IT201800006684A1 - Assieme di raccordatura per tubi - Google Patents

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Description

ASSIEME DI RACCORDATURA PER TUBI
Settore della tecnica
La presente invenzione riguarda un assieme di raccordatura per tubi, in particolare, ma non esclusivamente, un assieme di raccordatura del tipo atto a connettere ermeticamente un tubo flessibile ad un’apparecchiatura o impianto esterni mediante un dispositivo di raccordo.
La presente invenzione riguarda inoltre un metodo per assemblare tale assieme di raccordatura connettendo il dispositivo di raccordo al tubo.
La presente invenzione trova particolare applicazione nel settore degli impianti industriali e nel settore automobilistico, ed è destinata, ad esempio, a fluidi ad alta temperatura e/o aggressivi.
Tecnica nota
In vari settori, ad esempio nel settore degli impianti industriali o nel settore automobilistico, vi è la necessità di raccordare tubi, ad esempio tubi flessibili, a corrispondenti attacchi di impianti o apparecchiature, mediante appositi dispositivi di raccordo.
Tali tubi e dispositivi di raccordo sono destinati, ad esempio, al trasporto di fluidi ad alta temperatura (>> 200 °C) e/o aggressivi e devono garantire ermeticità e tenuta meccanica fino al raggiungimento di una pressione che causa lo scoppio dei tubi stessi. Tale scoppio è buona norma che non avvenga in corrispondenza del raccordo.
I dispositivi di raccordo convenzionali, come ad esempio il dispositivo descritto nel documento US 2006108798, comprendono una boccola, che viene fatta calzare su una porzione terminale di un tubo da raccordare, e un connettore avente un codolo che viene inserito all’interno di tale porzione terminale. Al fine di collegare il dispositivo di raccordo al tubo, la boccola viene quindi forzata radialmente verso l’interno, mediante pressatura o serraggio, comprimendo la porzione terminale del tubo tra il codolo del connettore e la boccola stessa. Inoltre, all’interno della boccola è in genere realizzato una protuberanza, ad esempio un dente di aggancio, atta ad inserirsi in una corrispondente rientranza o gola ricavata nella superficie esterna del codolo del connettore, al fine di evitare che il tubo si sfili dal dispositivo di raccordo.
Tali dispositivi di raccordo presentano il problema che il diametro interno del codolo è minore, in partenza, rispetto al diametro interno del tubo, o comunque viene reso minore in seguito alle operazioni di pressatura o serraggio della boccola, cosicché la raccordatura determina una diminuzione del flusso massimo che scorre attraverso il tubo.
Un ulteriore inconveniente dei dispositivi di raccordo noti è legato alla complessità della lavorazione per la realizzazione della protuberanza interna della boccola.
Un altro inconveniente è legato all’operazione non assialsimmetrica di pressatura o serraggio della boccola, a causa della quale i dispositivi di raccordo noti così ottenuti presentano carenze prestazionali in termini di tenuta.
Inoltre, le operazioni di pressatura o serraggio della boccola richiedono macchinari appositi, poco economici.
Scopo principale della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un assieme di raccordatura (dispositivo di raccordo e tubo da raccordare) che non limiti il flusso di fluido del tubo da raccordare e che risulti maggiormente prestazionale in termini di tenuta tra il dispositivo di raccordo e il tubo da raccordare.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di rendere più semplice ed economica la fabbricazione del dispositivo di raccordo.
Un altro scopo della presente invenzione è di rendere più semplice, veloce ed economico l’assemblaggio dell’assieme di raccordatura, ovvero la connessione tra il dispositivo di raccordo e il tubo da raccordare.
Questi ed altri scopi sono raggiunti mediante l’assieme di raccordatura e il metodo di assemblaggio dell’assieme di raccordatura come rivendicati nelle unite rivendicazioni. Descrizione dell'invenzione
Un assieme di raccordatura secondo l’invenzione comprende un dispositivo di raccordo e un elemento tubolare. Il dispositivo di raccordo comprende una boccola e, preferibilmente separato dalla boccola, un connettore comprendente a sua volta una testa, atta ad accoppiarsi, in modo noto, con un un’apparecchiatura o impianto esterno, e un codolo di forma tubolare, preferibilmente integrale con la testa, atto ad essere inserito in una porzione terminale dell’elemento tubolare da raccordare.
In una configurazione non assemblata dell’assieme di raccordatura, il codolo ha un diametro esterno minore o sostanzialmente uguale, preferibilmente di poco minore, rispetto ad un diametro interno della porzione terminale dell’elemento tubolare, in modo da agevolarne l’inserimento all’interno dell’elemento tubolare. In una configurazione assemblata dell’assieme di raccordatura, il codolo è espanso, in corrispondenza della porzione terminale dell’elemento tubolare, cioè ha diametro esterno maggiore rispetto alla configurazione non assemblata, cosicché la porzione terminale risulta compressa tra una superficie interna della boccola e una superficie esterna del codolo.
Nella configurazione assemblata, il codolo ha, vantaggiosamente, un diametro interno sostanzialmente uguale al diametro interno della porzione terminale dell’elemento tubolare nella configurazione non assemblata. Ciò consente di non limitare il flusso di fluido nell’elemento tubolare da raccordare in corrispondenza dell’assieme di raccordatura, evitando l’inconveniente di dover usare elementi tubolari di sezione maggiore per compensare la riduzione del flusso di fluido e quindi rendendo la soluzione secondo l’invenzione più economica, leggera e performante.
In accordo con un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’elemento tubolare è un tubo, ad esempio un tubo flessibile non metallico, avvolto da una treccia preferibilmente in materiale metallico o in fibra tessile, ad esempio fibre sintetiche come kevlar o poliestere. Preferibilmente, nel caso di tubo avvolto da treccia, la porzione terminale dell’elemento tubolare, ha alla sua estremità, una porzione di treccia, di lunghezza opportuna, eccedente rispetto al tubo interno, e, vantaggiosamente, il codolo del connettore comprende una zona, rivolta verso l’esterno del codolo, avente una superficie che presenta un’opportuna scabrezza, ad esempio una superficie godronata, in modo da impegnarsi con la porzione di treccia eccedente rispetto al tubo. In tal modo la treccia risulta incastrata tra la boccola e la superficie scabra del codolo, contribuendo ad evitare che l’elemento tubolare si sfili dal dispositivo di raccordo.
In accordo con un ulteriore aspetto dell’invenzione, la superficie interna della boccola del dispositivo di raccordo è, vantaggiosamente, priva di protuberanze verso l’interno e ciò ne rende più facile la fabbricazione.
L’invenzione riguarda anche un corredo comprendente un assieme di raccordatura come sopra descritto e una trafila atta a far espandere il codolo dell’assieme di raccordatura.
L’invenzione riguarda inoltre un metodo per assemblare l’assieme di raccordatura. Il metodo comprende le fasi di:
- far calzare la boccola del dispositivo di raccordo attorno alla porzione terminale dell’elemento tubolare;
- inserire una trafila all’interno dell’elemento tubolare;
- inserire il codolo del connettore all’interno della porzione terminale dell’elemento tubolare;
- far espandere, mediante scorrimento della trafila all’interno del connettore, il codolo del connettore causando la compressione della porzione terminale dell’elemento tubolare tra la superficie esterna del codolo e la superficie interna della boccola.
Il metodo sopra descritto permette di assemblare l’assieme di raccordatura in modo semplice, veloce ed economico. Inoltre, vantaggiosamente, l’espansione del codolo del connettore, mediante scorrimento della trafila all’interno del connettore, e la conseguente compressione della porzione terminale dell’elemento tubolare sono deformazioni assialsimmetriche che garantiscono l’ottenimento di un assieme di raccordatura in configurazione assemblata che risulta maggiormente prestazionale in termini di tenuta tra il dispositivo di raccordo e il tubo da raccordare.
Opzionalmente, nel caso in cui l’elemento tubolare sia un tubo con treccia esterna e il codolo del connettore comprenda la zona con superficie scabra, il metodo comprendente le ulteriori fasi di:
- fornire ad un’estremità della porzione terminale dell’elemento tubolare una porzione di treccia eccedente rispetto al tubo e disposta almeno parzialmente in corrispondenza della superficie scabra;
- far impegnare, durante la fase di espansione del codolo, la superficie scabra con almeno parte della porzione di treccia eccedente in modo da incastrare la treccia tra la superficie scabra e la superficie interna della boccola.
Breve descrizione delle figure
Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla seguente descrizione di forme preferite di realizzazione fatte a titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la figura 1 è una vista in sezione dell’assieme di raccordatura secondo la presente invenzione, in uso, ovvero in configurazione assemblata;
- la figura 2 è una vista in sezione dell’assieme di raccordatura di figura 1, in configurazione non assemblata;
- la figura 3 è una vista parzialmente in sezione di un connettore di un dispositivo di raccordo dell’assieme di raccordatura di figura 1;
- la figura 4 è una vista in sezione di una fase del metodo di assemblaggio secondo la presente invenzione dell’assieme di raccordatura di figura 1.
Descrizione di forme preferite di realizzazione
Con riferimento alle figure 1 e 2, si è illustrato un assieme di raccordatura 1 secondo l’invenzione, comprendente un dispositivo di raccordo 2 e un elemento tubolare 20 da raccordare; l’assieme 1 è raffigurato, in figura 1, in uso, cioè in configurazione assemblata, ovvero con il dispositivo di raccordo 2 e l’elemento tubolare 20 connessi tra loro, e, in figura 2, in una configurazione precedente l’assemblaggio.
Il dispositivo di raccordo 2 comprende una boccola 3 e un connettore 6, preferibilmente separato dalla boccola 3, comprendente una testa 7 e un codolo 11 di forma tubolare, preferibilmente integrale con la testa 7. Sia la boccola 3 che il connettore 6 sono preferibilmente in metallo.
La testa 7 del connettore 6 comprende una superficie di lavorazione 8, di tipo noto, ad esempio una superficie esagonale, atta a ricevere un utensile di lavoro esterno (non raffigurato), ed un’estremità di attacco 9, maschio o femmina, opportunamente filettata, atta ad accoppiarsi, in modo noto, con un corrispondente attacco di un’apparecchiatura o impianto esterno (non raffigurato). La testa 7 comprende inoltre uno spallamento anulare 10 atto a ricevere in battuta un’estremità 4 della boccola 3.
Il codolo 11 del connettore 6 è atto ad essere inserito in una porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, mentre la boccola 3 è atta a calzare all’esterno della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20.
Nella configurazione precedente l’assemblaggio (configurazione non assemblata) dell’assieme di raccordatura 1, e quindi al momento dell’inserimento del codolo 11 nella porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, il codolo 11 ha un diametro esterno Cext1 minore o uguale, preferibilmente leggermente minore, rispetto ad un diametro interno Tint della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, in modo da agevolare l’inserimento del codolo 11 nell’elemento tubolare 20. In uso, cioè nella configurazione assemblata, il codolo 11 risulta espanso, cioè ha diametro esterno Cext2 maggiore rispetto al diametro esterno Cext1 in configurazione non assemblata, e la porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 risulta compressa tra una superficie esterna 12 del codolo 11 e una superficie interna 5 della boccola 3, realizzando una connessione a tenuta di fluido.
La superficie esterna 12 del codolo 11 comprende, preferibilmente, una pluralità di gole radiali 13, mostrate in figura 3, le quali, offrendo resistenza allo scivolamento dell’elemento tubolare 20, contribuiscono a evitare che lo stesso si sfili dal dispositivo di raccordo 2.
Preferibilmente, nella configurazione assemblata, il codolo 11 ha un diametro interno Cint2 sostanzialmente uguale al diametro interno Tint della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 al momento dell’inserimento, ovvero in configurazione non assemblata. Vantaggiosamente, ciò consente di non limitare il flusso di fluido nell’elemento tubolare 20 da raccordare in corrispondenza dell’assieme di raccordatura 1, evitando l’inconveniente di dover usare elementi tubolari di sezione maggiore per compensare la riduzione del flusso di fluido e quindi rendendo la soluzione secondo l’invenzione più economica, leggera e performante.
Preferibilmente, la testa 7 del connettore 6 ha un diametro interno Hint maggiore o uguale al diametro interno Cint2 del codolo 11 espanso, ovvero in configurazione assemblata. In altri termini, il diametro interno Hint della testa 7 è maggiore o uguale al diametro interno Tint della porzione terminale 21 non compressa (cioè in configurazione non assemblata) dell’elemento tubolare 20.
L’elemento tubolare 20 è preferibilmente un tubo 23 flessibile non metallico, ad esempio in materiale plastico, come PTFE (Teflon), o termoplastico, avvolto da una treccia esterna 24, preferibilmente in materiale metallico, ad esempio in acciaio inox, o in fibra tessile, ad esempio fibre sintetiche come kevlar o poliestere. Inoltre, preferibilmente, la porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 ha alla sua estremità 22 una porzione 25 di treccia 24, di lunghezza opportuna, eccedente rispetto al tubo 23 interno.
Preferibilmente, il codolo 11 del connettore 6 comprende una zona 14 rivolta verso l’esterno, integrale o riportata, sporgente rispetto alla superficie esterna 12 del codolo 11 e dotata di superficie 15 che presenta un’opportuna scabrezza. La superficie scabra 15 è, ad esempio, una superficie godronata che presenta una pluralità di protuberanze 16, ad esempio di forma piramidale a spigolo vivo, come illustrato in figura 3, atte ad insinuarsi, vantaggiosamente, nei vuoti della porzione di treccia eccedente 25, in modo tale che la treccia 24 rimanga incastrata tra la boccola 3 e la superficie godronata 15 del codolo 11, contribuendo ad evitare che l’elemento tubolare 20 si sfili dal dispositivo di raccordo 2.
Preferibilmente, la boccola 3 ha una superficie liscia, sia internamente che esternamente. In particolare, la sua superficie interna 5 risulta priva di protuberanze verso l’interno, rendendo più facile la fabbricazione della boccola 3.
Il codolo 11 del connettore 6 ha, preferibilmente, un’estremità 17, distale rispetto alla testa 7, rastremata nella direzione dalla testa 7 verso l’estremità 17, per facilitare l’ingaggio della stessa con una trafila 30, in accordo col metodo di assemblaggio dell’assieme di raccordatura 1 come descritto nel seguito.
Preferibilmente, la trafila 30 ha una superficie esterna 31 rastremata in direzione opposta a quella dell’estremità 17 del codolo 11, da una sezione di diametro massimo Dmax ad una di diametro minimo Dmin, in modo che al momento dell’ingaggio tra la trafila 30 e l’estremità 17 del codolo 11 e durante il successivo scorrimento dell’una rispetto all’altra si evitino, o comunque si limitino, contatti tra spigoli vivi della trafila 30 e dell’estremità 17. Inoltre, preferibilmente, il diametro massimo Dmax della trafila 30 è di poco inferiore al diametro interno Tint della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 in configurazione non assemblata, in modo che la trafila 30 possa scorrere al suo interno, e il diametro minimo Dmin della trafila 30 è di poco inferiore al diametro interno Cint1 del codolo 11 in configurazione non assemblata, in modo che la trafila 30 possa ingaggiare il codolo 11, infilandosi parzialmente al suo interno, e quindi, scorrendo al suo interno, farlo espandere fino a che, grazie alla sezione di diametro massimo Dmax, il diametro interno Cint1 del codolo 11 in configurazione non assemblata non si allarghi fino al diametro interno Cint2 della configurazione assemblata. La trafila 30 è inoltre collegata, preferibilmente, ad un’asta di comando 32 che, in fase di assemblaggio, viene fatta sporgere fuori dall’elemento tubolare 20 per movimentare la trafila 30, come verrà illustrato nel seguito.
Con riferimento alla figura 4, viene di seguito descritto un metodo di assemblaggio dell’assieme di raccordatura 1 in accordo con l’invenzione.
Inizialmente la boccola 3 viene fatta calzare attorno alla porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 e, all’interno dello stesso, viene inserita la trafila 30, dalla parte in cui la sezione della trafila ha diametro massimo Dmax e con l’asta di comando 32 sporgente fuori dall’elemento tubolare 20 dalla parte della porzione terminale 21.
Successivamente, il codolo 11 del connettore 6 viene inserito all’interno della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, e, preferibilmente, un’estremità 4 della boccola 3 viene posta in battuta contro lo spallamento anulare 10 della testa 7 del connettore 6.
In una fase successiva, dopo aver fatto appoggiare la testa 7 su un opportuno elemento di riscontro 33 che impedisca il movimento del connettore 6 in direzione dal codolo 11 verso la testa 7, viene quindi fatta scorrere la trafila 30 da una posizione iniziale, mostrata in figura 4, in cui la sezione della trafila 30 di diametro minimo Dmin è almeno parzialmente all’interno del codolo 11 del connettore 6, verso la testa 7 del connettore 6, ovvero nel verso della freccia F mostrata in figura 4. Tale scorrimento della trafila 30 determina un’espansione, vantaggiosamente assialsimmetrica, del codolo 11 del connettore 6 (trafilatura interna ad espandere), preferibilmente fino a che il diametro interno del codolo 11 non risulti sostanzialmente uguale al diametro interno Tint della porzione terminale 21 non compressa dell’elemento tubolare 20. Durante tale espansione del codolo 11, la sua superficie esterna 12, premendo contro la porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, comprime la stessa contro la superficie interna 5 della boccola 3, in modo da realizzare un collegamento ermetico tra l’elemento tubolare 20 e il dispositivo di raccordo 2.
Il metodo sopra descritto permette di assemblare l’assieme di raccordatura 1 in modo semplice, veloce ed economico. Inoltre, poiché l’espansione del codolo 11 del connettore 6 e la conseguente compressione della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20 sono deformazioni assialsimmetriche, ciò garantisce l’ottenimento di un assieme di raccordatura 1 in configurazione assemblata che risulta maggiormente prestazionale in termini di tenuta tra il dispositivo di raccordo 2 e l’elemento tubolare 20 da raccordare.
In accordo con l’invenzione, qualora l’elemento tubolare 20 sia un tubo 23 con treccia esterna 24 e il codolo 11 del connettore 6 comprenda la zona dotata di superficie scabra 15, il metodo di assemblaggio prevede inoltre di fornire, all’estremità 22 della porzione terminale 21 dell’elemento tubolare 20, una porzione 25 di treccia 24 eccedente rispetto al tubo interno 23 e disposta almeno parzialmente in corrispondenza della superficie scabra 15. In tal modo, durante l’espansione del codolo 11 del connettore 6, come sopra descritta, la superficie scabra 15 del codolo 11 si impegna con almeno parte della porzione eccedente 25 di treccia 24, in modo tale che la treccia 24 rimanga incastrata tra la superficie interna 5 della boccola 3 e la superficie scabra 15 del codolo 11, contribuendo ad evitare che l’elemento tubolare 20 si sfili dal dispositivo di raccordo 2.
Da quanto sopra descritto sarà evidente al tecnico del settore che l’assieme di raccordatura 1 e il metodo di assemblaggio dell’assieme di raccordatura 1 secondo l’invenzione consentono di raggiungere efficacemente gli scopi sopra esposti.
Sarà inoltre evidente al tecnico del settore che le forme di realizzazione così come descritte ed illustrate non sono da intendersi in alcun modo in senso limitativo e numerose varianti e modifiche alla portata del tecnico del settore sono possibili e comunque rientranti nell’ambito di tutela della presente invenzione come definito dalle unite rivendicazioni.

Claims (10)

  1. Rivendicazioni 1. Assieme di raccordatura per tubi comprendente un dispositivo di raccordo (2) e un elemento tubolare (20), in cui il dispositivo di raccordo (2) comprende una boccola (3) e un connettore (6) comprendente un codolo (11) di forma tubolare, atto ad essere inserito in una porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20), il codolo (11) avendo, in una configurazione non assemblata dell’assieme di raccordatura (1), un diametro esterno (Cext1) minore o sostanzialmente uguale ad un diametro interno (Tint) della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20), caratterizzato dal fatto che il codolo (11) è espanso, in una configurazione assemblata dell’assieme di raccordatura (1), in corrispondenza della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20), detta porzione terminale (21) risultando compressa tra una superficie interna (5) della boccola (3) e una superficie esterna (12) del codolo (11).
  2. 2. Assieme secondo la rivendicazione 1, in cui il codolo (11) ha, nella configurazione assemblata, un diametro interno (Cint2) sostanzialmente uguale al diametro interno (Tint) della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20) nella configurazione non assemblata.
  3. 3. Assieme secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’elemento tubolare (20) è un tubo (23) avvolto da una treccia esterna (24).
  4. 4. Assieme secondo la rivendicazione 3, in cui il codolo (11) comprende una zona (14), rivolta verso l’esterno del codolo (11), avente una superficie scabra (15) atta ad impegnarsi con una porzione (25) di treccia esterna (24) eccedente rispetto al tubo (23).
  5. 5. Assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il connettore (6) comprende una testa (7) avente diametro interno (Hint) maggiore o uguale al diametro interno (Tint) della porzione terminale (21) non compressa dell’elemento tubolare (20).
  6. 6. Assieme secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la superficie interna (5) della boccola (3) è priva di protuberanze verso l’interno.
  7. 7. Corredo comprendente un assieme di raccordatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 e una trafila (30) atta a far espandere il codolo (11) dell’assieme di raccordatura (1).
  8. 8. Metodo per assemblare un assieme di raccordatura (1) comprendente un dispositivo di raccordo (2) ed un elemento tubolare (20) da raccordare, in cui il dispositivo di raccordo (2) comprende una boccola (3) ed un connettore (6), il metodo comprendendo le fasi di: - far calzare la boccola (3) attorno ad una porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20); - inserire una trafila (30) all’interno dell’elemento tubolare (20); - inserire un codolo (11) del connettore (6) all’interno della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20), detto codolo (11) avendo un diametro esterno (Cext1) minore o sostanzialmente uguale al diametro interno (Tint) della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20); - far espandere, mediante scorrimento della trafila (30) all’interno del connettore (6), il codolo (11) del connettore (6) causando la compressione della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20) tra una superficie esterna (12) del codolo (11) e una superficie interna (5) della boccola (3).
  9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui detta fase di far espandere il codolo (11) prevede di far espandere il codolo (11) fino a che il suo diametro interno (Cint2) non risulti sostanzialmente uguale al diametro interno (Tint) della porzione terminale (21) non compressa dell’elemento tubolare (20).
  10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui l’elemento tubolare (21) è un tubo (23) con treccia esterna (24) e in cui il codolo (11) del connettore (6) comprende una zona (14) con una superficie scabra (15), il metodo comprendendo le ulteriori fasi di: - fornire ad un’estremità (22) della porzione terminale (21) dell’elemento tubolare (20) una porzione (25) di treccia esterna (24) eccedente rispetto al tubo (23) e disposta almeno parzialmente in corrispondenza della superficie scabra (15); - far impegnare, durante detta fase di far espandere il codolo (11), la superficie scabra (15) con almeno parte della porzione eccedente (25) di treccia esterna (24) in modo da incastrare la treccia esterna(24) tra la superficie scabra (15) e la superficie interna (5) della boccola (3).
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