MXPA97005658A - Configuracion de junta de envoltura de bajo esfuerzo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un montaje de envoltura pulverizable, que comprende:un alojamiento que comprende un material cerámico, que define una superficie circular de cierre de un alojamiento;una cubierta en el alojamiento, la cubierta comprende un material cerámico y define una superficie circular de cierre de cubierta y una superficie redondeada cónica externa, que define unángulo de faldón de aproximadamente 120º;estando la superficie de cierre de la cubierta dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento para definir una junta alojamiento cubierta, que define unángulo de junta de aproximadamente 130º.

Description

CONFIGURACIÓN DE JUNTA DE ENVOLTURA DE BAJO ESFUERZO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se relaciona con una envoltura para el sellado de cargas explosivas, circuitos electrónicos u otros artículos vulnerables a las presiones del medio ambiente y/o los contaminantes y más particularmente, con la configuración de una envoltura que comprende un alojamiento y una cubierta, que están sometidas a altas presiones externas. Las envolturas de este tipo son conocidas en el enfundado de cargas moldeadas y definen convencionalmente una junta de cubierta-alojamiento que se apoya en un plano dispuesto en ángulos rectos con el eje de la carga. RESUMEN DE LA INVENCIÓN "La presente invención se relaciona con un conjunto de envoltura pulverizable, que comprende un alojamiento de material cerámico definiendo una superficie de cierre del alojamiento circular. Existe una cubierta en el alojamiento, la cubierta que comprende un material cerámico y que define una superficie de cierre de cubierta circular y una superficie externa cónica redondeada, que define un ángulo de faldón de aproximadamente 120°. La superficie de cierre de cubierta de la cubierta está dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento para definir una junta de alojamiento-cubierta que define un ángulo de junta de aproximadamente 130°. De acuerdo a un aspecto de la presente invención, puede haber un adhesivo en la junta, para facilitar el establecimiento de un sello entre la cubierta y el alojamiento . De acuerdo a otro aspecto de la invención, el material cerámico puede comprender alúmina. De acuerdo a aún otro aspecto de la invención, la cubierta puede tener una proporción, de radio de curvatura a diámetro, de aproximadamente 0.68. En una modalidad particular, la superficie exterior de la cubierta puede estar redondeada en un radio de aproximadamente 1.84 pulgadas y puede tener un diámetro de aproximadamente 3.28 pulgadas. En diferentes aplicaciones, la invención puede proporcionar una carga explosiva dispuesta en una envoltura, que comprende un alojamiento y una cubierta, como están descritos arriba. De forma similar, el alojamiento puede estar dimensionado y configurado para encerrar un detonador y una carga de iniciación asociada. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en despiece, en sección transversal parcial, de una envoltura para una carga explosiva, de acuerdo a una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista en sección transversal de la envoltura de la Figura 1, mostrando la cubierta colocada sobre el alojamiento y una carga moldeada en la envoltura; Las Figuras 3A y 3B son vistas en sección transversal y en elevación lateral, respectivamente, de la cubierta de la envoltura de las Figuras 1 y 2; y La Figura 4 es una vista esquemática en sección transversal de una envoltura, de acuerdo con otra modalidad de la presente invención DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA MISMA La presente invención se relaciona con la configuración de una cubierta y un alojamiento de una envoltura para una carga explosiva, los circuitos electrónicos u otros artículos vulnerables a la contaminación del medio ambiente. Las superficies de contacto de la cubierta y el alojamiento están configuradas para hacer mínimos los esfuerzos de corte y de tensión, a través de la junta de alojamiento-cubierta, cuando la envoltura está sometida a altas presiones externas. Una envoltura, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, puede abarcar una carga moldeada, como se muestra en la Figura 1. La envoltura 10 comprende un alojamiento 12 y una cubierta 14, que están fabricadas de un material cerámico obtenido de Coors Ceramic Company, bajo la designación comercial AD-94, la cual comprende 94% de alúmina. El alojamiento 12, define una cavidad 16, que está dimensionada y configurada para recibir una carga moldeada que será alojada en ella. El alojamiento 12 define una superficie 18 de cierre de alojamiento que es un bisel que se extiende alrededor de la abertura del alojamiento 12. De igual manera, un bisel en la cubierta 14, define una superficie de cierre de la cubierta 20. La superficie de cierre de la cubierta 20 está dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento 18, de modo que, cuando la cubierta 14 es colocada sobre el alojamiento 12, la superficie 20 de cierre de la cubierta se acopla a la superficie de cierre del alojamiento 18, para definir una junta de cierre 22, indicada en la Figura 2. Como se hace evidente de la Figura 1, la superficie de cierre del alojamiento 18 y la superficie de cierre de la cubierta 20, tienen configuraciones periféricas circulares y así se efectúa la correspondiente junta 22 (Figura 2) . Un material sellante, tal como un recubrimiento delgado de un adhesivo o composición sellante, puede estar dispuesto en una o ambas caras de las superficies de cierre del alojamiento 18 y de cierre de la cubierta 20 para establecer un sello entre la cubierta 14 y el alojamiento 12, y para fijar la cubierta 14 en el alojamiento 12.

Con la cubierta fijada en el alojamiento la envoltura sirve para proteger una carga moldeada, que comprende un forro 28, una carga principal de explosivo 30 y una pella 32 de carga de iniciación sensible a los choques y a su exposición a contaminantes, por ejemplo agua bajo alta presión, como puede encontrarse en trabajos de demolición en aguas profundas o en la recuperación de petróleo o gas natural. La carga puede ser disparada detonando la pella, utilizando una línea de señal de iniciación, tal como un cordón detonante dispuesto en el canal 34, cerca de la pella 32. Los detalles de configuración de la cubierta 14, están indicados en las Figuras 3A y 3B. La superficie 24 exterior convexa de la cubierta 14, es cónica cerca de su periferia, y define un ángulo de faldón S (Figura 3A) de aproximadamente 120°. El ápice de la superficie es redondeado, con un radio de aproximadamente 1.84 pulgadas. El diámetro D (Figura 3B) de la superficie exterior es de aproximadamente 3.28 pulgadas. La superficie interior cóncava 26 de la cubierta 14 posee un radio de curvatura de aproximadamente 1.8 pulgadas y define una periferia circular con un diámetro d (Figura 3A) de aproximadamente 2.7 pulgadas. La cubierta 14 tiene un espesor T de aproximadamente 0.18 pulgadas en su ápice y una altura H de aproximadamente 0.9 pulgadas. La superficie de cierre 20 está formada a modo de bisel en la cubierta 14, que define un ángulo cónico a, que es igual al ángulo de unión de la junta 22. Los solicitantes han determinado, que puede obtenerse una junta superior entre el alojamiento 12 y la cubierta 14, proporcionando una junta 22 que define un tronco de cono con un ángulo a de ápice ("ángulo de la junta"), de aproximadamente 130°. El ángulo de la junta de 130°, es escogido para disponer la junta a lo largo de un plano que se empareja estrechamente con la mínima superficie de mayor esfuerzo creada cuando la envoltura es sometida a alta presión externa, por ejemplo, 22.000 libras por pulgada cuadrada. Como resultado, los esfuerzos de corte y de tensión a través de la junta, se hacen mínimos. Es ventajoso para la superficie de cierre del alojamiento y para la superficie de cierre de la cubierta, estar estrechamente emparejados, aunque algunas discontinuidades en estas superficies son inevitables. Para obtener un sellado satisfactorio, resistente a la presión entre el alojamiento 12 y la cubierta 14, se dispone un adhesivo apropiado en la junta 22. Se encontró que los adhesivos epoxi tienen un módulo elástico de aproximadamente 500.000 libras por pulgada cuadrada, proporcionan sellos adecuados a las presiones en exceso a 22.000 libras por pulgada cuadrada, a aproximadamente 70°F. Sin embargo, estos adhesivos fallaron en las pruebas de temperatura a aproximadamente 300°F. Los adhesivos cerámicos, por ejemplo, el "Cotronics Duralco 4540MR" funcionó satisfactoriamente, aun a altas temperaturas. La invención proporciona una ventaja sobre las envolturas en las cuales el ángulo de la junta de la cubierta-alojamiento es demasiado grande o demasiado pequeño, puesto que un ángulo de junta inapropiado producirá un alto esfuerzo de corte y/o alto esfuerzo de tensión en las superficies de contacto del alojamiento y la cubierta. Por ejemplo, si el ángulo de junta es demasiado grande, por ejemplo, 160°, la junta de unión será sometida a un estado de alto esfuerzo de corte, que ocasionará la falla del sellante adhesivo. Una vez que el adhesivo falla, es probable que se produzca un movimiento relativo entre el alojamiento y la cubierta, haciendo que la tapa falle debido al esfuerzo de alta tensión circunferencial en su diámetro externo. En forma recíproca, si el ángulo de la junta es demasiado pequeño, por ejemplo, 90°, se induciría un alto esfuerzo de tensión radial en el alojamiento, haciendo que rompa el adhesivo y ocasionando una falla estructural del alojamiento. La resistencia mejorada a la presión y a la temperatura, de acuerdo a la presente invención, permite el uso de cargas explosivas y/o componentes electrónicos encerrados no sólo en aplicaciones de recuperación de petróleo y gas, sino también en demoliciones en aguas profundas y otras actividades de recuperación. Un ejemplo de una envoltura, de acuerdo a la presente invención y para uso con circuitos electrónicos, es mostrada en la Figura 4. La envoltura 10' comprende un alojamiento 12' de configuración cilindrica y que está dimensionada y configurada para tener montada en ella un dispositivo detonante electrónico, por ejemplo, un circuito de detonación electrónico, que comprende un iniciador de puente semi-conductor. El alojamiento 12', define una superficie de cierre del alojamiento en cada extremo, comprendiendo además la envoltura 10', dos cubiertas 14a y 14b, una a cada extremo del alojamiento 12'. Las cubiertas 14a y 14b están configuradas de modo similar a la cubierta 14 de la envoltura 10. Por consiguiente, las juntas 22a y 22b formadas por el alojamiento 12 y las cubiertas 14a y 14b, definen ambas, ángulos de junta de aproximadamente 130°, como se describió antes en relación con la envoltura 10 de la Figura 1. Montado dentro de la envoltura 10', está un aparato detonador, que comprende un detonador 36 auto-energizado y una carga de detonación de iniciación 38. El detonador 36 comprende una fuente de energía para la carga de detonación 38 y un circuito para controlar el disparo de la carga. Por ejemplo, el detonador 36 puede comprender un sincronizador para encender la carga 38 luego de un retardo predeterminado, después de accionarse un gatillo. La carga 38 tiene suficiente fuerza para que arranque un dispositivo de iniciación, por ejemplo, un cordón detonante, yuxtapuesto a la cubierta 14b. Si es necesario, puede usarse una conexión eléctrica para conectar el circuito dentro de la envoltura 10' a un elemento de circuito fuera de la envoltura 10', por ejemplo, a un dispositivo de amartillado. Preferiblemente, esto se hace a través del uso de una conexión de laminado delgado, que está dispuesto dentro de una de las juntas 22a y 22b, como se describe más completamente en la solicitud de patente norteamericana No. , presentada junto con la presente, la descripción de la cual está incorporada en la presente para referencia. Brevemente, la solicitud de patente mencionada, enseña el uso de un medio de conexión laminado delgado, que comprende una pluralidad de tiras delgadas de metal conductor, dispuestas sobre un soporte flexible, no conductivo, como por ejemplo, una película de poliéster "MylarMR" . El espesor total del laminado de conexión, puede estar alrededor de 0.002 pulgadas y la conexión puede estar dispuesta dentro de la junta 22a, junto con un adhesivo adecuado, sin efecto adverso significativo en el sello producido alrededor de la junta 22a.

Aunque la invención ha sido descrita en detalle, con relación a una modalidad particular de la misma, será aparente que de la lectura y el entendimiento de lo anterior, pueden hacerse muchas variaciones a la modalidad descrita por aquellos expertos en el arte y se tiene el propósito de incluir tales variaciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

1. LAS REIVINDICACIONES Lo que se reivindicó es: 1. Un montaje de envoltura pulverizable, que comprende : un alojamiento que comprende un material cerámico, que define una superficie circular de cierre de un alojamiento; una cubierta en el alojamiento, la cubierta comprende un material cerámico y define una superficie circular de cierre de cubierta y una superficie redondeada cónica externa, que define un ángulo de faldón de aproximadamente 120°; estando la superficie de cierre de la cubierta dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento para definir una junta alojamiento-cubierta, que define un ángulo de junta de aproximadamente 130°.
2. 2. El montaje de envoltura de la reivindicación 1, que comprende además un adhesivo en la junta para facilitar el establecimiento de un sello entre la cubierta y el alojamiento.
3. 3. El montaje de envoltura de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, donde el material cerámico comprende alúmina.
4. 4. El montaje de envoltura de la reivindicación 1, la reivindicación 2 o la reivindicación 3, donde la cubierta tiene una relación de radio de curvatura a diámetro, de aproximadamente 0.68.
5. 5. El montaje de envoltura de la reivindicación 4, donde la superficie exterior de la cubierta es redondeada, con un radio de aproximadamente 1.84 pulgadas y con un diámetro de aproximadamente 3.28 pulgadas.
6. 6. Un penetrador explosivo, que comprende: un alojamiento que comprende un material cerámico, que define una superficie circular de cierre del alojamiento; una carga explosiva dispuesta en el alojamiento; una cubierta en el alojamiento, comprendiendo la cubierta un material cerámico y que define una superficie de cierre circular y una superficie redondeada exteriormente cónica, que define un ángulo de faldón de aproximadamente 120°; estando la superficie de cierre de la cubierta dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento, para definir una junta de. alojamiento-cubierta, donde la junta de alojamiento-cubierta, define un ángulo de junta, de aproximadamente 130°; y una capa de adhesivo en la junta de alojamiento-cubierta, para fijar la cubierta al alojamiento y para proporcionar un sello entre ellas.
7. 7. El penetrador explosivo de la reivindicación 6, donde la superficie exterior de la cubierta está redondeada con un radio de aproximadamente 1.84 pulgadas y con un diámetro de aproximadamente 3.28 pulgadas, donde el ángulo de la junta es de aproximadamente 130°.
8. 8. Un montaje detonador encerrado, que comprende: un alojamiento de material cerámico, que define una superficie circular de cierre del alojamiento; un detonador y una carga detonante de iniciación asociada, dispuestos en el alojamiento; una cubierta en el alojamiento, comprendiendo tal cubierta un material cerámico, que define una superficie circular de cierre y una superficie redondeada cónica externa que define un ángulo de faldón de aproximadamente 120°; estando la superficie de cierre de la cubierta dimensionada y configurada para acoplarse a la superficie de cierre del alojamiento, definiendo una junta de alojamiento-cubierta, donde la junta de alojamiento-cubierta, define un ángulo de junta, de aproximadamente 130°; y una capa de adhesivo en la junta de alojamiento-cubierta, para fijar la cubierta al alojamiento y para proporcionar un sello entre ellas.
9. 9. El montaje detonador de la reivindicación 8, donde la superficie exterior de la cubierta es redondeada, con un radio de aproximadamente 1.84 pulgadas y con un diámetro de aproximadamente 3.2-8 pulgadas.