ITTO20080984A1 - Raccordo per il collegamento di tubature di impianti di riscaldamento e/o climatizzazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “RACCORDO PER IL COLLEGAMENTO DI TUBATURE DI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E/O CLIMATIZZAZIONE”

La presente invenzione si riferisce ad un raccordo per il collegamento di tubature di impianti di riscaldamento e/o climatizzazione.

Negli impianti del tipo suddetto, le tubature di circolazione del liquido di riscaldamento o climatizzazione, in genere acqua, sono sovente disposte a soffitto o a pavimento. Come è noto, le tubature devono essere collegate da una parte con un collettore di uscita (o collettore di mandata) collegato a sua volta ad uno scambiatore di calore, ad esempio una caldaia, e dall’altra con un collettore di ritorno, pure collegato ad esempio alla caldaia. Normalmente le tubature sono in materiale rigido (ad esempio metallico) oppure in materiale semirigido, ad esempio materiale plastico, come il polietilene reticolato.

Ciascuna tubatura viene dapprima collegata, in corrispondenza di una propria porzione di estremità, ad un relativo raccordo che deve poi essere avvitato su un corrispondente bocchettone portato dal collettore di mandata e poi distesa su uno strato di materiale isolante fissato al soffitto o al pavimento. Indi, la porzione di estremità opposta della suddetta tubatura viene a sua volta collegata ad un altro raccordo filettato, che deve poi essere avvitato su un corrispondente bocchettone portato dal collettore di ritorno.

Questa tipologia di montaggio richiede che le singole tubature vengano tagliate in modo preciso della lunghezza corretta per il collegamento con i due collettori; un eventuale errore può rendere particolarmente difficile il fissaggio della tubatura, data la relativa rigidità di quest’ultima che risulta poco deformabile.

Inoltre, anche nel caso in cui si riesca ad assicurare la necessaria precisione di montaggio tra i collettori e le tubature, l’eventuale allungamento di queste ultime in esercizio dovuto alla dilatazione termica, può determinare delle sollecitazioni indesiderate che possono anche provocare nel tempo delle rotture.

Va inoltre osservato che le operazioni di avvitamento ed eventualmente di svitamento tra ciascun raccordo ed il relativo collettore risultano alquanto impegnative, poiché normalmente lo spazio che ha a disposizione l’operatore per imprimere le necessarie rotazioni è alquanto ridotto.

Scopo dell’invenzione è quello di realizzare un raccordo per il collegamento di tubature, il quale risulti di elevata affidabilità e di costo limitato, ed elimini almeno alcuni degli inconvenienti sopra elencati dei raccordi noti.

Secondo l’invenzione, questo scopo viene raggiunto da un raccordo di collegamento, come definito dalla rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione dell’invenzione viene qui descritta una forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo con l’ausilio degli annessi disegni, in cui:

la figura 1 è una sezione di un collettore di un impianto di riscaldamento o condizionamento, su cui sono collegati i raccordi di collegamento secondo l’invenzione;

la figura 2 è una sezione di un raccordo di collegamento, presa secondo la linea II-II di Figura 1, ed in scala ingrandita;

la figura 3 è una sezione secondo la linea III-III di figura 2;

la figura 4 è una sezione esplosa della figura 2; la figura 5 è una sezione di un raccordo in una fase del collegamento intermedia tra quella di figura 2 e quella di figura 4;

la figura 6 è una vista assonometrica del raccordo di figura 5; e

la figura 7 è una sezione di una variante del raccordo di collegamento.

Un impianto di riscaldamento o di condizionamento di ciascun ambiente dei moderni edifici, comprende una tubatura formata da una serie di tubi di circolazione del liquido, in genere acqua, i quali vengono disposti a pavimento o a soffitto, preferibilmente su uno strato di materiale termicamente isolante, su cui vengono fissati. Tali tubi devono essere collegati tra un collettore di mandata ed un collettore di ritorno in comunicazione con una centrale termica o di condizionamento.

I tubi sono in genere fatti con materiale plastico rinforzato, avente basso coefficiente di dilatazione, mentre i due collettori sono in genere metallici. I due collettori vengono disposti, in genere, paralleli tra loro in posizione prefissata, per cui ciascun tubo da collegare deve essere tagliato di una lunghezza prefissata. Qualsiasi differenza della lunghezza effettiva di ciascun tubo, rispetto alla lunghezza teorica, genera delle difficoltà per il collegamento ad almeno uno dei collettori. Inoltre essa genera altri inconvenienti durante l’esercizio, ad esempio a causa della dilatazione termica.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è genericamente indicato una porzione di un collettore per la circolazione di un liquido, ad esempio acqua per il riscaldamento o il condizionamento di un ambiente. In particolare, il collettore 1 è formato da una serie di elementi anulari 2, aventi assialmente: da una parte un incavo anulare 3 avente una sezione rastremata, e dall’altra un bordo anulare 4, avente una sezione rastremata complementare a quella dell’incavo 3. Ciascun elemento anulare 2 è munito di elemento radiale, formato da un bocchettone 6 di attacco dell’estremità di un corrispondente tubo 7 di circolazione dell’acqua. Ciascun elemento 2 è inoltre munito di una valvola di regolazione 8, nota in sé, atta ad aprire il bocchettone 6 in caso di emergenza.

Ciascun elemento anulare 2 del collettore 1 è collegato agli elementi 2 adiacenti, inserendo il relativo bordo anulare 4 nell’incavo anulare 3 dell’elemento 2 precedente (a sinistra in figura 1). Ciascun bordo 4 può essere fissato nel relativo incavo 3, mediante mezzi noti, come una vite o un perno o una saldatura, non mostrati in figura 1. Il bordo 4 del primo elemento anulare 2 (a sinistra in figura 1) viene collegato ad un tappo 9 avente un suo incavo anulare 3 uguale a quello degli elementi 2, mentre l’incavo anulare 3 dell’ultimo elemento 2 (a destra in figura 1) viene collegato ad un gruppo di collegamento 11 avente un suo bordo rastremato 4 uguale a quello degli elementi 2. Il gruppo 11 è atto ad essere collegato alla caldaia, in un modo noto in sé.

Una porzione di estremità 12 di ciascun tubo 7 viene fissata al bocchettone 6 di un corrispondente elemento anulare 2 del collettore 1, mediante un raccordo genericamente indicato con 13.

Secondo un importante aspetto della presenta invenzione, il raccordo 13 comprende un primo elemento tubolare 14 atto ad essere fissato al bocchettone 6 dell’elemento anulare 2, ed un secondo elemento tubolare 16 collegabile alla porzione di estremità 12 del tubo 7 ed atto ad essere innestato a tenuta sull’elemento tubolare 14 in posizione assialmente mobile entro una regione spaziale predefinita.

In questo modo, eventuali differenze della lunghezza del tubo 7 rispetto alla lunghezza teorica prefissata possono essere recuperate mediante spostamento assiale a tenuta dell’elemento tubolare 16 rispetto all’elemento tubolare 14.

In figura 1 è mostrato a sinistra un raccordo 13 sezionato, già collegato al rispettivo bocchettone 6, e in centro un raccordo 13 in vista esterna non collegato al rispettivo bocchettone 6.

Nella fattispecie illustrata, l’elemento tubolare 16 è disegnato come elemento maschio del raccordo 13, ed è atto ad innestarsi sull’elemento tubolare 14, il quale è disegnato come elemento femmina del raccordo 13.

In maggiore dettaglio, l’elemento tubolare 16 comprende un manicotto 17 (figura 4) atto ad accogliere la porzione di estremità 12 del tubo 7, tra una parete cilindrica interna 18 ed una parete cilindrica esterna 19. Le due pareti cilindriche 18 e 19 sono coassiali e sono collegate fra loro mediante una costa anulare 21 atta a definire la posizione assiale della porzione di estremità 12, rispetto alle due pareti cilindriche 18 e 19.

Una boccola 22 di bloccaggio, separata dal manicotto 17, è fissabile in posizione assiale predefinita sull’elemento tubolare 14 in modo da consentire lo scorrimento assiale del manicotto 17 rispetto al suddetto elemento tubolare 14 verso la porzione di questo collegata al bocchettone 6 e da impedire il distacco del manicotto 17 stesso dall’elemento tubolare 14.

La parete interna 18 del manicotto 17 presenta una superficie esterna avente una porzione rastremata 23 in corrispondenza di un bordo 24 della parete esterna 19. Assialmente, tra il bordo 24 della parete esterna 19 ed un bordo 26 della boccola 22 è disposta una pinza anulare metallica 27, avente una zona interna in forma di alette elastiche, le quali impegnano la porzione 12 del tubo 7. La pinza 27 ha una conformazione leggermente tronco-conica con sezione minore rivolta verso la costa anulare 21 del manicotto 17, in modo tale da permettere lo scorrimento assiale della porzione 12 del tubo 7 verso la costa 21 stessa ed impedire l’estrazione del tubo 7 in direzione opposta.

Infine tra la pinza 27 ed il bordo 26 della boccola 22 è disposto un anello sagomato 25 metallico ed un anello di tenuta 28 di materiale deformabile elasticamente.

L’elemento tubolare 14 del raccordo 13 è formato da un manicotto 29 avente una superficie interna 31 cilindrica ed una superficie esterna 32 che, ad una sua estremità, forma un bordo rinforzato 33. Il manicotto 29 presenta, all’estremità opposta al bordo 33, una porzione 34 internamente sagomata, la quale è conformata in modo da innestarsi con il bocchettone 6, con l’interposizione di una guarnizione, complessivamente indicata con 36.

Sulla base di quanto precede, la citata regione spaziale di movimentazione dell’elemento tubolare 16 rispetto all’elemento tubolare 14 risulta assialmente delimitata da parti opposte dalla boccola 22 di bloccaggio e dalla porzione sagomata 34 di estremità dell’elemento tubolare 14.

La porzione sagomata 34 presenta una sede radiale 37 (vedi anche figura 3), in cui è disposto un meccanismo a scatto 38 per il collegamento al bocchettone 6. In particolare, la sede radiale 37 comprende due scanalature parallele 39 interne al manicotto 29, le quali terminano con due aperture 40 e 41 del manicotto 29, in forma di due fessure circonferenziali, diametralmente opposte fra loro. In corrispondenza dell’apertura 40, il manicotto 29 presenta una finestra 42 di forma rettangolare sporgente verso l’esterno.

Il meccanismo a scatto 38 comprende un telaino 43 formato da due lati paralleli 44 scorrevoli nelle guide 39, ed una traversa 45 ad arco di cerchio, la quale, in uso, è atta ad impegnare una scanalatura anulare 46 del bocchettone 6. Infine, il telaino 43 presenta una piastrina 47 curva e coassiale con il manicotto 29, la quale è di pezzo con i lati 44 ed è opposta alla traversa 45. La piastrina 47 è atta a scorrere nella finestra 42, in modo che il telaino 43 funzioni a guisa di cassettino, chiudendo la finestra 42.

La piastrina 47 è munita di una sporgenza esterna in forma di un pulsante 48 atto ad essere impegnato con un dito dell’operatore. La piastrina 47 è munita internamente di un perno 49, atto a tenere in posizione un elemento elastico, formato da una molla elicoidale di compressione 51 di forma troncoconica. La molla 51 è alloggiata in una depressione 52 del manicotto 29, ed è disposta con l’estremità di diametro minore appoggiata contro la piastrina 47 e con l’estremità di diametro maggiore appoggiata contro la depressione 52, per cui essa tiene normalmente la traversa 45 in impegno con la scanalatura 46, bloccando il manicotto 29 sul rispettivo bocchettone 6, nella posizione di figura 2.

Il bordo 33 del manicotto 29 presenta due intagli 53 sostanzialmente circonferenziali, ciascuno disposto in corrispondenza di una scanalatura assiale 54 nella superficie interna 31, in modo da formare, con l’intaglio 53, una L rovesciata. La boccola 22 presenta due appendici radiali 55 sporgenti radialmente dalla boccola 22 ed atte ad impegnare a baionetta gli intagli 53 attraverso le scanalature 54. Gli intagli 53 hanno una forma leggermente arcuata (vedere anche figura 1), in modo da consentire, con la rotazione della boccola 22, un certo serraggio del collegamento a baionetta. La boccola 22 presenta infine una porzione di estremità 56 (vedere anche figura 6) a sezione prismatica, ad esempio esagonale, per consentire il collegamento e lo scollegamento della boccola 22 con il manicotto 29, mediante un’apposita chiave.

Il collegamento del tubo 7 al rispettivo bocchettone 6 del collettore 1 si effettua nel modo seguente.

Innanzitutto, gli elementi tubolari 14 e 16 vengono forniti all’operatore in una configurazione di preassemblaggio, in cui il manicotto 17, la pinza 27, l’anello sagomato 25 e l’anello di tenuta 28 sono inseriti all’interno del manicotto 29 dell’elemento tubolare 14 e sono ivi bloccati dall’accoppiamento tra la boccola 22 ed il manicotto 29 stesso. In particolare, la boccola 22 viene inserita nel manicotto 29, in modo che le due appendici radiali 55 impegnino le corrispondenti scanalature 54, fino a raggiungere i corrispondenti intagli 53; la semplice rotazione della boccola 22, eventualmente mediante una chiave, determina quindi il vincolo tra l’elemento tubolare 16 e l’elemento tubolare 14.

Una volta messo in opera il collettore 1 e predisposto il tubo 7 della lunghezza voluta, si inserisce la porzione 12 del tubo 7 all’interno degli elementi tubolari 16 e 14 forniti nella configurazione di preassemblaggio (si veda la figura 4).

La porzione 12 del tubo 7 scorre all’interno dell’anello di tenuta 28, dell’anello sagomato 25 e della pinza 27 anulare per poi inserirsi tra le due pareti 18 e 19 del manicotto 17 fino a portare la sua estremità in battuta contro la costa anulare 21. Le alette della pinza 27, data la loro configurazione, permettono lo scorrimento del tubo 7 verso l’interno degli elementi tubolari 14 e 16 ma ne impediscono l’estrazione in direzione opposta.

Durante il suddetto scorrimento, l’anello di tenuta 28 rimane così compresso tra la superficie esterna della porzione 12 del tubo 7 e la superficie interna 31 del manicotto 29, garantendo la tenuta del raccordo 13.

Data la possibilità di spostamento assiale dell’elemento tubolare 16 rispetto all’elemento tubolare 14, la porzione 12 del tubo 7 può eventualmente continuare a scorrere insieme al manicotto 17 all’interno del manicotto 29 fino a sistemarsi automaticamente nella posizione corrispondente alla sua lunghezza effettiva. In questo modo, il tubo 7 può essere tagliato di una lunghezza variabile all’interno di un intervallo funzione della distanza assiale tra la boccola 22 di bloccaggio e la porzione 34 di estremità dell’elemento tubolare 14.

A questo punto, l’assieme formato dall’elemento tubolare 14, dall’elemento tubolare 16, dalla boccola 22 di bloccaggio e dal tubo 7 viene innestato a scatto sul bocchettone 6. Premendo sul pulsante 48 o semplicemente spingendo l’elemento tubolare 14 verso il bocchettone 6, si sposta il telaino 43 contro l’azione della molla 51, in modo da consentire la completa inserzione del bocchettone 6 all’interno della porzione di estremità 34 dell’elemento tubolare 14. La traversa 45 del telaino 43 si porta allora in corrispondenza della scanalatura 46 del bocchettone 6, per cui rilasciando il pulsante 48, la molla 51 fa scattare il telaino 43 verso la finestra 42, impegnando la traversa 45 nella scanalatura 46 del bocchettone 6.

E’ inoltre da notare che il manicotto 29 può essere inserito e bloccato sul bocchettone 6 in qualsiasi posizione angolare, per cui l’operazione risulta molto semplice, soprattutto in quanto non richiede la rotazione di alcun componente.

Nella variante di figura 7, le parti analoghe a quelle della variante delle figure 1-6 sono indicate con gli stessi numeri di riferimento e non verranno ulteriormente descritte. Nella variante di figura 7, il bocchettone 6’ termina con una porzione 57 filettata esternamente ed una superficie interna avente due porzioni di diametro diverso.

L’elemento tubolare 14 del raccordo 13 è formato da un manicotto 29’, il quale è munito di una porzione di collegamento 58 avente una zona cilindrica 59 di diametro ridotto, ed una zona sagomata 61, su cui sono previste due sedi anulari 62a, 62b atte ad alloggiare rispettivamente una guarnizione 63a, ad esempio del tipo o-ring, ed un anello di ritenzione 63b.

La porzione di collegamento 58 è, inoltre, munita di un anello 64 avente una sezione a L rovesciata, con un’ala assiale 66 ed un’ala radiale 67. L’ala assiale 66 viene fissata sulla superficie interna della zona 61, mentre l’ala radiale 67 blocca la guarnizione 63a nella sua sede 62a.

Sulla zona cilindrica 59 della porzione di collegamento 58 è montata una ghiera 68, trattenuta in posizione tra l’anello di ritegno 63b ed uno spallamento anulare ricavato tra la porzione di collegamento 58 e la restante parte dell’elemento tubolare 14; la ghiera 68 presenta una porzione 69 filettata internamente, la quale è atta ad impegnarsi con la porzione filettata 57 del bocchettone 6’.

Nella variante di figura 7, il collegamento del tubo 7 agli elementi tubolari 14 e 16, già preassemblati, avviene in modo del tutto identico a quanto descritto in precedenza relativamente alla forma di realizzazione delle figure 1-6; invece, per quanto riguarda il collegamento finale dell’assieme così formato al relativo bocchettone 6’, è necessario semplicemente avvitare la ghiera 68 alla porzione filettata 57, in modo che la guarnizione 63a venga compressa contro la superficie interna della porzione 57 stessa, come indicato in figura 7.

Si intende che al raccordo 13 descritto possono essere apportate varie altre modifiche e perfezionamenti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni. Ad esempio, il meccanismo a scatto 38 può essere a ganascia, anziché a telaino.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.- Raccordo (13) per il collegamento di un tubo (7) di un impianto di riscaldamento e/o climatizzazione ad un bocchettone (6, 6’) di un collettore (1) dell’impianto stesso, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo elemento tubolare (14) avente una porzione di estremità (34, 58) fissabile sul detto bocchettone (6, 6’), ed un secondo elemento tubolare (16) atto ad essere collegato ad una porzione di estremità (12) di detto tubo (7) e ad essere innestato a tenuta su detto primo elemento tubolare (14) in posizione assialmente mobile entro una regione spaziale predefinita. 2.- Raccordo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento tubolare (16) comprende un manicotto (17) atto a ricevere detta porzione di estremità (12) di detto tubo (7) ed accoppiato in modo assialmente mobile con detto primo elemento tubolare (14), una boccola (22) di bloccaggio, separata dal detto manicotto (17), essendo fissabile in posizione assiale predefinita sul detto primo elemento tubolare (14) ed essendo atta a consentire lo scorrimento assiale di detto manicotto (17) rispetto a detto primo elemento tubolare (14) verso la detta porzione di estremità (34, 58) del primo elemento tubolare (14) stesso e ad impedire il distacco di detto manicotto (17) da detto primo elemento tubolare (14). 3.- Raccordo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta regione spaziale è assialmente delimitata da parti opposte da detta boccola (22) di bloccaggio e da detta porzione di estremità (34, 58) di detto primo elemento tubolare (14). 4.- Raccordo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto manicotto (17) presenta una parete cilindrica interna (18) ed una parete cilindrica esterna (19) e che detta porzione di estremità (12) di detto tubo (7) è inserita tra dette due pareti cilindriche (18, 19). 5.- Raccordo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette pareti cilindriche (18, 19) sono collegate tra loro mediante un elemento anulare (21) atto a delimitare la posizione assiale di detta porzione di estremità (12) di detto tubo (7) rispetto a dette pareti cilindriche (18, 19). 6.- Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detta boccola (22) è atta ad essere collegata con detto primo elemento tubolare (14) mediante mezzi di innesto rilasciabili (53-55). 7.- Raccordo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di innesto comprendono un innesto a baionetta (53-55). 8.- Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento tubolare (14) è un elemento femmina e detto secondo elemento tubolare (16) è un elemento maschio. 9.- Raccordo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che tra detto manicotto (17) e detto primo elemento tubolare (14) è inserita una guarnizione anulare (28). 10.- Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento tubolare (16) comprende una pinza anulare elastica (27) per impedire a detta porzione di estremità (12) di detto tubo (7) di sfilarsi dal detto manicotto (17). 11.- Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un meccanismo a scatto (38) per il collegamento di detta porzione di estremità (34) di detto primo elemento tubolare su detto bocchettone (6). 12.- Raccordo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo a scatto (38) comprende un telaino (43) avente due lati paralleli (44) scorrevoli su una sede radiale (37) di detta porzione di estremità (34) di detto primo elemento tubolare (14), una traversa (45) di collegamento di detti lati (44) essendo normalmente in impegno con una scanalatura anulare (46) di detto bocchettone (6), ad opera di una molla (51). 13.- Raccordo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto telaino (43) comprende, da parte diametralmente opposta di detta traversa (45), un pulsante di rilascio (48) caricato elasticamente da detta molla (51). 14.- Raccordo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che detta porzione di estremità (58) di detto primo elemento tubolare (14) porta una ghiera (68) filettata atta ad essere avvitata su una porzione filettata (57) di detto bocchettone (6’).