IT201800009954A1 - Raccordo a stringere per tubi gas comprendente un elemento di serraggio ed un anello elastico - Google Patents

Description

RACCORDO A STRINGERE PER TUBI GAS COMPRENDENTE UN ELEMENTO DI SERRAGGIO ED UN ANELLO ELASTICO

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico della raccorderia per tubi, ad esempio tubi gas, aria compressa, vapore, acqua refrigerata, ed ha particolarmente per oggetto un raccordo metallico a stringere per tubi gas comprendente un elemento di serraggio e un anello elastico.

Stato della Tecnica

Sono note varie tipologie di raccordi per tubi destinati al trasporto di gas, ad esempio i tubi in rame presenti in un impianto di refrigerazione e/o condizionamento.

Tali raccordi per tubi gas dovranno garantire, oltre che naturalmente una sufficiente tenuta meccanica sul tubo, un’elevata tenuta pneumatica nei confronti del gas. Quest’ultima è necessaria alla luce del fatto che generalmente in tali tubi il gas circola ad una pressione decisamente elevata.

Allo scopo, sono spesso utilizzate guarnizioni elastomeriche oppure, come ad esempio illustrato in FIG.1C, guarnizioni in rame coniche GC.

In quest’ultimo caso, all’esterno del tubo viene inserita una bussola rigida BR, mentre all’interno del tubo viene inserita un’anima metallica AM. Quest’ultima e la bussola rigida BR vengono poi compresse radialmente per garantire la tenuta meccanica sul tubo.

Altresì, come ad esempio illustrato in FIG. 1A, sul bordo del tubo viene realizzata le cosiddetta “cartella” C, ovvero guarnizioni coniche ricavate deformando il tubo stesso.

Un’altra possibile soluzione per garantire la tenuta meccanica del tubo è la saldobrasatura di una bussola B dello stesso, come illustrato in FIG. 1B e come insegnato nella domanda statunitense US2014/0339818. Sulla bussola B viene poi posta una guarnizione GC.

Tali note soluzioni presentano tutte alcuni svantaggi.

Ad esempio, le guarnizioni elastomeriche sono compatibili solo con alcune tipologie di gas e, con il tempo, presentano un’usura particolarmente elevata.

D’altra parte, la realizzazione delle cartelle e/o della saldobrasatura richiede l’utilizzo di appropriati utensili ed una particolare perizia tecnica.

Uno svantaggio comune a tutte le soluzioni dello stato della tecnica è che la tenuta pneumatica diminuisce con il tempo, con conseguenti perdite più o meno elevate di gas dal tubo e la necessità di sostituire la guarnizione oppure l’intero tubo.

Inoltre, è usuale la necessità di disimpegnare il terminale di accoppiamento filettato dagli altri componenti del raccordo.

Al riguardo, si utilizzano opportune leve ed estrattori che, però, causano la rottura dei componenti del raccordo stesso.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un raccordo metallico di elevata funzionalità e costo relativamente contenuto.

Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un raccordo che sia semplice da montare.

Uno scopo particolare dell’invenzione è mettere a disposizione un raccordo particolarmente facile da utilizzare da parte di qualsiasi operatore del settore, anche non particolarmente specializzato.

Uno scopo particolare dell’invenzione è mettere a disposizione un raccordo che non necessiti di particolari utensili per essere posto in opera.

Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un raccordo in grado di garantire un’ottima tenuta meccanica e pneumatica del tubo gas.

Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione un raccordo utilizzabile indipendentemente dalla tipologia di gas trasportata nel tubo.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è garantire la tenuta pneumatica e meccanica del tubo nel tempo.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un raccordo avente una o più delle caratteristiche qui descritte e/o rivendicate e/o illustrate.

Forme di realizzazione vantaggiose del trovato sono definite in accordo con le rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive dell'invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'aiuto delle unite tavole di disegno in cui:

le FIGG.1A, 1B, 1C illustrano alcune soluzioni dello stato della tecnica;

le FIGG. 2A e 2B sono viste in sezione assiale rispettivamente della ghiera 30 e del terminale di accoppiamento filettato 40;

le FIGG. 2C e 2D sono rispettivamente una vista assonometrica e in sezione assiale dell’elemento di serraggio 10 facente parte del raccordo a stringere 1;

la FIG.2E è una vista assonometrica dell’anello 50;

la FIG. 3 è una vista in sezione assiale dell’assieme costituito da ghiera 30, anello elastico 50 e elemento di serraggio 10;

le FIGG. dalla 4 alla 6 sono viste in sezione assiale del raccordo 1 all’atto dell’avvitamento reciproco della ghiera 30 e del terminale di accoppiamento filettato 40 in differenti fasi operative, con nelle FIGG.5A, 5B e 6A alcuni particolari ingranditi.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti

Con riferimento alla figure citate, si descrive un raccordo a stringere 1 per tubi, i quali potranno essere di qualsivoglia tipologia, ad esempio tubi per il trasporto di gas, aria compressa, vapore, acqua refrigerata.

In particolare, il raccordo 1 è particolarmente indicato per tubi P per il trasporto di gas, detti semplicemente tubi gas.

In ogni caso, in un tubo P, che potrà definire un asse X, si potrà distinguere una porzione d’estremità F e un bordo d’estremità E.

La presente invenzione presenta varie parti uguali o comunque fra loro simili. Ove non altrimenti specificato, si indicheranno tali parti uguali o simili con un singolo numero di riferimento, intendendosi che le caratteristiche indicate sono comuni a tutte le parti uguali o simili.

Il raccordo 1 potrà comprendere essenzialmente una ghiera 30, un terminale di accoppiamento filettato 40 ed un elemento di serraggio 10, fra loro coassialmente accoppiati.

Il terminale di accoppiamento filettato 40 e l’elemento di serraggio 10 potranno essere del tipo descritto nella domanda di brevetto italiana 102018000002959.

La ghiera 30 potrà essere avvitabile sul terminale di accoppiamento filettato 40 con l’interposizione dell’elemento di serraggio 10. All’atto di tale avvitamento il tubo P potrà essere inserito nel terminale di accoppiamento filettato 40, con la ghiera 30 e l’elemento di serraggio 10 calzati sulla superficie esterna dello stesso.

Per consentire l’avvitamento, la ghiera 30 potrà presentare una superficie esterna 31 atta ad essere afferrata da un operatore oppure impegnata da un apposito utensile, ad esempio una chiave inglese.

Si comprende che anche se nel prosieguo si indicherà la ghiera 30 come avvitabile sul terminale di accoppiamento filettato 40, potrà avvenire anche il contrario, cioè che quest’ultimo sia avvitabile sul primo, oppure che entrambi siano avvitabili l’uno rispetto all’altro, senza per questo uscire dall’ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

Preferibilmente, l’elemento di serraggio 10, che potrà ad esempio essere realizzato in ottone o acciaio, potrà presentare due o più morsetti di presa 11 solidalmente e trasversalmente estendentesi da un anello rigido 12 di supporto.

Si comprende che i morsetti 11 potranno essere in numero qualsivoglia, purché maggiore o uguale a 2, senza per questo uscire dall’ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

Come si vedrà più dettagliatamente di seguito, l’avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 potrà promuovere la compressione radiale dei morsetti 11 sul tubo P, il quale si deformerà fino alla formazione di una gola di presa anulare G.

Quest’ultima consentirà un collegamento meccanico fra tubo P e elemento di serraggio 10 particolarmente saldo.

Ognuno dei morsetti 11 potrà avere due porzioni di estremità: una prima 11’ rivolta verso l’anello rigido 12, una seconda 11’’ in posizione opposta.

Opportunamente, ogni porzione di estremità 11’’ potrà essere radialmente espansa per definire una ganascia 110 atta a formare la suddetta gola di presa G.

Preferibilmente, fra l’anello rigido 12 e le prime porzioni d’estremità 11’ potrà essere interposta una gola anulare 13, la quale agevolerà la compressione radiale controllata dei morsetti 11.

Questi ultimi potranno altresì presentare una superficie esterna 14 e una superficie interna 15.

La superficie esterna 14 potrà essere destinata a restare affacciata alla ghiera 30 e alla porzione interna 42 del terminale di accoppiamento filettato 40, mentre sulla superficie interna 15 potranno essere presenti risalti 16 di aggrappaggio sul tubo P.

Vantaggiosamente, i morsetti 11 potranno essere definiti sostanzialmente da archi di circonferenza, i quali potranno essere consecutivamente affiancati e spaziati di una distanza d, come illustrato in FIG.2C.

In tal modo, la compressione radiale dei morsetti 11 si arresterà quando gli stessi verranno a contatto reciproco.

Come particolarmente illustrato ad esempio in FIG. 5A, la gola di presa G potrà presentare una profondità p sostanzialmente pari alla distanza d.

Opportunamente, l’anello rigido 12 potrà avere una prima e una seconda porzione anulare sostanzialmente curve 12’, 12’’ atte a venire a contatto rispettivamente con le superfici interne 32, 33 della ghiera 30.

In tal modo, i punti di reciproco contatto tra quest’ultima e l’elemento di serraggio 10 potranno essere definiti da singoli punti di tangenza 32’, 33’, in modo da consentire di evitare possibili torsioni del tubo P all’atto dell’avvitamento reciproco della ghiera 30 e del terminale di accoppiamento filettato 40.

Vantaggiosamente, la ghiera 30 potrà comprendere inoltre una gola 36 estendentesi esternamente rispetto alla superficie 33.

Quest’ultima potrà, ad esempio, presentare un’angolazione γ compresa fra 20° e 30°, e preferibilmente di 25°.

Tale gola 36 potrà alloggiare un anello elastico 50 suscettibile di entrare a reciproco contatto con l’anello rigido 12 in una porzione di contatto 12’’’ e con la superficie interna 35 della gola 36.

In tal modo l’anello rigido 12 potrà rimanere interposto tra l’anello 50 e la superficie interna 35. Più precisamente, l’anello rigido 12 impatterà contro l’anello elastico 50, in modo da restare in posizione operativa.

Per semplificare il montaggio del raccordo 1, l’anello elastico 50 potrà passare da una posizione di minima espansione radiale che consente l’inserimento dello stesso all’interno della ghiera 30 ad una di massima espansione radiale per consentire il bloccaggio dello stesso all’interno della gola 36 della ghiera 30 e prevenire lo sfilamento assiale dell’anello rigido 12, che tuttavia sarà libero di ruotare all’interno della ghiera 30.

A tal fine, un operatore potrà forza elasticamente l’anello elastico 50 dalla posizione di massima espansione verso quella di minima espansione. La posizione di massima espansione, infatti, è la posizione che lo stesso anello elastico 50 assume a riposo, cioè quando non è soggetto a sollecitazioni esterne.

In tal modo, l’elemento di serraggio 10 e la ghiera 30 potranno formare un assieme unitario.

Vantaggiosamente, l’anello 50 potrà essere realizzato in materiale plastico, ad esempio nylon 6,6.

Lo stesso anello 50 potrà avere una forma sostanzialmente a ‘C’ comprendente due estremità 51, 51’ tra loro affacciate suscettibili di avvicinarsi e allontanarsi rispettivamente quando l’anello 50 è nelle posizioni di minima e massima espansione radiale.

Preferibilmente, l’anello 50 potrà avere un massimo spessore predeterminato S1 sostanzialmente equivalente alla distanza d1 tra la ghiera 30 e la gola anulare 13 dell’elemento di serraggio 10.

Opportunamente, la porzione interna 42 del terminale di accoppiamento filettato 40 potrà comprendere due superfici troncoconiche 43, 44, coassiali e convergenti rispetto all’asse X, una superficie di scorrimento 48 interposta tra esse e una superficie di battuta 45.

Preferibilmente, la prima superficie troncoconica 43 potrà presentare una prima angolazione α compresa fra 4° e 8°, e preferibilmente di 6°, mentre la seconda superficie troncoconica 44 potrà presentare una seconda angolazione β compresa fra 0,5° e 2,5°, e preferibilmente di 1,5°.

Preferibilmente, tra la superficie di scorrimento 48 e la seconda superficie troncoconica 44 potrà essere presente una superficie di invito 46 anch’essa di forma sostanzialmente troncoconica ed una superficie di riscontro 460, sostanzialmente piana e perpendicolare rispetto all’asse X, la cui funzione sarà più chiara più avanti.

Operativamente, come illustrato in FIG. dalla 4 alla 6, una volta inserito il tubo P nel terminale di accoppiamento 40 il bordo d’estremità E dello stesso andrà a contatto della superficie di invito 46, mentre la prima superficie troncoconica 43 andrà a contatto con i morsetti 11 in un unico punto di tangenza 14’.

L’avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 promuoverà la compressione radiale dei morsetti 11 sul tubo P, con la conseguente formazione della gola di presa anulare G sullo stesso.

In tal modo, il tubo P e l’elemento di serraggio 10 rimarranno meccanicamente collegati in modo solidale. Successivamente a tale collegamento meccanico, infatti, la traslazione assiale dell’elemento di serraggio 10 promossa dall’ulteriore avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 provocherà anche la contemporanea traslazione assiale del tubo P. In altre parole, quest’ultimo e l’elemento di serraggio 10 formeranno un assieme unitario.

Grazie al fatto che la prima superficie troncoconica 43 andrà a contatto con i morsetti 11 nell’unico punto di tangenza 14’, la compressione radiale dei morsetti 11 avverrà con il minimo attrito.

L’ulteriore avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 promuoverà il contatto dei morsetti 11 con la superficie di scorrimento 48, che consentirà lo scorrimento assiale dell’assieme unitario fra il tubo P e l’elemento di serraggio 10.

Tale scorrimento assiale provocherà lo scavallamento della superficie di invito 46 da parte del bordo d’estremità E del tubo P, in modo che la porzione d’estremità F dello stesso vada a contatto con la seconda superficie troncoconica 44 per essere da questa compressa radialmente e fornire una tenuta pneumatica.

Lo scorrimento assiale dell’assieme unitario fra il tubo P e l’elemento di serraggio 10 promosso dall’ulteriore avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 si arresterà quando il bordo d’estremità E del tubo P andrà a contatto con la superficie di battuta 45.

La compressione assiale fra quest’ultima ed il tubo fornirà un’ulteriore tenuta pneumatica.

Più in particolare, in una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, la superficie di battuta 45 potrà essere definita da una gola anulare 49 rastremata internamente in modo che la parete di fondo 49’ della stessa abbia una larghezza L3 inferiore allo spessore S del bordo d’estremità E del tubo P.

In tal modo, la tenuta pneumatica di cui sopra si espleterà sia sulla parete di fondo 49’ sia sulla rastrematura 49’’.

Vantaggiosamente, la superficie di scorrimento 48 potrà essere sostanzialmente troncoconica, convergente rispetto all’asse X e coassiale rispetto alle superfici troncoconiche 43, 44.

Opportunamente, inoltre, tale superficie di scorrimento 48 potrà presentare una lunghezza L1 maggiore di quella L2 della seconda superficie troncoconica 44. In tal modo, varrà a crearsi una camera 41 fra la superficie di riscontro 460 e l’estremità 11’’ dei morsetti 11 atta all’espansione radiale del tubo P.

L’ulteriore avvitamento della ghiera 30 sul terminale di accoppiamento filettato 40 con il bordo di estremità E del tubo P a contatto con la superficie di battuta 45, infatti, provocherà l’espansione radiale dello stesso tubo P nella camera 41.

Man mano che la ghiera 30 viene avvitata sul terminale di accoppiamento filettato 40, poi, la porzione di estremità 11’’ dei morsetti 11 si muoverà fra una posizione distale dalla superficie di riscontro 460 ed una posizione a questa prossimale, illustrata in particolare in FIG.7.

In tale posizione l’estremità 11’’ dei morsetti 11 potrà venire a contatto con la porzione di tubo P espansa nella camera di espansione 41, in modo da deformarla contro la superficie di riscontro 460 per formare un’ulteriore tenuta pneumatica ed un ulteriore collegamento meccanico di sicurezza, in particolare contro i colpi d’ariete.

Opportunamente, la ghiera 30 potrà includere una o più fori di ispezione 34, in modo da consentire all’operatore di controllare a vista la posizione relativa della stessa ghiera e del terminale di accoppiamento filettato 40.

Da quanto sopra descritto, appare chiaro che l’invenzione raggiunge gli scopi prefissatisi.

L’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Altresì, tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un raccordo a stringere per un tubo gas (P), il raccordo comprendendo: - una ghiera (30) comprendente una prima superficie interna (32), una seconda superficie interna (33) sostanzialmente piana e sostanzialmente perpendicolare o trasversale rispetto a detta prima superficie interna (32) e una prima gola (36) realizzata in detta seconda superficie interna (33); - un elemento di serraggio (10) inserito in detta ghiera (30), detto elemento di serraggio (10) comprendendo un primo anello rigido (12); - un secondo anello (50) elasticamente deformabile per passare da una posizione di inserimento in detta ghiera (30) in cui presenta diametro minimo ed una posizione di lavoro in detta prima gola (36) in cui presenta diametro massimo per entrare in reciproco contatto con detto primo anello rigido (12) prevenendo lo sfilamento assiale di detto elemento di serraggio (10), detto primo anello rigido (12) restando interposto tra detto secondo anello (50) e detta prima superficie interna (32); in modo che detto elemento di serraggio (10), detta ghiera (30) e detto secondo anello (50) formino un assieme unitario.
2. 2. Raccordo secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo anello (50) è realizzato in materiale polimerico, preferibilmente nylon, ed è definito da una forma sostanzialmente a ‘C’ comprendente due estremità (51, 51’) tra loro affacciate suscettibili di avvicinarsi / allontanarsi reciprocamente quando detto secondo anello (50) è in detta posizione di inserimento / lavoro.
3. 3. Raccordo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto elemento di serraggio (10) comprende almeno una coppia di morsetti (11) estendentesi trasversalmente da detto primo anello rigido (12), ognuno di detti morsetti (11) presentando una prima porzione d’estremità (11’) rivolta verso detto primo anello rigido (12) e una seconda porzione di estremità opposta (11’’), detto elemento di serraggio (10) comprendendo una seconda gola anulare (13) interposta fra detto primo anello rigido (12) e le prime porzioni d’estremità (11’) di detti morsetti (11) per consentire la compressione radiale controllata di questi ultimi.
4. 4. Raccordo secondo la rivendicazione precedente, in cui il tubo gas (P) comprende una porzione d’estremità (F) avente un bordo d’estremità (E), il raccordo comprendendo inoltre un terminale di accoppiamento filettato (40) reciprocamente accoppiabile con detta ghiera (30), detto terminale di accoppiamento filettato (40) definendo un asse (X) e avendo una porzione interna sagomata (42) destinata a restare reciprocamente affacciata con la porzione d’estremità (F) del tubo (P) comprendente in sequenza almeno una prima superficie troncoconica (43), almeno una superficie di scorrimento (48), almeno una seconda superficie troncoconica (44) e almeno una superficie di battuta (45), dette almeno una prima e seconda superficie troncoconica (43, 44) essendo coassiali e convergenti verso detto asse (X), detto elemento di serraggio (10) e detta porzione interna sagomata (42) essendo reciprocamente dimensionati in modo che all’atto dell’avvitamento reciproco di detta ghiera (30) e di detto terminale di accoppiamento filettato (40): - detta almeno una prima superficie troncoconica (43) venga a contatto reciproco con detti morsetti (11) per comprimere radialmente questi ultimi sul tubo (P), in modo da collegare meccanicamente in modo reciproco quest’ultimo (P) e detto elemento di serraggio (10); e - a seguito di tale collegamento meccanico, detta almeno una superficie di scorrimento (48) venga a contatto reciproco con detti morsetti (11) per consentire lo scorrimento assiale solidale del tubo (P) e di detto elemento di serraggio (10); e - a seguito di tale collegamento meccanico e di detto scorrimento solidale, detta seconda superficie troncoconica (44) venga a contatto reciproco con la porzione di estremità (F) del tubo (P) per comprimerla radialmente e detta superficie di battuta (45) di detto terminale di accoppiamento filettato (40) venga a contatto reciproco con il bordo d’estremità (E) del tubo (P) per comprimerlo assialmente, in modo da fornire rispettivamente una prima e una seconda tenuta pneumatica.
5. 5. Raccordo secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui le seconde porzioni d’estremità (11’’) di detti morsetti (11) sono radialmente espanse verso detto asse (X) per definire ganasce (110) suscettibili di formare una gola di presa (G) anulare sul tubo (P) all’atto della compressione radiale di detti morsetti (11).
6. 6. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ognuno di detti morsetti (11) presenta una superficie esterna (14) suscettibile di venire a contatto con detta prima superficie troncoconica (43) ed una superficie interna (15) comprendente una pluralità di risalti di aggrappaggio (16) suscettibili di venire almeno parzialmente a contatto con il tubo (P) all’atto della compressione radiale di detti morsetti (11).
7. 7. Raccordo secondo la rivendicazione precedente, in cui la superficie esterna (14) di ognuno di detti morsetti (11) presenta una seconda porzione di contatto (14’) con detta prima superficie troncoconica (43), detta seconda porzione di contatto (14’) essendo sostanzialmente curva in modo che il contatto avvenga in un unico primo punto di tangenza, così da minimizzare l’attrito reciproco.
8. 8. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ognuno di detti morsetti (11) definisce un arco di circonferenza, i morsetti di ogni coppia di morsetti (11, 11) consecutivi essendo fra loro affiancati e spaziati di una distanza predeterminata (d) in modo che all’atto della compressione sul tubo (P) gli stessi morsetti (11) vengano a reciproco contatto deformando quest’ultimo per un tratto di profondità (p) sostanzialmente pari a detta distanza predeterminata (d).
9. 9. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo anello rigido (12) comprende una prima porzione anulare di contatto (12’) sostanzialmente curva, detta prima superficie interna (32) essendo sostanzialmente piana in modo che il contatto fra quest’ultima e detta prima superficie interna (32) avvenga in un singolo secondo punto di reciproca tangenza (32’).
10. 10. Raccordo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto primo anello rigido (12) include inoltre almeno una seconda porzione anulare di contatto (12’’) sostanzialmente curva suscettibile di venire a reciproco contatto con detta seconda superficie interna (33) in un singolo terzo punto di reciproca tangenza (33’) in modo che all’atto dell’avvitamento reciproco di detto terminale di accoppiamento filettato (40) e di detta ghiera (30) detto elemento di serraggio (10) sia centrato generando con quest’ultima un attrito minimo.