ES2239206T3 - Conducto flexible que integra una funcion de valvula y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Conducto flexible que integra una funcion de valvula y su procedimiento de fabricacion.Info
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Abstract
Conducto flexible (5) destinado a transportar un fluido, caracterizado porque comprende un conducto interior flexible (14) y un conducto exterior flexible (15) dispuestos concéntricamente en relación con el eje longitudinal (L) del conducto flexible, definiendo la superficie interna del conducto interior el paso (13) del conducto flexible para el fluido a transportar, al menos un inserto (9) de separación intercalado entre el conducto interior (14) y el conducto exterior (15), que define una zona de separación longitudinal (16) en la que los dos conductos no están unidos entre sí, presentando dicha zona de separación una sección transversal que se extiende en una mayor parte de la interfaz en la periferia entre el conducto interior y el conducto exterior, el conducto exterior comprende, al menos, una abertura (25) que desemboca en dicha zona de separación, destinada a permitir la inyección o la eyección de un fluido a presión en dicha zona de separación, a fin de deformar elásticamente el conducto interior y obturar o liberar, respectivamente, el paso del conducto flexible.
Description
Conducto flexible que integra una función de
válvula y su procedimiento de fabricación.
La invención se refiere a un conducto flexible
destinado a transportar un fluido y su procedimiento de fabricación.
Más concretamente, la invención se refiere a un conducto flexible de
elastómero, eventualmente reforzado, equipado de rácores en sus
extremos, destinado a interrumpir la circulación del fluido a
presión que lo atraviesa y el procedimiento de obtención de un
conducto flexible de esta clase.
Los conductos flexibles destinados a transportar
un fluido a presión comprenden generalmente un tubo interno, un
revestimiento externo y una armadura de refuerzo intercalada entre
el tubo interno y el revestimiento externo, tal como se representa
en la figura 1. La función principal del tubo interno 2 del conducto
flexible 1 es asegurar la estanqueidad y tiene que ser compatible
con el fluido conducido. A título de ejemplo, debe presentar
resistencia química, para el transporte de ácido, resistencia a la
abrasión, para el transporte neumático de material pulverulento
abrasivo o el transporte hidráulico de producto abrasivo asociado a
un líquido, tal como hormigón, o no ser contaminante, para el
transporte de productos alimentarios. La utilización de elastómero
para el tubo interno permite satisfacer un gran número de
aplicaciones y favorece la flexibilidad del conducto. La función
principal de la armadura 3 de refuerzo es asegurar la resistencia a
la presión interna y, evidentemente, debe definirse y dimensionarse
en función de la presión interna y de las condiciones de trabajo. La
utilización de cables, textiles o metálicos, revestidos de
elastómero y dispuestos en dos hélices simétricas, para constituir
la armadura de refuerzo, permite abarcar una gama muy amplia de
presiones de utilización y favorece la flexibilidad del conducto. La
función principal del revestimiento externo 4 es asegurar la
protección de la armadura de refuerzo contra las agresiones del
ambiente en el que el conducto flexible esté destinado a funcionar.
La utilización de elastómero para el revestimiento externo ofrece
una solución apropiada para una parte importante de las exigencias
ambientales y favorece la flexibilidad del conducto.
Tales conductos, cuyo diámetro interior puede
variar entre 10 y más de 1200 mm, pueden fabricarse ventajosamente
en mandriles de acero. En función de los diámetros, del tipo de
material empleado y de la elección del tipo de armadura de refuerzo,
este mandril pasará bien por tornos de armado, en cuyo caso los
diferentes constituyentes del conducto son encintados y superpuestos
a modo de espiras, o bien por líneas de extrusión combinadas con
máquinas de trenzado o de entorchado equipadas con cabeza de
encintado. Para los conductos construidos con elastómeros, la
fabricación con mandril de acero concluye, generalmente, con el
encintado de una banda de nilón en el cuerpo del conducto y la
cocción del conjunto en un horno. La cocción, denominada
vulcanización, es indispensable para proporcionar a los elastómeros
sus propiedades mecánicas. El encogimiento de la banda durante la
elevación de temperatura proporciona la compresión necesaria para un
buen moldeo, permitiendo obtener la adhesión de los diferentes
constituyentes entre sí, a condición de que, lógicamente, hayan sido
escogidos de modo que sean compatibles.
Con objeto de ser unidos entre sí o con otros
equipos, tales como conducciones rígidas, bombas o depósitos, por
ejemplo, los conductos flexibles están equipados, en cada uno de sus
extremos, de rácores constituidos, generalmente, por un tubo que
comprende, en un extremo, una brida, una rosca o un sistema de
enclavamiento de bayoneta, por ejemplo. El tubo se encaja
ligeramente a presión en el conducto y se ensambla con éste
generando una fuerza de apriete del cuerpo del conducto contra el
tubo. Los medios utilizados para ejercer esta fuerza de apriete van
de la falda recalcada a la ligadura, pasando por los modelos de
collarines más variados. Los conductos flexibles se fabrican en
longitud mayor que la longitud de utilización final y pueden
cortarse y conectarse como se desee para formar una conducción de
transporte de fluido.
Para interrumpir la circulación del fluido
conducido cuando se utiliza una conducción de este tipo, muy
habitualmente se recurre a todos los sistemas conocidos de válvulas
y otras llaves, que tienen que intercalarse entre conductos
flexibles o entre un conducto flexible y otros equipos. Otra
solución puede consistir en aplastar el conducto flexible entre las
mandíbulas de una pinza, conociéndose este principio a través del
documento GB 2241986. Estos diferentes sistemas requieren la adición
de piezas a lo largo de la conducción, lo que complica su montaje y
no permite conservar la flexibilidad a todo lo largo de ella, lo que
puede ser perjudicial en ciertas aplicaciones.
Se conoce, también, un sistema de válvula que
consiste en encerrar un conducto flexible en un tubo rígido de
diámetro superior al diámetro exterior del conducto flexible,
creando una unión estanca entre el tubo rígido y el conducto
flexible en cada uno de sus extremos, y en obtener el aplastamiento
del conducto flexible inyectando entre el tubo rígido y el conducto
flexible un fluido a presión, siendo este método análogo al del
obturador descrito en el documento FR 1 513 484. Para lograr el
bloqueo de la circulación del fluido en el conducto flexible, la
presión de inyección tiene que ser superior a la suma de la presión
del fluido en circulación y la presión necesaria para aplastar
totalmente el conducto flexible vacío. Pero la presencia del tubo
rígido no permite conservar la flexibilidad a todo lo largo de la
conducción, lo que puede ser perjudicial en ciertas aplicaciones.
Por otro lado, un sistema de válvula de este tipo se revela costoso
y complicado de realizar, en particular en lo que se refiere a la
obtención de la estanqueidad entre el conducto flexible y el tubo
rígido y a la conexión de este sistema de válvula con una
conducción.
El objeto de la presente invención es proponer
otra solución para interrumpir la circulación de fluido conducido
que palie los inconvenientes antedichos.
Con este fin, la invención propone un conducto
flexible destinado a transportar un fluido, caracterizado porque
comprende un conducto interior flexible y un conducto exterior
flexible, dispuestos concéntricamente en relación con el eje
longitudinal del conducto flexible, definiendo la superficie interna
del conducto interior el paso del conducto flexible para el fluido a
transportar, al menos un inserto de separación, intercalado entre el
conducto interior y el conducto exterior, que define una zona de
separación longitudinal en la que los dos conductos no están unidos
entre sí, presentando dicha zona de separación una sección
transversal que se extiende en la mayor parte de la interfaz en la
periferia entre el conducto interior y el conducto exterior,
comprendiendo el conducto exterior, al menos, una abertura que
desemboca en dicha zona de separación, destinada a permitir la
inyección o la eyección de un fluido a presión en dicha zona de
separación a fin de deformar elásticamente el conducto interior y
obturar o liberar, respectivamente, el paso del conducto
flexible.
Así, en la presente invención, la función de
válvula de bloqueo del fluido conducido está integrada en el propio
conducto flexible.
De acuerdo con una particularidad, el conducto
flexible comprende, dispuestos radialmente del interior al exterior
en relación con el eje longitudinal del conducto flexible,
- un primer tubo interno de elastómero,
eventualmente una primera armadura de refuerzo y un primer tubo
intermedio, que forman el conducto interior antedicho,
- el inserto de separación,
- un segundo tubo intermedio de elastómero,
eventualmente una armadura de refuerzo y una capa de revestimiento
externa de elastómero, que forman el conducto exterior
antedicho.
Ventajosamente, el inserto de separación está
constituido por una película plástica no adherente a los elastómeros
y/o una sustancia antiadherente y/o una capa textil saturada, con
una baja resistencia al desgarro por cizallamiento.
De acuerdo con un modo de realización, el inserto
de separación se extiende hasta, al menos, uno de los extremos del
conducto flexible, estando provisto dicho extremo de un sistema de
ensamblaje destinado a apretar los extremos de los conductos
interior y exterior, a fin de asegurar la estanqueidad de la zona de
separación.
De acuerdo con un modo de realización, el sistema
de ensamblaje comprende un tubo encajado en el conducto interior y
medios de apriete que apoyan contra la superficie externa del
conducto flexible y destinados a apretar los extremos de los
conductos interior y exterior contra el tubo, a fin de ensamblarlos
herméticamente.
Ventajosamente, el tubo del extremo del conducto
flexible presenta una parte externa que permite ensamblar los medios
de apriete con el tubo y/o destinada a la conexión del conducto
flexible con una conducción de transporte de fluido.
De acuerdo con un modo de realización, el inserto
de separación se extiende, sensiblemente, en toda la longitud del
conducto flexible, estando provisto cada extremo del conducto
flexible de un sistema de ensamblaje.
De acuerdo con otra particularidad, el conducto
flexible comprende un solo inserto de separación que presenta una
sección transversal elíptica, generalmente circular, de modo que el
conducto interior y el conducto exterior estén separados
completamente uno de otro por dicho inserto de separación, y/o dos
insertos de separación separados por dos zonas longitudinales de
unión diametralmente opuestas en las que el conducto interior y el
conducto exterior estén adheridos uno a otro, teniendo cada zona
longitudinal una sección transversal cuyo sector angular esté
comprendido entre 5º y 20º, y/o un solo inserto de separación que
presente una sección transversal que se extienda en un ángulo
comprendido entre 290 y 250º, adhiriéndose el conducto interior y el
conducto exterior entre sí en una zona longitudinal de unión que
presente una sección transversal que se extienda en un ángulo
comprendido entre 110 y 70º.
Ventajosamente, el conducto exterior comprende,
al menos, una válvula dispuesta en dicha abertura del conducto
exterior y destinada a estar conectada con un conducto de
alimentación de fluido a presión.
Otro objeto de la presente invención es proponer
un procedimiento de fabricación de un conducto flexible de este
tipo.
El procedimiento de fabricación de un conducto
flexible de acuerdo con la invención, se caracteriza porque,
sucesivamente, comprende:
- una etapa de fabricación de un conducto
interior de elastómero en crudo,
- una etapa de colocación de, al menos, un
inserto de separación sobre dicho tubo interior,
- una etapa de fabricación de un conducto
exterior de elastómero en crudo sobre dicho inserto de
separación,
- una etapa de cocción, simultánea, del conducto
interior y del conducto exterior,
- una etapa eventual de corte del conducto
flexible a la longitud deseada,
comprendiendo dicho procedimiento, además, una
etapa de realización de, al menos, una abertura a través del
conducto exterior a través del conducto exterior, al nivel de dicho
inserto.
De acuerdo con un modo de realización, la etapa
de colocación del inserto de separación consiste en disponer un
inserto de separación de modo que se extienda, al menos, hasta uno
de los extremos de los conductos interior y exterior, la etapa de
realización de una abertura consiste en el posicionamiento de una
válvula a través del conducto exterior, dicho posicionamiento de la
válvula consiste en separar entre sí los conductos interior y
exterior al deformar el conducto interior por medio de un útil
separador insertado entre los conductos interior y exterior por sus
extremos antedichos, en practicar un agujero en el conducto exterior
separado del conducto interior, en insertar una válvula en dicho
agujero y que pase entre los dos conductos separados y en fijar
dicha válvula al conducto exterior, comprendiendo dicho
procedimiento una etapa de ensamblaje hermético de los extremos de
los conductos exterior e interior.
La invención se comprenderá mejor, y otros
objetos, detalles, características y ventajas se manifestarán con
más claridad a lo largo de la descripción explicativa detallada que
sigue de un modo de realización particular actualmente preferido de
la invención, con referencia a los dibujos esquemáticos
adjuntos.
En estos dibujos:
- la figura 1 representa una vista, en
perspectiva parcial y en corte, de un conducto flexible de la
técnica anterior;
- la figura 2 representa una vista, en
perspectiva parcial y en corte, de un conducto flexible de acuerdo
con la presente invención;
- la figura 3A representa una vista, en corte
transversal, del conducto flexible de la figura 2 antes de su
vulcanización;
- las figuras 3B y 3C representan vistas, en
corte transversal, de un conducto flexible antes de su
vulcanización, de acuerdo con dos variantes de realización;
- la figura 4A representa una vista, en corte
longitudinal, de un conducto flexible después de su vulcanización,
que muestra la etapa de posicionamiento de la válvula por medio de
un útil separador;
- la figura 4B representa una vista del conducto
flexible en corte transversal por el plano IVB de la figura 4A;
- la figura 5A representa una vista, en corte
longitudinal, del conducto flexible de la figura 1 después del
posicionamiento de la válvula;
- la figura 5B representa una vista del conducto
flexible en corte transversal por el plano VB de la figura 5A;
- las figuras 6A, 6B, 6C representan,
respectivamente, una vista en perspectiva, una vista desde arriba y
una vista lateral de un útil separador destinado a ser utilizado en
la etapa de posicionamiento de la válvula;
- las figuras 7A y 7C representan,
respectivamente, una vista lateral y una vista desde arriba de una
válvula antes de su posicionamiento en el conducto flexible;
- la figura 7B representa una vista de la válvula
en corte por el plano VIIB de la figura 7A;
- la figura 8 representa una vista, en corte
longitudinal, del conducto flexible según la invención en posición
de obturación; y
- la figura 9 representa una ampliación de un
extremo del conducto flexible de la figura 8, que muestra el sistema
de ensamblaje del conducto flexible.
Con referencia a las figuras 2, 3A, 8 y 9, el
conducto flexible 5 según la invención comprende diferentes
elementos superpuestos concéntricamente en relación con el eje
longitudinal L del conducto flexible. De acuerdo con la figura 2, en
particular, el conducto flexible 5 comprende, dispuestos radialmente
del interior al exterior, un tubo interno 6 de elastómero cuya
superficie interior constituye el paso 13 del conducto flexible
destinado a transportar un fluido, una primera armadura 7 de
refuerzo, un primer tubo intermedio 8 de elastómero, un inserto 9 de
separación, un segundo tubo intermedio 10 de elastómero, una segunda
armadura 11 de refuerzo de elastómero y un revestimiento externo 12
de elastómero. Las armaduras 7, 11 de refuerzo están constituidas
por cables metálicos embutidos en una capa de elastómero. El inserto
9 de separación está constituido por una película de plástico que no
se adhiera a los elastómeros y, más concretamente, al material de
elastómero que constituya el primero y el segundo conductos
intermedios 8, 10. La película de plástico cubre completamente el
primer tubo intermedio 8 en toda la longitud del conducto flexible e
impide la adhesión de los dos tubos intermedios 8, 10 durante la
vulcanización del conducto flexible, tal como se describe en lo que
sigue. El tubo interno 6, la primera armadura 7 de refuerzo y el
primer tubo intermedio 8 están unidos entre sí y constituyen un
primer conducto, denominado conducto interior 14, y el segundo tubo
intermedio 10, la segunda armadura 11 de refuerzo y el revestimiento
interior 12 están unidos entre sí y constituyen un segundo conducto,
denominado en lo que sigue conducto exterior 15. La película de
plástico forma una zona 16 de separación anular entre el conducto
interior y el conducto exterior. De ese modo, el conducto flexible
está formado por dos conductos 6, 7 superpuestos, perfectamente
concéntricos y separados por una zona 16 de separación. El conducto
flexible según la invención presenta una sección transversal
elíptica y, en particular, circular, en el presente modo de
realización.
De acuerdo con las figuras 8 y 9, cada extremo
del conducto flexible está provisto de un sistema 17 de ensamblaje
que permite, por una parte, ensamblar herméticamente los extremos
del conducto interior 14 y del conducto exterior 15 a fin de formar
una zona 16 de separación entre los dos conductos 14, 15 que sea
estanca y, por otra parte, conectar el conducto flexible 5 según la
invención con otro conducto flexible de la conducción o con un
equipo particular. El sistema de ensamblaje comprende un tubo 18
dentado, de acero, parcialmente insertado en el tubo interno 6 del
conducto interior 14. El tubo comprende una parte dentada 18b
insertada en el conducto interior 14 y una parte externa 18a que se
extiende fuera del conducto flexible. Los extremos del conducto
interior presentan, con preferencia, un ánima 28, en la que se
inserta la parte dentada 18b del tubo, de modo que el diámetro
interno del paso 13 del conducto flexible sea sensiblemente
constante en toda la longitud del conducto flexible. Hay una falda
tubular externa 19, de acero o aluminio, recalcada contra el
exterior del conducto flexible, más concretamente contra la
superficie externa 15a del conducto exterior 15 constituida por la
superficie externa del revestimiento externo 12. La falda 19 está
solidarizada longitudinalmente con la parte externa 18a del tubo por
medio de un anillo elástico 20 o anillo de retención posicionado en
una garganta anular 27 de la parte externa 18a, en el que se apoya
el extremo 19a curvado radialmente al interior de la falda.
Eventualmente, los medios de apriete constituidos por la falda
pueden reemplazarse por modelos de collarines. La parte externa 18a
del tubo comprende una rosca o una brida anular (no representada),
destinada a la conexión del conducto flexible con un conducto
flexible clásico o un equipo.
Una válvula 21 está fijada en el conducto
exterior 15 y desemboca en la zona 16 de separación. De acuerdo con
las figuras 7A-7C y 8, la válvula 21 está formada
por un tubo metálico 22, provisto de una perforación 22a y unido con
una contraplaca 23 merced a una soldadura 24 estanca. El tubo
metálico está soldado alineadamente con una perforación pasante de
la contraplaca. El tubo metálico está insertado en una abertura del
conducto exterior 15 constituida por un agujero cilíndrico 25 y
comprende una parte externa saliente en relación con la superficie
externa 15a del conducto exterior, apoyándose la contraplaca 23
contra la superficie interior 15b del conducto exterior, constituida
por la superficie interior del segundo tubo intermedio 10. La
contraplaca presenta un radio de curvatura sensiblemente igual al de
dicho tubo intermedio 10. La válvula está fijada al conducto por
medio de una tuerca 26 roscada en la parte saliente del tubo
metálico de la válvula. Un pequeño conducto de alimentación puede
estar conectado con la válvula para aportar un fluido a presión, por
ejemplo, aire comprimido, a la zona 16 de separación. Esta conexión
se efectúa, por ejemplo, por medio de la rosca antedicha existente
en la parte externa del tubo metálico de la válvula.
El conducto flexible puede montarse en una
conducción de transporte de fluido, como un conducto clásico, tal
como el mostrado en la figura 1. Cuando no haya aporte de fluido a
presión a través de la válvula, el conducto flexible funciona como
un conducto flexible clásico, estando el conducto en una posición
denominada abierta, en la que el conducto presenta un paso 13 sin
restricciones, de forma cilíndrica. Eventualmente, puede subsistir
una ligera protuberancia en el paso 13 frente a la válvula. Cuando
se inyecta un fluido a presión, a través de la válvula 21, en la
zona 16 de separación estanca, y esta presión supera la presión del
fluido conducido en el conducto flexible más la presión necesaria
para deformar la carcasa del conducto interior, el conducto interior
14 se pliega sobre sí mismo, obstruyendo totalmente el paso 13 del
conducto flexible y asegurando una estanqueidad completa. Esta
posición de obturación del conducto flexible se muestra en la figura
8. Cuando se pone la presión a cero al nivel de la válvula y, por
tanto, en la zona de separación, por ejemplo, comunicando la válvula
con el exterior para permitir el escape del fluido a presión
presente en la zona de separación, la elasticidad del conducto
interior y, eventualmente, la acción del fluido conducido, permiten
al conducto interior 14 recuperar su geometría inicial, que
corresponde a la posición abierta del conducto flexible con su paso
sin restricciones. Si es necesario, el retorno del conducto interior
a su posición inicial puede mejorarse o asegurarse aplicando el
vacío a la válvula, a fin de extraer mediante vacío el fluido
presente en la zona de separación.
A continuación se efectuará una descripción
detallada del procedimiento de fabricación según la invención del
conducto flexible descrito en lo que antecede. El procedimiento
según la invención consiste en fabricar simultáneamente dos
conductos superpuestos, perfectamente concéntricos, pero separados
mediante una zona de separación.
El conducto flexible 5 se fabrica con un mandril
que será hecho pasar dos veces por una máquina conocida de la
técnica anterior, bien una máquina de un primer tipo, que comprenda
tornos de armado, o bien una máquina de un segundo tipo, que
comprenda instalaciones de extrusión combinadas con máquinas de
trenzado o entorchado equipadas con una cabeza de encintado. Durante
un primer paso, se efectúa la colocación del conducto interno 6, de
la primera armadura 7 de refuerzo, del primer tubo intermedio 8 y
del inserto 9 de separación. El inserto de separación está
constituido por una película de plástico, por ejemplo, una película
de poliéster, que será apropiada para una mayoría de los materiales
de elastómero utilizados. La colocación del inserto puede consistir,
también, en colocar una capa textil saturada, que separe totalmente
los dos conductos, con una baja resistencia al desgarro por
cizallamiento y que puede estar constituida por diferentes productos
no tejidos existentes, o en aplicar un revestimiento que contenga
una sustancia antiadherente. Este revestimiento puede estar
constituido a partir de mezclas a base de silicona diluida
utilizadas habitualmente para impedir que los conductos se peguen a
los mandriles de armado durante la operación de vulcanización.
Durante el segundo paso del mandril, se efectúa la colocación del
segundo tubo intermedio 10, de la segunda armadura 11 de refuerzo y
del revestimiento externo 12. A continuación se realiza una sola
operación de encintado con una banda de nilón y una sola etapa de
cocción o vulcanización. Durante la vulcanización, la película de
plástico impide la adhesión de los dos tubos intermedios. El tubo
interno 6, la primera armadura 7 de refuerzo y el primer tubo
intermedio 8 se unen entre sí y forman el conducto interior 14, y el
segundo tubo intermedio 10, la segunda armadura 11 de refuerzo y el
revestimiento interior 12 se unen entre sí y forman el conducto
exterior 15. Es posible, también, utilizar una máquina del segundo
tipo antedicho, equipada con un número suficiente de cabezas de
colocación de armaduras de refuerzo, a fin de permitir la
fabricación del conducto flexible en un solo paso.
Después de la vulcanización, el conducto flexible
se corta a la longitud deseada. La longitud del conducto flexible se
definirá en función del diámetro del conducto y de su estructura,
con un margen de 3 a 15 veces el diámetro interior. De acuerdo con
la figura 4, un útil separador 30 se introduce, a continuación,
entre el conducto interior y el conducto exterior, más concretamente
entre los tubos intermedios, a fin de permitir, por una parte,
practicar por el exterior un agujero cilíndrico 25 en el conducto
exterior, es decir, a través del revestimiento externo, de la
segunda armadura de refuerzo y del segundo tubo intermedio y,
eventualmente, de la película de plástico que constituye el inserto,
sin dañar el conducto interior, y, por otra parte, la introducción
de la válvula 21 entre los dos tubos intermedios, para alojarla en
el agujero realizado.
De acuerdo con las figuras 6A-6C,
el útil separador 30 está constituido por un canalón 31 que presenta
una primera parte 32 que parte de un extremo 33 de sección
transversal plana que evoluciona progresivamente para adoptar una
forma general semicircular. Esta primera parte 32 de sección
transversal evolutiva se prolonga mediante una segunda parte 34 de
forma general semicircular, que termina en un segundo extremo 35 de
sección transversal circular. La segunda parte presenta, por
ejemplo, una sección transversal que se extiende en un ángulo
comprendido entre 170 y 200º. El canalón 31 presenta una perforación
36 pasante cuyo eje 37 está dispuesto en el plano longitudinal P del
canalón, perpendicularmente al segundo extremo circular 35 y
ligeramente desplazada con respecto a este extremo circular. Este
extremo circular 35 y la perforación permiten el ensamblaje de un
útil de inserción, a fin de efectuar la inserción del útil separador
entre los conductos interior y exterior. A título de ejemplo, este
útil de inserción comprende un cuerpo tubular destinado a ser
encajado en el extremo circular 35 y que presenta una espiga que se
inserta en la perforación 36. Este útil separador 30 puede
fabricarse a partir de un tubo de aluminio, efectuando diferentes
cortes, desbarbándose las diferentes aristas vivas que provienen de
los cortes para evitar cualquier tipo de daño de los conductos
interior y exterior. El útil separador 30 se inserta
progresivamente, por su primer extremo 33, entre el conducto
interior 14 y el conducto exterior 15, a fin de separar los dos
conductos entre sí al deformar el conducto interior, tal como se
representa en las figuras 4A y 4B. La primera parte 32 del útil
separador permite la introducción progresiva del útil entre los dos
conductos, mientras que su segunda parte 34 permite separar entre sí
los dos conductos. El agujero cilíndrico 25 puede practicarse,
entonces, en el conducto exterior y, a continuación, la válvula 21
puede alojarse en el agujero pasando al canalón que forma el útil
separador. Luego, la fijación de la válvula se hace roscando una
tuerca 26 en la parte externa de la válvula, apoyándose la
contraplaca 23 contra la superficie interna 15b del conducto
exterior. Una vez posicionada la válvula y retirado el útil
separador, el conducto interior 14 vuelve a su posición inicial
gracias a su elasticidad inherente, tal como se representa en la
figura 5.
A continuación se conforma un ánima 28 en cada
extremo del conducto interior y un tubo 18 se encaja ligeramente a
presión en el ánima. Las faldas externas 19 se recalcan, entonces,
contra el conducto flexible. Dichas faldas se solidarizan
longitudinalmente con los tubos 18 por medio del anillo elástico 20.
En una variante de realización, en cada extremo del conducto
flexible, la falda se encaja sin presión en el conducto exterior, y
el tubo, después de la introducción sin presión en el conducto
interior, se expande a presión por medio de un expansor de tubos a
fin de comprimir los conductos interior y exterior contra la falda
externa que, en este caso, no se deforma. Esta operación es conocida
con el nombre de expansión de tubo.
La fabricación simultánea de los conductos
interior y exterior para obtener el conducto flexible según la
invención permite, evidentemente, realizar economías importantes,
pero permite, también, obtener un ajuste dimensional perfecto del
conducto interior en el conducto exterior. Este ajuste dimensional
presenta la ventaja de poder conectar los dos conductos que
constituyen el conducto flexible según la invención como un conducto
clásico. El sistema de ensamblaje de los conductos interior y
exterior puede estar constituido por un sistema de conexión
utilizado para los conductos flexibles clásicos. Se evitan los
gastos ligados a las operaciones de encaje de un conducto en otro y
el diseño de rácores específicos y complicados. En efecto, el encaje
de dos conductos fabricados independientemente necesita prever una
holgura importante entre el diámetro exterior del conducto interior
y el diámetro interior del conducto exterior. Esta holgura no
permite la utilización de los métodos de conexión simples, ya que
cuando se quiere comprimir el conducto exterior contra el conducto
interior y el tubo, el conducto exterior se deforma formando
pliegues que impiden la obtención de una estanqueidad correcta. Por
otro lado, este ajuste dimensional perfecto permite aprovechar la
contribución de las dos armaduras de refuerzo, con un rendimiento
muy parecido, a la resistencia del conducto flexible a la presión
del fluido conducido, en particular con armaduras de refuerzo que
comprendan cables de acero, cuyo alargamiento a tracción antes de la
rotura es muy pequeño.
El conducto flexible según la invención, que
integra una función de válvula de bloqueo del fluido conducido,
puede utilizarse en diferentes campos de aplicaciones, en
particular, en todos los campos de utilización de líneas de
conductos flexibles de elastómeros armados. La utilización de un
conducto flexible de acuerdo con la invención en una conducción de
este tipo, intercalado entre dos conductos flexibles clásicos o
montado al final de la conducción, permite evitar la inclusión de
válvulas, llaves o pinzas externas suplementarias en la conducción y
permite conservar su flexibilidad. Puede utilizarse, también, en el
campo de las canalizaciones rígidas.
Un ejemplo de realización de un conducto
flexible, destinado a ser montado en el extremo de las plumas de
vertido utilizadas detrás de las bombas de hormigón, va a
describirse a continuación. El conducto flexible realizado presenta
la estructura siguiente:
- un tubo interno 6 de caucho natural reforzado,
resistente a la abrasión, con un espesor de 6 mm y 125 mm de
diámetro interior;
- una primera y una segunda armaduras 7, 11 de
refuerzo, constituidas, cada una, por dos telas de cables de acero
entorchados a +54,7º y -54,7º y embutidos en caucho natural,
presentando el cable escogido una vida útil en fatiga de flexión muy
elevada, demostrada a través de la utilización en la fabricación de
neumáticos para vehículos de gran tonelaje. El acero está latonado,
y el elastómero en contacto está formulado para obtener una perfecta
adherencia del elastómero con el acero después de la vulcanización.
El espesor total de cada armadura de refuerzo es de 4 mm;
- un primero y un segundo tubos intermedios 8, 10
de caucho natural, cada uno con un espesor de 2 mm;
- un inserto de separación de película de
poliéster con un espesor de 0,1 mm;
- un revestimiento externo 12 de caucho natural
reforzado, resistente a la abrasión, con un espesor de 3 mm.
El conducto flexible ha sido fabricado en un
mandril de 40 metros. A continuación, el conducto ha sido dividido
en trozos de 1 metro y el útil separador, representado en las
figuras 6A-6C, ha sido utilizado para practicar un
agujero de 16 mm de diámetro e insertar la válvula representada en
las figuras 7A-7C. Luego, los extremos del conducto
flexible han sido ensamblados mediante el sistema 17 de ensamblaje,
tal como se ha descrito en lo que antecede. Estando vacío el
conducto flexible se ha presurizado la zona de separación entre los
tubos intermedios. Se ha obtenido la obturación completa del
conducto flexible con una presión de inflado de 3x10^{5} Pa. Se
han efectuado varios ciclos y han permitido verificar un
reposicionamiento correcto del conducto interior. Incluso en
ausencia de contrapresión en el conducto flexible, el conducto
interior recupera perfectamente su posición por efecto de su propia
elasticidad. Se ha probado, también, la estanqueidad de la zona de
separación entre los tubos intermedios a 50x10^{5} Pa, sin
detectarse fuga alguna al nivel del sistema de ensamblaje. En esta
aplicación particular, el conducto flexible se conecta con el
extremo de una línea de conductos flexibles clásicos de vertido de
hormigón, y sirve para detener el flujo por gravedad del hormigón
contenido en la pluma de vertido, durante fases de maniobra de la
pluma de vertido entre las operaciones de bombeo. En estas fases, la
bomba principal de circulación del hormigón, con una presión máxima
de 80x10^{5} Pa, está parada, y se obtiene la obturación del paso
del conducto flexible según la invención inyectando aire comprimido
a 8x10^{5} Pa a través de la válvula.
En el procedimiento de fabricación descrito en lo
que antecede, es necesario que el inserto de separación se extienda,
al menos, hasta uno de los extremos del conducto flexible, al menos,
después de la operación de corte, a fin de efectuar el
posicionamiento de la válvula. Evidentemente, es posible prever un
inserto de separación que no se extienda hasta los extremos del
conducto flexible y efectuar una etapa de posicionamiento de la
válvula en el conducto exterior antes de la etapa de
vulcanización.
De acuerdo con variantes de realización, el
conducto flexible comprende uno o varios insertos de separación que
cubren sólo parcialmente el primer tubo intermedio. De acuerdo con
la figura 3B, que muestra un conducto interior 114 y el conducto
exterior 115 que forman un conducto flexible 105 antes de la
vulcanización, dos insertos 109a, 109b de separación están
dispuestos entre los dos conductos a fin de conservar dos zonas
longitudinales 100a, 100b diametralmente opuestas no cubiertas por
los insertos, que se extienden en toda la longitud del conducto
flexible. Los dos insertos cubren la mayor parte del conducto
interior, más concretamente el primer tubo intermedio de dicho
conducto interior, teniendo cada zona longitudinal 100a, 100b de
unión no cubierta una sección transversal que se extiende en un
sector angular comprendido, por ejemplo, entre 5º y 20º. En esta
configuración, durante la vulcanización, el conducto interior y el
conducto exterior se adherirán uno a otro en las zonas no cubiertas
y se formarán dos zonas de separación diametralmente opuestas. En
este modo de realización, se monta una válvula en cada zona de
separación. De acuerdo con la figura 3C, hay dispuesto un inserto
209 de separación entre el conducto interior 214 y el conducto
exterior 215 que forman el conducto flexible 205, de modo que se
conserve una zona longitudinal 200 de unión no cubierta por el
inserto que se extienda en toda la longitud del conducto flexible.
El inserto cubre la mayor parte del primer tubo intermedio de dicho
conducto interior, teniendo la zona no cubierta una sección
transversal que se extiende en un sector angular inferior a 180º,
comprendido, por ejemplo, entre 110 y 70º, digamos del orden de 90º.
En esta configuración, durante la vulcanización, el conducto
interior y el conducto exterior se adherirán uno a otro en la zona
no cubierta y se formará una zona de separación que se extiende en
un sector angular comprendido entre 290 y 250º. En estas dos
variantes, las zonas de separación particulares permiten controlar
mejor la deformación del conducto interior para obturar el paso 13.
Por otro lado, la unión entre los dos conductos en las zonas no
cubiertas evita un desplazamiento longitudinal relativo de los
conductos interior y exterior durante la operación de recalcado de
las faldas externas 19.
Aunque la invención haya sido descrita en
relación con un modo de realización particular, de ninguna manera se
limita a él y comprende todos los equivalentes técnicos de los
medios descritos así como sus combinaciones si éstas entran en el
ámbito de la invención tal como se define mediante las
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Conducto flexible (5) destinado a transportar
un fluido, caracterizado porque comprende un conducto
interior flexible (14) y un conducto exterior flexible (15)
dispuestos concéntricamente en relación con el eje longitudinal (L)
del conducto flexible, definiendo la superficie interna del conducto
interior el paso (13) del conducto flexible para el fluido a
transportar, al menos un inserto (9) de separación intercalado entre
el conducto interior (14) y el conducto exterior (15), que define
una zona de separación longitudinal (16) en la que los dos conductos
no están unidos entre sí, presentando dicha zona de separación una
sección transversal que se extiende en una mayor parte de la
interfaz en la periferia entre el conducto interior y el conducto
exterior, el conducto exterior comprende, al menos, una abertura
(25) que desemboca en dicha zona de separación, destinada a permitir
la inyección o la eyección de un fluido a presión en dicha zona de
separación, a fin de deformar elásticamente el conducto interior y
obturar o liberar, respectivamente, el paso del conducto
flexible.
2. Conducto flexible (5) según la reivindicación
1, caracterizado porque comprende, dispuestos radialmente del
interior al exterior en relación con el eje longitudinal (L) del
conducto flexible,
- un primer tubo interno (6) de elastómero,
eventualmente una primera armadura (7) de refuerzo y un primer tubo
intermedio (8), que forman el conducto interior (14) antedicho,
- el inserto (9) de separación,
- un segundo tubo intermedio (10) de elastómero,
eventualmente una armadura (11) de refuerzo y una capa de
revestimiento externo (12) de elastómero, que forman el conducto
exterior antedicho.
3. Conducto flexible (5) según la reivindicación
2, caracterizado porque el inserto (9) de separación está
constituido por una película de plástico no adherente a los
elastómeros y/o una sustancia antiadherente y/o una capa textil
saturada, con una baja resistencia al desgarro por
cizallamiento.
4. Conducto flexible (5) según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el inserto (9)
de separación se extiende hasta, al menos, uno de los extremos del
conducto flexible, estando provisto dicho extremo de un sistema (17)
de ensamblaje destinado a apretar los extremos de los conductos
interior y exterior a fin de asegurar la estanqueidad de la zona
(16) de separación.
5. Conducto flexible (5) según la reivindicación
4, caracterizado porque el sistema (17) de ensamblaje
comprende un tubo (18) encajado en el conducto interior (14) y
medios (19) de apriete que apoyan contra la superficie externa del
conducto flexible y destinados a apretar los extremos de los
conductos interior y exterior contra el tubo, a fin de ensamblarlos
herméticamente.
6. Conducto flexible (5) según la reivindicación
5, caracterizado porque el tubo (18) del extremo del conducto
flexible presenta una parte externa (18a) que permite ensamblar los
medios (19) de apriete con el tubo y/o destinada a la conexión del
conducto flexible con una conducción de transporte de fluido.
7. Conducto flexible (5, 105, 205) según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque
comprende un solo inserto (9) de separación que presenta una sección
transversal elíptica, de modo que el conducto interior (14) y el
conducto exterior (15) estén separados completamente uno de otro por
dicho inserto de separación, y/o dos insertos (109a, 109b) de
separación, separados por dos zonas longitudinales (100a, 100b) de
unión, diametralmente opuestas, en las que el conducto interior
(114) y el conducto exterior (115) están adheridos uno a otro,
teniendo cada zona longitudinal una sección transversal cuyo sector
angular está comprendido entre 5º y 20º, y/o un solo inserto (209)
de separación que presenta una sección transversal que se extiende
en un ángulo comprendido entre 290 y 250º, adhiriéndose entre sí el
conducto interior (214) y el conducto exterior (215) en una zona
longitudinal (200) de unión que presenta una sección transversal que
se extiende en un ángulo comprendido entre 110 y 70º.
8. Conducto flexible (5) según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
conducto exterior (14) comprende, al menos, una válvula (21)
dispuesta en dicha abertura (25) del conducto exterior y destinada a
estar conectada con un conducto de alimentación de fluido a
presión.
9. Procedimiento de fabricación de un conducto
flexible (5) según una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque, sucesivamente, comprende:
- una etapa de fabricación de un conducto
interior (14) de elastómero en crudo,
- una etapa de colocación de, al menos, un
inserto (9) de separación sobre dicho tubo interior,
- una etapa de fabricación de un conducto
exterior (15) de elastómero en crudo sobre dicho inserto de
separación,
- una etapa de cocción simultánea del conducto
interior y del conducto exterior,
- una etapa eventual de corte del conducto
flexible a la longitud deseada,
comprendiendo dicho procedimiento, además, una
etapa de realización de, al menos, una abertura (25) a través del
conducto exterior al nivel de dicho inserto.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la etapa de colocación del inserto (9)
de separación consiste en colocar un inserto de separación de modo
que se extienda, al menos, hasta uno de los extremos de los
conductos interior (14) y exterior (15), la etapa de realización de
una abertura consiste en la colocación de una válvula (21) a través
del conducto exterior, consistiendo dicha colocación de la válvula
en separar los conductos interior (14) y exterior (15) entre sí al
deformar el conducto interior por medio de un útil separador (30)
insertado entre los conductos interior y exterior a través de sus
extremos antedichos, en practicar un agujero en el conducto exterior
separado del conducto interior, en insertar una válvula en dicho
agujero y que pase entre los dos conductos separados, y en fijar
dicha válvula al conducto exterior, comprendiendo dicho
procedimiento una etapa de ensamblaje hermético de dichos extremos
de los conductos exterior (15) e interior (14).
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