ES2310381T3 - Acoplamiento de tubos para elementos tubulares. - Google Patents
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Abstract
Acoplamiento de tubos para elementos tubulares con - un manguito (2) con una zona de conexión (20) para un primer elemento de tubo, - con un conector (3) que se puede insertar axialmente en el manguito (3) con una zona de conexión (30) para un segundo elemento de tubo, - con una zona de conexión para una conexión fija contra giro con al menos una nervadura axial dispuesta en el manguito (2) y/o en el conector (3) y al menos con una ranura axial correspondiente dispuesta en el conector (3) o bien en el manguito (2), - con una zona de seguridad para el aseguramiento de la posición axial con una primera ranura anular (28) configurada en el manguito y con una segunda ranura anular (38) correspondiente, que está configurada en el conector (3), en el que al menos un elemento de bloqueo (60) para el establecimiento de una conexión de unión positiva entre el manguito (2) y el conector (3) se puede insertar sobre al menos un orificio de inserción (8) en el manguito (2) en las dos ranuras anulares (28, 38), caracterizado por una pluralidad de taladros radiales (9) distanciados de una manera uniforme unos de los otros en la ranura anular (38) del conector (3) para el alojamiento de un bulón de seguridad (61) para el aseguramiento de la posición del elemento de bloqueo (60).
Description
Acoplamiento de tubos para elementos
tubulares.
La invención se refiere a un acoplamiento de
tubos para elementos tubulares, como se conoce a partir del
documente US-A-2 075 483.
Se conoce emplear elementos tubulares al mismo
tiempo para la transmisión de fuerzas, especialmente, pares de
torsión, y para la conducción de fluidos. Un modo de proceder de
este tipo puede ser ventajoso, por ejemplo, en instalaciones de
mezcla, en las que un árbol hueco sirve, por una parte, para la
introducción de fluidos en un espacio de reacción y lleva, por otra
parte, elementos para agitar el espacio de reacción.
Para la conexión de varios tubos de este tipo se
conocen acoplamientos roscados, en los que se pueden prever, dado
el caso, bulones radiales para el aseguramiento de los acoplamientos
roscados.
En el caso de utilización de fluidos agresivos
y/o en el caso de condiciones de reacción agresivas puede sufrir,
sin embargo, la fiabilidad de tales uniones roscadas, especialmente
cuando la corrosión y/o las deposiciones conducen a una
modificación geométrica de la rosca de tornillo. Esto puede tener
como consecuencia que el acoplamiento de tubos solamente se pueda
aflojar con mucho gasto y los elementos tubulares solamente se
puedan sustituir con condiciones.
El cometido de la invención es indicar un
acoplamiento de tubos que transmite fuerza desprendible, con una
fiabilidad especialmente alta.
El cometido se soluciona de acuerdo con la
invención a través de un acoplamiento de tubos con las
características de la reivindicación 1. Los ejemplos de realización
preferidos se indican en las reivindicaciones dependientes.
La invención se basa en un acoplamiento de tubos
para elementos tubulares con un manguito con una zona de conexión
para un primer elemento de tubo, con un conector que se puede
insertar axialmente en el manguito con una zona de conexión para un
segundo elemento de tubo, con una zona de conexión para una conexión
fija contra giro con al menos una nervadura axial dispuesta en el
manguito y/o en el conector y al menos con una ranura axial
correspondiente dispuesta en el conector o bien en el manguito, con
una zona de seguridad para el aseguramiento de la posición axial
con una primera ranura anular configurada en el manguito y con una
segunda ranura anular correspondiente, que está configurada en el
conector, en el que al menos un elemento de bloqueo para el
establecimiento de una conexión de unión positiva entre el manguito
y el conector se puede insertar sobre al menos un orificio de
inserción en el manguito en las dos ranuras anulares y con una
pluralidad de taladros radiales distanciados de una manera uniforme
unos de los otros en la ranura anular del conector para el
alojamiento de un bulón de seguridad para el aseguramiento de la
posición del elemento de bloqueo.
Una primera idea básica de la invención se puede
ver en una separación de los medios para la transmisión del par de
torsión y de los medios para el aseguramiento de la posición axial y
para la transmisión de fuerzas de tracción axiales. Para la
transmisión de fuerzas de tracción axiales está previsto en una
primera zona axial del manguito y el conector, la zona de conexión,
un dentado de árbol en cuña con al menos una ranura que se extiende
axialmente. Para impedir un movimiento axial del conector en el
manguito y, por lo tanto, un desacoplamiento de la zona de unión,
está prevista, además, de acuerdo con la invención una zona de
seguridad para el aseguramiento de la posición axial. En esta zona
de seguridad están previstas en el manguito y en el conector unas
ranuras anulares, que se oponen entre sí cuando el conector está
insertado. Para el establecimiento de la seguridad axial se puede
insertar en las dos ranuras anulares un elemento de bloqueo, con lo
que se establece una unión positiva entre el manguito y el
conector.
Para la inserción del elemento de bloqueo en las
ranuras anulares, de acuerdo con otra idea básica de la invención,
en el manguito está previsto al menos un orificio de inserción. Este
orificio de inserción está previsto, de acuerdo con la invención,
en el lado exterior del manguito, especialmente en una zona
envolvente del manguito, de manera que es posible una inserción y
extracción sencillas para la conexión y aflojamiento del
acoplamiento de tubos desde el exterior.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, en
la ranura anular del conector están previstos taladros radiales
para el alojamiento de un bulón de seguridad para el elemento de
bloqueo. A través de la inserción de un bulón en los taladros
radiales se puede limitar un movimiento del elemento de bloqueo en
dirección circunferencial de la ranura anular y en particular se
puede impedir que el elemento de bloqueo se salga de una manera no
deseada fuera del orificio de inserción y/o llegue a una zona de las
ranuras anulares, en la que no es ya accesible a través del
orificio de inserción. En este caso, de acuerdo con la invención,
están previstos una pluralidad de taladros radiales distanciados de
una manera uniforme unos de los otros, lo que posibilita un
aseguramiento especialmente fiable del elemento de bloqueo. La
disposición de varios taladros radiales distanciados de una manera
uniforme unos de los otros es especialmente ventajosa cuando la zona
de unión permite un acoplamiento en varias posiciones angulares
diferentes, distanciadas de una manera uniforme unas de las
otras.
A través de la separación axial de la zona de
unión y de la zona de seguridad se reducen la tendencia a las
modificaciones geométricas, por ejemplo a través de corrosión o
deposiciones. Además, la separación espacial permite también una
obturación especialmente fiable del interior del tubo frente al
exterior del tubo.
Con respecto a la fiabilidad y al gasto de
fabricación, es especialmente ventajoso que la zona de unión para
la unión fija contra giro en el manguito esté dispuesta entre la
zona de seguridad para el aseguramiento axial y la zona de conexión
para el elemento tubular. De acuerdo con ello, la zona de unión en
el conector correspondiente está axialmente más cerca de la punta
del conector que la zona de seguridad para el aseguramiento de la
posición axial. Tal disposición permite con un gasto reducido una
obturación especialmente fiable, especialmente entre el interior
del acoplamiento y la zona de seguridad para el aseguramiento de la
posición axial, que está en conexión con el entorno a través del
orificio de inserción.
La fiabilidad del acoplamiento de tubos de
acuerdo con la invención se puede elevar adicionalmente porque al
menos una junta de obturación anular está dispuesta axialmente entre
la zona de seguridad y la zona de unión. De una manera alternativa
o adicional, puede estar previsto que al menos una junta de
obturación anular esté dispuesta sobre el lado de la zona de unión
que está alejado axialmente de la zona de seguridad. De una manera
preferida, la junta de obturación anular dispuesta entre la zona de
seguridad y la zona de unión tiene un diámetro mayor que la junta
de obturación anular, que está dispuesta sobre el lado de la zona de
unión que está alejada de la zona de seguridad.
Se puede conseguir un aseguramiento de la
posición axial especialmente sencillo y al mismo tiempo fiable
porque el elemento de bloqueo está configurado como cuña doblada,
aproximadamente en forma de paralelepípedo. Tal cuña se puede
insertar y extraer de nuevo de una manera especialmente sencilla a
través del orificio de inserción en las ranuras anulares. Con
preferencia, para el aseguramiento axial se utiliza al menos una
pareja de elementos de bloqueo, estando insertados los dos
elementos de bloqueo de la pareja de elementos de bloqueo sobre
lados opuestos del orificio de inserción en las ranuras anulares. De
una manera más adecuada, el bulón de seguridad está dispuesto en el
centro entre los dos elementos de bloqueo, de manera que éste puede
asegurar al mismo tiempo los dos elementos de bloqueo de una pareja
de elementos de bloqueo.
Además, de acuerdo con la invención, es
ventajoso que el elemento de bloqueo presente un tope que se
proyecta radialmente hacia fuera. En particular, el tope puede estar
configurado de tal forma que se apoya, cuando el elemento de
bloqueo está insertado, en la pared del orificio de inserción. De
esta manera se impide que el elemento de bloqueo resbale durante la
inserción excesivamente en las ranuras anulares y solamente sea
accesible ya con condiciones a través del orificio de inserción.
Además, es especialmente ventajoso que el
elemento de bloqueo presente en el lado frontal un chaflán dirigido
hacia el conector, es decir, dirigido especialmente radialmente
hacia dentro. Tal chaflán posibilita la inserción del elemento de
bloqueo inclinado a través del orificio de inserción, de manera que
se pueden utilizar elementos de bloqueo con dimensiones mayores
comparadas con el orificio de inserción.
Los costes de fabricación del acoplamiento de
tubos de acuerdo con la invención se pueden reducir adicionalmente
porque el manguito presenta un primer elemento de casquillo, en el
que está configurada la zona de unión, así como un segundo elemento
de casquillo dispuesto allí en el lado frontal. En el que está
prevista especialmente la zona de unión para el primer elemento
tubular. Los dos elementos de casquillo pueden estar unidos por
ajuste forzado, en unión positiva o por unión del material. En tal
forma de realización, el dentado de cuña en la zona de unión se
puede crear de una manera especialmente sencilla a través de unión
axial, sin que el segundo elemento de casquillo fijado ya a
continuación impida este proceso de fabricación. En particular, el
segundo elemento de casquillo puede presentar un diámetro interior
más pequeño comparado con el primer elemento de casquillo.
El acoplamiento de tubos de acuerdo con la
invención se puede utilizar en diferentes aplicaciones, en las que
deben transmitirse a través de un tubo al mismo tiempo fuerzas y
fluidos. Así, por ejemplo, los elementos tubulares pueden servir
para la introducción simultánea de una sustancia en una zona de
trabajo y para mezclar la sustancia con otra sustancia en esta zona
de trabajo. N particular, los elementos tubulares pueden estar
previstos como tubos de perforación para la perforación del suelo y
de piedra o tubos para la introducción de materiales de
construcción, especialmente de suspensiones, en el suelo. Los
elementos tubulares se pueden ensamblar para formar un varillaje
tubular.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de ejemplos de realización preferidos, que
se representan de forma esquemática en las figuras. En las
figuras:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un acoplamiento de tubos de acuerdo con la invención en
representación despiezada ordenada.
La figura 2 muestra una vista lateral del
acoplamiento de tubos de la figura 1 en representación despiezada
ordenada.
La figura 3 muestra una vista de la sección
longitudinal del acoplamiento de tubos de la figura 1 en una
representación despiezada ordenada; y
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de
un elemento de bloqueo para la utilización en un acoplamiento de
tubos de acuerdo con la invención.
\newpage
Un ejemplo de realización de un acoplamiento de
tubos de acuerdo con la invención se representa en diferentes
vistas en las figuras 1 a 3. El acoplamiento de tubos presenta un
manguito cilíndrico 2, en el que está prevista en el lado frontal
una zona de unión 20 para un primer elemento tubular no
representado. El acoplamiento de tubos presenta, además, un
conector 3 del tipo de casquillo, en el que está prevista sobre el
lado opuesto una zona de unión 30 para un segundo elemento tubular
no representado tampoco. En las zonas de unión 20, 30 están
soldados de una manera preferida los elementos tubulares. Para la
realización de la unión de los tubos se puede insertar el conector
3 en el manguito 2.
Partiendo en dirección axial desde la punta del
conector 3, éste presenta una primera zona cilíndrica 34, en la que
está prevista una ranura anular de obturación 35 para el alojamiento
de una primera junta de obturación anular 71. En dirección axial se
conecta en la primera zona cilíndrica 34 un dentado de árbol de
cuña 32 con una pluralidad de nervaduras axiales y de ranuras
axiales, que forman la zona de unión para la unión fija contra
giro. En la zona de las nervaduras axiales, el conector 3 está
configurado con un diámetro exterior mayor que en la primera zona
cilíndrica 34.
En dirección axial se conecta en el dentado de
árbol de cuña 32 adicionalmente una segunda zona cilíndrica 36, en
la que está prevista una segunda ranura anular de obturación 37 para
el alojamiento de una segunda junta de obturación anular 72. El
diámetro exterior del conector 3 en la segunda zona cilíndrica 36
corresponde aproximadamente al diámetro exterior del conector 3 en
la zona de las nervaduras del dentado de árbol de cuña 32. De una
manera correspondiente, la segunda junta de obturación anular 72
está configurada de diámetro mayor que la primera junta de
obturación anular 71.
Axialmente se conecta en la segunda zona
cilíndrica 36 una ranura anular 38, que sirve para el aseguramiento
de la posición axial del acoplamiento de tubos. En esta ranura
anular 38 se conecta una tercera zona cilíndrica 39, en la que está
previsto un tope 40 en forma de anillo. En la región de la tercera
zona cilíndrica 39 está prevista la zona de unión 30 del segundo
elemento tubular.
El manguito 2 está configurado en su pared
interior de una manera correspondiente a la pared exterior del
conector 3. Partiendo de un orificio de inserción 21 para el
conector 3 está prevista en la pared interior del manguito 2 en
primer lugar otra ranura anular 28, que está colocada opuesta a la
ranura anular 38 del conector 3 cuando el conector 3 está
totalmente insertado, es decir, hasta el tope 40. A lo largo de la
ranura anular 28 están previstos de una manera uniforme una
pluralidad de orificios de inserción 8, 8' aproximadamente
rectangulares en la pared exterior cilíndrica del manguito 2, que
permite un acceso a la ranura anular 28 desde el exterior. A través
de estos orificios se pueden insertar desde el exterior unos
elementos de bloqueo 60 en la ranura anular 28 así como en la
ranura anular 38 correspondiente, a través de las cuales se asegura
axialmente el conector 3 en el manguito 2.
Partiendo del orificio de inserción 21 sigue en
dirección axial sobre la ranura anular 28 un dentado de árbol de
cuña interior 22, que corresponde con el dentado de árbol de cuña 32
del conector 3.
Para la fabricación especialmente sencilla del
dentado de árbol de cuña 22, el manguito está configurado de dos
partes con un primer elemento de casquillo 41, en el que está
previsto el dentado de árbol de cuña 22, y un segundo elemento de
casquillo 42. El elemento de casquillo 42 de diámetro interior más
pequeño se conecta en el lado frontal en el dentado de árbol de
cuña 22 y está conectado, por ejemplo, por unión del material con
el primer elemento de casquillo 41.
Para el aseguramiento axial especialmente bueno,
de acuerdo con el ejemplo de realización representado, están
previstas parejas de elementos de bloqueo con dos elementos de
bloqueo 60, 60' individuales, respectivamente, que se insertan con
sentido de giro opuesto a ambos lados de los orificios de inserción
8, 8' en las dos ranuras anulares 28, 38. Para el aseguramiento de
los elementos de bloqueo 60, 60' individuales en las ranuras
anulares 28, 38 están previstos bulones de seguridad 61, que se
pueden insertar en taladros radiales 9 correspondientes en la
ranura anular 38 del conector 3. estos taladros radiales 9 están
distribuidos a la misma distancia a lo largo de la periferia de la
ranura anular 38. En el bulón de seguridad 61 están dispuestos
manguitos de retención 62 de plástico, con los que se pueden fijar
los elementos de bloqueo 60 por ajuste forzado y/o en unión
positiva. Además de la utilización de bulones de seguridad 61 y de
taladros radiales 9, son concebibles, sin embargo, en principio
también otros conceptos de seguridad.
Los detalles de la realización de los elementos
de bloqueo 60 se deducen especialmente a partir de la figura 4. Los
elementos de bloqueo 60 están configurados en forma de segmentos
anulares y presentan junto a uno de sus lados frontales un tope 64,
que se proyecta radialmente hacia fuera. A través de este tope, que
choca en la pared que rodea el orificio de inserción 8, 8', se puede
impedir que el elemento de bloqueo 60 respectivo resbale
excesivamente en las dos ranuras anulares 28, 38. En el lado frontal
opuesto, los elementos de bloqueo 60 presentan un chaflán 66
dirigido radialmente hacia dentro, es decir, dirigido hacia el
conector 3. este chaflán 66 permite ajustar el elemento de bloqueo
60 respectivo durante la inserción en la ranura anular 38 del
conector 3, con lo que se facilita el proceso de inserción.
Claims (7)
1. Acoplamiento de tubos para elementos
tubulares con
- -
- un manguito (2) con una zona de conexión (20) para un primer elemento de tubo,
- -
- con un conector (3) que se puede insertar axialmente en el manguito (3) con una zona de conexión (30) para un segundo elemento de tubo,
- -
- con una zona de conexión para una conexión fija contra giro con al menos una nervadura axial dispuesta en el manguito (2) y/o en el conector (3) y al menos con una ranura axial correspondiente dispuesta en el conector (3) o bien en el manguito (2),
- -
- con una zona de seguridad para el aseguramiento de la posición axial con una primera ranura anular (28) configurada en el manguito y con una segunda ranura anular (38) correspondiente, que está configurada en el conector (3), en el que al menos un elemento de bloqueo (60) para el establecimiento de una conexión de unión positiva entre el manguito (2) y el conector (3) se puede insertar sobre al menos un orificio de inserción (8) en el manguito (2) en las dos ranuras anulares (28, 38), caracterizado por una pluralidad de taladros radiales (9) distanciados de una manera uniforme unos de los otros en la ranura anular (38) del conector (3) para el alojamiento de un bulón de seguridad (61) para el aseguramiento de la posición del elemento de bloqueo (60).
2. Acoplamiento de tubos de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la zona de unión para
la unión fija contra giro en el manguito (2) está dispuesta entre
la zona de seguridad para el aseguramiento de la posición axial y
la zona de conexión (20) para el elemento tubular.
3. Acoplamiento de tubos de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque al menos
una junta de obturación anular (72) está dispuesta axialmente entre
la zona de seguridad y la zona de unión y/o porque al menos otra
junta de obturación anular (71) está dispuesta sobre el lado de la
zona de unión que está alejado axialmente de la zona de
seguridad.
4. Acoplamiento de tubos de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento
de bloqueo (60) está configurado como cuña doblada, aproximadamente
en forma de paralelepípedo.
5. Acoplamiento de tubos de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de bloqueo
(60) presenta un tope (64) que se proyecta radialmente hacia
fuera.
6. Acoplamiento de tubos de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento
de bloqueo (60) presenta en el lado frontal un chaflán (6) dirigido
hacia el conector.
7. Acoplamiento de tubos de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el manguito
(2) presenta un primer elemento de casquillo (41), en el que está
configurada la zona de unión, así como un segundo elemento de
casquillo (42) dispuesto allí en el lado frontal, en el que está
prevista la zona de unión (20) para el primer elemento tubular.
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