D E S C R I P C I Ó N CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene aplicación en el sector de los sistemas de cierre, y más concretamente en los sistemas de sellado para recipientes sometidos a alta presión, y se refiere a un anillo de sellado para recipiente que permite un sellado óptimo durante una prolongada vida útil y una reducción de daños en el recipiente sellado.

Más concretamente, el objeto que la invención propone permite aumentar la calidad y durabilidad del sellado, reduciendo los daños producidos por erosión y por rayado en el recipiente sellado, utilizando las propiedades de materiales favorables para todo ello que no pueden encontrarse en un solo material.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Actualmente, uno de los principales problemas que existen en el sector de los sistemas de sellado para recipientes sometidos a alta presión es la limitación que existe a la hora de encontrar un sistema de sellado que confiera un sellado óptimo a la vez que una vida útil prolongada, debido a que no existe un material que contenga propiedades destinadas a cubrir dichas necesidades que surgen de la tarea a realizar por el sellado.

Hasta ahora se ha considerado que la mejor opción es utilizar un material de alta resistencia con bajo módulo de Young para que se pueda expandir con facilidad para cerrar el juego existente con el recipiente de alta presión, haciendo que las tensiones generadas en la junta sean lo más bajas posibles, para lo que en algunos casos se ha considerado añadir un recubrimiento antifricción para reducir el daño pueda recibir el recipiente.

Estos tratamientos antifricción transfieren las características antifricción a la pieza con la que se produce el rozamiento, existiendo el problema de que, al abrir y cerrar el recipiente para la carga del producto, al utilizarse agua como medio de presurización para los recipientes de alta presión, ésta elimina las características antifricción del área de actuación, con la consiguiente problemática de tener que encontrar un material que dote al sellado de propiedades favorables como son un bajo Módulo de Young para que el funcionamiento del anillo metálico sea el favorable para que las juntas poliméricas funcionen al cerrarse el juego con el recipiente de alta presión, una excelente tenacidad a fractura para que su vida sea elevada, una elevada resistencia mecánica para soportar tensiones elevadas debidas a las ultra altas presiones y un bajo coeficiente de fricción con el acero inoxidable para reducir la fricción de la superficie de contacto del anillo con el recipiente, además de tener una prolongada vida en fatiga, puesto que los anillos de soporte que se han utilizado hasta ahora fallan por fatiga con frecuencia, provocando con su rotura daños irreparables a los recipientes de alta presión que están destinados a sellar.

Algunos documentos, como el documento español n ⁵ ES0282924-U describe un recipiente para alta presión con cierre interior donde un anillo de obturación dividido en dos secciones que actúa mediante acuñamiento es diferente, estando destinada la disposición en dos partes del anillo a funciones distintas de las de conferir propiedades determinadas para obtener las ventajas señaladas por el doble anillo de sellado, por lo que no resolvería la problemática descrita.

Existe además otro documento de n ⁵ WO2007/020099-A2 que describe una junta de sellado con un anillo de apoyo metálico con recubrimiento para disminuir la fricción y dos sellos poliméricos, no estando dividido dicho anillo en dos o más partes diferenciadas de distintos materiales, y teniendo dicho anillo una configuración diferente con efectos distintos. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un anillo de sellado para recipiente que permite aumentar la calidad del sellado debido a que el cuerpo anular del mismo está realizado en al menos dos partes con materiales de distintas propiedades orientadas a la función de cada parte del anillo, y además propone reducir los daños de erosión y rayado en el recipiente sellado, por un aumento de la vida en fatiga debido a una configuración en partes funcionales del anillo con más de un material que aportan las distintas propiedades mencionadas anteriormente que no pueden ser encontradas en ningún material, y con un diseño tal que las tensiones más elevadas que se producen en el anillo que son las que se producen en el diámetro exterior de la parte exterior debido al contacto con el recipiente y a que las tensiones circunferenciales son muy elevadas, son eliminadas. El anillo de sellado para recipiente está formado por un cuerpo anular, una junta polimérica donde dicha junta polimérica puede estar ubicada entre el cuerpo anular y el recipiente y una junta de sellado donde dicha junta de sellado puede estar ubicada entre el cuerpo anular del anillo de sellado y la tapa del recipiente, donde dicho cuerpo anular puede permanecer en contacto con la superficie de un tapón de alta presión y con la superficie de un recipiente, y donde dicho cuerpo anular puede comprender, al menos, una primera parte acoplada mediante un tope mecánico a una segunda parte concéntrica a dicha primera parte, donde el radio de la segunda parte y el radio de la primera parte, tienen o no distinto tamaño.

La presión ejercida sobre el anillo de sellado produce tensiones que expanden el cuerpo anular del anillo de sellado, que está en contacto con dos superficies de sellado, de modo que los juegos existentes entre el cuerpo anular y la primera superficie que es una tapa del recipiente y entre el cuerpo anular y la segunda superficie que es el propio recipiente quedan cerrados, evitando asi que tanto la junta de sellado en el primer caso como la junta polimérica en el segundo se extruyan a través de los juegos existentes inicialmente.

La expansión de dicho cuerpo anular se puede realizar debido a que dicho cuerpo anular puede comprender dos partes que pueden encajar entre sí, pudiendo estar una de ambas partes partida, de modo que pueda expandirse sin que dicha segunda parte genere tensiones circunferenciales sobre dicha primera parte.

La primera parte puede ser un anillo exterior que se puede estar en contacto con la superficie de recipiente y con la superficie de tapón.

La segunda parte puede ser un anillo interior que se puede encontrar en contacto con la superficie del tapón.

La primera parte puede estar partida, con el fin de eliminar tensiones circunferenciales debido a su expansión durante el trabajo del anillo de sellado.

En otra realización posible de la invención la primera parte y la segunda parte pueden estar zunchadas entre sí, simplemente sin introducir tensiones residuales o bien como puede ser mas común introduciendo tensiones residuales de compresión en el anillo interior, lo que aumentaría la vida a fatiga. También en dicha primera parte se puede inducir tensiones residuales de compresión para reducir las tensiones de tracción en su superficie exterior, las cuales provocan la rotura por fractura, incrementando de este modo la vida a fatiga.

La primera y segunda parte pueden estar hechas de un metal con una resistencia mecánica entre 550MPa y 2000MPa, un módulo de Young con valor inferior a los 135000 MPa y elevada tenacidad a fractura.

La primera parte puede estar hecha de un metal de bajo coeficiente de fricción con el material del recipiente y una elevada resistencia mecánica para ser capaz de soportar las tensiones generadas por la alta presión.

El corte practicado sobre la primera parte puede ser un plano diagonal respecto del radio del anillo.

El tope metálico puede tener forma de chaflán.

La junta polimérica puede estar en contacto con la superficie del recipiente y con un tramo del cuerpo anular.

La junta de sellado puede estar embebida entre un tramo de la segunda parte y un tramo del tapón de alta presión. La forma de la primera parte del cuerpo anular puede permitir encajar dicho cuerpo entre el tapón y el recipiente mediante una protuberancia que se puede extender por todo el perímetro del anillo.

La segunda parte puede tener forma de cruceta.

Así pues, de acuerdo con la invención descrita, el dispositivo que la invención propone constituye un avance en los elementos de sellado para sistemas de cierre hasta ahora utilizados, y resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en la línea de reducir el número de reemplazos de estos anillos de sellado, lo cual se realiza de manera sencilla, con la consiguiente reducción en los costes para el empresario y asumiendo menores riesgos por el método empleado, todo ello a través de un diseño sencillo e integrado, que requiere únicamente de su colocación en su alojamiento.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la 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, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 .- Muestra una vista esquemática en sección de todos los elementos montados del anillo de sellado para recipiente que la invención propone ubicado en el interior del recipiente para el sellado del cierre.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de la primera parte del cuerpo anular, en la que se puede apreciar el corte en diagonal que se le ha practicado para liberar tensiones. En esta figura se muestra el corte en sección A-A cuyo detalle se observa en la figura siguiente.

La figura 3 muestra una vista de la sección A-A del cuerpo anular de la figura 2. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención el cuerpo anular del anillo de sellado para recipiente comprende una primera parte (1 ) y una segunda parte (2) que son preferentemente un anillo exterior y un anillo interior, concéntricos y acoplados entre sí por medio de un tope mecánico (7) con forma de chaflán y que se encarga de evitar la separación de dichos anillos interior y exterior.

El anillo interior tiene una protuberancia (10) que se extiende a lo largo de todo su perímetro con el fin de poder encajar en el tapón de alta presión, y tiene uno de los lados con una pared vertical lisa habilitada para ubicar una junta polimérica (3) que garantiza el sellado entre el anillo exterior y el recipiente (6), como se puede apreciar en la figura 1 .

El anillo interior que está fabricado en aleación de titanio preferentemente, y tiene una sección preferentemente con una configuración de cruceta de los cuales un tramo elevado se apoya en el anillo exterior y otro tramo elevado se apoya en la superficie del tapón (9) de alta presión, de manera que se extiende generando una ranura a lo largo de todo el perímetro junto con la superficie del tapón (9) de alta presión, donde se ubica una junta de sellado (4) que se encarga de sellar el juego entre el anillo interior y el tapón (5) de alta presión, como se puede apreciar en la figura 1 . El anillo exterior de esta realización está fabricado preferentemente en aleación de cobre, y está partido mediante un corte (1 1 ) controlado lo más estrecho posible y con un determinado ángulo, preferentemente de 45 ⁵ , que permite que, sin quedar sometido a presión, el anillo exterior esté totalmente cerrado, y cuando crezca el diámetro al presurizarse el recipiente, la junta se abra, manteniendo así un juego controlado, como se puede apreciar en la figura 2 y suficientemente pequeño para que la junta polimérica no se extruya.

En la figura 3 se observa la sección de la primera parte (1 ) del cuerpo anular del anillo de sellado, donde se muestra la protuberancia (10) que se extiende a lo largo de todo su perímetro con el fin de poder encajar en el tapón de alta presión (5), tal y como muestra la figura 1 .

A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invención reivindicada.