ITMI972008A1 - Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione avente caratteristiche di tenuta migliorate - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione avente caratteristiche di tenuta migliorate. Più particolarmente, il trovato riguarda un raccordo per tubi spiralati e trecciati.

Come è noto, nel campo dei tubi ad alta pressione vengono generalmente impiegati tubi realizzati con un sottostrato in gomma su cui è applicato un rivestimento di rinforzo fatto di acciaio o filati tessili e sul quale è disposta un'ulteriore copertura in gomma.

Per la connessione fra loro o ad apparecchiature di tali tubi ad alta pressione vengono impiegati raccordi costituiti da un inserto in corrispondenza delle cui estremità vengono inseriti i tubi da raccordare, e da una ghiera di bloccaggio inseribile su un'estremità dell'inserto a guisa di manicotto per realizzare l'ancoraggio del tubo al raccordo.

Il raccordo per tubi ad alta pressione in cui ad esempio scorre un fluido quale olio, pertanto deve garantire sia l'ancoraggio al tubo che la tenuta. Deve essere in grado di resistere alle sollecitazioni indotte dal flusso di fluido ad alta pressione che scorre all'interno dei tubi, evitandone l'infiltrazione tra sottostrato ed inserto con seguenti perdite di olio all'esterno.

Inoltre, dato che la pressione interna al tubo tenderebbe a far fuoriuscire l'inserto dall'estremità del tubo in cui esso è inserito, viene prevista una ghiera dotata internamente di un profilo a denti per realizzare l'ancoraggio, andando a contattare il rinforzo in materiale metallico o tessile mediante serraggio circonferenziale.

I denti della ghiera possono andare a forare la copertura esterna in gomma del tubo ad alta pressione, oppure quest'ultima può addirittura essere rimossa in modo tale che i denti della ghiera appoggino direttamente contro il rinforzo in metallo o materiale tessile.

In questo tipo di raccordi si ha un primo inconveniente dovuto al fatto che il fluido in pressione che scorre entro tali tubi può riuscire a vincere la forza di contatto della ghiera e quindi si innesca una perdita di fluido che passa tra la gomma e l'inserto.

L'inserto di tipo convenzionale ha generalmente rigature quadre disposte sulla sua superficie esterna per consentire che il sottostrato in gomma del tubo ad alta pressione entri nelle cavità definite dalla rigatura quadra e si comporti come un O'ring.

Gli inconvenienti sorgono in corrispondenza degli spigoli esterni, ossia sui raccordi della rigatura dove possono innescarsi rotture la cui tendenza alla propagazione è poi inarrestabile.

Infatti, la pressione della ghiera sullo strato di copertura esterno del tubo di gomma, in fase di serraggio, provoca una traslazione del tubo sottostante e una sua parziale fuoriuscita, data la incompressibilità della gomma, generando quindi una sollecitazione di trazionenel sottostrato che pertanto è suscettibile di lacerazioni circonferenzialì.

Le scanalature della superficie esterna dell'inserto sono delle discontinuità in cui si concentrano sollecitazioni e deformazioni, suscettibili di accelerare la propagazione della lacerazione in condizioni di utilizzo.

Inoltre, sotto pressione, il tubo di gomma si deforma e passa dal muoversi nella regione immediatamente precedente l'inserto al bloccarsi sotto l'inserto. Questo provoca ulteriori sollecitazioni cicliche sugli spigoli delle scanalature dell'inserto aggiungendo una componente dinamica a quella statica già presente.

In definitiva, sorgono due esigenze contrastanti: da un lato occorre scavare profondamente l'inserto per garantire una tenuta ottimale, mentre dall'altro sarebbe auspicabile avere un profilo dell'inserto sostanzialmente liscio per evitare l'accumulo di sollecitazioni in corrispondenza degli spigoli delle scanalature, in particolare in corrispondenza dello spigolo a monte rispetto al tratto terminale dell'inserto.

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione in cui le caratteristiche di tenuta ed affidabilità siano migliorate rispetto a raccordi di tipo noto.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione in cui lo scorrimento assiale della gomma del tubo sia facilitato in fase di pressatura della ghiera, evitando ristagno, impuntamento e lacerazione del materiale.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione in cui una delle due discontinuità di rigature adiacenti possa essere eliminata per ridurre la concentrazione di sollecitazioni.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione in cui l'inserto sia adattabile ad una pluralità di ghiere di tubi e di serraggi differenti, in quanto si avvicina allo schema ideale di inserto liscio.

Ancora un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione in cui il serraggio della ghiera consenta una migliore distribuzione delle sollecitazioni.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi e altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un raccordo per tubi di gomma ad alta pressione, comprendente un inserto su cui è destinato ad essere infilato un tubo di gomma ad alta pressione e una ghiera di serraggio per il bloccaggio del tubo di gomma attorno all'inserto, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta sulla sua superficie esterna, in una sua regione sostanzialmente mediana, almeno una scanalatura asimmetrica con inclinazione verso il tratto di uscita dell'inserto, per guidare la distribuzione delle tensioni localizzate ed evitare il rischio di lacerazioni del sottostrato elastomerico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del raccordo secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig. 1 illustra un inserto facente parte del raccordo secondo il presente trovato;

la Fig. 2 illustra una ghiera facente parte del raccordo secondo il presente trovato; e

la Fig. 3 illustra un dettaglio del profilo di una delle scanalature presenti sulla superficie esterna dell'inserto nel raccordo secondo il presente trovato.

Con riferimento alle figure citate, il raccordo secondo il trovato comprende un inserto 1, illustrato nella Fig. 1, e una ghiera 2, illustrata nella Fig. 2.

L'inserto 1 è costituito da un corpo sostanzialmente cilindrico che presenta sulla sua superficie esterna almeno una scanalatura con inclinazione verso l'estremità di introduzione dell'inserto 1 nel tubo di gomma (non illustrato).

Vantaggiosamente, si è trovato ottimale prevedere un numero di scanalature variabile da 1 a 6 a seconda della dimensione dell'inserto, ma può essere previsto un numero differente di scanalature secondo convenienza.

Le scanalature, indicate dal numero di riferimento 3, hanno un profilo come illustrato in dettaglio nella Fig. 3. Ciascuna scanalatura 3 ha quindi, da monte a valle dell'inserto, un primo tratto rettilineo 4 parallelo all'asse dell'inserto, un primo tratto inclinato 5 raccordato secondo un profilo curvo al primo tratto rettilineo e pure con un profilo curvo ad un secondo tratto inclinato 6 che a sua volta si raccorda con un secondo tratto rettilineo 7 pure parallelo all'asse dell'inserto.

Il punto più profondo della scanalatura 3 è disposto asimmetricamente rispetto alla mezzeria della scanalatura.

L'inclinazione a del secondo tratto inclinato rispetto al secondo tratto rettilineo può essere variabile da 1 a 30 gradi.

Le scanalature 3 sono disposte in una regione centrale della porzione dell’inserto 1 destinata ad essere inserita nel tubo di gomma e sono precedute a monte da una pluralità di microscanalature 12 a profilo quadro, di tipo tradizionale, e.a valle da un tratto cilindrico conico 8 che permette alla mobilità del tubo di gomma di smorzarsi gradualmente.

Il tratto cilindrico conico consente quindi alle contrazioni cicliche del tubo di gomma di smorzarsi gradualmente.

Le microscanalature di profilo più tradizionale hanno lo scopo di realizzare una tenuta aggiuntiva a labirinto che diventa efficace prevalentemente in condizioni di avanzato invecchiamento.

La ghiera 2 è invece sagomata con un profilo ad anelli a diametro esterno crescente dalla regione 9 destinata ad essere posizionata in corrispondenza dell'ultima scanalatura 13 alla regione 10 destinata ad attestarsi contro la flangia 11 dell'inserto 1.

Il tratto inclinato 6 di ciascuna delle scanalature 3 provvede inoltre ad aumentare la tenuta alle infiltrazioni di fluido in quanto la compressione radiale esercitata dalla ghiera 2 sul tubo ad alta pressione inserito sull'inserto 1, agendo su un piano inclinato, sviluppa una componente assiale che tenderebbe a far fuoriuscire l'inserto 1 dal tubo di gomma: questo è impedito dal vincolo di continuità per cui la risultante perpendicolare al piano inclinato è maggiore della componente radiale, aumentando in tal modo l'effetto di tenuta della gomma del tubo sul profilo dell'inserto 1.

Si è in pratica constatato come il raccordo secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente diaumentare la tenuta del tubo di gomma attorno all'inserto in virtù dell'azione di serraggio esercitata dalla ghiera esterna.

Le scanalature a profilo negativo con inclinazione verso la regione di uscita dell'inserto consentono di ridurre le sollecitazioni che si esercitano sulla gomma del tubo quando queste è percorso da un fluido ad alta pressione che provoca mobilità del tubo di gomma sull'inserto e quindi impuntamenti dannosi della gomma sugli spigoli delle scanalature necessarie a garantire la tenuta.

In questo modo, le scanalature definite sull'inserto secondo il trovato si comportano come elementi di riduzione delle sollecitazioni. Questo è anche vero in seguito all'accoppiamento con la ghiera di serraggio in quanto la forza di compressione esercitata dalla ghiera agisce sulla gomma del tubo la quale, essendo incomprimibile subisce un allungamento verso la regione di uscita dell'inserto e quindi si ridistribuisce lungo l'inserto, aiutata in questo sia dalla sezione circolare della ghiera a diametro de-crescente verso il tratto di uscita dell'inserto, sia dalla conformazione cilindrico conica del tratto di uscita dell'inserto.

Un altro vantaggio del raccordo secondo il presente trovato è dato dal fatto che la maggior uniformità delle sollecitazioni trasmesse dall'inserto al tubo di gomma in seguito ai movimenti di quest'ultimo, rispetto agli inserti di tipo convenzionale, rende meno problematico l'abbi-namento del profilo dell'inserto con quello della ghiera e quindi aumenta notevolmente la possibilità di standardizzazione dell'inserto con impiego quindi su un numero elevato di tubi con diversi tipi di ghiera e di serraggio.

'Questo comporta un risparmio di costi produttivi ed un alleggerimento delle scorte.

Il raccordo così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Cosi, ad esempio, è possibile prevedere, al posto delle scanalature a profilo quadro tradizionali 12, una pluralità di microrigature che consentono di aumentare la tenuta.

Infine, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione, comprendente un inserto su cui è destinato ad essere infilato un tubo di gomma ad alta pressione e una ghiera di serraggio per il bloccaggio del tubo di gomma attorno all'inserto, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta sulla sua superficie esterna, in una sua regione sostanzialmente mediana, almeno una scanalatura asimmetrica con inclinazione verso il tratto di uscita dell'inserto, per guidare la distribuzione delle tensioni localizzate ed evitare il rischio di lacerazioni del sottostrato elastomerico.
2. 2. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta almeno una scanalatura ha un profilo che definisce una cavità a fondo arrotondato il cui punto più profondo è disassato rispetto alla mezzeria di detta scanalatura.
3. 3. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una scanalatura ha un profilo comprendente un primo tratto rettilineo che si raccorda secondo un tratto curvo ad un primo piano inclinato che si raccorda ad un secondo tratto inclinato asimmettrico rispetto al primo, il quale a sua volta si raccorda con un secondo tratto rettilineo, detto primo e secóndo tratto rettilineo essendo paralleli all'asse longitudinale di detto inserto.
4. 4. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, in una regione a monte di detta almeno una scanalatura, una pluralità di scanalature a profilo quadro.
5. 5. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo ia rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, in una regione a monte di detta almeno una scanalatura, una pluralità di microrigature.
6. 6. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, a valle di detta almeno una scanalatura, un tratto cilindrico/conico.
7. 7. Raccordo per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta ghiera è costituita da un corpo sostanzialmente cilindrico formato da anelli di diametro crescente dal tratto destinato ad essere posizionato rivolto vero l'uscita di detto inserto al tratto destinato ad attestarsi contro uno spallamento di detto inserto.
8. 8. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione, comprendente un corpo sostanzialmente cilindrico presentante una regione destinata ad essere inserita in un tubo di gomma, caratterizzato dal fatto di comprendere, sulla sua superficie esterna ed in una regione centrale, almeno una scanalatura con inclinazione verso il tratto di uscita dell'inserto, per guidare la distribuzione delle tensioni localizzate ed evitare lacerazioni del sottostrato elastomerico.
9. 9. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta almeno una scanalatura ha un profilo che definisce una cavità a fondo arrotondato il cui punto più profondo è disassato rispetto alla mezzeria di detta scanalatura.
10. 10. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta almeno una scanalatura ha un profilo comprendente un primo tratto rettilineo che si raccorda secondo un tratto curvo ad un primo piano inclinato che si raccorda ad un secondo tratto inclinato il quale a sua volta si raccorda con un secondo tratto rettilineo, detto primo e secondo tratto rettilineo essendoparalleli all'asse longitudinale di detto inserto.
11. 11. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, in una regione a monte di detta almeno una scanalatura, una pluralità di scanalature a profilo quadro.
12. 12. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, in una regione a monte di detta almeno una scanalatura, una pluralità di microrigature.
13. 13. Inserto per raccordi per tubi di gomma ad alta pressione secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto inserto presenta, a valle di detta almeno una scanalatura, un tratto cilindrico conico.
14. 14. Ghiera per raccordi per tubi ad alta pressione comprendente un corpo sostanzialmente cilindrico, caratterizzata dal fatto che detta ghiera è formata da anelli di diametro crescente da una regione destinata ad essere posizionata rivolta verso l'uscita di un inserto su cui si posiziona detta ghiera, ad una regione destinata ad attestarsi contro una flangia di detto inserto.
15. 15. Raccordo, inserto e ghiera secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.