Tapones para sellado permanente de conductos de fluido hidráulico

Desde la llegada de los primeros sistemas hidráulicos, los ingenieros se han enfrentado al desafío de cerrar (sellar) permanentemente los extremos de los orificios perforados en cruz que crean patrones de flujo para la actuación. En algunos casos, con presiones que oscilan entre 3000 y más de 5000 psi, tienen pocas opciones. A menudo se utilizan tapones roscados, soldaduras y cojinetes de bolas, a veces combinados, para evitar fugas. Pero estos esfuerzos a menudo crean más problemas de los que resuelven, como colectores más grandes, procesos adicionales, costos adicionales y peso adicional.

tapón de bola Cojinete de bolas dentro de un tanque maquinado o tapón de manguito, originalmente diseñado como un sello permanente de alta presión, a prueba de fugas. Los clientes querían una alternativa permanente, fácil de mecanizar e instalar a los costosos tapones roscados estilo SAE, a menudo con roscas cruzadas. El tapón de bola simplifica el mecanizado del agujero creado para sellar el final del camino de comunicación (diámetro de escariado simple. +0,12 /-0,00) y simplifica la instalación. Los usuarios simplemente presionan la bola la distancia especificada para garantizar un sello permanente a prueba de fugas a presiones de hasta 6250 psi (factor de seguridad de 3 a 1) o 350 bar.

El tapón de bola utiliza un escariado simplificado. Esto permite a los ingenieros utilizar orificios más pequeños y, por lo tanto, tapones más pequeños. El resultado es un tamaño de aplicación reducido, un peso (masa) y un material (coste) reducidos, y no se requieren roscas cruzadas ni reprocesos.

Son ideales para instalaciones de lotes pequeños y grandes y son adecuados para instalaciones totalmente automáticas. La instalación para aplicaciones de bajo volumen se realiza con una herramienta estacionaria y una prensa de martillo o mandril, golpeando o presionando la bola en el manguito hasta que alcance la posición final deseada. Para instalaciones de gran volumen, el operador utiliza un martillo neumático para introducir la bola en el casquillo. Esto acelera la instalación, pero tiene algunos inconvenientes. El martillo neumático es ruidoso y si el operador lo utiliza para deslizar la bola, puede dañar la superficie del colector, lo que aumenta la tasa de rechazo.

Mayores aumentos en la presión y diseños complejos requirieron especialistas en sellos para idear alternativas a los expansores esféricos. Por lo tanto, dominaron la industria del sellado durante años y cerraron con éxito miles de millones de orificios hasta la invención del tapón de expansión tipo remache a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990.

tapón de remache Los orificios mecanizados se simplifican de modo que solo se requiere un orificio recto (+0,12 mm/−0), lo que generalmente da como resultado un tapón más pequeño para el sellado. Los tapones de remache incorporan herramientas hidroneumáticas para garantizar una instalación adecuada. La herramienta prácticamente elimina el error del operador, confiando en la herramienta para romper el tapón en lugar de que el técnico presione la bola hasta la profundidad adecuada.

Para usarlo, el operador puede insertar fácilmente el tapón en la herramienta, colocar el tapón en el orificio que se va a sellar y presionar el gatillo mientras mantiene el contacto al ras con el material. Luego, la herramienta agarra el mandril, mientras sostiene el cuerpo del tapón por debajo de la superficie del colector, y jala el pasador hacia el interior del cuerpo hasta que el área con el cuello hacia abajo del tapón alcanza el punto de ruptura deseado. Cuando el pasador encaja completamente en el cuerpo, crea la expansión radial necesaria y sella el orificio. Los remaches pueden soportar presiones de hasta 7250 psi (factor de seguridad de 3 a 1) o 500 bar.

La herramienta se hace vibrar vigorosamente para romper el mandril alimentado a través de la herramienta hacia el tanque de recolección para un manejo más fácil. Un tapón de estilo remache de sellado permanente rápido, simple y rentable es una mejora importante sobre los tapones de expansión como alternativa de sellado.

Las dos opciones, tapón de bola y tapón de remache, están disponibles en una variedad de opciones de materiales, tamaños, clasificaciones de presión y herramientas de instalación, y han satisfecho a miles de clientes y sellado miles de millones de orificios durante más de 30 años.

Al igual que los tapones de bola, los tapones de remache tienen margen de mejora. El mandril que se usó para jalar el pasador dentro del cuerpo se desechó, básicamente raspando el 25 % del tapón que acaba de comprar.

Tire del enchufe Inventado y patentado por EIS en 2013, elimina el núcleo roto que queda después de instalar el tapón de remache, lo que reduce el costo para los clientes. Utiliza la técnica spin-pull para enroscar el tapón en el mandril de la herramienta hasta que esté listo para insertarse en el orificio para el sellado. El tapón entra en un orificio simple con un orificio recto, y el extremo frontal de la herramienta hace que el cuerpo del tapón quede ligeramente al ras con la superficie del material. El operador presiona el gatillo y la herramienta jala el pasador dentro del tapón en un movimiento predeterminado y consistente. No se basa en alcanzar la fuerza de ruptura para separar el mandril como lo hace un tapón de remache. La carrera expande completamente el tapón, luego invierte su rotación para retirarlo del tapón instalado.

No hay desperdicio, ya que todo el remache de tapón se atornilla rápidamente y encaja de forma segura en el simple orificio mecanizado: una instalación rápida y segura. Los tapones con remaches también reducen los precios de las piezas y aumentan la eficiencia de fabricación en comparación con otros métodos de sellado.

EIS continúa mejorando el extractor. Por ejemplo, con un mandril integrado en la herramienta, el usuario puede instalar el mismo tapón a cualquier profundidad del colector simplemente usando un mandril y un casquillo más largos (intercambiables) en la herramienta. Dado que el enchufe utiliza roscas internas para introducir las clavijas en el cuerpo, ahora se diseña una rosca utilizable a la que los clientes pueden conectar arneses de cableado, etiquetas de nombres u otra información. Si se requiere restricción de flujo, la compañía perforará un orificio en el pasador, convirtiendo el tapón de extracción en un restrictor fijo.

Los tapones están fabricados en acero, aluminio, titanio y acero inoxidable y están disponibles en tamaños de 5 a 20 m. Existen versiones de baja presión, alta presión y ultra alta presión para satisfacer las necesidades de la hidráulica industrial, así como de las industrias automotriz, médica, de petróleo y gas y aeroespacial, solo por nombrar algunas.

Brian Krieger Gerente de ventas en EIS, Engineered Inserts Systems Inc.

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