ES2300723T3 - Tuerca de empalme de piezas tubulares. - Google Patents
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Abstract
Tuerca de empalme (1) destinada a empalmar dos piezas tubulares (2, 3), presentando la primera pieza tubular (3) en su extremo un fileteado externo (32), y presentando la segunda (2) en su extremo un collarín (22) radialmente externo, siendo la citada tuerca de empalme (1) del tipo que comprende un cuerpo cilíndrico (5) de metal que presenta un taladro pasante (51), estando constituido el citado taladro (51) por dos partes (6, 7) de diámetros diferentes, siendo la primera parte (6) del citado taladro de diámetro superior al de la segunda parte (7) y presentando un roscado interior (62) destinado a cooperar con el citado fileteado exterior (32), constituyendo la segunda parte (7) del citado taladro (51) un tope (71) destinado a cooperar con el citado collarín (22), estando el citado cuerpo cilíndrico (5) recubierto a nivel de su superficie periférica externa (53) por un manguito de agarre (4) solidarizado a la citada superficie periférica externa (53), presentando la superficie periférica externa (43) del manguito de agarre (4) ranuras (41) longitudinales cóncavas repartidas regularmente y espaciadas angularmente, caracterizada porque el citado manguito de agarre es de material polimérico, presentando las citadas ranuras longitudinales una sección transversal de forma redondeada.
Description
Tuerca de empalme de piezas tubulares.
La presente invención se refiere a una tuerca de
empalme destinada a empalmar dos piezas tubulares. Estas piezas
tubulares pueden servir para empalmar conductos flexibles (tubos a
base de caucho o de material termoplástico) en instalaciones fijas
o móviles.
Se conocen especialmente las tuercas 11
representadas en la figura 1 que permiten empalmar una primera pieza
tubular 3 a una segunda pieza 2.
Este tipo de tuerca de empalme 11 está
constituido por un cuerpo 5 sensiblemente cilíndrico que comprende,
al menos, un roscado interior 62 destinado a cooperar con un
fileteado externo 32 de la primera pieza 3 y un tope 71 destinado a
cooperar con un collarín 22 de la segunda pieza tubular 2.
La tuerca de empalme 11 y las piezas tubulares 2
y 3 están constituidas, por ejemplo, de acero inoxidable.
Este tipo de tuerca asegura un empalme estanco,
pero el apriete manual de este tipo de tuerca, que facilita la
realización de los empalmes, es difícil o incluso imposible.
También, siendo demasiado pequeño el rozamiento
de la mano con el metal de la tuerca, la mano desliza cuando ésta
debe aplicar un par apto para efectuar un apriete intenso de la
tuerca, siendo el apriete intenso indispensable para la
estanqueidad del empalme entre los tubos. El apriete es, por tanto,
demasiado difícil de modo manual a partir de una cierta fuerza que
deba aplicarse.
Además, si la mano intenta aplicar un par apto
para apretar de modo satisfactorio la tuerca de empalme, ésta
aumenta los rozamientos necesarios para el apriete ciñéndose
alrededor de la tuerca, con lo que se corre el riesgo de que la
mano se lesione. Por consiguiente, el apriete debe realizarse con
una herramienta adaptada, como, por ejemplo, una llave de apriete
que permita aplicar a la tuerca pares mayores que la mano.
Sin embargo, con la utilización de una llave de
este tipo, los pares de apriete son demasiado grandes, lo que
tiene como consecuencia el gripado de las partes en contacto, es
decir, el roscado interior 62 y el fileteado interior 32, que
impide cualquier desmontaje posterior del empalme de tubos.
Una solución podría consistir en hacer que los
técnicos que instalen los empalmes de tubos utilicen guantes
constituidos de un material cuyo rozamiento con el metal sea
importante. Sin embargo, la utilización de estos guantes sería
incómoda para los técnicos y haría más incierta la manipulación de
las tuercas.
Finalmente, la utilización de estas tuercas de
acero inoxidable es perjudicial durante el desplazamiento de los
tubos.
En efecto, las tuercas forman resaltos con
respecto a la superficie general de los tubos, porque éstas
presentan un diámetro superior al de los tubos. Éstas, por tanto,
constituyen partes del tubo que rozan contra el suelo. Además,
estando constituidas las tuercas de un material más duro que el
resto del tubo y que el revestimiento del suelo, su rozamiento
contra el suelo puede dañar el revestimiento del suelo, que,
especialmente en la industria agroalimentaria, es frágil y cuya
integridad debe respetarse para satisfacer las condiciones de
higiene impuestas en este tipo de industria. Existe un riesgo de
dañado del suelo consecutivo a un choque en el momento de la caída
del tubo flexible durante el montaje o durante la manipulación de
los tubos flexibles.
La utilización de este tipo de tuerca es,
igualmente, perjudicial para su propia integridad. En efecto, siendo
el acero inoxidable un metal relativamente maleable, un choque con
la superficie de la tuerca provocado por una manipulación busca de
los tubos, puede deformar la tuerca no solamente en superficie, sino
también en su estructura interna, impidiendo cualquier apriete
eficaz posterior de la tuerca.
Una solución es, por tanto, fabricar tuercas de
un material menos duro que el metal para poner remedio a todos los
inconvenientes citados anteriormente, pero, sin embargo, este tipo
de tuercas presenta el inconveniente de ser demasiado blando. En
efecto, durante la sucesión de aprietes y aflojamientos, el roscado
interior de la tuerca, efectuado en un material más blando, se
deforma y se desgasta, creando, así, un defecto de estanqueidad a
nivel de la tuerca incluso cuando se aplique un par de fuerzas
importante.
El documento DE 928 078 C describe una tuerca de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención tiene por objeto proponer un nuevo
tipo de tuerca que evite los inconvenientes antes citados y que
permita su apriete manual.
A tal efecto, la invención tiene por objeto una
tuerca de empalme destinada a empalmar dos piezas tubulares,
presentando la primera pieza tubular en su extremo un fileteado
externo, y presentando la segunda en su extremo un collarín
radialmente externo, siendo la citada tuerca de empalme del tipo que
comprende un cuerpo cilíndrico de metal que presenta un taladro
pasante, estando constituido el citado taladro por dos partes de
diámetros diferentes, siendo la primera parte del citado taladro de
diámetro superior al de la segunda parte y presentando un roscado
interior destinado a cooperar con el citado fileteado externo,
constituyendo la segunda parte del citado taladro un tope destinado
a cooperar con el citado collarín, caracterizada porque el citado
cuerpo cilíndrico está recubierto a nivel de su superficie
periférica externa por un manguito de agarre, de material
polimérico, solidarizado a la citada superficie periférica
externa.
De manera preferente, la superficie periférica
externa del cuerpo cilíndrico, comprende, al menos, una muesca
longitudinal, dentro de la cual se extiende el manguito de agarre
para solidarizar mecánicamente el citado cuerpo cilíndrico con el
citado manguito de agarre.
Ventajosamente, la superficie periférica externa
del manguito de agarre presenta ranuras longitudinales cóncavas
repartidas regularmente y espaciadas angularmente.
De acuerdo con un modo de realización preferido,
las caras terminales del cuerpo cilíndrico están empalmadas a la
superficie periférica externa a través de una parte troncocónica y
el manguito se extiende de una parte troncocónica a la otra.
Preferentemente, el manguito de agarre está
adherido al cuerpo cilíndrico.
De acuerdo con una variante de realización de la
invención, el material polimérico que constituye el manguito de
agarre es un elastómero vulcanizable.
De acuerdo con otra variante de realización de
la invención, el material polimérico que constituye el manguito de
agarre es un elastómero termoplástico.
De acuerdo con una última variante de
realización de la invención, el material polimérico que constituye
el manguito de agarre es un plástico flexible.
La invención se comprenderá mejor, y otros
objetos, detalles, características y ventajas de ésta se pondrán de
manifiesto de modo más claro, en el transcurso de la descripción
explicativa detallada que sigue de varios modos de realización de
la invención, dados a título de ejemplos puramente ilustrativos y no
limitativos, refiriéndose a los dibujos esquemáticos anejos.
En estos dibujos:
- la figura 1 es una vista longitudinal en
semicorte del conjunto formado por dos adaptadores de empalme
empalmados por una tuerca de empalme de acuerdo con la técnica
anterior;
- la figura 2 es una vista frontal de una tuerca
de acuerdo con la invención;
- la figura 3 es un corte según la línea
quebrada III-III de la figura 4, y
- la figura 4 es un corte según la línea
IV-IV de la figura 3.
La figura 1 ilustra el estado de la técnica
antes citado.
La tuerca 11, constituida por un cuerpo
sensiblemente cilíndrico 5, presenta un taladro pasante 51
constituido por dos partes 6 y 7.
La primera parte 6, de diámetro superior al de
la segunda 7, comprende el roscado interior 62.
La segunda parte 7 comprende el tope anular
71.
La tuerca 11, permite empalmar dos extremos
tubulares 2 y 3, que, en este caso, son dos adaptadores de empalme
20 y 30 de tipo DIN. Las partes 2 y 3 pueden ser del tipo de soldar
o de atornillar.
Los adaptadores de empalme 20 y 30 difieren por
sus extremos 22 y 32.
El primer adaptador de empalme 30 presenta en un
lado un extremo dentado 31 y en el otro el fileteado externo 32 y
una garganta anular interna 33 para acoger una junta de
estanqueidad.
El segundo adaptador de empalme 20 presenta,
igualmente, un extremo dentado 21, pero su segundo extremo está
provisto del collarín 22 que se extiende radialmente hacia el
exterior.
Entre la cara interna 58 del cuerpo 5, el
collarín 22 y el fileteado externo 32, está definido un espacio
64.
\newpage
Por su primer extremo dentado 21 y 31, los
adaptadores de empalme 20 y 30 son introducidos con fuerza en los
extremos de los tubos que deben empalmarse, permitiendo, así, los
dientes el mantenimiento de este ensamblaje.
Los segundos extremos, a su vez, son puestos uno
a continuación de otro, después de haber colocado una junta de
estanqueidad en la garganta anular 33, y son ensamblados por la
tuerca 11. Esta última es colocada a tope (por el tope 71) contra
el collarín 22 del segundo adaptador de empalme 20, y se atornilla
la tuerca 11 alrededor del fileteado externo 32 del primer
adaptador 30. El atornillamiento y el apriete de la tuerca 11
permiten, no solamente establecer el empalme, sino, también, su
estanqueidad.
Sin embargo, este tipo de tuerca 11 está
constituido, por ejemplo, de acero inoxidable y presenta una
superficie periférica externa 53 lisa y acanaladuras 59 para el
apriete con la ayuda de una herramienta. Por las razones enunciadas
anteriormente, es difícil efectuar un apriete manual satisfactorio y
seguro de ésta.
Refiriéndose a la figura 2, se ve que la tuerca
de empalme 1 de acuerdo con la invención está constituida por dos
partes: un cuerpo cilíndrico 5 recubierto por un manguito de agarre
4.
El cuerpo cilíndrico 5 presenta, igualmente, un
taladro pasante 51 en dos partes 6 y 7.
La primera parte 6, de diámetro superior al de
la segunda parte 7, presenta, también, un roscado interior 62,
pero, en la figura 3, el citado roscado interior 62 desemboca en la
cara terminal 52 del cuerpo cilíndrico 5 en una sección
troncocónica 61 no roscada, aumentando de diámetro.
La segunda parte 7, presenta, como en la técnica
anterior, el diámetro más pequeño para constituir el tope 71.
El cuerpo cilíndrico 5 está constituido de metal
que, preferentemente, puede ser acero inoxidable.
El manguito de agarre 4 es de forma
sensiblemente cilíndrica y está dispuesto a nivel de la superficie
periférica externa 53 del cuerpo 5.
El manguito 4 presenta en su superficie
periférica externa 43, seis ranuras 41 longitudinales cóncavas,
espaciadas regularmente entre ellas según un ángulo de 60º.
El manguito 4 está constituido de material
polimérico de elastómero vulcanizable, de elastómero termoplástico
o de plástico flexible.
El elastómero vulcanizable puede se elegido
entre uno cualquiera de los compuestos de la lista no limitativa
siguiente: el monómero de etileno propileno dieno (EPDM), el caucho
natural (NR), el caucho de estireno butadieno (SBR), el caucho de
policloropreno (CR) y el copolímero de etileno/acetato de vinilo
(EVA).
Un elastómero termoplástico (TPE) puede ser, por
ejemplo, un uretano termoplástico (TPU), un vulcanizado
termoplástico (TPV), un poli(estireno butadieno estireno)
(SBS), un poli(estireno etileno butadieno estireno)
(SEBS).
Entre los plásticos flexibles, pueden
utilizarse, por ejemplo, el cloruro de polivinilo plastificado
(PVC), la poliamida y el polietileno (PE).
De manera idéntica a la tuerca 11 perteneciente
a la técnica anterior, el cuerpo cilíndrico 5 de la tuerca 1 está
destinado a recibir en su segunda parte 7, el citado collarín 22 de
la segunda pieza 2 (no representada) que puede ser un extremo de
tubo o un adaptador de empalme 20, colocándose el citado collarín 22
haciendo tope contra el tope 71. Después, se atornilla la tuerca 1
por su roscado interior 62 alrededor del fileteado externo 32 del
extremo de la primera pieza tubular 3 (no representada),
solidarizando mecánicamente el conjunto constituido por la tuerca 1
y las piezas tubulares 2 y 3. Se realiza, así, el empalme
estanco.
Además, el material polimérico que constituye el
manguito de agarre 4, permite una mejor cogida de la tuerca 1 con la
mano.
En efecto, siendo mayor la adherencia de la mano
a la tuerca 1, es posible entonces un apriete manual de la tuerca 1
sin que la mano se lesione.
Además, las ranuras cóncavas 41 del manguito 4
constituyen cogidas para la mano durante el apriete manual,
permitiendo, así, un apriete más intenso de la tuerca 1 y, por
tanto, una mejor estanqueidad del empalme.
No obstante, el manguito 4 puede ser liso o
comprender ranuras 41 cuyos número, forma y disposición pueden ser
diferentes.
Además, el manguito 4 permite aumentar el
diámetro en el que se aplica el esfuerzo, lo que aumenta el par de
apriete que garantiza una mejor estanqueidad.
Finalmente, el manguito 4 está constituido,
preferentemente, de un material de color.
Preferentemente, el manguito 4 está
termomoldeado alrededor del cuerpo cilíndrico 5.
Refiriéndose a la figura 3, se ve que la primera
parte 6 del cuerpo cilíndrico 5 presenta, no solamente la sección
troncocónica 61 y el roscado interior 62 citados anteriormente,
sino, también, una garganta interna anular 63 a nivel de la
superficie interna 58 del cuerpo 5.
Las caras terminales 52 del cuerpo cilíndrico 5
están empalmadas a la superficie periférica externa 53 a través de
una parte troncocónica 55.
El manguito 4, se extiende de una cara terminal
52 a la otra, ciñendo la parte central del cuerpo 5 definida por la
superficie periférica externa 53 y las partes troncocónicas 55 antes
citadas. Esta parte 57 así anclada en el manguito 4, solidariza el
manguito 4 al cuerpo 5 e impide cualquier desplazamiento
longitudinal del manguito 4 con respecto al cuerpo 5 durante la
manipulación de la tuerca 1.
Además, el grosor del manguito 4 entre las caras
terminales 42 es superior al del cuerpo entre las caras terminales
52, lo que refuerza la solidez del citado manguito 4 y la
solidarización del conjunto formado por el manguito 4 y el cuerpo
5.
Refiriéndose a la figura 4, en el cuerpo
cilíndrico 5 se ve que están formadas longitudinalmente muescas 54
que están dispuestas de modo diametralmente opuestas dos a dos y en
ángulo recto entre ellas.
El manguito de agarre 4 se extiende dentro de
las muescas 54, lo que solidariza mecánicamente el citado cuerpo
cilíndrico 5 con el citado manguito de agarre 4 durante el
movimiento de rotación de la tuerca 1 impuesto por el
atornillamiento. Esto permite, así, un apriete intenso de la tuerca
1 indispensable para una estanqueidad satisfactoria del
empalme.
Sin embargo, el cuerpo cilíndrico 5 puede no
presentar ninguna muesca 54 o presentar muescas cuyos número, forma
y disposición pueden ser diferentes.
Además, de acuerdo con la figura 3, se ve que
las muescas 54 están formadas en toda la altura de la parte 57,
porque a nivel de las muescas 54, las caras terminales 52 se unen
por una superficie plana 56 que representa el fondo de la muesca
54.
Naturalmente, las muescas pueden presentar una
altura inferior a la altura de la parte 57.
El manguito 4 puede, igualmente, estar adherido
al cuerpo cilíndrico 5.
En un ejemplo de realización, el diámetro del
cuerpo cilíndrico 5 es de 60 mm entre dos puntos que pertenecen al
fondo de las muescas 54 y diametralmente opuestos, y el grosor del
cuerpo 5 es de 25 mm.
De acuerdo con este mismo ejemplo de
realización, el diámetro del cuerpo cilíndrico 5 es de 40 mm entre
dos puntos que pertenecen a la superficie interna 58 a nivel del
tope 71.
De acuerdo con este ejemplo de realización, el
diámetro del manguito de agarre 4 es de 90 mm entre dos puntos
diametralmente opuestos a nivel de la superficie periférica externa
43 fuera de las ranuras 41 y el grosor del manguito 4 es de 29 mm
entre las caras terminales 42 opuestas.
Sin embargo, este tipo de tuerca 1 puede ser
realizado con un cuerpo 5 o un manguito 4 que presenten un diámetro
diferente.
Éste puede ser realizado, igualmente, con un
cuerpo 5 que permita alojar diferentes diámetros de tubos o de
adaptadores de empalmes 20 y 30, pudiendo ser los citados
adaptadores 20 y 30, por ejemplo, del tipo de los utilizados en la
industria agroalimentaria y farmacéutica y, especialmente, los del
tipo MACON, SMS, DIN o RIT.
Finalmente, se han realizado pruebas, cuyos
resultados no se presentan, para comprobar la eficacia del apriete
manual con una tuerca de acuerdo con la invención.
La prueba se efectuó en un tubo flexible de un
diámetro de 50 mm del tipo de los utilizados en la industria
agroalimentaria.
La tuerca, del tipo de la invención, acoge
adaptadores de empalme del tipo MACON.
La prueba consiste en medir la estanqueidad de
la tuerca apretada manualmente durante el paso de fluidos
encaminados por los tubos con una presión hidrostática
creciente.
Los resultados han demostrado que la
estanqueidad es perfecta hasta 30 bares. Ésta, desgraciadamente, no
ha podido medirse a presiones superiores, porque el tubo no resiste
presiones superiores a 30 bares, y cede. La estanqueidad de la
tuerca apretada manualmente es, por tanto, perfecta en condiciones
normales de utilización de los tubos del tipo de los utilizados en
la industria agroalimentaria.
Aunque la invención se ha descrito en relación
con varios modos de realización particulares, es evidente que ésta
no está limitada en modo alguno, y que comprende todos los
equivalentes técnicos de los medios descritos, así como su
combinación, si estos entran en el marco de la invención.
Claims (7)
1. Tuerca de empalme (1) destinada a empalmar
dos piezas tubulares (2, 3), presentando la primera pieza tubular
(3) en su extremo un fileteado externo (32), y presentando la
segunda (2) en su extremo un collarín (22) radialmente externo,
siendo la citada tuerca de empalme (1) del tipo que comprende un
cuerpo cilíndrico (5) de metal que presenta un taladro pasante
(51), estando constituido el citado taladro (51) por dos partes (6,
7) de diámetros diferentes, siendo la primera parte (6) del citado
taladro de diámetro superior al de la segunda parte (7) y
presentando un roscado interior (62) destinado a cooperar con el
citado fileteado exterior (32), constituyendo la segunda parte (7)
del citado taladro (51) un tope (71) destinado a cooperar con el
citado collarín (22), estando el citado cuerpo cilíndrico (5)
recubierto a nivel de su superficie periférica externa (53) por un
manguito de agarre (4) solidarizado a la citada superficie
periférica externa (53), presentando la superficie periférica
externa (43) del manguito de agarre (4) ranuras (41) longitudinales
cóncavas repartidas regularmente y espaciadas angularmente,
caracterizada porque el citado manguito de agarre es de
material polimérico, presentando las citadas ranuras longitudinales
una sección transversal de forma redondeada.
2. Tuerca de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizada porque la superficie periférica externa (53)
del cuerpo cilíndrico (5) comprende, al menos, una muesca (54)
longitudinal dentro de la cual se extiende el manguito de agarre
(4) para solidarizar mecánicamente el citado cuerpo cilíndrico (5)
con el citado manguito de agarre (4).
3. Tuerca de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque las caras
terminales (52) del cuerpo cilíndrico (5) están empalmadas a la
superficie periférica externa (53) a través de una parte
troncocónica (55), y el manguito (4) se extiende de una parte
troncocónica (55) a la otra.
4. Tuerca de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el manguito de
agarre (4) está adherido al cuerpo cilíndrico (5).
5. Tuerca de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el material
polimérico que constituye el manguito de agarre (4) es un
elastómero vulcanizable.
6. Tuerca de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el material
polimérico que constituye el manguito de agarre (4) es un
elastómero termoplástico.
7. Tuerca de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el material
polimérico que constituye el manguito de agarre (4) es un plástico
flexible.
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