ITMI20030221U1 - Tubo o parte tubolare di materiale termoplastico - Google Patents

Description

Descrizione del Modello di Utilità avente per titolo:

"Tubo o parte tubolare di materiale termoplastico"

Riassunto del trovato

L'invenzione si riferisce ad un tubo o ad un pezzo a forma di tubo, estruso oppure stampato ad iniezione o sagomato mediante soffiatura, costituito di una poliolefina oppure di uno stirolo polimerizzato per il trasporto di liquidi in un sistema di tubi per acque di scarico. In tal caso il tubo o il pezzo a forma tubolare con amalgamento di un idoneo materiale aggiuntivo, presenta una densità da 1,4 a 3

2,7 g/cm . L'invenzione è da ravvisare nel fatto che lo spessore della parete dei tubi e dei pezzi a forma di tubo corrisponde al massimo ad un trentaduesimo (1/32) del loro diametro esterno e che il peso per ogni metro non supera i 3 kg.

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda tubi o parti tubolari di materiale termoplastico, estrusi, stampati ad iniezione o soffiati, per trasportare liquidi in sistemi tubolari per acque di rifiuto, laddove il lato interno del tubo o della parte tubolare viene a contatto con il liquido.

Specialmente per la costruzione di abitazioni mono o plurif amiliari, di ospedali e ospizi per anziani e costruzioni similari la protezione acustica gioca un ruolo crescentemente importante. Una delle più importanti fonti acustiche è rappresentata dai dispositivi sanitari, che forniscono un sostanziale contributo contemporaneamente alla propagazione acustica in edifici. Al riguardo hanno un grande ruolo i cosiddetti tubi di scarico domestici, che scaricano l'acqua di rifiuto dai singoli posti di utilizzazione e l'adducono al canale di raccordo domestico per lo scarico dell'acqua.

Appartengono all'attuale stato della tecnica in questo caso in primo luogo tubi a pareti relativamente sottili fatti di materiali termoplastici, senza o con soltanto poco materiale di carica, come cloruro di polivinile, polipropilene o polietilene presentanti insufficienti proprietà insonorizzanti. D'altro canto si impiegano qui anche tubi di pareti sostanzialmente più spesse costituiti di getto di metallo non ferroso, di polipropilene caricato con minerali oppure nella forma di tubo polimero multistrato, il cui peso per metro lineare è superiore in ragione di un multiplo a quello dei summenzionati tubi a pareti sottili.

Un tubo di scarico domestico del genere in questione è noto dalla domanda di brevetto europeo 0386 517 Al. Questo tubo di scarico domestico è fatto preferibilmente di cloruro di polivinile o di polietilene. Per migliorare le caratteristiche richieste di protezione acustica il tubo di scarico domestico descritto è formato da un tubo interno e da un mantello esterno che circonda quest'ultimo. Al riguardo la densità del mantello esterno è scelta superiore alla densità del tubo interno. Rispetto ai noti tubi monoguscio di materiale sintetico questo noto tubo multistrato comporta una conduzione e trasmissione acustica considerevolmente ridotte, laddove il mantello esterno serve da mantello di protezione acustica, in cui vengono smorzate vibrazioni acustiche propagantesi via solido e via fluido. Le onde acustiche che sono presenti all'interno del tubo di scarico domestico oppure si producono ad esempio in corrispondenza di punti di impatto o curve, in tal caso vengono rifratte e/oppure riflesse sul mantello esterno e pertanto si propagano verso l'esterno ridotte in una misura considerevole. Per quanto riguarda questa soluzione del problema è svantaggioso il fatto che in questo caso con due materiali differenti è necessario produrre un tubo multistrato. Questa operazione di fabbricazione è costosa e anche il collegamento fra due tubi richiede un dispendio considerevolmente maggiore del collegamento di una tubazione con tubi monostrato. Inoltre il riciclo di questi tubi compositi è impossibile o può essere effettuato soltanto con un dispendio elevato.

Dalla domanda di brevetto europeo 0342 181 inoltre è noto un tubo di materiale sintetico, rispettivamente un elemento sagomato tubolare dotato parimenti di un corpo tubolare multistrato. Per migliorare 1'insonorizzazione questo corpo tubolare possiede un tubo mantellare e un tubo del fluido, i quali sono dotati preferibilmente di differenti rigidezze flessionali. Fra tubo mantellare e tubo del fluido è racchiuso uno strato intermedio presentante eventualmente uno o più inserti. In verità 1'insonorizzazione desiderata può essere ottenuta anche con un tale tubo multistrato, e tuttavia il dispendio di fabbricazione è considerevole e aumenta anche rispetto al tubo a due strati della domanda di brevetto europea 0 386 517. Anche questo tubo a due strati comporta le difficoltà illustrate per il riciclo. Infine dal modello di utilità tedesco 8718 020.0 U1 è noto un tubo di materiale sintetico, che fa a meno della struttura multistrato e contemporaneamente intende ottimizzare 1'insonorizzazione. Questo scopo va raggiunto con un materiale di carica di più alta densità incorporata nel materiale sintetico. Con questo materiale di carica la parte tubolare in materiale sintetico estrusa o sagomata mediante stampaggio ad iniezione riceve una densità di 1,4 fi•no a 2,7 g/cm3 e un peso per unità di superficie di almeno 9 kg/m3. Da questi dati risulta ad esempio per un tubo DN 125 un peso per metro di circa 4,3 kg, e per un tubo DN 70 un peso ancora sempre superiore a 2 kg.

Questo peso elevato dei tubi, rispettivamente delle parti tubolari, rende difficili il trasporto e la manipolazione, specialmente nel caso di situazioni di montaggio di difficile accesso.

Come ulteriore inconveniente di questo tubo o parte tubolare noti si rileva che per l'ottenimento del peso speci.fi.co di almeno 8 kg/m2 sono necessari spessori parietali relativamente grandi. Per i tubi reperibili in commercio e prodotti in corrispondenza con questo modello di utilità si realizzano elementi tubolari DN 100 ad esempio con spessore parietale di 5,3 mm. Ciò porta ad un elevato consumo di matrice di fondo e materiali inerti e quindi ad elevati costi di materiale. Inoltre gli apparecchi di lavorazione usuali per tubi di scarico domestici a parete più sottile, come apparecchi di taglio e similari, con questo spessore parietale elevato non possono essere più utilizzati o possono essere utilizzati soltanto con dispendio sproporzionatamente elevato.

Per ottenere anche i diametri interni necessari in caso di elevato spessore parietale per garantire la necessaria sezione trasversale idraulica, almeno per alcune dimensioni è necessario ingrandire i diametri esterni. Per i tubi summenzionati reperibili in commercio questo aumento del diametro esterno ad esempio per DN 70 è del 4%, mentre ad esempio per DN 125 è addirittura dell'8%. Specialmente per le preinstallazioni da parete, molteplicemente attuate, in cui è di per sé problematica la posa delle tubazioni in seguito alle condizioni di spazio limitate, questo elevato diametro esterno è estremamente svantaggioso. A ciò come ulteriore inconveniente si aggiunge una più costosa tecnica per sagomare elementi di collegamento come manicotti con gole a ridosso di parti tubolari estruse.

Come ulteriore inconveniente va rilevato che con la progettazione di materiali conformemente al DE 8718 020.0 U1 i tubi e le parti sagomate tubolari vengono caricati con materiale di carica minerale in misura così elevata che risulta problematica un'aggiuntiva applicazione di protezione ignifuga. Corrispondentemente a ciò i tubi ed elementi sagomati tubolari finora reperibili in commercio sono classificati anche soltanto in base alla classe di protezione antincendio B2 della norma tedesca DIN 4102.

A questo punto interviene l'invenzione, la quale si è posta il compito di evitare gli inconvenienti del noto stato della tecnica e di indicare in particolare un tubo di scarico domestico insonorizzato, monostrato e parti sagomate tubolari impiegabili a tale scopo, che possono essere prodotti con un'insonorizzazione ottimale nella gamma degli spessori parietali di tubi di scarico domestici non insonorizzati.

Al riguardo il punto di partenza era costituito dalla messa in discussione del pregiudizio, descritto esaurientemente nella relativa letteratura, secondo cui 1'insonorizzazione aumenta forzatamente al crescere della massa di tutti i componenti interessati all'insonorizzazione, rispettivamente che ciò è trasferibile senza riserve ai sistemi considerati secondo l'invenzione.

Questo preconcetto è stato illustrato ad esempio nel DE 87 18 020.0 Ul, laddove viene aggiuntivamente indicato che il livello acustico diminuisce logaritmicamente reciprocamente con "il peso specifico".

Anche nella rivista tecnica "Technigue de l'Ingenieur (Construction) ", edizione dicembre 1972, alle pagine C-1115-1 e C-1115-2 vengono illustrati risultati di misurazione, indicanti guesta relazione logaritmica.

Nella pubblicazione "Noise Abatement" C. Duerden, Butterworths, Londra 1970, alle pagine 30-31 è stata illustrata almeno una relazione approssimativa mente logaritmica.

E già nel 1961 nella pubblicazione "L'Acoustique des Batiments" di R. Lehmann alle pagine 28-31 è stata dimostrata la dipendenza logaritmica, approssimativamente reciproca, fra peso specifico e insonorizzazione per gamme di frequenza fra 125 e 4.000 Hz.

L'ulteriore sviluppo inventivo dello stato della tecnica sulla base dei preconcetti illustrati si basava sull'assunto secondo cui la relazione logaritmica reciproca fra peso e specifico e insonorizzazione non può essere trasferita non senza verifica per le relazioni determinanti per la propagazione acustica in costruzioni. Al riguardo in particolare si è partiti dal fatto che i componenti provocanti la vibrazione acustica in aria propriamente fastidiosa non rappresentano primariamente i tubi di scarico domestici ma le pareti e i soffitti dei locali interessati da vibrazioni acustiche. Questi soffitti e pareti da parte loro vengono direttamente o indirettamente eccitati vibratoriamente dalle parti tubolari dell'impianto di scarico domestico portatesi in vibrazioni. Partendo dalla considerazione che una elevata massa delle parti tubolari può agire anche in modo che per un'assegnata oscillazione di queste parti tubolari viene parimenti aumentata l'energia oscillatoria che può essere trasmessa ai soffitti e alle pareti annessi, il sistema complessivo, importante per la sensibilità acustica degli inquilini è stato sottoposto ad esami accurati.

Come risultato di questi esami secondo l'invenzione vengono proposti tubi o parti sagomate tubolari di poliolefine o stirolo polimerizzati, che si distinguono dall'attuale stato della tecnica qui illustrato, in quanto il relativo spessore parietale al riguardo corrisponde al massimo alla trentaduesima parte del diametro esterno dei tubi o delle parti sagomate tubolari e il cui peso per metro non supera 3 kg.

Rispetto all'attuale stato della tecnica, la caratteristica essenziale è l'indicazione dimensionale, secondo cui il rapporto fra diametro esterno e spessore parietale (usualmente abbreviato con "SDR") è di almeno 32:1. In tal modo è possibile produrre tubi a parete relativamente sottile, che utilizzando i materiali inerti secondo l'invenzione presentano eccellenti proprietà insonorizzatrici con vantaggi per la manipolabilità e lavorabilità. Per migliorare ulteriormente la manipolabilità può essere utile limitare il peso per metro a 2,5 kg.

Tubi o parti sagomate tubolari secondo l'invenzione sono caratterizzati tipicamente dalle seguenti proprietà:

Per l'ottenimento di proprietà insonorizzanti ottimali risulta vantaggioso utilizzare materiali inerti con una granulometria media inferiore ad 1 μ rispettivamente con una percentuale inferiore al 30% delle particelle con una granulometria superiore ad 1 μ. Al riguardo come materiale inerte si è dimostrato vantaggioso specialmente un miscuglio di solfuro di zinco e solfato di bario nel senso dell'ulteriore sviluppo secondo l'invenzione. Con una aggiunta di ad esempio il 66% di questo materiale inerte si imposta una densità del tubo, rispettivamente della parte

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tubolare di 1,9 g/cm . Con il rapporto spessore parietale-diametro alla base dell'invenzione rispetto all'attuale stato della tecnica vantaggiosamente si ottiene un peso specifico considerevolmente ridotto, ad esempio per DN 100 5,1 kg/m2 rispetto ai 9,8 kg/m2 dell'attuale stato della tecnica. Condizioni similari si ottengono per altre ampiezze nominali di tubo.

Con il miscuglio secondo l'invenzione di polimeri di partenza e materiali inerti è possibile produrre tubi e parti tubolari a parete relativamente sottile, con l'ausilio dei quali è possibile produrre sistemi tubolari, il cui effetto di protezione acustica è sostanzialmente migliorato rispetto a quello dell'attuale stato della tecnica. Così ad esempio si è potuta aumentare mediante in ragione di 4 dB l'azione di protezione acustica rispetto alla soluzione descritta nel DE 87 18 020.0 Ul. I preconcetti alla base dell'attuale stato della tecnica avrebbero fatto prevedere una riduzione dell'azione di protezione acustica, poiché i tubi ivi descritti sono a parete sostanzialmente più spessa di quelli prodotti secondo l'invenzione. Tuttavia questi risultati confermano pienamente l'assunto alla base dell'ulteriore sviluppo secondo l'invenzione.

Inoltre in seguito al minore spessore parietale — ad esempio per un tubo o parte sagomata tubolare DN 100 è necessario soltanto uno spessore parietale di circa 2,7 mm — si può ottenere un deciso miglioramento della lavorabilità. In seguito alle granulometrie, spessore parietale e peso per metro, ridotti secondo l'invenzione, vengono inoltre decisamente migliorati il trasporto e la manipolabilità. Come sostanzioso vantaggio supplementare anche l'impiego di solfuro di zinco come componente del materiale inerte secondo l'invenzione, come pigmento bianco conforme alla norma DIN 55910, porta ad una colorazione bianca e contemporaneamente ad una stabilizzazione UV dei tubi e delle parti sagomate tubolari dotate di tale componente. Di ciò è responsabile la capacità di schiarimento relativa del solfuro di zinco pari a 22-24 secondo le norme DIN 53775, nonché l'elevato indice di rifrazione di oltre 2. In tal modo si ottengono univocamente vantaggi per la posa scoperta di tubi di scarico domestici, ad esempio in cantine, per la tenuta di scorte su superfici all'aperto ed eventualmente per la posa esterna di condutture di scarico domestiche. Poiché il solfuro di zinco nel materiale inerte secondo l'invenzione provoca una colorazione bianca dei tubi e delle parti tubolari sagomate con esso dotati, risulta pertanto anche superfluo ad esempio imbiancare questi tubi per la posa scoperta in locali di cantine e similari. Il solfuro di zinco stesso agisce anche come sinergico per sistemi alogenati di protezione ignifuga e può quindi sostituire, almeno in parte, la componente a protezione ignifuga triossido di antimonio problematico per quanto riguarda le condizioni igieniche sui posti di lavoro.

In tal modo per i tubi e le parti sagomate tubolari equipaggiati secondo l'invenzione in modo relativamente semplice si raggiunge la classe di protezione antincendio B1 secondo la norma DIN 4102. In determinati casi di applicazione può dimostrarsi vantaggioso che il rapporto fra diametro esterno e spessore parietale per i tubi e le parti sagomate tubolari secondo l'invenzione è compreso fra 35:1 e 42:1. Per il raggiungimento delle proprietà insonorizzanti ottimali e per uno sbiancamento ad effetto unitario risulta inoltre opportuno che la curva granulometrica del materiale inerte non presenti più del 30% di particelle di una granulometria superiore ad 1 μ.

Questa prescrizione è anche di aiuto per raggiungere una superficie liscia, che, all'occorrenza, può essere realizzata anche mediante un sottile rivestimento, ad esempio coestruso.

Il materiale inerte stesso vantaggiosamente presenta un potere rischiarante relativo superiore a 22 per un indice di rifrazione di almeno 2. Anche questi ordini di grandezza servono all'aspetto unitariamente bianco dei tubi e delle parti sagomate tubolari così trattati.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1. Tubo o parte sagomata tubolare estrusa, sagomata per stampaggio ad iniezione o per soffiatura, costituita di una poliolefina oppure di uno stirolo polimerizzato per trasportare liquidi in sistema tubolari per acque di rifiuto, dove il tubo o la parte sagomata tubolare mediante incorporamento di un adatto materiale inerte presenta una densi-tà di 1,4 fino a 2,7 g/cm3, caratterizzato dal fatto che lo spessore parietale dei tubi e delle parti sagomate tubolari corrisponde al massimo alla trentaduesima parte del loro diametro esterno, e dal fatto che il loro peso per metro non supera 3 kg.
2. 2. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale inerte presenta una granulometria media inferiore a 1 μ.
3. 3. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale inerte è un miscuglio di solfuro di zinco e solfato di bario e altri additiviti attivi.
4. 4. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rapporto fra diametro esterno e spessore parietale è compreso fra 35:1 e 42:1.
5. 5. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la curva granulometrica del materiale inerte non presenta più del 30% di particelle con una granulometria superiore ad 1 μ.
6. 6. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale inerte presenta un potere rischiarante relativo secondo DIN 53775 superiore a 22.
7. 7. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale inerte presenta un indice di rifrazione di almeno 2.
8. 8. Tubo o parte sagomata tubolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il peso per metro non supera 2,5 kg.