ITRM20100068U1

ITRM20100068U1 - Elemento di sicurezza per ridurre la pressione e piccolo container con sistema di riduzione della pressione.

Info

Publication number: ITRM20100068U1
Application number: IT000068U
Authority: IT
Inventors: Hermann Grimm
Original assignee: Ucon Ag Containersysteme Kg
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-03-18
Also published as: FR2950125A3; AT11971U1; FR2950125B3; US20110062157A1; DE202009012542U1; CZ22271U1

Description

“ELEMENTO DI SICUREZZA PER RIDURRE LA PRESSIONE E PICCOLO CONTAINER CON SISTEMA DI RIDUZIONE DELLA PRESSIONE”

DESCRIZIONE

Settore della tecnica

Il presente trovato riguarda un elemento di sicurezza per ridurre la pressione in dei contenitori chiusi, in presenza di calore, nonché un piccolo container presentante tale sistema per ridurre la pressione.

Tecnica nota

Durante il trasporto di liquidi in contenitori chiusi, in particolare quando si verifica un riscaldamento del contenitore, si può avere un notevole incremento della pressione all’interno del contenitore che infine conduce allo scoppio del contenitore stesso. Per questo motivo, ad esempio nelle normative che regolamentano il traffico e riguardano la produzione dei cosiddetti IBC (Intermediate Bulk Containers) in metallo adibiti al trasporto di liquidi pericolosi, si prescrive l’utilizzo di un dispositivo di riduzione della pressione, per impedire tale scoppio e la conseguente fuoriuscita incontrollata del liquido/fluido pericoloso nell’ambiente circostante.

Ad oggi, per ridurre la pressione si impiegano normalmente delle valvole a precarico elastico. Esse hanno tuttavia numerosi inconvenienti. Un corretto funzionamento di siffatte valvole di riduzione della pressione in presenza di calore presuppone necessariamente che la pressione di risposta, una volta raggiunta la quale viene vinta la forza della molla, sia relativamente piccola. Tipicamente, già una sovrapressione di 20000 Pa sino a 65000 Pa produce una risposta ossia una reazione della valvola. Queste soglie di pressione vengono tuttavia superate ad esempio anche solo dagli urti meccanici indotti nel trasporto e durante l’imbarco dei contenitori, dando così luogo ad un’apertura indesiderata della valvola e allo sversamento del liquido dall’apertura. Pertanto, un siffatto container, o IBC, non potrà essere trasportato garantendo la tenuta stagna completa.

Un ulteriore svantaggio deriva dal fatto che le valvole a precarico elastico solitamente utilizzate e specificatamente gli eventuali componenti delle guarnizioni in esse presenti, ad esempio in gomma, non resistono all’azione di molti tipi di liquidi che vengono introdotti nei contenitori. Ne risulta un notevole lavoro di manutenzione.

Scopo del presente trovato è mettere a disposizione un dispositivo più semplice e più economico di riduzione della pressione nei contenitori chiusi, in presenza di calore, nonché la realizzazione di un piccolo container più semplice e più economico, dotato di un dispositivo di riduzione della pressione, e in maniera che tali dispositivi di riduzione della pressione non abbiano gli inconvenienti sopra illustrati.

Un tale scopo viene ottenuto per mezzo di un elemento di sicurezza, per ridurre la pressione in dei contenitori chiusi in presenza di calore, avente le caratteristiche contenute nella rivendicazione 1, nonché per mezzo di un piccolo container con sistema di riduzione della pressione presentante le caratteristiche della rivendicazione 8.

Alcune attuazioni preferite del trovato comprendono le caratteristiche aggiuntive indicate nelle corrispondenti rivendicazioni indipendenti.

Sommario del trovato

L’elemento di sicurezza innovativo, per ridurre la pressione in un contenitore chiuso soggetto all’azione del calore, presenta almeno un’apertura di sfiato, un disco o piastra che copre a tenuta stagna detta apertura di sfiato e che è costituito da materiale che fonde ad una temperatura critica, e un sistema di fissaggio, per il disco o piastra che copre detta apertura di sfiato. Il sistema di fissaggio, in quanto tale, ossia senza disco o piastra, dovrà consentire la fuoriuscita del fluido dal contenitore nell’ambiente circostante, attraverso l’apertura di sfiato (ossia di scarico). Ciò, in particolare, si verifica adottando un sistema di fissaggio costituito da un dispositivo di fissaggio che almeno in parte consente il passaggio di un fluido, ma ad es. anche se si incolla il disco o piastra lungo il bordo dell’apertura di sfiato, oppure fissandolo in punti separati del bordo dell’apertura di sfiato.

La pressione all’interno di un contenitore chiuso dipende dalla temperatura all’interno del contenitore. Se il contenitore si riscalda si verifica pertanto un incremento della pressione, la quale, al raggiungimento di un valore di pressione limite e quindi di una temperatura limite potrebbe determinare uno scoppio del contenitore e la fuoriuscita incontrollabile del contenuto dal contenitore. La temperatura limite dipende, per un dato contenitore, dalle proprietà dello stesso contenitore nonché da quelle del suo liquido di riempimento; essa può ad esempio essere ricavata mediante prove d’incendio.

Per “temperatura critica”, nel senso datole nel presente trovato, si intende una temperatura di alcuni gradi centigradi (C°) inferiore alla temperatura limite, onde garantire che il processo di fusione sia già avvenuto nella misura da provocare la compensazione della pressione, prima del raggiungimento della temperatura limite.

Fintantoché la temperatura critica non viene raggiunta, il disco o la piastra chiudono a tenuta stagna l’apertura di sfiato. Il sistema di fissaggio impedisce lo slittamento o spostamento del disco o piastra, ciò che produrrebbe un varco indesiderato nell’apertura di sfiato.

Al raggiungimento della temperatura critica, il disco o piastra fonde, liberando così l’apertura di sfiato, e la pressione può raggiungere l’equilibrio attraverso l’apertura di sfiato in quanto il sistema di fissaggio, considerato isolatamente, ossia senza tener conto del disco o piastra, permette la fuoriuscita del fluido dal contenitore nell’ambiente circostante attraverso l’apertura di sfiato.

Per produrre il disco o piastra, il materiale plastico costituisce un materiale particolarmente adatto grazie alla sua buona resistenza a diversi materiali tipici di riempimento e grazie alla buona adattabilità delle temperature di fusione. Per diverse applicazioni tipiche, specialmente il PTFE (politetrafluoroetilene) ha dimostrato la sua idoneità.

Generalmente, il tempo necessario a creare un vero e proprio varco attraverso almeno una parte dell’apertura di sfiato, tra l’istante d’inizio del processo di fusione e quello della fusione completa del disco o piastra, dipende dalla loro geometria, in particolare dal loro spessore. Ne risulta una sorta di conflitto tra il requisito di stabilità/resistenza minima del disco o piastra (che dovrebbe almeno essere autoportante e poter resistere a fattori o forze esterne di disturbo), e d’altra parte, una risultante posticipazione dell’istante in cui le pressioni raggiungono l’equilibrio. Tale problema è però risolvibile, purché il disco o piastra presenti almeno un avvallamento e/o una scanalatura a linea chiusa nella zona dell’apertura di sfiato/scarico. L’avvallamento crea una parte più sottile sul disco o piastra, che per tale motivo fonde più rapidamente, per dar luogo alla compensazione della pressione, rispetto alla parte restante del disco/piastra, la quale tuttavia garantisce la stabilità/resistenza desiderata. Anziché un avvallamento del tipo a gradino, si potrebbe prevedere una variazione continua dello spessore in una rispettiva zona del disco/piastra, per cui, se non dovesse verificarsi alcun abbassamento della temperatura, allora nell’apertura a disposizione per raggiungere l’equilibrio di pressione si formerebbe progressivamente un varco sempre più ampio.

L’utilizzo di una scanalatura a linea chiusa, ossia di un avvallamento a forma di canale nel materiale del disco o piastra il cui inizio coincide con la sua fine, consente di creare, - grazie alla fusione di una quantità relativamente piccola di materiale corrispondente al fondo della scanalatura -, un varco relativamente ampio che risulta dal fatto che a fusione avvenuta del fondo della scanalatura la porzione di disco/piastra circondata dalla scanalatura stessa si distacca e cade.

Un effetto secondario vantaggioso è ottenibile realizzando il disco o piastra in un materiale adatto come substrato per della pubblicità oppure per un logo. In alternativa, è anche possibile realizzare nel disco o piastra un logo a forma di avvallamento a rilievo.

Una forma d’esecuzione facilmente attuabile dell’elemento di sicurezza si ottiene realizzando l’apertura di sfiato ad un’estremità di un manicotto di sfiato, la quale è almeno in parte coperta dal sistema di fissaggio.

Per consentire la sostituzione di un disco o piastra danneggiato oppure fuso, è vantaggioso servirsi di un collegamento di tipo amovibile tra l’estremità del manicotto di sfiato e il sistema di fissaggio.

Tecnicamente, ciò si ottiene in modo particolarmente semplice realizzando il manicotto di sfiato come tubo di sezione totale circolare, presentante una filettatura esterna all’estremità coperta dal sistema di fissaggio, in cui, il sistema di fissaggio costituisce un dado per raccordi adatto alla filettatura esterna, e il collegamento di tipo amovibile consiste nell’avvitare il dado per raccordi su detta filettatura esterna. In questo caso, per “sezione totale circolare” s’intende che tale caratteristica non è da attribuirsi alla sezione interna dell’apertura del tubo, bensì alla sezione (totale) comprendente sia la sezione interna che la sezione della parete del tubo.

Il piccolo container secondo il trovato presenta una struttura portante (intelaiatura) e un contenitore disposto entro la struttura portante, il contenitore avendo almeno un’apertura di sfiato ed almeno un dispositivo di riduzione della pressione disposto su almeno una delle aperture di sfiato del contenitore. Secondo il trovato, il dispositivo di riduzione della pressione comprende un disco o piastra che copre l’apertura di sfiato ed è realizzato in un materiale che fonde al disotto di una temperatura critica, nonché un sistema di fissaggio del detto disco o piastra che copre l’apertura di sfiato. Il sistema di fissaggio, in quanto tale, ossia senza considerare il disco/piastra, deve consentire la fuoriuscita del fluido dal contenitore attraverso l’apertura di sfiato, nell’ambiente circostante. Ciò si verifica, in particolare, se il sistema di fissaggio consiste in un dispositivo di fissaggio che, almeno in parte, lascia passare il fluido, ma lo stesso effetto è ottenibile incollando il disco o piastra al bordo dell’apertura di sfiato oppure fissandolo in punti distinti ossia separati del bordo dell’apertura di sfiato. Fintanto che la temperatura critica non è stata raggiunta, il disco o piastra chiude a tenuta stagna l’apertura di sfiato. Il sistema di fissaggio impedisce uno spostamento o slittamento del disco o piastra, che potrebbe portare all’accidentale formazione di un varco nell’apertura di sfiato. Al raggiungimento della temperatura critica, il disco o piastra fonde, liberando l’apertura di sfiato, per cui, poiché il sistema di fissaggio in quanto tale (in assenza del disco o piastra) permette la fuoriuscita del fluido dal contenitore attraverso l’apertura di sfiato nell’ambiente esterno, si potrà stabilire un equilibrio delle pressioni attraverso l’apertura di sfiato stessa.

Particolarmente vantaggioso è il caso in cui il piccolo container presenta un contenitore con più di un’apertura di sfiato e/o con un’ulteriore apertura di riempimento. Particolarmente conveniente è una configurazione in cui almeno una delle aperture di sfiato è situata sulla parte superiore del contenitore.

La plastica costituisce per il disco o piastra un materiale particolarmente appropriato in virtù della sua buona resistenza rispetto ai diversi materiali tipici di riempimento, nonché per la buona adattabilità delle temperature di fusione. Per svariate applicazioni tipiche, il PTFE (politetrafluoroetilene) ha dimostrato di essere particolarmente idoneo.

Per le ragioni sopra esposte, è conveniente che il disco o piastra presenti almeno un avvallamento e/o una scanalatura a forma di linea chiusa nella zona dell’apertura di sfiato. Tale avvallamento crea una parte/sezione più sottile del disco o piastra, la quale, conseguentemente, può fondere e condurre più velocemente all’equilibrio delle pressioni rispetto alla parte restante del disco o piastra, la quale tuttavia serve a garantire la resistenza/ stabilità desiderata. È anche possibile, in luogo di un avvallamento a gradino, prevedere una variazione continua dello spessore in una corrispondente zona del disco o piastra, di modo che nel caso di un mancato abbassamento della temperatura, l’apertura a disposizione per ottenere l’equilibrio delle pressioni, tenda a ingrandirsi in maniera graduale. La scanalatura permette, grazie alla fusione di una piccola zona, di mettere rapidamente a disposizione un’apertura grande per equilibrare la pressione, com’è stato illustrato sopra.

Un effetto secondario vantaggioso è ottenibile realizzando il disco o piastra in un materiale adatto come substrato per la pubblicità oppure per un logo. In alternativa, è anche possibile ricavare il logo nella forma di avvallamento a rilievo nel disco o piastra.

Una forma d’attuazione di piccolo container, particolarmente facile da realizzare, si ottiene quando l’apertura di sfiato è disposta ad un’estremità di un manicotto di sfiato, detta estremità essendo almeno in parte coperta dal sistema di fissaggio.

Per permettere una sostituzione del disco o piastra che si è danneggiato o fuso, è preferibile che l’estremità del manicotto di sfiato e il sistema di fissaggio siano tra loro collegabili in modo amovibile.

Preferibilmente, tale scopo è ottenuto in modo tecnicamente semplice se il manicotto di sfiato costituisce un tubo di sezione totale circolare, presentante una filettatura esterna all’estremità che è coperta dal sistema di fissaggio, e se il sistema di fissaggio costituisce un dado per raccordi adatto alla filettatura esterna, e in cui, il collegamento di tipo amovibile si ottiene avvitando il dado per raccordi su detta filettatura esterna. Per “sezione totale” non s’intende la sezione (interna) dell’apertura che attraversa il tubo, bensì la sezione che comprende la sezione interna e la sezione della parete del tubo.

Breve descrizione dei disegni

Nel seguito vengono illustrate più dettagliatamente, per mezzo delle figure annesse, alcune particolari forme d’esecuzione del trovato, in cui:

FIGURA 1 è un esempio d’esecuzione dell’elemento di sicurezza, FIGURA 2a è una vista in pianta di una forma d’esecuzione del disco dell’elemento di sicurezza di Fig. 1,

FIGURA 2b è una vista obliqua dall’alto di questa forma d’esecuzione del disco appartenente all’elemento di sicurezza di Fig. 2a, e

FIGURA 3 è un esempio d’esecuzione di un piccolo container.

Descrizione dettagliata del trovato

Gli stessi componenti vengono indicati in tutte le figure con gli stessi numeri di riferimento, se non viene detto altrimenti.

La Fig. 1 mostra un esempio d’esecuzione di un elemento di sicurezza secondo il trovato. Una parete 15 del corpo di un contenitore, è attraversata da un’apertura di sfiato (scarico) formata all’estremità di un manicotto (o bocchettone) di sfiato 11 collegato alla parete del corpo e avente una sezione totale circolare. L’apertura di sfiato in quanto tale non è visibile in Fig. 1, essendo essa coperta da un disco 13 che chiude a tenuta stagna l’apertura di sfiato stessa e che è formato da un materiale che fonde ad una temperatura critica. Un dado per raccordi 12 ricopre almeno in parte l’estremità del manicotto di sfiato 11. Esso è adattato alla filettatura esterna 14 ricavata all’estremità che rimane coperta del manicotto di sfiato 11 e il cui filetto inferiore è ancora visibile in Fig. 1, impegnandosi con essa mediante avvitamento. Il dado per raccordi 12 serve a bloccare il disco 13.

Il dado, nella zona del suo foro, consente ad un fluido di passare.

Se all’interno del contenitore si verifica un innalzamento della temperatura almeno sino alla temperatura critica, il disco 13 fonde permettendo alle pressioni di raggiungere l’equilibrio, per impedire lo scoppio del contenitore.

La Fig. 2a mostra in pianta un’attuazione di un disco dell’elemento di sicurezza di Fig. 1. Il disco 13 presenta un avvallamento 21, oltre che un isolotto 23 delimitato da una scanalatura 22 costituente una curva chiusa. L’avvallamento 21 e la scanalatura 22 sono rappresentati mediante ombreggiatura, per indicare il dislivello rispetto alla superficie del disco 13 rivolta verso l’osservatore. Le zone ombreggiate sono quelle più distanti dall’osservatore e in questi punti il materiale del disco è più sottile. Ciò consente di accelerare la fusione in dette zone del disco 13 e quindi di raggiungere più in fretta l’equilibrio tra le pressioni, dopo che è stata raggiunta la temperatura critica. Inoltre, nel caso della scanalatura 22 che forma una linea chiusa, si ottiene anche l’effetto di liberare l’intera zona definita dall’isolotto 23 dopo la fusione del fondo della scanalatura 22 che forma la linea chiusa.

La Fig. 2b è una vista della forma d’esecuzione del disco dell’elemento di sicurezza già mostrata in Fig. 2a, osservando in direzione obliqua dall’alto; come in Fig. 2a, si scorge ancora una volta il disco 13 assieme all’avvallamento 21, oltre all’isolotto 23 delimitato dalla scanalatura 22 formante una linea chiusa. L’avvallamento 21 e la scanalatura 22 formante una linea chiusa hanno un’ombreggiatura anche in Fig. 2b, per indicare il dislivello rispetto alla superficie del disco 13 diretta verso l’osservatore. Dalla vista prospettica di Fig. 2b si riconoscono inoltre la parete laterale 24 dell’avvallamento 21, nonché la parete laterale 25 della scanalatura formante una linea chiusa, le quali indicano anch’esse chiaramente che le zone con l’ombreggiatura (ad esempio realizzate mediante lavorazione a stampo durante la produzione del disco 13) si trovano ad un livello inferiore rispetto alla superficie del disco 13 rivolta verso l’osservatore, e pertanto lo spessore di queste zone del disco 13 sarà minore.

La Fig. 3 mostra un piccolo container 100 secondo il trovato. In essa si nota la struttura portante o intelaiatura 111, la quale è composta dai supporti 112, dal telaio di base 113, e dal telaio di impilaggio 114, nonché un contenitore 115.

Il lato superiore del contenitore 115 è attraversato da un’apertura di riempimento costituita da un manicotto (o bocchettone) di riempimento 116, nonché da due aperture di sfiato (o scarico) 117, 118 realizzate nella forma di manicotti di sfiato. L’apertura di sfiato 117 è chiusa da una flangia cieca 119, mentre l’apertura di sfiato 118 fa parte di un elemento di sicurezza come quello già descritto in Fig. 1, del quale tuttavia - nella rappresentazione di Fig. 3 - si scorge unicamente il dado per raccordi 120 oltre al manicotto di sfiato 118. Inoltre, il contenitore del piccolo container 100 presenta un manicotto di scarico 121 che è opzionale.

Lista dei numeri di riferimento

10 Elemento di sicurezza

11 Manicotto di sfiato

12 Dado per raccordi

13 Disco

14 Filettatura esterna

15 Parete del corpo

21 Avvallamento

22 Scanalatura formante una linea chiusa

23 Isolotto

24 Parete laterale

25 Parete laterale

100 Piccolo container

Intelaiatura

Supporto (verticale) Telaio di base

Telaio di impilaggio Contenitore

Manicotto di riempimento Manicotto di sfiato Manicotto di sfiato Flangia cieca

Dado per raccordi Manicotto di scarico

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento di sicurezza (10) per ridurre la pressione di un contenitore chiuso che si è riscaldato, comprendente: un’apertura di sfiato, un disco (13) o piastra che copre a tenuta stagna detta apertura di sfiato e che è costituito da materiale che fonde ad una temperatura critica, e un sistema di fissaggio, per il disco (13) o piastra che copre detta apertura di sfiato.
2. Elemento di sicurezza (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il disco (13) o piastra è prodotto da un materiale plastico, in particolare politetrafluoroetilene (PTFE).
3. Elemento di sicurezza (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il disco (13), o piastra, nella zona dell’apertura di sfiato, presenta almeno un avvallamento (21) oppure una scanalatura (22) formante una linea chiusa.
4. Elemento di sicurezza (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 sino a 3, caratterizzato dal fatto che il disco (13) o piastra è formato da un materiale adatto come substrato per della pubblicità o per un logo.
5. Elemento di sicurezza (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l’apertura di sfiato è disposta ad un’estremità di un manicotto di sfiato (11) coperta almeno parzialmente dal sistema di fissaggio.
6. Elemento di sicurezza (10) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l’estremità del manicotto di sfiato (11) e il sistema di fissaggio sono tra loro collegabili in modo amovibile.
7. Elemento di sicurezza (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il manicotto di sfiato (11) costituisce un tubo di sezione totale circolare, presentante una filettatura esterna (14) all’estremità che è coperta dal sistema di fissaggio, e dal fatto che il sistema di fissaggio costituisce un dado per raccordi (12) adatto alla filettatura esterna (14), e in cui, il collegamento di tipo amovibile si ottiene avvitando il dado per raccordi (12) su detta filettatura esterna (14).
8. Piccolo container (100) presentante un’intelaiatura, o struttura di sostegno (111), nonché un contenitore (115) disposto all’interno della struttura di sostegno (111), avente almeno un’apertura di sfiato ed almeno un dispositivo di riduzione della pressione disposto su detta almeno un’apertura di sfiato del contenitore (115), caratterizzato dal fatto che il dispositivo di riduzione della pressione presenta un disco (13) o piastra che copre a tenuta stagna l’apertura di sfiato, realizzato in un materiale che fonde ad una temperatura critica, nonché un sistema di fissaggio, per il disco (13) o piastra che copre detta apertura di sfiato.
9. Piccolo container (100) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il contenitore (115) presenta più di un’apertura di sfiato e/o un’ulteriore apertura di riempimento.
10. Piccolo container (100) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che almeno una delle aperture di sfiato è disposta sul lato superiore del contenitore (115).
11. Piccolo container (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 sino a 10, caratterizzato dal fatto che il disco (13) o piastra è prodotto in plastica, in particolare politetrafluoroetilene (PTFE).
12. Piccolo container (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 sino a 11, caratterizzato dal fatto che il disco (13) o piastra situato nella zona dell’apertura di sfiato presenta almeno un avvallamento (21).
13. Piccolo container (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 sino a 12, caratterizzato dal fatto che il disco (13) o piastra è formato da un materiale adatto come substrato per della pubblicità o per un logo.
14. Piccolo container (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 sino a 13, caratterizzato dal fatto che l’apertura di sfiato è disposta ad un’estremità di un manicotto di sfiato (11, 117, 118) coperta almeno parzialmente dal sistema di fissaggio.
15. Piccolo container (100) secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che l’estremità del manicotto di sfiato (11, 117, 118) e il sistema di fissaggio sono tra loro collegabili in modo amovibile.
16. Piccolo container (100) secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che il manicotto di sfiato (11, 117, 118) costituisce un tubo di sezione totale circolare, presentante una filettatura esterna (14) all’estremità che è coperta dal sistema di fissaggio, e dal fatto che il sistema di fissaggio costituisce un dado per raccordi (12) adatto alla filettatura esterna (14), e in cui, il collegamento di tipo amovibile si ottiene avvitando il dado per raccordi (12) su detta filettatura esterna (14).