IT202200001610A1 - Raccordo a serraggio meccanico per tubi compositi a superficie liscia - Google Patents

Description

RACCORDO A SERRAGGIO MECCANICO PER TUBI COMPOSITI A SUPERFICIE LISCIA

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione ? generalmente applicabile al settore tecnico della raccorderia per tubi, ed ha particolarmente per oggetto un raccordo a stringere per la giunzione reciproca di un elemento terminale filettato e un tubo a superficie liscia.

Stato della Tecnica

Come ? noto esistono diverse tipologie di raccordi per unire un tubo a superficie liscia ad un terminale metallico.

In particolare, come visibile nelle FIGG. da 1A a 1D, ? noto un raccordo R che include un?anima metallica tubolare A avente una porzione anteriore P2 accoppiabile al terminale filettato ed una porzione posteriore P1 inseribile nel tubo. Al fine di garantire la tenuta idraulica, sull?anima metallica A sono calzati degli O-rings OG.

Inoltre, potr? essere prevista una ghiera G interagente con una bussola elastica B avente un taglio trasversale TG, per comprimere radialmente il tubo sulla porzione posteriore P1 dell?anima metallica A.

All?avvitamento della ghiera G sul terminale filettato corrisponde una compressione radiale uniforme in direzione assiale della bussola B e, di conseguenza, una corrispondente compressione radiale del tubo sulla porzione posteriore P1 dell?anima metallica A.

Tuttavia, per avvitare la ghiera occorre esercitare ingenti forze di avvitamento a causa delle superfici contrapposte, che creano un attrito piuttosto elevato.

Inoltre, la fresatura TG presente sulla bussola B vincola il tubo che, quando compresso, si rigonfia in essa.

Di conseguenza, la rotazione della ghiera G e la conseguente rotazione e compressione radiale della bussola B sul tubo, mettono quest?ultimo in torsione con conseguente indebolimento della struttura meccanica dello stesso.

Presentazione dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un raccordo di elevata funzionalit?, semplicit? costruttiva e/o costo contenuto.

Un altro scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un raccordo che richieda minime forze di avvitamento.

Ulteriore scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un raccordo che consenta un?elevata tenuta meccanica e/o idraulica nel tempo.

Un altro scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un raccordo robusto ed affidabile. Un ulteriore scopo dell?invenzione ? mettere a disposizione un raccordo che garantisca l?integrit? del tubo su cui ? montato.

Tali scopi, nonch? altri che appariranno pi? chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un raccordo avente una o pi? 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 del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive di un raccordo 1, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

le FIGG.1A, 1B, 1C sono viste in sezione frontale di una ghiera G, una bussola B e un?anima A di un raccordo R dello stato della tecnica, di cui la FIG.1D ? una vista dall?alto di una bussola B;

le FIGG.2A, 2B, 2C, 2D sono viste in sezione rispettivamente della ghiera 20, della bussola 40, della guarnizione 30, dell?anima 10 del raccordo 1 secondo l?invenzione, di cui la FIG.2E ? una vista in sezione frontale della guarnizione 30 calzata sull?anima 10;

la FIG.3A ? una vista assemblata in sezione frontale della bussola 40 e della ghiera 20, di cui la FIG.3B ? la vista di un ingrandimento di un particolare;

le FIGG.4A e 4B sono viste rispettivamente assonometrica e dall?alto della bussola 40; le FIGG.4C e 4D sono viste rispettivamente assonometrica e dall?alto della bussola 40 in cui la zona di deformazione 46 ? collassata;

le FIGG.5A, 5B e 5C sono viste in sezione frontale del raccordo 1 assemblato in uso sul tubo P; la FIG. 6 ? una vista frontale del raccordo 1 assemblato e in uso sul tubo P, a serraggio completato.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure citate, si descrive un raccordo 1 che pu? essere utilizzato per la giunzione di un tubo P a superficie liscia ed un elemento terminale filettato T.

In modo in s? noto, il tubo P potr? essere un tubo multistrato oppure un tubo in gomma, in plastica o un tubo composito, tutti noti nel settore.

Preferibilmente, il raccordo 1 potr? comprendere un?anima 10 di forma sostanzialmente tubolare definente un asse X.

Si comprende che tutti gli elementi che compongono il raccordo 1 potranno essere coassiali all?asse X, come particolarmente evidente nelle FIGG.5A, 5B e 5C.

In modo in s? noto, l?anima 10 potr? includere un foro centrale passante13. Preferibilmente, l?anima tubolare 10 potr? essere realizzata in materiale polimerico o metallico.

Ad esempio, l?anima 10 potr? essere realizzata in GRILAMID? o materiali similari in s? noti e potr? essere ottenuta per stampaggio.

Nello specifico, il materiale utilizzato potr? avere una durezza maggiore della durezza del tubo P, in modo da garantire una robusta tenuta meccanica del tubo.

L?elemento terminale filettato T, di forma sostanzialmente cilindrica, potr? presentare una porzione posteriore destinata a venire a contatto con l?anima tubolare 10 oppure, in una forma di realizzazione alternativa e non illustrata nelle figure in quanto nota nel settore, l?anima tubolare 10 e l'elemento terminale filettato T potranno essere fra loro monolitici, cio? realizzati in un sol pezzo.

L?anima tubolare 10 potr? presentare una porzione anteriore 11 destinata ad essere accoppiata con l?elemento terminale filettato T, ad esempio tramite un filetto o un innesto a baionetta o un incastro, e una porzione posteriore 12 destinata ad essere inserita all?interno dell'estremit? E del tubo P per venire a contatto con la superficie interna di quest?ultimo.

D'altra parte, nella forma di realizzazione alternativa di cui sopra la porzione anteriore 11 dell?anima tubolare 10 potr? essere monolitica con la porzione posteriore dell?elemento terminale filettato T. In altre parole, il terminale filettato T potr? includere un'appendice allungata posteriore costituita dall'anima tubolare 10.

Vantaggiosamente, la porzione posteriore 12 dell?anima tubolare 10 potr? includere una prima zona liscia 121 e una seconda zona 122 avente un diametro massimo sostanzialmente maggiore del diametro della prima zona liscia 121.

In particolare, la seconda zona 122 potr? comprendere una pluralit? di denti 17, che potranno essere realizzati a forma di denti di sega.

Opportunamente, il raccordo 1 potr? comprendere una ghiera 20 avvitabile sull?elemento terminale filettato T.

La ghiera 20 potr? avere una superficie esterna 22 afferrabile da un utente per l'avvitamento ed una superficie interna 21.

In particolare, la superficie interna 21 potr? includere una sede anulare 25 con una porzione 251 filettata per l?accoppiamento con il terminale T, una porzione opposta 252 troncoconica e una porzione 253 interposta fra le due.

Nello specifico, la porzione 253 potr? essere cilindrica e potr? essere definita fra due superfici 2531 e 2532, tra loro affacciate, distanziate e perpendicolari rispetto all?asse X.

Ancor pi? nello specifico, la porzione 253 potr? definire un diametro di misura maggiore rispetto al diametro massimo delle porzioni 251 e 252.

In tal modo, la porzione 253 definir? una gola interna alla superficie 21.

Di conseguenza, fra la superficie 2531 e la porzione 252 potr? essere definito uno scalino 26. Allo stesso tempo, fra la superficie 2532 e la porzione 251 potr? essere definito un ulteriore scalino 26? affacciato allo scalino 26.

In particolare, tale scalino 26? potr? fare da fermo per la bussola 40, che potr? essere inserita a scatto nella ghiera 20, in modo da vincolarle reciprocamente e facilitare l?installazione del raccordo 1.

Opportunamente, il raccordo 1 potr? comprendere una bussola elastica 40 realizzata in materiale polimerico, ad esempio nylon o un materiale similare in s? noto.

Ad esempio, la bussola 40 potr? essere ottenuta per stampaggio.

Preferibilmente, la bussola elastica 40 potr? presentare una superficie interna 41 destinata a venire a contatto con la superficie esterna del tubo P ed una superficie esterna 42.

Vantaggiosamente, la superficie interna 41 potr? definire una sede anulare 45 attraverso la quale potr? passare il tubo P.

Pertanto, tale sede anulare 45 potr? avere un diametro predeterminato ?1 adatto a calzare il tubo P.

In aggiunta, la superficie interna 41 della stessa potr? includere una pluralit? di nervature anulari 411 per garantire la tenuta meccanica locale della stessa sulla superficie esterna del tubo P.

Preferibilmente, tali nervature anulari potranno essere smussate, in modo da minimizzare l?attrito all?atto dell?avvitamento della ghiera 20 e del terminale T in modo da prevenire il trasferimento sullo stesso di eventuali sforzi di torsione, pur avvolgendo il tubo P per fornirne una tenuta meccanica.

Vantaggiosamente, la superficie esterna 42 potr? includere una porzione 421 affacciata alla porzione 252 della ghiera 20 e una porzione 422 consecutiva alla prima e affacciabile in successione alle porzioni 253 e 252 rispettivamente prima e dopo l?avvitamento della ghiera 20 e del terminale filettato T.

Preferibilmente, entrambe le porzioni 421 e 422 potranno essere troncoconiche, ovvero potranno essere divergenti verso l?esterno rispetto l?asse X, dove la divergenza ? definita nel verso opposto alla traslazione assiale della bussola 40.

Ancor pi? nello specifico, le porzioni 421 e 422 potranno definire angoli differenti di incidenza rispetto allo stesso asse X in modo tale che la porzione 422 sia maggiormente svasata rispetto alla porzione 421.

Si comprende tuttavia che la porzione 421 potr? non essere troncoconica senza per questo uscire dall?ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

In aggiunta, la porzione 421 potr? includere una zona di bordo 4211 fuoriuscente dalla sede 25 ad avvitamento completato di ghiera 20 e terminale filettato T, per monitorare la correttezza dell?accoppiamento, nonch? per garantire la tenuta idraulica e meccanica del raccordo 1 nel modo di seguito indicato.

Allo scopo, la porzione 252 potr? avere un?altezza maggiore rispetto all?altezza della porzione 421.

Vantaggiosamente, la bussola 40 potr? includere una superficie 48 affacciabile al terminale T. Inoltre, la stessa bussola 40 potr? comprendere una zona plasticamente deformabile 46 che potr? collassare durante l?avvitamento della ghiera 20 e del terminale T.

Nello specifico, la zona plasticamente deformabile 46 potr? includere una gola 460 con una coppia di superfici 461 e 462 longitudinali, affacciate e parallele all?asse X.

D?altra parte, la gola 460 potr? includere una superficie 463 di fondo interposta fra le superfici 461 e 462 e concentrica con la sede anulare 45.

Nello specifico, durante l?avvitamento tra ghiera 20 e terminale T, la stessa superficie 463 potr? collassare esternamente in direzione centrifuga rispetto all?asse X, in modo da rimanere contenuta fra le superfici 461 e 462.

In tal modo, durante tutto l?avvitamento la superficie interna 41 potr? rimanere continua e priva di scansi, ad esempio di dimensioni tali da vincolare il tubo P, prevenendo infatti il rigonfiamento di quest?ultimo nella stessa gola 460 quando ? compresso.

Di conseguenza, la superficie interna 41 potr? scorrere, avvolgere e comprimere il tubo P durante l?avvitamento di ghiera 20 e terminale T, senza la creazione di punti che potrebbero vincolare il tubo P stesso e causarne torsione.

Opportunamente, il raccordo 1 potr? comprendere inoltre una guarnizione elastomerica 30, ad esempio realizzata in NBR o materiali similari, posta perifericamente all'anima tubolare 10 e destinata a restare interposta fra l'estremit? E del tubo P, la bussola elastica 40 e l'elemento terminale filettato T per fornire la tenuta idraulica locale.

In particolare, la guarnizione elastomerica 30 potr? essere calzata sull?anima tubolare 10. Vantaggiosamente, la guarnizione 30 potr? comprendere una prima porzione tubolare 31 coassialmente accoppiata con l?anima tubolare 10 in corrispondenza della zona liscia 121 della porzione posteriore 12 della stessa.

Opportunamente, inoltre, la guarnizione elastomerica 30 potr? comprendere una seconda porzione 32 a forma di flangia avente una faccia frontale 33 suscettibile di venire a contatto con l?elemento terminale filettato T e una faccia posteriore 34 suscettibile di fare da battuta sia per il bordo del tubo P che per il bordo 48 della bussola elastica 40.

In tal modo, si potr? incrementare la tenuta idraulica locale.

Da un punto di vista applicativo, la bussola 40 potr? essere inserita a scatto nella ghiera 20, come sopra descritto, mentre la guarnizione 30 potr? presentarsi gi? assemblata all?anima 10.

In tal modo, l?installatore avr? unicamente due pezzi da maneggiare, semplificando quindi l?installazione del raccordo 1.

Si comprende tuttavia che la guarnizione 30 e l?anima 10 potranno non essere pre-assemblate senza per questo uscire dall?ambito di tutela delle rivendicazioni allegate.

L'avvitamento della ghiera 20 sull'elemento terminale filettato T comporter? lo scorrimento assiale della bussola 40 e una concomitante compressione radiale della stessa.

Inoltre, la porzione 422 impatter? lo scalino 26 in un unico punto di tangenza PT, prevenendo quindi possibili torsioni della bussola 40, nonch? del tubo P da quest?ultima avvolto.

Nello specifico, la porzione 422 sar? libera di ruotare sullo scalino 26, in modo da non trasferire alla bussola 40 il momento torcente impartito dalla ghiera 20 all?atto dell?avvitamento sul terminale T.

Come illustrato nelle FIGG. da 5A a 5C, durante il suddetto avvitamento, la porzione 422 trasler? assialmente per affacciarsi, ad accoppiamento avvenuto, alla porzione 252 della ghiera 20.

Allo stesso tempo, tale traslazione comporter? una compressione radiale progressiva e differenziata della bussola 40 lungo l?asse X, che subir? quindi una compressione conica.

Nello specifico, tale compressione conica sar? convergente rispetto all?asse X, dove la convergenza ? definita nel verso opposto alla traslazione assiale della bussola 40.

Ci? significa che ad avvitamento avvenuto, la bussola 40 presenter? un diametro ?2 in corrispondenza della superficie 48, per consentire la massima tenuta meccanica del tubo P.

Nello specifico, la compressione della bussola 40 comporter? la conseguente massima compressione radiale della guarnizione 30 in corrispondenza della porzione 31, nonch? la conseguente compressione radiale conica dell?estremit? E del tubo P.

La compressione radiale della bussola 40 sar? possibile grazie alla natura elastica della stessa, nonch? alla presenza della suddetta zona plasticamente deformabile 46.

Ad avvitamento avvenuto, quest?ultima presenter? infatti la superficie 463 collassata fra le pareti 461 e 462.

In particolare, tale rigonfiamento potr? essere anch?esso convergente verso l?asse X, dove la convergenza ? definita nel verso opposto alla traslazione assiale della bussola 40.

Inoltre, ad avvitamento avvenuto, la suddetta zona di bordo 4211 fuoriuscir? dalla sede 25, come sopra indicato.

Allo stesso tempo, la traslazione assiale della porzione 422 comporter? una compressione assiale dell?estremit? E del tubo P contro la guarnizione elastomerica 30 per fornire la suddetta tenuta idraulica, in particolare in corrispondenza della porzione 34 della stessa.

Da quanto sopra descritto, appare evidente che il raccordo 1 raggiunge gli scopi prefissatisi, in particolare un?ottimale tenuta idraulica e meccanica.

Il raccordo 1 ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. 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 dell?invenzione.

Anche se il raccordo 1 ? stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza dell?invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Un raccordo per la giunzione reciproca di un elemento terminale filettato (T) e un tubo a superficie liscia (P) avente un?estremit? (E), comprendente:

- un'anima tubolare (10) definente un asse (X) avente una porzione anteriore (11) accoppiabile oppure monolitica con l?elemento terminale filettato (T) ed una porzione posteriore (12) inseribile nell?estremit? (E) del tubo (P) per venire a contatto con la superficie interna dello stesso;

- una ghiera (20) avvitabile reciprocamente su detto elemento terminale filettato (T) avente una superficie esterna (22) destinata ad essere afferrata da un utente e una superficie interna (21) destinata ad essere rivolta verso il tubo (P), detta superficie interna (21) includendo una prima sede anulare (25) con una prima porzione (251) filettata accoppiabile con il terminale filettato (T), una seconda porzione (252) opposta sostanzialmente troncoconica ed una terza porzione (253) fra queste interposta definente una prima gola con una superficie (2531) perpendicolare a detto asse (X), quest?ultima e detta seconda porzione (252) definendo uno scalino (26);

- una bussola elastica (40) calzabile sul tubo (P) avente una superficie interna (41) destinata a venire a contatto con la superficie esterna del tubo (P) con una seconda sede anulare (45) sostanzialmente continua avente un primo diametro (?1) predefinito, una superficie esterna (42) con una terza porzione (421) affacciata a detta seconda porzione (252) di detta ghiera (20) e una quarta porzione (422) sostanzialmente troncoconica reciprocamente consecutiva alla prima, una superficie frontale (48) affacciabile a detto elemento terminale filettato (T) e almeno una zona plasticamente deformabile (46) con una seconda gola (460) parallela a detto asse (X);

- una guarnizione elastomerica (30) posta perifericamente a detta anima tubolare (10) e destinata a restare interposta fra l'estremit? (E) del tubo (P), detta bussola (40) e l'elemento terminale filettato (T) per fornire la tenuta idraulica locale;

in cui all?atto dell?avvitamento reciproco di detta ghiera (20) e detto terminale filettato (T) detto scalino (26) ? destinato ad impattare reciprocamente detta quarta porzione (422) di detta bussola (40) in un unico punto di tangenza (PT) in modo da evitare torsioni indesiderate del tubo (P), lo stesso avvitamento causando la traslazione assiale di detta bussola (40) e una conseguente compressione radiale della stessa in modo tale che:

- l?estremit? (E) del tubo (P) sia compressa assialmente contro detta guarnizione elastomerica (30) per fornire la suddetta tenuta idraulica; e

- detta seconda sede anulare (45) sia compressa radialmente in modo progressivo lungo detto asse (X) in modo da comprimere radialmente l?estremit? (E) del tubo (P) contro detta guarnizione elastomerica (30) per ottenere una prima tenuta meccanica, la stessa seconda sede anulare (45) presentando ad avvitamento avvenuto un secondo diametro (?2) predeterminato in corrispondenza di detta superficie frontale (48) di misura sostanzialmente inferiore rispetto a detto primo diametro (?1), detta zona plasticamente deformabile (46) collassando in modo tale che detta superficie interna (41) rimanga sostanzialmente continua e priva di scansi.

2. Raccordo secondo la rivendicazione 1, in cui detta bussola (40) ? realizzata in un primo materiale polimerico.

3. Raccordo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta terza porzione (421) di detta bussola (40) ? anch?essa troncoconica, detta terza porzione (421) e detta quarta porzione (422) essendo entrambe divergenti rispetto a detto asse (X).

4. Raccordo secondo la rivendicazione precedente, in cui detta terza porzione (421) e detta quarta porzione (422) presentano un differente angolo di incidenza rispetto a detto asse (X).

5. Raccordo secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui ad avvitamento reciproco concluso di detta ghiera (20) e detto terminale filettato (T), detta seconda porzione (252) sostanzialmente troncoconica di detta ghiera (20) e detta terza porzione (421) di detta bussola (40) sono sostanzialmente parallele.

6. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta gola (460) comprende una coppia di superfici (461, 462) longitudinali fra loro affacciate e parallele a detto asse (X) ed una superficie (463) di fondo fra queste interposta e concentrica con detta sede anulare (45), la stessa superficie (463) di fondo essendo collassabile esternamente all'atto dell'avvitamento reciproco di detta ghiera (20) e detto elemento terminale filettato (T) per rimanere lateralmente delimitata da detta coppia di superfici (461, 462) longitudinali in modo tale che detta superficie interna (41) rimanga sostanzialmente continua e priva di scansi.

7. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta anima tubolare (10) ? realizzata in un materiale metallico oppure in un secondo materiale polimerico avente un grado di durezza sostanzialmente superiore al grado di durezza del tubo (P).

8. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta superficie interna (41) di detta bussola (40) avvolge il tubo (P) senza creare attrito con lo stesso all?atto della rotazione reciproca di detta ghiera (20) e detto terminale filettato (T), la stessa superficie interna (41) di detta bussola (40) presentando una pluralit? di nervature anulari (411) smussate.

9. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta guarnizione elastomerica (30) presenta una prima porzione tubolare (31) coassialmente accoppiata con detta anima tubolare (10) ed una seconda porzione (32) a forma di flangia avente una faccia frontale (33) suscettibile di venire a contatto con l?elemento terminale filettato (T) ed una faccia posteriore (34), detta superficie frontale (48) di detta bussola (40) impattando reciprocamente quest?ultima per comprimerla assialmente contro detto terminale filettato (T) all?atto dell?avvitamento reciproco con detta ghiera (20), in modo da ottenere la suddetta tenuta idraulica locale, detta faccia posteriore (34) essendo suscettibile inoltre di fare da battuta per l?estremit? (E) del tubo (P).

10. Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta terza porzione (421) di detta bussola (40) include almeno una zona (4211) fuoriuscente da detta prima sede anulare (25) di detta ghiera (20) ad avvitamento reciproco completato di detta ghiera (20) e dell?elemento terminale filettato (T), in modo da segnalare il corretto reciproco accoppiamento.