WO2004099531A1 - Mejoras en sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados - Google Patents

Mejoras en sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados Download PDF

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Juan Ramón PEREIRO SANTOS
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    • F16L25/10—Sleeveless joints between two pipes, one being introduced into the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J13/00—Fittings for chimneys or flues 
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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    • F23J2213/20—Joints; Connections
    • F23J2213/202—Joints; Connections between duct or stack sections

Definitions

  • the present invention relates to a series of improvements introduced in the watertight coupling system for prefabricated chimneys and modular ducts constituting the object of the invention patent P200201060.
  • the object of the invention is to achieve, while maintaining the essentiality of said coupling system, optimum guarantees in the sealing thereof.
  • patent P200201060 a tight coupling system for chimneys and prefabricated modular ducts is described, based on the metal-metal fit without complementary joints of synthetic materials, in which at least one of the coupling ends has a conical trunk shape. and it is connected to the other coupling end by tongue and groove, contacting both overlapping surfaces through one or more tangency annular lines or small annular contact surfaces, all with an established axial pressure when coupling.
  • one of the driving sections is perfectly cylindrical, lacking any type of annular shoulder on the surface of the cylinder, while the other is trunk- conical, receiving the first one under pressure or penetrating into it, achieving the immobility in the axial direction of a conduction module with respect to another and the metal-metal sealing by elastic or permanent adaptation of the two coincident surfaces in the area of coupling.
  • the duct modules overlap each other through a wide essentially cylindrical sector, in which either one of the modules or both modules simultaneously, incorporate annular projections of pressure coupling on the other module, which can either be oriented inwards and / or outwards , depending on which module or modules to join are located.
  • Figure 1 shows a view in side elevation and in section to a quarter of the coupling of two tubular modules in accordance with the improvements of the invention, and more specifically in accordance with an example of practical embodiment in which a cylindrical module penetrates at the trunk-conical and divergent end of the other.
  • Figure 2 shows a representation similar to Figure 1, but corresponding to a practical embodiment of the opposite sign, that is, in which the trunk-conical end of one of the modules penetrates the cylindrical end of the other.
  • Figures 3 and 4.- They show similar representations to those of figure 1, in which the female element extends beyond its trunk-conical sector in a cylindrical sector that is related to the other module through one or more of annular projections, located in figure 3 in the outer module and in the figure
  • Figures 5 and 6. They show representations similar to those of Figures 3 and 4, but applied to a tongue and groove coupling solution like that of Figure 2.
  • Figure 7 shows a coupling solution equivalent to that of Figure 3, but in which one or more annular ribs are established, one on the outer or enveloping piece and another on the inner piece.
  • Figure 8 shows, finally, an embodiment similar to that of Figure 5 but in which, as in the case of the previous figure, one or more annular projections are also established, one on the envelope or outer module and another on the inner module.
  • the module (1) incorporates a trunk-conical and divergent end (3) that when receiving in its bosom the free edge (4) of the module (2), perfectly cylindrical or with a flange folded at its end, establishes a perfect metal fit- metal that ensures perfect tightness, while in the case of figure 2, with a similar simplicity, of the two tubes to be joined (5-7), the tube or module (5) is finished off in a trunk-conical and convergent section (6) that penetrates into the inside of the cylindrical module (7) establishing with the free edge (4) of the latter a perfect determining adjustment of the same degree of tightness as in the previous case.
  • the module (8) finished off in a trunk-conical and divergent section (3) extends beyond the latter in an essentially cylindrical sector (9) equipped with one or more annular embossments (10-10 '), with a half-round profile, which with their outward-facing concavity determine annular lines of contact on the external surface of the other module (11), perfectly cylindrical.
  • Figure 7 starts from a structure similar to Figure 3, in which a module (15), equivalent to the module (8) of said Figure 3, incorporates a trunk-conical and divergent section (3) beyond which a cylindrical sector (16) of considerable axial height is established, provided in its inner half with one or more perimeter grooves (10-10 '), while the inner module (17), which penetrates into The module (15) until reaching the trunk-conical section (3) of the latter, incorporates one or more annular projections (10-10 '), intended to contact the external surface of the terminal sector (16) of the module (15) , and beyond which a cylindrical sector (18) is established with which in turn contacts the pressure of the annular projections (10-10 ') of the outer or enclosure module (15).

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Partiendo de un ajuste metal-metal sin juntas complementarias de materiales sintéticos, en le que uno de los módulos a unir (8) se remata en un sector tronco-cónico (3), al que se acopla machihembradamente el extremo cilíndrico del otro módulo (11), las mejoras de la invención consisten en prolongar dicho sector tronco-cónico (3) en un amplio tramo cilíndrico (9), dotado de uno ó mas resaltes anulares (10-10’) que determinan dos líneas anulares de tangencia y acoplamiento a presión sobre el módulo (11), en zonas esencialmente cilíndricas que tienden a mantener, además de la estanqueidad, la estabilidad axial entre módulos.

Description

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D E S C R I P C I N
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una serie de mejoras introducidas en el sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados que constituye el objeto de la patente de invención P200201060.
El objeto de la invención es conseguir, manteniendo la esencialidad del citado sistema de acoplamiento, unas óptimas garantías en la estanqueidad del mismo.
ANTECEDENTESDELAINVENCIÓN
En la patente de invención P200201060 se describe un sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados, basado en el ajuste metal-metal sin juntas complementarias de materiales sintéticos, en el que al menos uno de los extremos de acoplamiento tiene forma tronco-cónica y se conecta al otro extremo de acoplamiento por machihembrado, contactando ambas superficies de solape a través de una o más líneas anulares de tangencia o pequeñas superficies anulares de contacto, todo ello con una presión axial establecida al efectuar el acoplamiento.
A partir de este sistema básico en la patente de invención P200201060 se establecen diferentes alternativas para llevar a cabo tal acoplamiento machihembrado, pero todas ellas presentan como denominador común el hecho de que la línea o las líneas anulares de tangencia se sitúan sobre imaginarios planos tronco-cónicos
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Las mejoras que la invención propone, manteniendo la esencialidad de la patente de invención P200201060 en lo que se refiere al ajuste metal-metal sin juntas complementarias de estanqueidad, por un lado establece una solución estructuralmente más simple y consecuentemente más económica para el acoplamiento tronco-cónico, y por otro asegura una mayor estabilidad mecánica de la unión, combinando el acoplamiento tronco-cónico con un acoplamiento cilindrico, este último con una notable presión radial que asegura la inmovilidad en sentido axial de un módulo de conducción con respecto a otro. El extremo de este acoplamiento cilindrico puede ser liso o incorporar una pestaña plegada, que carece de resaltes anulares en superficie cilindrica
De forma más concreta y en la realización de mayor simplicidad a que se ha hecho mención con anterioridad, uno de los tramos de conducción es perfectamente cilindrico, carente de cualquier tipo de resalte anular en la superficie del cilindro, mientras que el otro es tronco-cónico, recibiendo a presión al primero o penetrando en el seno del mismo, consiguiendo la inmovilidad en el sentido axial de un módulo de conducción con respecto a otro y el sellado metal-metal por adaptación elástica o permanente de las dos superficies coincidentes en la zona de acoplamiento.
En la versión mixta de las mejoras de la invención, además del acoplamiento cónico que acaba de exponerse, los módulos de conducto se solapan entre sí a través de un amplio sector esencialmente cilindrico, en el que o bien uno de los módulos o bien ambos módulos simultáneamente, incorporan resaltes anulares de acoplamiento a presión sobre el otro módulo, que pueden indistintamente quedar orientados hacia adentro y/o hacia fuera, en función de en qué módulo o módulos a unir se sitúen.
Se consigue de esta manera un perfecto ajuste entre módulos de conducción a través del extremo libre y cilindrico de uno de ellos y del tramo tronco- cónico y complementario del otro, acoplamiento de estanqueidad que se mantiene estable frente a posibles esfuerzos o tendencias al distanciamiento axial merced a los complementarios resaltes anulares establecidos en sectores cilindricos y coaxiales.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustra- tivo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en alzado lateral y en sección a un cuarto del acoplamiento de dos módulos tubulares de acuerdo con las mejoras de la invención, y más concretamente de acuerdo con un ejemplo de realización práctica en el que un módulo cilindrico penetra en el extremo tronco-cónico y divergente del otro.
La figura 2.- Muestra una representación similar a la figura 1, pero correspondiente a una realización práctica de signo contrario, es decir en la que el extremo tronco-cónico de uno de los módulos penetra en el extremo cilindrico del otro.
Las figuras 3 y 4.- Muestran representaciones similares a las de la figura 1, en las que el elemento hembra se prolonga más allá de su sector tronco- cónico en un sector cilindrico que se relaciona con el otro módulo a través uno o más de resaltes anulares, situados en la figura 3 en el módulo exterior y en la figura
4 en el módulo interior.
Las figuras 5 y 6.- Muestran representaciones similares a las de las figuras 3 y 4, pero aplicadas a una solución de acoplamiento machihembrado como la de la figura 2.
La figura 7.- Muestra una solución de acoplamiento equivalente a la de la figura 3, pero en la que se establecen uno ó más nervios anulares, uno sobre la pieza exterior o envolvente y otro sobre la pieza interior.
La figura 8.- Muestra, finalmente, una realización similar a la de la figura 5 pero en la que, como en el caso de la figura anterior, se establecen también uno ó más resaltes anulares, uno sobre el módulo envolvente o exterior y otro sobre el módulo interior.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Tal como anteriormente se ha dicho, en las figuras 1 y 2 se representa la solución de acoplamiento más simple, según la cual y concretamente en el caso de la figura 1, de los dos módulos (1) y (2) a acoplar, el módulo (1) incorpora un extremo tronco-cónico y divergente (3) que al recibir en su seno al borde libre (4) del módulo (2), perfectamente cilindrico o con una pestaña plegada en su extremo, establece un perfecto ajuste metal-metal que asegura una perfecta estanqueidad, mientras que en el caso de la figura 2, con una simplicidad similar, de los dos tubos a unir (5-7), el tubo o módulo (5) se remata en un tramo tronco-cónico y convergente (6) que penetra en el interior del módulo cilindrico (7) estableciendo con el borde libre (4) de este último un perfecto ajuste determinante del mismo grado de estanqueidad que en el caso anterior.
Manteniendo este tipo de acoplamiento y de acuerdo con la representación de la figura 3, se ha previsto que el módulo (8) rematado en un tramo tronco-cónico y divergente (3), se prolongue más allá de este último en un sector esencialmente cilindrico (9) dotado de una ó más embuticiones anulares (10-10'), de perfil en media caña, que con su concavidad orientada hacia fuera determinan sendas líneas anulares de contacto sobre la superficie externa del otro módulo (11), perfectamente cilindrico.
Existe no obstante la posibilidad, mostrada en la figura 4, de que con una estructuración similar a la del caso anterior las embuticiones (10-10') determinantes de las líneas anulares de tangencia se sitúen sobre el tubo interior (11), en este caso con su concavidad orientada hacia adentro, careciendo la prolongación cilindrica (9) del módulo (8) de cualquier tipo de deformación.
Estas mismas líneas complementarias de tangencia situadas sobre sectores cilindricos y coaxiales son aplicables a la solución de la figura 2, tal como muestran las figuras 5 y 6, es decir al caso en el que uno de los módulos de conducción (12) incorpora un sector tronco-cónico y convergente (6) que penetra en el interior del otro módulo de conducción (13), de manera que en este caso el sector tronco-cónico y convergente (6) se prolonga igualmente en un tramo terminal y cilindrico (14), coaxial con el tubo (13), que contacta con este último a través de una ó más embuticiones (10-10'), que pueden estar situadas sobre el módulo (13) como en el caso de la figura 5 o sobre el módulo (12) como en el caso de la figura 6, en el primer caso con su concavidad orientada hacia fuera y en el segundo con su concavidad orientada hacia dentro, como se observa en las citadas figuras.
Si se pretende una mayor eficacia tanto en el amarre coaxial como en la estanqueidad del acoplamiento puede recurrirse a una solución como las mostradas en las figuras 7 y 8.
De forma más concreta en la solución de la figura 7 se parte de una estructura similar a la figura 3, en la que un módulo (15), equivalente al módulo (8) de dicha figura 3, incorpora un tramo tronco-cónico y divergente (3) más allá del que se establece un sector cilindrico (16) de considerable cota axial, provisto en su mitad interior de una ó más acanaladuras perimetrales (10-10'), mientras que el módulo interior (17), que penetra en el módulo (15) hasta alcanzar el tramo tronco- cónico (3) de este último, incorpora uno ó más resaltes anulares (10-10'), destinados a contactar con la superficie externa del sector terminal (16) del módulo (15), y más allá de las cuales se establece un sector cilindrico (18) con el que a su vez contacta la presión de los resaltes anulares (10-10') del módulo exterior o envolvente (15).
Este mismo acoplamiento machihembrado (12) puede obtenerse con la solución mostrada en la figura 8, en la que se parte de un acoplamiento similar al de la figura 5, pero en el que el módulo esencialmente cilindrico (19) se prolonga más allá de sus resaltes anulares e interiores (10-10') en otro tramo también cilindrico (20) del mismo diámetro, que es el que incide por su extremidad libre sobre el tramo tronco-cónico y convergente (6) del módulo complementario (21), el cual incorpora más allá de dicho sector tronco-cónico y convergente (6) uno ó más resaltes anulares (10-10') que contactan a presión sobre el tramo cilindrico (20) del tubo o módulo envolvente, y más allá de dichos resaltes anulares (10-10') un tramo cilindrico (22), de menor diámetro que el diámetro general del tubo (21) y destinado a contactar a presión con los resaltes anulares (10-10') del tubo o módulo envolvente (19).

Claims

E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Mejoras en la patente de invención P200201060 por "Sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados", en el que al menos uno de los extremos de acoplamiento tiene forma tronco-cónica y se conecta por machihembrado al extremo complementario, caracterizado porque el extremo de acoplamiento que tiene forma tronco-cónica se prolonga, más allá de dicho sector tronco-cónico (3-6), en un sector cilindrico coaxial con el otro extremo de acoplamiento, de diferente diámetro, estableciéndose a este nivel al menos un resalte anular (10-10') que establece al menos una línea anular de tangencia y acoplamiento a presión entre ambos módulos.
2a.- Mejoras en la patente de invención P200201060 por "Sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados", caracterizadas porque cuando uno de los extremos (3) de acoplamiento tiene una configuración tronco-cónica y divergente, recibe en su interior y coaxialmente a la extremidad correspondiente del otro módulo (11), estableciéndose indistintamente los resaltes anulares (10-10') en el tramo cilindrico (9) del módulo envolvente (8) o en el módulo cilindrico e interior (11), en el primer caso con dichos resaltes anulares (10-10') proyectados hacia adentro y en el segundo caso proyectados hacia fuera.
3a.- Mejoras en la patente de invención P200201060 por "Sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados", según reivindicación Ia, caracterizadas porque cuando uno de los extremos de acoplamiento (6) tiene una configuración tronco-cónica y convergente, de manera que penetra en el seno del otro módulo (13), dicho sector tronco-cónico y convergente (6) se prolonga en un sector cilindrico (14), de menor diámetro que el módulo (12) del que proviene y consecuentemente de menor diámetro que el módulo envolvente (13), con respecto al que resulta coaxial, estableciéndose los resaltes anulares (10-10') indistintamente en el módulo envolvente (13) o en la prolongación cilindrica (14) del módulo interior (12), estando en el primer caso los citados resaltes proyectados hacia adentro y en el segundo caso proyectados hacia fuera.
4a.- Mejoras en la patente de invención P200201060 por "Sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados", según reivindicación 2a, caracterizadas porque el módulo envolvente (15), más allá de su sector tronco-cónico y divergente (3) y de sus resaltes anulares (10-10') de conexión con el módulo interior (17) se prolonga en un sector cilindrico (16) a cuya cara interna se adaptan otros resaltes anulares (10-10'), complementarios de los anteriores, y en este caso emergentes del módulo interior (17) y desfasados axialmente con respecto a los anteriores.
5a.- Mejoras en la patente de invención P200201060 por "Sistema de acoplamiento estanco para chimeneas y conductos modulares prefabricados", según reivindicación 3a, caracterizadas porque el módulo envolvente (19) incorpora, sensiblemente distanciado de su extremidad libre, al menos un resalte anular (10- 10'), más allá del cual se establece un sector cilindrico (20), mientras que el módulo interior (21), tras su tramo tronco-cónico y convergente (6), incorpora al menos un resalte anular (10-10') que actúa sobre el sector cilindrico (20) del módulo exterior (19), y más allá un sector cilindrico y terminal (22), sobre el que a su vez actúan los resaltes anulares (10-10') del módulo envolvente (19).
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