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Title:
SYSTEM FOR PRODUCING INTEGRAL OPENINGS FOR BIAXIALLY ORIENTED PLASTIC PIPES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/087235
Kind Code:
A1
Abstract:
The system is provided for producing integral openings in oriented pipes, with the possibility of adjusting and distributing the thicknesses of the opening as desired and allowing the customarily weaker areas to be strengthened without increasing production process times. Basically, it comprises a supporting body (1) and a runner (2) sliding axially inside the body (1) with its conical inner end (4) provided with heating means (6), furthermore comprising a sliding rod (8) for pushing the corresponding preform (11), said rod having a central axial hole (9) for the introduction of expansion and cooling fluid, whilst the sliding runner (2) has holes (7) for the entry of a lubricating fluid.

Inventors:
MUNOZ DE JUAN IGNACIO (ES)
Application Number:
PCT/ES2007/070010
Publication Date:
July 24, 2008
Filing Date:
January 18, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MOLECOR TECNOLOGIA SL (ES)
MUNOZ DE JUAN IGNACIO (ES)
International Classes:
B29C57/02; B21D26/02; B29C49/42
Domestic Patent References:
WO2002000926A22002-01-03
WO1998056567A11998-12-17
Foreign References:
US3160130A1964-12-08
US3929958A1975-12-30
ES2132365T31999-08-16
EP0930148A11999-07-21
US4340344A1982-07-20
AU9000265W1990-06-21
Other References:
See also references of EP 2103415A4
Attorney, Agent or Firm:
PONS ARIÑO, Ángel (Madrid, ES)
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Claims:

REIVINDICACIONES

1.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tuberías de plástico biaxialmente orientadas, que estando previsto para su acoplamiento a un molde de orientación molecular de tuberías, permitiendo conformar una embocadura de un tubo de plástico, con alojamiento para juntas de estanqueidad, con posibilidad de modular y regular cualquier distribución de espesores de Ia propia embocadura, se caracteriza porque comprende: un cuerpo soporte (1) a través del cual se efectúa el acoplamiento al molde; un patín (2) coaxial y deslizante axialmente en el interior de dicho cuerpo soporte (1), presentando ese patín (2) el extremo interno con una configuración cónica exterior (4); unos medios de calentamiento (6) del propio patín (2), así como pequeños orificios (7) realizados axialmente en éste, para entrada de un fluido lubricante; un vastago deslizante (8) para empuje hacia delante de Ia proforma o tubo de plástico (11) en el interior del molde, estando dotado dicho vastago (8) de un orificio axial y central (9) para entrada y salida de fluidos; comprendiendo además unos medios de sujeción (10) previstos en el vastago deslizante (8), para inmovilizar Ia proforma o tubo de plástico (11) en el proceso de orientación o abocardado de éste.

2.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tuberías de plástico biaxialmente orientadas, según reivindicación 1 a , caracterizado porque el patín deslizante (2) y vastago deslizante (8), son accionados axialmente en su desplazamiento por actuadores tales como cilindros o elementos mecánicos roscados de manera tal que Ia relación de velocidades entre sí provoca que los espesores de Ia embocadura a conformar queden distribuidos a conveniencia del operador, por aportación

de material de Ia pro forma o tubo de plástico (11) durante Ia expansión y distribución del material sobre Ia estampa de Ia proforma.

3.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tuberías de plástico biaxialmente orientadas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de calentamiento (6) están incorporados en el propio patín deslizante (2) para mantener a éste a Ia temperatura de orientación preestablecida.

4.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tuberías de plástico biaxialmente orientadas, según reivindicación 3 a , caracterizado porque los medios de calentamiento (6) son susceptibles de ser eléctricos o a base de circulación de un fluido caliente.

5.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tuberías de plástico biaxialmente orientadas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el patín deslizante (2) cuenta con medios de tope (3) y (5) limitadores del desplazamiento hacia delante y hacia atrás en el interior del cuerpo soporte (1).

6.- Sistema para Ia fabricación de embocaduras integradas para tubería de plástico biaxialmente orientadas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de sujeción (10) para Ia inmovilización del tubo de plástico o proforma (11) están constituidos por unas garras mecánicas.

Description:

SISTEMA PARA LA FABRICACIóN DE EMBOCADURAS INTEGRADAS PARA TUBERíAS DE PLáSTICO BIAXIALMENTE ORIENTADAS

D E S C R I P C I ó N

OBJETO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere a un sistema para Ia fabricación de embocaduras de forma integral en tubos orientados, con Ia posibilidad de regular y distribuir los espesores a voluntad de Ia embocadura, permitiendo reforzar las zonas tradicionalmente más débiles, sin incrementar los tiempos del proceso de fabricación y con una eficiencia energética óptima.

El objeto de Ia invención es conformar las embocaduras con alojamiento para juntas de estanqueidad en un tubo de material plástico molecularmente orientado, integradas dentro de Ia propia producción de los sistemas discontinuos.

La invención queda englobada dentro del campo de los procesos de fabricación de perfiles molecularmente orientados, en particular dentro de los sistemas discontinuos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

La orientación molecular es un proceso por el cual, aplicando una deformación mecánica a un tubo o proforma previamente extrusionado, en unas condiciones adecuadas de temperatura, presión, velocidad de deformación y radio de deformación principalmente, se produce una modificación sustancial de sus propiedades mecánicas, principalmente Ia sigma del material, Ia resistencia al impacto, mejora de creep, resistencia a Ia

propagación de grietas, mejora del módulo de Young, etc.

Con dicho proceso de orientación molecular se consigue un tubo ultraresistente, con menos materia prima y con unas prestaciones iguales o superiores, gracias a Ia mayor resistencia del material. Existen diversos métodos o sistemas para Ia fabricación de perfiles tubulares, los cuales pueden agruparse en dos grandes categorías: Sistemas continuos o en línea y sistemas discontinuos.

Principalmente, los sistemas discontinuos se basan en producir Ia orientación molecular "elemento a elemento", Io cual se consigue mediante una expansión de Ia proforma dentro de un molde que aporta Ia forma definitiva del perfil tubular.

Los procesos en línea son radicalmente distintos y Ia orientación se produce de forma continua y simultáneamente a Ia de extrusión propiamente dicha, no produciéndose ninguna interrupción en el proceso, ni stock intermedios, etc.

Los tubos orientados deben unirse uno con otro para formar Ia línea de conducción y pueden hacerlo de dos formas: mediante manguitos, que son piezas independientes de interconexión que Io hacen sobre tuberías de sección constante y circular, o mediante Ia formación de una embocadura en cada tubo que permite introducir un extremo con un tubo dentro de otro, teniendo cada tubo sus dos extremos distintos, uno de forma lisa y otro de forma con embocadura, y de esta forma se constituye Ia línea, de manera que en esta embocadura existe espacio suficiente para alojar una junta de estanqueidad de material flexible, que asegura un cierre hermético de Ia red. Los procesos continuos o en línea, por su naturaleza, requieren que el proceso de embocadura sea un proceso aparte del de Ia orientación, por Io cual se requieren máquinas especiales que en una fase posterior a Ia de orientación realizan Ia embocadura.

Los procesos discontinuos permiten que Ia embocadura se realice de forma integral, es decir, se conforme en el mismo instante en el que se conforma el tubo, o bien sea realizada de forma similar a Ia anteriormente descrita, como un proceso externo al de orientación del propio tubo. Pueden citarse numerosos documentos de patentes para realización de embocaduras no integrales, como un proceso extra, siendo representativas:

La patente de invención WO200200926, que desarrolla un sistema de calentamiento del tubo orientado por agua, limitando Ia zona de calentamiento con dos tapones para que una vez calentado y por presión se conforme el tubo contra una estampa que aporta Ia forma. Posteriormente se enfría Ia proforma y se extrae el agua. El sistema descrito en esta patente de invención permite una buena regularidad de temperatura, pero es muy lento y adolece de un control de espesores. Igualmente puede citarse Ia patente EP0930148 en Ia que en el calentamiento se establece una máquina que calienta Ia zona a conformar del tubo, a una temperatura similar a Ia de Ia orientación. Posteriormente se introduce interiormente un elemento expansor apuntado, que provoca que el material calentado y en estado plástico se conforme contra Ia silueta de este elemento expansor, para ser refrigerado entonces por debajo de Ia temperatura de transición del plástico-sólido. Una vez enfriado, se escamotean las partes que conforman el alojamiento de Ia junta de goma, hasta tener el elemento expansor una sección constante, y este elemento sale del interior del tubo ya conformado. Dentro de los sistemas para Ia realización de juntas integrales, se pueden citar las patentes US4340344, WO9856567 y WO AU9000265. En todos los casos el sistema consiste en que, en uno de los extremos del molde, se realiza una cavidad donde al expandir el tubo, se expande una

parte del tubo sobre esta sección, dando lugar a Ia embocadura, siendo posteriormente enfriada ésta por contacto del metal del tubo sobre el molde.

Debido a que se parte de una proforma de sección constante, cuando se produce Ia embocadura, en las zonas donde Ia expansión es mayor, debido a que el diámetro final alcanzado Io es, se produce lógicamente un adelgazamiento de Ia pared del tubo conformado, ya que Ia misma cantidad de material debe repartirse sobre una superficie mayor. Esta parte coincide con Ia parte superior del alojamiento de Ia junta, que es precisamente Ia parte que debe soportar más cargas axiales y es más sensible a impactos o accidente en obra. En resumen, Ia parte que debería ser Ia más fuerte, por motivos naturales del proceso es, en cuanto a los espesores, Ia más débil. Es decir, Ia parte superior del perfil, por su diámetro superior, queda adelgazada tras Ia elaboración de Ia embocadura, al igual que el perfil en general, debido a su mayor diámetro respecto a Ia sección constante del tubo. Este fenómeno, común a todos los sistemas, constituye un auténtico problema, ya que no sólo es el punto débil del tubo, sino que debido a que Ia normativa exige unos espesores mínimos en cualquier punto del tubo. Este adelgazamiento ocasiona a veces tener que regruesar todo el tubo, con un gasto extra de materia prima improductiva, sólo para cumplir con dicha norma en el referido punto de Ia embocadura.

Las máquinas que forman Ia embocadura de forma independiente tratan de suavizar este efecto al máximo, pero en ningún caso resuelven el problema de forma definitiva.

Además, ocurre que las referidas máquinas son muy complejas y costosas, siendo Ia operación muy cara en cuanto a las inversiones necesarias para su ejecución, debiendo tener igualmente en cuenta los tiempos de proceso que resultan lentos, pudiendo constituir un cuello de botella en las operaciones.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

La presente invención propone un sistema sencillo que resuelve Ia problemática anteriormente expuesta, estando basado en unos medios que, acoplados a uno de los cierres del molde o cabezal permite Ia elaboración integral de Ia embocadura, aportando Ia importante novedad de poder realizar una distribución de espesores a voluntad dentro del perfil de Ia embocadura, incluso consiguiendo que Ia parte tradicionalmente más delgada de ese perfil, por Ia propia naturaleza del proceso, pase a ser, si se quisiera, Ia más gruesa y reforzada.

De acuerdo con el sistema de Ia invención se consigue Ia regulación de espesores dentro del proceso de embocadura integral, incluyendo los siguientes medios:

Un cuerpo central soporte, el cual está previsto para unirse al cuerpo del molde de orientación de tuberías. Una pieza deslizante o patín coaxial con forma cónica, que se desliza de forma axial, estando primeramente adelantada para a Ia hora de conformar Ia embocadura ir retirándose hacia atrás de forma progresiva.

Medios de calentamiento incorporados en dicha pieza deslizante o patín, para el calentamiento de éste, pudiendo ser dichos medios de calentamiento eléctricos, o bien a base de Ia circulación de algún fluido caliente o sistema apropiado, cuya finalidad es mantener al patín a Ia temperatura de orientación. Unos pequeños orificios en dicho patín o pieza deslizante para permitir Ia entrada de lubricante y facilitar el deslizamiento del

plástico sobre el patín, de manera que los comentados medios calefactores y los citados orificios determinan unos medios auxiliares que permiten el acondicionamiento de las piezas del conjunto del sistema para su óptimo comportamiento. - Unas garras mecánicas que fijan Ia tubería de plástico para que no se mueva durante el proceso de orientación o abocardado. Un vastago deslizante que empuja Ia proforma hacia delante, de manera que este vastago está inicialmente retrasado y cuando el proceso de orientación comienza, se mueve axialmente en dirección opuesta al patín. Dicho vastago está dotado de un orificio axial y central que permite el paso, en entrada o salida, de fluidos tanto para el proceso de expansión como para el proceso de enfriamiento, de manera que es posible proyectar fluido refrigerante a través del citado orifico del vastago, aún habiendo presión interior.

Los comentados elementos móviles, tanto vastago, como patín, como garras, están movidos por actuadores de cualquier tipo de forma axial, pudiendo ser cilindros, sistemas roscados, etc.

DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Para completar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una hoja única de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado una vista en sección longitudinal de los elementos y partes que comprende el sistema de Ia invención.

REALIZACIóN PREFERENTE DE LA INVENCIóN

En Ia figura comentada puede comprobarse como el sistema comprende en primer lugar un cuerpo soporte (1) destinado a acoplarse sobre el cabezal del correspondiente molde de orientación molecular de tuberías, y en el que se realizará Ia conformación de Ia embocadura del tubo de plástico que se introduce en tal molde. Por el interior del comentado cuerpo de soporte (1) va montado, con facultad de desplazamiento axial, un patín coaxial y deslizante (2) con una valona posterior (3) como medio de tope del desplazamiento hacia el interior de dicho patín (2) sobre el cuerpo (1), patín (2) que presenta su extremo interior de forma cónica (4) en correspondencia con Ia cara interna, mientras que por Ia cara externa presenta un escalón (5) como tope de máximo desplazamiento hacia el exterior del cuerpo soporte

(1)- El comentado patín deslizante (2) incorpora unos elementos de calentamiento (6) tales como resistencias eléctricas, aunque pueden estar determinados por una circulación de fluido caliente o cualquier otro medio o sistema apropiado, siendo Ia finalidad de los mismos calentar el patín (2) para mantener a éste a Ia temperatura de orientación y conformación de Ia embocadura.

Asimismo, en el patín (2) se han previsto unos pequeños orificios (7) para permitir Ia entrada de un fluido lubricante que facilitará el deslizamiento del propio patín, todo ello de manera tal que los elementos de calentamiento (6) y orificios (7) referidos constituyen unos medios de acondicionamiento de los restantes componentes del sistema, para su óptimo comportamiento, es decir, una distribución homogénea, reducción de fuerzas, evitar arrugas o arañazos en el plástico y facilitar el deslizamiento.

Por otro lado, el sistema comprende también un vastago deslizante (8)

destinado a empujar Ia proforma (11) o tubo de plástico hacia delante, en el interior del molde, estando dicho vastago (8) afectado de un orificio axial y central (9) para el paso, de entrada o salida, de los fluidos previstos para Ia expansión de Ia proforma (11) y para enfriamiento de ésta. El citado vastago (8) incorpora en su extremo interno, unos medios

(10) de sujeción de Ia proforma o tubo de plástico (11) constituido preferentemente por unas garras mecánicas cuya función es impedir que el tubo de plástico (11) se mueva durante el proceso de orientación o abocardado. De acuerdo con Io descrito, el funcionamiento según el sistema de Ia invención es como sigue:

Inicialmente el sistema se encuentra como aparece en Ia figura, de acuerdo con Ia parte superior del eje, con el patín (2) adelantado y el vastago (8) retrasado, estando las garras (10) sujetando Ia proforma o tubo de plástico (11) que se ha expandido y orientado en su molde, por Io que el plástico se adapta a Ia cavidad resultante, como se refleja en dicha figura, debido a Ia presión que existe en el interior del molde.

Cuando se decide hacer Ia embocadura, el patín (2) se desplaza hacia atrás de forma lenta, permitiendo que el plástico o preforma (11) se vaya adaptando a Ia cavidad que se deja, que se hace de forma regular y suave, ya que el patín (2) se encuentra calefactado a una temperatura idéntica a Ia de Ia proforma (11), pudiéndose lubricar dicha superficie de deslizamiento por el fluido que se puede introducir a través de los orificios (7) previstos en el patín (2). No se producen arrugas porque siempre Ia presión interior se mantiene constante, empujando al plástico contra las paredes del molde.

Simultáneamente, el vastago (8) comienza a avanzar en dirección opuesta a Ia de desplazamiento del patín (2), empujando Ia proforma (11) y

aportando ese material a Ia expansión global. Con Ia debida relación de velocidades entre el vastago (8) y patín deslizante (2), se regula donde se quiere situar esa aportación de material, preferentemente en Ia zona de máximo diámetro, pero pudiendo regularse a voluntad siempre con Ia debida relación de velocidades y desplazamientos. Lógicamente, para conseguir regruesar se debería incrementar Ia velocidad del vastago (8), reducir Ia del patín (2), o ambas, haciendo Io opuesto para adelgazar las zonas.

Una vez finalizado el proceso se enfría Ia proforma (11) con un fluido refrigerante que se introduce a través del orificio (9) del vastago (8), manteniendo mientras Ia presión interior.

Una vez enfriada Ia preforma (11), se conecta el orificio central (9) del vastago (8) con Ia atmósfera para que se produzca una despresurización, y a partir de ahí se lleva a cabo Ia extracción del tubo con su embocadura conformada. Solo queda realizar el acabado de Ia embocadura realizando el corte del material sobrante, limpieza, colocación de Ia junta de estanqueidad y ambalaje.

Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia invención, así como Ia manera de realizarse en Ia práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones en cuanto no alteren el principio fundamental.