CH702936A2

CH702936A2 - High-sensitivity valve for balancing pressure differences between the inside and outside of rigid or flexible containers and for preventing return in pneumatic and hydraulic circuits comprises a ball with elastic arms

Info

Publication number: CH702936A2
Application number: CH5272010A
Authority: CH
Inventors: Claudio Gay
Original assignee: Claudio Gay
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-14

Abstract

The valve comprises a body with a flat surface (2) with a hole (8) and an elastic part with a central ball (1), two arms (6) and two cylinders (5) at the end of the arms. The ball is supported by the hole and closes the hole at the conical edge (9) such that the over-pressurized gas or liquid inside the container flows across the hole by light deformation of the arms to outside the container. The flat surface is protected by a filter inserted in a base (7) for preventing the entry of dust particles into the valve.

Description

[0001] La presente invenzione concerne una valvola di alta sensibilità applicabile per riequilibrare differenze di pressione di pochi millesimi di BAR da un volume a un altro separato da una parete rigida o flessibile, garantendo la perfetta tenuta in senso inverso. [0001] The present invention relates to a valve of high sensitivity applicable to rebalance pressure differences of a few thousandths of BAR from one volume to another separated by a rigid or flexible wall, ensuring perfect sealing in the opposite direction.

[0002] L’uso più comune di valvole con queste caratteristiche avviene su contenitori di alimenti che possono sviluppare gas dopo la chiusura della confezione. Si rende necessario evitare che i contenitori si rigonfino con pressione interna che può provocarne la rottura, nello stesso tempo si deve escludere l’entrata di aria che potrebbe deteriorare il prodotto. [0002] The most common use of valves with these characteristics occurs on food containers that can develop gas after the closure of the package. It is necessary to prevent the containers from swelling with internal pressure that can cause them to break, at the same time the entry of air that could deteriorate the product must be excluded.

[0003] La valvola di alta sensibilità, a differenza di quelle di caratteristiche simili note fino ad oggi, può essere applicata sia nella separazione tra gas che nella separazione tra liquidi, oppure tra un gas e un liquido. [0003] The high sensitivity valve, unlike those of similar characteristics known to date, can be applied both in the separation between gases and in the separation between liquids, or between a gas and a liquid.

Stato della tecnica.State of the art.

[0004] Sono attualmente usate valvole per preservare confezioni di alimentari dagli effetti dell’aria. [0004] Valves are currently used to preserve food packages from the effects of air.

[0005] L’ossigeno presente nell’aria genera la reazione di ossidazione che può causare la perdita di aroma, di colore, e di consistenza di generi alimentari. Diversi tipi di cibo possono rilasciare gas dopo essere stati sigillati in confezioni: allo scopo di eliminare il rischio di scoppio della confezione è in uso l’applicazione di valvole sulle confezioni. La maggioranza dei differenti modelli di valvole in uso ha in comune il principio di funzionamento consistente in un disco di gomma o plastica, con superfici piane, disposto in una sede piana circolare perforata con un solo foro centrale o con diversi fori dentro la sua area. Il disco di materiale elastico si trova appoggiato al foro, o ai fori, della sede determinando così lo stato normalmente chiuso della valvola. Se si crea una pressione maggiore all’esterno della confezione questa preme il disco elastico contro il foro e la valvola resta chiusa impedendo l’entrata di aria. Se si crea una pressione all’interno questa preme sul disco attraverso il foro e lo sposta aprendo la valvola. Trattandosi sempre di valvole normalmente chiuse (quando non vi sono differenze di pressione tra un lato e l’altro) il disco elastico viene tenuto aderente al bordo del foro mediante un fluido viscoso, generalmente olio di silicone, che crea la tenuta stagna e permette l’apertura della valvola con pressioni molto basse, dell’ordine di 5 millibar. Lo stesso fluido provvede, per mezzo della sua proprietà fisica di tensione superficiale, al ritorno in posizione chiusa del disco dopo l’apertura. [0005] The oxygen present in the air generates the oxidation reaction which can cause the loss of aroma, color and consistency of foodstuffs. Different types of food can release gas after being sealed in packages: in order to eliminate the risk of bursting the package, the application of valves on the packaging is in use. The majority of the different models of valves in use have in common the principle of operation consisting of a rubber or plastic disk, with flat surfaces, arranged in a circular flat seat perforated with a single central hole or with different holes inside its area. The elastic material disk is placed against the hole, or holes, of the seat thus determining the normally closed state of the valve. If more pressure is created outside the package, it presses the elastic disk against the hole and the valve remains closed preventing the entry of air. If pressure is created inside it presses on the disc through the hole and moves it opening the valve. Being always normally closed valves (when there are no differences in pressure between one side and the other) the elastic disk is kept adherent to the edge of the hole by means of a viscous fluid, generally silicone oil, which creates the seal and allows the opening of the valve with very low pressures, of the order of 5 millibars. The same fluid provides, by means of its physical property of surface tension, to return to the closed position of the disk after opening.

[0006] Tuttavia questa soluzione tecnica ha i seguenti gravi inconvenienti: (a) in caso di rilevante corrente attraverso la valvola aperta il fluido può essere spostato via, facendo di conseguenza mancare la richiusura, (b) per evitare questo inconveniente (a) alcuni modelli di valvole hanno fori molto piccoli per limitare la corrente di gas, così non sono adatti a lasciare uscire improvvise sovrapressioni possibili durante il maneggio delle confezioni, (c) Il gas che defluisce può trasportare particelle molto fini che vengono catturate dal fluido nell’area di chiusura impedendo l’azione di richiusura, (d) L’azione di richiusura basata sull’attitudine del fluido di incollare nuovamente due superfici si basa su una forza molto debole, per questo l’affidabilità mostrata nelle prove è molto bassa, infatti si trova un gran numero di pezzi aperti in permanenza, (e) La percentuale di mancati funzionamenti aumenta quando le valvole sono provate capovolte, dimostrando che la forza fornita dal fluido può essere inferiore a quella di gravità nel corpo valvola. [0006] However, this technical solution has the following serious drawbacks: (a) in the case of a significant current through the open valve, the fluid can be moved away, thus causing the closure to be missed, (b) to avoid this inconvenience (a) some valve models have very small holes to limit the gas flow, so they are not suitable for letting sudden possible overpressures come out during package handling, (c) The flowing gas can carry very fine particles that are captured by the fluid in the area closing preventing the re-closing action, (d) The reclosing action based on the ability of the fluid to re-glue two surfaces is based on a very weak force, for this the reliability shown in the tests is very low, in fact it is finds a large number of permanently open pieces, (e) The percentage of failed operations increases when the valves are tested upside down, showing that the force provided by the fluid may be less than that of gravity in the valve body.

[0007] La scarsa funzionalità dei modelli di valvole attuali è ben conosciuta come si può leggere nel documento di United States Patent N. US 6 662 827 B1 in data 16 dicembre 2003. Nel capitolo n.1 «BACKGROUND OF INVENTION» al paragrafo 10 viene indicato che le valvole a membrana che affidano l’azione di chiusura alla sola forza di attrazione dell’olio non sempre chiudono dopo avere scaricato sovrapressione. Lo stesso brevetto americano presenta un modello di valvola in cui la forza di chiusura è fornita da una membrana elastica sagomata con un rilievo circolare con sezione a campana (pagina 2, Fig. 7, 8, 9, 10). Questa membrana tiene pressato un disco contro il foro di passaggio del gas in posizione chiusa, mentre permette il sollevamento del disco quando la pressione esercitata nell’area del foro supera la resistenza elastica della membrana. La richiusura è azionata dalla forza di ritorno elastico della membrana sagomata e dalla tendenza dell’olio disposto intorno al foro a riunire la superficie del disco e la periferia del foro stesso. La valvola descritta in questo documento è certamente affidabile nella richiusura ma è caratterizzata da valori di pressione di apertura troppo elevati per le specifiche richieste dalle confezioni alimentari: infatti la pressione viene ad esercitarsi solo nell’area interna al bordo di chiusura, come nelle altre valvole a membrana, e quindi il punto di apertura sarebbe ad una pressione minima di circa 8 millibar se la membrana fosse trattenuta solo dall’olio, tuttavia la membrana elastica sagomata, saldata in posizione precompressa, aumenta notevolmente la resistenza all’apertura. La pressione minima di apertura di questa valvola non è indicata nel documento di brevetto ma si può presumere di almeno 50 millibar. Inoltre si osserva che la membrana sagomata non ha un alloggiamento rigido e dovrebbe essere montata sulla parete di contenitori flessibili, quindi sarebbe esposta a deformazioni che causerebbero l’apertura permanente della valvola. [0007] The poor functionality of current valve models is well known as can be read in the United States Patent document No. US 6 662 827 B1 dated December 16, 2003. In chapter No. 1 "BACKGROUND OF INVENTION" in paragraph 10 it is indicated that the diaphragm valves which entrust the closing action only to the force of attraction of the oil do not always close after having discharged excess pressure. The same American patent presents a valve model in which the closing force is provided by a shaped elastic membrane with a circular relief with a bell-shaped section (page 2, Fig. 7, 8, 9, 10). This membrane keeps a disc pressed against the gas passage hole in the closed position, while it allows the disc to be raised when the pressure exerted in the hole area exceeds the elastic resistance of the membrane. The reclosing is activated by the elastic return force of the shaped membrane and by the tendency of the oil arranged around the hole to join the surface of the disk and the periphery of the hole itself. The valve described in this document is certainly reliable in reclosing but it is characterized by values of opening pressure that are too high for the specifications required by food packaging: in fact the pressure is only exercised in the area inside the closing edge, as in the other valves diaphragm, and therefore the opening point would be at a minimum pressure of about 8 millibars if the membrane were retained only by the oil, however the shaped elastic membrane, welded in a prestressed position, considerably increases the resistance to opening. The minimum opening pressure of this valve is not indicated in the patent document but can be assumed to be at least 50 millibars. Furthermore it is observed that the shaped membrane does not have a rigid housing and should be mounted on the wall of flexible containers, so it would be exposed to deformations that would cause the valve to open permanently.

[0008] Il modello di valvola più diffuso è descritto nel documento U.S. Patent n. 3 595 467 del 1971, titolare Goglio. Questa valvola viene ancora prodotta dalla ditta Goglio ed è possibile conoscerne le caratteristiche attuali da un documento commerciale del produttore. Ha un contenitore in due componenti di plastica che contiene un disco di gomma appoggiato al bordo piano di un foro. Il foro è attraversato dal gas durante la fase di apertura della valvola, mentre viene tenuto normalmente chiuso dal disco di gomma che vi è appoggiato sul bordo. Nel disegno in sezione è rappresentato un rilievo a punta sul piano interno del coperchio della valvola, rivolto verso il disco di gomma per tenerlo contro al bordo del foro, in posizione di chiusura. Si legge nella descrizione che tra la gomma e il bordo del foro è disposto olio di silicone come sigillante, e che quando viene raggiunta la pressione di apertura questa vince la coesione dell’olio e il disco di gomma flette aprendo lo sfogo del gas. La richiusura verrebbe garantita dal raddrizzamento elastico del disco di gomma e dalla proprietà dell’olio di riunire le superfici che ne sono bagnate. [0008] The most widespread valve model is described in U.S. Patent n. 3 595 467 of 1971, owner Goglio. This valve is still produced by the Goglio company and it is possible to know its current characteristics from a commercial document of the manufacturer. It has a two-component plastic container that contains a rubber disk resting on the flat edge of a hole. The hole is crossed by the gas during the valve opening phase, while it is normally kept closed by the rubber disk resting on the edge. The sectional drawing shows a pointed relief on the inner surface of the valve cover, facing the rubber disk to hold it against the edge of the hole, in the closed position. It is read in the description that silicone oil is placed between the rubber and the edge of the hole as a sealant, and that when the opening pressure is reached, this overcomes the cohesion of the oil and the rubber disk flexes opening the gas outlet. The reclosing would be guaranteed by the elastic straightening of the rubber disk and by the property of the oil to gather the surfaces that are wet.

[0009] Provando esemplari di questo modello di valvola si nota che il rilievo che dovrebbe tenere il disco in chiusura è corto e lo sfiora solamente. La funzione di chiusura è affidata esclusivamente all’olio che con la sua tensione superficiale tiene incollato il disco al foro. L’elasticità della gomma ha la funzione di facilitare l’apertura poiché il distacco dal bordo del foro può partire da un punto del disco che si solleva per poi aprire il resto del perimetro: se il disco fosse rigido la pressione di apertura dovrebbe essere molto superiore per attuare il distacco completo in un solo passo. [0009] Trying samples of this model of valve we note that the relief that should keep the disc in closing is short and only touches it. The closing function is entrusted exclusively to the oil which with its surface tension keeps the disk glued to the hole. The elasticity of the rubber has the function of facilitating the opening since the detachment from the edge of the hole can start from a point of the disc that is raised and then open the rest of the perimeter: if the disc were rigid, the opening pressure should be very upper to complete detachment in one step.

[0010] L’affidabilità di questa valvola è scarsa perché la richiusura avviene solo se la corrente in uscita non ha causato il distacco completo del disco dal bordo del foro, perché solo da un punto ancora incollato si può esercitare la proprietà fisica dell’olio di riunire le superfici. Se si prova questa valvola con il disco verso l’alto rispetto al foro si ottiene un numero di richiusure più alto che nella prova con il disco verso il basso: ciò dimostra che basta la forza di gravità ad influenzare il funzionamento. Inoltre al passaggio di una rilevante corrente di gas un numero elevato di valvole resta aperto a causa dello spostamento di tracce di olio sulla superficie opposta del disco di gomma, che tende così a restare incollato alla parete interna opposta a quella del foro, lasciando aperta la valvola. Nelle prove di sfogo rapido si nota anche che il disco di gomma sollevato dal flusso di gas va a chiudere parzialmente il foro di uscita limitando ulteriormente la già scarsa portata della valvola. [0010] The reliability of this valve is poor because the reclosure takes place only if the output current has not caused the complete detachment of the disc from the edge of the hole, because only from a still glued point can the physical property of the oil be exercised to bring the surfaces together. If you try this valve with the disk upwards with respect to the hole, you get a higher number of closures than in the test with the disk downwards: this shows that the force of gravity is enough to influence the operation. Furthermore, due to the passage of a significant current of gas, a large number of valves remain open due to the displacement of traces of oil on the opposite surface of the rubber disk, which thus tends to remain glued to the inner wall opposite to that of the hole, leaving the valve. In the rapid venting tests it is also noted that the rubber disk raised by the gas flow partially closes the outlet hole, further limiting the already poor flow of the valve.

[0011] Un altro esempio dell’attuale stato della tecnica è ben rappresentato nel documento United States Patent 4,444,219 del 24 aprile 1984, titolare Wipf. La valvola qui descritta si trova ancora attualmente applicata su confezioni di caffè e presenta caratteristiche migliori del modello Goglio per l’affidabilità di richiusura ma una capacità di corrente di sfogo del gas estremamente ridotta. [0011] Another example of the current state of the art is well represented in the United States Patent document 4,444,219 dated 24 April 1984, titled Wipf. The valve described here is still presently applied to coffee packages and has better characteristics than the Goglio model due to the reliability of reclosing but an extremely low gas discharge current capacity.

[0012] In questa valvola si trova un disco di plastica sottile molto flessibile che copre diversi piccoli fori su un piano in cui una serie di canali circonda i fori stessi. I canali hanno la funzione di trattenere l’olio di silicone che copre tutta la superficie tra il piano rigido con i fori e il disco flessibile. Un terzo componente è una staffa di plastica che ha la funzione di tenere il disco in posizione sopra i fori, lasciandone libere zone che possono rialzarsi per aprire la valvola. Anche in questo modello di valvola la richiusura è affidata quasi esclusivamente alla proprietà fisica di coesione dell’olio, infatti il disco di plastica esercita debolissima resistenza all’apertura e altrettanto debole tendenza a richiudere. Nelle prove si può notare che qualsiasi micro impurità si trovi nell’olio è spesso sufficiente a formare un canale di passaggio di aria e causare la mancata chiusura della valvola nonostante il disco sia in posizione corretta. [0012] In this valve there is a very flexible thin plastic disk that covers several small holes on a plane where a series of channels surrounds the holes themselves. The channels have the function of retaining the silicone oil that covers the entire surface between the rigid plane with the holes and the flexible disk. A third component is a plastic bracket that has the function of holding the disk in place above the holes, leaving free areas that can be raised to open the valve. Also in this model of valve the reclosing is entrusted almost exclusively to the physical property of cohesion of the oil, in fact the plastic disk exerts very weak resistance to the opening and equally weak tendency to close. In the tests it can be noted that any micro impurity found in the oil is often sufficient to form an air passage channel and cause the valve to not close despite the disc being in the correct position.

Descrizione dell’invenzioneDescription of the invention

[0013] La valvola di alta sensibilità qui presentata è in grado di aprirsi con pressioni di circa 4 millibar (oppure pressioni più elevate) e di richiudersi dopo avere ridotto la pressione tra 1 e 3 millibar. La chiusura dopo l’apertura avviene mediante un sistema dotato di forza sufficiente a renderlo altamente affidabile e capace di sfogare forti correnti di gas o di liquido. [0013] The high sensitivity valve presented here is able to open with pressures of about 4 millibars (or higher pressures) and to close again after reducing the pressure between 1 and 3 millibars. The closure after opening is done by a system with sufficient strength to make it highly reliable and capable of venting strong currents of gas or liquid.

[0014] La capacità di sfogo rapido è una caratteristica molto importante perché riduce il rischio di scoppio del contenitore che durante la manipolazione e il trasporto sia sottoposto ad improvvisa compressione da altre merci sovrapposte. La stessa capacità è necessaria nelle applicazioni su confezioni di alimenti che vengono aperte solo dopo la cottura in forni a microonde: in questo impiego la valvola è in grado di sfogare il vapore che si forma rapidamente nella cottura. [0014] The rapid venting capacity is a very important characteristic because it reduces the risk of bursting of the container which during handling and transport is subjected to sudden compression by other overlapping goods. The same capacity is required in applications on food packages that are opened only after cooking in microwave ovens: in this use the valve is able to vent the steam that forms quickly in cooking.

[0015] La valvola di alta sensibilità, di cui è rappresentato un esempio realizzativo nella Tavola 1, fig. 1e 2, è costituita da due componenti, un elemento elastico (1-5-6) fatto di polimero elastico, un corpo (2) fatto di materiale termoplastico rigido. [0015] The high sensitivity valve, of which an embodiment is shown in Table 1, fig. 1 and 2, consists of two components, an elastic element (1-5-6) made of elastic polymer, a body (2) made of rigid thermoplastic material.

[0016] L’elemento elastico è costituito da un corpo centrale a profilo sferico (1) con due prolungamenti radiali (6) opposti a forma di placca sottile che si raccordano alle estremità con cilindri (5) i cui assi sono ortogonali al loro piano. [0016] The elastic element consists of a central body with a spherical profile (1) with two radial extensions (6) opposed in the form of a thin plate which are connected at the ends with cylinders (5) whose axes are orthogonal to their plane .

[0017] Il corpo (2) è costituito da una parete cilindrica raccordata ad un disco piano forato nella zona (8) e ad una flangia circolare (11). [0017] The body (2) consists of a cylindrical wall connected to a flat disc drilled in the area (8) and to a circular flange (11).

[0018] Il corpo (2) nella zona forata (8) presenta verso l’elemento elastico (1) una apertura a bordo conico (9). [0018] The body (2) in the perforated area (8) has an opening with a conical edge (9) towards the elastic element (1).

[0019] Il corpo (2) è provvisto di una parete con quattro estremità (10) che servono a trattenere i due cilindri (5) dell’elemento elastico (1) nella corretta posizione in sede. [0019] The body (2) is provided with a wall with four ends (10) which serve to hold the two cylinders (5) of the elastic element (1) in the correct position in their seat.

[0020] Il montaggio avviene lubrificando prima il bordo conico (9) e poi inserendo l’elemento elastico (1) nel corpo (2) in modo che le estremità cilindriche (5) siano trattenute dalle pareti (10) e di conseguenza la sfera centrale (1) appoggi sul bordo conico (9). [0020] Assembly takes place by first lubricating the conical edge (9) and then inserting the elastic element (1) in the body (2) so that the cylindrical ends (5) are retained by the walls (10) and consequently the sphere central (1) resting on the conical edge (9).

[0021] Si realizza così una tenuta stagna sull’apertura A del corpo della valvola che si apre solo in caso di pressione maggiore nel volume (F) rispetto al volume (G), resta invece chiusa negli stati di pressioni equivalenti tra (F) e (G) e di sovrapressioni in (G) rispetto a (F). [0021] A watertight seal is thus obtained on the opening A of the valve body which opens only in the case of greater pressure in the volume (F) than in the volume (G), remains instead closed in the states of equivalent pressures between (F) and (G) and overpressures in (G) versus (F).

[0022] La valvola di alta sensibilità è adatta ad ogni tipo di contenitore a parete rigida o flessibile che richieda difesa da sovrapressioni estremamente basse interne o esterne. È inoltre impiegabile in sistemi a gas o a liquido dove siano necessarie una pressione di apertura e una resistenza di flusso estremamente ridotte. Il principio di funzionamento della valvola di alta sensibilità permette una pressione minima di apertura di circa 4 millibar. Nell’esempio di applicazione a un contenitore flessibile la valvola può essere termosaldata nella zona (4) dell’involucro, sul lato interno della parete plastica del contenitore (3). All’interno del perimetro della termosaldatura ( 4 ) viene punzonato un foro (B) sul foglio plastico, parete del contenitore. In questo esempio di applicazione la valvola di alta sensibilità permette di limitare la sovrapressione interna (volume F) ad un massimo di 4 millibar rispetto alla pressione esterna (volume G). [0022] The high sensitivity valve is suitable for any type of rigid or flexible wall container that requires protection from extremely low internal or external overpressures. It can also be used in gas or liquid systems where extremely low opening pressure and flow resistance are required. The operating principle of the high sensitivity valve allows a minimum opening pressure of about 4 millibars. In the example of application to a flexible container the valve can be heat-sealed in the area (4) of the casing, on the inner side of the plastic wall of the container (3). Inside the perimeter of the heat-sealing (4) a hole (B) is punched on the plastic sheet, wall of the container. In this application example the high sensitivity valve allows to limit the internal overpressure (volume F) to a maximum of 4 millibars with respect to the external pressure (volume G).

Funzionamento della valvola di alta sensibilità.High sensitivity valve operation.

[0023] Con riferimento alla Tavola 1, fig. 1e 2, la valvola è montata sulla parete (3) del contenitore mediante una termo saldatura sul profilo ( 4), il foro (B) è aperto attraverso la parete (3), il volume (F) rappresenta l’interno del contenitore, il volume (G) l’esterno. Una sovrapressione nel volume(F) causa l’ingresso di aria, gas, o liquido attraverso il foro (A) del corpo valvola (2) e di conseguenza l’aumento della pressione sulla superficie della zona sferica (1). La zona sferica tende a sollevarsi deformando i due bracci (6) fino a staccarsi dal bordo conico (9) aprendo la valvola nell’area centrale (A). L’aria, il gas o il liquido, defluirà dal foro (A) e infine attraverso il foro (B) della parete del contenitore. Il flusso aperto riduce la differenza di pressione tra i volumi (F) e (G) fino a raggiungere un valore che permette alla sfera (1) di essere riportata dal ritorno elastico dei bracci (6) ad appoggiarsi al bordo conico (9), richiudendo così la valvola. [0023] With reference to Table 1, fig. 1 and 2, the valve is mounted on the wall (3) of the container by means of a thermo-welding on the profile (4), the hole (B) is opened through the wall (3), the volume (F) represents the inside of the container, the volume (G) the outside. An overpressure in the volume (F) causes the entry of air, gas, or liquid through the hole (A) of the valve body (2) and consequently the increase in pressure on the surface of the spherical zone (1). The spherical area tends to lift, deforming the two arms (6) until it comes off the conical edge (9), opening the valve in the central area (A). The air, gas or liquid will flow out of the hole (A) and finally through the hole (B) of the container wall. The open flow reduces the pressure difference between the volumes (F) and (G) until it reaches a value which allows the sphere (1) to be brought back by the elastic return of the arms (6) to rest on the conical edge (9), thus closing the valve.

[0024] Il carattere fortemente innovativo della valvola di alta sensibilità è contenuto nella chiusura realizzata con una sfera dentro una cavità conica e nella applicazione di bracci elastici opposti per il ritorno e il mantenimento della sfera nella sede conica. [0024] The highly innovative character of the high sensitivity valve is contained in the closure made with a sphere inside a conical cavity and in the application of opposite elastic arms for the return and maintenance of the sphere in the conical seat.

[0025] Il profilo sferico crea una zona circolare di tangenza sul profilo conico fornendo una tenuta perfetta e affidabile principalmente per due motivi: 1) la superficie di contatto tra la sfera elastica (1) e il bordo conico (9) è molto ridotta permettendo così di esercitare una pressione rilevante anche con una forza molto piccola esercitata dai bracci (6) nel mantenere la sfera contro il bordo conico. 2) il profilo sferico della zona (1) garantisce una aderenza perfetta al bordo conico (9) anche se, dopo una apertura, la sfera (1) ritorna sul bordo conico (9) ruotata rispetto alla posizione precedente l’apertura. La lubrificazione con olio serve a mantenere la tenuta anche in presenza di piccole impurità che accidentalmente possono trovarsi sulla zona di tangenza. Si deve inoltre notare che l’olio tende a migrare a causa della sua tipica tensione superficiale concentrandosi nella zona di contatto tra la sfera e il cono, e contribuendo così a garantire la tenuta della valvola. [0025] The spherical profile creates a circular area of tangency on the conical profile providing a perfect and reliable seal mainly for two reasons: 1) the contact surface between the elastic sphere (1) and the conical edge (9) is very reduced allowing thus of exerting a significant pressure even with a very small force exerted by the arms (6) in keeping the sphere against the conical edge. 2) the spherical profile of the area (1) guarantees perfect adherence to the conical edge (9) even if, after opening, the ball (1) returns to the conical edge (9) rotated with respect to the position preceding the opening. Lubrication with oil serves to maintain the seal even in the presence of small impurities that may accidentally be on the tangency zone. It should also be noted that the oil tends to migrate due to its typical surface tension concentrating in the area of contact between the sphere and the cone, thus contributing to guaranteeing the tightness of the valve.

[0026] Nelle valvole simili fino ad oggi note la forza di apertura è determinata dalla pressione applicata sulla membrana all’interno dell’area di apertura-chiusura: così si dispone di forza di apertura molto debole e per avere alta sensibilità (bassi livelli di pressione di apertura) è necessario che la forza di chiusura sia altrettanto debole. Proprio questo ha determinato che lo stato della tecnica fino ad oggi veda applicata in prevalenza la forza di coesione dell’olio per ottenere la chiusura delle valvole. [0026] In similar valves known to date, the opening force is determined by the pressure applied on the membrane inside the opening-closing area: thus, a very weak opening force is available and to have high sensitivity (low levels of opening pressure) the closing force must be equally weak. Precisely this has determined that the state of the art until today sees prevalently applied the cohesion force of the oil to obtain the closure of the valves.

[0027] La forza di coesione dell’olio nei modelli in uso fino ad oggi viene fatta esercitare tra due pareti piane parallele, quella del corpo valvola e quella dell’elemento mobile che ha funzione di apertura e chiusura. Questa superficie di chiusura è molto più grande della sezione del foro di passaggio del gas: proprio questa caratteristica genera un rapporto sfavorevole tra la forza necessaria all’apertura della valvola e la forza disponibile per la chiusura. Per l’apertura la pressione deve essere tale da scollare le due pareti tenute insieme dall’olio su una rilevante superficie, mentre per la richiusura è disponibile solo la forza di coesione dell’olio esercitata nella zona ridotta in cui le due superfici sono rimaste incollate. Qui viene evidente che nello sfogo rapido di gas le attuali valvole sono scarsamente efficienti non solo perché hanno fori di scarico molto piccoli ma anche perché la corrente di gas può provocare il distacco completo tra le superfici di tenuta impedendo così all’olio di esercitare la sua azione di richiusura. La valvola di alta sensibilità con il suo principio innovativo è in grado di aprire con pressioni inferiori del 30% in media, e di permettere una corrente in uscita più grande di 6-15 ordini di grandezza rispetto alle valvole note fino ad oggi. La valvola di alta sensibilità è inoltre producibile a costo inferiore perché composta da due parti stampate in materiale termoplastico mentre tutte le valvole note fino ad oggi sono composte di due parti in materiale termoplastico e una terza tagliata con fustellatura in lastra di gomma o di plastica. Anche l’olio siliconico necessario in ogni pezzo è in quantità molto inferiore, data la superficie di tenuta molto più piccola. [0027] The cohesion force of the oil in the models in use up to now is made to exercise between two parallel flat walls, that of the valve body and that of the movable element which has the function of opening and closing. This closing surface is much larger than the section of the gas passage hole: precisely this characteristic generates an unfavorable ratio between the force required to open the valve and the force available for closing. For the opening the pressure must be such as to detach the two walls held together by the oil on a significant surface, while for the reclosing only the force of cohesion of the oil exerted in the reduced area in which the two surfaces remained glued is available . Here it is evident that in the rapid venting of gas the current valves are not very efficient not only because they have very small drain holes but also because the gas stream can cause complete separation between the sealing surfaces thus preventing the oil from exerting its reclosing action. The high-sensitivity valve with its innovative principle is able to open with pressures lower than 30% on average, and to allow an output current greater than 6-15 orders of magnitude compared to the valves known to date. The high sensitivity valve can also be produced at a lower cost because it is composed of two molded parts in thermoplastic material, while all the valves known to date are composed of two parts in thermoplastic material and a third cut with die-cutting in rubber or plastic sheet. Even the necessary silicone oil in each piece is in a much smaller quantity, given the much smaller sealing surface.

NUMERAZIONE DELLA TAVOLA 1NUMBERING OF THE TABLE 1

[0028] <tb><sep>Fig. 1 e 2 <tb>1-<sep>sfera dell’elemento elastico <tb>2-<sep>corpo valvola <tb>3-<sep>parete del contenitore <tb>4-<sep>zona di saldatura <tb>5-<sep>cilindri <tb>6-<sep>bracci <tb>7-<sep>sede del filtro dell’aria <tb>8-<sep>foro di entrata <tb>9-<sep>bordo conico del foro di entrata <tb>10-<sep>pareti del corpo valvola con sedi dei cilindri <tb>11-<sep>flangia del corpo valvola <tb>A-<sep>Foro del corpo valvola <tb>B-<sep>Foro nella parete del contenitore <tb>F<sep>volume interno al contenitore <tb>G<sep>volume esterno al contenitore[0028] <Tb> <sep> Fig. 1 and 2 <tb> 1- <sep> sphere of the elastic element <tb> 2- <sep> valve body <tb> 3- <sep> container wall <tb> 4- <sep> welding zone <Tb> 5- <sep> cylinders <Tb> 6- <sep> arms <tb> 7- <sep> air filter housing <tb> 8- <sep> entry hole <tb> 9- <sep> conical edge of the entrance hole 10- <sep> walls of the valve body with cylinder seats <tb> 11- <sep> flange of the valve body <tb> A- <sep> Valve body hole <tb> B- <sep> Hole in the container wall <tb> F <sep> volume inside the container <tb> G <sep> volume outside the container

Claims

1. High sensitivity valve for rebalancing minimum pressure differences between inside and outside of rigid or flexible containers (3), and for non-return functions in pneumatic or hydraulic circuits, characterized by a rigid body containing an elastic element and crossed by a inlet passage for gas or liquid in overpressure, able to close after reducing the overpressure, consisting of a body with a flat surface (2) with a hole (8), and an elastic element (1-5 -6) with a central sphere (1), two arms (6) and two cylinders (5) at the ends of the arms, where then the sphere (1) rests on the hole (8) and closes it leaning against the conical edge (9 ) of the same hole, so that the overpressure in the volume (F) is transmitted through the hole (8) to the sphere (1) which is moved in the direction of the volume (G) slightly deforming the arms (6) in a conical direction and detaching from the edge conical (9) of the hole (8).

2. High sensitivity valve according to claim 1, characterized in that the flat surface (2) is protected by a filter, inserted in a seat (7), which prevents the entry of dust particles into the valve.

3. High sensitivity valve according to claim 1, characterized in that it can be adapted to different opening pressures required by the different applications by changing the dimensions, the thickness and the material of the elastic element (1-5-6), and changing , in addition or alternatively, the level of the conical edge (9) with respect to the flat surface (2) or, alternatively, by varying the taper angle of the conical edge.

4. High sensitivity valve according to claim 1, characterized in that it is constructed with materials resistant to high temperatures for specific uses such as in the case of foods to be cooked in a microwave oven still closed in their container provided with said valve for venting of vapor.

5. High sensitivity valve according to claim 1, characterized by a rectangular shape which includes only the functional area delimited by the walls (10) and the flange segments (11 A) between them, so as to adapt to applications in particularly limited spaces .