ES2361988B1 - Proceso para la colocación autom�?tica de un tapón interior en tubos a mecanizar y tapón a colocar en dicho proceso. - Google Patents

Proceso para la colocación autom�?tica de un tapón interior en tubos a mecanizar y tapón a colocar en dicho proceso. Download PDF

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Abstract

Proceso para la colocación automática de un tapón interior en tubos a mecanizar y tapón a colocar en dicho proceso, siendo portado el tapón (1) destinado a colocarse dentro del tubo (5) de aplicación, por un plato (2) perteneciente a un carro móvil, poseyendo dicho plato (2) un sistema de mordazas (3) que sujetan provisionalmente al tapón (1), mientras que a través de ese plato (2) sale un vástago (4) que empuja sobre el tapón (1) determinando una disposición en la que el sistema de mordazas (3) mantiene al tapón (1) sujeto sobre el plato (2) durante una fase de colocación de dicho tapón (1) en el interior del tubo (5) de aplicación, mientras que en una fase posterior, dicho vástago (4) deja de actuar, soltándose la sujeción del tapón (1) sobre el plato (2), permitiendo la retirada de éste, para el mecanizado del tubo (5).

Description

en la que el tapón forma una unidad de conjunto con
Proceso para la colocación automática de un tapón interior en tubos a mecanizar y tapón a colocar en dicho proceso. Sector de la técnica
La presente invención esta relacionada con el mecanizado de formación de un roscado en los extremos de los tubos que se emplean para el transporte de fluidos en la industria del petróleo y del gas, proponiendo un proceso automático para la colocación de un tapón que mantenga el tubo obturado durante el proceso de dicho mecanizado, así como el tapón para llevar a cabo esa obturación. Estado de la técnica
El transporte de fluidos como el petróleo o el gas, se lleva a cabo a través de unos tubos denominados “OCGT” (Oil Country Tubular Goods), los cuales presentan normalmente longitudes superiores a los 10 metros y pesos superiores a una tonelada, lo cual dificulta su manejo y, debido a ello, para mecanizar este tipo de tubos, éstos se disponen en unos tornos especiales, con los cuales se realiza un roscado de los extremos de dichos tubos para las uniones de conexión de unos tubos con otros.
Durante éste proceso de roscado, el interior del tubo se suele llenar de elementos residuales procedentes del mecanizado, como la taladrina, virutas, etc.; mientras que, cuando los tubos son de poco grosor de pared, se producen vibraciones debido a un efecto campana que ocasiona el propio tubo.
Para evitar esos inconvenientes, se conocen soluciones que consisten en colocar un tapón en el interior del tubo, con el fin de impedir la entrada de residuos en el interior del mismo, reduciendo con ello también las vibraciones.
En las soluciones convencionales de este tipo, el tubo a mecanizar se coloca en un carro principal, el cual traslada al tubo hasta que hace contacto con unos topes de un plato perteneciente a un carro secundario, el cual posee un vástago que porta el tapón para la obturación del tubo, de modo que en el avance del tubo hacia los topes el tapón se introduce en el tubo hasta una cierta posición, retrocediendo después el carro principal una distancia para que el tapón quede próximo al extremo del tubo a mecanizar, formando de manera permanente el tapón y el carro que le comporta una unidad de conjunto.
Esta solución resuelve el problema de las vibraciones y de la entrada de residuos en el interior del tubo, pero al estar el tapón en todo momento unido al plato que le comporta, presenta el inconveniente de que en el vástago soporte del tapón se enreda la viruta procedente del mecanizado, lo cual dificulta el proceso del roscado, pudiendo llegar a ocasionar atascos, por lo que se tienen que efectuar frecuentes limpiezas de retirada de la viruta, operación que resulta bastante dificultosa.
Existe la posibilidad de colocar y retirar de modo manual el tapón respecto del tubo, pero es una solución muy rudimentaria, que conlleva mucha pérdida de tiempo e ineficacia en el proceso, debido a las tareas manuales para el montaje y desmontaje del tapón. Objeto de la invención
De acuerdo con la presente invención se propone un proceso técnicamente efectivo para la colocación automática de un tapón en el interior de los tubos “OCTG” en la operación de roscado de los extremos un plato portador, mientras que en otra fase el tapón se independiza del plato portador, de manera que dicho plato se puede retirar mientras que el tapón queda dentro del tubo a mecanizar.
El proceso de la invención comprende una primera fase en la que, en un carro principal se coloca el tubo a mecanizar y en un plato perteneciente a un carro secundario se dispone el tapón destinado para obturar el tubo, formando en esta fase el tapón y el plato portador una unidad de conjunto, en donde el tapón es sujetado en el plato portador mediante unas garras, siendo empujado por un vástago que le mantiene en una posición de no obturación.
En esta disposición, el carro principal avanza llevando al tubo hasta que hace contacto con unos topes del plato portador del tapón, entrando el tapón con holgura en el tubo, momento en el cual unas garras del carro principal realizan el centrado del tubo, para posteriormente retroceder el carro principal, hasta una posición en la que el tapón queda situado cerca del extremo del tubo.
En una segunda fase del proceso, antes de procederse al roscado del tubo, se retrae el vástago que empuja al tapón, con lo cual el tapón adopta una posición de obturación del interior del tubo, retirándose entonces las garras que mantenían sujeto al tapón, con lo cual el tapón se independiza del plato portador, pudiendo retirarse ese plato mientras que el tapón queda en el interior del tubo, con lo que la zona de trabajo queda libre de obstáculos para proceder al roscado del extremo del tubo.
El tapón obturador del tubo se halla constituido por un conjunto funcional que comprende dos cuerpos anulares enfrentados entre sí, entre los cuales va dispuesto un émbolo que permite actuar un movimiento axial relativo entre ellos y que es empujado por el vástago que hace empuje sobre el tapón, incorporando uno de los cuerpos anulares en su periferia un anillo elástico actuado por un muelle que tiende a expansionarle hacia fuera, empujando dicho muelle en una pieza axialmente móvil que va unida al segundo cuerpo anular.
De este modo, cuando el émbolo axial del conjunto funcional del tapón se encuentra accionado por el vástago de empuje, los dos cuerpos anulares del conjunto funcional del tapón están separados, obligando al muelle que actúa al anillo elástico a estar comprimido, quedando así el tapón en la posición de no obturación; mientras que cuando se retira el vástago de empuje, el émbolo axial del tapón deja de empujar sobre el segundo cuerpo anular, con lo cual el muelle que actúa sobre el anillo elástico se estira, provocando la expansión de dicho anillo elástico hacia fuera, quedando así el tapón en la posición de obturación del interior del tubo de aplicación.
Se obtiene de esta manera un proceso para la colocación de un tapón en el interior de un tubo de los conocidos como “OCTG”, durante el roscado de los extremos del mismo, solventando los inconvenientes de las soluciones convencionales, con un tapón que es colocado automáticamente en el interior del tubo que se mecaniza, y que se encuentra independizado del plato de colocación durante la operación de mecanizado, con lo que el roscado del tubo se puede realizar de una manera rápida y sencilla sin obstáculos que entorpezcan la operación.
3 ES 2361988A1 4
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista de la unidad de conjunto formada por el tapón y el plato portador del mismo, según la invención.
La figura 2 es una vista del proceso de colocación del tapón del conjunto anterior en un tubo a mecanizar, en la fase de introducción del tapón en el tubo.
La figura 3 es una vista del proceso de colocación del tapón, en la fase de centrado y posicionado del tubo.
La figura 4 es una vista del proceso de colocación del tapón, en la fase de obturación del tapón sobre el tubo.
La figura 5 es una vista de la fase de retirada del plato colocador del tapón.
La figura 6 es una vista seccionada del tapón de la invención en posición de no obturación.
La figura 7 es una vista seccionada del tapón en posición de una obturación máxima.
La figura 8 es una vista seccionada del tapón en una posición normal de trabajo. Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un proceso para la colocación automática de un tapón en el interior de un tubo a mecanizar, particularmente para el roscado de los extremos de los tubos “OCTG” que se utilizan en la industria del petróleo y del gas, de modo que el tapón queda dispuesto de manera independiente en el interior del tubo de aplicación durante él mecanizado, sin que los medios de colocación del tapón entorpezcan la operación del mecanizado sobre el tubo.
El proceso de la invención se basa en un tapón (1) que es portado por un plato (2) de un carro móvil, tal como se observa en la figura 1, de manera que, en una primera fase del proceso el tapón (1) forma una unidad de conjunto con el plato (2) portador, estableciéndose la sujeción del tapón (1) sobre el plato (2) portador por medio de un sistema de garras (3), mientras que un vástago (4) que sale a través del plato (2) actúa sobre el tapón (1), manteniéndole en una posición de no obturación.
El tubo (5) a mecanizar se amarra en un carro principal (no representado) del torno de mecanizado, mediante el cual se traslada axialmente el tubo (5), hasta que el extremo del mismo hace contacto con unos topes (6) de amortiguación que comporta el plato (2), entrando el tapón (1) con holgura en el tubo (5), como se observa en la figura 2.
En esa disposición, como se observa en la figura 3, unas garras (7) del carro principal del torno realizan un centrado del tubo (5) y entonces dicho carro principal del torno se desplaza en un recorrido hacia atrás, para que el tapón (1) quede situado en una posición próxima al extremo del tubo (5).
Una vez así, el vástago (4) retrocede, dejando de accionar al tapón (1), con lo que éste pasa a una posición de obturación del tubo (5), de modo que en esta posición el tapón (1) queda sujeto por sí mismo en el interior del tubo (5), abriéndose entonces el sistema de garras (3), de modo que el tapón (1) queda independizado del plato (2), como se observa en la figura
4.
Con el tapón (1) independizado, el plato (2) se retira, como se observa en la figura (5), quedando de este modo libre de obstáculos la zona de trabajo para realizar el mecanizado del extremo del tubo (5).
El tapón (1) destinado a ser colocado en el interior del tubo (5) y obturarlo, se halla constituido por un conjunto funcional que consta de dos cuerpos anulares (8 y 9) enfrentados entre sí, incorporando el cuerpo (8) en su periferia un anillo (10) elástico, sobre el que actúa un muelle (11) que tiende a expansionarle hacia fuera, en tanto que a través de una cámara interior (12) va dispuesto axialmente un émbolo (13) que permite, mediante empuje del vástago (4) que hace empuje sobre el tapón (1), actuar un desplazamiento axial relativo entre los dos cuerpos anulares (8 y 9). Entre el muelle (11) y el anillo (10) se incluye una pieza (14) que va unida con el cuerpo anular (9) por medio de un bulón (15), de modo que dicha pieza (14) se mueve axialmente junto con ese cuerpo anular (9).
De este modo, como se observa en la figura 6, cuando el émbolo (13) se encuentra empujado por el vástago (4), los dos cuerpos anulares (8 y 9) se hallan separados, estando el muelle (11) comprimido debido a que la pieza (14) es arrastrada por medio del bulón
(15) en el desplazamiento del cuerpo anular (9), y por lo tanto el anillo (10) queda sin expansionar, con lo que el tapón (1) se encuentra en una posición de no obturación.
En esa disposición, cuando el vástago (4) se retira y deja de empujar al émbolo (13), la acción del muelle (11) provoca el desplazamiento de la pieza (14), la cual actúa sobre el anillo (10) provocando la expansión del mismo hacia fuera, con lo que el tapón (1) adquiere una posición de obturación, ya que la expansión del anillo (10) permite establecer un contacto de presión sobre la cara interior del tubo (5) en el que se halle introducido el tapón (1).
El cuerpo anular (8) del tapón (1) está provisto con un labio anular (16) de material elástico, que sale en la periferia, el cual facilita un correcto posicionamiento y centrado del tapón (1) en el interior del tubo (5) en la primera fase del proceso.
Puesto que la posición natural del tapón (1) es la de obturación por la acción del muelle (11), para evitar que el anillo (10) elástico se encuentre expansionado cuando en el estado de desactivación el émbolo (13) no se halla empujado por el vástago (4), por ejemplo cuando el dispositivo se encuentra almacenado, en el cuerpo anular (8) se ha previsto un orificio
(17)
pasante, para colocar a través de él un tornillo
o elemento similar que mantenga separados a los dos cuerpos anulares (8 y 9), evitando así la acción del muelle (11) sobre el anillo (10), de manera que éste permanece sin expansionarse, evitándose así el deterioro de la elasticidad del mismo por fatiga.
5 ES 2361988A1 6

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Proceso para la colocación automática de un tapón interior en tubos a mecanizar, del tipo que comprende un tapón (1) que es llevado por un plato (2) portador perteneciente a un carro móvil, para su colocación en el interior del tubo (5) a mecanizar dispuesto en un carro principal de desplazamiento longitudinal del mismo, caracterizado porque consta de una primera fase en la que el tapón (1) va sujeto en el plato (2) portador, formando una unidad de conjunto con el mismo, estableciéndose la sujeción del tapón
    (1)
    por medio de un sistema de garras (3) que posee el plato (2) a la vez que un vástago (4) que sale a través del plato (2) actúa sobre el tapón (1) manteniéndole en una posición de no obturación, siendo introducido en esta posición el tapón (1) en el interior del tubo (5) a mecanizar; y una segunda fase en la que el tapón
    (1)
    deja de ser actuado por el vástago (4), adoptando el tapón (1) una posición de obturación en el interior del tubo (5), en la cual el sistema de garras (3) se abre dejando libre al tapón (1), el cual queda independizado del plato (2) para la retirada de éste de la zona
    del mecanizado a efectuar sobre el tubo (5).
  2. 2.
    Tapón a colocar según el proceso de la primera reivindicación en el interior de tubos a mecanizar, caracterizado porque consta de dos cuerpos anulares (8 y 9) enfrentados entre sí, entre los cuales va dispuesto un émbolo (13) que permite, mediante un empuje de accionamiento exterior, actuar un desplazamiento axial relativo entre dichos cuerpos anulares (8 y 9), incorporando el cuerpo anular (8) en su periferia un anillo (10) elástico que es susceptible de expansión hacia fuera por la acción de un muelle (11), a través de una pieza (14) que es solidaria axialmente con el cuerpo anular (9).
  3. 3.
    Tapón, de acuerdo con la segunda reivindicación, caracterizado porque el cuerpo anular (8) incorpora un labio (16) de material elástico que sale en la periferia, para el centrado del tapón (1) en el interior de los tubos de aplicación.
  4. 4.
    Tapón, de acuerdo con la segunda reivindicación, caracterizado porque el cuerpo anular (9) posee un orificio (17) pasante, para la incorporación de un elemento provisional que mantenga separados a los dos cuerpos anulares (8 y 9).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200900843
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 27.03.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : B23G3/02 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    US 2246237 A (BENNINGHOFF WILLIAM L) 17.06.1941, todo el documento. 1,2
    A
    US 2067626 A (BENNINGHOFF WILLIAM L) 12.01.1937, todo el documento. 1,2
    A
    US 3241847 A (MYNARD MCCONNELL WILLIAM) 22.03.1966, todo el documento. 1,2
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 13.06.2011
    Examinador A. Gómez Sánchez Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200900843
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B23G Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200900843
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 13.06.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-4 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200900843
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2246237 A (BENNINGHOFF WILLIAM L) 17.06.1941
    D02
    US 2067626 A (BENNINGHOFF WILLIAM L) 12.01.1937
    D03
    US 3241847 A (MYNARD MCCONNELL WILLIAM) 22.03.1966
  5. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La invención trata de un tapón cuya finalidad es ser situado en el interior de tubos que van a ser mecanizados, con la finalidad de lograr la estanqueidad de la parte interior del tubo en cuanto a viruta, taladrina, etc. Asimismo la invención también trata del proceso para su colocación automática en el transcurso de los trabajos de mecanizado.
    Se hace referencia a los siguientes documentos citados en el IET: D01 y D02. Estos documentos representan tan sólo el Estado de la Técnica, y no son válidos para cuestionar ni la novedad ni la actividad inventiva del tapón (Reivindicación número 2) ni del proceso automático que lo coloca (Reivindicación número 1).
    Se considera, por tanto, que ambas reivindicaciones independientes definen objetos nuevos y que suponen actividad inventiva.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES200900843A 2009-03-27 2009-03-27 Proceso para la colocación autom�?tica de un tapón interior en tubos a mecanizar y tapón a colocar en dicho proceso. Active ES2361988B1 (es)

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US3241847A (en) * 1960-03-30 1966-03-22 Taylor Wilson Mfg Co Apparatus for supporting and positioning a workpiece

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