ITMI20121254A1 - Innesto per trasmissione fluidi collegabile con sforzo costante indipendentemente dalla pressione residua. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale avente per titolo:

“Innesto per trasmissione fluidi collegabile con sforzo costante indipendentemente dalla pressione residua”

La presente invenzione concerne un innesto per la trasmissione di fluidi collegabile con sforzo costante indipendentemente dalla pressione residua presente nel circuito. Per la trasmissione di fluidi è frequentemente necessario disporre di raccordi che possano essere accoppiati rapidamente tra loro per collegare tramite tubazioni rigide o flessibili, un’alimentazione di fluido come ad esempio una macchina operatrice ed un attrezzo idraulico.

I noti raccordi ad accoppiamento rapido sono generalmente costituiti da due innesti, chiamati maschio e femmina, che sono fissati a rispettive tubazioni da congiungere e possono essere accoppiati tra loro mediante avvitamento o innesto a scatto.

I suddetti innesti maschio e femmina sono formati da parti fisse e parti assialmente scorrevoli, che a riposo si dispongono in posizione di chiusura di una luce di passaggio di fluido e in occasione dell'accoppiamento tra i due elementi sono spostate dall'impegno con corrispondenti parti dell'altro elemento in una posizione di apertura di detta luce di passaggio.

Le soluzioni attualmente in commercio per la trasmissione di fluidi mostrano come talvolta l’accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina avvenga in maniera poco agevole con sforzo incrementale con l’aumentare della pressione residua presente nel circuito.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un raccordo per tubazioni, in cui lo sforzo richiesto per l’operazione di accoppiamento sia minimo ed indipendente dalla pressione residua presente nel circuito.

In accordo con tale invenzione tale scopo è raggiunto mediante un raccordo per la trasmissione di fluidi che prevede almeno un innesto maschio accoppiabile ad almeno un innesto femmina inserito alPinteno di un blocco di alimentazione idraulica, definendo così una pluralità di valvole, caratterizzato dal fatto che detto innesto femmina prevede un gruppo interno assialmente scorrevole all’intemo di un gruppo esterno e cooperante con mezzi atti alla compensazione ed allo scarico della pressione del fluido alPintemo dell’innesto femmina, in modo da permettere l’aggancio meccanico tra innesto maschio ed innesto femmina prima dell’apertura di dette valvole cosicché detto aggancio meccanico avviene indipendentemente dalla pressione interna dell’innesto maschio.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di un suo esempio non limitativo illustrato negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 mostra un raccordo per la trasmissione di fluidi con innesto maschio ed innesto femmina disaccoppiati;

la figura 2 mostra un gruppo di compensazione in un blocco di alimentazione idraulica;

la figura 3 mostra un gruppo di bloccaggio in un blocco di alimentazione idraulica; la figura 4 mostra un innesto femmina a facce piane;

la figura 5 mostra un innesto maschio a facce piane;

la figura 6 mostra il raccordo prima dell’accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, in presenza di pressione residua;

la figura 7 mostra la fase di scarico della pressione residua prima dell’accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina;

la figura 8 mostra la fase di azionamento del gruppo di compensazione al termine dello scarico della pressione residua;

la figura 9 mostra una prima fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con azionamento del gruppo di compensazione ed ingrandimento nel tondo A della testa di accoppiamento;

la figura 10 mostra una seconda fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con sblocco delle sfere di bloccaggio ingrandito nel tondo B;

la figura 11 mostra una terza fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con bloccaggio dell’innesto maschio nell’innesto femmina ingrandito nel rettangolo C;

la figura 12 mostra una quarta fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con apertura della valvola femmina ingrandito nel rettangolo D;

la figura 13 mostra una quinta fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con apertura delle valvole maschio ingrandita nel tondo E;

la figura 14 mostra una sesta fase di accoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, di completa apertura delle valvole con blocco assiale ingrandito nel tondo F; la figura 15 mostra lo scarico della pressione in fase di disaccoppiamento tra innesto maschio ed innesto femmina, con ingrandito il disimpegno della sfera nel tondo G; la figura 16 mostra l’innesto maschio e l’innesto femmina disaccoppiati.

In figura 1 è mostrato un raccordo ad accoppiamento 100 comprendente un innesto femmina a facce piane 56 inserito all’interno di un blocco 28 di alimentazione idraulica, ed un innesto maschio a facce piane 59 accoppiabile a detto innesto femmina 56.

Il blocco 28, che provvede all’alimentazione di fluido, comprende almeno una linea idraulica 57 ed una linea di drenaggio 58 entrambe interfaccianti con uno o più innesti femmina 56. Nella descrizione del funzionamento, come nelle figure 6-15, ci si riferirà ad una sola linea maschio-femmina, ma le considerazioni sono estendibili a tutte le linee di uno stesso raccordo.

Il blocco 28 comprende inoltre mezzi 105 di compensazione e scarico della pressione del fluido. Sono altresì previsti un gruppo 70 di bloccaggio ed una leva 53 solidale ad una camma 30 atti a scaricare la pressione alfintemo del blocco ed effettuare il disaccoppiamento dell’innesto maschio 59 dall’innesto femmina 56.

Tali mezzi 105 di compensazione e scarico della pressione del fluido comprendono un gruppo di compensazione 69 ed una valvola 68 di scarico della pressione alloggiata all’interno dell’innesto femmina 56. Detto gruppo di compensazione 69 (figura 2) comprende un alloggio chiuso da un tappo 49 al cui interno è mobile un pistone 51 con tenuta 50 spinto verso il basso da una molla 52.

Detta valvola 68 (figura 4) mette in collegamento la linea idraulica 57 con la linea di drenaggio 58 e comprende un corpo valvola 26 che costituisce l’alloggio per un otturatore 25 scorrevole, sollecitato da una molla 16 che reagisce contro una sporgenza dell’otturatore ed un ritegno 29. La tenuta è assicurata da un guarnizione 27 posta fra corpo valvola 26 ed otturatore 25.

Il gruppo di bloccaggio 70 (figura 3) comprende un perno assiale 19 azionato dalla camma 30 per effetto del movimento della leva 53, ed un perno radiale 21. Il perno assiale 19 e quello radiale 21 sono altresì sollecitati rispettivamente da molle 22 e 23. L’innesto femmina 56, in posizione di riposo, si presenta a facce piane (figura 4) e comprende un gruppo interno 60 (figura 4), assialmente scorrevole all’interno di un gruppo esterno 66, e la valvola 68 atta allo scarico della pressione.

Il gruppo interno 60 comprende un corpo interno 35 ed uno stelo 44, solidali tra loro, ed una bussola di tenuta 43 che definiscono una intercapedine 65. La tenuta dell’intercapedine 65 è assicurata da una guarnizione 42 alloggiata in una sede all’estremità dello stelo 44 che è a contatto con la bussola di tenuta 43 spinta dalla molla 38 che reagisce tra corpo interno 35 ed una opportuna sporgenza 431 della stessa bussola di tenuta 43.

Il gruppo esterno 66 comprende un portaghiera 40 vincolato ad una ghiera 39 per mezzo di almeno una sfera di bloccaggio 45 collocata all’interno di un alloggio ricavato da due sedi combacianti 401, 391 presenti rispettivamente nel portaghiera 40 e nella ghiera 39. Una molla 46, reagente contro opportune sporgenze presenti 392, 402 su ghiera 39 e portaghiera 40, offre resistenza al loro scorrimento assiale in posizione di accoppiamento con l’innesto maschio 59.

Un bicchiere 41 è altresì assialmente scorrevole all’intemo del portaghiera 40. Una molla 54 reagisce contro una sporgenza 411 del bicchiere 41 ed un anello di fermo 36 collocato nel portaghiera 40, opponendosi anche in questo caso allo scorrimento del bicchiere 41 all’interno del portaghiera 40 in posizione di accoppiamento.

In caso di accoppiamento con l’innesto maschio 59, il corpo interno 35 è scorrevole all 'interno di un corpo 67 ed è sollecitato da una molla 33 che reagisce contro detto corpo 67 ed apposite sedi 351 del corpo interno 35. Il corpo 67 definisce una cavità comunicante con la linea idraulica 57 e la linea drenaggio 58 presenti all’intemo del blocco 28.

L’innesto maschio 59 è mostrato a propria volta in figura 5 e comprende un corpo maschio fisso 4 con ad esso posteriormente associato un raccordo 14 con un condotto interno 61 per il collegamento ad un'utenza non mostrata, per esempio un attrezzo idraulico. Tale innesto maschio 59 può prevedere al suo interno una o più valvole. La presente descrizione si riferisce ad innesto maschio con tre valvole interne.

Una prima valvola 101 è presente all’interfaccia con l’innesto femmina 56 e comprende un pistone 1 di chiusura anteriore provvisto di un’asta guida 2 per una molla 3. La tenuta tra il corpo maschio 4 ed il pistone 1 è garantita da una guarnizione 5 alloggiata in una sede anulare del corpo in prossimità di un'estremità frontale del corpo maschio 4. Tramite l'impegno con la guarnizione 5, il pistone 1 chiude frontalmente a tenuta la cavità 63 quando l’innesto maschio 59 è disaccoppiato dall’innesto femmina 56.

Una seconda valvola 102 è presente nella parte centrale dell’ innesto 59 e comprende un elemento di tenuta 6 con struttura cava accoppiata ad un corpo valvola 11 attraversato da una pluralità di fori 62. Le valvole 101 e 102 definiscono, insieme al corpo maschio 4, una cavità 63 a pressione residua nulla. L’elemento 6 è sollecitato da una molla 7 reagente contro una parete del corpo valvola 11 ed un anello 8 disposto al di sopra della stessa. La tenuta della valvola 102 è assicurata da due guarnizioni 9 e 12. Una terza valvola 103 agevola lo scarico della pressione e comprende un otturatore 18 scorrevole all’interno della cavità dell’elemento 6. L’otturatore 18 è sollecitato da una molla 16 che reagisce contro una sporgenza dell’ otturatore 18 stesso ed un ritegno 17 fermato da un anello elastico 15. La tenuta è assicurata da un guarnizione 13 posta fra elemento di tenuta 6 ed otturatore 18.

Nel funzionamento, all’interno di una o più linee idrauliche 57 può essere presente della pressione residua che spinge il pistone compensatore 51 in posizione alta (figura 6). Muovendo verso destra la leva 53 (figura 7) viene azionata la camma 30 che toccando l’otturatore 25 mette in collegamento la linea idraulica 57 con la linea di drenaggio 58 permettendo lo scarico della pressione residua interna.

Scaricata la pressione residua all’interno delle linee 57, il pistone compensatore 51 viene spinto dalla molla 52 verso il basso (figura 8) e il sistema è pronto per l’accoppiamento.

La prima fase di accoppiamento (figura 9) consiste nello spingere l’innesto maschio 59 all’interno dell’innesto femmina 56. Nella camera 63 compresa fra le valvole 101 e 102 dell’innesto maschio 59 c’è assenza di pressione residua, che viene trattenuta a monte della valvola 102 in corrispondenza del condotto 61. Avvicinando l’innesto maschio 59 all’innesto femmina 56, il pistone 1 viene a contatto con lo stelo 44 che è solidale con corpo interno 35, guarnizione 37, bussola di tenuta 43 e molla 38 che formano il gruppo interno 60. Spingendo l’innesto maschio 59 all’ interno dell’innesto femmina 56, il pistone 1 fa arretrare l’intero gruppo interno 60 (figura 9).

Essendo le linee idrauliche 57 chiuse, il movimento verso sinistra del gruppo corpo interno 60 dell’innesto femmina 56 causa un aumento della pressione che provoca una spinta idrostatica sulla superficie del pistone compensatore 51 muovendolo verso l’alto. Il movimento del pistone compensatore 51 infatti libera un volume che è uguale o maggiore al volume spostato dal gruppo corpo interno 60 durante il suo movimento completo fino alla battuta 321 del raccordo 32.

L’assenza di questo sistema di compensazione di volume, non consentirebbe l’arretramento completo del gruppo corpo interno 60.

Proseguendo con l’inserimento dell’innesto maschio 59 nell’innesto femmina 56 (figure 10 e 11), le sfere di bloccaggio 45 entrano nella sede 49 del corpo maschio 4 liberando il portaghiera 40 che per effetto della molla 54 viene spinto alPintemo effettuando il bloccaggio fra innesto femmina 56 e innesto maschio 59.

A questo punto l’operazione manuale di accoppiamento meccanico è completata; l’innesto maschio 59 è meccanicamente agganciato all’innesto femmina 56, ma grazie al fatto che il gruppo corpo interno 60 era stato mosso verso l’interno dell’innesto femmina 56, la valvola 102 che trattiene la pressione residua alPintemo dell’innesto maschio 59 non è stata ancora aperta. Pertanto lo sforzo richiesto per l’operazione di accoppiamento è indipendente dalla pressione residua presente all’interno dell’innesto maschio 59 in quanto non si agisce sulle valvole che trattengono la pressione residua. L’apertura delle valvole 102, 103 (figura 12) viene effettuata spostando il gruppo corpo interno 60 verso l’intemo dell’innesto maschio 59. Tale operazione può essere effettuata meccanicamente agendo su un’apposita leva (non rappresentata nei disegni) che muove il gruppo corpo interno 60 o idraulicamente immettendo pressione nelle linee idrauliche 57 del blocco 28. La pressione idraulica agendo sulla superficie di tenuta del corpo interno 35 genera una spinta che muove il gruppo corpo interno 60 verso l’innesto maschio 59. Durante il movimento la bussola di tenuta 43 viene in contatto con bicchiere 41 che a sua volta è bloccato del corpo maschio 4 e quindi vincendo la forza della molla 38, la bussola di tenuta 43 si apre.

Il gruppo corpo interno 60 continuando il suo movimento verso l’innesto maschio 59 (figura 13), spinge il pistone 1 e l’asta guidamolla 2 che viene in contatto con prima l’otturatore 18 che apre la valvola 103, rilasciando la pressione residua, poi con l’elemento di tenuta 6 che fa aprire la valvola 102 aprendo completamente il passaggio per il flusso (figura 14). L’innesto maschio potrebbe avere anche una sola valvola 101 o due valvole 101, 102. Nel caso di innesto maschio con una valvola, la valvola 101 scarica la pressione ed apre il passaggio per il flusso. Nel caso di innesto maschio con due valvole, la valvola 102 scarica la pressione ed apre il passaggio per il flusso.

Il gruppo corpo interno 60 si ferma quando va in battuta contro l’anello fermo molla femmina 36 (figura 14).

In questa posizione l’innesto ha le valvole completamente aperte permettendo il completo passaggio di fluido all’interno dello stesso, e il perno radiale 21, spinto dalla molla perno radiale 22 si inserisce nella sede del corpo interno 35 impedendo che lo stesso arretri chiudendo il passaggio di flusso.

Il disaccoppiamento tra innesto maschio 59 ed innesto femmina 56 inizia agendo sulla leva 53 (figura 15) che muove la camma 30 che va ad agire sull’otturatore femmina 25 mettendo in comunicazione le linee idrauliche 57 con la linea di drenaggio 58 scaricando la pressione alfiintemo delle stesse. Continuando con il movimento, la camma 30 va ad agire sul perno assiale 19 che a sua volta muove verso il basso il perno radiale 21 che era tenuto in posizione dalla molla perno radiale 22 in posizione tale da sbloccare il gruppo corpo interno 60.

Continuando con il movimento la camma 30 spinge il corpo 26 verso destra andando a vincere l’effetto della molla ghiera 46 fino alla posizione in cui le sfere 45 si trovano in corrispondenza della sede 391 della ghiera 39. A questo punto le sfere 45 sono spinte a rientrare nella sede 391 della ghiera 39 svincolando meccanicamente l’innesto maschio 59.

L’innesto maschio 59 non vincolato, per effetto della spinta delle molle interne viene disaccoppiato (figura 16). Durante la corsa di disaccoppiamento si chiudono le valvole 101, 102, 103 dell’innesto maschio 59 e la bussola di tenuta 43 dell’innesto femmina 56.

La molla 33 spinge il gruppo corpo interno 60 verso l’esterno fino a rendere l’innesto femmina 56 a faccia piana.

Dopo aver rilasciato la leva 53 II sistema risulta pronto per un nuovo collegamento. Quando accoppiato, in caso di trazione dell’innesto maschio 59 , l’innesto femmina 56 agganciato tramite le sfere di bloccaggio 45 viene trascinato verso l’esterno. II corpo 67 muovendosi sposta il perno radiale 21 verso l’interno andando così a sbloccare il gruppo corpo interno 60 consentendo l’avanzamento completo dell’innesto femmina 56 (figure 14-15) fino al disaccoppiamento (disaccoppiamento accidentale, funzione “break away”).

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Raccordo (100) per la trasmissione di fluidi che prevede almeno un innesto maschio (59) accoppiabile ad almeno un innesto femmina (56) inserito all’ interno di un blocco (28) di alimentazione idraulica (57), definendo così una pluralità di valvole (43, 101, 102, 103), caratterizzato dal fatto che detto innesto femmina (56) prevede un gruppo interno (60) assialmente scorrevole all’interno di un gruppo esterno (66) e cooperante con mezzi (105) atti alla compensazione ed allo scarico della pressione del fluido alf' interno del blocco (28), in modo da permettere l’aggancio meccanico tra innesto maschio (59) ed innesto femmina (56) prima dell’apertura di dette valvole (43, 101, 102, 103) cosicché detto aggancio meccanico avviene indipendentemente dalla pressione interna del circuito.
2. 2. Raccordo (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi (105) atti alla compensazione ed allo scarico della pressione del fluido nel blocco (28) comprendono un gruppo di compensazione (69) ed una valvola di scarico (68) atta a collegare una linea idraulica (57), in cui è incluso detto gruppo di compensazione (69) con una linea di drenaggio (58) per lo scarico della pressione.
3. 3. Raccordo (100) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di compensazione (69) comprende un alloggio chiuso superiormente da un tappo (49) al cui interno è mobile scorrevolmente un pistone (51) con tenuta (50) sollecitato da una molla (52).
4. 4. Raccordo (100) secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta valvola di scarico (68) comprende un corpo valvola (26), provvista di una guarnizione (27), che costituisce l’alloggio per un otturatore (25) scorrevole sollecitato da una molla (16) che reagisce contro una sporgenza dell’otturatore (25) ed un ritegno (29).
5. 5. Raccordo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere un gruppo di bloccaggio assiale (70) di detto gruppo interno (60) dell’innesto femmina (56).
6. 6. Raccordo (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di bloccaggio assiale (70) comprende un perno assiale (19) associato ad un perno radiale (21) sollecitati da rispettive molle (22, 23).
7. 7. Raccordo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, caratterizzato dal fatto di prevedere una camma (30) azionata da una leva (53) ed atta ad interagire con detta valvola di scarico (68) e detto perno assiale (19).
8. 8. Raccordo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo interno (60) comprende un corpo interno (35) ed uno stelo (44), solidali tra loro, ed una bussola di tenuta (43) che definiscono una intercapedine (65) la quale tenuta è assicurata da una guarnizione (42) alloggiata in una sede all’estremità di detto stelo (44) che è a contatto con la bussola di tenuta (43).
9. 9. Raccordo (100) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto corpo interno (35) è scorrevole, in caso di accoppiamento, all’interno di un corpo (67) ed è sollecitato da una molla (33) che reagisce contro detto corpo (67) e contro apposite sedi (351) del corpo interno (35).
10. 10. Raccordo (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo esterno (66) comprende un portaghiera (40) vincolabile ad una ghiera (39) per mezzo di almeno una sfera di bloccaggio (45), collocata all’interno di un alloggio ricavato da due sedi combacianti (401, 391) presenti nel portachiera (40) e nella ghiera (39), ed altresì un bicchiere (41) assialmente scorrevole all’interno del portaghiera (40), sollecitato da una molla (38) reagente contro una sporgenza (411) del bicchiere (41) ed un anello fermo (36) collocato nel portaghiera (40).