ITMI941964A1 - Giunzione a tenuta di gas tra aperture circolari adiacenti di serbatoi di gas a bassa pressione - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"GIUNZIONE Λ TENUTA DI GAS TRA APERTURE CIRCOLARI ADIACENTI DI SERBATOI DI GAS A BASSA PRESSIONE"

La presente invenzione si riferisce ad una giunzione per il collegamento a tenuta di gas di aperture circolari adiacenti di serbatoi o contenitori di gas a bassa pressione. In particolare la giunzione secondo l'invenzione è applicabile ad aperture circolari di diametro sufficientemente ampio da permettere il passaggio attraverso di esse di organi o dispositivi meccanici che interessano tutti i serbatoi collegati.

Accade infatti con una certa frequenza di dover mettere in collegamento due o più serbatoi di gas, non tanto o non solo per consentire un collegamento di fluido tra gli stessi, quanto per poter disporre attraverso di essi apparecchiature od organi meccanici che per le loro dimensioni o per il loro uso devono permanere in entrambi i serbatoi o muoversi liberamente tra gli stessi, pur mantenendo la perfetta tenuta di gas di tutti detti serbatoi.

Un caso tipico in cui si presenta questo problema è quello delle celle sbarre dei quadri di media tensione isolati in gas. In queste costruzioni infatti si utilizzano, per i conduttori in tensione, sbarre di notevole lunghezza (per esempio anche fino a 10 m) per poter alimentare contemporaneamente una pluralità di quadri a media tensione, aventi identiche o diverse funzioni, che risultano quindi tutti attraversati da dette sbarre. Nel caso di quadri isolati in gas, che hanno oggi una diffusione sempre maggiore, è dunque evidente che si pone il problema di realizzare un serbatoio atto a racchiudere a tenuta di gas sia le sbarre dei conduttori in tensione che le apparecchiature di derivazione e di controllo dei singoli quadri. Un serbatoio di dimensioni tali da accogliere per intero le sbarre al suo interno pone tuttavia una serie di problemi di trasporto, di installazione ed anche di manutenzione e non è quindi praticamente utilizzato.

Risulta in effetti molto più pratico e veloce predisporre singoli serbatoi prefabbricati per ogni quadro, di dimensioni modulari, da disporre affiancati nel numero e nel tipo desiderato in ogni singola applicazione. E e idente però che in questo caso detti serbatoi singoli dovranno comprendere ciascuno due aperture laterali contrapposte di dimensioni sufficienti a permettere il passaggio delle sbarre dei conduttori in tensione e che inoltre tali aperture dovranno comprendere mezzi di giunzione a tenuta per realizzare la necessaria tenuta di gas del serbatoio multiplo così ottenuto.

Secondo la tecnica nota tali giunzioni vengono eseguite mediante l'interposizione di idonee guarnizioni tra i due serbatoi affiancati, che vengono strette da una corona di viti. Il numero di viti deve essere piuttosto elevato - visto che la lamiera che costituisce i serbatoi è abbastanza sottile - per garantire una compressione costante sulla guarnizione e quindi un'adeguata tenuta su tutto il perimetro della giunzione. Tale soluzione non si è tuttavia dimostrata sufficientemente pratica e comoda. Non occorre dimenticare infatti che i singoli serbatoi contenenti i quadri hanno singolarmente dimensioni piuttosto limitate e, per ragioni di sicurezza, vengono inoltre installati in posizioni ed orientamenti di non comodo accesso all'interno della cabina. L'operazione di serraggio delle sopraddette giunzioni risulta dunque piuttosto lunga e scomoda.

Questo inconveniente determina innanzitutto un rallentamento notevole delle operazioni di installazione dei quadri durante il loro iniziale montaggio, ma risulta poi particolarmente nocivo in fase di manutenzione dei quadri stessi. Quando infatti uno dei quadri deve essere sostituito per un guasto, è essenziale che le operazioni di smontaggio e rimontaggio dello stesso - che naturalmente possono avvenire solo dopo aver tolto la tensione e sfilato le sbarre - possa essere eseguita in tempi abbastanza rapidi, così da ridurre al minimo le indesiderabili e costose interruzioni di corrente sulla linea.

Un altro inconveniente delle giunzioni di tipo noto è legato al fatto che l'allineamento dei sìngoli moduli può essere realizzato solo in posizioni angolari discrete e ben determinate, nelle quali si realizza la sovrapposizione dei fori per l'alloggiamento delle viti di fissaggio, previsti nelle pareti adiacenti di due moduli limitrofi. Restano quindi del tutto impediti spostamenti angolari di ampiezza non predeterminata tra moduli adiacenti, che spesso sarebbero comodi per poter realizzare più comodamente o più velocemente l'assemblaggio dei moduli stessi o semplicemente per avere un più comodo accesso agli organi di comando all'interno del quadro .

Un ultimo inconveniente si verifica infine, nelle giunzioni con corona di viti sopra descritte, per il fatto che i singoli fori di alloggiamento delle viti costituiscono essi stessi ulteriori possibili vie di fuga dei gas contenuti nei quadri e le viti di fissaggio devono quindi comprendere anche idonei mezzi di tenuta per impedire tali fughe.

E' quindi fortemente sentita l'esigenza di poter disporre di giunzioni utilizzabili nel collegamento in serie di serbatoi a tenuta di gas, che possano essere montate e smontate in tempi brevi, con l'ausilio di un semplice attrezzo e in una posizione comoda dell'operatore, con la possibilità di effettuare una regolazione libera della posizione angolare reciproca dei serbatoi collegati dalla giunzione e senza la presenza di fori nelle pareti dei serbatoi stessi.

L'inventore si è dunque posto il problema di realizzare una giunzione di questo tipo che possa essere montata e smontata con grande facilità quando i singoli serbatoi sono già in posizione indipendentemente dalla posizione reciproca dei serbatoi collegati, e che permetta un'ottima tenuta di gas alle pressioni di esercizio dei gas contenuti nei quadri (normalmente SF6, a qualche atmosfera) indipendentemente dalle dimensioni della apertura cui la giunzione è applicata, superando cosi gli inconvenienti sopra descritti.

I risultati sopra descritti vengono ottenuti, secondo la presente invenzione, mediante una giunzione a tenuta di gas tra aperture circolari adiacenti di due serbatoi di gas a bassa pressione, caratterizzata da ciò che comprende: una guarnizione anulare di tenuta dei gas interposta tra le superfici esterne delle pareti di detti serbatoi in prossimità del bordo di dette aperture; un anello rigido atto a fare battuta con una sua porzione periferica contro la superficie interna della parete che delimita una di dette aperture, fuoriuscendo dall'altra di dette aperture con una contrapposta porzione periferica di ancoraggio; un anello flessibile aperto, accoppiabile a detta porzione di ancoraggio dell 'anello rigido in modo da interporsi tra essa e la superficie interna della parete che delimita l'altra di dette aperture; e mezzi di serraggio per stringere progressivamente detto anello flessibile fino a determinare un'idoneo serraggio di detta guarnizione anulare.

L'invenzione verrà comunque ora meglio descritta in dettaglio, con riferimento ad una preferita forma di esecuzione della stessa, illustrata negli annessi disegni, in cui:

fig. 1 è una vista prospettica esplosa che mostra le diverse parti che compongono la giunzione secondo la presente invenzione; fig. 2 è una vista in alzato laterale della stessa giunzione montata su una coppia di pareti affiancate di due serbatoi di gas adiacenti, in posizione serrata;

fig. 3 è una vista in sezione a scala ingrandita del particolare racchiuso in un cerchio di fig. 2; e

fig. 4 è una vista analoga a fig. 3 in scala ancora maggiore che illustra la posizione delle parti prima che inizi il serraggio della giunzione.

Nella preferita forma di esecuzione illustrata nei disegni, si sono indicate con i riferimenti 1 e 2 le pareti di due serbatoi adiacenti di due quadri elettrici isolati in gas. Allo scopo di poter installare la giunzione dell'invenzione, in queste pareti vengono dunque preventivamente ricavate aperture circolari, avendo l'avvertenza che il diametro d1 della apertura ricavata nella parete 1 sia leggermente inferiore al diametro d_ della apertura ricavata nella parete 2.

La giunzione dell'invenzione è composta da una serie di elementi indipendenti, illustrati chiaramente nella vista esplosa di fig. 1, e precisamente: una guarnizione anulare 3 avente diametro interno maggiore del diametro d, sopra definito; un nastro ad anello 4, di contenimento della guarnizione 3, avente diametro maggiore del diametro esterno di detta guarnizione; un anello rigido 5 che comprende una porzione centrale cilindrica 5a di diametro uguale o leggermente inferiore a d2 e quindi atta ad inserirsi senza o con modesto gioco entro l'apertura della parete 2 e porzioni periferiche contrapposte 5b e 5c i cui diametri esterni sono rispettivamente maggiore di d2 e minore di d1; ed infine un anello flessibile aperto 6 munito di mezzi di serraggio 7, preferibilmente del tipo a vite, per variarne a piacere il diametro.

Esaminando in particolare la forma dell'anello rigido 5 si pud notare guanto segue. La porzione centrale cilindrica Sa ha un'altezza calcolata in funzione del voluto grado di deformazione da impartire alla guarnizione 3, una volta che la giunzione è serrata; in questa posizione infatti, illustrata in fig. 3, la parte 5a dell'anello 5 entra in battuta contro la parte esterna della parete 1 determinando la distanza tra le due pareti 1 e 2 e quindi lo spazio a disposizione della guarnizione 3. La porzione periferica 5b è formata con una nervatura aggettante a squadra, in modo da costituire una spalla di battuta contro la parte interna della parete 2, determinando quindi la posizione di montaggio dell'anello 5. La contrapposta porzione periferica 5c costituisce infine una sede di ancoraggio per l'anello flessibile 6 ed ha, per esempio, la forma toroidale concava illustrata nei disegni. L'anello rigido 5, a seconda della convenienza e del diametro può essere realizzato in un sol pezzo o in più pezzi reciprocamente collegabili, a formare un tutto continuo od anche parzialmente discontinuo, purché tali discontinuità non compromettano un'omogenea distribuzione degli sforzi sulla parete 2 da una parte e sull'anello flessibile 6 dall'altra.

Per quanto riguarda l'anello flessibile 6, esso è preferibilmente costituito da un tubo continuo a sezione circolare, ma possono ovviamente essere utilizzati tubi con differenti sezioni variando opportunamente la forma della sede dell'anello 6 nella porzione Se dell'anello rigido 5. L'anello flessibile 6 può infine essere formato, in modo discontinuo, da una pluralità di grani sferici, cilindrici o variamente foggiati collegati tra di loro a catena.

I materiale utilizzabili per la costruzione dei due anelli 5 e 6 sopra descritti sono sia i materiali metallici che i materiali plastici. La scelta tra gli uni e gli altri sarà effettuata in funzione delle desiderate caratteristiche meccaniche e di resistenza alla corrosione. In ambito elettrico sono preferiti i materiali metallici non ferromagnetici, quali l'alluminio e le sue leghe.

II montaggio ed il serraggio della giunzione secondo la presente invenzione risultano particolarmente semplici. In primo luogo vengono posti in posizione, tra le pareti 1 e 2, l'anello 4 e la guarnizione 3. Il loro inserimento non presenta particolari difficoltà, anche se essi hanno diametro maggiore delle aperture tra cui vengono inseriti, visto che si tratta di elementi facilmente deformabili. Immediatamente dopo viene inserito, dalla parte della parete 2, l'anello rigido 5, il quale oltrepassa, con la sua porzione 5c avente diametro inferiore ad entrambe dette aperture, anche l'apertura 1. L'inserimento dell'anello 5 avviene fino a che la sua porzione 5b entra in battuta contro la parete 2, in modo che la sua porzione centrale 5a trattenga in posizione in modo sicuro e preciso la guarnizione 3 e l'anello 4 senza dover ricorrere a dispositivi di fissaggio provvisori di questi elementi neppure quando le pareti 1 e 2 sono verticali. Non ha infatti particolare importanza, agli effetti della tenuta ai gas, che la guarnizione 3 e l’anello 4 siano esattamente centrati rispetto alle aperture delle pareti 1 e 2.

Sulla porzione di ancoraggio 5c dell'anello 5, che fuoriesce all’interno del serbatoio delimitato dalla parete 1, viene quindi calzato l'anello flessibile 6, dopo aver opportunamente allentato i relativi mezzi di serraggio 7. In questa posizione l'anello 6 non aderisce ancora al fondo della sua sede nella porzione 5c dell'anello, ma fa battuta contro la parte distale di questo e, dalla parte opposta, contro la superficie interna della parete 1, come chiaramente illustrato in fig. 4. Serrando i mezzi di serraggio 7 - che sono per esempio costituiti da una vite a doppio filetto destro/sinistro per aumentare la velocità di serraggio -il diametro dell'anello flessibile 6 diminuisce progressivamente fino a che esso entra gradatamente nella sua sede. Durante questa operazione di serraggio 1'intero anello 5 viene richiamato nella direzione della freccia F {fig. 4) e nello stesso tempo la guarnizione 3 viene adeguatamente compressa tra le pareti 1 e 2. Al termine dell'operazione di serraggio (fig. 3), la porzione 5a dell'anello 5 entra in battuta contro la parte esterna della parete 1, determinando così la posizione di chiusura della giunzione. In questa posizione l'anello di contenimento 4, la cui altezza è pari all'altezza della parte centrale cilindrica 5a dell'anello 5 diminuita dello spessore della parete 2, viene forzato tra le parti esterne delle pareti 1 e 2 formando cosi, con le stesse pareti 1 e 2 e con l'anello 5, una sede chiusa di alloggiamento e contenimento della guarnizione 3.

Lo smontaggio della giunzione, che non presenta parti incollate o in altro modo permanentemente fissate tra loro od alle pareti del serbatoio, può essere eseguito con estrema facilità e con l'uso di un semplice attrezzo, quale un cacciavite o una chiave fissa, ripetendo in senso contrario le operazioni sopra viste, ottenendo così pienamente gli scopi che si era prefissa l'invenzione.

La giunzione secondo la presente invenzione è stata descritta con particolare riferimento ad una sua preferita forma di esecuzione, ma è chiaro che diversa da questa potranno essere numerose altre soluzioni, tutte alla portata di un tecnico del ramo, in cui per esempio venga variata la forma delle porzioni periferiche dell'anello 5 o quella dell'anello di serraggio 6 o l'uno o l'altro di essi siano costituiti da più sezioni reciprocamente unite o collegate. Tutte queste forme di esecuzione alternative si intende che rientrino nell'ambito di protezione della presente invenzione, così come definito nelle allegate rivendicazioni.

Claims (9)

1. R I_ V E N D I C A Z I O N I 1) Giunzione a tenuta di gas tra aperture circolari adiacenti di due serbatoi di gas a bassa pressione, caratterizzata da ciò che comprende: una guarnizione anulare (3) di tenuta dei gas interposta tra le superfici esterne delle pareti (1,2) di detti serbatoi in prossimità del bordo di dette aperture; un anello rigido (5) atto a fare battuta con una sua porzione periferica (5b) contro la superficie interna della parete (2) che delimita una di dette aperture, fuoriuscendo dall'altra di dette aperture con una contrapposta porzione periferica di ancoraggio (5c); un anello flessibile aperto (6), accoppiabile a detta porzione di ancoraggio (5c) dell'anello rigido (5) in modo da interporsi tra essa e la superficie interna della parete (1) che delimita l'altra di dette aperture; e mezzi di serraggio (7) per stringere progressivamente detto anello flessibile (6) fino a determinare un'idoneo serraggio di detta guarnizione anulare (3).
2. 2) Giunzione come in 1), in cui detto anello rigido (5) comprende una porzione centrale (5a) cilindrica avente diametro accoppiabile al diametro (d) di dette aperture; una porzione periferica <5b) formata con una nervatura aggettante a squadra ed avente diametro maggiore del diametro (d) delle aperture; ed una contrapposta porzione periferica (5c) formata con una nervatura di ancoraggio ed avente un diametro minore del diametro (d) delle aperture.
3. 3) Giunzione come in 1), in cui una prima di dette aperture ha un diametro (d1) minore del diametro (d2) della seconda di dette aperture ed in cui detto anello rigido (5) comprende una porzione centrale (5a) cilindrica avente diametro accoppiabile al diametro (d2) di detta seconda apertura, ed atta a fare battuta contro la superficie esterna della parete che delimita detta prima apertura; una porzione periferica (5b) formata con una nervatura aggettante a squadra ed avente diametro maggiore del diametro (d2) di detta seconda apertura; ed una contrapposta porzione periferica (5c) formata con una nervatura di ancoraggio ed avente un diametro minore del diametro (d1) di detta prima apertura.
4. 4) Giunzione come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente inoltre un nastro ad anello (4), di contenimento di detta guarnizione anulare (3) di tenuta, avente diametro maggiore del diametro esterno della guarnizione (3) stessa.
5. 5) Giunzione come in 4), in cui l'altezza di detto nastro ad anello (4) è pari o inferiore alla differenza tra l'altezza della porzione centrale (5a) cilindrica dell'anello rigido (S) e lo spessore della parete (2) cui detta porzione è accoppiata.
6. 6) Giunzione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta porzione di ancoraggio (5c) dell'anello rigido (5) ha forma toroidale concava.
7. 7) Giunzione come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui detto anello flessibile aperto (6) è costituito da un tubo continuo.
8. 8) Giunzione come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui detto anello flessibile aperto (6) è costituito da una pluralità di elementi reciprocamente collegati a catena.
9. 9) Giunzione come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni in cui detti mezzi di serraggio sono costituiti da una vite a doppio filetto destro/sinistro.