ES2248123T3 - Tubo para tuberias, especialmente para medios corrosivos o abrasivos. - Google Patents

Abstract

Tubo (10) para tuberías, especialmente para medios corrosivos o abrasivos (16) con una pared (11), que delimita una cavidad (15) para la conducción del medio (16) a través de la misma, en el que la superficie de contacto (20) de la pared (11) presenta goma hacia la cavidad (15), en el que la pared (11) está constituida esencialmente por goma (22) y en el que en la pared (11) está previsto un inserto de refuerzo (24), que garantiza una estabilidad dimensional del tubo (10), en el que adicionalmente está previsto un inserto de ampliación (23) entre el inserto de refuerzo (24) y la superficie de contacto (22) entre la pared (11) y la cavidad (15) del tubo (10) y en el que el inserto de ampliación (23) es un soporte de presión de tejido textil o metálico.

Description

Tubo para tuberías, especialmente para medios corrosivos o abrasivos.

La invención se refiere a un tubo para tuberías, especialmente para medios corrosivos o abrasivos con una pared, que delimita una cavidad para la conducción del medio a través de la misma, en el que la superficie de contacto de la pared presenta goma hacia la cavidad.

Para el transporte de líquidos o suspensiones se emplean con frecuencia tuberías. Estas tuberías están constituidas por conductos metálicos, por ejemplo tubos de acero. Las tuberías se pueden conducir sobre trayectos más largos, debiendo preverse soportes correspondientes en determinados puntos cuando las condiciones del suelo son irregulares.

Los tubos de acero incluso de buena calidad tienen problemas para transportar medios corrosivos o abrasivos. Los medios conducen a una destrucción rápida de las tuberías, finalmente al fallo y entonces deben sustituirse las tuberías.

Por lo tanto, se conoce emplear tubos de goma para tuberías de este tipo. Los tubos de goma están constituidos por un tubo de metal, que presenta en el interior una capa de goma a través de un procedimiento de producción muy costoso. Esta capa de goma está encolada o vulcanizada. La capa de goma se prolonga también hacia el interior en la zona de la pestaña en el extremo del tubo respectivo, de manera que también la superficie de la pestaña es protegida por la goma, puesto que, de lo contrario, se pueden producir allí efectos de corrosión y de abrasión.

Las tuberías con tubos de goma se emplean en muchas instalaciones de la técnica química y, en principio, han dado buen resultado. Un punto débil de las tuberías de goma es su sensibilidad frente a tensiones, que actúan sobre las tuberías. Estas tensiones conducen a que la capa de goma tenga tendencia a desprenderse desde la capa de metal que la rodea y que la envuelve, de manera que la tubería es defectuosa y debe sustituirse de nuevo.

En el caso de recubrimiento interior de tubos con plástico, el documento DE 24 18 797 A1 establece, además, la tendencia al desprendimiento en virtud del comportamiento de contracción del plástico.

Otro problema técnico en los tubos de goma consiste en que los espesores de la capa de goma que se pueden aplicar en el engomado del tubo son limitados. Esto conduce a que los tubos engomados para el transporte de medios fuertemente abrasivos o de desgaste tengan el inconveniente de que la capa de goma prevista para la protección se desgasta muy rápidamente en virtud de su espesor de pared desafortunadamente sólo reducido y, por lo tanto, falla la tubería.

Además, los procedimientos para la fabricación de estas tuberías engomadas son muy intensivos de trabajo y costosos. Este gasto se incrementa, además, en gran medida cuando deben revestirse con goma las tuberías con diámetros mayores y, además, no es posible tampoco equipar tubos de longitud limitada con un engomado sobre el lado interior, puesto que se reduce, naturalmente, la accesibilidad, vista desde los extremos del tubo.

No se podrían utilizar los tubos de plásticos, que se proponen en el documento DE 297 01 612 U1, es decir, para medios no abrasivos o corrosivos, ni tampoco los que propone el documento DE 39 07 785 A1 para cañerías de agua domésticas, igualmente para menos relativamente poco problemáticos. Tampoco los trenzados de apoyo metálicos, propuestos igualmente en el documento DE 297 01 612 U1 para la elevación de la resistencia a presiones crecientes en estos tubos de plástico conducen ni por lo más remoto a poder sustituir, por ejemplo, los tubos metálicos con engomado, puesto que falta ya la resistencia al desgaste. En ambos casos se trata exclusivamente de una reducción de los espesores de la pared por medio de insertos resistentes a la presión

El documento DE 24 18 797 A1 propone un tubo de material químico (también goma) provisto con una armadura, que se puede adaptar de una manera flexible a la configuración del terreno, donde las capas por fuera y por dentro de la armadura deben establecer una unión fija y de esta manera deben compensar, a ser posible, el comportamiento de contracción.

El documento WO 99/11960 A1 propone una manguera resistente a la corrosión y al fuego, que está constituida por capas de goma con capas de refuerzo dispuestas en medio y que debe servir para el empleo en el cuerpo de bomberos y para fines de extinción de incendios sobre islas de tubos y barcos. En este caso, deben formarse patrones en forma de rombo a partir de hilos individuales que se cruzan bajo un ángulo de 54º, los cuales forman las capas de refuerzo. El ángulo de 54º es esencial para estas mangueras, puesto que, de acuerdo con el calibre de la estructura de la manguera, este ángulo es importante para una flexibilidad máxima de la manguera y para el comportamiento bajo presión y las mangueras deben arrollarse sobre tambores para el transporte.

En el transporte de medios corrosivos y abrasivos sobre trayectos más largos es esencial la estabilidad de la dimensión. En la práctica, sólo se contemplan tubos auto-portantes. Debe excluirse una movilidad del tubo, puesto que las construcciones de apoyo son muy costosa cuando no se utilizan tubos auto-portantes sobre el soporte. Por lo tanto, el empleo de mangueras no se contempla en general.

En cambio, el cometido de la invención es proponer un tubo para una tubería, que es menos costosos y que, a pesar de todo, es equivalente a los tubos de metal convencionales en la fiabilidad y en otros requerimientos.

Este cometido se soluciona a través de un tubo para tuberías, especialmente para medios corrosivos o abrasivos, con una pared, que delimita una cavidad para la conducción del medio a través de la misma, en el que la superficie de contacto de la pared presenta goma hacia la cavidad, en el que la pared está constituida esencialmente por goma y en el que en la pared está previsto un inserto de refuerzo, que garantiza una estabilidad dimensional del tubo, en el que adicionalmente está previsto un inserto de ampliación entre el inserto de refuerzo y la superficie de contacto entre la pared y la cavidad del tubo y en el que el inserto de ampliación es un soporte de presión de tejido textil o metálico.

Con una concepción de este tipo, se puede solucionar la problemática de una manera sorprendente. Se obtiene un tubo auto-portante, que cumple todos los requerimientos, que se plantean a las tuberías metálicas convencionales. Además, la superficie de contacto para los medios corrosivos o abrasivos está constituida por goma. La pared interior del tubo, que entra en contacto con estos medios, está constituida, en efecto, por goma de la misma manera que las tuberías de goma convencionales y, por lo tanto, puede resistir también las solicitaciones internas. Las ventajas de las tuberías metálicas con engomado interior se aplican, por lo tanto, en toda su extensión también en la invención.

En cambio, se suprimen los inconvenientes de las tuberías de goma. Así, por ejemplo, el tubo según la invención es insensible contra tensiones y solicitación a impacto. Mientras que los espesores de pared de las capas de goma en las tuberías engomadas están sometidos a una limitación, el tubo según la invención se puede prever son una limitación de este tipo. Está constituido esencialmente de goma, de manera que un deterioro tampoco puede conducir a desgaste con corrosión siguiente. Además, se obtienen también aquellas ventajas que tiene en otro caso una manguera frente a un tubo de metal engomado, tales como una insensibilidad frente a tensiones y frente a solicitación a impacto.

Mientras que las mangueras, como ya se ha indicado, no se contemplan para estos fines de aplicación, los tubos que están constituidos, según la invención, esencialmente por goma, no están sometidos a estas limitaciones. En virtud de su rigidez, se pueden tender como un tubo de metal engomado, es decir, que no es necesario retenerlo por medio de construcciones de apoyo entre los puntos de apoyo individuales del tubo. Es suficientemente estable en la dimensión en cualquier relación, de manera que no se comba en una medida inadmisible entre los puntos de apoyo.

A diferencia de los conductos de plástico conocidos, por ejemplo, a partir del documento DE 39 07 789 A1 o del documento DE 297 01 612 U1 o de los tubos armados flexibles del documento DE 24 18 797 A1 y de las mangueras de extinción de incendios conocidas a partir del documento WO 99/11960 A1, tampoco está prevista sólo una capa de ampliación que tiene como finalidad una reducción del espesor de pared, una mejora del comportamiento de contracción o la elevación de la resistencia a la presión. En su lugar, está previsto un inserto de refuerzo, que conduce a una estabilización de la dimensión, es decir, lo opuesto a la flexibilidad.

En una forma de realización preferida, adicionalmente al inserto de refuerzo está prevista todavía una capa de ampliación. Dos componentes diferentes y, por lo tanto, que se pueden dimensionar y seleccionar también de forma independiente entre sí sirven entonces, por una parte, para el refuerzo y estabilización de la forma y, por otra parte, para la resistencia, un criterio totalmente diferentes.

Frente a un tubo metálico engomado, se obtiene en el tubo según la invención todavía adicionalmente la ventaja de que es esencialmente más ligero.

Esto simplifica el transporte y reduce también los costes que se ocasionan en este caso. No se necesitan aparatos elevadores pesados u otras herramientas pesadas. Lo mismo se aplica durante la carga y descarga durante el transporte.

A través de la invención es posible utilizar las propiedades favorables del material de goma en campos que no eran accesibles hasta ahora en virtud de las dificultades para la fabricación de tuberías de goma grandes.

Especialmente preferido es que los tubos según la invención estén constituidos desde el interior hacia el exterior por un alma, que está constituida por goma resistente a la corrosión o por goma resistente a la abrasión, a continuación por un soporte de presión de tejido textil o metálico, a continuación por un inserto de refuerzo y, finalmente, por una cubierta de goma resistente a la intemperie y al medio ambiente.

También es posible prever capas intermedias adicionales entre estas cuatro capas descritas anteriormente de goma, tejido y/o alambres de acero.

El inserto de refuerzo puede estar constituido por chapas perforadas. Estas chapas perforadas pueden estar colocadas sobre un inserto de ampliación, cubierto, dado el caso, con una capa de goma, de manera que la manguera está rodeada radialmente esencialmente sobre su periferia.

De una manera alternativa, también es posible equipar el inserto de refuerzo con bandas de chapa, que se colocan en espiral sobre un inserto de ampliación. Las bandas de chapa se extienden en este caso con preferencia desde un extremo del tubo hasta el otro, siendo colocada una banda de chapa en espiral opuesta para cada banda de chapa colocada en espiral y siendo soldadas las bandas de chapa entre sí en los puntos de cruce.

Con preferencia, los tubos son equipados en los extremos con pestañas de goma, que se montan, dado el caso, con insertos de refuerzo.

En este caso, se prevé con preferencia que los insertos de ampliación del tubo se extiendan hasta las pestañas y de esta manera garantice una unión por aplicación de fuerza entre el tubo de goma y la pestaña. Las pestañas de goma pueden configurarse con preferencia en su superficie de obturación por la misma goma de la que está constituida el alma del tubo de goma. De esta manera, se obtiene una calidad homogénea de las superficies de obturación de la pestaña y del alma.

Otra forma de realización ventajosa de las pestañas es la configuración de cordones de goma en los extremos del tubo, que están dimensionados de tal manera que las pestañas de acero se pueden colocar detrás de los mismos y forman de esta manera una unión por aplicación de fuerza entre tubo y pestaña. Los cordones de goma se extienden como anillo alrededor de un extremo de tubo respectivo y contienen un núcleo de acero. Los insertos de ampliación del tubo rodean el núcleo de acero y forman una unión por aplicación de forma entre cordón y tubo. Los cordones están configurados en su superficie exterior de tal manera que forman una superficie de obturación a partir de la goma de la que está constituido el alma de goma del tubo.

En una variante, el inserto de refuerzo está constituido por tejido textil o metálico, que está montado en el tubo de goma, de tal manera que las urdimbres del tejido se extienden esencialmente paralelas y perpendiculares al eje del tubo. En este caso, se montan con preferencia al menos dos insertos de tejido con diferente dirección de avance de los hilos de urdimbre.

El inserto de refuerzo puede estar constituido por alambres de acero para muelles, que se colocan en espiral alrededor del inserto de ampliación. El inserto de ampliación puede estar cubierto de nuevo con una capa de goma. Los alambres de acero para muelles se extienden en este caso de nuevo desde un extremo del tubo hasta el otro extremo, siendo colocada para cada espiral de una manera correspondiente una espiral opuesta. Los alambres de acero para muelles están unidos entre sí en los puntos de cruce. De esta manera, se eleva adicionalmente la estabilidad dimensional.

El ángulo formado por los dos alambres de acero para muelles en el punto de cruce debería desviarse lo más claramente posible de 54º, siendo especialmente menor que 45º o mayor que 60º. Un ángulo de 54º tiene tendencia a la flexibilidad, que no es precisamente deseable según la invención.

De una manera alternativa, el inserto de refuerzo está constituido por alambres de acero, que se colocan esencialmente paralelos y perpendiculares al eje del tubo sobre el inserto de ampliación.

También es posible equipar el tubo de tal forma que presenta una o varias salidas, que están configuradas, por su parte, de la misma forma, de manera que resulta una pieza en T o una pieza en cruz.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una representación en perspectiva de un objeto de aplicación típico de un tubo de este tipo, y

La figura 2 muestra una sección transversal esquemática a través de un tubo según la invención.

La figura 3 muestra una representación esquemática de una vista de una forma de realización preferida de un tubo.

La figura 1 muestra un caso de aplicación típico, como se representa en la práctica. En el terreno irregular de una gravera debe transportarse desde una estación de descarga A una cantidad determinada, por ejemplo de una mezcla de grava, arena y agua, hasta un lugar B. Sin embargo, el suelo es extraordinariamente irregular, estando previstas aquí diferencias de altura de varios metros, que se han producido, por ejemplo, con anterioridad a través de la desintegración de la grava. Estas diferencias de altura deben cubrirse, puesto que el medio correspondiente no puede ni debe ser transportado cuesta arriba y cuesta abajo. Por este motivo, no se pueden emplear, por ejemplo, mangueras. Por consiguiente es necesario tender un tubo 10 desde el lugar A hasta el lugar B. Este tubo es convencionalmente en el estado de la técnica u tubo metálico o tubo de plástico. No obstante, la apariencia de un tubo 10 según la invención no es idéntica en esta representación.

La figura 2 muestra ahora una sección a través de un tubo 10 según la invención. Posee una pared 11 con periferia exterior de forma circular. Fuera de la pared 11 está previsto el aire ambiente. Por lo tanto, el material de la pared 11 debería preverse de tal forma que resista las oscilaciones exteriores de la temperatura y cumpla también otros requerimientos, que posibilitan, por ejemplo, un tendido.

Dentro de la pared 11 se encuentra, como es habitual, en general, en un tubo 10, una cavidad 15, que atraviesa el tubo 10 longitudinalmente y posee una sección transversal constante y una periferia de forma circular. En la cavidad 15 circula el medio 16, que puede ser un medio abrasivo o corrosivo, en la figura 1, por ejemplo, una mezcla de grava, arena y agua. En otros casos, se puede tratar también de ácidos o lejías u otros productos químicos. En la figura 2 se indica que este medio 16 lleva la cavidad 15 aproximadamente hasta la mitad, pero son concebibles, naturalmente, también otros grados de llenado. El tubo 10 con su pared 11 puede estar tendido en cualquier posición discrecional. Se configura automáticamente una superficie de contacto 20 entre la cavidad 15 y la pared 11. Toda la superficie de contacto 20 puede entrar en contacto con el medio 16 cuando la cavidad 15 está totalmente llena. Pero también hay que tener en cuenta que no se puede decir desde el principio en qué posición se tiende el tubo 10, para que toda la superficie de contacto 20 esté regularmente en posición, para resistir las solicitaciones a través del medio 16.

La pared 11 propiamente dicha está constituida esencialmente por goma 22. Por "esencialmente" se entienden aquí porcentajes del 50%, especialmente claramente superiores a 80 %. Especialmente en la proximidad de la superficie de contacto 20, pero también sobre la periferia exterior de la pared 11, la pared 11 está constituida de forma prácticamente exclusiva por goma 22. Las porciones que no son de goma están todas en el interior de la pared 11 y entran en contacto de nuevo con el entorno exterior todavía con el medio 16.

Estas porciones que no están constituidas por goma son en primer lugar un inserto de refuerzo 24. Esta instalación de refuerzo 24 puede estar constituida, por ejemplo, por chapas perforadas p, en cambio, por un trenzado de hilos de urdimbre de un tejido textil o metálico o por alambres de acero para muelles, que pueden estar insertados en diferente orientación en la goma 22 de la pared 11.

Esta instalación de refuerzo 24 está en condiciones de proporcionar estabilidad dimensional a todo el tubo. Por lo tanto, se comporta como un tubo y no como una manguera, lo que no es previsible con respecto al material de "goma" tampoco para un técnico y en primer lugar es sorprendente.

El inserto de ampliación 23, que está constituido por tejido textil o metálico, absorbe las fuerzas de presión y tracción durante el funcionamiento del tubo 10 y las transmite a las pestañas.

Pero especialmente en el caso de utilización de chapas perforadas como inserto de refuerzo 24 se ve claro inmediatamente que de este modo se puede conseguir la estabilidad dimensional deseada. Esta estabilidad no sólo se consigue en dirección radial, en la que la chapa perforada rodea simétricamente la cavidad 15 y en concreto con preferencia totalmente en un círculo cerrado. También en dirección axial se obtiene una estabilidad dimensional, siendo contrarrestados de esta manera en gran medida los efectos completos de obstrucción, curvatura y flexión.

A pesar de todo, tubo 10 mantiene una estabilidad a través de su configuración, esencialmente de goma. Se puede doblar fácilmente para compensar las irregularidades en la estructura de la construcción de apoyo. De esta manera, se suprimen los trabajos costosos de soldadura y adaptación.

Pero no sólo en las chapas perforadas, sino también en los tejidos y trenzas mencionadas y también en los alambres de acero o alambres de acero para muelles dobles en espiral opuesta se pueden conseguir una estabilidad dimensional de este tipo.

En este caso, se generan uniones entre los varios alambres o hilos de urdimbres de tejidos, por ejemplo a través de uniones de soldadura, antes de que los alambres correspondientes, que forman posteriormente el inserto de refuerzo 24, estén rodeados por la masa de la goma 22 durante el proceso de fabricación del tubo 10.

La figura 3 muestra de forma puramente esquemática una disposición de este tipo de dos alambres de acero para muelles 31 y 32, que rodean dentro de la pared 11 en forma de espiral la cavidad 15. Estos dos alambres de acero para muelles 31 y 32 están conectados entre sí en diferentes puntos de cruce 33. De esta manera, se mantienen elásticos en ciertos márgenes, pero son en gran medida resistentes frente a desplazamientos axiales elásticos.

Con otros tubos según la invención se pueden tender tuberías, que se pueden emplear de una manera sencilla como tubos metálicos convencionales. No tienen que preverse construcciones de apoyo costosas como en el caso de las mangueras, sino que los tubos según la invención se pueden colocar también auto-portantes sobre soportes, cuando se requiere para cubrir trayectos especialmente grandes.

En virtud de la movilidad existente en cierta medida en determinadas secciones del tubo entre sí es incluso posible componer de una manera homogénea una tubería, por ejemplo en la industria del transporte de grava exclusivamente por tubos de este tipo y de esta manera incrementar claramente la duración de vida de toda la tubería. Los tubos son suficientemente estables en las dimensiones y no se comban, por ejemplo, entre los puntos de apoyo. Se mantiene constante un transporte a través del tubo.

Claims (14)

1. Tubo (10) para tuberías, especialmente para medios corrosivos o abrasivos (16) con una pared (11), que delimita una cavidad (15) para la conducción del medio (16) a través de la misma,

en el que la superficie de contacto (20) de la pared (11) presenta goma hacia la cavidad (15),

en el que la pared (11) está constituida esencialmente por goma (22) y

en el que en la pared (11) está previsto un inserto de refuerzo (24), que garantiza una estabilidad dimensional del tubo (10),

en el que adicionalmente está previsto un inserto de ampliación (23) entre el inserto de refuerzo (24) y la superficie de contacto (22) entre la pared (11) y la cavidad (15) del tubo (10) y en el que el inserto de ampliación (23) es un soporte de presión de tejido textil o metálico.

2. Tubo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto de refuerzo (24) está constituido por una o varias chapas que están dispuestas radialmente en la pared (11).

3. Tubo según la reivindicación 2, caracterizado porque las chapas son chapas perforadas.

4. Tubo según la reivindicación 2, caracterizado porque las chapas están previstas en forma de bandas de chapa, que están colocadas en espiral, en el que las bandas de chapa se extienden desde un extremo del tubo (10) hasta el otro extremo y para cada una de las bandas de chapa colocadas en espiral está prevista una banda de chapa en espiral en sentido opuesto, y porque las bandas de chapa están unidas entre sí en los puntos de cruce.

5. Tubo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto de refuerzo está constituido por alambres de acero para muelles, que están dispuestos en espiral de tal forma que los alambres de acero para muelles se extienden desde un extremo del tubo (10) hasta el otro extremo, estando prevista una espiral opuesta para cada alambre de acero para muelles dispuesto en forma de espiral, y porque los alambres de acero para muelles están conectados entre sí en sus puntos de cruce.

6. Tubo según la reivindicación 5, caracterizado porque los alambres de acero para muelle se cortan bajo un ángulo que es claramente diferente de 54º, especialmente menor que 45º o mayor que 60º.

7. Tubo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto de refuerzo (24) está constituido por alambres de acero, que están dispuestos radiales esencialmente paralelos y perpendiculares al eje del tubo (10) y porque los alambres de acero están conectados entre sí en sus puntos de cruce.

8. Tubo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto de refuerzo (24) está constituido por tejido textil o metálico, porque el tejido presenta hilos de urdimbre, y porque los hilos de urdimbre del tejido se extienden radiales esencialmente paralelos y perpendicularmente al eje del tubo (10), y porque están previstos al menos dos insertos de tejido con diferente dirección de avance de estos hilos de urdimbre.

9. Tubo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstas otras capas intermedias de goma, tejido y/o alambres de acero.

10. Tubo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en al menos uno de los extremos del tubo (10) están previstas pestañas de goma, porque las pestañas de goma se configuran al menos en su superficie de obturación de la misma goma, a partir de la cual está constituida la goma (22) de la pared (11) del tubo (10), y porque los insertos de ampliación (23) dado el caso presentes se extienden hasta las pestañas.

11. Tubo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en al menos uno de los extremos del tubo (10) están previstos cordones de goma, y porque los cordones de goma están dimensionados de tal forma que las pestañas de acero se pueden colocar detrás de ellas y de esta manera forman una unión por aplicación de fuerza entre el cuerpo principal del tubo (10) y una pestaña.

12. Tubo según la reivindicación 11, caracterizado porque los cordones de goma se extienden como anillo alrededor del extremo respectivo del tubo (10) y contienen un núcleo de acero, porque los insertos de ampliación (23) rodean el núcleo de acero, y porque los cordones de goma forman una superficie de obturación.

13. Tubo según la reivindicación 12, caracterizado porque la superficie de obturación está configurada de la misma goma, de la que está constituida la goma (22) de la pared (11) del tubo (10).

14. Tubo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstas una o varias derivaciones o salidas, que están configuradas de la misma forma que el tubo (10), de manera que resulta una pieza en T o una pieza de cruce.