ITPR940024A1 - Procedimento per realizzare una guarnizione anulare a tenuta frontale e guarnizione cosi' realizzata - Google Patents

Abstract

Il presente trovato concerne un procedimento per realizzare una guarnizione anulare a tenuta frontale e la guarnizione così realizzata.Il procedimento prevede: la formatura di un nastro di lamierino di acciaio per realizzare sul nastro stesso almeno una prima porzione longitudinale che presenta una convessità rivolta da un lato del nastro e almeno una seconda porzione longitudinale con la convessità rivolta dal lato opposto; l'avvolgimento del nastro insieme con un nastro in grafite, più largo del nastro di lamierino d'acciaio, per formare un avvolgimento comprendente una pluralità di spire; la pressatura dell'avvolgimento.La guarnizione comprende, secondo una generica sezione eseguita lungo un piano radiale, una pluralità di strati di lamierino di acciaio (8) alternati con strati di grafite (9), affiancati l'uno all'altro in direzione radiale, e due strati di grafite pressata (7) che definiscono due superfici frontali di tenuta (6).

Description

D E S C R I Z IO N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

PROCEDIMENTO PER REALIZZARE UNA GUARNIZIONE ANULARE A TENUTA FRONTALE E GUARNIZIONE COSI' REALIZZATA.

DESCRIZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento per realizzare una guarnizione anulare a tenuta frontale e la guarnizione così realizzata.

Si fa riferimento, in particolare, a guarnizioni piane costituite da un anello formato dall 'accoppiamento di nastri di materiali diversi (ad esempio acciaio-amianto, oppure acciaio-grafite, o altri) avvolti a spirale. Durante il suo impiego l'anello viene compresso frontalmente fra due superfici di tenuta contraffacciate, isolando l'uno dall'altro due ambienti, uno dei quali contiene un fluido in pressione. I nastri di acciaio sono sagomati in modo da presentare una convessità rivolta verso l'ambiente in pressione.

Un esempio di possibile impiego di una guarnizione di questo tipo si ha nelle valvole di intercettazione a farfalla per condotti di grande diametro. In particolare la guarnizione oggetto del trovato trava applicazione in valvole a disco, con rotazione di un quarto di giro, in cui la guarnizione di tenuta agisce su un pacco di anelli mobili alloggiati sul disco e che fanno tenuta laterale contro la sede della valvola. In questo tipo di valvole è necessario comprimere la guarnizione per garantire la tenuta, ma la compressione non può essere eccessiva per consentire lo scorrimento degli anelli mobili senza il quale non si ottiene una buona chiusura della valvola.

Le guarnizioni note vengono attualmente realizzate arrotolando attorno ad un'anima cilindrica di diametro prestabilito, un nastro continuo di lamierino di acciaio, avendo cura di fissare mediante punti di saldatura la prima spira . Dopo il fissaggio viene arrotolato, insieme con il nastro di lamierino, anche un nastro continuo di grafite, a formare una pluralità di spire. Infine l'ultima spira, di solo lamierino, viene fissata per saldatura.

Una generica sezione della guarnizione, eseguita secondo un piano radiale, mostra una pluralità di strati di lamierino di acciaio alternati a strati di grafite ed accostati l'uno all'altro in direzione radiale. Ogni strato presenta una convessità rivolta verso la superficie laterale della guarnizione ove è previsto che agisca il fluido ad alta pressione.

Grazie alla particolare conformazione degli strati di cui è composta, la guarnizione subisce, per effetto dello stesso fluido in pressione che deve intercettare, una deformazione che ne migliora la tenuta frontale. In altre parole, la sovrapressione stessa esistente in uno degli ambienti che sono isolati dalla guarnizione contribuisce a premere quest'ultima contro le superfici lungo le quali essa deve far tenuta.

Tuttavia le guarnizioni note presentano alcuni inconvenienti, rappresentati in primo luogo dal fatto che esse non sono "bidirezionali ", in quanto risultano efficaci soltanto nel caso in cui la sovrapressione abbia luogo in uno dei due ambienti che deve isolare; in caso contrario, cioè se la sovrapressione ha luogo nell'altro ambiente, si verificano trafilamenti. Ciò significa, ad esempio, che una valvola a farfalla che impiega una guarnizione di questo tipo incercetta, senza perdite, un flusso diretto in un solo verso.

Inoltre le guarnizioni note devono essere sostituite di frequente, principalmente a causa del fatto che le superfici frontali di tenuta sono soggette ad un'usura relativamente rapida.

Scopo del presente trovato è quello di ovviare ai suddetti inconvenienti della tecnica nota, rendendo disponibile una guarnizione anulare a tenuta frontale, di semplice concezione, di lunga durata e bidirezionale.

Un altro scopo scopo del presente trovato è quello di fornire un procedimento, semplice ed economico, per realizzare la suddetta guarnizione.

Questi scopi ed altri ancora sono tutti raggiunti dal procedimento e dalla guarnizione in oggetto, cosi come sono caratterizzati dalle rivendicazioni, in cui il procedimento prevede la formatura di un nastro di lamierino di acciaio, per realizzare sul nastro stesso almeno una prima porzione longitudinale che presenta una convessità rivolta da un lato del nastro e almeno una seconda porzione longitudinale con la convessità rivolta dal lato opposto, e la guarnizione anulare comprende, secondo una generica sezione eseguita lungo un piano radiale, una pluralità di strati di lamierino di acciaio alternati con strati di grafite, affiancati l'uno all'altro in direzione radiale, e conformati in modo da presentare convessità rivolte, in direzione radiale, sia verso l'interno che verso l'esterno della guarnizione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione del procedimento in oggetto e di una forma di realizzazione della guarnizione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nell allegate figure in cui:

l a f igura 1 mostra una v i sta i n prospett i va di una porzione della guarnizione in oggetto, sezionata

un piano radiale;

la figura 2 mostra una vista in prospettiva di un tratto del lamierino ottenuto dopo la fase di formatura del procedimento in oggetto.

Secondo una possibile forma di realizzazione, il procedimento in oggetto prevede, nell'ordine, le seguenti fasi:

a) realizzazione di un nastro o striscia di lamierino di acciaio di larghezza prestabilita ed uguale, nella fattispecie, a mm. 5,5;

b) formatura del nastro di lamierino per ottenere una prima porzione longitudinale, disposta sulla mezzeria del nastro, e due seconde porzioni longitudinali, disposte perifericamente , e raccordate alla prima; le seconde porzioni sono conformate a gola con la convessità rivolta da un lato del nastro, mentre la prima porzione longitudinale è conformata a gola con la convessità rivolta dal lato opposto; in figura 2 è mostrato un tratto del lamierino dopo la detta fase di formatura, in cui il lamierino è indicato con 2, le seconde porzioni sono indicate con U e la prima porzione è indicata con 3;

c) avvolgimento di un'estremità del lamierino 2 attorno ad un supporto cilindrico di diametro uguale al diametro interno della guarnizione che si vuole realizzare; tramite questa operazione si formano inizialmente un certo numero (nella fattispecie uguale a 2,75) di spire di lamierino d'acciaio; la prima spira viene fissata per mezzo di alcuni punti di saldatura;

d) avvolgimento a spirale del nastro di acciaio insieme con un nastro di grafite, o di altro materiale soffice, avente una larghezza maggiore a quella del nastro di lamierino prima della formatura, in modo che due lembi del nastro di grafite sporgano lateralmente da ambo le parti rispetto al nastro di acciaio; durante l'avvolgimento avviene anche la formatura del nastro di grafite in modo da realizzare anche su quest'ultimo delle porzioni a forma di gola controsagomate alle corrispondentì porzioni del nastro di acciaio; è il lamierino stesso, più duro della grafite, a deformare plasticamente quest'ultima nel corso dell 'avvolgimento;

e) avvolgimento del nastro di acciaio, senza il nastro di grafite, per un numero prefissato di spire (uguale a 3,25 nella fattispecie) e fissaggio dell'ultima spira tramite alcuni punti di saldatura;

f) pressatura delle porzioni del nastro di grafite che sporgono dall 'avvolglmento così ottenuto, al fine di realizzare due superfici piane frontali contrapposte, sulle quali è previsto che avvenga la tenuta della guarnizione; l 'operazione di pressatura conferisce alla grafite particolari caratteristiche fìsiche e meccaniche, tra cui una maggiore densità e quindi durezza superficiale.

Facendo riferimento alle suddette figure, con 1 si è complessivamente indicata una guarnizione anulare a tenuta frontale ottenuta con il suddetto procedimento, comprendente una pluralità di strati 8 anulari di lamierino metallico, sovrapposti l'uno all'altro in direzione radiale, alternati con strati 9 di grafite o di altro materiale tenero.

Ciascuno strato 8 e 9 è conformato in modo da presentare una prima porzione 3, centrale, e due seconde porzioni 4, periferiche, ciascuna delle quali ha la forma di una gola con la convessità rivolta, rispettivamente, verso l'esterno e verso l'interno della guarnizione 1.

La guarnizione 1 è ricoperta frontalmente, da ambo i lati, da due rispettivi strati 7 costituiti da grafite pressata e quindi a densità superiore alla grafite centrale, ciascuno dei quali definisce una superficie frontale piana di tenuta La guarnizione comprende inoltre un numero prestabilito di strati interni e di strati esterni di lamierino di acciaio, senza l'interposizione di grafite. La prima e l'ultima spira dell'avvolgimento sono fissate mediante punti di saldatura.

La guarnizione realizza la tenuta in corrispondenza delle proprie superfici frontali 6, allo scopo di isolare due ambienti che si trovano affacciati alle superfici laterali, interna ed esterna, della guarnizione. Nel caso in cui l'ambiente in sovrapressione sia affacciato alla superficie laterale interna della guarnizione, le seconde porzioni 4 vengono sollecitate dalla stessa sovrapressione a deformarsi in modo che la guarnizione 1 sia premuta contro le superfici di tenuta frontali. Nel caso in cui l'ambiente in sovrapressione sia affacciato alla superficie esterna della guarnizione, la prima porzione 3 viene deformata in modo che, come nel caso percedente, la guarnizione sia premuta contro le superfici di tenuta.

La guarnizione 1 risulta particolarmente resistente all'usura per la presenza degli strati 7 di grafite pressata .

Al trovato potranno essere applicate numerose modifiche di natura pratico applicativa dei dettagli costruttivi senza che per questo si esca dall'ambito di tutela dell'idea inventiva sotto rivendicata.

tenuta frontale, che prevede:

la realizzazione di un nastro di lamierino metallico di larghezza prestabilita;

l'avvolgimento di un'estremità del nastro di lamierino, per formare una prima spira con diametro prestabi1ito; il fissaggio della prima spira mediante saldatura; l'avvolgimento a spirale del nastro di lamierino insieme con un nastro di grafite, per formare una pluralità di spire;

l'avvolgimento del nastro di lamierino per formare l'ultima spira;

il fissaggio dell'ultima spira mediante saldatura;, caratterizzato per il fatto che:

detto nastro di grafite presenta una larghezza maggiore del nastro di lamierino e sporge da entrambi i lati dal nastro di lamierino stesso;

prevede, dopo il fissaggio dell'ultima spire, la pressatura delle parti sporgenti del nastro di grafite in direzione normale al piano della spirale.

4 ) Guarnizione anulare a tenuta frontale, del tipo comprendente due nastri, di materiali diversi, avvolti a formare una pluralità di spire, caratterizzata dal fatto che ciascuno dei detti nastri comprende almeno una prima e una seconda porzione longitudinale, rispettivamente (3) e (i»·), ciascuna delle quali presenta, in direzione

Claims (1)

1. radiale, una convessità rivolta, rispettivamente, verso l'esterno e verso l'interno dell'avvolgimento. 5) Guarnizione secondo la rivendicazione 4, caratterìzzata dal fatto che ciascuno dei detti nastri comprende una detta prima porzione, centrale, raccordata a due dette seconde porzioni, periferiche. 6) Guarnizione anulare a tenuta frontale, del tipo comprendente due nastri, di materiali diversi, avvolti a formare una pluralità di spire, caratterizzata dal fatto che: comprende due strati (7) anulari, i quali sono solidali all'avvolgimento dei due nastri e sono collocati rispetto a quest'ultimo da parti opposte in direzione assiale; ciascuno dei detti strati (7) dà luogo a rispettive superfici di tenuta frontali (6). 7) Guarnizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti strati (7) anulari sono costituiti da grafite pressata per conferire alla stessa una densità superiore a quella interna alla guarnizione. RIVENDICAZIONI Procedimento per realizzare una guarnizione anulare a tenuta frontale, che prevede: la realizzazione di un nastro di lamierino metallico di larghezza prestabilita; l'avvolgimento di un'estremità del nastro di lamierino, per formare una prima spira con diametro prestabilito; il fissaggio della prima spira mediante saldatura; l'avvolgimento a spirale del nastro di lamierino insieme con un nastro di grafite per formare una pluralità di spire; l'avvolgimento del nastro di lamierino per formare l'ultima spira; il fissaggio dell'ultima spira mediante saldatura; caratterizzato per il fatto che prevede la formatura del nastro di lamierino per ottenere, sul nastro stesso, almeno una prima porzione longitudinale (3) che presenta una convessità rivolta da un lato del nastro e almeno una seconda porzione longitudinale (A) che presenta una convessità rivolta dal lato opposto. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta formatura prevede l'ottenimento di due dette seconde porzioni, disposte perifericarnente, e di una detta prima porzione, disposta centralmente. Procedimento per realizzare una guarnizione anulare a