IT9020400A1 - Giunzione tubolare - Google Patents

Description

Descrizione dell' invenzione industriale avente per titolo: "Giunzione tubolare"

Riassunto del trovato

L'invenzione riguarda una giunzione tubolare di materiale sintetico, metallo o materiali similari. In relazione a ciò l' estremità di innesto di un tubo come controstampo nel suo diametro esterno, mediante formazione di una zona di raccordo conica è ridotta all' apertura interna del tubo successivo servente da matrice. Secondo l' invenzione in corrispondenza della zona di raccordo conica, dall' estremità di innesto ristretta verso il diametro del tubo propriamente detto è prevista almeno una zona di battuta. Questa zona di battuta costitutisce la superficie di battuta per la superficie frontale del tubo successivo.

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda una giunzione di tubi di materiali sintetici, metalli e similari, laddove l' estremità di innesto di un tale tubo come controstampo nel suo diametro esterno, con la formazione di una zona di raccordo conica, è ridotta all'apertura interna del tubo successivo servente da matrice.

Dalla domanda di brevetto tedesco occidentale pubblicata 21 02 163 è noto un procedimento per produrre tubi di materiale sintetico, che sono ristretti in corrispondenza di un'estremità a punta e con questo rientro vengono innestati nell'apertura interna del tubo immediatamente seguente. I noti tubi vengono impiegati ad esempio come tubi di caduta di grondaie di tetti. Il noto procedimento in una prima fase produce il tubo, che in una seconda fase del procedimento viene allargato in un calibratore e successivamente raffreddato. Successivamente in una terza fase del procedimento l' estremità libera di un elemento tubolare tagliato è riscaldata approssimativamente alla temperatura di allargamento e, in questo stato, viene portata su una spina raffreddata, il cui diametro corrisponde circa al diametro della spina di trafilatura nel corso della produzione del tubo. Per effetto del raf freddamente dell' estremità tubolare questa si contrae sulla spina raffreddata ed in tal modo il diametro esterno della parte che è rientrata riceve approssimativamente il contorno dell' apertura interna del tubo allargato.

Il processo di ritiro dell'estremità tubolare fa sì che si ottiene una zona di raccordo conica fra l' estremità di innesto rientrata ed il tubo allargato.

Quando i tubi di caduta per grondaie/ in tal modo prodotti/ vengono innestati l' uno nell'altro, questa zona di raccordo conica batte sul bordo terminale libero dell'estremità del tubo successivo, calzata sulla zona di innesto, per cui i tuni vengono sostenuti nella loro sede. Questa operazione può essere realizzata per tubi di caduta per grondaie, poiché nelle rispettive zone di appoggio delle parti tubolari consecutive come forza di azione si dovrà sostenere unicamente il peso dei tubi innestati.

Tali giunzioni tubolari non resistono ad un'aggiuntiva sollecitazione, infatti al crescere dell' azione dinamica l' estremità tubolare servente da matrice tende allo spanciamento, rispettivamente alla rottura, cosicché verrebbe distrutta la giunzione tubolare prodotta.

A questo punto interviene l'invenzione, che si è posta il compito di indicare una giunzione tubolare del genere in questione, che può essere sollecitata a pressione fino al limite di sollecitabilità del tubo. Secondo l' invenzione a tale scopo viene proposto che sulla zona di raccordo conica dall' estremità di innesto ristretta fino al diametro tubolare vero e proprio, è sagomata almeno una zona di battuta con superficie di battuta per la superficie frontale del tubo successivo.

Vantaggiosamente la zona di battuta nella sua altezza corrisponde al diametro del tubo e con la propria superficie di battuta si estende perpendicolarmente all' asse del tubo. In una modalità di realizzazione particolare la superficie di battuta può estendersi anche obliquamente rispetto all'asse del tubo. In tal modo si può ulteriormente aumentare la resistenza alla pressione della giunzione.

La zona di battuta può essere costituita di camme di battuta distribuite uniformemente sul contorno in corrispondenza della zona di raccordo.

Le singole camme di battuta possono essere reciprocamente separate mediante zone di divisione della regione di raccordo conica. Al posto delle camme di battuta la zona di battuta può essere anche sagomata sulla zona di raccordo conica come parte sporgente parietale anulare, ottenuta mediante pressatura ed estendentesi sul contorno. Questa sporgenza parietale che è ottenuta mediante pressatura può essere aggiuntivamente sostenuta per mezzo di traversini di sostegno assiali estendentisi sulla zona di raccordo. Infine esiste anche la possibilità che la zona di battuta sia formata per mezzo di un anello di sostegno, che si estende con conicità opposta rispetto alla zona di raccordo conica ed è disposto, resistente alla pressione, sulla zona di raccordo conica.

La giunzione tubolare secondo l'invenzione si configura come giunzione interna con manicotto a innesto impiegata specialmente su condotti tubolari che vengono posati senza scavo. In tal caso è necessario che i tubi presentino una superficie esterna liscia con cui essi possono essere introdotti a pressione o inseriti in un canale sotterraneo. Tali canali sotterranei vengono prodotti prima dell' immissione della tubazione con trivelle da terreno, razzi da terreno oppure con il metodo di lavaggio.

Se si impiega un metodo ad introduzione o inserimento, allora il condotto tubolare, costituito di parecchi singoli tubi, dovrà essere precaricato assialmente con una fune o con una catena, affinché i singoli tubi nel corso dell' introduzione nel canale tubolare non possano allontanarsi reciprocamente in seguito all'attrito fra la superficie tubolare ed il terreno. La forza della necessaria precarica assiale dipende dal diametro del tubo, dalla lunghezza massima del condotto tubolare e da ultimo anche dalla tecnica procedurale con cui è stato prodotto il canale sotterraneo. In tal caso la sollecitazione di pressione assiale, che può essere sopportata al massimo dal condotto tubolare risulta essenzialmente dalla sollecitabilità a pressoflessione dei singoli tubi del condotto tubolare, rispettivamente dalla loro sicurezza contro l' inarcamento, che dipendono di nuovo essenzialmente dal diametro e dallo spessore parietale del singolo tubo. Da prove pratiche è risultato al riguardo che ad esempio per un tubo con diametro esterno da 110 mm e con uno spessore parietale di 3,2 mm, la giunzione tubolare dovrà essere precaricata al massimo con circa 2 to.

Considerando un tubo protettivo per cavi di tipo standard in PVC di dimensioni 110 x 3,2 mm, come sforzo di pressione massimo ammesso di breve durata per il materiale si pub 2

indicare 90 N/mm . Per il diametro esterno di 110 mm e con lo spessore parietale di 3,2 mm questo tubo possiede una superficie della sezione trasversale di 1073 mm . Da ciò si calcola una massima sollecitabilità a pressione in direzione assiale di 96.580 N, oppure 9,6 to. In tal modo la massima sollecitabilità di pressione ammessa è pertanto pari a 4, 8 volte il valore della precarica assiale prevista. Conseguentemente risulta possibile ridurre senz' altro di metà le superfici sollecitate da pressione assiale, senza che si verifichi un sovraccarico del materiale in corrispondenza del punto sollecitato a pressione.

Così con l'esecuzione secondo l'invenzione della giunzione tubolare, è possibile ridurre a circa il 50% della superficie di appoggio mediante la formazione di camme della zone delle estremità di innesto. Da prove di pressione con una giunzione tubolare di tale tipo è risultato che anche alla riduzione delle superfici di appoggio di pressione in ragione del 50%, con le risultanti sovrappressioni la giunzione resiste, ossia entrambi i tubi non si spostano uno sull'altro, ma il condotto tubolare o si pressoflette oppure deforma assialmente il tubo. Conseguentemente risulta che la sollecitazione superficiale nel manicotto, che si manifesta in seguito alla sollecitazione di pressione assiale, risulta non problematica anche grazie all'esecuzione a camme, proposta secondo l' invenzione, delle superfici di pressione di appoggio.

Per il funzionamento della giunzione tubolare secondo l' invenzione è essenziale il fatto che le lunghezze di innesto dei tubi dovranno essere necessariamente fissate in maniera centrata con i loro assi, affinché le superfici frontali tubolari di trasmissione della pressione poggino ottimalmente <' >e in corrispondenza del lato esterno del tubo non si verifichi alcuna commettitura irregolare, che potrebbe ostacolare l' infilamento del condotto tubolare nel canale sotterraneo. Questo centraggio delle estremità tubolari sollecitate a pressione è effettuato dall' estremità tubolare ristretta, il cui diametro esterno corrisponde al diametro interno del tubo successivo. Per effetto dell' estremità tubolare ristretta, che serve da manicotto interno, si ottiene un restringimento della sezione trasversale richiedente un raccordo continuo dal restrinigimento al normale diametro interno del tubo, affinché in un secondo momento tubazioni o cavi possano essere introdotti senza problemi nel sistema di tubi posato. Questo raccordo continuo viene prodotto in corrispondenza dell'estremità d'innesto rientrata mediante uno smusso, mentre in corrsipondenza della zona di battuta questo raccordo continuo è prodotto mediante il metodo di sagomatura del restringimento. Al riguardo è necessario fare attenzione al fatto che la larghezza delia zona di battuta sagomata non può diventare troppo grande, poiché in seguito alla sagomatura delle zone di battuta va parzialmente perso il raccordo continuo in corrispondenza del restringimento del tubo. A ciò si deve fare particolarmente attenzione quando la zona di battuta è costituita da singole camme di battuta.

Pertanto per quanto riguarda la realizzabilità tecnica si fronteggiano qui due esigenze:

in primo luogo dovrà essere possibilmente grande la lunghezza delle camme, per rendere possibilmente grande la superficie di appoggio dell'estremità tubolare di battuta, e d'altro canto la larghezza delle camme non dovrà superare una determinata misura, per non influenzare sfavorevolmente il raccordo continuo in corrispondenza del lato iriterno del tubo.

Al riguardo, mediante prove è risultato che la larghezza delle camme dovrà corrispondere circa a cinque volte lo spessore parietale nominale del tubo e la distanza fra le singole camme dovrà approssimarsi praticamente alla larghezza delle camme.

Nel disegno sono rappresentati schematicamente esempi di realizzazione della giunzione tubolare secondo l' invenzione; in particolare:

la figura 1 mostra una sezione parziale attraverso l' estremità tubolare, servente da controstampo, con camme che si estendono sulla zona di raccordo conica,

la figura 2 mostra una sezione parziale secondo la figura 1 con camme e sagomate nella zona di raccordo conica,

la figura 3 mostra una sezione parziale secondo la figura 1 con anello di pressione, sagomato perifericamente, davanti alla zona di raccordo conica,

la figura 4 mostra una sezione parziale secondo la figura 3 con traversini di appoggio assiali dell'anello di pressione,

la figura 5 mostra una sezione parziale attraverso l' estremità tubolare, servente da controstampo, con anello di pressione fissato sulla zona di raccordo conica.

Nella figura 1 è rappresentata l' estremità tubolare 1, servente da controstampo, con l' estremità dell'elemento tubolare 11 e con il rientro 12. All'estremità libera del rientro 12 è mostrata la zona di raccordo conica 121, mentra nella zona del raccordo dal rientro 12 all'elemento tubolare 11 è sagomata la zona di raccordo conica 111.

Nella rappresentazione mostrata la zona di battuta è costituita delle camme di battuta 2 che si estendono sull'interna zona del raccordo conico 111. Le camme 2 mediante forza meccanica sono ricavate mediante pressione dalla zona di raccordo conica, laddova la zona di massima sporgenza è situata all'inizio dell'estremità di innesto ristretta 12. Questa zona di massima sporgenza a pressione è contemporaneamente la superficie di battuta 21 per l' estremità fronatale del tubo successivo, non rappresentata nel disegno.

La realizzazione mostrata delle camme 2 porta alla più favorevole trasmissione del carico della superficie della sezione trasversale del tubo successivo, appoggiante sulle camme 2 e non rappresentata nel disegno. In particolare dalla superficie 21, sollecitata a pressione delle camme 2 si ottiene un diretto passaggio rettilineo, corrispondente all'interno spessore parietale, verso il tubo successivo. In questa forma di relaizzazione pertanto, non si verificano dannose forze di pressoflessione, di ingobbamento o di flessione.

Nella modalità di realizzazione rappresentata nella figura 2 le stesse caratteritiche hanno ricevuto gli stessi indici di riferimento. A differenza della rappresentazione in figura 1, le camme 2 qui non si estendono sull'intera zona del raccordo conico ma sono disposte in questa zona. La sagomatura delle camme 2 è più vantaggiosa nella rappresentazione qui mostrata, e tuttavia la trasmissione del carico dalla superficie di pressione 21 tramite la camma 2 verso il successivo tubo 11 risulta più sfavorevole in quanto le forze tramite la forma della camma dovranno essere necessariamente deviate nella zona di raccordo conica. Tuttavia esistono campi di impiego per la giunzione tubolare secondo l' invenzione, in cui non è preminente la sollecitabilità a pressione e si richiede essenzialmente un centraggio fra i due tubi accoppiati.

Sotto tali condizioni sono sufficienti le disposizioni di camme secondo la figura 2.

Quanto detto relativamente alla forma delle camme secondo la figura 2 vale anche per l' esecuzione secondo la figura 3. La zona di battuta con superficie di battuta in questa forma di realizzazione non è situata nella zona di raccordo conica 3 ma, nella forma di un anello di pressione periferico 4 è situata davanti alla zona di raccordo conica 3. La superficie di battuta è qui dotata dell'indice di riferimento 41.

Conformemente alla forma di realizzazione relativa alla figura 4, la zona di battuta 4 della figura 3 è sostentuta contro il tubo 11 con aggiuntivi traversini di sostegno 42 che si estendono sulla zona di raccordo conica 3.

Nella figura 5 si è fatto a meno della sagomatura di camme o di zone di battuta dalla oppura davanti alla zona 3 di raccordo conica. Qui la zona di battuta 4 è formata da un anello di sostegno che si estende con conicità opposta rispetto alla zona di raccordo conica 3. Questo anello di sostegno esternamente è fissato sulla zona di raccordo conica, ad esempio mediante incollatura, saldatura ecc. La giunzione tubolare secondo l' invenzione può essere prodotta come un manicotto a innesto interno per tubi di materiali termpoplastici nel tratto di estrusione. Per la produzione di tali tubi si può anche adottare il metodo di colata centrifuga. Questo metodo è interessante specialmente per la produzione di corti tratti tubolari, ad esempio per il procedimento relining.

Per i tubi prodotti mediante estrusione il restringimento può aver luogo mediante corrispondenti attrezzi a manicotto all' interno oppure all'esterno del tratto. Con il processo a manicotto si possono quindi produrre le camme per le superi fici di battuta. Un' ulteriore possibilità per produrre la giunzione tubolare secondo l' invenzione viene fornita mediante il metodo di soffiatura. In tal caso nell' estremità tubolare ristretta successivamente viene praticata mediante soffiatura ad esempio una gola periferica conformemente alle figure 3 e 4. Queste forme di realizzazione possono essere anche prodotte col metodo di colata centrifuga.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1. Giunzione tubolare in materiale sintetico, metallo e similari, laddove l' estremità di innesto di un tubo, come controstampo, nel suo diametro esterno, formando una zona di raccordo conica, è ridotta all'apertura interna del tubo successivo servente da matrice, caratterizzata dal fatto che in corrispondenza della zona di raccordo conica (3) dall'estremità di innesto (12) ristretta al diametro vero e proprio (11) del tubo è sagomata almeno una zona di battuta (2, 4) con superficie di battuta (21, 41) per la superficie frontale del tubo successivo.
2. 2. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona di battuta (2, 4) nella propria altezza corrisponde al diametro (11) del tubo.
3. 3. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la superficie di battuta (21, 41) si estende perpendicolarmente all'asse del tubo.
4. 4. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la superficie di battuta (21, 41) si estende obliquamente rispetto all'asse del tubo,
5. 5. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona di battuta (2, 4) è costituita di camme di battuta, distribuite uniformemente sul contorno sulla zona di raccordo (3).
6. 6. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che le singole camme di battuta sono reciprocamente separate mediante zone parziali della zona di raccordo conica (3).
7. 7. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona di battuta (2, 4) è sagomata sulla zona di raccordo conica (3) nella forma di sporgenza parietale anulare impressa sul contorno.
8. 8. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la sporgenza parietale impressa è sostenuta aggiuntivamente mediante traversini di sostegno assiali (42) che si estendono sulla zona di raccordo (3).
9. 9. Giunzione tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona di battuta (4) è formata da un anello di sostegno che si estende con conicità opposta rispetto alla zona di raccordo conica ed è disposto resistente alla pressione sulla zona di raccordo conica (3).