tales ayudas de montaje como han sido
necesarias hasta ahora debido a la forma ovalada de las tuberías de
ventilación más grandes.
La introducción de la conexión de tuberías está
facilitada por su parte cónica exterior que tiene un diámetro que
decrece hacia el extremo de la conexión de tuberías. Ciertos ángulos
de conicidad han sido encontrados particularmente ventajosos. En una
realización preferente, la parte cónica tiene un diámetro en su
extremo, que es aproximadamente un 97-99,9% del
diámetro de la superficie de guía, de modo preferente
aproximadamente un 98%.
La combinación de la longitud axial sugerida de
la parte del borde final (1,5-5,5% del diámetro de
la superficie de guía) y las condiciones de conicidad mencionadas
con anterioridad, es decir, el diámetro de la parte cónica en el
extremo de la conexión de tuberías, da como resultado una
realización muy ventajosa, lo que significa un montaje mejorado
considerablemente.
La parte del borde final o borde de entrada de la
conexión de tuberías comprende la parte cónica exterior y la
superficie de guía vecina, que está dispuesta axialmente hacia
adentro desde la misma. La proporción de la longitud axial de dichas
dos partes del borde de entrada tiene preferentemente una cierta
distribución. La operación de introducción es más efectiva si la
parte cónica constituye un 40-70% de la longitud
axial total del borde de entrada. El rango de 50-65%
es más preferente, y el valor de 55% es ventajoso en particular.
Según una realización preferente adicional, la
conexión de tuberías tiene una superficie de guía adicional,
posicionada axialmente en el interior con respecto a la ranura en la
que se dispone el aro de sellado. Esta superficie de guía adicional
tiene preferentemente el mismo diámetro que la superficie de guía
del borde de entrada. Como resultado, la junta de tubería será más
estable y recta en comparación con las técnicas anteriores, lo que
es debido al hecho de que la tubería exterior descansa, con un
ajuste estrecho, contra dos superficies de guía a cada lado de la
ranura.
A continuación se describirán con más detalle la
invención y sus ventajas, con referencia a los dibujos adjuntos que
muestran realizaciones preferentes en la actualidad.
La figura 1 es una sección axial parcial a través
de una pared de una conexión de tuberías según una realización de la
invención.
La figura 2 muestra, a mayor escala y en sección
transversal, una parte cónica exterior de una conexión de tuberías
según la figura 1.
La figura 3 es una vista similar a la figura 1 y
muestra una realización alternativa de la conexión de tuberías.
Las figura 4-7 muestran cómo es
insertada la conexión de tuberías mostrada en la figura 1 en una
tubería exterior, y es conectada con la misma, formando de este modo
una junta de tubería.
La figura 1 muestra una parte de una conexión de
tuberías cilíndrica o elemento tubular según una realización de la
invención, que se designa genéricamente como (1). En el ejemplo, la
conexión de tuberías (1) es un empalme de tubería especial,
concretamente un denominado racor ("nipple"), que es simétrico
con respecto a un reborde (2) circunferencial y que está adaptado
para conectar dos tuberías de ventilación cilíndricas exteriores
entre sí. (En la figura 1 sólo se muestra la parte derecha del
racor). Dicha tubería exterior (3) se muestra en las figuras
4-7.
La conexión de tuberías (1), que está realizada
en chapa metálica delgada, tiene una ranura (4) circunferencial en
la que está dispuesto un aro de sellado (5) circunferencial. En el
ejemplo mostrado, el aro de sellado (5) es una junta de goma de
doble labio, que está sujetada en la ranura (4) por medio de una
correa (6). Como se muestra en la figura 1, la junta (5) de doble
labio tiene forma de U en sección transversal y tiene una parte
laminar situada en el fondo de la ranura (4) y dos labios de
sellado que se extienden sustancialmente radialmente hacia afuera
desde la parte laminar. El borde (7) de la conexión de tuberías (1)
está, en su extremo, doblado de un modo de por sí conocido
radialmente hacia afuera/hacia atrás con vistas a fortalecer el
extremo de la conexión de tuberías (1).
La conexión de tuberías (1) tiene en su extremo
una parte cónica (8) con una longitud axial (L1) y, axialmente en el
interior de la misma, una superficie de guía (9) circunferencial
vecina con una longitud axial (L2). La parte cónica (8) y la
superficie de guía (1) forman conjuntamente una parte de borde final
o, en lenguaje técnico, un borde de entrada con una longitud axial
(L3). La longitud de la denominada parte de inserción, es decir, la
distancia axial en la que la conexión de tuberías (1) está solapada
por la tubería exterior (3) después de ser conectadas (consultar la
figura 7), está indicada como (L4). Así pues, dicha longitud (L4) de
la parte de inserción se mide entre el extremo de la conexión de
tuberías (1) y la superficie de empalme del reborde (2).
Además de la superficie de guía (9) que pertenece
al borde de entrada (8), (9), la conexión de tuberías (1) tiene una
superficie de guía (10) circunferencial adicional axialmente en el
interior de la ranura (4). Las superficies de guía (9) y (10)
contribuyen al establecimiento del encaje estrecho con la tubería
exterior (3). Preferentemente, las superficies de guía (9) y (10)
tienen el mismo diámetro.
La figura 2 muestra una sección parcial de la
parte de borde final (8), (9) de la conexión de tuberías (1), en la
que se indica el ángulo \alpha de conicidad de la parte cónica
(8). Con un ángulo \alpha de conicidad máximo, es decir,
aproximadamente de 25º, el interior de la parte doblada (7) de la
parte cónica (8) está sobre un nivel con el fondo de la ranura (4).
El exterior de la parte doblada (7) de la parte cónica (8) está, con
dicho ángulo de conicidad, a su máxima distancia (Y) de una
generatriz a la superficie de guía (9). El diámetro de la parte
cónica (8), medido en dicha posición, es (D2), que siempre es menor
que el diámetro (D1) de la superficie de guía (9).
El menor ángulo \alpha de conicidad es
aproximadamente de 2º, lo que está indicado esquemáticamente en la
figura 2 mediante líneas a trazos. En la figura, el menor ángulo
\alpha de conicidad parece ser de 0º pero, en la práctica, el
ángulo \alpha de conicidad debe ser como mínimo de 2º.
En el caso típico, el ángulo de conicidad es de
2-12º para la gama de diámetros de
710-900 mm y de 4-15º para la gama
de diámetros de 1.000-1.250 mm.
Para una operación de introducción mejorada, la
conexión de tuberías (1) está diseñada de tal manera que la longitud
axial (L3) de la parte de borde final (8), (9) es un
1,5-5,5% del diámetro (D1) de la superficie de guía
(9), preferentemente en el rango de 2-5%.
Experimentos prácticos han dado excelentes resultados, que se
muestran en la Tabla inferior.
| Diámetro D1 | Borde de Entrada L3 | Proporción |
| (mm) | (mm) | (%) |
| 710 | 26,0 | 3,7 |
| 800 | 26,0 | 3,2 |
| 900 | 26,0 | 2,9 |
| 1.000 | 31,0 | 3,1 |
| 1.120 | 31,0 | 2,8 |
| 1.250 | 31,0 | 2,5 |
También se ha encontrado que la operación de
introducción se realiza de una manera altamente fiable si el
diámetro (D2) de la parte cónica (8) en el extremo es un
97-99,9% del diámetro (D1) de la superficie de guía
(9), correspondiendo el último diámetro al diámetro nominal.
Preferentemente, la mencionada proporción de diámetros es
aproximadamente un 98%.
Los experimentos prácticos también han demostrado
que se consiguen buenos resultados si la longitud axial (L1) de la
parte cónica (8) es un 40-70% de la longitud axial
(L3) de la parte de borde final (8), (9). Preferentemente, la
proporción está en el rango de 50-65%, y más
ventajosamente aproximadamente un 55%. Mediante la selección de una
proporción de longitudes adecuada, mientras se tienen en
consideración dichas condiciones, puede optimizarse el borde de
entrada según las condiciones particulares de la junta de
tubería.
La figura 3 muestra una variante en la que la
conexión de tuberías (1) está insertada en una tubería exterior en
forma de un manguito (11) con un reborde interior (12)
circunferencial. En este caso, la longitud (L4) de la parte de
inserción será la misma que antes.
Una característica común de las realizaciones
según las figuras 1 y 3 es que la longitud axial (L3) de la parte de
borde final (8), (9) es un 10-60% de la longitud
(L4) de la parte de inserción, preferentemente un
20-30% y más ventajosamente aproximadamente un 25%.
También se ha encontrado ventajoso el diseñar la conexión de
tuberías (1) de tal modo que la longitud (L4) de la parte de
inserción es un 9-15% del diámetro (D1) de las
superficies de guía (9), (10).
Las figuras 4-7 muestran cómo una
conexión de tuberías (1), diseñada según la invención, es insertada
parcialmente en una tubería (3) de ventilación, y conectada a la
misma con un acoplamiento íntimo. En primer lugar, se sitúa la parte
circunferencial inferior de la conexión de tuberías (1) en el
interior de la tubería (3) (figura 4). Gracias al borde (8), (9) de
entrada relativamente grande con su parte cónica (8), la conexión de
tuberías (1) es retenida en la tubería (3) durante la etapa
posterior que implica un movimiento de giro (figura 5). El aro de
sellado (5) se mantiene todo el tiempo fuera de la tubería (39) y,
así pues, no puede ser girado o inclinado en ninguna dirección no
deseable. A continuación, la operación de conexión puede continuar
en la dirección axial (figura 6) y ser completada (figura 7).
Como es evidente en las figuras
4-7, el eje central (C1) de la conexión de tuberías
(1) y el eje central (C3) de la tubería (3), en la operación de
unión, primero forman un ángulo entre sí y a continuación coinciden
en la dirección axial (coaxialmente).
Según un aspecto de la invención, se puede decir
que la longitud axial (L3) de la parte de borde final (8), (9) de la
conexión de tuberías (1) aumenta con una gama de diámetros
aumentada de la conexión de tuberías (1). Esto sería aplicable como
mínimo a las dimensiones estándar.
Finalmente, se debería mencionar que la invención
no está limitada de ningún modo a las realizaciones que se han
descrito con anterioridad, y son factibles modificaciones dentro del
ámbito del concepto de la invención, como se indica en las
reivindicaciones adjuntas. En particular, se debería señalar que la
invención es aplicable a muchos tipos diferentes de conexiones de
tubería que están incluidas en un sistema de conductos de
ventilación, tales como conectores, rácores, tuberías en T, ángulos,
reductores, piezas terminales, etc. La parte cónica no necesita
tener precisamente el diseño que se muestra en los dibujos adjuntos;
por ejemplo, se podría mencionar que el extremo doblado puede ser
omitido (no mostrado) de modo que la parte cónica será completamente
lisa en su exterior (ver, por ejemplo, el diseño "rak tank"
(borde recto)(en Inglés: straight edge) como se muestra en la figura
central de la página "Safe 5" en el catálogo Lindab mencionado
a modo de introducción).
Claims (17)
1. Conexión de tuberías para utilizar en un
sistema de conductos de ventilación que tiene conductos de sección
transversal circular, estando ajustada la mencionada conexión de
tuberías (1) para ser insertada parcialmente, y con un encaje
estrecho, en una tubería exterior (3;11) y ser conectada con la
misma, teniendo la mencionada conexión de tuberías una ranura (4)
circunferencial, en la que se dispone una junta (5) circunferencial,
que, en la posición de inserción de la conexión de tuberías, está en
contacto íntimo y sella contra el interior de la tubería exterior, y
comprendiendo la parte del borde final (8,9) de la conexión de
tuberías, que está ajustada para ser insertada en la tubería
exterior, una parte cónica exterior (8) con un diámetro que decrece
hacia el extremo de la conexión de tuberías, caracterizada
porque la parte del borde final (8,9) de la mencionada conexión de
tuberías (1) comprende además una superficie de guía (9)
circunferencial que tiene un diámetro (D1) tal que se obtiene el
mencionado acoplamiento íntimo y que está situada entre la ranura
(4) y la parte exterior cónica (8); constituyendo la longitud axial
(L3) de la parte de borde final (8,9) un 1,5-5,5%
del diámetro (D1) de la superficie de guía (9).
2. Conexión de tuberías, según la reivindicación
1, en la que la longitud axial (L3) de la parte de borde final (8,9)
constituye un 2-5% del diámetro (D1) de la
superficie de guía (9), preferentemente un
2,5-3,7%.
3. Conexión de tuberías, según la reivindicación
1 ó 2, en la que la parte cónica exterior (8) tiene, en su extremo,
un diámetro (D2) que es un 97-99,9% del diámetro
(D1) de la superficie de guía (9).
4. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la longitud axial (L1) de la
parte cónica (8) de la conexión de tuberías es un
40-70% de la longitud axial (L3) de la parte de
borde final (8,9).
5. Conexión de tuberías, según la reivindicación
4, en la que la longitud axial (L1) de la parte cónica (8) de la
conexión de tuberías es un 50-65% de la longitud
axial (L3) de la parte de borde final (8,9), de modo preferente
aproximadamente un 55%.
6. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la parte cónica (8) tiene un
ángulo (\alpha) de conicidad que está en la gama de
2-25º.
7. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la conexión de tuberías tiene
una superficie de guía (10) circunferencial adicional que está
situada axialmente interior a la ranura (4) con respecto al extremo
de la conexión de tuberías, teniendo dicha superficie de guía (10)
adicional un diámetro tal que se obtiene el mencionado acoplamiento
íntimo.
8. Conexión de tuberías, según la reivindicación
7, en la que las dos superficies de guía (9,10) circunferenciales
tienen esencialmente el mismo diámetro (D1).
9. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que tiene un reborde (2) externo y
circunferencial que, con respecto a la mencionada inserción, forma
un empalme para el extremo de la tubería exterior (3), constituyendo
la distancia axial (L4) entre el extremo de la conexión de tuberías
(1) y la superficie de empalme del reborde (2) una parte de
inserción, y constituyendo la longitud axial (L3) de la mencionada
parte de borde final (8,9) un 10-60% de la longitud
axial (L4) de la parte de inserción.
10. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones 1-8, que tiene un reborde (12)
interno y circunferencial que, con respecto a la mencionada
inserción, forma un empalme para el extremo de la conexión de
tuberías (1), constituyendo la distancia axial (L4) entre el extremo
exterior de la tubería exterior (11) y la superficie de empalme del
reborde (12) una parte de inserción, y constituyendo la longitud
axial (L3) de la mencionada parte de borde final (8,9) un
10-60% de la longitud axial (L4) de la parte de
inserción.
11. Conexión de tuberías, según la reivindicación
9 ó 10, en la que la longitud axial (L3) de la mencionada parte de
borde final (8,9) constituye un 20-30% de la
longitud axial (L4) de la parte de inserción, de modo preferente
aproximadamente un 25%.
12. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones 9-11, en la que la longitud axial
(L4) de la parte de inserción constituye un 9-15%
del diámetro (D1) de la superficie de guía (9) o de las superficies
de guía (9,10).
13. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que consiste en un conector cuyas dos
partes de borde final (8,9) están ajustadas para ser insertadas en
dos tuberías exteriores (3,11) dispuestas coaxialmente, y de esta
manera unirse a las mismas.
14. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la longitud axial (L3) de la
parte de borde final (8,9) de la mencionada conexión de tuberías
aumenta con una gama de diámetros aumentada de la conexión de
tuberías.
\newpage
15. Conexión de tuberías, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el cerramiento
circunferencial es un aro de sellado (5) que tiene forma de U en
sección transversal, con una parte laminar y dos labios de
sellado.
16. Junta de tubería incluida en un sistema de
conductos de ventilación que tiene conductos con sección transversal
circular, caracterizada porque comprende una conexión de
tuberías según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
17. Sistema de conductos de ventilación,
caracterizado porque comprende juntas de tubería según la
reivindicación 16.
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