Antecedentes de la Invención

La presente invención está relacionada con un sistema de conexión, que involucra bajos costos de fabricación e instalación, para conectar una tubería PEX, o lo similar, con un fitting para tubería PEX, o lo similar.

La tuberías de polietileno reticulado (PEX) ofrecen una serie de ventajas, como buena resistencia mecánica, buena resistencia a la temperatura, así como buena memoria elástica, entre otros.

Consecuentemente, la conexión de tuberías PEX con fittings es usada de manera intensiva en una serie de industrias.

Sin embargo, la tubería PEX es de naturaleza semirígida, debido a lo cual los sistemas de conexión utilizados para conectarlas con fittings requieren de abrazaderas capaces de ejercer una fuerza considerablemente más elevada que la usada para la conexión de mangueras flexibles u otros tipos de conductos flexibles.

Adicionalmente, es importante notar que, para cumplir con las regulaciones de la industria, los estándares que deben satisfacer las conexiones que involucran tuberías PEX requieren que las mismas resistan adecuadamente, por ejemplo, una operación continua de 1000 horas conteniendo agua a una temperatura de 80°C y a una presión de 0,7 MPa (100 PSI).

Para satisfacer adecuadamente dichos estándares las abrazaderas utilizadas en una conexión PEX deben ser capaces de ejercer una cantidad de fuerza comprendida en un rango muy acotado.

En efecto, si la fuerza que ejerce la abrazadera fuera levemente inferior al valor óptimo, la conexión quedaría suelta lo que impediría el correcto desempeño de la misma (y no pasaría los exigentes estándares antes indicados). Por el contrario, sí la fuerza que i ejerce la abrazadera fuera levemente superior al valor óptimo, los elementos de la conexión (tubería PEX y fitting de material polimérico) quedarían sometidos a un sobre esfuerzo lo que también perjudicaría su desempeño (pues su vida útil sería menor debido a la fatiga de materiales lo que también impediría que pasaran los exigentes estándares antes indicados).

Debido a lo anterior, en la actualidad típicamente sólo se utilizan abrazaderas metálicas para la conexión de tuberías PEX con fittings, lo cual involucra costos relativamente elevados debido, por un lado, al costo del metal y, por otro lado, a que requieren de herramientas especiales y/o una instalación muy cuidadosa que garantice que las abrazaderas ejercerán un apriete óptimo (no más y no menos).

Adicionalmente, es importante notar que, entre los sistemas que utilizan abrazaderas metálicas, sólo el sistema de abrazaderas tipo "Oetiker" (ver por ejemplo documentos US 4.003.238 y US 4.315.348) ha probado ser consistentemente capaz de generar un apriete idóneo en sus abrazaderas, aunque para ello requiere, por un lado, del uso de una herramienta especial (y costosa), y, por otro, de generar una deformación permanente en la abrazadera que se transmite a la tubería. Sin embargo, debido a lo anterior, estas abrazaderas metálicas no permiten que la conexión pueda ser desarmada (en caso de que sea requerido modificarla) ya que durante el proceso de instalación tanto la abrazadera como la tubería sufren niveles de deformación elevados que impiden su reutilización.

Sin perjuicio de lo anterior, existen en el Arte Previo sistemas de conexión para tuberías que involucran abrazaderas plásticas, aunque ninguno de los mismos permite generar un apriete suficientemente fuerte y en un rango suficientemente acotado como para poder ser utilizado en la conexión de tuberías PEX con sus respectivos fittings.

El documento US 3.605.200 divulga un sistema de conexión que involucra elementos tubulares y que divulga una abrazadera definida por una pared arqueada en cuyos extremos se disponen elementos de enganche definidos por múltiples ganchos, que pueden definir múltiples niveles de apriete. Además este documento divulga una pestaña anular triple en su superficie interna que se clava contra la manguera en una posición conectada. Sin embargo, es importante notar que la este documento no divulga la posibilidad de desconectar la abrazadera. Por otra parte, los múltiples ganchos definen múltiples posiciones de enganche lo que dificulta que este sistema de conexión pueda alcanzar de manera consistente un apriete óptimo (en un rango acotado).

El documento US 3.925.851 divulga un sistema de conexión que involucra manqueras plásticas y una abrazadera definida por una pared arqueada en cuyos extremos se disponen elementos de enganche definidos por múltiples ganchos, que pueden definir múltiples niveles de apriete. Además este documento divulga una pestaña anular, con sección en "V", en su superficie interna que se clava contra la manguera en una posición conectada. Sin embargo, es importante notar que la este documento no divulga la posibilidad de desconectar la abrazadera. Por otra parte, los múltiples ganchos definen múltiples posiciones de enganche lo que dificulta que este sistema de conexión pueda alcanzar de manera consistente un apriete óptimo (en un rango acotado).

Por otra parte, se conocen en el Arte Previo sistemas para soportar tuberías a paredes, techumbres u otras superficies, que no guardan relación alguna con un sistema de conexión (ya que son simplemente sistemas de soporte de tuberías). Con respecto a estos sistemas de soporte es muy importante notar que los mismos no están orientados en ningún caso a ejercer aprietes tan elevados como los requeridos en un sistema de conexión.

El documento US 4.291.855 divulga un sistema de soporte de tuberías que divulga un elemento soportante definido por una pared arqueada en cuyos extremos se disponen elementos de enganche definidos por un gancho único. Sin embargo, el apriete que ejerce este elemento soportante es claramente bajo ya que el mismo no abraza completamente a la tubería (lo que impide un apriete fuerte). Por otra parte, este elemento soportante puede desconectarse gracias a que, por una parte, el apriete que ejerce es muy bajo (por lo que separar los ganchos no es difícil) y, por otra parte, existe una separación significativa entre un gancho superior (81) y un elemento que limita su movimiento (12) lo que posibilita que un desatornillador (o lo similar) pueda introducirse (en dicha separación) para hacer una palanca de desconexión.

Sin embargo, esta separación significativa constituiría un serio problema en caso de que este elemento se deseara utilizar en una abrazadera de un sistema de conexión ya que tal abrazadera (debido a dicha separación significativa) sería incapaz de impedir eficazmente un sobre apriete durante su instalación. Lo anterior, perjudicaría claramente el desempeño de la conexión ya que como los aprietes involucrados son muy altos cualquier apriete excesivo dañaría tanto a la tubería como a los demás elementos de la conexión (en concordancia con lo indicado más arriba).

Descripción resumida de la invención

La presente invención está relacionada con un sistema de conexión, que involucra bajos costos de fabricación e instalación, para conectar una tubería PEX, o lo similar, con un fitting para tubería PEX, o lo similar.

Para lograr lo anterior, la invención utiliza una abrazadera con medios de enganche que definen una única posición de enganche lo que permite definir un único nivel de apriete de manera muy confiable.

Adicionalmente, la presente invención incorpora una pestaña anular dispuesta en una región interna de la abrazadera y que tiene por objeto clavarse en la tubería a la que se fija la abrazadera, todo lo cual permite una conexión muy confiable y con un mínimo nivel de deformación de la tubería (lo que permite a su vez la reutilización de la tubería en caso de que se desee corregir la instalación).

Por otra parte, la presente invención divulga medios de desenganche que permiten desenganchar con facilidad a los medios de enganche arriba indicados (a pesar de que los medios de enganche involucran un apriete muy elevado), todo lo cual es muy conveniente cuando se desea corregir una instalación hidráulica.

La invención divulga además medios de tope que están dispuestos de manera de limitar muy eficientemente el desplazamiento de los medios de enganche con el propósito de evitar, de manera muy confiable, que la abrazadera pueda ejercer un apriete excesivo mientras está siendo instalada.

Descripción de las figuras

Las figuras 1a y 1 b muestran una primera modalidad preferida de la abrazadera de la invención en las condiciones abierta y cerrada. Las figuras 2a y 2b muestran de manera esquemática ia fuerza que debe ejercerse para cerrar la abrazadera de la primera modalidad preferida de la invención.

Las figuras 3a y 3b muestran una segunda modalidad preferida de la abrazadera de la invención en las condiciones abierta y cerrada, en donde se incorpora medios para abrir con facilidad la abrazadera.

Las figuras 4a y 4b muestran una tercera modalidad preferida de la abrazadera de la invención en las condiciones abierta y cerrada, en donde se incorpora medios para abrir con facilidad la abrazadera.

Las figuras 5a y 5b muestran una vista en corte de la primera modalidad preferida de la abrazadera de la invención, en donde se aprecia con mayor claridad la sección transversal de la misma.

La figura 6 muestra una vista en corte de la primera modalidad preferida de la abrazadera de la invención en donde se muestran además la tubería y la boca de fitting involucrados en la conexión.

La figura 7 muestra una vista en perspectiva de una cuarta modalidad preferida de la invención la cual corresponde a una modificación de la primera modalidad en la que se han incorporado elementos de refuerzo estructural (que mejoran significativamente el desempeño de la invención).

Descripción detallada de la modalidad preferida de la invención

La presente invención está relacionada con un sistema de conexión, que involucra bajos costos de fabricación e instalación, para conectar una tubería PEX, o lo similar, con un fitting para tubería PEX, o lo similar.

Para lograr lo anterior, dicho sistema incluye una abrazadera (3) que comprende dos paredes curvas (4), una articulación flexible (5) que conecta un respectivo primer extremo de dichas paredes curvas (4), medios de enganche (6) que conectan un respectivo segundo extremo de dichas paredes curvas (4) y que definen una única posición de enganche y consecuentemente una única intensidad en la fuerza de apriete. La invención incluye además una pestaña anular (7) dispuesta en una región interna de dichas paredes curvas (4) que se clava en la tubería (1) con el propósito de concentrar y aumentar la efectividad de la fuerza de apriete.

El sistema puede incluir además medios de desenganche (8), que permiten desconectar a dichos medios de enganche (6), lo cual es particularmente útil cuando se desean hacer modificaciones y/o correcciones de una línea hidráulica que está siendo fabricada (o que haya sido fabricada previamente).

Dichos medios de desenganche (8) pueden corresponder a protuberancias o cavidades dispuestas en los medios de enganche (6) para permitir que, mediante un atornillador (o lo similar), se pueda ejercer una palanca de desenganche que no involucre un sobre apriete de los elementos de la conexión (tubería, fitting y abrazadera). Para lograr esto último (no ejercer un sobre apriete) la fuerza ejercida por la palanca debe ser idealmente perpendicular a las fuerzas que se ejercen recíprocamente entre los ganchos (por acción y reacción) cuando están en una condición enganchada.

Además, el sistema puede incluir medios de tope (9) que están dispuestos de manera de limitar el desplazamiento de los medios de enganche (6) con el propósito de evitar que la abrazadera (3) ejerza una fuerza de apriete excesivo mientras está siendo enganchada.

Dichos medios de enganche (6) pueden estar definidos por dos ganchos dispuestos en dichas paredes curvas (4), lo cual permite involucrar costos de fabricación relativamente bajos.

Dichos medios de tope (9) pueden estar definidos por dos superficies que se apoyan contra o se encuentran en estrecha cercanía de dichos ganchos cuando están en su posición enganchada, lo cual permite involucrar costos de fabricación relativamente bajos.

Dichos ganchos pueden estar dispuestos en cercanía a dos respectivas paredes que están orientadas en direcciones opuestas y que pueden ser presionadas una contra la otra mediante una fuerza (F) para permitir el enganche de dichos ganchos, todo lo cual permite que dichos medios de enganche puedan engancharse con la ayuda de una herramienta de muy bajo costo como un alicate o lo similar.

Dicho fitting (2) puede comprender una boca, conectada con dicha tubería (1), definida por una región cilindrica (10) con sacados anulares (11) en su pared exterior. Esta configuración de fitting corresponde a la configuración utilizada por excelencia en tuberías PEX y cuando se utiliza con la abrazadera de la invención se logra un anclaje extremadamente firme ya que la pestaña anular (7) de la abrazadera (3) actúa complementariamente con los sacados anulares (11 ) de la boca de fitting.

Dichas paredes curvas (4) pueden incluir una pestaña anular de refuerzo (12) dispuesta en la respectiva superficie exterior de las mismas, todo lo cual permite reforzar la estructura de la abrazadera (3) de la invención minimizando el uso de material.

Dicha abrazadera (3) puede estar fabricada a partir de un material polimérico con el propósito de reducir los costos de fabricación.

Dicha pestaña anular (7) puede tener una sección transversal triangular con el propósito de concentrar la fuerza de apriete en una región pequeña.