PT101814B

PT101814B - Flange para tubo ou manga de compensacao

Info

Publication number: PT101814B
Application number: PT101814A
Authority: PT
Original assignee: Levivier Yves; Guy Levivier
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1998-04-30
Also published as: NO960289L; IT1284329B1; FR2729735B1; NL1002168C2; CA2166664C; MX9600338A; AU4071895A; ITTO960031A1; NO960289D0; GB2297367B; GB2297367A; FR2729735A1; CA2166664A1; MA23774A1; CN1139188A; AR000779A1; KR960029686A; DE19602282A1; IL116659A0; JPH08254292A

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

Flange para tubo ou manga de compensação

O presente invento refere-se a uma flange para tubo ou manga de compensação, formada por uma coroa circular munida com orifícios de perfuração para os parafusos de montagem.

As flanges são elementos essenciais para a montagem de tubos de uma tubagem industrial. Esta montagem é feita pela reunião duas-a-duas das flanges nas extremidades dos tubos, comprimindo entre as flanges uma junta de estanqueidade. Esta montagem é feita por parafusos que atravessam orifícios de perfuração das flanges.

O termo flange (s), utilizado atrás e em toda a descrição, inclui as flanges propriamente ditas e as contraflanges, termo que indica por vezes as flanges que rodam.

De modo mais preciso, de acordo com as figs. 1 e 2, os tubos 1 são, em geral, equipados numa extremidade com uma,- flange 2, soldada, e a outra extremidade pode incluir igualmente uma

flange soldada ou uma flange livre 3, colocada	por detrás de	uma
aba plana 4, soldada	na extremidade do tubo.
De acordo	com	uma variante,	a flange 3	encontra - se	por
detrás de uma	aba	rebatida 4 ' ,	realizada	directamente	na
extremidade do	tubo	1 ou soldada na	mesma.

Existem igualmente casos em que a montagem de dois tubos 1, 10, munidos nas suas extremidades correspondentes com uma flange 2, 12, é feita por intermédio de uma manga de compensação 11 (fig. 3). A manga 17 propriamente dita é formada por uma carcaça metálica com dobras múltiplas com reforço do talão de estanqueidade 15, munida com um revestimento interior 16 e com um revestimento exterior 17, sendo os revestimentos em borracha ou de material plástico resistente ao fluido em circulação dentro dos tubos. Nas extremidades encontram-se duas

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I-BP/SL contraflanges 18 montadas na fábrica na manga 11.

A manga 11 é fixa nas flanges 12, 13 dos tubos por intermédio de contraflanges 18, constituindo os bordos 19 da manga 11 ao mesmo tempo a junta de estanqueidade. A montagem é feita por parafusos 22.

As mangas de compensação permitem absorver os defeitos de alinhamento (paralaxe ou inclinação), ou as dilatações dos tubos 1, 10, ou os golpes de ariete. As mesmas evitam ou reduzem a transmissão das vibrações.

As flanges ou contraflanges, nomeadamente as das mangas de compensação são fabricadas actualmente por maquinagem de peças cortadas por maçarico de oxigénio, por forjamento ou ainda em ferro fundido cinzento. Esta última solução apenas convém para as flanges que nunca sejam destinadas a ser soldadas, uma vez que se trata de ferro fundido. As flanges em ferro fundido têm igualmente o inconveniente de serem pesadas e frágeis.

As flanges propriamente ditas são soldadas nos, tubos, enquanto que as contraflanges são enfiadas na extremidade dos tubos. As flanges das mangas de compensação são montadas na fábrica nas mangas elásticas e fornecidas montadas ao utilizador.

Os pesos das flanges é um elemento importante porque o preço de uma flange depende directamente do peso, uma vez que as operações efectuadas nas flanges (tratamento de superfície, transporte, etc.) são facturadas ao peso.

A precisão das flanges fabricadas actualmente deixa muitas vezes a desejar porque, por razões de custo de mão-de-obra, as flanges são fabricadas na sua maioria em países com baixo custo de mão-de-obra, em máquinas muito pouco aperfeiçoadas; é necessário controlar as dimensões de todas as peças e efectuar no caso vertente, retoques por maquinagem.

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-3Este trabalho é longo e caro. Soma-se ao mesmo a dificuldade dos prazos de aprovisionamento e o custo de uma gestão de armazenagem importantes.

De modo mais pormenorizado existe um certo número de documentos que descrevem as flanges.

Por exemplo, o documento US-A-2 528 343 descreve uma flange munida com orifícios trapezoidais, repartidos em leque, para permitir a absorção de ligeiros defeitos de correspondência dos orifícios da outra flange.

Um outro documento US-A-4 372 587 descreve uma flange em duas metades terminadas em cada lado por patilhas. As duas metades são reunidas por parafusos que atravessam as duas patilhas de modo a apertarem e ligarem esta flange por meio dos seus dentes contra o tubo. Após esta montagem, a flange é reunida â flange do outro tubo.

Esta flange de duas parte diz respeito a uma preocupação muito particular, a da ligação na extremidade do tubo.por uma superfície de ligação relativamente importante, pelo- aumento local da espessura da flange em relação a uma flange tradicional.

Em resumo, existem formas diferentes de flanges, mas em nenhum caso a arte anterior evoca a transmissão de esforços numa flange combinada com o seu aligeiramento.

O presente invento tem por objectivo criar flanges e contraf1anges cujo peso é reduzido em relação às flanges e contraflanges existentes, de modo a poder utilizar técnicas de fabrico mais eficazes, sem aumento do custo final e mesmo com uma diminuição deste, e de facilitar as operações de transporte, de armazenagem, de acondicionamento e de utilização.

Para este efeito o invento refere-se a uma flange do tipo definido atrás, caracterizada por a mesma compreender·.

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-4uma coroa interior,

uma coroa exterior, ligada à coroa interior por ramos, munidos com orifícios de perfuração para a passagem dos parafusos de montagem.

A nova estrutura de flange e de contraflange, de acordo com o invento permite uma excelente repartição de esforços de aperto entre a coroa interior e a coroa exterior, com uma economia importante de material e, por consequência, uma redução considerável do peso. Esta redução, que vai de 50 a 65%, permite prever para o fabrico técnicas actualmente proibitivas por causa do custo (aliado ao peso).

De acordo com uma característica particularmente interessante, a flange de acordo com o invento é realizada nomeadamente por moldação em ferro fundido GE (grafite esferoidal), em aço moldado ou em alumínio fundido. Esta técnica de fabrico torna-se compatível no plano dos custos com os fabricos clássicos, precisamente pelo facto da redução do peso da flange. Ora, esta técnica da moldação oferece a vantagem de uma excelente precisão de fabrico, que permite a supressão de operações de controlo longas e caras.

Esta técnica de fabrico diminui igualmente a proporção do custo de trabalho no conjunto do preço do produto, o que permite fabricar tais flanges em países com custo de mão-de-obra elevado tudo levando a um produto concorrencial. Isto permite livrar os fabricos de um certo número de inconvenientes muito gravosos, tais como a gestão da armazenagem, por meio de uma redução da mesma para quase metade, evitar os problemas de aprovisionamento mais ou menos aleatórios quanto aos atrasos e aos preços dos produtos, vindos de países com pequeno custo de mão-de-obra.

A redução do peso das flanges permite economias importantes nas operações de protecção (galvanização, bicromagem, etc.), bem como as de embalagem e de transporte. A forte redução do peso permite acondicionar um número mais elevado de peças num mesmo

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I-BP/SL isto reduz consideravelmente o custo de emba1agem

-5estrado;

(estrado,

Por fim, considerável na exemplo, a naval transportados ou (refinarias, inst as cargas invólucro plástico) a redução utilização , reduzindo

no	preço	de cada peça.
do	peso	pe rm i t e uma	economia
em	todas	as indústrias,	como por
os	pesos	mortos dos equipamentos

infra-estruturas

De acordo com outras caracteristicas interessantes :

- os ramos têm uma espessura reduzida em relação, pelo menos, a uma das coroas,

- os orifícios de perfuração são oblongos,

- os ramos têm um contorno em arco de círculo, centrado nos orifícios de perfuração,

- os ramos têm um contorno direito, dirigido radialmente sobre o centro da flange,

- a coroa interior inclui numa face um colar, que forma um encaixe duplo, que delimita uma garganta,

- a coroa interior inclui um encaixe,

- a flange inclui reforços, que ligam a coroa interior à coroa exterior no intervalo dos ramos munidos com os orifícios de perfuração, para a passagem dos parafusos,

- a flange é realizada em ferro fundido GE, em alumínio fundido, em aço moldado (aço carbono, inoxidável),

- a coroa interior prolonga-se por uma capa, nomeadamente em forma de calota, de modo a constituir uma flange cega.

O presente invento será descrito em seguida, de modo mais

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I-BP/SL pormenorizado, com o auxílio dos desenhos anexos, nos quais:

- a fig. 1 é um corte axial de um tubo munido com uma flange e com uma contraflange com uma aba plana,

- a fig. 2 é uma vista em corte axial de um tubo munido com uma flange e com uma contraflange com uma aba rebatida,

- a fig. 3 é um corte axial esquemático da montagem de dois tubos com a interposição de uma manga de compensação,

- a fig. 4 é uma vista parcial de frente de uma contraflange para a manga elástica, que mostra na sua metade superior uma encaixe simples e na parte inferior uma encaixe duplo com encaixe de junta,

- a fig. 5 é um corte pela linha V-V da flange da fig. 4,

- a fig. 6 é uma meia vista de frente de uma variante de flange, a fig. 7 é uma vista de frente de uma contraflange para a manga, reforçada com um encaixe fêmea simples, a fig. 8 é uma vista de frente de uma flange para soldar, a fig. 9 é uma vista de frente de uma flange para soldar com reforços, a fig. 10 é uma vista de frente de uma metade de flange com encaixe fêmea simples, a fig. 11 é um corte pela linha XI-XI da fig. 10, a fig. 12 é uma vista de frente de uma metade de flange com encaixe fêmea simples, de acordo com um outro modo de realização,

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-7a fig. 13 é um corte pela linha XIII-XIII da fig.

a fig. 14 é um corte semelhante ao da fig. 13, com uma escala aumentada, que mostra uma variante do modo de realização das figs. 12 e 13, a fig. 15 é uma vista de frente de uma flange cega de acordo com o invento, fig.

é um corte pela linha

XVI-XVI da fig. 15, fig.

é um corte pela linha

XVII-XVII da fig. 15.

fig. 4

20, formada por uma coroa interior 21, mostra na sua parte para os superior a metade de uma ligada a uma coroa 23, eles próprios munidos com orifícios de parafusos de montagem.

Neste exemplo, os ramos 23 são em número de quatro, repartidos de maneira equiangular. O número de orifícios com parafusos é normalizada em função da aplicação da flange (diâmetro do tubo, pressão de funcionamento, etc.).

O intervalo 25 entre as coroas interior 21, exterior 22 e os ramos, corresponde às aberturas.

De acordo com o modo de realização da fig. 1, o contorno dos ramos 23 tem a forma de arco de círculo, centrado em cada orifício 24. A coroa interior 21 inclui um encaixe fêmea 26, que desemboca na face da frente da flange e na sua passagem 27.

No outro lado, a passagem 27 é delimitada por uma cercadura arredondada 28.

A parte inferior da fig. 4 mostra uma variante de flange 20', da qual apenas a coroa interior 21' está modificada em relação à 21 da flange 20. Esta coroa interior 21' forma numa face um encaixe fêmea duplo pelo seu colar 21'A, que delimita

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uma garganta 21'B.

As partes desta flange 20' idênticas às da flange 20 levam as mesmas referências e a sua descrição não será repetida.

As flanges 20, 20' que correspondem, quanto à forma do seu encaixe, às flanges da fig. 3.

A fig. 6 mostra uma variante 20'' da flange 20 da fig. 4. A mesma distingue-se pela forma dos ramos 23', delimitados pelos contornos dirigidos sensivelmente na direcção radial. As outras partes desta flange 20'', idênticas à da fig. 4, levam as mesmas referências e a sua descrição não será repetida.

A fig. 7 mostra uma variante de flange 30, formada por uma coroa interior 31, por uma coroa exterior 32, ligadas por ramos 33, atravessados pelos orifícios de perfuração 34, destinados aos parafusos de montagem e pelos ramos de reforço 39, que formam as aberturas 35 com os ramos 33 e as coroas 31, 32.

Esta flange 30 inclui, como anteriormente, por exemplo, um encaixe simples fêmea 36, para a junta (não representada') .

A flange 40 da fig. 8 é semelhante às da fig. 4, pela forma da coroa exterior 42 e pelos ramos 43, munidos com orifícios 44 e que formam aberturas 45. A coroa interior 41 difere pelo facto da mesma não incluir o encaixe, sendo esta flange destinada a formar uma flange para soldar ou uma contraflange para um tubo como as das figs. 1 e 2.

A flange 50 da fig. 9 é uma flange giratória ou uma contraflange, como as das figs. 1 e 2. A mesma inclui reforços 59 entre a coroa interior 51 e a coroa exterior 52, para além dos ramos 53 munidos com orifícios de perfuração 54, dos ramos 53 e dos reforços 59.

A coroa interior 51 inclui aqui um cercadura arredondada

51A.

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A flange 60 das figs 10, 11 é caracterizada por uma espessura reduzida da coroa exterior 62 e dos ramos 63 em relação à coroa interior 61, a qual ultrapassa uma face por um colar 61B, e inclui na outra um encaixe 61A. Neste exemplo, os orifícios são oblongos e levam a referência 64 e as aberturas entre as coroas 61, 62 e os ramos 63, a referência 65.

A forma oblonga dos orifícios permite uma redução ainda mais importante do peso da flange, que representa um ganho de peso da ordem dos 10 %.

A flange 70, de acordo com as figs. 12, 13, tem igualmente o encaixe fêmea simples.

Esta flange 70 é diferente das flanges anteriores devido à existência de uma redução da espessura dos ramos 73, que ligam o colar inferior 71 ao colar exterior 72. Os ramos 73 incluem orifícios de perfuração oblongos 74 e o colar interior 71, um encaixe 71A.

A variante de flange 80, representada pelo último corte da fig. 14, corresponde no essencial à forma de flange representada nas figs. 12, 13: uma saliência oposta com encaixe fêmea duplo tendo, nos seus ramos 83 com espessura diminuída, orifícios oblongos 84. Numa das faces, um colar 81A delimita uma garganta periférica 81B, na coroa interior 81, para formar o encaixe fêmea duplo.

As figs 15, 16, 17 mostram uma variante de flange 90, de acordo com o invento, com a forma de flange cega, por exemplo, para fechar uma conduta.

Esta flange 90 compreende um colar interior 91, um colar exterior 92 e ramos 93, munidos com orifícios de perfuração 94.

A flange interior 91 prolonga-se por uma capa 95, nomeadamente com a forma de calote, que fecha o centro da flange

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-1090. A capa deixa partes importantes desimpedidas 96, 97 de um lado e de outro.

As figs. 15, 16 mostram a redução de espessura dos ramos 93 entre a coroa exterior 92 e a coroa interior 91.

A vista em corte de acordo com a fig. 17 sublinha igualmente a forma de um ramo 93, a sua espessura e da coroa exterior.

As flanges as contraflanges e as flanges cegas de acordo com o invento são fabricadas, vantajosamente, em ferro fundido GE (grafite esferoidal) ou em alumínio fundido ou ainda por forjamento e corte.

A título de exemplo, uma contraflange actual do tipo PN16 DN65 (pressão nominal 16 bar, diâmetro nominal 65mm), para uma manga elástica ou de compensação, pesa 2,6 kg (maquinada) e 2 kg (forjada), enquanto que uma contraflange do mesmo tipo, de acordo com o invento, realizada em ferro fundido GE pesa apenas 0,90 kg e em alumínio fundido 0,34 kg.

Além disso, o fabrico em ferro fundido GE permite, num certo número de instalações, rendimentos de 200 a 250 peças por hora contra 30 a 50 por maquinagem.

Como já indicado, para além destes ganhos de peso e rendimento consideráveis, as peças fabricadas apresentam uma precisão excelente; isto suprime os controlos peça-a-peça e o tempo de novas maquinagens. Sendo as peças mais leves, o preço do acondicionamento e do transporte é portanto reduzido. A redução muito importante do custo de fabrico permite um fabrico no local, que pode ser concorrencial para as importações de países com salários baixos, eliminando desta maneira os problemas da gestão, da armazenagem, dos atrasos, do reaprovisionamento e os preços aleatórios. As flanges e contraflanges de acordo com o invento são fabricadas em todas as

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I-BP/SL dimensões e aplicações como flanges livres, flanges de soldar e contraflanges.

Lisboa,

Por GUY LEVIVIER e YVES LEVIVIER

- 0 AGENTE OFICIAL -

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Flange para tubo ou manga de compensação, formada por uma coroa circular munida com orifícios de perfuração redondos ou oblongos (64) para os parafusos de montagem, caracterizada por compreender:

- uma coroa interior (21),

- uma coroa exterior (22) ligada à coroa interior (21) por ramos (23) , munidos com orifícios de perfuração (24) para a passagem de parafusos de montagem.
2 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ramos (73) terem uma espessura reduzida em relação, pelo menos, a uma das coroas (71, 72).
3 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os orifícios de perfuração (64, 74, 84) serem oblongos.
4 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ramos (23) terem um contorno em arco de círculo centrado nos orifícios de perfuração (24) .
5 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os ramos (23') terem um contorno direito dirigido radialmente para o centro da flange.
6 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a coroa interior (21') incluir numa face um colar (21'A), que forma um encaixe duplo que delimita uma garganta (21'B).
7 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a coroa interior (61, 71) incluir um encaixe (61A, 71A) .
8 - Flange de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por incluir reforços (39, 59), que ligam a coroa interior (31, 51) à coroa exterior (32, 52) no intervalo dos ramos (33, 53),