ITMI962211A1

ITMI962211A1 - Raccordo a innesto rapido per tubazioni con valvola di sicurezza e valvola di scarico di pressione

Info

Publication number: ITMI962211A1
Application number: IT96MI002211A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Stucchi
Original assignee: Stucchi Srl
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-04-25
Also published as: KR100522754B1; DK0932791T3; PT932791E; AU6910198A; JP2001502784A; DE69713361D1; DE69713361T2; ES2178022T3; NO991958D0; IT1286038B1; ATE219227T1; CA2269875C; CN1234103A; US6026857A; IL129362A0; NO318538B1; JP3945588B2; WO1998019097A1; CA2269875A1; KR20000052805A

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Raccordo ad innesto rapido per tubazioni con valvola di sicurezza e valvola di scarico di pressione."

La presente invenzione concerne un raccordo ad innesto rapido per tubazioni, che è munito di valvola di sicurezza e di valvola di scarico di pressione.

Nella trasmissione dei fluidi risulta spesso necessario disporre di raccordi che possano essere innestati rapidamente per collegare tubazioni flessibili o rigide, a loro volta connesse con un'alimentazione di fluido ed un'utenza.

I raccordi ad innesto rapido noti sono generalmente costituiti da due elementi, maschio e femmina, fissati a rispettive tubazioni da connettere ed accoppiabili tra loro mediante avvitamento o mezzi a scatto.

Secondo una tecnica attualmente nota 1'elemento femmina è realizzato con una struttura comprendente un corpo interno inserito ad una estremità in un dado internamente filettato per l’aggancio verso l'alimentazione o l’utenza e da un corpo esterno coassiale con detto corpo interno.

II corpo interno sostiene un elemento valvolare costituito da uno stelo interno assiale fisso con una estremità allargata. All'esterno di questo, concentricamente, è innestata, in modo da lasciare una intercapedine collegabile posteriormente con un'alimentazione o un'utenza, una bussola di tenuta che, sotto 1 'azione elastica di una molla di posizionamento e mediante l'impegno con l'estremità allargata dello stelo, chiude frontalmente a tenuta 1'intercapedine suddetta nei confronti del passaggio del fluido in assenza di accoppiamento con 1'elemento maschio.

Concentricamente ed esternamente alla bussola, è presente un gruppo di pulizia della stessa costituito da un bicchiere scorrevole con relativa molla di posizionamento.

Al corpo interno, tra lo stesso ed una porzione arretrata dello stelo assiale, è vincolato un elemento anulare a razze nel quale sono ricavati alcuni fori di piccolo diametro per il passaggio del fluido. In alternativa, onde evitare la turbolenza connessa alla presenza di fori di piccolo diametro, tale elemento anulare può essere munito di almeno due luci di passaggio a forma di settore anulare che si susseguono, intervallate da strette razze, lungo una circonferenza di detto elemento anulare.

L'elemento maschio comprende generalmente un corpo esterno munito di mezzi di aggancio con l'elemento femmina ad un'estremità, un corpo interno coassialmente fissato a detto corpo esterno e un dado internamente filettato fissato all'opposta estremità di detto corpo interno per il collegamento dell'elemento maschio all'alimentazione o all'utenza. Entro detto corpo interno resta definita una cavità assiale che è collegabile posteriormente ad un'alimentazione o a un'utenza ed è chiusa frontalmente da un pistone sollecitato da una molla di posizionamento in posizione di impegno periferico con una guarnizione di tenuta portata dall'estremità anteriore del corpo interno.

Durante l'accoppiamento tra l'elemento femmina e l’elemento maschio, il bicchiere scorrevole dell'elemento femmina viene spinto dal corpo interno dell'elemento maschio e, durante la sua traslazione, trascina con sè la bussola contro la forza di sollecitazione della sua molla di posizionamento. Nello stesso tempo lo stelo assiale interno dell'elemento femmina spinge il pistone dell'elemento maschio ad arretrare contro la forza della relativa molla di posizionamento fino ad una posizione di apertura della cavità interna dell'elemento maschio con conseguente definizione di una luce di passaggio del fluido da un'alimentazione ad un'utenza attraverso il raccordo. La bussola dell'elemento femmina è posizionata a quel punto all'interno della guarnizione di tenuta dell'elemento maschio per assicurare la tenuta laterale della luce suddetta.

Se un raccordo di questo tipo è utilizzato con pressioni di esercizio di fluido molto elevate può succedere che al momento dell'accoppiamento l'elemento maschio sia in pressione e che l'elemento femmina sia scarico. All'interno del raccordo può allora instaurarsi una differenza di pressione tanto elevata da pregiudicare la permanenza in sede delle guarnizioni interne di tenuta. Questo si verifica, in particolare, per la suddetta guarnizione di tenuta dell'elemento maschio; infatti, poiché la sede della guarnizione è usualmente abbastanza distanziata dalla estremità anteriore dell'elemento maschio, può succedere che la guarnizione rimanga scoperta ed sia esposta al flusso di fluido in pressione durante la traslazione assiale compiuta dal pistone dell'elemento maschio per impegnarsi con la bussola dell'elemento femnina, specie se la differenza di pressione provoca uno spostamento in senso contrario della bussola. Per la forte differenza di pressione, la guarnizione è sottoposta a sollecitazioni tali da venir scalzata dalla sua sede. La conseguente mancanza di tenuta provoca trafilamenti e perdite di fluido dal raccordo.

Per ovviare a questo inconveniente, in un raccordo noto descritto in EP-A-0686800 l'elemento maschio comprende anche una valvola di sicurezza posta a monte di detta cavità dell'elemento maschio nella direzione di alimentazione del fluido a detto elemento maschio per chiudere la comunicazione tra detta alimentazione e detta cavità in fasi iniziali dell'accoppiamento dei due elementi del raccordo ed aprire invece detta comunicazione sostanzialmente al termine di detto accoppiamento.

Inoltre la guarnizione di tenuta dell'elemento maschio è alloggiata in una sede posta molto vicino all'estremità anteriore dell'elemento maschio, in modo che detta guarnizione sia ricoperta da detta bussola dell'elemento femmina per qualunque posizione assiale assunta da detta bussola durante dette fasi iniziali e finali di detto accoppiamento.

La presenza della valvola di sicurezza e il descritto posizionamento della guarnizione di tenuta evitano che la guarnizione sia esposta a sollecitazioni pericolose derivanti da eventuali elevate differenze di pressione fra i due elementi, perché viene consentito il passaggio di fluido attraverso il raccordo solo quando la guarnizione di tenuta è sicuramente ricoperta e protetta dalla bussola. Infatti, la guarnizione rimane protetta dalla bussola anche se la bussola arretra temporaneamente per effetto delle elevate differenze di pressione. Pertanto, la guarnizione rimane nella sua sede e svolge correttamente la sua funzione di tenuta anche in particolari condizioni di accoppiamento, quando l'elemento maschio è in pressione e l'elemento femmina è scarico, senza che si verifichino trafilamenti e perdite di fluido dal raccordo.

Peraltro un raccordo siffatto operante a pressione elevata non si presta per una manovra di aggancio manuale, perchè lo sforzo da superare per ottenere 1'accoppiamento tra i due elementi del raccordo è veramente superiore alle normali capacità umane.

In vista di ciò, scopo della presente invenzione è stato quello di realizzare un raccordo per tubazioni con valvola di sicurezza, che consentisse l'accoppiamento manuale dei due elementi del raccordo anche in caso di pressioni di esercizio elevate.

In accordo con l'invenzione tale scopo è stato raggiunto con un raccordo comprendente un elemento femmina ed un elemento maschio accoppiabili tra loro, i quali elementi 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 ed 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, dette parti fisse dell'elemento femmina comprendendo un elemento valvolare costituito da uno stelo interno assiale fisso con una estremità allargata e dette parti scorrevoli dell'elemento femmina comprendendo una bussola assialmente scorrevole disposta coassialmente all'esterno di detto stelo in modo da definire un'intercapedine costituente parte di detta luce di passaggio del fluido ed elasticamente sollecitata ad impegnarsi con detta estremità allargata dello stelo per chiudere a tenuta 1'intercapedine suddetta nei confronti del passaggio del fluido in assenza di accoppiamento con l'elemento maschio, dette parti fisse dell'elemento maschio comprendendo un corpo fisso dotato di una guarnizione di tenuta ricopribile con detta bussola dell'elemento femmina in occasione di detto accoppiamento e dette parti scorrevoli dell'elemento maschio comprendendo un pistone scorrevole sollecitato elasticamente in posizione di impegno laterale con detta guarnizione di tenuta per chiudere a tenuta una cavità assiale dell1elemento maschio che costituisce un'ulteriore parte di detta luce di passaggio del fluido ed aprirla in seguito ad un suo impegno frontale con detta estremità allargata dello stelo dell’elemento femmina in occasione dell'accoppiamento dei due elementi del raccordo, ed una valvola di sicurezza posta tra detta cavità assiale dell'elemento maschio ed un1estremità dell'elemento maschio collegabile ad un'alimentazione di fluido per chiudere la comunicazione tra detta alimentazione e detta cavità assiale ed azionata da detto pistone in modo da aprire detta comunicazione dopo l'apertura di detta intercapedine dell'elemento femmina e di detta cavità assiale dell'elemento maschio e sostanzialmente al termine di detto accoppiamento, caratterizzato dal fatto che detto elemento maschio comprende inoltre una valvola di scarico di pressione interposta tra detta alimentazione di fluido ed una camera di scarico di pressione e munita di un perno di apertura disposto in modo da essere azionato da detto pistone subito prima del movimento di apertura della valvola di sicurezza.

In questo modo, prima dell'apertura della valvola di sicurezza si verifica uno scarico di pressione di alimentazione che permette di effettuare 1'aggancio manuale dei due elementi del raccordo anche con pressione di esercizio elevata e senza alcuna perdita di fluido.

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

la figura 1 è una vista in sezione longitudinale di un elemento maschio di un raccordo secondo l'invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione longitudinale del corrispondente elemento femmina;

la figura 3 è una vista in sezione longitudinale dei due elementi del raccordo accoppiati tra loro.

Il raccordo illustrato nei disegni è costituito da un elemento femmina 1 e da un elemento maschio 2.

L'elemento femmina 1 è mostrato in fig. 2 e comprende, rigidamente bloccati tra loro, un dado 3 munito di filettatura interna per il collegamento ad un'alimentazione di fluido o a un'utenza, un corpo esterno 4 avvitato in detto dado 3 ad una estremità, un fondello anulare fisso 5 attraversato da più luci 8 per il passaggio del fluido ed un corpo interno 6, disposto concentricamente rispetto al corpo esterno 4. La perfetta tenuta tra detto corpo esterno 4 e detto dado 3 è garantita da una guarnizione 7.

Il fondello anulare 5 sostiene uno stelo interno assiale fisso 9. Esternamente e concentricamente allo stelo 9, in modo da lasciare una intercapedine 61, è disposta una bussola di tenuta 10 assialmente scorrevole, munita di elementi aggettanti 11; in condizioni di riposo, a raccordo aperto, detta bussola di tenuta 10 è sollecitata, in direzione assiale, da una molla 12 che spinge detta bussola 10 verso destra, tramite un manicotto 64; l'impegno con una estremità allargata 13 dello stelo 9 bilancia la forza esercitata dalla molla 12 e mantiene la bussola 10 in condizione di equilibrio.

L'impegno della bussola 10 con l'estremità allargata 13 dello stelo 9 impedisce il passaggio del fluido in condizioni di riposo.

Concentricamente ed esternamente alla bussola di tenuta 10 e all'interno del corpo esterno 4, si trova un gruppo di pulizia della bussola stessa, formato da un bicchiere 15, munito di elemento terminale trasversale 51, assialmente scorrevole sulla superficie esterna di detto corpo interno 6 e sollecitato da u na molla di posizionamento 16.

Il corpo interno 6, nel quale sono ricavati vani di accoglimento 17 per gli elementi aggettanti 11 della bussola di tenuta 10, presenta uria superficie di contatto quest'ultima che è munita di una ulteriore guarnizione 19 e di un dispositivo antiestrusione 20.

Il corpo esterno 4 presenta, all'estremità preposta all'accoppiamento con 1'elemento maschio 2, un manicotto scorrevole 30 dotato di una molla di posizionamento 60. In prossimità della sua estremità posteriore il manicotto 30 presenta internamente un anello elastico 43.

Sulla parte anteriore della sua superficie interna il manicotto 30 presenta una tacca anulare 41 atta a definire, nella posizione di riposo rappresentata in figura 1 e congiuntamente ad una corrispondente successione di fori 42 del corpo interno 4, rispettivi vani di accoglimento per sfere 23 destinate al bloccaggio degli elementi maschio 2 e femmina 1.

Le superfici terminali del corpo esterno 30, del bicchiere 1S, del corpo interno 4 e dello stelo 9 sono disposte in modo da formare un'unica superficie piana globalmente indicata con 28.

L'elemento di raccordo maschio 2 è mostrato a sua volta in fig. le comprende un corpo esterno fisso 32 su cui è avvitato posteriormente un dado terminale 35 con condotto interno 65 per il collegamento ad un'alimentazione o un'utenza. All'interno del corpo 32, bloccato dal dado 35, è disposto un elemento interno 34, che è attraversato da una pluralità di fori 67. L'elemento interno 34 è dotato di un prolungamento anteriore tubolare 68, che assieme al corpo esterno 32 definisce una cavità interna assiale 36 che è chiusa anteriormente da un pistone 37 sollecitato da una molla 38. La tenuta tra il corpo esterno 32 ed il pistone 37 è garantita da una guarnizione 40, formata da un anello elastico e da un O-ring, che è alloggiata in una sede anulare del corpo 32. La sede suddetta si trova in prossimità di un'estremità frontale del corpo esterno 32 che fronteggia la bussola 10. Tramite l'impegno con la guarnizione 40 il pistone 37 chiude frontalmente a tenuta la cavità assiale 36. Il pistone 37 è dotato di un codolo posteriore 70 che è impegnato in modo assialmente scorrevole con il prolungamento tubolare 68 del corpo interno 34.

Nell'elemento maschio 2 è pure prevista una valvola di sicurezza 73 con testa a fungo 71, che è dotata di uno stelo 72 su cui è solidalmente fissato un risalto anulare 76 sul quale scorre il codolo posteriore 70 del pistone 37. La testa 71 della valvola di sicurezza 73 è normalmente mantenuta da una molla 75 contro il corpo interno 34, in modo da intercettare la comunicazione tra il condotto 65 e la cavità 36. La molla 75 è interposta fra il risalto anulare 76 e una parete radiale 77 del corpo interno 34. Con il risalto anulare 76 dello stelo 72 si impegna anche la molla 38 agente sul pistone 37.

All'interno dello stelo 72 è scorrevolmente inserito un perno assiale 45, che sporge frontalmente in misura limitata dallo stelo 72 e si appoggia posteriormente su una sfera 46, che è sollecitata da una molla 47 in posizione di chiusura della comunicazione tra il condotto 65 ed una camera 48 definita all'interno del pistone 37.

In posizione arretrata rispetto alla guarnizione 40 il corpo esterno 32 presenta un vano anulare 21 atto ad accogliere le sfere 23 dell'elemento femmina 1 quando i due elementi 1 e 2 sono in posizione accoppiata.

Le superfici terminali del corpo esterno 32 e del pistone 37 sono disposte in modo da formare una superficie piana globalmente indicata con 50.

A partire dalla posizione di riposo dei due elementi femmina 1 e maschio 2 del raccordo secondo l'invenzione, illustrata nelle figure 1 e 2, l'accoppiamento viene effettuato avvicinando gli elementi 1 e 2 in modo da porre a contatto le rispettive superfici 28 e 50. In particolare la superficie frontale dell'estremità allargata 13 dello stelo 9 è posta a contatto con la superficie frontale del pistone 37 e la superficie frontale dell'elemento verticale 51 del bicchiere 15 è posto a contatto con la superficie frontale del corpo esterno 32 dell'elemento maschio 2.

La prima fase dell'accoppiamento prevede 1'arretramento del bicchiere 15 dell'elemento femmina 1 sotto la spinta del corpo esterno 32 dell’elemento maschio 2 e quello del pistone 37 dell'elemento maschio 2 sotto la spinta dello stelo 9 dell'elemento femmina 1 con conseguente apertura della comunicazione tra l'intercapedine 61 dell'elemento femmina e la cavità assiale 36 dell'elemento maschio.

L'arretramento del pistone 37 provoca poi l'arretramento del perno 45, che sposta indietro la sfera 46, aprendo la comunicazione tra il condotto 65 e la camera 48. Se il condotto 65 è collegato ad un'alimentazione di fluido a pressione elevata, ciò determina uno scarico della pressione a monte della valvola di sicurezza 73 e rende possibile la prosecuzione dell'aggancio manuale dei due elementi del raccordo, altrimenti impedita dall'elevatissimo sforzo assiale da applicare.

Con tale scarico di pressione, invece, l'ulteriore avvicinamento assiale dei due elementi 1 e 2 consente al pistone 37 di determinare 1'arretramento della valvola di sicurezza 73 e con esso l'apertura della comunicazione tra il condotto di alimentazione 65 e la cavità 36, a sua volta già comunicante con l'intercapedine 61 dell'elemento femmina 1 e quindi con l'utenza collegata all'elemento femmina stesso.

L'accoppiamento è completato e reso stabile con lo scorrimento del manicotto 30 dell'elemento femmina, che è reso possibile dallo spostamento radiale delle sfere 23 prima in posizione tale da consentire lo scorrimento suddetto e poi all'interno del vano anulare 21 dell'elemento maschio:

La situazione finale ad accoppiamento completato e bloccato è illustrata in fig. 3.

E ' da notare che l'azionamento del perno 45 per l'apertura della valvola a sfera 46 è determinato dal pistone 37, che a riposo è allontanato dal perno 45 e soltanto poco prima del termine della sua corsa di arretramento incontra il perno 45. Ciò significa che l'apertura della valvola a sfera 46 è indipendente dai valori di pressione nel condotto di alimentazione 65.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Raccordo ad innesta rapido per tubazioni, comprendente un elemento femmina (1) ed un elemento maschio (2) accoppiabili tra loro, i quali elementi (1, 2) sono formati da parti fisse (4, 9; 32) e parti assialmente scorrevoli (10, 15; 37) che a riposo si dispongono in posizione di chiusura di una luce di passaggio (61, 36, 65) di fluido ed in occasione dell'accoppiamento tra i due elementi (1, 2) sono spostate dall'impegno con corrispondenti parti dell'altro elemento in una posizione di apertura di detta luce di passaggio (61, 36, 65), dette parti fisse (4, 9) dell'elemento femmina (1) comprendendo un elemento valvolare (9, 13) costituito da uno stelo interno assiale fisso (9) con una estremità allargata (13) e dette parti scorrevoli (10, 15) dell'elemento femmina (1) comprendendo una bussola assialmente scorrevole (10) disposta coassialmente all'esterno di detto stelo (9) in modo da definire un'intercapedine (61) costituente parte di detta luce di passaggio (61, 36, 65) del fluido ed elasticamente sollecitata ad impegnarsi con detta estremità allargata (13) dello stelo (9) per chiudere a tenuta l'intercapedine suddétta (61) nei confronti del passaggio del fluido in assenza di accoppiamento con l'elemento maschio (2), dette parti fisse (32) dell'elemento maschio (2) comprendendo un corpo fisso (32) dotato di una guarnizione di tenuta (40) ricopribile con detta bussola (10) dell'elemento femmina (1) in occasione di detto accoppiamento e dette parti scorrevoli (37) dell'elemento maschio (2) comprendendo un pistone scorrevole (37) sollecitato elasticamente in posizione di impegno laterale con detta guarnizione di tenuta (40) per chiudere a tenuta una cavità assiale (36) dell'elemento maschio (2) che costituisce un'ulteriore parte di detta luce di passaggio (61, 36, 65) del fluido ed aprirla in seguito ad un suo impegno frontale con detta estremità allargata (13) dello stelo (9) dell'elemento femmina (1) in occasione dell'accoppiamento dei due elementi (1, 2) del raccordo, ed una valvola di sicurezza (73) posta tra detta cavità assiale (36) dell'elemento maschio (2) ed un'estremità (65) dell’elemento maschio (2) collegabile ad un'alimentazione di fluido per chiudere la comunicazione tra detta alimentazione (65) e detta cavità assiale (36) ed azionata da detto pistone (37) in modo da aprire detta comunicazione dopo l'apertura di detta intercapedine (61) dell'elemento femmina (1) e di detta cavità assiale (36) dell'elemento maschio (2) e sostanzialmente al termine di detto accoppiamento, caratterizzato dal fatto che detto elemento maschio (2) comprende inoltre una valvola di scarico di pressione (46) interposta tra detta alimentazione di fluido (65) ed una camera (48) di scarico di pressione e munita di un perno di apertura (45) disposto in modo da essere azionato da detto pistone (37) subito prima del movimento di apertura della valvola di sicurezza (73).
2. Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta valvola di scarico di pressione (46) è una valvola a sfera e detto perno di apertura (45) è un perno assiale normalmente allontanato da detto pistone (37) ed azionato frontalmente dallo stesso in seguito al movimento di detto pistone (37) per l'apertura di detta cavità (36) dell'elemento maschio (2).