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Patent Searching and Data


Title:
TWO-PART COUNTER FLANGE FOR DUCTILE IRON PIPES AND MULTI-PART COUNTER FLANGE FOR DUCTILE IRON PIPES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/100880
Kind Code:
A1
Abstract:
In its preferred embodiment, the present two-part counter flange illustrated in figures 6 to 9 is highly simple, comprising two identical semicircular parts (6a, 6b) with contacting and fastening tabs (10) and holes (11) for the insertion and fastening of screws and nuts, the present two-part counter flange (6a, 6b), two screws (7a, 7b) for each hole, four washers (8), and fastening nuts (9) for the corresponding screws, wherein said parts (6a, 6b) are joined using the set of screws, washers and nuts, resulting in a mounted two-part counter flange assembly (6) in engagement via the fastening tabs (10) with an end side (11) and a socket side (12).

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Inventors:
DA SILVA CARDOSO WASHINGTON LUIZ (BR)
Application Number:
PCT/BR2016/000150
Publication Date:
June 22, 2017
Filing Date:
December 15, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN CANALIZAÇÃO LTDA (BR)
International Classes:
F16L21/08; F16L23/10; F16L23/18
Foreign References:
FR2244115A11975-04-11
BR9203961A1993-04-27
DE2205417A11973-10-25
GB1571962A1980-07-23
US1423754A1922-07-25
US3726549A1973-04-10
BR102013024000A22015-11-17
Attorney, Agent or Firm:
DE ALMEIDA MARTINS, Walter (BR)
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Claims:
- REIVINDICAÇÕES -

1. CONTRA FLANGE BIPARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚC IL, caracterizado por compreender duas pecas semicirculares idênticas (6a, 6b) com abas de fixação e contato (10) e faros para introdução e fixação de parafusos e porcas (11) , o contra fLange- bipartido da presente invenção ( 6a , 6b) , dois parafusos para cada orifício (7a, 7b), quatro arruelas (8) e porcas de fixação (9) para os parafusos correspondentes, referidas peças (6a, 6b) são unidas através do conjunto parafusos, arruelas e porcas, resultando num conjunto de contraí ange bipartido instalado (6), em encaixe através das abas de fixação (10) com um lado da ponta (11) e um lado da bolsa (12) .

2. CONTRA. FLANGE POLIPARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚC IL, caracterizado por compreender três ou mais pecas semicirculares idênticas (17a, 17b) com abas de fixação e contato (10) e furos para introdução e fixação de parafusos e porcas, o contra fiange polipartido da presente: invenção, parafusos (7), arruelas (8), porcas (9) e logicamente o contra fiange {1} , referidas peças (6a, 6b) SENDO unidas através do conjunto parafusos, arruelas e porcas, resultando num. conjunto de contraílange polipartido instalado em. encaixe através das abas de fixação com um lado da ponta (li) e um lado da bolsa (12) .

3. CON RA FLANGE POLI PARTI DO PARA TUBOS DE FERRO DÚC IL, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender quatro peças semicirculares idênticas.

4. CONTRA FLANGE POLIPARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚCTIL, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender quatro peças semicirculares idênticas.

5. CONTRA FLANGE POLIPARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚCTIL, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ser instalado em tubos de 4G0mm.

Description:
CONTRA FLA GE BIPARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚCTIL, E CONTRA.FLANGE POLI PARTIDO PARA TUBOS DE FERRO DÚCTIL urcário da Invençao

[0001] presente invenção diz respeito a ura conjunto de contra flange bipartido para junta travada externa, mais especificamente a urna contra flange bipartida.

[0002] A configuração da presente invenção permite a fabricação, em ferro fundido dúctil, de novo contra flange bipartido, que promove substancial melhoria nos sistemas de conexões de tubos de ferro dúctil.

Antecedentes da Invenção

[00.03] Todas as tubulações deverão ser dispostas de maneira que possam permitir reparos e manutenção das peças especiais e conexões com um mínimo de perturbações no sistema, principalmente sem provocar tracionamentos nas demais peças.

[0004] As juntas aparentes devem ser precipuamente em ferro fundido fI nge do- (juntas rígidas) e- com. juntas de dilatação e de fácil desmontagem (juntas gibault, por exemplo): visto que estas tubulações estão sujeitas as intempéries, vibrações e choques acidentais no dia a dia operacional.

[0005] As juntas com. flanges são constituídas por dois flanges entre os -quais se interpõe uma arruela especial, comprimida pelo aperto de parafusos com porcas, para garantir estanqueidade . [0006] Trata-.se · de junta rígida que permite a desmontagem da tubulação .

[0007] Muito utilizadas em instalações industriais, em tubulações de recalque, em captações e tomadas d' água, em. barrilhetes, entre outras, referidas juntas tem como principal vantagem a relativamente fácil e precisa montagem, a desmontagem sem complicações para reparos e manutenção, e a dispensa de ancoragens face a solidariedade dos tubos com as conexões.

[0008] Os tubos de ferro fundido dúctil podem alcançar até 6,8 metros de comprimento, e possuir diâmetro- nominal (DN) de 50 a 1200, suportando pressão máxima de 1 Mpa a 2,5 Mpa (sem sobrepressão) .

[0009] Nas juntas existentes, os contra flanges para junta travada externa montados em uma conexão com bolsas apresentam uma grande quantidade de parafusos para realização de tratamento objetivando evitai' o deslocamento axial.

[00010] Referidos parafusos são determinados de acordo com o diâmetro nominal (DN) do tubo ou conexão compatível com o contra flance .

[00011] A tabela 1 a seguir evidencia a enorme quantidade de parafusos atualmente utilizados na fixação/travá-mento, na forma construtiva cilíndrica, em modalidade de contra flanges, de acordo com o DN indicado, para Pressão de Serviço Admissível em todas as modalidades de 2,5 Megapascal. W

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Tabela 1

[00012] Em diâmetros menores, como era diâmetro nominal de 50, quantidade de parafusos nunca será menor que quatro.

[00013] As figuras 2, 3 e 4 evidenciam um exemplo da técnica anterior, ilustrando uma contraílange para unta travada externa que comporta oito parafusos (Figura 2) em uma vista apropriada para evidenciar os oito pontos de colocação e fixação de parafusos, sendo a Figura 3 uma vista em corte do objeto descrito na Figura 2, e a Figura 4 uma vista em corte evidenciando a contra flange circular em ferro dúctil (1) fixada mediante parafuso para junta travada em ferro dúctil (2) e correspondente porca para junta travada em ferro dúctil (3), bem. como os elementos conectados ( seções de tubulação), em seu ponto do conexão e nstalação do flange, quais sejam: a bolsa do tubo ou conexão (4) e a ponta do tubo ou conexão (5)

[00014] Como exemplo da técnica anterior, o documento BR1Q20130240001, de 17.11.2015, que evidencia um conjunto de flanges e abraçadeira para sistema de união e vedação de tubulações minerais, onde, na união de tubos (b) , uma fIangemacho (1) mantém-se parcialmente exposta para receber a flange fêmea (7) por seu recuo (8) , guiando-a até que seu batente (9) encoste-se no anel de vedação (6) parcialmente exposto da flange macho (1), alinhando paralelamente as golas (2), acopladas, para receberem abraçadeira (12) em seu (19) e travada por parafuso (17) e porca de aperto (18) (Resumo) .

[00015] Referida configuração não antecipa a presente invenção peio fato de tratar-se de elemento não modular

Descrição da Invenção

[00016] A presente invenção provê um contra flange bipartido, composto de duas peças semicirculares, fixadas mediante a utilização de dois parafusos e porcas apenas, não importando o diâmetro da tubulação que recepcionará o contraflange bipartido da presente invenção.

[00017] R configuração do contraflange da presente invenção foi pensada no sentido de diminuir o tempo de instalação é desinstalação do conjunto, bem como reduzir o peso final do conjunto .

[00018] A partir do modelo pré-definido foram: realizados estudos técnicos de redução de espessuras, simulações de carga para verificação do comportamento mecânico, utilizando o

software INVENTOR, com a metodologia de Elementos Finitos, os ensaios Tipos previstos na BR 7675 para qualificar o sistema e alteração nos métodos de fabricação.

[00019] A simulação realizada através do software Inventor (Figura 8A) permite visualizar o comportamento mecânico e estrutural do material, retratando com. fidelidade os resultados práticos de aplicação do produto final - contra flange

bipartido ,

Descrição das Figuras

[00020] Conforme já descrito, as figuras 2 e 3 evidenciam um exemplo da técnica anterior, ilustrando uma contraflange para junta travada externa que comporta oito parafusos (Figura 2) em uma vista apropriada para evidenciar os oito pontos de colocação e fixação de parafusos, sendo a Figura 3 uma vista em corte do objeto descrito na Figura 2, a Figura 3 sendo uma vista em corte evidenciando a contra flange circular em ferro dúctil (1) fixada mediante parafuso para junta travada em ferro dúctil (2) e correspondente porca para junta travada em ferro dúctil ( 3), bem como os elementos conectados (seções de tubulação), em seu ponto do conexão e instalação do flange, quais sejam, a bolsa do tubo ou conexão (4) e a ponta do tubo ou conexão (5)

[00021] As Figuras IA e 1B ilustram a preparação de duas extremidades de seção de tubo para recepcionar o contra flange da presente invenção

[00022] A Figura 4 evidencia o contra flange bipartido da presente invenção, identificando as duas partes que perfazem o mesmo (6a) e (6b) .

[0002.3] As Figuras 5, 6, 7 e 12 mostram a aplicação do contra flange bipartido da presente invenção em uma situação de conexão, evidenciando duas extremidades de tubo, com um lado da ponta (11), um lado da bolsa (12) e o contraflange bipartido instalado (6a, 6b) .

[00024] A Figura 8A representa uma simulação realizada através do software Inventor;

[00025] A Figura 83 representa uma ilustração de eventual deflexão

[00026] As Figuras 9Ά e 98 evidencia um vista esquemática do contra flange bipartido da presente invenção (6a, 6b), dois parafusos para cada orificio(7a, 7b), quatro arruelas (8) e porcas de fixação (9) para os parafusos correspondentes.

[0002.7] As Figuras 10 e 11 ilustram uma vista em corte do contraflange bipartido da presente invenção evidenciando as abas de fixação e contato (10) e os furos para introdução e fixação de parafusos e porcas (11), bem como o corpo do contraflange bipartido da presente invenção (12) .

[00028] A Figura 13 é uma vista superior e em corte do contra flange bipartido da presente invenção instalado, evidenciando o elemento guia (17) formado na fase de preparo dos segmentos de duto;

[00029] A Figura 14 evidencia os elementos 1, 2 e 3 da peça instalada .

ΟΟΟ3-03 A figura 15 A é uma vista explodida em perspectiva do contraílange a ser instalado em uma união de dois segmentos de. duto com o elemento guia (17) já instalado.

[00031] A Figura 15 B evidencia o elemento de cunha 18;

[00032] As Figuras 15 C e 15 D representam a continuação do processo de instalação representado pela Figura 15 A.

[00033] A Figura 16 " ilustra uma modalidade alternativa da presente invenção, mais especificamente um. contra flange

polipartido, indicado para tubos maiores, de a partir de 400 mm;

[00034] As Figuras 17a, 17b e 18 são ilustrações de uma

modalidade da presente invenção.

Descrição da Modalidade Preferida

[00035] Em sua modalidade preferida, o contraílange bipartido da presente invenção, ilustrado peias Figuras 6. a 9, é substancialmente simples, compreendendo duas pecas semicirculares idênticas (6a, 6b.) com abas de fixação e contato (10) e furos para introdução e fixação de parafusos e porcas (11), o contra flange bipartido da presente invenção ( 6a, 6b), dois parafusos para cada orifício (7a, 7b), quatro arruelas (8) e porcas de fixação (.9) para os parafusos correspondentes .

[00036] Referidas peças (6a, 6.b) são unidas através do conjunto parafusos, arruelas e porcas, resultando num conjunto de contraí ' lange bipartido instalado (6), em encaixe através das abas de fixação (10} cora um lado da ponta (11) e um lado da bolsa (12) .

[00037] Trata-se evidente de efeito técnico novo e inovador, consubstanciado em conjunto de peças diferenciado, atuando em sinergia, com evidente economia de peças, tempo e manutenção em instalação, sem qualquer perda de qualidade de pega, fixação e isolamento .

Funcionamen.to

[00038] Previamente ao funcionamento do invento, temos uma união entre a bolsa do tubo (11) ou conexão, provida de colar de trav (15), e a ponta do tubo (13) ou conexão. Ambos fabricados em ferro fundido com grafita esferoidal.

[00039] O inicio do travamento se dá com a aplicação do cordão de solda (14) à ponta (13), que possui a função de impedir o deslizamento do tubo ou conexão pelo anel de trava (16). 0 cordão d solda juntamente com anel de. trava constitui o ponto de trava da ponta. Pela bolsa temos como ponto de trava o colar de trava solidário a bolsa.

[00040] Para que esta união entre ponta e bolsa, e seus respectivos pontos de trava, sejam bloqueados perante sua abertura causada pela pressão interna, orna-se necessário a montagem do contra flange, ob eto da presente invenção invento.

[00041] O contra flange, fabricado preferencialmente em ferro fundido com grafita esferoidal, realiza a ligação entre os pontos de trava da bolsa e da ponta. Existindo, em uma das extremidades do. contra flange, contato entre o colar da bolsa e as travas do contra flange. Na outra extremidade, o contato se dá entre o anel de trava a superficie esférica do contra flange, Este último contato com uma característica específica de permitir a deflexão do tubo ou conexão sem que o mesmo se desprenda da união.

[ Q Q042] Para se tornar possível a montagem e desmontagem do contra flange o mesmo foi concebido em duas partes (6a, 6b) , tendo suas abas de união (11) fixadas por parafusos de cabeça sextavada (:7a, 7b) e respectivas arruelas (8 ) e porcas (9) . J\ classe de resistência dos parafusos deverá ser de 8.8 ou superior. As porcas devem acompanhar classe de resistência dos pa afusos .

[00043] As abas de união entre as partes do contra flange possuem um sistema de guia cilíndrica (rebaixo-ressalto) (17) que limita o deslocamento entre as partes 1 .

Instalação

[00044] K instalação deve ser feita seguindo os seguintes passos :

- Preparação da ponta.

[00045] Esmerilhar cuidadosamente uma faixa de aproximadamente 25mm de largura na zona onde será realizado o cordão de solda. Este trabalho não deve afetar. a espessura d ponta.

- Aplicar cordão de solda.

[00046] Com auxilio de anel de cobre a montante da posição do cordão de solda aplicar solda de forma a se obter ura cordão uniforme e ortogonal com a geratriz da ponta. O cordão deve ser realizado em apenas ura passe. Constam nas tabelas abaixo, dimensões e posição do cordão de solda:

[00047] Ao término da aplicação do cordão de solda, realizar escovação e limpeza. A pintura deve ser reconstituída na região afetada. Utilizar na primeira camada tinta rica em. zinco-, para segunda camada utilizar tinta betuminosa de base asfáltica e/ou epóxi correspondente. ~ Posicionar anel de trava.

[00048] Como o diâmetro interno do anel de trava é inferior ao diâmetro externo do cordão de solda, é necessário abri-lo com auxilio de uma cunha (18) introduzida na descontinuidade do anel de trava.

- Montar ponta e bolsa.

[00049] Inserir anel de borracha dentro do alo amento da bolsa aplicando um esforço radial até que o anel se acomode em seu aloj amento .

[00050] Aplicar camada de pasta lubrificante na superfície visível do anel de borracha e também na ponta do tubo ou conexão .

[00051] Para a montagem efetiva dos tubos, centrar a ponta na bolsa e manter a tubulação apoiando-o sobre dois calços de madeira. Introduzi a ponta dentro da bolsa, observando alinhamento e nivelamento. 0 espelho da bolsa deverá ficar a uma distância de aproximadamente lera do cordão de solda,

- Montar contra flange.

[00052] Encaixar as duas metades do contra flange conforme abaixo :

[00053] Montar parafusos, arruelas e porcas. Para o aperto deverão ser utilizadas chaves do tipo "soquete".

[00054] Em um primeiro instante é normal a folga entre o contra flange e os pontos de trava da ponta e da bolsa. Apenas após a aplicação de pressão na linha é que os contatos entre as partes 16000150

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de tratamento serão efetívamente realizadas.

[0005-5] Defletir, se necessário, no limite de ângulo admissível, somente após montagem completa do contra flange.

[00056] Em ' uma modalidade alternativa à bipartição do contra flange, existe a possibilidade de divisão do mesmo em um número maior de setcres para facilitar a fabricação, o manuseio e a instalação em tubulações de maior diâmetro, mas especificamente em. diâmetros maiores que 400 mm.

Neste ponto, faz-se necessário salientar que o contra flange bipartido pode se aplicado a qualquer diâmetro de tubulação, inclusive os maiores, a modalidade alternativa ora abordada compreendendo uma outra abordagem do mesmo conceito inventivo, podendo ser uma opção eiu determinados projeto.s.

Fundamentalmente a divisão em mais de dois setores não traz diferenças significativas no conceito do invento. Permanece a proposta da substituição dos diversos parafusos constituintes da técnica anterior por travas integradas ao novo contra flange.

Em relação aos constituintes da junta não há nenhuma diferença nos elementos necessários ao travamento. Permanecendo necessária a ponta e a bolsa com colar de trava de tubos ou conexões, o anel de trava, o cordão de solda, o anel de borracha e o contra flange.

A instalação também não possui diferenças. Todas as etapas seguidas para a montagem do contra flange bipartido também devem ser seguidas para a montagem da opção com mais divisões.

Contudo os contra flanges bipartidos para travamento de tubulações de diâmetros maiores podem apresentar pesos de certa forma elevados para manuseio sem a utilização de máquinas para íçarnento. Para melhoria deste aspecto, o invento, ou seja, o contra flange pode ser dividido em mais de dois setores, trazendo assim menor peso a cada parte. Esta redução do peso promove uma grande melhoria no manuseio, tornando possível que operadores façam a instalação em campo sem o auxílio de máquinas para içamento.

A opção de mais divisões também traz benefícios à fabricação do contra flange. Peças menores e mais leves são mais fáceis de serem processadas, sofrem. alterações dimensionais menores além de necessitarem de maquínários mais simples para fabricação.

Sobre a modalidade alternativa, ilustrada pelas Figuras 16 a 18, tem-se que:

As figuras 17a e 17b apresentam exemplos dé divisões em mais de dois setores. A figura (17a) demonstra um contra flange seccionado em quatro setores; enquanto que a figura (17b) demonstra um contra flange seccionado em seis setores.

A figura (18) apresenta os componentes para montagem do contra flange. Gomo pode ser visto é mantido a utilização dos parafusos (7), das arruelas (8), das porcas (9) e logicamente do contra flange (1) .

[0Q057] Não obstante ilustrada a presente invenção de acordo com uma concretização atualmente preferida, compreende-se que a mesma, não é limitativa, da invenção, uma vez que alterações e modificações se evidenciarão de pronto aos técnicos à luz da exposição precedente. Por isso, a invenção deverá ser limitada tão somente pelo escopo das reivindicações seguintes.