Supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubature aventi grande diametro, piccolo spessore, alta temperatura e sottoposto a carichi statici e dinamici (DE)
Tipologia
Fascicolo
Descrizione
Fattura per Studio Professionale Proprietà Intellettuale Vettor Galletti e ricevuta deposito in ex Germania Est.
Benestare NIRA a pagamento fatture Studio Professionale Proprietà Intellettuale e studio tedesco Leinweber & Zimmerman e ricevuta deposito ex Germania Ovest.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Renato Bianchi
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubolature sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere preferibilmente inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e quindi preferibilmente di forma complessivamente anulare.
Il supporto secondo l’invenzione prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazione elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Preferibilmente il dispositivo prevede almeno due lamine sovrapposte, di cui almeno una è dotata di sporgenze ad ondulazioni atte ad appoggiarsi sulla lamina contigua ed a strisciare su di essa; dette strisce sono preferibilmente ondulate e lisce alternativamente.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Il supporto elastico smorzante oggetto della presente invenzione è particolarmente adatto a tubolature di grande diametro e di modesto spessore, funzionanti ad elevate temperature, tipiche, ad esempio, degli impianti nucleari veloci a sodio liquido.
Il supporto sopraccitato è realizzabile soprattutto in forma anulare in combinazione con un collare rigido e può essere usato sia in presenza di carichi statici (per il sostegno delle tubazioni e di quanto da queste trasportato), sia in presenza di carichi dinamici (ovvero, ad esempio, per contenere gli effetti del sisma).
Problema da risolvere: Occorre realizzare un supporto elastico smorzante in grado di assorbire, senza danni per la tubazione, le dilatazioni termiche della stessa, provocate da fenomeni transitori, senza generare in tale tubazione sollecitazioni pericolose; inoltre, detto supporto deve avere la capacità di assorbire, senza danni per la tubazione, gli effetti di un carico dinamico ad esse applicato.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: I collari rigidi oggetto della tecnica nota non consentono le libere dilatazioni del tubo sotto l’azione dei transitori termici, quali quelli che si verificano, ad esempio, al momento dell’avviamento dell’impianto e, pertanto, non sono generalmente impiegati per le tubazioni di grande diametro e di piccolo spessore.
Si è cercato di ovviare all’inconveniente sopraccitato sostituendo il collare con un supporto arcuato, che si estende, ad esempio, per un arco di 120⁰, atto al normale sostegno del peso proprio del tubo e di quanto in esso contenuto; con questa soluzione la tubazione può dilatarsi diametralmente sotto l’azione di transitori temici, ma la concentrazione del carico di pressione su un arco di circonferenza abbastanza limitato riduce notevolmente la resistenza a flessione della tubazione stessa; inoltre, detta soluzione non è adatta a sostenere i carichi sismici.
Un’altra soluzione nota prevede l’impiego di un collare rigido di diametro interno maggiore del diametro esterno della tubazione, in modo che, tra collare e tubazione, rimanga un’intercapedine anulare atta ad accogliere mezzi elastici di sostegno. Sulla superficie esterna dei tubi sono saldati dei tacchetti metallici e, tra ciascuno di questi e la faccia interna del collare, sono disposte delle molle a lamina, che consentono il sostegno elastico del tubo; quest’ultimo può dilatarsi diametralmente sotto l’azione dei transitori termici e il carico di pressione, derivante dalle azioni del peso e dalle sollecitazioni sismiche, è distribuito nello spessore della tubazione come sforzo di taglio. I tacchetti metallici suddetti devono essere saldati sul tubo e, quindi, la superficie esterna di quest’ultimo deve essere preparata prima dell’applicazione di detti tacchetti, che inducono nella tubazione concentrazioni di tensione inevitabili.
Un’altra soluzione nota prevede l’uso di un collare formato da due semi-collari flangiati; le flange dei semi-collari sono strette tra loro tramite bulloni con l’interposizione di molle a tazza; inoltre, tra collare e tubo è predisposto uno strato di materiale coibente, costituito da materiale plastico a treccia metallica. Questa soluzione è relativamente semplice e consente la libera dilatazione del tubo grazie alla presenza delle molle a tazza; tuttavia, la coibentazione predisposto tra il collare e la superficie esterna del tubo è soggetta a fessurazione e rottura.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Secondo la presente invenzione, è previsto un collare rigido, che circonda il tubo ed il cui diametro interno è maggiore del diametro esterno del tubo stesso.
Analogamente a quanto avviene in alcuni supporti elastici smorzanti, oggetto della tecnica nota, quali quelli descritti sopra, sono previsti dei mezzi elastici smorzanti tra il tubo e il collare; tuttavia, secondo l’invenzione, non è necessario applicare alla superficie esterna del tubo alcun mezzo d’ancoraggio e, inoltre, i mezzi elastici di supporto interposti tra il tubo ed il collare sono realizzati in modo estremamente semplice ed economico e consentono di smorzare le vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubazioni sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e, quindi, preferibilmente di forma complessivamente anulare; detto supporto prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazioni elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Il supporto elastico smorzante secondo l’invenzione prevede una scatola formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico, tra i quali sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci e ondulati, disposti uno sull’altro alternativamente in modo da formare una sovrapposizione di strati elasticamente deformabili sotto carico.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini ,i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino e, contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto rivendicato se le nervature di lamierini ondulate, poggianti sullo stesso lamierino liscio, sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto dei transitori temici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro di attrito.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione, il supporto secondo l’invenzione è costituito da una serie di elementi distanziatori, agenti radialmente tra un collare rigido ed un tubo, tra i quali è previsto uno spazio anulare; ciascuno degli elementi distanziatori radiali è schematizzabile con una molla e con un ammortizzatore, posti in parallelo, tra, da una parte, la superficie esterna del tubo e, dall’altra, la superficie interna del collare rigido.
In condizioni statiche, il peso del tubo è sostenuto attraverso le molle degli elementi distanziatori, in modo che il peso del tubo sia distribuito su un arco di circonferenza il più esteso possibile.
Il supporto elastico smorzante prevede una scatola, formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico; tra detti semi-gusci sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci ed ondulati.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini in direzione perpendicolare agli stessi, i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino; contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto oggetto dell’invenzione, se le nervature di lamierini ondulati, poggianti sullo stesso lamierino liscio sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto di transitori termici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro d’attrito, realizzando così una funzione smorzante.
Vantaggi:
1) È molto più semplice dei supporti elastici smorzanti noti, aventi lo stesso scopo.
2) Consente una riduzione dei costi, in quanto:
3) Non prevede elementi da fissare in modo definitivo sulla superficie del tubo;
4) Ha un disegno semplice;
5) Le tolleranze di lavorazione sono ampie;
6) Non vi sono lavorazioni costose o saldature da effettuare sulla tubazione;
7) È facilmente montabile e smontabile;
8) Non richiede uno studio sofisticato della distribuzione delle sollecitazioni nelle tubature in prossimità del supporto;
9) Non altera il valore del “danno cumulativo” a fatica sulle tubazioni stesse.
10) Esercita una certa costrizione sulla tubazione mediante l’azione dell’elemento elastico, in modo da aumentare l’arco di circonferenza sul quale si va a scaricare il carico di pressione dovuto al peso proprio ed al sisma.
11) Consente lo smorzamento delle vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Benestare NIRA a pagamento fatture Studio Professionale Proprietà Intellettuale e studio tedesco Leinweber & Zimmerman e ricevuta deposito ex Germania Ovest.
Specifiche del brevetto
Titolare: NIRA Spa
Inventori: Renato Bianchi
Riassunto: L’invenzione si riferisce ad un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubolature sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere preferibilmente inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e quindi preferibilmente di forma complessivamente anulare.
Il supporto secondo l’invenzione prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazione elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Preferibilmente il dispositivo prevede almeno due lamine sovrapposte, di cui almeno una è dotata di sporgenze ad ondulazioni atte ad appoggiarsi sulla lamina contigua ed a strisciare su di essa; dette strisce sono preferibilmente ondulate e lisce alternativamente.
Definizione del campo della tecnica in cui si colloca l’invenzione: Il supporto elastico smorzante oggetto della presente invenzione è particolarmente adatto a tubolature di grande diametro e di modesto spessore, funzionanti ad elevate temperature, tipiche, ad esempio, degli impianti nucleari veloci a sodio liquido.
Il supporto sopraccitato è realizzabile soprattutto in forma anulare in combinazione con un collare rigido e può essere usato sia in presenza di carichi statici (per il sostegno delle tubazioni e di quanto da queste trasportato), sia in presenza di carichi dinamici (ovvero, ad esempio, per contenere gli effetti del sisma).
Problema da risolvere: Occorre realizzare un supporto elastico smorzante in grado di assorbire, senza danni per la tubazione, le dilatazioni termiche della stessa, provocate da fenomeni transitori, senza generare in tale tubazione sollecitazioni pericolose; inoltre, detto supporto deve avere la capacità di assorbire, senza danni per la tubazione, gli effetti di un carico dinamico ad esse applicato.
Tecnica nota e limiti della tecnica nota: I collari rigidi oggetto della tecnica nota non consentono le libere dilatazioni del tubo sotto l’azione dei transitori termici, quali quelli che si verificano, ad esempio, al momento dell’avviamento dell’impianto e, pertanto, non sono generalmente impiegati per le tubazioni di grande diametro e di piccolo spessore.
Si è cercato di ovviare all’inconveniente sopraccitato sostituendo il collare con un supporto arcuato, che si estende, ad esempio, per un arco di 120⁰, atto al normale sostegno del peso proprio del tubo e di quanto in esso contenuto; con questa soluzione la tubazione può dilatarsi diametralmente sotto l’azione di transitori temici, ma la concentrazione del carico di pressione su un arco di circonferenza abbastanza limitato riduce notevolmente la resistenza a flessione della tubazione stessa; inoltre, detta soluzione non è adatta a sostenere i carichi sismici.
Un’altra soluzione nota prevede l’impiego di un collare rigido di diametro interno maggiore del diametro esterno della tubazione, in modo che, tra collare e tubazione, rimanga un’intercapedine anulare atta ad accogliere mezzi elastici di sostegno. Sulla superficie esterna dei tubi sono saldati dei tacchetti metallici e, tra ciascuno di questi e la faccia interna del collare, sono disposte delle molle a lamina, che consentono il sostegno elastico del tubo; quest’ultimo può dilatarsi diametralmente sotto l’azione dei transitori termici e il carico di pressione, derivante dalle azioni del peso e dalle sollecitazioni sismiche, è distribuito nello spessore della tubazione come sforzo di taglio. I tacchetti metallici suddetti devono essere saldati sul tubo e, quindi, la superficie esterna di quest’ultimo deve essere preparata prima dell’applicazione di detti tacchetti, che inducono nella tubazione concentrazioni di tensione inevitabili.
Un’altra soluzione nota prevede l’uso di un collare formato da due semi-collari flangiati; le flange dei semi-collari sono strette tra loro tramite bulloni con l’interposizione di molle a tazza; inoltre, tra collare e tubo è predisposto uno strato di materiale coibente, costituito da materiale plastico a treccia metallica. Questa soluzione è relativamente semplice e consente la libera dilatazione del tubo grazie alla presenza delle molle a tazza; tuttavia, la coibentazione predisposto tra il collare e la superficie esterna del tubo è soggetta a fessurazione e rottura.
Definizione del problema tecnico risolto dall’invenzione: Secondo la presente invenzione, è previsto un collare rigido, che circonda il tubo ed il cui diametro interno è maggiore del diametro esterno del tubo stesso.
Analogamente a quanto avviene in alcuni supporti elastici smorzanti, oggetto della tecnica nota, quali quelli descritti sopra, sono previsti dei mezzi elastici smorzanti tra il tubo e il collare; tuttavia, secondo l’invenzione, non è necessario applicare alla superficie esterna del tubo alcun mezzo d’ancoraggio e, inoltre, i mezzi elastici di supporto interposti tra il tubo ed il collare sono realizzati in modo estremamente semplice ed economico e consentono di smorzare le vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Esposizione dell’idea inventiva: Forma oggetto della presente invenzione un supporto elastico smorzante particolarmente adatto a tubazioni sottoposte a carichi dinamici, atto ad essere inserito tra un collare sostanzialmente rigido e la parete di una tubazione e, quindi, preferibilmente di forma complessivamente anulare; detto supporto prevede una molteplicità di elementi distanziatori in grado di sviluppare reazioni elastiche e, in presenza di vibrazioni, anche un effetto smorzante.
Il supporto elastico smorzante secondo l’invenzione prevede una scatola formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico, tra i quali sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci e ondulati, disposti uno sull’altro alternativamente in modo da formare una sovrapposizione di strati elasticamente deformabili sotto carico.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini ,i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino e, contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto rivendicato se le nervature di lamierini ondulate, poggianti sullo stesso lamierino liscio, sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto dei transitori temici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro di attrito.
Descrizione di almeno un esempio di realizzazione: Secondo una forma di realizzazione, il supporto secondo l’invenzione è costituito da una serie di elementi distanziatori, agenti radialmente tra un collare rigido ed un tubo, tra i quali è previsto uno spazio anulare; ciascuno degli elementi distanziatori radiali è schematizzabile con una molla e con un ammortizzatore, posti in parallelo, tra, da una parte, la superficie esterna del tubo e, dall’altra, la superficie interna del collare rigido.
In condizioni statiche, il peso del tubo è sostenuto attraverso le molle degli elementi distanziatori, in modo che il peso del tubo sia distribuito su un arco di circonferenza il più esteso possibile.
Il supporto elastico smorzante prevede una scatola, formata da due semi-gusci, liberi di spostarsi tra loro parallelamente alla direzione di applicazione del carico; tra detti semi-gusci sono racchiusi un’alternanza di fogli di lamiera lisci ed ondulati.
Quando una forza è applicata al pacco di lamierini in direzione perpendicolare agli stessi, i lamierini ondulati si schiacciano, opponendo una reazione elastica di ripristino; contemporaneamente, si inflettono anche i lamierini lisci, che possono contribuire efficacemente alle caratteristiche elastiche del supporto oggetto dell’invenzione, se le nervature di lamierini ondulati, poggianti sullo stesso lamierino liscio sono sfalsate; pertanto è consentita la deformazione elastica del supporto, che permette la libera dilatazione del tubo rispetto al collare per effetto di transitori termici.
In presenza di carichi dinamici, lo strisciamento che si verifica tra le nervature delle strisce ondulate e le strisce lisce assorbe energia sotto forma di lavoro d’attrito, realizzando così una funzione smorzante.
Vantaggi:
1) È molto più semplice dei supporti elastici smorzanti noti, aventi lo stesso scopo.
2) Consente una riduzione dei costi, in quanto:
3) Non prevede elementi da fissare in modo definitivo sulla superficie del tubo;
4) Ha un disegno semplice;
5) Le tolleranze di lavorazione sono ampie;
6) Non vi sono lavorazioni costose o saldature da effettuare sulla tubazione;
7) È facilmente montabile e smontabile;
8) Non richiede uno studio sofisticato della distribuzione delle sollecitazioni nelle tubature in prossimità del supporto;
9) Non altera il valore del “danno cumulativo” a fatica sulle tubazioni stesse.
10) Esercita una certa costrizione sulla tubazione mediante l’azione dell’elemento elastico, in modo da aumentare l’arco di circonferenza sul quale si va a scaricare il carico di pressione dovuto al peso proprio ed al sisma.
11) Consente lo smorzamento delle vibrazioni indotte nella tubazione, trasformando l’energia cinetica in energia elastica di deformazione e in lavoro d’attrito.
Data testuale
1984 giugno 6 - 1984 ottobre 10
Estremi cronologici
June 6, 1984 – October 10, 1984
Consistenza
cc. 6
Stato di conservazione
Ottimo
Soggetto produttore
Identificativo
BRA.000052
Collocazione
Deposito 420
Note
La domanda è stata depositata in Italia e successivamente estesa in Francia e in Germania.
il brevetto era stato rilasciato in Italia, Francia e Germania.
il brevetto era stato rilasciato in Italia, Francia e Germania.
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