ITRA20130018A1 - Sistema di raffreddamento in fase di formatura della superficie interna del manicotto esterno di un giunto a bicchiere ottenuto per deformazione plastica a caldo all'estremita' di un tubo in materia plastica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE AVENTE PER TITOLO:

“SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO IN FASE DI FORMATURA DELLA SUPERFICIE INTERNA DEL MANICOTTO ESTERNO DI UN GIUNTO A BICCHIERE OTTENUTO PER DEFORMAZIONE PLASTICA A CALDO ALL’ESTREMITÀ’ DI UN TUBO IN MATERIA PLASTICA”

DESCRIZIONE

Nella tecnica attuale di formatura dei manicotti esterni dei giunti a bicchiere per tubi in materia plastica (tipo PVC, polietilene, ecc.) la superficie esterna di tali manicotti è normalmente formata con un processo di pressione esterna, che spinge la parete del manicotto stesso, opportunamente riscaldata e deformabile plasticamente, contro la superficie rigida di un opportuno tampone meccanico posto al suo interno; contemporaneamente a detta pressione esterna si esercita un raffreddamento con circolazione di aria e/o acqua, che riduce il tempo dell’operazione di formatura, abbassando la temperatura della superficie esterna del tubo per convezione/conduzione; attraverso tale parete il calore del tubo è sottratto dall’interno verso l’esterno per conduzione, in relazione alla differenza di temperatura e ai suoi parametri fisico-termici.

La superficie interna del manicotto, di cui sopra, è invece sagomata dal suddetto tampone meccanico, avente forma e diametri opportuni; in particolare la zona corrispondente all’anello di tenuta del giunto tra i due tubi, può essere costituita da opportuni inserti retraibili, che nella posizione esterna realizzano lo stampo di formatura corrispondente alla superficie esterna dell’anello o, nel sistema denominato “Rieber” o processo di formatura con guarnizione integrata, può essere costituita dalla stessa guarnizione di tenuta (in gomma, plastica e opportuni rinforzi), preventivamente posizionata sul tampone meccanico interno.

Nella tecnica attuale, considerate le difficoltà costruttive, tale tampone interno non è raffreddato in alcun modo, oppure tale raffreddamento viene effettuato tramite aria fredda soffiata dalfiestemo, attraverso opportune aperture, nell’interno del tampone e che fuoriesce poi attraverso tutta la lunghezza del tubo in formatura, dal lato opposto.

Mentre nel primo caso si tende ad accumulare costantemente calore all’interno del tampone, nel secondo caso l’efficacia del raffreddamento è molto bassa, passando il flusso di aria prevalentemente dal centro del tampone, e quindi a distanza dalla superficie da raffreddare; inoltre il calore asportato è disperso totalmente all’esterno.

Si realizza pertanto un raffreddamento potenzialmente efficiente all’esterno ed assente o molto scarso all’interno del bicchiere in formatura: ciò aumenta il tempo totale del ciclo di formatura necessario a realizzare un sufficiente ed uniforme raffreddamento della parete del tubo, anche considerando la natura isolante della materia plastica, per cui si richiedono tempi lunghi perché il calore possa passare, attraverso lo spessore della parete stessa, dall’interno all’esterno.

Il presente trovato ha lo scopo principale di ridurre il tempo di raffreddamento del ciclo, realizzando un raffreddamento più efficiente anche nella parete interna del bicchiere, tale da renderlol compatibile, come efficienza generale, a quello della parete esterna.

Tale sistema di raffreddamento è costituito da una circolazione, preferibilmente chiusa ad anello, di acqua o altro liquido equivalente come portata termica, che lambisce le pareti del tampone meccanico a contatto con il tubo caldo, attraverso opportune intercapedini.

Il flusso dell’acqua, preventivamente raffreddata e termostatata, è ripartito in modo da rendere omogenee le varie zone della superficie del tampone a contatto con il tubo caldo.

Anche le superfici esterne degli inserti mobili, corrispondenti alla zona dellanello di tenuta del bicchiere, possono essere raffreddate con una circolazione di liquido all’ interno di camere speciali dentro ogni inserto, per aumentare T efficienza complessiva ed omogeneizzare il raffreddamento stesso.

La circolazione dell’acqua inoltre permette di recuperare parzialmente il calore asportato dal tubo caldo, mediante opportuni scambiatori esterni; tale calore può essere riutilizzato per impieghi accessori, eventualmente collaterali al ciclo.

Attuando un raffreddamento efficiente anche allinteno del tampone meccanico di formatura si realizza uno scambio di calore importante tra le pareti del tampone meccanico e quelle interne del bicchiere, per conduzione e convezione; in pratica è come se si riducesse lo spessore della parete del tubo, approssimativamente a metà rispetto ad un raffreddamento localizzato solo all’esterno: si riducono comunque in modo consistente i tempi complessivi di raffreddamento e di conseguenza quelli del ciclo di produzione.

Un’opportuna regolazione della circolazione del fluido di raffreddamento e della sua temperatura può permettere di avere, nell’intervallo di tempo in cui la parete calda del tubo scorre e viene ad un primo contatto con le pareti del tampone, una temperatura adatta a favorire questo contatto, evitando in particolare la formazione di grinze sul tubo, e successivamente può permettere di avere ima temperatura inferiore, quando tubo e tampone sono reciprocamente fermi, per accelerare la fase di raffreddamento.

Queste ed ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno evidenti dalla descrizione che segue di una forma di realizzazione di tampone meccanico di formatura, che utilizza il presente trovato, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo.

La Fig. 1 di Tav. 1 rappresenta una sezione assiale schematica di un tampone meccanico di formatura di un manicotto esterno di un giunto a bicchiere, in cui sono rappresentate solo le componenti di interesse pratico per il presente trovato: non è rappresentata pertanto la parte esterna dell’attrezzatura di formatura, perché non compresa nel presente trovato e non sono rappresentati i meccanismi di movimento degli inserti.

Il tubo in materia plastica (1) è rappresentato nella posizione di formatura sul tampone meccanico (2); l’estremità del tubo, che costituisce il giunto esterno a bicchiere (3), è già formata ed in fase di raffreddamento. All’intemo del tampone meccanico (2) sono indicate varie zone di raffreddamento, costituite da camere chiuse per la circolazione di acqua fredda, poste immediatamente a ridosso delle pareti di scambio e contatto con il bicchiere (3) e sviluppate su tutta la circonferenza, per interessare quasi interamente le zone di scambio del calore.

La camera (4), di forma anulare, è relativa al nasello di estremità (5) del bicchiere; il flusso di acqua è determinato da due tubi rispettivamente in ingresso (6) ed in uscita (7). Analogamente la parte cilindrica del bicchiere (8) è raffreddata dalla camera anulare (9) tramite i tubi di ingresso e uscita (10) e (1 1).

La zona conica del bicchiere (12) è raffreddata tramite una camera anulare (13), con i relativi tubi (14) e (15).

Anche gli inserti espandibili possono essere singolarmente raffreddati da camere (16) particolari, di forma derivata da quella degli inserti stessi, per ciascuna delle quali sono indicati i relativi tubi di ingresso e uscita (17) e (18), la cui geometria e flessibilità deve tener conto del movimento degli inserti stessi nelle fasi di uscita (formazione del bicchiere) e di rientro (estrazione dello stesso).

Ovviamente la suddivisione delle camere può essere diversa da quella indicata; ad esempio possono mancare le camere negli inserti, per motivi di spazio e complessità costruttiva; i tubi di ingresso e uscita, anziché indipendenti per ogni camera, possono essere collegati tra loro, ad esempio essere parzialmente in serie, se la relativa suddivisione della temperatura per zone è soddisfacente.

Nel sistema “Rieber” l’anello di formatura, non potendo avere zone di raffreddamento al suo interno, può comunque essere introdotto già alla giusta temperatura e/o raffreddato dall’ interno con opportune camere.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di raffreddamento in fase di formatura della superfìcie interna del manicotto esterno di un giunto a bicchiere, ottenuto per deformazione plastica a caldo all’estremità di un tubo in materia plastica, caratterizzato dal fatto che attua una circolazione di acqua o altro liquido, equivalente come caratteristiche termiche, all’ interno del tampone meccanico, che costituisce l’attrezzatura di formatura della superficie interna del bicchiere; detta circolazione, avente lo scopo di asportare il calore del tubo caldo, avviene in una o più camere adiacenti alle superfici del tampone stesso che sono a contatto con la superficie interna del bicchiere.
2. 2. Sistema di raffreddamento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la circolazione di acqua o altro fluido è di tipo chiuso, con inserimento di uno o più scambiatori di calore, per asportare il calore sottratto al tubo.
3. 3. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la temperatura dell’acqua o altro liquido è regolata e controllata con appositi dispositivi.
4. 4. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la temperatura del liquido di raffreddamento e quindi delle superfici del tampone meccanico, varia durante il ciclo di lavorazione, in particolare mantenendosi ad un valore favorevole nella fase di scorrimento e inserimento del tubo caldo sul tampone e successivamente ad un valore più basso nella fase di raffreddamento propriamente detto.
5. 5. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 o 2 o 3 o 4, caratterizzato dal fatto che ogni camera di circolazione dell’acqua o altro liquido è relativa ad una specifica zona del bicchiere, per assicurare un raffreddamento adeguato.
6. 6. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 o 2 o 3 o 4 o 5, caratterizzato dal fatto che opportune camere, interne agli inserti, raffreddano anche i singoli inserti meccanici mobili, corrispondenti alla zona dell’anello di tenuta.
7. 7. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 O 2 O 3 O 4 O 5, caratterizzato dal fatto che l’anello di tenuta, posizionato sul tampone meccanico nel sistema di formatura “Rieber”, è raffreddato dall’interno della sua superficie interna.
8. 8. Sistema di raffreddamento, secondo le rivendicazioni 1 O 2 O 3 O 4 O 5 o 6 o 7, caratterizzato dal fatto che oltre all’acqua e ad altri liquidi è presente anche aria.