ITMI20101869A1 - "elemento di raccordo a snodo cardanico per tubazioni per il trasferimento di prodotti fluidi in pressione" - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Elemento di raccordo a snodo cardanico per tubazioni per il trasferimento di prodotti fluidi in pressioneâ€

La presente invenzione concerne un elemento di raccordo a snodo cardanico per tubazioni destinate al trasferimento di prodotti fluidi in pressione, in particolare di prodotti petroliferi e petrolchimici liquidi o gassosi.

Per il trasferimento di prodotti fluidi in pressione, in particolare di prodotti petroliferi e petrolchimici, sono normalmente utilizzate tubazioni di vario diametro (normalmente comprese tra 50 mm e 500 mm) che a riposo vengono disposte attorno a tamburi avvolgitub.

Per soddisfare le varie esigenze à ̈ spesso necessario raccordare tra loro una serie di tubazioni di lunghezza standard fino a raggiungere la lunghezza richiesta.

I punti di raccordo costituiscono un limite alla capacità di avvolgimento delle tubazioni perché i raccordi costituiscono elementi di irrigidimento che mal si adattano alla conformazione circolare dei tamburi avvolgituo.

Bisogna d’altra parte tener presente che il fluido in pressione presente all’interno delle tubazioni raccordate crea vincoli importanti in relazione alla tenuta idraulica nei punti di raccordo e la cosa à ̈ ancora più critica se sulle tubazioni insistono dei carichi vari (tiro assiale, taglio e momento) generati dall’applicazione o dall’ambiente in cui à ̈ inserita l’applicazione.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un elemento di raccordo tra tubazioni per il trasferimento di prodotti fluidi in pressione, anche molto alta (1000 atmosfere), che sia in grado di soddisfare la duplice esigenza di agevolare l’inclinazione reciproca delle tubazioni raccordate, anche in presenza di carichi, in particolare per il loro awolgimento attorno ad un tamburo cilindrico, e di garantire al contempo la necessaria tenuta idraulica nella zona di raccordo.

Obiettivo del dispositivo à ̈ in particolare quello di permettere il passaggio del fluido in pressione senza riversamenti verso l’esterno, in situazione dinamica di movimento del giunto per adattarsi alle posizioni imposte dal/dai tubi flessibili o rigidi ad esso collegati, eliminando quasi totalmente gli sforzi generati dal momento flettente che si genererebbe in un collegamento fisso.

In accordo con l’invenzione tale scopo à ̈ raggiunto per mezzo di un elemento di raccordo a snodo cardanico, comprendente un corpo interno attraversato da un passaggio diametrale e due corpi esterni sostanzialmente a forma di coppa aventi rispettivi terminali a forcella imperniati su detto corpo interno in modo da essere girevoli attorno a rispettivi assi perpendicolari tra loro e all’asse di detto passaggio diametrale e rispettivi terminali tubolari innestabili ad incastro nelle estremità di rispettive tubazioni da raccordare, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti corpi esterni sostanzialmente a forma di coppa alloggia un seggio mobile di tenuta sollecitato da mezzi elastici e dal fluido in pressione verso detto corpo interno e dotato di guarnizioni di tenuta idraulica interposte tra la parete esterna di detto seggio mobile e la parete interna di detto corpo esterno sostanzialmente a forma di coppa e tra detto seggio mobile e porzioni sferiche di detto corpo interno.

L’elemento di raccordo a snodo cardanico secondo la presente invenzione permette di inclinare tra loro le due tubazioni raccordate ruotandole attorno a due assi perpendicolari, consentendo un loro efficace avvolgimento attorno ad un tamburo cilindrico, oppure un’efficace eliminazione del carico di momento flettente, nelle applicazioni in cui questo aspetto può costituire un vantaggio. Inoltre la sua tenuta idraulica à ̈ garantita dalla presenza dei due seggi mobili di tenuta e in particolare dalle guarnizioni interposte tra i seggi mobili e le porzioni sferiche del corpo interno, che consentono di mantenere la tenuta anche a tubazioni inclinate.

L’invenzione può essere utilizzata in tutte le applicazioni dove il raccordo da un lato abbia un vincolo rigido, per esempio sia flangiato ad una tubazione rigida, e dall’altro lato sia collegato ad un tubo (sia rigido che flessibile) che oscilli e/o si muova in modo vario per effetto di carichi generati dall’applicazione e/o dall’ambiente.

Il vantaggio dell’invenzione à ̈ quello di ridurre fin quasi ad annullarlo il carico di momento flettente altrimenti generato sul sistema di accoppiamento.

Tipico esempio à ̈ un tubo flessibile collegato ad una nave che raggiunge un’altra nave o installazione petrolifera (FPSO) per trasferire idrocarburi o prodotti chimici. Tale tubo flessibile, per effetto del moto ondoso oscilla alle due estremità con le installazioni (navi o FPSO), sollecitando pesantemente i giunti di estremità.

L’invenzione permette di eliminare le sollecitazioni da momento flettente lasciando la struttura di supporto più leggera ed evitando le importanti, e talvolta pericolose, sollecitazioni esercitate, sempre da momento flettente, sull’estremità del tubo ad esso collegato, sia rigido che flessibile.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua possibile forma di realizzazione illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 mostra un elemento di raccordo a snodo cardanico secondo la presente invenzione in sezione assiale secondo la linea I-I di figura 2, con tubazioni allineate; la figura 2 mostra detto elemento di raccordo in sezione trasversale secondo la linea II-II di figura 1 ;

la figura 3 mostra lo stesso elemento di raccordo visto dall’alto rispetto alla figura 1 , con tubazioni inclinate;

la figura 4 mostra l’elemento di raccordo in sezione assiale secondo la linea IV-IV di figura 3.

I disegni mostrano un elemento di raccordo 1 del tipo a snodo cardanico che collega due tubazioni 2 destinate al trasporto di fluidi in pressione, in particolare di prodotti petroliferi liquidi o gassosi.

L’elemento di raccordo 1 comprende un corpo interno 3, approssimativamente a forma di sfera, che à ̈ attraversato da un passaggio diametrale cilindrico 4 con asse A

( 1).

L’elemento di raccordo 1 comprende inoltre due corpi esterni 5, sostanzialmente a forma di coppa, che hanno rispettivi terminali a forcella 6 imperniati su detto corpo interno 3 in modo da essere girevoli attorno a rispettivi assi B e C perpendicolari tra loro e all’asse A del passaggio diametrale 4 (fig. 2).

L’imperniameno à ̈ ottenuto per mezzo di boccole cilindriche 7 in materiale antifrizione inserite in fori 8 dei bracci dei terminali a forcella 6 e in corrispondenti fori 9 di porzioni piane 10 del corpo interno 3 e fissate al corpo interno 3 mediante viti 11 o simili mezzi di fissaggio (figure 1 e 2).

In alternativa, possono essere utilizzate boccole antifrizione calettate su perni che fungono da elementi resistenti.

In ulteriore alternativa, le boccole di impemiamento possono essere contenute nei terminali a forcella 6.

I corpi esterni 5 dell’elemento di raccordo 1 hanno anche rispettivi terminali tubolari 12 che vengono innestati ad incastro nelle estremità di corrispondenti tubazioni 2 da raccordare. I suddetti terminali tubolari 12 possono avere una parete esterna corrugata 13 per agevolare il bloccaggio delle tubazioni 2.

All’ interno dei corpi a coppa 5 sono alloggiati rispettivi seggi mobili 14 atti a realizzare la tenuta idraulica in corrispondenza dello snodo formato dal corpo interno 3 e dagli elementi a forcella 6. Ogni seggio mobile 14 à ̈ sollecitato da opportuni mezzi elastici, tipicamente molle a tazza 15, contro porzioni sferiche 16 del corpo interno 3, dove la tenuta à ̈ assicurata da una guarnizione piana anulare 17 alloggiata in una cava anulare frontale del seggio mobile. Una guarnizione toroidale 18 assicura a sua volta la tenuta laterale tra il seggio mobile 14 e la parete interna del corpo a coppa 5 che lo contiene. La geometria del seggio mobile à ̈ tale che alla forza elastica delle molle 15 si aggiunge la pressione del fluido trasportato dalle tubazioni raccordate, che favorisce ulteriormente la tenuta assicurata dal seggio mobile.

E’ da notare che le guarnizioni 17 e 18 sono qui indicate per applicazioni generiche. In caso di prodotti particolari come LPG, LNG ed altri le guarnizioni saranno adattate per tipologia, forma e materiale al relativo prodotto trasportato.

La conformazione sferica delle porzioni 16 del corpo interno 3 consente alle guarnizioni anulari 17 dei seggi mobili 14 di assicurare la tenuta idraulica per l’intera estensione dell’angolo di inclinazione (fig. 3) consentito alle due tubazioni 2 dal vincolo cardanico tra il corpo interno 3 ed i corpi esterni 5, come mostrato in fig. 4.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento di raccordo (1) a snodo cardanico per tubazioni (2) destinate al trasferimento di prodotti fluidi in pressione, comprendente un corpo interno (3) attraversato da un passaggio diametrale (4) e due corpi esterni (5) sostanzialmente a forma di coppa aventi rispettivi terminali a forcella (6) imperniati su detto corpo interno (3) in modo da essere girevoli attorno a rispettivi assi (B, C) perpendicolari tra loro e all’asse (A) di detto passaggio diametrale (4) e rispettivi terminali tubolari (12) innestabili ad incastro nelle estremità di rispettive tubazioni (2) da raccordare, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti corpi esterni (5) sostanzialmente a forma di coppa alloggia un seggio mobile di tenuta (14) sollecitato da mezzi elastici e dal fluido in pressione verso detto corpo interno (3) e dotato di guarnizioni di tenuta idraulica (18, 17) interposte tra la parete esterna di detto seggio mobile (14) e la parete interna di detto corpo esterno (5) sostanzialmente a forma di coppa e tra detto seggio mobile (14) e porzioni sferiche (16) di detto corpo interno (3).
2. 2. Elemento di raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti terminali a forcella (6) sono imperniati su rispettive porzioni piane opposte (10) di detto corpo interno (3) tramite boccole (7) in materiale antifrizione inserite e fissate in corrispondenti fori (8, 9) di detti terminali a forcella (6) e di dette porzioni piane (10) del corpo interno (3).
3. 3. Elemento di raccordo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette boccole antifrizione (7) sono calettate su perni atti a fungere da elementi resistenti.
4. 4. Elemento di raccordo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le guarnizioni di tenuta (17) interposte tra i seggi mobili (14) e le porzioni sferiche (16) del corpo interno (3) sono guarnizioni anulari piane.