ITTO20100588A1 - Giunto idraulico girevole per applicazioni speciali - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE del Brevetto d'invenzione Industriale dal titolo:
"Giunto idraulico girevole per applicazioni speciali"
Descrizione
Il presente trovato riguarda un giunto idraulico girevole per applicazioni speciali.
In molteplici settori è noto l'uso di giunti idraulici girevoli, noti anche come giunti girevoli o giunti rotanti, per il mutuo collegamento a tenuta di due tubi atti a veicolare fluidi e destinati, in opera, a ruotare assialmente l'uno rispetto all'altro.
Un giunto girevole del tipo a cui si riferisce il presente trovato comprende generalmente due cannotti coassiali, a ognuno dei quali si collega l'estremità di un rispettivo tubo, interconnessi girevolmente tramite cuscinetti a rotolamento. Per garantire la tenuta idraulica/pneumatica, convenzionalmente tra i due cannotti è inserita una guarnizione a strisciamento agente in senso radiale o assiale a seconda della specifica applicazione.
Benché i giunti girevoli convenzionali del tipo sopra citato si rivelino efficaci per molte applicazioni, tuttavia essi risultano inadatti nei casi in cui il fluido da veicolare presenti caratteristiche altamente abrasive in virtù delle sue proprietà chimiche e/o delle condizioni fisiche di esercizio (pressione, temperatura).
A titolo d'esempio, nel campo degli impianti a energia solare è noto di utilizzare come fluido vettore una miscela di sali fusi, in particolare nitrato di sodio e nitrato di potassio, operante ad una temperatura tipicamente compresa tra i 300 - 600 °C ed a pressioni nell'ordine di 15 - 20 bar. Poiché i giunti girevoli convenzionali non sono in grado di sopportare il forte potere abrasivo della suddetta miscela salina, tanto più in condizioni di pressione e temperatura così critiche, allorché sia necessario collegare tra loro due tubi in modo snodato generalmente si fa uso di condotti metallici flessibili. Questi ultimi, tuttavia, come ben noto al tecnico del ramo, sono particolarmente soggetti ad usura per fatica, con formazione di crepe in tempi relativamente brevi e conseguenti inconvenienti derivanti dalla perdita del fluido vettore e dalla necessità di sostituire le parti danneggiate.
Pertanto, lo scopo principale del presente trovato è quello di realizzare un giunto idraulico girevole che sia in grado di sopportare condizioni operative particolarmente critiche, quali si presentano in talune applicazioni speciali in cui il fluido da veicolare presenta proprietà chimiche aggressive ed/od opera a pressioni e temperature particolarmente elevate.
I suddetti scopi ed altri vantaggi, quali risulteranno più chiaramente dal seguito della descrizione, sono raggiunti dal giunto idraulico girevole avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorché secondarie.
Si descriverà ora in maggior dettaglio il trovato, con riferimento ad alcune sue forme di realizzazione preferite ma non esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni in cui:
- la Fig. 1 è una vista in sezione longitudinale del giunto idraulico girevole secondo il trovato;
- la Fig. 2 è una vista in sezione longitudinale del giunto idraulico girevole in una seconda realizzazione del trovato;
- la Fig. 3 è una vista in sezione longitudinale del giunto idraulico girevole in una terza realizzazione del trovato.
Con riferimento iniziale alla Figura 1, un giunto idraulico girevole 10 secondo il trovato comprende due cannotti coassiali 12, 14 disposti specularmente, alle estremità distanti dei quali sono collegabili in modo convenzionale rispettivi tubi da giuntare (non illustrati). Ognuno dei cannotti 12, 14 presenta un risalto anulare 16, 18 dal quale si erge una flangia 20, 22 definente esternamente una battuta circonferenziale 24, 26.
I cannotti 12, 14 sono supportati distanziati tra loro, con possibilità di ruotare reciprocamente attorno al loro asse comune A, da rispettive due campane contrapposte 28, 30 interconnesse girevolmente. Le campane 28, 30 sono calzate sui risalti anulari 16, 18 contro le battute circonferenziali 24, 26, e sono saldate ad essi in Wl, W2. In particolare, dalla base aperta di una delle due campane, nel seguito campana femmina 28, si estende assialmente verso l'interno una sede cilindrica 32 nella quale si inserisce una manica cilindrica 34 protendentesi assialmente dalla campana opposta, nel seguito campana maschio 30, con interposta una corona di sfere 36. In particolare, le sfere 36 sono ricevute in impegno di rotolamento tra una scanalatura circonferenziale interna 38 ricavata sulla sede cilindrica 32 e una scanalatura circonferenziale esterna 40 ricavata sulla manica cilindrica 34. Le sfere sono preferibilmente realizzate in materiale ceramico per isolare elettricamente i cannotti 12 e 14, mentre le campane sono preferibilmente realizzate in acciaio inossidabile, ma potrebbero anche essere realizzate in acciaio resistente alle alte temperature o in materiale ceramico.
Tra i due cannotti 12, 14 è disposto coassialmente un disco piatto 42 forato assialmente in materiale ceramico, preferibilmente ossido di allumina. Il disco piatto 42 è impegnato a tenuta sui suoi lati opposti da rispettivi anelli flangiati 44, 46, che sono sospinti contro il disco da rispettivi soffietti metallici 48, 50. Ognuno dei soffietti è calzato sul rispettivo cannotto 12, 14 in configurazione compressa tra la flangia 20, 22 e l'anello flangiato 44, 46, a quali è saldato a tenuta. Tra ognuno degli anelli flangiati 44, 46 e l'estremità del rispettivo cannotto 12, 14 è presente una luce circonferenziale Gl, G2 rispettivamente.
La superficie anulare impegnante il disco piatto 42 di ognuno degli anelli 44, 46 presenta un riporto antiusura 52, 54 in materiale duro, preferibilmente stellite.
Preferibilmente, i soffietti 48, 50 sono realizzati in acciaio AISI 316 TI.
In uso, le tubazioni da giuntare vengono collegate in modo convenzionale alle estremità distanti dei cannotti 12, 14. Il fluido in pressione che attraversa il giunto 10 penetra tramite le luci circonferenziali Gl, G2 nelle camere Cl, C2 definite all'interno dei soffietti 48, 50 tra le flange 20, 22 e gli anelli flangiati 44, 46 e contribisce con la propria pressione, applicata sulle facce degli anelli opposte alle facce in battuta sul disco 42, a sospingere gli anelli flangiati 44, 46 contro il disco piatto 42, garantendo così una tenuta indraulica ottimale modulata in funzione della pressione del fluido. Come l'esperto del ramo comprenderà facilmente, tale circostanza permette anche di minimizzare l'usura delle parti in mutuo strisciamento, poiché la spinta esercitata dagli anelli flangiati 44, 46 sul disco piatto 42, contro il quale strisciano in fase di rotazione, non è costante e prefissata in base alla pressione massima di esercizio prevista, ma cresce o diminuisce al crescere/diminuire della pressione.
La Fig. 2 illustra una seconda realizzazione del giunto girevole secondo il trovato, in cui gli elementi simili ma non identici a quelli della prima realizzazione sono indicati con lo stesso numero di riferimento aumentato di 100.
Questa realizzazione differisce dalla precedente nel solo fatto che le campane 128, 130, anziché essere saldate ai cannotti 112, 114, sono avvitate ad essi mediante bulloni longitudinali (non illustrati) che attraversano rispettivi fori passanti quali 60, 62 ricavati sulle campane ed impegnano rispettivi fori filettati 64, 66 ricavati sui risalti anulari 116, 118, contro i quali i coperchi vanno in battuta e che pertanto, in questa realizzazione, hanno spessore maggiore.
La Fig. 3 illustra una terza realizzazione del giunto girevole secondo il trovato, in cui gli elementi simili ma non identici a quelli della prima realizzazione sono indicati con lo stesso numero di riferimento aumentato di 200.
Questa realizzazione differisce dalle precedenti nel fatto che il disco piatto 42, da un lato, è impegnato da un anello flangiato 44 soggetto alla pressione del fluido che penetra nella camera definita internamente al soffietto 48, in modo analogo alle realizzazioni precedenti, mentre dal lato opposto si attesta sul cannotto 214 che, a tale scopo, è rinforzato con un riporto in stellite 254.
Si sono descritte alcune realizzazioni preferite del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrà apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito delle rivendicazioni. Per esempio, le campane 28, 30, che nelle realizzazioni descritte sono saldate o imbullonate ai cannotti 12, 14, potrebbero anche essere semplicemente calzate libere o forzate su di essi senza che sia previsto alcun sistema di fissaggio ulteriore. Inoltre, i materiali indicati come preferiti possono essere sostituiti da altri aventi proprietà simili. Per esempio, il disco piatto 42 potrebbe essere realizzato in materiale ceramico diverso da quello indicato, p.es. ossido di zirconio o simili; per i soffietti si potrebbe utilizzare un materiale diverso dall'acciaio, quale leghe principalmente a base di Nichel e Cromo note per l'elevata resistenza all'ossidazione, alle alte temperature ed alla corrosione; le sfere potrebbero essere realizzate in acciaio qualora non interessasse isolare elettricamente i cannotti 12, 14.
Claims (9)
- "Giunto idraulico girevole per applicazioni speciali" Rivendicazioni 1. Giunto idraulico girevole, comprendente due cannotti coassiali (12, 14) interconnessi da mezzi di vincolo (28-40) snodati attorno all'asse comune (A) dei cannotti, e mezzi di tenuta a strisciamento interposti tra detti cannotti (12, 14), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di tenuta a strisciamento comprendono un disco forato (42) interposto coassialmente tra detti cannotti (12, 14) ed impegnato a tenuta sui suoi due lati opposti da rispettivi organi di tenuta associati ai cannotti (12, 14), almeno uno di detti organi di tenuta comprendendo un anello (44, 46) avente una faccia d'estremità in battuta contro detto disco forato (42) e la faccia d'estremità opposta affacciata su una camera (Cl, C2) soggetta alla pressione interna a detti cannotti (12, 14).
- 2. Giunto idraulico girevole secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due di detti anelli (44, 46) impegnanti detto disco forato (42) sui rispettivi lati opposti.
- 3. Giunto idraulico girevole secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto anello (44, 46) è collegato a tenuta ad un'estremità di un condotto deformabile assialmente (48, 50) ed avente l'estremità opposta collegata a tenuta al rispettivo cannotto (12, 14), tra detto anello (44, 46) e detto cannotto (12, 14) essendo definita una luce (Gl, G2).
- 4. Giunto idraulico girevole secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto condotto deformabile assialmente (48, 50) è interposto in configurazione compressa tra detto cannotto (12, 14) e detto anello (44, 46).
- 5. Giunto idraulico girevole secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detto condotto deformabile assialmente consiste in un soffietto metallico (48, 50).
- 6. Giunto idraulico girevole secondo una delle rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto che detta faccia d'estremità dell'anello (44, 46) in battuta contro il disco forato (42) è munita di un riporto antiusura (52, 54).
- 7. Giunto idraulico girevole secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratteriz zato dal fatto che detto disco forato (42) è realizzato in materiale ceramico.
- 8. Giunto idraulico girevole secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di snodo comprendono due campane contrapposte (28, 30) interconnesse girevolmente da una corona di elementi di rotolamento (36), ognuna di dette campane essendo calzata su un rispettivo cannotto (12, 14) in battuta contro un riscontro circonferenziale (24, 26) affacciantesi dal lato opposto a detto disco forato (42).
- 9. Giunto idraulico girevole secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti elementi di rotolamento (36) sono realizzati in materiale ceramico.
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