ITRA20080010A1 - Metodo e mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici. - Google Patents
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Description
“METODO E MEZZI PER LA REALIZZAZIONE DI TUBI BI-METALLICI”
DESCRIZIONE
Il presente trovato concerne un metodo ed i mezzi necessari alla realizzazione di tubi bimetallici.
Come noto, ì tubi bimetallici sono composti da due tubi di diverso materiale collegati insieme telescopicamente mediante particolari procedure di realizzazione che, pur differendo nelle modalità, sono tutte atte ad ottenere, come risultato finale, un prodotto assimilabile ad un tubo unico,
I campi di utilizzo dei tubi bimetallici sono fra i più vari e, in particolare, si possono annoverare tutti quei setori nei quali si effetuano lavorazioni che comportano elevate sollecitazioni esterne insieme ad un elevato pericolo di corrosione delle condutture per il contato diretto con fluidi corrosivi e potenzialmente pericolosi quali quelli utilizzati, ad esempio, nell’industria chimica, petrolchimica, dei fertilizzanti, nelle centralì termiche e nucleari, ecc.
Ne consegue che i due tubi da collegare devono possedere caratteristiche complementari dovendo quello esterno preferibilmente in acciaio o sue leghe, resistere a carichi particolarmente elevati mentre quello interno, preferibilmente in rame, alluminio titanio, zirconio o loro leghe, ecc., deve consentire il contatto con fluidi corrosivi e/o ad alta pressione di esercizio.
Per l'unione perfetta dei due tubi inseriti uno nell'altro è indispensabile che il processo dì accoppiamento utilizzato, oltre ad escludere che tra le superficì a contatto vi sia formazione di ossigeno od altro, garantisca anche la resistenza al distacco per trazione nonché la durata dell'accoppiamento nel tempo,
Scopo del presente trovato è quello di offrire un metodo ed i mezzi necessari a realizzare in maniera rapida ed economicamente vantaggiosa i tubi bimetallici mediante espansione idraulica del tubo interno che, libero di muoversi assialmente e radialmente e di ruotare attorno ai proprio asse, si deforma plasticamente mentre il tubo esterno è mantenuto bloccato nelle estremità per tutto il processo di espansione al termine del quale risulta ìndeformato.
Detti mezzi sono di seguito descrìtti con riferimento a tre tavole di disegno dove, a solo titolo indicativo e non limitativo, sono rappresentate:
la FIG. 1 che mostra, con una vista in elevazione interrotta, un tubo da formare sostenuto su di un apposito telaio e con le estremità posizionate all'interno di due teste dì bloccaggio di cui una mobile e l'altra fissa;
le FIGG. 2 e 3 che mostrano una vista laterale e la vista dall'alto della testa mobile installata sul proprio binario di scorrimento;
la FIG. 4 che mostra, attraverso una sezione longitudinale, l'estremità del tubo da formare bloccata all'Interno della testa fissa; le FIGG, 5 e 6 che mostrano, rispettivamente, la vista frontale e la sezione X-X ad essa relativa della morsa per il bloccaggio delle estremità del tubo da formare;
la FIG. 7 che mostra, attraverso una sezione longitudinale, l’estremità del tubo da formare bloccata all'interno della testa mobile, Dall’esame dei disegni allegati ed iniziando da quelli della TAV. 1 si evince che un telaio metallico 6-8-9 sostiene una testa fissa 1 ed una testa mobile 2 in cui bloccare il tubo da formare 3 e sostiene inoltre tutti ì componenti ausiliari 4-5-7 indispensabili per eseguire la lavorazione del suddetto tubo 3.
In particolare, la testa mobile 2 scorre su di una sorta di binario 4
2 e 3) azionata da un pistone 5, idraulico od oleodinamico, per il gimento dell'esatta posizione dì lavoro in relazione alla lunghezz tubo 3, Detto binario 4 è solidale ad una corsia 9 che, recante riormente I sostegni 6 su cui poggiare scorrevolmente il tubo da formare 3, è sostenuta da una pluralità di gambe 8 regolabili in altezza onde posizionare detto tubo con una leggera pendenza per favorire, al momento opportuno, sia l'espulsione dell’aria dall'Interno del tubo e sia l’espulsione del fluido di lavorazione da recuperare in una sottostante vasca 7.
il tubo da formare 3, composto da un tubo 27 inserito telescopicamen te con gioco all'interno di un tubo 28 nonché sporgente da entrambe le estremità di quest'ultimo, viene posizionato sul telaio di sostegno 6-8-9 collocando un'estremità del tubo interno 27 in battuta all’Interno della testa mobile 2, mantenuta in assetto completamente arretrato dal pistone 5 a fine corsa, mentre l'altra estremità trovasi allineata rispetto alla testa fìssa 1 per esservi inserita, fino all'apposita battuta predisposta, mediante avanzamento della testa mobile 2 spinta dallo stelo del pistone 5 ad essa collegato nell'elemento 35.
Come si evince dalle FIGG. 4 e 7, ciascuna delle estremità del tubo interno 27 poggia, sia al interno della testa fissa 1 che della testa mobile 2, contro l'estremità di un elemento 20 pressoché cilindrico accoppiato ad una molla elicoidale di torsione 36 che contrasta l'avanzamento impresso dal suddetto pistone 5 in modo da evitare la flessione ed il danneggiamento del tubo 3 all'atto della sua collocazione nelle teste 1 e 2. Infatti, detto avanzamento prosegue fino al raggiungimento dell'equilibrio tra la forza elastica sviluppata dalle molle 36 e la forza idraulica sviluppata dal pistone 5 e regolata da un’apposita valvola di tipo noto. I due elementi 20 e le relative molle elicoidali di torsione 36 provvedono al posizionamento assiale del tubo 27 da mettere in pressione. Il dispositivo di tenuta comprende apposite guarnizioni 22 ed una boccola di centraggio 21 inserite coassialmente all'interno di un manicotto filettato 23 entro il quale ciascuna estremità del tubo interno 27 viene posta in battuta contro l'elemento 20 ed ivi compressa attraverso la molla 36 alloggiata rispettivamente all'interno del corpo 17 della testa fissa 1 ed all'interno del corpo 46 della testa mobile 2.
Una volta posizionate le estremità del tubo interno 27 all'interno delle teste 1 e 2, sì procede alla chiusura oleodinamica, intorno a ciascuna estremità del tubo esterno 28, di particolari morse di bloccaggio 42-43-44 (FIGG. 5 e 6), realizzate tramite un cono sezionato a 120° ed alloggiate in un pistone 24, anch'esso conico ed azionato oleodinamicamente grazie a due camere di pressurizzazione 37 e 38 nelle quali si immette fluido in pressione rispettivamente attraverso le aperture 29 e 30 della testa 1 e le aperture 33 e 34 della testa 2, in modo da movimentare il pistone 24 parallelamente all asse dei tubi 27 e 28 e, di conseguenza, chiudere o aprire le morse 42-43-44, mantenute sempre in contatto con l'interno dei pistone 24 grazie ad una coppia di molle 45 a singolo anello. Detto bloccaggio, mantenuto fino al termine del processo di espansione idraulica, interessa esclusivamente il tubo esterno 28 che non modifica le proprie dimensioni durante l'espansione, al contrario del tubo interno 27 che, libero di muoversi assialmente e radialmente e di ruotare attorno al proprio asse, si espande liberamente con conseguente accorciamento longitudinale ed allargamento radiale.
Dopo aver collocato e bloccato nel modo descritto il tubo 3 all'Interno delle teste 1 e 2, si effettua il riempimento del volume 47 del tubo 3 con un fluido (di solito acqua, emulsionata, demineralizzata oppure comune) immesso attraverso una valvola di tipo noto ad azionamento manuale od automatico e collegata all'attacco 31 della testa fissa 1. Detto riempimento procede fino alla fuoriuscita del fluido da un’apposita valvola di scarico collegata all'attacco 48 della testa mobile 2 e, a questo punto, dette valvole vengono chiuse previo accertamento della completa fuoriuscita dell’aria dall'Interno del tubo da formare, fuoriuscita agevolata dalla leggera pendenza del telaio di supporto.
L’espansione avviene immettendo acqua ad alta pressione nel volume 47 e mantenendola, grazie ad un moltiplicatore di pressione di tipo noto, per un lasso di tempo compreso fra i 10 ed 100 secondi.
Una volta raggiunta la pressione massima di esercizio del fluido immesso, verificata da un manometro collegato all’attacco 32 della testa fissa 1 e superata la quale si otterrebbe l'inaccettabile deformazione plastica del tubo esterno 28, l’espansione è conclusa e, quindi, si arresta il moltiplicatore di pressione e si aprono le apposite valvole di scarico per la rimozione del fluido interno attraverso l'uscita 48 della testa mobile 2, L'apertura delle morse 42-43-44 di entrambe le teste 1 e 2 e l'allontanamento dalla testa fìssa 1 della testa mobile 2 azionata dal pistone idraulico 5 consentono dì rimuovere il tubo bimetallico 3 cosi formato per depositarlo nell'apposita zona di stoccaggio.
Da quanto detto si evince che la breve durata dell'espansione non comporta un incremento della temperatura del tubo da formare e, quindi, non vi è alcuna necessità di attendere che il tubo raggiunga la quiete termica prima di rimuovere detta pressione di espansione.
In una possibile variante realizzatìva il tubo interno 27 potrebbe essere posto in battuta contro un’apposita sede predisposta all'interno dell'organo 20, frapponendovi eventualmente una guarnizione che sostituisca l’organo esterno di tenuta 22.
Il metodo in oggetto per la realizzazione di tubi bimetallici è caratterizzato dal comprendere le seguenti fasi:
posizionare una estremità del tubo interno 27 in battuta all'Interno della testa di espansione mobile 2 mantenendo l'altra estremità ad una distanza dalla testa fissa 1 sufficiente per eseguire il collegamento {indicativamente 100 mm);
effettuare l'avanzamento della testa mobile 2 tramite movimentazione del pistone idraulico 5 comandato da un'apposita valvola e, in contemporanea, guidare l'estremità libera del tubo da formare all'interno della testa fissa 1 fino al contatto del tubo interno 27 con la battuta ivi prevista e, precisamente, fino al raggiungimento dell'equilibrio tra la forza elastica delle molle 36 e la forza idraulica applicata dai pistone 5;
procedere al bloccaggio del tubo esterno 28 mediante la chiusura idraulica delle morse 42-43-44 presentì all'Interno della testa fissa 1 e della testa mobile 2;
riempire il tubo da formare con fluido idoneo immesso attraverso l'ingresso 31 della testa fissa 1 e fino alia sua fuoriuscita dall'apertura 48 della testa mobile 2;
isolare il volume interno al tubo da formare chiudendo l'uscita 48 e la valvola di ingresso di tipo noto collegata al serbatoio del fluido da inserire all'interno del tubo e prestando attenzione a che tutta l arìa all'interno sia rimossa;
azionare il moltiplicatore di pressione tramite apposita centralina idraulica e comprimere il volume di fluido contenuto all'Interno del tubo da lavorare;
incrementare la pressione sino al raggiungimento della pressione di lavorazione e mantenerla per un intervallo di tempo prestabilito (dai 10 ai 100 secondi);
8. bloccare ogni sorgente di pressione e di alimentazione;
9. scaricare l'acqua in pressione tramite l'uscita 48;
10. liberare il tubo dal sistema dì bloccaggio e dì tenuta e colare ('acqua resìdua.
Concludendo, è che i mezzi rappresentati e descritti potranno essere suscettibili dì modifiche o varianti che, comunque comprese nei presente ambito brevettuale, potrebbero ad esempio riguardare la sostituzione delle morse di bloccaggio 42-43-44 con altri sistemi dì serraggio equivalenti.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1) Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, ognuno di detti tubi essendo composto da un tubo (27) inserito telescopicamente con gioco all'interno dì un tubo (28) e sporgente da entrambe le estremità di quest’ultimo, caratterizzati in via principale dal fatto dì comprendere una testa fissa di espansione (1) ed una testa mobile di espansione (2) in cui inserire le estremità del tubo bimetallico ed all'Interno delle quali sì procede alla chiusura idraulica od oleodinamica di particolari organi di bloccaggio (42-43-44) intorno a ciascuna estremità del tubo esterno (28) mentre il tubo interno (27) ha ciascuna estremità posizionata contro una battuta elastica (20, 36) realizzata all'interno di ognuna delle suddette teste (1) e (2) per essere lìbero di muoversi assialmente e radialmente e di ruotare attorno al proprio asse durante la propria espansione plastica.
- 2) Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 1 , caratterizzati dal fatto che ciascuna delle estremità del tubo interno (27) poggia, sia all intemo della testa fissa (1) che della testa mobile (2), contro l'estremità di un elemento (20) pressoché cilindrico ed accoppiato ad una molla elicoidale di torsione (36) che evita la flessione ed il danneggiamento del tubo (3) da formare all'atto della sua collocazione nelle teste (1) e (2).
- 3) Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzati dal fatto che la tenuta in corrispondenza di ogni estremità del tubo interno (27) è realizzata mediante apposite guarnizioni (22) ed una boccola di centraggio (21), inserite coassialmente all'interno di un manicotto filetato (23) entro il quale ciascuna estremità del tubo interno (27} viene posta in battuta contro l'elemento (20) ed ivi compressa attraverso la molla (36), alloggiata rispettivamente all'interno del corpo (17} della testa fissa (1 ) ed all' interno dei corpo (46) della testa mobile (2), 4} Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 1 caratterizzati dal fatto che le morse di bloccaggio (42-43-44) sono realizzate tramite un cono sezionato a 120° ed alloggiate in un pistone (24), anch'esso conico ed azionato oleodinamicamente grazie a due camere di pressurizzazione (37) e (38) nelle quali si immette fluido in pressione rispettivamente attraverso le aperture (29) e (30) della testa (1) e le aperture (33) e (34) della testa (2), ìn modo da movimentare il pistone (24) parallelamente all'asse del tubo da formare (3) e, di conseguenza, chiudere o aprire le morse (42-43-44). 5} Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 4, caratterizzati dal fatto che dette morse dì bloccaggio (42-43-44) sono mantenute sempre in contatto con l'interno dei pistone (24) grazie a mezzi elastici (45), 6} Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 1, caratterizzati dal fatto che un telaio metallico (6-8-9) sostiene la testa fissa (1) e la testa mobile (2) ìn cui bloccare il tubo da formare (3) e sostiene inoltre ì componenti ausiliari (4, 5) indispensabili per eseguire la lavorazione del suddetto tubo (3). 7) Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 6, caratterizzati dal fatto che la testa mobile {2} scorre su di una sorta di binario (4) azionata da un pistone (5), idraulico od oleodinamico, per il raggiungimento dell'esatta posizione di lavoro in relazione alla lunghezza del tubo (3), essendo detto binario (4) solidale ad una corsia (9) recante superiormente I sostegni (6) su cui poggiare scorrevolmente il tubo da formare (3). 8) Mezzi per la realizzazione di tubi bimetallici, come alla rivendicazione 7, caratterizzati dal fatto che detta corsia (9) è sostenuta da una pluralità di gambe (8} regolabili in altezza onde posizionare il tubo (3) con una leggera pendenza per favorire, al momento opportuno, sia l'espulsione dell'aria che l’espulsione del fluido di lavorazione dall'Interno del tubo (27), 9) Metodo per la realizzazione di tubi bimetallici, caratterizzato dal comprendere le seguenti fasi: 1, posizionare una estremità del tubo interno (27) in battuta all'interno della testa di espansione mobile (2) mantenendo l’altra estremità ad una distanza dalia testa fissa (1) sufficiente per eseguire il collegamento; 2, effettuare l’avanzamento della testa mobile (2) tramite movimentazione del pistone idraulico (5) comandato da un’apposita valvola e, in contemporanea, guidare l'estremità libera del tubo da formare all'interno della testa fissa (1) fino al contatto del tubo interno (27) con ia battuta ivi prevista e, precisamente, fino al raggiungimento dell'equilibrio tra la forza elastica delle molle (36) e la forza idraulica applicata dal pistone (5). onde evitare di danneggiare o piegare il tubo da formare; 3, procedere al bloccaggio del tubo esterno (28) mediante la chiusura idraulica delle morse (42-43-44) presenti all'interno della testa fissa (1 ) e della testa mobile (2); 4. riempire il tubo da formare con un fluido idoneo immesso attraverso l'ingresso (31) della testa fissa {1) e fino alla fuoriuscita di fluido dall’uscita (48) della testa mobile (2); 5. isolare il volume interno al tubo da formare chiudendo l’uscita (48) e la valvola di ingresso di tipo noto collegata ai serbatoio del fluido da inserire all’interno del tubo e prestando attenzione a che tutta l'aria presente all'interno sia rimossa; 6. azionare il moltiplicatore di pressione tramite apposita centralina idraulica e comprimere il volume di fluido contenuto all'interno del tubo da lavorare; 7. incrementare la pressione sino al raggiungimento della pressione di lavorazione e mantenerla per un intervallo di tempo prestabilito (dai 10 ai 100 secondi); 8. bloccare ogni sorgente di pressione e di alimentazione; 9. scaricare l’acqua in pressione tramite l'uscita (48); 10. liberare il tubo dal sistema di bloccaggio e di tenuta e colare l’acqua residua. 10) Mezzi, come alle rivendicazioni dalla 1 alla 8, per la realizzazione dì tubi bimetallici secondo il metodo rivendicato, sostanzialmente come illustrati e descritti per gli scopi specificati ed indipendentemente da quelle modifiche o varianti che, comunque comprese nel presente ambito brevettuale, potrebbero ad esempio riguardare la sostituzione delle morse di bloccaggio (42-43-44) con altri sistemi di serraggio equivalenti ma sempre agenti sulle estremità del tubo esterno (28) od anche la realizzazione di un'apposita sede interna all'organo (20) contro la quale porre In battuta, rispettivamente nella testa fissa (1 ) e nella testa mobile (2), l'una e l'altra estremità del tubo interno (27), eventualmente frapponendovi un'apposita guarnizione dì tenuta,
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