ITMI20100136A1 - Apparato di accoppiamento a pressione con guarnizione ad anello. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“Apparato di accoppiamento a pressione con guarnizione ad anello.â€
La presente invenzione concerne un appar ato di accoppiamento a pressione con guarnizione ad anello.
Sono noti nello stato della tecnica apparati di accoppiamento a pressione di tubi muniti di una guarnizione ad anello; la guarnizione ad anello ha una conformazione fisica tale che, prima dell’applicazione della pressione, consente la fuoriuscita di fluido all’esterno del tubo.
Il brevetto JP 08226582 descrive una guarnizione circolare provvista in una parte del bordo periferico interno e del bordo periferico esterno di una parte rientrante e su entrambi i lati di una parte sporgente. La guarnizione circolare viene montata all'interno dell'incavo circolare sulla superficie interna dell'apertura di ricevimento del bicchiere della tubazione di congiungimento. In tal modo, quando si inserisce la tubazione di congiunzione nel bicchiere, la parte sporgente del bordo periferico interno e di quello esterno della guarnizione circolare viene schiacciata e vengono a formarsi i passaggi di fluido interstiziali nello spazio tra la parte rientrante, la superficie periferica esterna della tubazione di congiunzione e il fondo dell'incavo circolare. Perciò anche se avvenisse una dimenticanza nel serrare la parte di bicchiere e la tubazione di congiunzione per mezzo degli attrezzi di pressione, in caso di verifica della pressione idraulica (o della pressione dell'aria) sarà possibile scoprire le perdite d'acqua (o d'aria) attraverso i passaggi di fluido interstiziali, ottenendo così delle tubazioni di grande sicurezza.
Il brevetto EP 1847753 B1 descrive un sistema di accoppiamento a pressione comprendente un tubo, un raccordo ed un anello di tenuta disposto all’interno di un incavo di un raccordo a pressione dentro il quale il tubo deve essere inserito. Il sistema di accoppiamento a pressione ha almeno uno spazio fra il raccordo assieme con l’anello di tenuta ed il tubo che viene chiuso applicando una pressione ad almeno una porzione del raccordo per fornire una connessione a tenuta non rimovibile fra il tubo ed il raccordo; l’anello di tenuta ha almeno una prima porzione lungo la maggior parte della sua circonferenza che à ̈ definita da una sezione sostanzialmente circolare avente un dato diametro. Lo spazio à ̈ determinato da una seconda porzione dell’anello di tenuta che devia dalla sezione sostanzialmente circolare della prima porzione fornendo almeno una cavità orientata verso almeno il tubo inserito ed almeno una sporgenza. Ogni prima porzione dell’anello di tenuta ha un diametro esterno prima dell’accoppiamento con Γ incavo del raccordo che à ̈ maggiore del diametro interno dell’incavo ed un diametro interno prima dell’inserimento del tubo che à ̈ inferiore al diametro esterno del tubo. Inoltre l’anello di tenuta ha almeno una coppia di seconde porzioni diametralmente opposte ed in cui ogni seconda porzione dell’anello di tenuta comprende una cavità fra due sporgenze.
In vista dello stato della tecnica, scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un apparato di accoppiamento a pressione con guarnizione ad anello che sia diverso da quelli noti.
In accordo alla presente invenzione, detto scopo viene raggiunto mediante un apparato di accoppiamento a pressione comprendente un tubo, un raccordo ed un anello di tenuta disposto all’interno di un incavo del raccordo a pressione dentro il quale il tubo deve essere inserito, detto apparato di accoppiamento a pressione comprendendo almeno uno spazio fra il raccordo assieme con l’anello di tenuta ed il tubo che viene chiuso applicando una pressione ad almeno una porzione del raccordo per fornire una connessione a tenuta non rimovibile fra il tubo ed il raccordo, l’anello di tenuta comprendendo almeno una prima porzione lungo la maggior parte della sua circonferenza che à ̈ definita da una sezione sostanzialmente circolare avente un dato diametro, detto spazio essendo determinato da una seconda porzione dell’anello di tenuta che devia dalla sezione sostanzialmente circolare della prima porzione fornendo almeno una cavità orientata verso il tubo inserito e disposta fra una coppia di sporgenze, caratterizzato dal fatto che detta cavità à ̈ inclinata secondo un prefissato angolo rispetto all’asse del tubo inserito e detta coppia di sporgenze comprende una prima ed una seconda sporgenza aventi altezze diverse rispetto alla superficie dell’anello di tenuta.
Grazie alla presente invenzione à ̈ possibile fornire un apparato di accoppiamento a pressione in cui Γ almeno una cavità inclinata della guarnizione ad anello consente una maggiore facilità di chiusura una volta che il raccordo viene pressato .
Inoltre l’esistenza di sporgenze ai lati della cavità con diverse altezze minimizza Γ interferenza in fase di inserimento del tubo nel raccordo.
Preferibilmente la guarnizione ad anello comprende tre cavità e tre coppie di sporgenze ad altezze diverse disposte su tre distinte parti della guarnizione ad anello disposte a tre diversi angoli e non corrispondenti alle zone di minima deformazione in seguito alla pressione dell’arnese utilizzato per comprimere il raccordo sul tubo, in tal modo viene minimizzato il rischio di avere delle cavità non pressate.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista in prospettiva dell’apparato di accoppiamento a pressione in accordo alla presente invenzione;
la figura 2 à ̈ una vista frontale dell’apparato di figura 1 ;
la figura 3 à ̈ una sezione dell’apparato di figura 2 secondo la linea III-III;
la figura 4 à ̈ una vista in prospettiva dell’apparato di figura 1 con parti rimosse; la figura 5 à ̈ una vista laterale dell’apparato di figura 4;
la figura 6 à ̈ una vista in prospettiva della guarnizione ad anello dell’apparato di figura 1 ;
la figura 7 Ã ̈ una vista frontale della guarnizione ad anello di figura 6;
la figura 8 Ã ̈ una vista in sezione secondo la linea VIII-VIII della guarnizione ad anello di figura 7;
la figura 9 Ã ̈ una parte di dettaglio della guarnizione ad anello di figura 6;
la figura 10 Ã ̈ una vista laterale della guarnizione ad anello di figura 6;
la figura 11 à ̈ una sezione trasversale della guarnizione ad anello di figura 10. In riferimento alle figure 1-11 à ̈ mostrato un apparato di accoppiamento a pressione 1 in accordo alla presente invenzione. L’apparato 1, come visibile nelle figure 1-3, comprende un raccordo 2, un tubo 3 ed una guarnizione ad anello 4; il raccordo 2 ed il tubo 3 sono preferibilmente in metallo mentre la guarnizione ad anello à ̈ preferibilmente realizzata in materiale elastomerico. Il raccordo 2 comprende due porzioni cilindriche 11 e 12 ad entrambi i lati di un incavo 13 in cui à ̈ inserita la guarnizione ad anello 4. L’incavo 13 ha preferìbilmente una forma toroidale.
Una volta installata la guarnizione 4 nell’incavo 13 ed il tubo 3 alfinterno del raccordo 2 per una lunghezza prefissata, il raccordo viene deformato a freddo con l’ausilio di una pinza di forma idonea non mostrata nelle figure. In tal modo viene garantita la tenuta all’uscita del fluido in pressione mediante la compressione della guarnizione 4 tra il tubo 3 ed il raccordo 2, entrambi deformati dalla pinzatura e viene garantita la tenuta meccanica dell’ insieme del tubo 3 e del raccordo 2 contro un eventuale sfilamento del tubo grazie alla loro deformazione in seguito all’azione di pressatura della pinza.
La guarnizione ad anello 4, prima dell’azione di pressatura della pinza, in modo indipendente dalle condizioni di interferenza fra tubo 3 e guarnizione 4, deve consentire una fuoriuscita evidente del fluido convogliato; dopo l’azione di pressatura della pinza, la guarnizione 4 deve impedire la fuoriuscita del fluido.
La guarnizione 4, come meglio visibile nelle figure 4-10, comprende almeno una cavità o canale 41 nella parte interna 42 della guarnizione 4, cioà ̈ nella parte che si affaccia sul tubo 3 con tubo 3 inserito nel raccordo 2; la cavità 41 à ̈ disposta fra una coppia di sporgenze 43 e 44, cioà ̈ estensioni della guarnizione 4 dalla superficie interna 42 verso la parte centrale dell’anello 4, aventi altezze HI, H2 diverse rispetto alla superficie della parte interna 42 della guarnizione ad anello 4. La cavità 41 comprende una riduzione dello spessore dell’anello di tenuta 4 e le sporgenze 43, 44 sono preferibilmente adiacenti alla cavità 4L
La guarnizione ad anello 4 ha in una prima porzione 48, che à ̈ la maggior parte della sua circonferenza, una sezione perpendicolare alla direzione di flusso del fluido di forma circolare; la stessa guarnizione ad anello 4 ha seconde porzioni 49, in cui sono previste le cavità 41 e le sporgenze 43, 44, in cui la sezione non à ̈ più di forma circolare. La cavità 41 ha dimensioni definite in funzione delle dimensioni della guarnizione ad anello 4.
Per evitare spostamenti della guarnizione ad anello 4 quando impegnata con il raccordo 2 durante l’inserimento del tubo 3, cioà ̈ quando la guarnizione ad anello 4 à ̈ interna aH’incavo 13, proprio per la compressione dovuta all’incavo 13 si ha che le prime porzioni della guarnizione ad anello 4 passino da un diametro esterno DI’ maggiore del diametro interno dell’incavo D2 ad uno sostanzialmente simile ad un diametro interno DI†inferiore al diametro esterno D3 del tubo 3.
La cavità 41 à ̈ inclinata in accordo ad un dato angolo Q rispetto ad un asse P parallelo all’asse A passante per il centro della guarnizione ad anello 4 e per il centro del tubo 3 una volta inserito nel raccordo 2 e con la guarnizione ad anello 4 inserita nell’incavo 13, come meglio visibile nelle figure 6, 9 e 11; preferibilmente detto angolo Q à ̈ funzione dello spessore Ds della guarnizione 4, ovvero del diametro Ds della corda della prima porzione 48 della guarnizione ad anello 4. Ancora preferibilmente detto angolo Q à ̈ di 20 gradi. L’inclinazione della cavità 41 dell’angolo Q consente una maggiore facilità di chiusura della stessa cavità 41 una volta che il raccordo 2 viene pressato sul tubo 3 mediante l’azione di pressatura della pinza. Preferibilmente detto angolo Q à ̈ l’angolo formato dal piano PI passante per l’asse P e l’asse A, per il centro C della cavità 41 e trasversale all’intera guarnizione ad anello 4 ed il piano P2 passante per il centro C della cavità 41, trasversale all’intera guarnizione 4 ed intersecante il piano PI in un asse diametrale passante per il centro C della cavità 41.
Le sporgenze 43 e 44 ai lati della cavità 41 devono avere altezze HI, H2 diverse per minimizzare l’interferenza in fase di inserimento del tubo 3 nel raccordo 2. Le sporgenze 43 e 44 sono simmetriche rispetto al centro della cavità 41 e sono preferibilmente orientate in modo parallelo all’asse A passante per il centro della guarnizione ad anello 4 e per il centro del tubo 3 una volta inserito nel raccordo 2 con la guarnizione ad anello 4 inserita nell’incavo 13.
Il materiale elastomerico delle sporgenze 43 e 44 migra verso le cavità 41 durante l’operazione di pressatura della pinza.
Preferibilmente la guarnizione ad anello 4 comprende tre cavità 41 ciascuna disposta fra una coppia di sporgenze 43, 44 aventi diverse altezze rispetto alla superficie della parte interna 42; in particolare la sporgenza 43 ha un’altezza HI maggiore dell’altezza H2 della sporgenza 44 rispetto alla superficie della parte interna 42 della guarnizione ad anello 4„ Le tre cavità sono disposte sulla parte interna 42 della guarnizione ad anello 4 a distanze date da angoli Al, A2 e A3 diversi fra loro e preferibilmente in modo tale che l’angolo A3 sia maggiore dell’angolo A2 che a sua volta deve essere maggiore dell’angolo Al. Le tre cavità 41 sono disposte in parti non contemporaneamente corrispondenti alle zone di minima deformazione in seguito alla pressione dell’arnese o pinza utilizzato per comprimere il raccordo sul tubo; in tal modo viene minimizzato il rischio di avere delle cavità non chiuse dopo l’azione di pressione della pinza.
Ogni cavità 41, una volta che la guarnizione ad anello viene inserita all’esterno del tubo 3 ed all’ interno dell’incavo 13 del raccordo 2, come meglio visibile nelle figure 4 e 5, definisce uno spazio 40 che consente la fuoriuscita del fluido passante nel tubo 3 al di fuori dell’apparato di accoppiamento a pressione. Le sporgenze 43 e 44 appaiono quasi completamente schiacciate una volta inserita la guarnizione ad anello 4 sul tubo 3 ma esse hanno la principale funzione di impedire la chiusura delle cavità 41 una volta inserita la guarnizione ad anello 4 sul tubo 3.
Le coppie di sporgenze 43 e 44 impegnano il tubo 3 in due momenti differenti, prima la sporgenza 43 e poi la sporgenza 44, creando una resistenza inferiore all’inserimento sul tubo 3 rispetto al caso in cui fossero entrambe di uguale altezza rispetto alla superficie della parte interna 42 della guarnizione ad anello 4. Quando il tubo 3 impegna la sporgenza 43 c’à ̈ uno spazio vuoto tra la sporgenza 44 ed il tubo stesso.
Preferibilmente le altezze delle sporgenze 43 e 44 rispetto alla superficie della parte interna 42 della guarnizione ad anello 4 sono definite in percentuale sullo spessore della guarnizione ad anello, ovvero sul diametro Ds della corda della prima porzione 48 della guarnizione ad anello 4. L’altezza HI della sporgenza 43 varia dal 5% al 15% dello spessore Ds della guarnizione ad anello 4 mentre l’altezza H2 della sporgenza 44 varia dal 3% all’ 8% dello spessore Ds della guarnizione ad anello 4. Le dimensioni delle sporgenze 43, 44 variano in funzione delle dimensioni della guarnizione ad anello e dell’angolo Q; la dimensioni delle sporgenze 43, 44 sono di qualche millimetro. Preferibilmente la profondità della cavità 41 varia dal 5% al 15% dello spessore Ds della guarnizione ad anello 4.
La cavità 41 à ̈ definita dal taglio in rivoluzione di un profilo ellittico lungo un percorso ad anello. Tale percorso à ̈ opportunamente inclinato e conferisce dunque la caratteristica orientazione inclinata dell’angolo Q alla cavità 41. Preferibilmente il percorso di rivoluzione del profilo ellittico giace sul piano P2 mentre preferibilmente il profilo ellittico che genera la cavità 41, come sottrazione di volume in rotazione rispetto all’anello toroidale della prima porzione 48, passa per un piano Q2 perpendicolare al piano P2 ed alla guarnizione ad anello 4 e passante per il centro C della cavità .
Le sporgenze 43, 44 sono definite, anche in questo caso, dalla rivoluzione di un profilo ellittico attorno ad un percorso ad anello. Il volume ottenuto tramite la rivoluzione à ̈ aggiunto a quello della guarnizione ad anello 4 a semplice geometria toroidale. La conformazione asimmetrica del percorso di rivoluzione determina la particolare geometria asimmetrica delle sporgenze 43, 44.
Il profilo ellittico à ̈ un profilo regolare e quindi adatto alla creazione di un corpo come quello delle sporgenze 43, 44 e della cavità 41 realizzabile tramite lavorazione alle macchine utensili. Ciò consente un ridotto tempo di lavorazione ed una minore complessità di realizzazione delle attrezzature (stampi) deputate alla produzione del particolare con un ridotto costo complessivo.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1 Apparato di accoppiamento a pressione comprendente un tubo (3), un raccordo (2) ed un anello di tenuta (4) disposto incavo (13) del raccordo a pressione dentro il quale il tubo (3) deve essere inserito, detto apparato di accoppiamento a pressione comprendendo almeno uno spazio (40) fra il raccordo assieme con l’anello di tenuta ed il tubo che viene chiuso applicando una pressione ad almeno una porzione del raccordo per fornire una connessione a tenuta non rimovibile fra il tubo ed il raccordo, l’anello di tenuta (4) comprendendo almeno una prima porzione (48) lungo la maggior parte della sua circonferenza che à ̈ definita da una sezione sostanzialmente circolare avente un dato diametro (DI’, DI†), detto spazio essendo determinato da una seconda porzione (49) dell’anello di tenuta che devia dalla sezione sostanzialmente circolare della prima porzione fornendo almeno una cavità (41) orientata verso il tubo inserito e disposta fra una coppia di sporgenze (43, 44), caratterizzato dal fatto che detta cavità (41) à ̈ inclinata secondo un prefissato angolo (Q) rispetto all’asse (A) del tubo inserito e detta coppia di sporgenze (43, 44) comprende una prima ed una seconda sporgenza aventi altezze (HI, H2) diverse rispetto alla superficie (42) dell’anello di tenuta, 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere tre cavità (41) ognuna disposta fra una coppia di detta prima (43) e detta seconda (44) sporgenza aventi altezze diverse rispetto alla superficie della parte interna (42) dell’anello di tenuta (4), dette tre cavità essendo disposte su tre parti della superficie interna dell’anello di tenuta disposte ad angoli (Al, A2, A3) diversi tra loro. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ogni cavità (41) ha una profondità compresa fra il 5% ed il 15% del diametro (Ds) della corda della prima porzione della guarnizione ad anello (4). 4. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima sporgenza (43) ha un’altezza (HI) rispetto alla superficie della parte interna (42) dell’anello di tenuta compresa fra il 5% ed il 15% del diametro (Ds) della corda della prima porzione della guarnizione ad anello (4). 5 , Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda sporgenza (44) ha un’altezza (H2) rispetto alla superficie della parte interna (42) dell’anello di tenuta compresa fra il 3% ed l’8% del diametro (Ds) della corda della prima porzione della guarnizione ad anello (4). 6. Appaiato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ogni cavità (41) à ̈ definita dal taglio in rivoluzione di un profilo ellittico lungo un percorso ad anello. 7. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ogni sporgenza (43, 44) à ̈ definita dall’aggiunta in rivoluzione di un profilo ellittico lungo un percorso ad anello. 8. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’angolo (Q) di inclinazione della cavità (41) rispetto all’asse (A) del tubo inserito à ̈ funzione del diametro (Ds) della corda della prima porzione (48) della guarnizione ad anello (4) 9. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’angolo (Q) à ̈ compreso fra un primo piano (PI) passante per un asse (P) parallelo all’asse (A) passante per il centro del tubo inserito e per lo stesso asse (A) passante per il centro del tubo inserito, per il centro (C) della cavità (41) della guarnizione ad anello e trasversale all’intera guarnizione ad anello (4) ed un secondo piano (P2) passante per il centro (C) della cavità (41), trasversale all’intera guarnizione (4) ed intersecante il primo piano (PI) in un asse diametrale passante per il centro (C) della cavità (41).
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