ITUD20080100A1 - "COLLAR FOR HIGH-PRESSURE CYLINDERS AND PROCEDURE FOR ITS CONSTRUCTION" - Google Patents

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ITUD20080100A1
ITUD20080100A1 ITUD20080100A ITUD20080100A1 IT UD20080100 A1 ITUD20080100 A1 IT UD20080100A1 IT UD20080100 A ITUD20080100 A IT UD20080100A IT UD20080100 A1 ITUD20080100 A1 IT UD20080100A1
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IT
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mouthpiece
external
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cylinder
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Inventor
Giovanni Fratti
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N G F Inzeniering D O O
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: Description of the Patent for Industrial Invention entitled:

"COLLARE PER BOMBOLE AD ALTA PRESSIONE E PROCEDIMENTO PER LA SUA COSTRUZIONE" "COLLAR FOR HIGH PRESSURE CYLINDERS AND PROCEDURE FOR ITS CONSTRUCTION"

Settore d i applicazione Application sector

La presente invenzione riguarda un collare per bombole ad alta pressione (ed il procedimento per la sua realizzazione), composto da diversi elementi in metallo tra loro accoppiabili in modo stabile, inglobabili con la massa stessa del contenitore che risulta realizzato in materiale composito, lega metallica, materiale sintetico, resine e fibre di rinforzo. The present invention relates to a collar for high pressure cylinders (and the process for its realization), composed of various metal elements that can be coupled together in a stable way, which can be incorporated with the mass of the container itself, which is made of composite material, metal alloy , synthetic material, resins and reinforcing fibers.

Il boccaglio risulta composto da più elementi in metallo o lega metallica, che si bloccano in modo stabile tra loro mediante filettature, e10 saldatura, e10 incollaggio, iinendosi all'estremità dell'anima (liner), serrandola contemporaneamente sui due lati, interno ed esterno. Tale griippo ha una conformazione esterna a forma poligonale per favorire la sua incorporazione nella massa del materiale composito che costituisce la borribola, evitando la possibilità di ruotare su se stesso qualora fosse soggetto ad avvitamento (nel caso di inserimento di ri-ibinetto o valvola), garantendo nel contempo la perfetta tenuta anche ad alte pressioni. The mouthpiece is made up of several elements in metal or metal alloy, which lock together stably by means of threads, e10 welding, and 10 gluing, finishing at the end of the core (liner), simultaneously tightening it on both sides, internal and external. . This gripper has an external polygonal shape to facilitate its incorporation into the mass of the composite material that constitutes the borribola, avoiding the possibility of rotating on itself if it is subject to screwing (in the case of insertion of a re-valve or valve), at the same time ensuring perfect sealing even at high pressures.

Il trovato risulta particolarmente utile e vantaggioso nella produzione di borribole in materiale<composito, di diverse capacità e ad alta pressione, su anime realizzate sia di materiale sintetico sia>in nietallo (lamiere d'acciaio , alluminio, o leghe metalliche). The invention is particularly useful and advantageous in the production of borribole in composite material, of different capacities and at high pressure, on cores made both of synthetic material and> of nietal (steel sheets, aluminum, or metal alloys).

Stato della tecnica State of the art

Allo stato attuale della tecriica sono noti - nella produzione di bombole o contenitori ad alta di attacco per rubinetti e10 valvole di sicurezza. At the present state of the art are known - in the production of cylinders or containers with high connection for taps and 10 safety valves.

Si conoscono contenitori a pressione ottenuti interaniente in acciaio od in lega di alluminio, con varie e successive fasi di lavoro a caldo a partire dal materiale di partenza, i quali ricavano il boccaglio direttamente nella niassa del materiale, eseguendo una filettatura adatta al serraggio di un rubinetto o di una valvola di tenuta. Queste tecniche garantiscono I'impermeabilità dei contenitori ai gas o fluidi in essi contenuti, ma tali soluzioni tecniche sono costose, necessitano di grandi investinien,ti in attrezzatiire e terreni, ed il prodotto finale risulta pesante e poco pratico nella sua movimentazione. Pertanto, si è pensato - in un primo momento - di superare tali problematiche, realizzando I'avvolgitura circonferenziale con fili di rinforzo e10 resine, riducendo di circa la metà lo spessore della struttura metallica; poi-in un secondo momento-realizzando una avvolgitura circoiiferenziale ed in senso assiale, riducendo ulteriormente lo spessore della struttura metallica ed il peso; infine, con un'anima in ternioplastico non strutturale, rinforzato esternamente, con avvolgitura in tutte le direzioni. There are known pressure vessels obtained entirely in steel or aluminum alloy, with various and subsequent hot working steps starting from the starting material, which obtain the mouthpiece directly in the niassa of the material, making a thread suitable for tightening a tap or seal valve. These techniques guarantee the impermeability of the containers to the gases or fluids contained in them, but these technical solutions are expensive, require large investments in equipment and land, and the final product is heavy and impractical in its handling. Therefore, it was decided - at first - to overcome these problems, creating the circumferential wrapping with reinforcing threads and 10 resins, reducing the thickness of the metal structure by about half; then - in a second moment - realizing a circumferential and axial winding, further reducing the thickness of the metal structure and the weight; finally, with a non-structural ternioplastic core, externally reinforced, with winding in all directions.

Nel primo caso, seppur economicamente vantaggioso, il risultato è un oggetto molto pesante; nei casi successivi vi è iin compromesso tra costi di produzione e riduzione dei pesi. L'ultimo esempio risulta il più leggero, ma presenta l'inconveniente di essere parzialmente permeabile ai gas. Ciò è inaccettabile per certi 'tipi di gas, come ad esempio il metano, l'idrogeno, l'elio e più in generale le varie miscele tossiche. Il punto critico di tali prodotti è costituito dall'anima e dall'accoppiamento di questa tra l'ogiva ed il bocchello. Infatti il bocchello deve essere realizzato in materiale metallico, per poter garantire il perfetto alloggiamento della valvola filettata; all'interfacciatra il materiale plastico e la superficie del bocchelloilgas tende a penetrare ed a produrre nel terripoun effetto di delaminazione con conseguente fuoriuscita di gas. In the first case, although economically advantageous, the result is a very heavy object; in subsequent cases there is a compromise between production costs and weight reduction. The last example is the lightest, but has the drawback of being partially permeable to gases. This is unacceptable for certain types of gas, such as methane, hydrogen, helium and more generally the various toxic mixtures. The critical point of these products is constituted by the core and by the coupling of this between the ogive and the nozzle. In fact, the nozzle must be made of metallic material, in order to guarantee the perfect housing of the threaded valve; at the interface between the plastic material and the surface of the nozzle, the gas tends to penetrate and produce a delamination effect in the earth with consequent gas leakage.

Per superare tali inconvenienti si conosce la tecnica proposta dal brevetto W020061034439<A2, per la costruzione del boccaglio di contenitori ad alta pressione dove si prevede un anello>interno di tipo elastico che è di tipo spaccato per permettere la sua dilatazione. Esso non conse d'inserire una guarnizione tra I'anima (liner) ed il materiale del boccaglio; inoltre, essendo elastico, non risulta bloccato assialmente: in particolare esso potrebbe cadere all'interno del contenitore perdendo la sua funzionalità. Il medesimo anello non potrebbe essere di tipo conico, perché tale caratteristica geometrica non favorirebbe il suo stazionamento in posizione, ma al contrario ne aumenterebbe l'instabilità assiale. La tecnica impiegata deve prevedere almeno due guarnizioni: una tra I'avvolgimento esterno ed il corpo del collare, un'altra tra I'avvolgimento esterno del boccaglio e I'anima interna (liner). Inoltre questo sistema non consente la sostituzione della guarriizione esterna tra I'avvolgimento del boccaglio e I'anima del contenitore, in quanto entrambi inglobati nel medesimo avvolgimento. To overcome these drawbacks, the technique proposed by the patent W020061034439 <A2 is known, for the construction of the mouthpiece of high pressure containers where an inner ring of elastic type is provided which is of the split type to allow its expansion. It does not allow to insert a gasket between the liner and the material of the mouthpiece; moreover, being elastic, it is not axially blocked: in particular it could fall inside the container losing its functionality. The same ring could not be of the conical type, because this geometric characteristic would not favor its stationing in position, but on the contrary it would increase its axial instability. The technique used must include at least two gaskets: one between the external winding and the body of the collar, another between the external winding of the mouthpiece and the internal core (liner). Furthermore, this system does not allow the replacement of the external seal between the mouthpiece winding and the container core, as both are incorporated in the same winding.

Facendo poi riferimento al brevetto W020071079971 A l , il sistema impiegato non permette lo smontaggio e la sostituzione della guarnizione, essendo I'avvolgimento esterno del boccaglio inglobato nel rinforzo, il che impedisce all'anello di tenuta di essere rimosso liberando la sede della guarnizione stessa. Referring then to the patent W020071079971 A1, the system used does not allow the disassembly and replacement of the gasket, since the external winding of the mouthpiece is incorporated in the reinforcement, which prevents the sealing ring from being removed, freeing the seat of the gasket itself. .

Con riferimento ai brevetti W0200510993313 A l , EP 1228862 A l e W 0 96199142, i tre sistemi proposti risultano sostanzialmente equivalenti: essi presentano la struttura metallica del boccaglio inglobata nell'anima del contenitore mediante fusione e10 colatura della materia plastica dell'anima all'interno di apposite cavità, realizzate in vario modo nella struttura metallica del boccaglio stesso. With reference to patents W0200510993313 A l, EP 1228862 A l and W 0 96199142, the three proposed systems are substantially equivalent: they have the metal structure of the mouthpiece incorporated in the core of the container by melting and pouring the plastic material of the core inside of special cavities, made in various ways in the metal structure of the mouthpiece itself.

Tutti questi sistemi noti presentano inconvenienti legati alla coesione tra le superfici metalliche e quelle plastico-polimere del liner che - sottoposte alle alte pressioni dei gas - tendono, con il tempo, a scollarsi e a far penetrare sempre di piu il gas attraverso queste interfacce. Inoltre<..i>non c'è la possibilità di intervenire sul boccaglio, per la normale manutenzione, senza doverdanneggiare inevitabilmente anche il liner. Anche nel caso dei brevetti W020061034439 A2 eW020071079971 A l , come già messo in evidenza, non è possibile la manutenzione ordinaria delle tenute per la loro eventuale sostituzione (la garanzia di efficienza del contenitore si degrada tempo e con l'utilizzo). All these known systems have drawbacks linked to the cohesion between the metal and the plastic-polymer surfaces of the liner which - subjected to high gas pressures - tend, over time, to become unstuck and to allow the gas to penetrate more and more through these interfaces. Furthermore <.. i> there is no possibility to intervene on the mouthpiece, for normal maintenance, without inevitably damaging the liner as well. Also in the case of patents W020061034439 A2 and W020071079971 A l, as already highlighted, ordinary maintenance of the seals for their eventual replacement is not possible (the guarantee of efficiency of the container degrades over time and with use).

Scopo dell'invenzione Purpose of the invention

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti riscontrati con le tecniche note, realizzando un collare o boccaglio per bombole ad alta pressione e rinforzate (in materiale corriposito) ed un procedimento costruttivo che abbia le seguenti caratterizzazioni:<->un boccaglio adatto e collegabile con certezza di tenuta indifferentemente per anime (liner) in materiale metallico e10 in materiale plastico; The purpose of the present invention is therefore to obviate the drawbacks encountered with the known techniques, by making a collar or mouthpiece for high-pressure and reinforced cylinders (made of corresponding material) and a construction process that has the following characteristics: <-> a suitable mouthpiece and can be connected with certainty of seal indifferently for cores (liner) in metallic material and 10 in plastic material;

<->i.in anello di tenuta interno e di tipo intero, non elastico spaccato, di tipo coriico, in grado di contenere una guarnizione toroidale tra il medesimo anello e l'anima della bombola; <-> i. in an internal seal ring and of the whole type, non-elastic split, of the choriic type, capable of containing a toroidal gasket between the same ring and the core of the cylinder;

<->un anello di tenuta che possa essere conico per aumentare l'adesione delle superfici interna ed esterna dell'anima rispettivamente sulla superficie esterna dell'anello e si-illa superficie interna dell'avvolgimento esterno del boccaglio; a sealing ring which can be conical to increase the adhesion of the inner and outer surfaces of the core respectively to the outer surface of the ring and to the inner surface of the outer winding of the mouthpiece respectively;

<->un anello interiio che risulti perfettamente stabile in posizione, essendo avvitato all'avvolgimento esterno del boccaglio; <-> an internal ring that is perfectly stable in position, being screwed to the external winding of the mouthpiece;

-<una forma interna dell'anello di tenuta che presenti una sede esagonale per facilitare il suo>montaggio e smontaggio; - <an internal shape of the sealing ring which has a hexagonal seat to facilitate its> assembly and disassembly;

<->la parte esterna del boccaglio che presenti una forma poligonale (ad esempio ottagonale), su cui vengono avvolti i fili di rinforzo con le resine formando un corpo unico, inglobandolo: ciò determina una formidabile coppia di serraggio, di avvitamento della valvola o rubinetto nella parte interna del boccaglio, scaricando tale coppia sul boccaglio ed il rivestimento esterno e non<sull'ariinia della borribola;><-> the external part of the mouthpiece that has a polygonal shape (for example octagonal), on which the reinforcing threads with the resins are wound forming a single body, incorporating it: this determines a formidable tightening torque, screwing the valve or tap on the inside of the mouthpiece, discharging this torque on the mouthpiece and the external coating and not <on the arinia of the borribola;>

- evitare le tensioni normalmente localizzate sull'estremità dell'anima, distribuendole su una maggiore superficie interessando sia la parte interna che esterna della stessa: nella parte interna mediante l'anello a contatto diretto sulla superficie liscia e10 filettata, cilindrica e10 coriica, e nella parte esterna mediante il corpo del boccaglio a superficie liscia e10 filettata, cilindrica e10 conic Essenza dell'invenzione - avoid the tensions normally localized on the end of the core, distributing them over a greater surface affecting both the internal and external part of the same: in the internal part by means of the ring in direct contact on the smooth e10 threaded, cylindrical and 10 cored surface, and in the external part by means of the mouthpiece body with smooth surface e10 threaded, cylindrical e10 conic Essence of the invention

Gli obiettivi del trovato vengono raggiunti secondo le caratteristiche della rivendicazione priricipale e10 di qualsiasi altra rivendicazione riportata in questo testo brevettuale, mediante la realizzazione di un collare per borribole ad alta pressione - rivestite con più strati di fili di rinforzo e resine-e l'esemplificazione del relativo procedimento di costruzione. The objects of the invention are achieved according to the characteristics of the main claim and 10 of any other claim reported in this patent text, by means of the realization of a collar for high pressure borribole - coated with several layers of reinforcing threads and resins - and the exemplification of the related construction process.

Ci si propone la realizzazione di un collare (ovvero elementi cornponibili in materiale metallico), adatto ad accoppiarsi ad i.in<l>anima (liner, costituita da lamiera sottile di acciaio o di lega leggera di alluminio o di materiale plastico), formando così un bocchello inglobato nella massa sintetica di rivestimento di rinforzo esterno, in cui alloggiare successivamente i.ina valvola di erogazione del gas, evitando perdite attraverso I1interfaccia di collegamento tra l'anima ed il bocchello stesso. We propose the creation of a collar (or elements available in metal material), suitable for coupling to i.in <l> core (liner, consisting of thin sheet steel or light aluminum alloy or plastic material), forming thus a nozzle incorporated in the synthetic mass of external reinforcement coating, in which the gas delivery valve is subsequently housed, avoiding leaks through the connection interface between the core and the nozzle itself.

In una prima soluzione, la parte interna del bocchello e costituita da un anello di forma tubolare cilindrico in materiale metallico e presenta la prima parte superiore interna filettata ed adatta ad ospitare una valvola per avvitamento; la seconda parte risulta ovviamente forata e sagomata (in sezione trasversale) a forma di esagono, allo scopo di poterla estrarre con una chiave esagonale per la sua manutenzione, essendo questa avvitata al secondo elemento esterno del bocchello. Nella prima parte esterna dell'anello si trova una filettatura per Ilavvitamento al secondo elemento del bocchello. Più in basso la superficie esterna risulta perfettamente liscia ed interrotta da una scanalatura anulare atta ad ospitare una guarnizione toroidale: detta superficie aderirà all'anima della bombola (in lamiera metallica o plastica). In a first embodiment, the internal part of the nozzle is constituted by a cylindrical tubular shaped ring made of metal material and has the first internal upper part threaded and suitable for housing a valve for screwing; the second part is obviously perforated and shaped (in cross section) in the shape of a hexagon, in order to be able to extract it with a hexagonal key for its maintenance, since it is screwed to the second external element of the nozzle. In the first external part of the ring there is a thread for screwing to the second element of the nozzle. Lower down, the external surface is perfectly smooth and interrupted by an annular groove suitable for housing a toroidal gasket: this surface will adhere to the core of the cylinder (in metal or plastic sheet).

Il corpo esterno del bocchello, realizzato anch'esso in metallo, o secondo elemento componente del bocchello è così conformato: nella prima parte interna superiore si trova una filettati-ira per I'avvitamento dell'anello interno; nella secoiida parte si trova un incavo cilindrico a I'anima, ed in un successivo ed ampio allargamento di materiale assottigliato, formando così un'ampia superficie di appoggio sull'anima stessa. Nella parte esterna di tale elemento e prevista una prima parte semplicemente cilindrica, che si allarga formando una configurazione di sezione poligonale (ad eserripio ottagonale) a dente sporgente, per poi rastremarsi sino a raggiungere la parte finale dell'elemento. The external body of the nozzle, also made of metal, or the second component element of the nozzle, is shaped as follows: in the first upper internal part there is a threaded screw for screwing the internal ring; in the second part there is a cylindrical recess in the core, and in a subsequent and large enlargement of thinned material, thus forming a large support surface on the core itself. In the external part of this element a first simply cylindrical part is provided, which widens forming a polygonal section configuration (for example octagonal) with protruding tooth, and then tapers until it reaches the final part of the element.

Questa soluzione permette l'estrazione completa dell'elemento interno ad anello per eseguire la manutenzione ovvero il controllo e10 la sostituzione della guarnizione di tenuta interna. This solution allows the complete extraction of the internal ring element to perform maintenance or control and replacement of the internal sealing gasket.

Il procedimento per il ,fissaggio del bocchello all'anima della bombola e il seguente: innanzitutto si prende la guarnizione toroidale esterna e la si posiziona entro l'apposita sede dell'elemento esterno del bocchello; si avvicina detto elemento esterno all'ariima della borribola facendolo aderire perfettamente; si inserisce l'altra guarnizione interna nell'apposita sede dell'elemento interno ad anello; si avvita completamente lo stesso al corpo esterno del bocchello, racchiudendo tra gli elementi componibili l'anima; infine si esegue I'avvolgitura esterna di rinforzo a più stra,ti di fili e resine, inglobando - in particolare - la parte esterna con maggiore sovra-spessore in prossimità dell'elemento esterno del bocchello, coprendo anche la conformazione poligonale. The procedure for fixing the nozzle to the core of the cylinder is the following: first of all the external toroidal gasket is taken and positioned within the appropriate seat of the external element of the nozzle; the external element is brought closer to the air of the borribola making it adhere perfectly; the other internal gasket is inserted in the appropriate seat of the internal ring element; it is completely screwed to the external body of the nozzle, enclosing the core between the modular elements; finally, the external reinforcement wrapping with several layers of threads and resins is carried out, incorporating - in particular - the external part with greater over-thickness near the external element of the nozzle, also covering the polygonal conformation.

Il prodotto così ottenuto risulta tecnicamente perfetto: un bocchello che evita la delaminazione del gas anche ad alta pressione tra I'anima della bombola e le pareti di contatto del bocchello stesso, grazie anche alle due gi~arnizioni toroidali, interne ed esterne all'anima stessa, e l'ampio spessore di avvolgitura con fili di rinforzo e resine in prossimita della zona di attacco del bocchello all'anima della bombola. The product thus obtained is technically perfect: a nozzle that prevents gas delamination even at high pressure between the core of the cylinder and the contact walls of the nozzle itself, thanks also to the two toroidal joints, internal and external to the core. itself, and the large thickness of the wrapping with reinforcing threads and resins in the vicinity of the area of attachment of the nozzle to the core of the cylinder.

In una seconda soluzione, la parte interna del bocchello risulta essere diversa nella sua forma interna inferiore: anziché terminare in modo cilindrico, essa si allarga aumentando di diametro e seguendo la raccordatura de'anima della bombola, presentando due sedi di alloggiamento guarnizione (una sul tratto cilindrico e l'altra a diametro più ampio sul tratto finale di contatto identico al primo caso già esemplificato. Questa soluzione risulta non smontabile, per ci.ii non è possibile la sua manutenzione; risulta indicata nel caso di costruzione di borribole con giuntura dell'anima lungo la parte longitudinale della bombola stessa. In a second solution, the internal part of the nozzle is different in its lower internal shape: instead of ending in a cylindrical way, it widens, increasing in diameter and following the connection of the cylinder core, presenting two gasket housing seats (one on the cylindrical section and the other with a wider diameter on the final contact section identical to the first case already exemplified. This solution cannot be dismantled, therefore its maintenance is not possible; it is indicated in the case of construction of borribole with joint core along the longitudinal part of the cylinder itself.

Ne consegue che l'applicazione del bocchello all'anima risi.ilta diversa rispetto all'esempio precedente, in quanto l'elemento interno del bocchello dotato di due guarnizioni toroidali viene inserito dalla parte interna della bombola (e non è più estraibile) e viene fatto aderire alla parte terrriinale dell'anima: viene poi avvitato si.ill'esterno alla seconda parte esterna del bocchello, la quale non presenta sedi di guarriiziorii di tenuta. Serrati i due elementi componibili del bocchello si racchiude tra essi, contemporaneamente, la parte terminale dell'ariima della bombola. Si esegue successivamente l'ampia avvolgitura esterna, con fili di rinforzo e resine, dell'intera zona di attacco del bocchello e dell'intera bombola. It follows that the application of the nozzle to the core is different from the previous example, since the internal element of the nozzle equipped with two toroidal seals is inserted from the inside of the cylinder (and is no longer removable) and is made to adhere to the terrestrial part of the core: it is then screwed on the outside to the second external part of the nozzle, which has no sealing seats. When the two modular elements of the nozzle are tightened, the terminal part of the cylinder air is simultaneously enclosed between them. The wide external wrapping is then carried out, with reinforcing threads and resins, of the entire attachment area of the nozzle and of the entire cylinder.

Lllteriore variante al presente trovato riguarda la possibilità di eseguire sulla parte terminale dell'anima della bombola, sia essa in metallo od in plastica e dotata di uno spessore sufficiente, una filettatura iiiteriia ed una esterna. Quella esterna serve a poter avvitare su di essa l'elemento esterno del bocchello (in questo modo non serve una ulteriore guarnizione di tenuta), mentre quella interna serve a poter avvitare (previo inserimento nell'apposita sede della guarnizione interna) l'anello interno componente il bocchello. Così facendo si racchiude la parte terminale dell'ariima della A further variant to the present invention relates to the possibility of making a secondary and an external thread on the terminal part of the core of the cylinder, be it metal or plastic and having a sufficient thickness. The external one is used to be able to screw on it the external element of the nozzle (in this way an additional sealing gasket is not needed), while the internal one is used to screw the internal ring (after inserting it into the appropriate seat of the internal gasket) component the nozzle. In this way the terminal part of the ariima of the

<1>bombola tra i due elementi del bocchello: successivamente si effettua Iavvolgitura esterna (di ampio spessore) dei fili di rinforzo e10 resina sintetica, coprendo completamente la zona di unione tra bocchello ed anima. <1> cylinder between the two elements of the nozzle: subsequently the external (thick) wrapping of the reinforcing threads and 10 synthetic resin is carried out, completely covering the connection area between the nozzle and the core.

Altra variante al presente trovato consiste nel fatto che le due filettature - esterna ed interna -della parte terminale dell'anima della borribola, risultano di tipo conico, corrispondendo così anche aquelle dell'elemento esterno e dell'elemento interno ad anello costituenti il bocchello. Tale particolarità esecutiva migliora la tenuta e l'efficienza nel tempo della bombola. Another variant of the present invention consists in the fact that the two threads - external and internal - of the terminal part of the core of the borribola, are of the conical type, thus also corresponding to those of the external element and of the internal ring element constituting the nozzle. This executive peculiarity improves the tightness and efficiency of the cylinder over time.

Il trovato raggiunge gli scopi preposti ossia: siiperare gli svantaggi conosciuti nel settorde;." garantire la tenuta nel tempo mediante l'impiego di un boccaglio coniporiibile in due parti metalliche che racchiudono la parte terminale dell'anima della bombola, evitando la delaminazione del gas anche ad alta pressione; permettere la realizzazione di bombole ad alta pressione abbassando notevolmente il loro peso, agevolando così la loro manipolazione ed il loro trasporto; permettere in alcune soluzioni descritte I'intercambiabilità della parte interna ad anello, facilitando la manutenzione e dando la possibilità di sostituire la guarnizione di tenuta interna. The invention achieves the intended aim and objects, namely: overcoming the disadvantages known in the septorde; also at high pressure; allow the creation of high pressure cylinders by considerably lowering their weight, thus facilitating their handling and transport; in some solutions described, allowing the interchangeability of the internal ring part, facilitating maintenance and giving the possibility to replace the internal sealing gasket.

Illustrazione dei disegni Illustration of the drawings

Quattro soluziorii secondo la presente invenzione vengono rappresentate a titolo esemplificativo preferenziale, peraltro non limitativo, nelle cinque tavole di disegno allegate, ove: Four solutions according to the present invention are represented by way of preferential example, however not limiting, in the five attached drawing tables, where:

- la Fig.1 mostra, in vista di sezione di fronte, una bombola ad alta pressione composta da un<l>anima in lamiera di metallo od in plastica rivestita e10 rinforzata con fili e resine, mettendo in evidenza la zona del collare o boccaglio componibile dotato di una sola guarnizione di tenuta nella parte interna, ed anello componente estraibile; - Fig. 1 shows, in section view from the front, a high pressure cylinder composed of a metal sheet or e10 coated plastic core reinforced with threads and resins, highlighting the area of the collar or mouthpiece modular with only one seal on the inside, and extractable component ring;

- la Fig. 2 mostra, in vista di sezione trasversale e di pianta, il boccaglio con l'elemento interno componibile porta guarnizione di tipo ad anello ed estraibile, avente due guarnizioni (una sul lato interno ed una sul lato esterno della parte terminale dell'anima); - Fig. 2 shows, in cross-section and plan view, the mouthpiece with the modular internal element holding ring-type and removable gasket, having two gaskets (one on the internal side and one on the external side of the terminal part of the 'soul);

-la Fig. 3 mostra, in vista di sezione trasversale e di pianta, il boccaglio componibile dotato di elemento interno con due guarnizioni di tenuta, di tipo non estraibile ed inseribile solo dall'interno della bombola in fase di costruzione; Fig. 3 shows, in cross-section and plan view, the modular mouthpiece equipped with an internal element with two sealing gaskets, of the non-removable type and which can only be inserted from the inside of the cylinder during construction;

- la Fig.4 mostra, in vista di sezione trasversale e di pianta, il boccaglio coriiporiibile con elemento interno anulare estraibile, con la parte terminale dell'anima della bombola filettata sia nella parte esterna che interna; - Fig. 4 shows, in cross-section and plan view, the coriiporiibile mouthpiece with removable annular internal element, with the end part of the cylinder core threaded both in the external and internal part;

- la Fig.5 mostra, in vista di sezione trasversale e di pianta, il boccaglio componibile similmente allafigura precedente, avente però le filettature esterna ed interna della parte terminale dell'anima di tipoconico, ed analoghe filettature sulle rispettive superfici dei due componenti il boccaglio. - Fig. 5 shows, in cross-section and plan view, the modular mouthpiece similar to the previous figure, but having the external and internal threads of the terminal part of the conical type core, and similar threads on the respective surfaces of the two components of the mouthpiece .

Come si rileva dalle varie figure, il collare o boccaglio per bombole ad alta pressione viene applicato alla parte terminale dell'anima (2) della bombola (l), costruita in lamiera d'acciaio od in lega leggera od in plastica od in materiale sintetico, rinforzata esternamente con una pluralità di strati in materiale corriposito (3), quali ,fili di rinforzo annegati in resine sintetiche che vanno ad inglobare il boccaglio (4) nella massa costituente la bombola ad alta pressione. As can be seen from the various figures, the collar or mouthpiece for high pressure cylinders is applied to the terminal part of the core (2) of the cylinder (l), made of sheet steel or light alloy or plastic or synthetic material , reinforced externally with a plurality of layers of corresponding material (3), such as reinforcement threads embedded in synthetic resins which incorporate the mouthpiece (4) in the mass constituting the high pressure cylinder.

Il trovato viene rappresentato nelle soluzioni costruttive dei vari tipi di boccaglio (4), formati da vari elementi componibili tra loro, in modo da garantire la tenuta ed evitare la delaminazione del gas (in pressione) conteiiuto nelle borribole stesse. The invention is represented in the constructive solutions of the various types of mouthpiece (4), formed by various elements which can be assembled together, so as to guarantee the seal and avoid the delamination of the gas (under pressure) contained in the borribole itself.

Innanzitutto, il boccaglio (4) e composto da due parti metalliche lavorate con precisione, di cui una parte esterna (4.1) ed una parte interna (4.2), coassiali ed entrambe anulari, avvitabili ed unibili tra esse, grazie alla filettatura interna dell'elemento esterno ed alla filettati.ira esterna dell'elemento anulare interno. Tra dette parti rimane uno spazio inferiore idoneo a contenere, racchiudere e serrare la parte terminale dell'anima (liner) (2) della bombola. First of all, the mouthpiece (4) is composed of two precision-machined metal parts, of which an external part (4.1) and an internal part (4.2), coaxial and both annular, can be screwed and joined together, thanks to the internal thread of the external element and to the external thread of the internal annular element. Between said parts there remains a lower space suitable for containing, enclosing and tightening the terminal part of the core (liner) (2) of the cylinder.

Sulla parte superiore interna dell'anello interno (4.2) è prevista una filettatura per bloccare una valvola o rubinetto di erogazione del gas contenuto nella borribola (1). Inoltre, sulla parte esterna inferiore dell'elemento ad anello (4.2) e prevista almeno una sede anulare (7) per contenere almeno i-ina guarnizione toroidale (5) che va a contatto diretto con la parte interna dell'anima della bombola (2). Detto anello risulta rimovibile e sfilabile all'occorrenza per eseguire la manutenzione o la sostituzione della guarnizione (5). A thread is provided on the upper internal part of the inner ring (4.2) to lock a valve or tap for supplying the gas contained in the borribola (1). Furthermore, on the lower external part of the ring element (4.2) there is at least one annular seat (7) to contain at least one toroidal gasket (5) which comes into direct contact with the internal part of the cylinder core (2 ). Said ring can be removed and removed if necessary to carry out maintenance or replacement of the gasket (5).

Per facilitare il serraggio di tale anello al corpo esterno (4.1) del boccaglio e10 la sua rimozione, è prevista nella parte centrale forata una sede sagomata - per esempio ad esagono (9) -per poter esercitare uiia coppia di forza con l'inserimento di un'apposita chiave. Sempre per la<medesima ragione l'elemento esterno del boccaglio presenta sulla parte esterna superiore, sulla>chiave e quindi poter esercitare una maggiore efficacia nell'azione di serraggio o sbloccaggio tra i detti due elementi componenti il boccaglio. Sulla parte centrale inferiore dell'elemento esterno (4.1) è prevista una configurazione poligonale (ad esempio ottagonale) (8) avente lo scopo di poter fornire maggiore superficie resistente alla rotazione assiale, dopo I'avvolgitura a più strati con fili di rinforzo e resine. To facilitate the tightening of this ring to the external body (4.1) of the mouthpiece and its removal, a shaped seat is provided in the central perforated part - for example with a hexagon (9) - to be able to exert a torque of force with the insertion of a special key. Always for the same reason the external element of the mouthpiece has on the upper external part, on the key and therefore being able to exert greater effectiveness in the tightening or unlocking action between said two elements making up the mouthpiece. On the lower central part of the external element (4.1) there is a polygonal configuration (for example octagonal) (8) with the purpose of being able to provide a greater surface resistant to axial rotation, after wrapping in several layers with reinforcing threads and resins .

Il relativo procedimento di realizzazione del collare ed il suo fissaggio all'anima della bombola (in metallo o plastica), comprende: l'inserimento della guarnizione (5) nella sede (7) dell'elemento interno (4.2); poi si posiziona lo stesso s~illa parte terminale interna dell'anima (2) della borribola (1); quindi si avvita con uii forte serraggio I'elemento esterno (4.1) del boccaglio (4) all'elemento interno (4.2)' racchiudendo così I'anima della bombola; a serraggio avvenuto, si esegue I'avvolgitura esterna a più strati di fili di rinforzo e resine, formando un sostanziale spessore di materiale composito (3) coprente ed inglobante la parte esterna sagomata (8). The related manufacturing process of the collar and its fixing to the cylinder core (in metal or plastic) includes: inserting the gasket (5) in the seat (7) of the internal element (4.2); then the same internal end part of the core (2) of the borribola (1) is positioned; then the external element (4.1) of the mouthpiece (4) is screwed with a strong tightening to the internal element (4.2) thus enclosing the core of the cylinder; after tightening, the external wrapping is carried out in several layers of reinforcing threads and resins, forming a substantial thickness of composite material (3) covering and incorporating the external shaped part (8).

Dopo questa soluzione di esecuzione, viene illustrata in Fig.2 una variante in cui si prevede in alternativa la possibilità di eseguire sull'elemento esterno (4.9) del boccaglio, una sede anulare (7) sulla parte interna, in contrapposizione a qi~ella ricavata sull'elemento interno (4.2) del boccaglio, al fine di poter inserire anche esternamente all'ariima (2) una guarriizione anulare di tenuta (5). Anche in questo caso il componente interno (4.2) del boccaglio è del tipo estraibile per la manutenzione. After this embodiment solution, a variant is shown in Fig. 2 in which it is possible to alternatively provide an annular seat (7) on the inner part on the outer element (4.9) of the mouthpiece, as opposed to qi ~ ella obtained on the internal element (4.2) of the mouthpiece, in order to be able to insert an annular sealing gasket (5) also externally to the air (2). Also in this case the internal component (4.2) of the mouthpiece is of the removable type for maintenance.

Nella terza rappresentazione viene illustrata una soluzione diversa dalle precedenti, in cui l'elemento interno (4.3) del boccaglio risulta essere non estraibile ed è applicabile solo dalla parte interna dell'anima della bombola (nel caso di bombole di luiighezza notevole dove è prevista una saldatura delle due parti dell'anima costituente). Detto elemento (4.3) risulta avere la parte inferiore che si allarga in modo circolare per cui non è sfilabile attraverso l'apertura del boccaglio. Presenta due sedi anulari (7) consecutive sul lato di contatto con l'anima (2) della bombola. una sulla parte cilindrica e l'altra sulla parte inclinata della detta anima.. In questo caso l'elemento esterno (4.4) è identico all'elemento (4.1) di cui alla prima rappresentazione. The third representation illustrates a solution different from the previous ones, in which the internal element (4.3) of the mouthpiece is non-removable and can be applied only from the internal part of the cylinder core (in the case of cylinders of considerable length where a welding of the two parts of the constituent core). Said element (4.3) has the lower part that widens in a circular way so that it cannot be removed through the mouthpiece opening. It has two consecutive annular seats (7) on the side in contact with the core (2) of the cylinder. one on the cylindrical part and the other on the inclined part of said core. In this case the external element (4.4) is identical to the element (4.1) referred to in the first representation.

La quarta rappresentazione risulta essere una variante alla prima rappresentazione cori la sola diversità nella parte terminale dell'anima (2); infatti essa presenta, sia nella parte interna che in quella esterna, una filettatura (6) analogamente nelle rispettive zone dei due elementi componibili il boccaglio (4), parte interna (4.5) e parte esterna (4.6). The fourth representation turns out to be a variant of the first representation with only the difference in the terminal part of the core (2); in fact it has, both in the internal and in the external part, a thread (6) similarly in the respective areas of the two modular elements the mouthpiece (4), internal part (4.5) and external part (4.6).

Infine, la quinta rappresentazione è simile alla precedente con la sola variante che le ,filettature-sia sui tratti terminali dell'anima (6.1) che nei due componenti del boccaglio, interno (4.8) ed esterno (4.7) - sono di tipo conico, come quelle usate comunemente nel settore idraulico. In questo caso, più si stringono gli elementi in gioco tra loro (elementi del boccaglio ed anima della bornbola), più le parti si autoincastrano garantendo al massinio la tenuta tra le parti, evitando così la delaminazione del gas contenuto. Finally, the fifth representation is similar to the previous one with the only variant that the threads - both on the terminal sections of the core (6.1) and in the two components of the mouthpiece, internal (4.8) and external (4.7) - are of the conical type, such as those commonly used in the plumbing sector. In this case, the more the elements in play tighten together (elements of the mouthpiece and the soul of the bornbola), the more the parts fit together, guaranteeing the seal between the parts, thus avoiding delamination of the contained gas.

Naturalmente, l'invenzione non è limitata agli esempi di realizzazione sopradescritti, a partire dai quali si potranno prevedere altre forme ed altri modi di realizzazione, ed i particolari di esecuzione potranno comunque variare senza per ciò uscire dall'essenza dell'invenzione così come enunciata e di seguito rivendicata. Naturally, the invention is not limited to the examples of embodiment described above, starting from which other forms and other embodiments can be provided, and the details of execution can in any case vary without thereby departing from the essence of the invention as stated. and hereinafter claimed.

Claims (1)

R I V E N D I C A Z I O N I 1A Collare per bombole ad alta pressione e procedimento per la sua costruzione bombole realizzate con anima interna in lamiera di materiale metallico o in materiale plastico e rivestite esternamente a più strati con fili di rinforzo e resine - caratterizzato dal fatto che: - risulta composto da due elementi, componibili tra loro, formanti il boccaglio (4): una parte interna (4.2) a forma di anello cilindrico, la cui parte superiore presenta una filettatura esterna per avvitarsi alla parte esterna (4.1) ed una filettatura interna per avvitare una valvola o rubinetto di erogazione; una parte esterna (4.1), avente la prima parte superiore ad anello cilindrico e terminante inferiormente in modo allargato a flangia circolare inclinata e raccordata, presentante nella parte superiore interna una filettatura avvitabile a quella ricavata sul componente interno; - tali due elementi componibili (4.1) e (4.2), formanti il boccaglio (4) o collare, sono realizzati in materiale metallico e, ad accoppiamento avvenuto, determinano lino spazio sufficiente per racchiudere, contenere e serrare tra essi l'anima (2) (liner) della bombola (1); - almeno uno dei due elementi componibili costituenti il boccaglio (4) presenta almeno una sede o scanalatura anulare (7) sulla superficie a contatto con l'anima (2) della bombola (1) adatta ad ospitare una guarnizione toroidale (O-ring o a labbro) ; - l'elemento componibile esterno del boccaglio (4) viene ulteriormente bloccato all'anima (2) della bombola mediante avvolgitura esterna, a più strati, di fili di rinforzo e resine (materiali compositi) inglobandolo, quasi totalmeiite, nella niassa della bombola . 2A Procedimento per il fissaggio del collare (di cui alla IA rivendicazione) al corpo della bombola (realizzata impiegando materiali compositi), caratterizzato da: inserimento della guarnizione di tenuta nell'apposita sede ricavata sull'elemento componibile interno del collare stesso, o delle guarnizioni di tenuta sugli elementi costituenti il boccaglio (4); accostamento dello stesso in aderenza sulla parte terminale interna dell'anima (2) della bombola (1); avvitamento del secondo elemento componibile del boccaglio (quello esterno) al primo, serrando in tal modo la parte terminale dell'anima (2); avvolgimento della parte esterna del boccaglio con una sequenza di ripetuti strati di fili di rinforzo (fibre di vetro ed equivalenti) e resine durante la fase finale di costruzione dell'intera bombola di tipo leggero, ottenuta mediante avvolgitura dell'anima (in lamiera metallica o plastica e simili) con materiali compositi (fili di rinforzo e resine sintetiche). 3A Collare secondo una o più delle rivendicazioni precederiti, caratterizzato dal fatto che l'elemento interno a forma anulare (4.2)(4.5)(4.8) e di tipo estraibile, smontabile e rimontabile, mediante svitatiira-avvitatura, per facilitare la manutenzione e la sostituzione della o delle guarnizioni anulari di tenuta in esso contenute. 4" Collare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la parte centrale dell'elemento ad anello interno (4.2)(4.3)(4.5)(4.8) del boccaglio (4) presenta una sede assiale sagomata interna (9) (ad esempio esagonale), atta a ricevere una chiave per facilitare l'azione di serraggio e10 smontaggio con la rispettiva parte esterna(4.1)(4.9)(4.4)(4.6)(4.7). 5" Collare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'elemento interno (4.3) del boccaglio (4) non è estraibile attraverso l'apertura centrale, in quanto<esso è>a forma svasata nella parte interna - allargandosi circonferenzialmente - e presenta almeno due sedi (7) di contenimento guarnizioni (5), una sulla parte cilindrica ed una sulla parte allargata, a contatto diretto con l'anima (2) della bombola ( l ) . 6A Collare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi costituenti (4.6) e (4.5) il boccaglio (4), presentano rispettive filettati~re interna-esterna a contatto diretto con l'estremità dell'anima (2.1) anch'essa filettata (6), sia nella parte terrrrinale interna che esterna. 7" Collare secondo la rivendicazione 6", caratterizzato dal fatto che le filettature, sia sulla parte terminale dell'anima (2.2) (esterna e interna) sia sugli elementi (4.7) e (4.8) del boccaglio (4), sono di tipo conico (6.1). 8" Collare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'elemento esterno (4.9) del boccaglio (4), nella parte interna a contatto con l'anima (Z), presenta almeno una sede scanalata (7) idonea ad ospitare una appropriata guarnizione toroidale (5).R I V E N D I C A Z I O N I 1A Collar for high pressure cylinders and procedure for its construction cylinders made with an internal core in sheet metal or plastic material and externally coated in several layers with reinforcing threads and resins - characterized by the fact that: - it is composed of two elements, which can be assembled together, forming the mouthpiece (4): an internal part (4.2) in the shape of a cylindrical ring, the upper part of which has an external thread to screw to the external part (4.1) and an internal thread to screw a dispensing valve or tap; an external part (4.1), having the first upper part as a cylindrical ring and terminating at the bottom in a widened way with an inclined and joined circular flange, having in the upper internal part a thread that can be screwed to that obtained on the internal component; - these two modular elements (4.1) and (4.2), forming the mouthpiece (4) or collar, are made of metallic material and, once the coupling has taken place, provide sufficient space to enclose, contain and clamp the core (2 ) (liner) of the cylinder (1); - at least one of the two modular elements making up the mouthpiece (4) has at least one annular seat or groove (7) on the surface in contact with the core (2) of the cylinder (1) suitable for housing a toroidal gasket (O-ring or lip) ; - the external modular element of the mouthpiece (4) is further blocked to the core (2) of the cylinder by means of external wrapping, in several layers, of reinforcing threads and resins (composite materials), incorporating it, almost completely, in the cylinder shaft. 2A Procedure for fixing the collar (as per claim IA) to the body of the cylinder (made using composite materials), characterized by: insertion of the sealing gasket in the appropriate seat obtained on the internal modular element of the collar itself, or of the gaskets sealing on the elements making up the mouthpiece (4); approaching it in adherence to the internal end part of the core (2) of the cylinder (1); screwing the second modular element of the mouthpiece (the external one) to the first, thus tightening the end part of the core (2); winding of the external part of the mouthpiece with a sequence of repeated layers of reinforcing threads (glass fibers and equivalents) and resins during the final phase of construction of the entire light-type cylinder, obtained by wrapping the core (in metal sheet or plastic and the like) with composite materials (reinforcing threads and synthetic resins). 3A Collar according to one or more of the preceding claims, characterized in that the internal annular element (4.2) (4.5) (4.8) is of the extractable, removable and reassembled type, by unscrewing-screwing, to facilitate maintenance and replacement of the annular seal (s) contained therein. 4 "Collar according to one or more of the preceding claims, characterized in that the central part of the inner ring element (4.2) (4.3) (4.5) (4.8) of the mouthpiece (4) has an internal shaped axial seat (9) (e.g. hexagonal), suitable for receiving a key to facilitate the tightening and disassembly action with the respective external part (4.1) (4.9) (4.4) (4.6) (4.7). 5 "Collar according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that the inner element (4.3) of the mouthpiece (4) cannot be removed through the central opening, since it has a flared shape on the inside - widening circumferentially - and has at least two seats (7) for containing gaskets (5), one on the cylindrical part and one on the enlarged part, in direct contact with the core (2) of the cylinder (1). 6A Collar according to one or more of the preceding claims, characterized in that the elements constituting (4.6) and (4.5) the mouthpiece (4), have respective internal-external threadings in direct contact with the end of the core (2.1 ) also threaded (6), both in the internal and external terrrinal part. 7 "Collar according to claim 6", characterized in that the threads, both on the end part of the core (2.2) (external and internal) and on the elements (4.7) and (4.8) of the mouthpiece (4), are of the conical (6.1). 8 "Collar according to one or more of the preceding claims, characterized in that the external element (4.9) of the mouthpiece (4), in the internal part in contact with the core (Z), has at least one suitable grooved seat (7) to house an appropriate O-ring (5).
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