ES2242773T3 - Dispositivo para sujetar un tubo o barra. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para sujetar la pared externa de un tubo o barra que comprende un cuerpo tubular (1, 2) que presenta por lo menos un extremo abierto para el inserto de un tubo o barra, una jaula (8) con unas bolas (9) o rodillos que cooperan con una primera parte de pared interna cónica (11) del cuerpo, y unos medios elásticos (10), preferentemente un muelle (10), para empujar la jaula (8) en un sentido axial para provocar que las bolas (9) o rodillos sujeten la pared externa de un tubo o barra insertado, caracterizado porque comprende un elemento compresible (4) situado en el cuerpo (1, 2) y que coopera con una segunda parte de pared interna cónica (14) del cuerpo o de un elemento de retención elástico coaxial (3) alojado en el cuerpo (1, 2) y móvil en relación a éste cuando se produce un aumento de la presión del fluido en el cuerpo para sujetar así también la pared externa del tubo o barra insertado.

Description

Dispositivo para sujetar un tubo o barra.

La presente invención se refiere a un dispositivo para sujetar la superficie de la pared externa de un tubo o de una barra y particularmente, aunque no de modo exclusivo, a un conector adaptado para recibir y retener un extremo de un tubo para la conexión de fluidos a otro extremo de tubo o a un punto de suministro.

Son conocidos dispositivos de este tipo como el que se describe y se ilustra en el documento nº US-A-1 337 288 para que sujeten la superficie de la pared exterior de un tubo, que incluyen un cuerpo que presenta una parte de pared cónica internamente, y una jaula con bolas o rodillos que cooperan con la parte de pared cónica para moverse de este modo hacia el interior y sujetar la pared del tubo para impedir su extracción del dispositivo. En los dispositivos de este tipo la jaula está tensada por un muelle en un sentido para provocar que las bolas o los rodillos sujeten la pared, pero en muchos ejemplos de este tipo, cuando se aplica la presión del fluido en el interior del dispositivo hay una tendencia a que el tubo deslice y se mueva longitudinalmente aproximadamente 5 mm o más. Este movimiento provoca que las bolas o los rodillos se empotren parcialmente en la pared del tubo, lo que hace difícil la posterior extracción del tubo del dispositivo y a menudo es una desventaja que la pared externa del tubo se deforme parcialmente o quede marcada por las bolas o los rodillos.

Un objeto de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de sujeción de este tipo como conector de tubos en donde se eviten sustancialmente las desventajas mencionadas anteriormente.

Según la presente invención está previsto un dispositivo para sujetar la superficie de la pared externa de un tubo o de una barra, que comprende un cuerpo tubular que presenta por lo menos un extremo abierto para el inserto de un tubo o barra, una jaula dentro del cuerpo tubular con bolas o rodillos que cooperan con una primera parte de pared interna cónica del cuerpo, y unos medios elásticos para empujar la jaula en un sentido axial para provocar que las bolas o los rodillos sujeten la pared externa de un tubo o barra insertado; caracterizado por un elemento compresible ubicado en el cuerpo y que coopera con una segunda parte de pared interna cónica del cuerpo y móvil en relación a éste cuando se produce un aumento de la presión del fluido en el cuerpo para sujetar de este modo también la superficie de la pared externa del tubo o barra insertado.

Preferentemente el elemento compresible presenta una superficie de contacto para hacer un contacto circunferencial sustancialmente completo con la pared externa del tubo o barra insertado.

El dispositivo puede incluir una junta tórica adaptada para formar un junta estanco entre la pared interna del cuerpo y la superficie de pared externa del tubo o barra insertado.

La jaula y el elemento compresible pueden presentar unas caras respectivas que cooperan para el movimiento axial simultáneo dentro del cuerpo.

El elemento compresible puede ser un manguito partida en dos circunferencialmente.

El cuerpo puede constar de partes del cuerpo separadas alineadas axialmente, cada una de las cuales es ajustable de un modo roscado con un elemento de retención del muelle coaxial alojado en el interior del cuerpo.

El cuerpo puede contener un anillo anti-extrusión alineado axialmente con el manguito partido en dos circunferencialmente, y un anillo cónico ubicado entre el anillo anti-extrusión y el manguito partido en dos circunferencialmente.

El cuerpo puede incluir un apoyo anular contra el que se puede colocar un extremo del tubo o barra insertado.

A continuación se describirá una realización de la invención, por medio de un único ejemplo, con referencia al dibujo que se adjunta que es un corte transversal a través de un conector de tubos hecho de acuerdo con la invención.

El conector consta de una primera parte de cuerpo tubular 1 que presenta una primera parte de pared interna cónica 11. Ajustado de un modo roscado dentro de un extremo de la parte del cuerpo 1 hay un elemento de retención elástico 3. Una rosca externa del elemento de retención 3 recibe una segunda parte de cuerpo tubular 2.

Hay ubicada una jaula de bolas 8 coaxialmente dentro de la parte del cuerpo 1 e incluye una brida circunferencial 12 dirigida hacia fuera que, junto con una brida 13 dirigida hacia el interior en el elemento de retención elástico 3, retiene un muelle helicoidal 10 mediante el cual la jaula 8 es empujada en la dirección axial para provocar que un número de bolas 9 del rodamiento se monten radialmente hacia el interior en la primera parte de la pared interna cónica 11. La jaula es retenida en la parte del cuerpo 1 por el encaje de la brida 12 con la parte de la pared 11.

La brida 13 del elemento de retención elástico 3 presenta una cara interna cónica 14 contra la que se ubica una cara externa cónica que se corresponde de un manguito circunferencial partida en dos 4 ubicada dentro de la parte del cuerpo 2 coaxial con ésta.

Haciendo tope con una cara extrema 15 del manguito 4 axialmente más lejana de la jaula 8 hay un anillo de metal 5 que presenta una cara cónica 16 contra la que se ubica una cara cónica correspondiente de un anillo anti-extrusión 6 preferentemente, si bien no exclusivamente, de Teflón (PTFE).

Desplazado axialmente a partir del anillo anti-extrusión 6 hay una junta tórica 7 que en funcionamiento forma una junta tensada a presión entre la pared interna de la parte del cuerpo 2 y un tubo que se inserta en el conector tal y como se describirá.

Se puede ver que la parte del cuerpo 1, la jaula de bolas 8, el muelle de retención 3 y el muelle 10 pueden ser ensamblados previamente, así como puede la parte del cuerpo 2, la junta tórica 7, los anillos 5 y 6 y el manguito partido en dos 4, después de lo cual uniendo las dos partes del cuerpo se forma el conjunto final.

Los materiales a partir de los que se construyen las partes del dispositivo son los típicos para dispositivos de este tipo. Por ejemplo, las partes del cuerpo 1 y 2 pueden ser de acero o de latón, el elemento de retención elástico 3 puede estar hecho de acero; las bolas 9 del rodamiento pueden ser de acero templado, el manguito partido en dos 4 puede ser de segmentos de acero templado con insertos de elastómero, la junta tórica 7 puede ser de goma natural o sintética; y el anillo 5 puede ser de latón.

Típicamente, un dispositivo de conexión tal y como se describe se puede utilizar con tubos de un diámetro de hasta 50 mm con presiones internas en la zona de 207 hasta 474 bars (3.000 a 6.000 psi), pero se prueban típicamente a una presión en exceso de 1379 bar (20.000 psi).

El conector se utiliza mediante el inserto de un extremo del tubo en el sentido de la flecha 17 lo que provoca que la jaula de bolas 8 se mueva contra el muelle 10 de tal modo que las bolas 9 del rodamiento se monten a lo largo de la pared externa del tubo que se ha insertado. Un apoyo anular 18 forma preferentemente, si bien no esencialmente, un paro extremo para el tubo con lo cual se retiene el tubo mediante la presión de un muelle 10 que actúa para provocar que las bolas 9 del rodamiento formen una sujeción en la pared externa del tubo que se ha insertado pero con presión insuficiente para llegar a empotrarse en ésta.

En el presente ejemplo la parte del cuerpo 2 presenta una parte extrema 19 que se puede conectar a otra tal y como un dispositivo de conexión o a una lumbrera para el transporte de fluido a presión.

Cuando la presión del fluido aumenta en el interior de la parte del cuerpo 2, la junta tórica 7 es forzada contra los anillos 6 y 5, provocando así a su vez que el manguito partido en dos 4 se monte hacia el interior en la cara interna cónica 14 del elemento de retención elástico 3 para ser comprimido por éste y sujete firmemente la pared externa del tubo sustancialmente alrededor de la totalidad de la circunferencia de éste. Esta acción de sujeción sirve para impedir cualquier tendencia del tubo, a presión, de moverse en un sentido opuesto a la flecha 17 que de lo contrario provocaría que las bolas 9 del rodamiento se incrustasen en la pared del tubo. En un conector de tubos convencional típico que presenta sólo una jaula de bolas o rodillos, un movimiento de este tipo puede ser tan grande como 5 mm en la dirección axial mientras que con la presente disposición cualquier movimiento de este tipo se espera que sea insignificante y ciertamente no mayor de 1 mm. Esto es una ventaja considerable cuando se construyen, por ejemplo circuitos hidráulicos.

Puesto que se impide que las bolas 9 se amordacen excesivamente y que de este modo deformen la pared del tubo, se facilita la posterior extracción del tubo del conector mediante la introducción de una herramienta de extracción que empuja la jaula 8 contra el muelle 10, y se verá que la jaula 8 y el manguito partido en dos 4 presentan caras extremas cónicas 20 y 21 que cooperan respectivamente, de tal modo que la herramienta de extracción provoca que la jaula haga tope con el manguito y la mueva en el sentido de la flecha 17 para de este modo expandir y liberar el tubo.

Se apreciará que el manguito circunferencial partido en dos 4 está libre del tubo durante inicial y sólo sujeta la pared externa de éste cuando es comprimido por la cara cónica 14 en la aplicación de un aumento de la presión del fluido en el interior del dispositivo.

Una ventaja adicional del presente dispositivo es que es la presión interna del fluido la que proporciona la acción de sujeción y no son necesarias herramientas adicionales o similares para el apriete del dispositivo, a diferencia de algunos tipos de conectores de tubos donde es necesaria un giro relativo de las partes para sujetar el tubo. El dispositivo es, de este modo, auto-enclavable con un deslizamiento lineal mínimo del tubo en funcionamiento y una deformación o daño superficial de la pared del tubo reducidos considerablemente en vista del contacto circunferencial sustancialmente completo entre este último y el manguito partido en dos.

En funcionamiento, cualquier incremento adicional en la presión interna del fluido sirve sólo para provocar que el manguito partido en dos 4 agarre el tubo de un modo más firme.

Si bien el manguito 4 está ilustrado como que presenta una superficie de sujeción dentada interna, en algunos casos es suficiente una superficie interna lisa.

Puesto que los apoyos de bolas no sujetan excesivamente la pared del tubo el conector es reutilizable, siendo, tal vez, el manguito partido en dos 4 la única parte que requiere que sea reemplazado en algunos casos.

Si bien la anterior descripción se refiere al dispositivo como un conector de tubos, sin embargo, con una formación diferente de la parte del cuerpo 2, puede servir como dispositivo de retención de un tubo o una barra, siendo introducido el fluido a presión en la parte del cuerpo 2 de tal modo que presione a la junta tórica 7 y a los anillos 6 y 5 hacia el manguito partido en dos 4. El fluido a presión se puede introducir a través de una lumbrera en la pared de la parte del cuerpo 2 ó, en el caso de una tubería a presión, por medio de una abertura en la pared de la tubería.

Claims (9)

1. Dispositivo para sujetar la pared externa de un tubo o barra que comprende un cuerpo tubular (1, 2) que presenta por lo menos un extremo abierto para el inserto de un tubo o barra, una jaula (8) con unas bolas (9) o rodillos que cooperan con una primera parte de pared interna cónica (11) del cuerpo, y unos medios elásticos (10), preferentemente un muelle (10), para empujar la jaula (8) en un sentido axial para provocar que las bolas (9) o rodillos sujeten la pared externa de un tubo o barra insertado, caracterizado porque comprende un elemento compresible (4) situado en el cuerpo (1, 2) y que coopera con una segunda parte de pared interna cónica (14) del cuerpo o de un elemento de retención elástico coaxial (3) alojado en el cuerpo (1, 2) y móvil en relación a éste cuando se produce un aumento de la presión del fluido en el cuerpo para sujetar así también la pared externa del tubo o barra insertado.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el elemento compresible (4) presenta una superficie de contacto adaptada para hacer un contacto circunferencial sustancialmente completo con la pared externa del tubo o barra insertado.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que incluye una junta tórica (7) adaptada para formar una junta estanco entre la pared interna del cuerpo (1, 2) y la superficie de la pared externa del tubo o barra insertado.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la jaula (8) y el elemento compresible (4) presentan unas caras respectivas que cooperan (20, 21) para el movimiento axial simultáneo dentro del cuerpo.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento compresible (4) es un manguito partido en dos circunferencialmente.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que el manguito partido en dos circunferencialmente consta de segmentos de acero templado con insertos de elastómero.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo (1, 2) consta de partes del cuerpo separadas, alineadas axialmente, cada una de las cuales es acoplable de un modo roscado con un elemento elástico de retención coaxial (3) alojado dentro del cuerpo.

8. Dispositivo según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en el que el cuerpo (1, 2) contiene un anillo anti-extrusión (6) alineado axialmente con el manguito partido en dos circunferencialmente (4), y un anillo cónico (5) ubicado entre el anillo anti-extrusión (6) y el manguito partido en dos circunferencialmente (4).

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo (1, 2) incluye un apoyo anular (18) contra el que se puede colocar un extremo del tubo o barra insertado.