IT201800008014A1 - Regolatore di pressione di gas - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“REGOLATORE DI PRESSIONE DI GAS”

La presente invenzione riguarda un regolatore di pressione di gas. Il regolatore di pressione di gas regola la pressione di un gas fornito a un valore obiettivo predefinito.

Nella tecnica anteriore, sono noti vari dispositivi o, per esempio, valvole, che interrompono il flusso di un mezzo (una designazione alternativa è fluido), ad esempio un liquido o un gas, in casi di emergenza o in situazioni eccezionali specifiche. In questo processo, sono spesso utilizzati corpi inerziali che, nello stato normale, sono in equilibrio instabile e che, nel caso in cui una forza o un’accelerazione superiore a un valore di soglia specificabile agisca su di essi, interrompono il flusso del mezzo. Il valore di soglia per la forza agente è, per esempio, impostato tramite elementi a molla.

DD41594A descrive una valvola di chiusura, che interrompe il flusso nel caso di una tubazione rotta. A questo scopo, una sfera e una molla sono posizionate nell’area della valvola attraverso cui scorre il mezzo.

EP0037514A1 mostra una struttura simile comprendente una sfera e una molla nell’area attraverso cui scorre un mezzo, in cui l’applicazione ha lo scopo di impedire la fuoriuscita di carburante durante l’incidente di un veicolo.

EP2096340B1 descrive una valvola comprendente un dispositivo di sicurezza attraverso cui scorre un fluido. Il dispositivo di sicurezza ha un corpo inerziale, un dispositivo di stoccaggio di energia, mezzi di spostamento e un’unità di chiusura a tenuta. Nello stato normale, il corpo inerziale impedisce che il dispositivo di stoccaggio di energia emetta energia ai mezzi di spostamento, e pertanto interrompe il flusso del fluido tramite l’unità di chiusura a tenuta. Se la valvola si inclina, ad esempio durante un incidente, il corpo inerziale segue lo spostamento e permette che il dispositivo di stoccaggio di energia trasmetta l’energia stoccata ai mezzi di spostamento. La valvola inoltre ha un dispositivo di regolazione tramite il quale un operatore può ripristinare l’unità di chiusura a tenuta nello stato aperto.

Una disposizione comprendente un regolatore di pressione di gas e una valvola di chiusura può essere tratta da EP2853978A1. Nella valvola è posizionata una sfera che, in uno stato normale, trattiene il corpo di valvola caricato con una forza elastica in una posizione in modo che il gas possa scorrere attraverso la valvola di chiusura. Se la valvola si inclina, allora la sfera si sposta, e la molla sposta il corpo di valvola in una posizione di chiusura. In questo processo, il gas scorre sia attraverso il regolatore di pressione sia attraverso la valvola di chiusura.

WO01/98737A1 descrive uno strumento di misurazione di quantità di gas comprendente un meccanismo di sicurezza nel caso di un terremoto. Un magnete agisce su un elemento di chiusura a tenuta posizionato in un’area attraverso cui scorre un gas e pertanto mantiene la valvola in uno stato aperto. Il magnete è posizionato in un supporto che agisce come un corpo inerziale. Se il supporto si sposta nel caso di una scossa, la forza di attrazione del magnete non è più sufficiente, e l’elemento di chiusura a tenuta cade. Il flusso è pertanto interrotto.

In molti casi di applicazione, il gas, come esempio del fluido, è condotto attraverso un regolatore di pressione di gas (designazioni alternative sono regolatore di gas o dispositivo di regolazione di pressione di gas), in modo da avere una pressione obiettivo predefinita. Il gas proviene, per esempio, da un serbatoio o una bombola di gas. Nella maggior parte dei casi, il regolatore di pressione di gas ha una camera intermedia attraverso cui viene condotto il gas. La camera intermedia è chiusa a tenuta da una membrana mobile su un lato. La membrana o la pressione che agisce sulla membrana sull’altro lato è impostata in modo dipendente dalla pressione obiettivo. Se la pressione di gas applicata a cui scorre il gas attraverso la camera intermedia è minore della pressione obiettivo, la membrana ridurrà il volume della camera intermedia, e la pressione del gas aumenterà. Se, tuttavia, la pressione di gas applicata è, al contrario, maggiore della pressione obiettivo, la membrana aumenterà il volume della camera intermedia, e la pressione del gas diminuirà.

Ad esempio, sono noti regolatori di pressione di gas a due stadi. Il primo stadio ha un ampio intervallo di regolazione, e il secondo stadio ha un’elevata qualità di regolazione (si veda, ad esempio, DE19917468C2).

Nella maggior parte dei casi, nei regolatori di pressione di gas è integrata una pluralità di parti che eseguono parzialmente anche spostamenti l’una contro l’altra. In questo processo, è necessario fare particolare attenzione per garantire che il gas scorra soltanto attraverso passaggi definiti, in modo che è necessario che i condotti siano parzialmente chiusi a tenuta. Ciò può essere particolarmente complicato se i componenti sono mobili l’uno contro l’altro.

Da altri campi, che non riguardano il trasporto di gas, sono noti componenti di chiusura a tenuta che permettono anche la chiusura a tenuta contro componenti mobili (ad esempio DE19532701C2 che include un anello di tenuta a labbro o l’anello di tenuta secondo DE3509840A1).

L’obiettivo dell’invenzione è proporre alternative alla tecnica anteriore per regolatori di pressione di gas o in generale per dispositivi attraverso cui scorre un gas o un fluido. A seconda dell’insegnamento secondo l’invenzione, le alternative riguardano l’interruzione sicura del flusso di gas nel caso di forze o accelerazioni esterne, in alternativa o oltre alla regolazione del della pressione del fluido o gas e/o alla chiusura a tenuta dei passaggi, per esempio nei dispositivi di conduzione di gas.

Secondo un primo insegnamento, l’obiettivo è risolto da un dispositivo di sicurezza per interrompere un flusso di gas all’interno di un dispositivo di conduzione di gas, comprendente un meccanismo inerziale e un meccanismo di reazione, in cui un corpo inerziale del meccanismo inerziale si sposta da una posizione di riposo nel caso di un'accelerazione superiore a un valore di soglia di accelerazione specificabile che agisce sul corpo inerziale, e il meccanismo inerziale attiva il meccanismo di reazione a causa dello spostamento del corpo inerziale, in cui il meccanismo di reazione attivato interrompe il flusso di gas all’interno del dispositivo di conduzione di gas, e in cui il dispositivo di sicurezza è privo di gas che vi scorre attraverso.

Il dispositivo di sicurezza è progettato per interrompere un flusso di gas all’interno di un dispositivo di conduzione di gas se una forza o un’accelerazione si verifica al di sopra del valore di soglia predefinito. La definizione della soglia è richiesta in modo che qualsiasi spostamento o scossa non possa attivare il dispositivo di sicurezza. In questo processo, il dispositivo di sicurezza è solitamente in uno stato normale in cui il flusso di gas non è interrotto. A causa di un’accelerazione corrispondentemente elevata, il dispositivo di sicurezza è posto nello stato attivato. L’accelerazione agisce in particolare su un corpo inerziale, che abbandona una posizione di riposo. Tale spostamento del corpo inerziale attiva un meccanismo di reazione che, a sua volta, provoca l’interruzione del flusso di gas.

La caratteristica essenziale in questo processo è che non scorre alcun gas attraverso il dispositivo di sicurezza. Diversamente dalla tecnica anteriore, il flusso di gas non passa attraverso il dispositivo di sicurezza. Pertanto, il dispositivo di sicurezza è corrispondentemente collegato al dispositivo di conduzione di gas, in modo che il meccanismo di reazione possa avere un effetto sul flusso di gas all’interno del dispositivo di conduzione di gas. Di conseguenza, le forme di realizzazione e le spiegazioni sono anche relative a una disposizione che consiste in un dispositivo di conduzione di gas e un dispositivo di sicurezza. In una forma di realizzazione, il dispositivo di conduzione di gas in una disposizione è composto sostanzialmente da un metallo e il dispositivo di sicurezza è composto sostanzialmente da una plastica.

Il dispositivo di conduzione di gas è per esempio un regolatore di pressione di gas.

In una forma di realizzazione, è previsto che il meccanismo inerziale abbia una cavità in un alloggiamento per alloggiare il corpo inerziale, che il corpo inerziale sia nella posizione di riposo nella cavità (una designazione alternativa sarebbe, per esempio, incavatura o incavo) in uno stato normale e che il meccanismo inerziale abbia un perno di trasferimento che, nello stato normale, trattiene il corpo inerziale nella posizione di riposo e che, in uno stato attivato, impedisce che il corpo inerziale ritorni alla posizione di riposo. In questa forma di realizzazione, il corpo inerziale poggia in una cavità nello stato normale, e un perno di trasferimento trattiene in sede il corpo inerziale. Le rispettive dimensioni possono preferibilmente essere utilizzate per definire il valore di soglia dell’accelerazione da cui il corpo inerziale lascia la posizione di riposo, e il dispositivo di sicurezza entra nello stato attivato. Al corpo inerziale, per esempio, si impedisce di ritornare alla posizione di riposo in quanto il perno di trasferimento, nello stato attivato, si estende nell’area sopra la cavità così profondamente che la posizione di riposo è bloccata. Ciò, per esempio, può essere realizzato in quanto la distanza tra la cavità nell’area della posizione di riposo e la punta del perno di trasferimento è inferiore al diametro esterno del corpo inerziale.

Una forma di realizzazione è che il meccanismo inerziale ha una molla allocata sul perno di trasferimento e che la molla, in uno stato di tensione, esercita una forza sul perno di trasferimento, che è diretto in allontanamento dalla cavità. Questa forma di realizzazione, per esempio, serve a riportare il meccanismo inerziale dallo stato attivato allo stato normale. A questo scopo, tuttavia, in particolare, facendo riferimento alla precedente forma di realizzazione, il perno di trasferimento deve essere sufficientemente distante dalla cavità, in modo che il corpo inerziale raggiunga nuovamente la posizione di riposo. La molla allocata che, per esempio, è messa in tensione quando si lascia lo stato normale, fornisce lo spostamento del perno di trasferimento.

In una forma di realizzazione, è previsto che il dispositivo di sicurezza abbia un punzone scorrevole, e che il punzone scorrevole e il perno di trasferimento siano meccanicamente accoppiati l’uno all’altro in modo tale che il punzone scorrevole impedisca, nello stato normale, uno spostamento del perno di trasferimento in allontanamento dalla cavità. Questa forma di realizzazione descrive un fissaggio del perno di trasferimento per lo stato normale. Poiché, a seconda della forma di realizzazione, il perno di trasferimento poggia sul corpo inerziale e lo trattiene in sede, è necessario che il perno di trasferimento stesso rimanga nella sua posizione. Ciò avviene qui per mezzo del punzone scorrevole. Pertanto, il valore di soglia dell’accelerazione può essere definito per mezzo del tipo e della disposizione del punzone scorrevole in una forma di realizzazione.

Secondo un’altra forma di realizzazione, è previsto che il punzone scorrevole sia progettato e supportato per la mobilità, e che il punzone scorrevole sposti il perno di trasferimento nella direzione della cavità durante lo spostamento dallo stato normale allo stato attivato. Il punzone scorrevole in questa forma di realizzazione è mobile e fa sì che il perno di trasferimento, nello stato attivato, sia posizionato più vicino nella direzione della cavità e pertanto impedisca il ritorno del corpo inerziale alla posizione di riposo. Pertanto, tale ritorno indipendente del corpo inerziale deve essere evitato perché altrimenti il flusso di gas non sarebbe interrotto in modo affidabile. In una delle seguenti forme di realizzazione, il perno di trasferimento è, in particolare, nello stato attivato, trattenuto in posizione dal punzone scorrevole.

Un’altra forma di realizzazione include che il movimento del punzone scorrevole sia una sovrapposizione, da una parte, di un movimento assiale nella direzione di una direzione di spostamento del perno di trasferimento e, dall’altra parte, di un movimento assiale in una direzione verticale alla direzione di spostamento del perno di trasferimento.

Una forma di realizzazione alternativa o supplementare è che il movimento del punzone scorrevole è una sovrapposizione di un movimento assiale e di un movimento di rotazione.

Le due forme di realizzazione precedenti prevedono che il movimento del punzone scorrevole sia la sovrapposizione di una pluralità di diverse componenti di movimento in ogni caso. Ciò permette il movimento non soltanto del perno di trasferimento, ma anche di altri componenti del dispositivo di sicurezza (si veda il componente interno nel testo seguente). Il movimento in questione è almeno lo spostamento del punzone scorrevole dallo stato normale allo stato attivato.

Una forma di realizzazione include che la cavità, il corpo inerziale, il perno di trasferimento e il punzone scorrevole servano a definire il valore di soglia di accelerazione. A causa della selezione delle dimensioni e del loro allineamento, il valore di soglia dell’accelerazione da cui ha luogo la transizione allo stato attivato è predefinito.

Secondo una forma di realizzazione, è previsto che il meccanismo di reazione abbia un componente interno e un componente esterno, che il componente interno sia disposto almeno parzialmente all’interno del componente esterno, che il componente interno sia disposto e progettato per una mobilità rispetto al componente esterno, che un punzone scorrevole del dispositivo di sicurezza segua un movimento del componente interno, e che il componente interno sia in una relazione causa-effetto con il perno di trasferimento tramite il punzone scorrevole, in modo che almeno un movimento del componente interno abbia un effetto sul perno di trasferimento. In questa forma di realizzazione, il meccanismo di reazione per mezzo del quale il flusso di gas è interrotto quando il corpo inerziale lascia la sua posizione di riposo è descritto in maggiore dettaglio.

In una forma di realizzazione, il componente esterno serve a trattenere in sede il meccanismo di reazione, per esempio, in corrispondenza o in prossimità del dispositivo di conduzione di gas. Inoltre, il componente esterno supporta o trattiene il componente interno e permette la sua guida durante i movimenti del componente interno.

Una forma di realizzazione include che il componente interno abbia una forma sostanzialmente cilindrica.

Secondo una forma di realizzazione, è previsto che il componente interno e il punzone scorrevole siano progettati in modo solidale.

Una forma di realizzazione include che il componente interno compia un movimento ad una transizione dallo stato normale allo stato attivato che è una sovrapposizione di un movimento assiale lungo un asse longitudinale del componente interno e di un movimento di rotazione attorno all’asse longitudinale. In una forma di realizzazione, il movimento assiale serve a interrompere il flusso di gas. Inoltre, l’interazione tra il meccanismo di reazione e il meccanismo inerziale è provocata dal movimento di rotazione (o almeno dalla componente di movimento verticale al movimento assiale).

Affinché il componente interno si muova, mentre lo stato attivato si instaura, e pertanto possa interrompere il flusso di gas, è fornita la seguente forma di realizzazione. Questa forma di realizzazione include che, nello stato normale, una molla allocata sul componente interno eserciti una forza sul componente interno e che il corpo inerziale, il perno di trasferimento e il punzone scorrevole impediscano, nello stato normale, che la molla allocata sul componente interno sposti il componente interno. In questa forma di realizzazione, il perno di trasferimento, tra gli altri, impedisce, nello stato normale, che la suddetta molla trasferisca la forza elastica al componente interno. Pertanto se, in una forma di realizzazione, il perno di trasferimento, nello stato attivato, lascia la sua posizione (nella direzione della cavità), il bloccaggio della molla è rilasciato, e la forza elastica è trasferita al componente interno, che pertanto si sposta anch’esso. In una forma di realizzazione, la molla è messa in tensione da un meccanismo di risistemazione.

Una forma di realizzazione prevede che la molla allocata sul componente interno sia una molla a spirale. Tale molla a spirale, per esempio, ha il vantaggio che il componente interno collegato ad essa può compiere un movimento assiale e uno di rotazione.

Una forma di realizzazione include che la molla allocata sul componente interno causi un movimento assiale e un movimento di rotazione del componente interno rispetto al componente esterno.

Una forma di realizzazione prevede che il componente interno e il componente esterno comprendano nervature e gole corrispondenti permettendo un movimento assiale del componente interno rispetto al componente esterno. La combinazione di nervature e gole permette un tipo di movimento guidato del componente interno rispetto al componente esterno. In una forma di realizzazione, le gole hanno una estensione radiale maggiore rispetto agli elementi che separano le gole l’una dall’altra.

Una forma di realizzazione include che il componente interno comprenda le nervature e il componente esterno comprenda le gole corrispondenti. In una forma di realizzazione alternativa, il componente esterno comprende le nervature e il componente interno comprende le gole corrispondenti. In ancora una diversa forma di realizzazione, il componente interno e il componente esterno, entrambi, comprendono sia nervature che gole.

Una forma di realizzazione prevede che le nervature abbiano piani inclinati sulle loro estremità anteriori per trasformare la forza assiale che agisce sul componente interno in una forza assiale e angolare. Le nervature terminano con un piano inclinato che scorre, durante il passaggio dallo stato normale allo stato attivato, lungo una corrispondente controparte causando in tal modo il movimento angolare.

Una forma di realizzazione include che un angolo dei piani inclinati serva a definire il valore di soglia di accelerazione. In questa forma di realizzazione, la geometria dei piani inclinati è utilizzata per definire, in una forma di realizzazione con altre limitazioni, ad esempio con la molla che agisce sul componente interno, il valore di soglia di accelerazione.

Una forma di realizzazione prevede che il dispositivo di sicurezza abbia un meccanismo di risistemazione, e che un operatore possa ripristinare il meccanismo di reazione dallo stato attivato allo stato normale tramite il meccanismo di risistemazione. Il meccanismo di risistemazione causa il ripristino del dispositivo di sicurezza nello stato normale e può nuovamente monitorare l’accelerazione agente e interrompere il flusso di gas, ove necessario. Inoltre, a causa del ripristino, il flusso di gas non sarà più interrotto dal dispositivo di sicurezza, in modo che il gas possa scorrere nuovamente. Il meccanismo di risistemazione nel complesso contribuisce al fatto che il dispositivo di sicurezza può passare in modo reversibile tra gli stati (stato normale e stato attivato).

Una forma di realizzazione include che il meccanismo di risistemazione sia accoppiato a una molla in modo che, durante un ripristino, una forza dipendente dalla molla debba essere superata. Il ripristino deve in questa forma di realizzazione essere eseguito volontariamente da un utilizzatore. Ciò aumenta la sicurezza in quanto il flusso di gas non può essere rilasciato involontariamente.

Una forma di realizzazione prevede che il meccanismo di risistemazione sia un’estensione assiale del componente interno lungo un asse longitudinale del componente interno. In questa forma di realizzazione, il meccanismo di risistemazione è pertanto spostato insieme al componente interno durante ciascun cambio tra gli stati. In una forma di realizzazione, il meccanismo di risistemazione e il componente interno hanno, in particolare, una progettazione monopezzo. In una variante, il meccanismo di risistemazione, per esempio, è fornito da un perno cilindrico. In una forma di realizzazione associata ad esso, il perno cilindrico del meccanismo di risistemazione è in battuta con un’estremità anteriore del componente interno. In una forma di realizzazione, il componente interno ha una porzione cilindrica, e il meccanismo di risistemazione ha un perno cilindrico, in cui il perno è in battuta con un’estremità anteriore della porzione cilindrica del componente interno. In questo processo, la porzione cilindrica ha un diametro maggiore rispetto al perno cilindrico.

Una forma di realizzazione include che l’utilizzatore sposti il meccanismo di risistemazione lungo un asse longitudinale del componente interno per il ripristino in una direzione assiale.

Una forma di realizzazione prevede che l’utilizzatore, durante un ripristino, metta in tensione una molla allocata sul componente interno. In una forma di realizzazione, l’utilizzatore fornisce nuovamente tale energia alla molla, che, per esempio è utilizzata per spostare il componente interno, mentre lo stato attivato si instaura, e anche il flusso di gas è pertanto interrotto.

Una forma di realizzazione include che il corpo inerziale sia una sfera.

Una forma di realizzazione prevede che il dispositivo di conduzione di gas sia un regolatore di pressione di gas. In una forma di realizzazione alternativa, il dispositivo di conduzione di gas è una valvola.

Una forma di realizzazione include che il dispositivo di sicurezza e il dispositivo di conduzione di gas siano collegati l’uno all’altro e formino una disposizione combinata.

L’obiettivo è risolto da un secondo insegnamento secondo l’invenzione, che riguarda un dispositivo di conduzione di gas. Il dispositivo di conduzione di gas può essere allocato al dispositivo di sicurezza del suddetto primo insegnamento o, in particolare, formare una disposizione composta da un dispositivo di conduzione di gas e da un dispositivo di sicurezza. In alternativa, il dispositivo di conduzione di gas è indipendente dal suddetto dispositivo di sicurezza. Pertanto, il dispositivo di conduzione di gas è, per esempio, collegato a un altro dispositivo di sicurezza o è privo di un dispositivo di sicurezza.

Le seguenti spiegazioni riguardano pertanto il dispositivo di conduzione di gas del secondo insegnamento dell’invenzione e, in alternativa, forme di realizzazione supplementari del dispositivo di sicurezza o una disposizione composta da un dispositivo di conduzione di gas e da un dispositivo di sicurezza secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione descritte nella presente o secondo una forma di realizzazione alternativa. Il dispositivo del secondo insegnamento offre in particolare un’alternativa alla tecnica anteriore per quanto riguarda la regolazione della pressione del gas a un valore obiettivo predefinito.

Il dispositivo di conduzione di gas ha un ingresso di gas, un’uscita di gas e un braccio di leva supportato in modo girevole per la regolazione della pressione. Il braccio di leva è accoppiato meccanicamente a un perno di spostamento e a un punzone di chiusura a tenuta in corrispondenza della sua estremità. Il perno di spostamento e il punzone di chiusura a tenuta sono disposti all’interno di un alloggiamento e collegati all’ingresso di gas in modo tale che un gas che si introduce attraverso l’ingresso di gas spinga contro il perno di spostamento e il punzone di chiusura a tenuta con forze bilanciate.

Il braccio di leva ha, in una forma di realizzazione, due porzioni di estremità su cui agiscono il perno di spostamento e il punzone di chiusura a tenuta, rispettivamente. Un cuscinetto è previsto tra le due regioni di estremità, in modo da poter ruotare o girare il braccio di leva attorno a questo asse di rotazione. A causa della rotazione attorno all’asse di cuscinetto, due bracci parziali di lunghezze diverse o, progettate in modo alternativo, due diverse sezioni tra la posizione di cuscinetto e le regioni di estremità del braccio di leva emergono in una forma di realizzazione.

Il gas, la cui pressione deve essere regolata a un valore obiettivo, è applicato sulle due regioni di estremità di un braccio di leva per mezzo di un perno di spostamento su un lato e di un punzone di chiusura a tenuta sull’altro lato. A causa della forma di realizzazione e della disposizione degli elementi in questione o, per esempio, anche a causa della sezione trasversale dei passaggi attraverso cui è condotto il gas, si può impostare che le forze, come risultato della pressione di gas applicata al lato di ingresso, siano indipendenti da essa e bilanciate su entrambe le regioni di estremità del braccio di leva. Per esempio, la pressione del gas cambia a seconda del tipo di volume attraverso cui scorre il gas, o della temperatura a cui il gas arriva in corrispondenza dell’ingresso. Pertanto, se il gas è condotto attraverso passaggi diversamente dimensionati al perno di spostamento o al punzone di chiusura a tenuta, e se il gas agisce pertanto su diverse superfici in ogni caso, allora anche forze diverse agiscono sul braccio di leva in ogni caso.

Pertanto, un qualche tipo di bilanciere è fornito dal braccio di leva su entrambi i lati del quale agisce la pressione del gas e questo in una misura che è causata dalla forma di realizzazione dei componenti coinvolti (qui perno di spostamento e punzone di chiusura a tenuta) e dalle dimensioni delle sezioni di alloggiamento o dei passaggi di alloggiamento che racchiudono i componenti coinvolti.

Secondo una forma di realizzazione, è previsto che il meccanismo di reazione del dispositivo di sicurezza sia accoppiato meccanicamente a un punzone di trattenimento del dispositivo di conduzione di gas, e che il punzone di trattenimento sia accoppiato meccanicamente a una membrana, in modo che il punzone di trattenimento abbia effetti sulla regolazione della pressione da parte della membrana. In questa forma di realizzazione, il dispositivo di conduzione di gas ha una membrana. La membrana, le sue caratteristiche, la sua posizione o la pressione applicata al lato opposto al lato di conduzione di gas determinano la regolazione della pressione. In questa forma di realizzazione, è previsto un punzone di trattenimento che è accoppiato meccanicamente a una membrana e che è, in particolare, anche accoppiato al meccanismo di reazione. Pertanto, il meccanismo di reazione del dispositivo di sicurezza può agire indirettamente sulla membrana attraverso il meccanismo di reazione e pertanto, per esempio, interrompere anche il flusso di gas. Pertanto, vi è generalmente un collegamento o accoppiamento indiretto tra il meccanismo di reazione e la membrana.

Una forma di realizzazione prevede che il braccio di leva sia accoppiato meccanicamente a un punzone di trattenimento del dispositivo di conduzione di gas, e che il punzone di trattenimento sia accoppiato meccanicamente a una membrana, in modo che il punzone di trattenimento abbia effetti sulla regolazione della pressione da parte della membrana. In una forma di realizzazione, l’accoppiamento è garantito dal fatto che il braccio di leva e il punzone di trattenimento sono a contatto l’uno con l’altro direttamente o indirettamente in almeno un’area o nel caso di almeno una relativa regolazione. In questo processo, la membrana, in particolare, serve per la regolazione della pressione.

Secondo una forma di realizzazione, è previsto che una membrana copra parzialmente una camera intermedia, che l’ingresso di gas sia collegato alla camera intermedia tramite un condotto, e che il punzone di chiusura a tenuta sia disposto tra il condotto e la camera intermedia in modo che una pressione di gas di un gas applicato all’ingresso di gas abbia un effetto sul punzone di chiusura a tenuta. L’effettiva regolazione di pressione si verifica attraverso una camera intermedia, che è limitata unilateralmente da una membrana. La pressione obiettivo per il gas può essere predefinita mediante la regolazione della membrana o mediante la forza elastica che agisce sul lato rivolto in allontanamento dalla camera intermedia. Qui il gas entra nella camera intermedia attraverso un passaggio in modo tale che la pressione agisca anche sul punzone di chiusura a tenuta, che è accoppiato meccanicamente al braccio di leva.

Secondo una forma di realizzazione, è previsto che il punzone di chiusura a tenuta, in una posizione, chiuda a tenuta il condotto. Questa posizione del punzone di chiusura a tenuta è causata, in una forma di realizzazione, da un dispositivo di sicurezza. In una forma di realizzazione, il meccanismo di sicurezza agisce sul braccio di leva. Il braccio di leva colloca quindi il punzone di chiusura a tenuta sul passaggio in un modo a chiusura a tenuta. In una forma di realizzazione, il dispositivo di sicurezza agisce su un punzone di trattenimento, che spinge unilateralmente il braccio di leva in una direzione, in modo che l’altro lato del braccio di leva agisca insieme al punzone di chiusura a tenuta e chiuda a tenuta il passaggio.

In una forma di realizzazione, il meccanismo di reazione ha un effetto sul braccio di leva in modo che, nello stato attivato, un passaggio tra l’ingresso di gas e la camera intermedia sia chiuso a tenuta. In una forma di realizzazione, il suddetto passaggio è l’unico collegamento tra l’ingresso di gas e la camera intermedia attraverso il quale si verifica la regolazione della pressione.

Una forma di realizzazione include che il perno di spostamento sia disposto a tenuta di gas all’interno di un alloggiamento del regolatore di pressione di gas. Pertanto, il gas spinge solamente contro il perno di spostamento; tuttavia, un flusso di gas non si verifica attraverso l’area attorno al perno di spostamento. Inoltre, il gas preferibilmente entra nella camera intermedia solamente attraverso il passaggio, attraverso cui anche il gas può agire sul punzone di chiusura a tenuta.

Una forma di realizzazione è caratterizzata dal fatto che il dispositivo di conduzione di gas ha, all’interno di un alloggiamento di regolatore di pressione, un componente mobile e una disposizione di chiusura a tenuta che racchiude il componente mobile e che è chiusa a tenuta contro l’alloggiamento di regolatore di pressione.

Una forma di realizzazione include che il meccanismo di reazione del dispositivo di sicurezza sia accoppiato meccanicamente a un punzone di trattenimento del regolatore di pressione di gas, e che il punzone di trattenimento sia accoppiato meccanicamente a un braccio di leva, e che il braccio di leva possa chiudere a tenuta un collegamento tra un ingresso di gas e un’uscita di gas del regolatore di pressione di gas tramite un punzone di chiusura a tenuta. Pertanto, il braccio di leva agisce sul punzone di chiusura a tenuta, in modo che il collegamento e in particolare il condotto nell’alloggiamento sia chiuso a tenuta.

Pertanto, il regolatore di pressione, in una forma di realizzazione, può essere descritto come segue:

una membrana copre parzialmente una camera intermedia, che serve per l’effettiva regolazione della pressione. Il gas la cui pressione deve essere regolata spinge, provenendo da un ingresso di gas, sulle due estremità anteriori di un braccio di leva supportato in modo girevole. Date le dimensioni dei componenti coinvolti o dei passaggi di gas eccetera, si realizza il fatto che le forze sulle due estremità anteriori sono bilanciate. Pertanto, non è generata alcuna coppia sul braccio di leva. Il gas entra nella camera intermedia attraverso un passaggio in modo tale che il gas eserciti una forza anche su un’estremità anteriore del braccio di leva. La membrana, a sua volta, è accoppiata meccanicamente all’altra estremità anteriore. Questo accoppiamento meccanico all’estremità anteriore attraverso cui il gas non passa è utilizzato anche affinché il dispositivo di sicurezza interrompe il flusso di gas, chiudendo a tenuta il passaggio attraverso cui il gas entra nella camera intermedia. In una forma di realizzazione, il gas spinge su entrambe le estremità anteriori sostanzialmente nella stessa direzione in cui anche la membrana è mobile (di conseguenza si solleva o si abbassa durante la regolazione della pressione).

L’obiettivo è risolto da un terzo insegnamento secondo l’invenzione, che riguarda una disposizione di chiusura a tenuta per un dispositivo di conduzione di gas. Il dispositivo di conduzione di gas può, per esempio, essere quello del suddetto secondo insegnamento che, per esempio, è allocato al dispositivo di sicurezza del suddetto primo insegnamento in una forma di realizzazione. In alternativa, la disposizione di chiusura a tenuta è allocata a un dispositivo di conduzione di gas progettato diversamente.

Le seguenti spiegazioni riguardano pertanto il dispositivo di chiusura a tenuta del terzo insegnamento dell’invenzione e, in alternativa, forme di realizzazione aggiuntive del dispositivo di sicurezza o una disposizione composta da un dispositivo di conduzione di gas e un dispositivo di sicurezza e inoltre, in alternativa a forme di realizzazione supplementari del dispositivo di conduzione di gas del secondo insegnamento. La disposizione di chiusura a tenuta del terzo insegnamento offre, in particolare, una chiusura a tenuta affidabile di un passaggio di un dispositivo di conduzione di gas progettato arbitrariamente. Il dispositivo di conduzione di gas è, per esempio, un regolatore di pressione di gas.

L’obiettivo è risolto da una disposizione di chiusura a tenuta secondo un terzo insegnamento. La disposizione di chiusura a tenuta è progettata in modo tale che la disposizione di chiusura a tenuta abbia un primo elemento di chiusura a tenuta e un secondo elemento di chiusura a tenuta, in cui il primo elemento di chiusura a tenuta sia disposto a valle di un ingresso di gas di un alloggiamento nella direzione del flusso di gas, il secondo elemento di chiusura a tenuta sia disposto a valle del primo elemento di chiusura a tenuta nella direzione del flusso di gas e il secondo elemento di chiusura a tenuta sia progettato in modo tale che nel caso in cui un gas superi il primo elemento di chiusura a tenuta, il gas rinforzerà una funzione di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta. Il gas può, per esempio, superare il primo stadio di chiusura a tenuta nel caso di un difetto o generalmente di una perdita e pertanto raggiungere il secondo elemento di chiusura a tenuta. In questo caso, il gas garantisce che la funzione di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta sia ulteriormente potenziata (o rinforzata).

In una forma di realizzazione, tre aree di chiusura a tenuta sono generate dalla disposizione di chiusura a tenuta. La chiusura a tenuta si verifica tramite ciascuna area di battuta, per esempio, tra un componente mobile all’interno di un alloggiamento e l’alloggiamento o, per esempio, un passaggio dell’alloggiamento. Il numero di aree di battuta si riferisce, per esempio, a un lato o a una sezione del componente mobile. In una forma di realizzazione, il primo elemento di chiusura a tenuta e il secondo elemento di chiusura a tenuta racchiudono ciascuno il componente mobile in un modo simmetrico alla rotazione, in modo che le aree di battuta in un’altra forma di realizzazione racchiudano ciascuna completamente il componente mobile alla stessa altezza. In una forma di realizzazione il componente mobile è, in particolare, un componente simmetrico alla rotazione. Ciò significa anche che gli elementi di chiusura a tenuta sono progettati in un modo simmetrico alla rotazione e pertanto sono in battuta con il componente mobile in un modo simmetrico alla rotazione e, di conseguenza, producono aree di battuta circonferenziali attorno al componente.

Una forma di realizzazione della disposizione di chiusura a tenuta è che il primo elemento di chiusura a tenuta è disposto all’interno di una superficie di supporto più stretta dell’alloggiamento di regolatore di pressione, e che il secondo elemento di chiusura a tenuta è disposto all’interno di una superficie di supporto più larga avente un diametro interno maggiore rispetto alla superficie di supporto più stretta. In una forma di realizzazione, il secondo elemento di chiusura a tenuta ha un’espansione maggiore rispetto a quella del primo elemento di chiusura a tenuta.

Una forma di realizzazione prevede che il primo elemento di chiusura a tenuta sia un X ring. Pertanto, il primo elemento di chiusura a tenuta ha una forma anulare, in cui l’anello ha una sezione trasversale rettangolare e preferibilmente quadrata. I lati del rettangolo o del quadrato sono preferibilmente arrotondati verso l’interno.

Una forma di realizzazione include che il secondo elemento di chiusura a tenuta abbia un labbro di tenuta, che è progettato e disposto in modo che il labbro di tenuta sia in battuta con il componente mobile in corrispondenza di un’estremità libera e formi un angolo acuto rispetto a un asse longitudinale del componente mobile. In questo processo, l’estremità libera del componente mobile è preferibilmente diretta in opposizione alla direzione del flusso di gas. Nel caso di una perdita del primo elemento di chiusura a tenuta, il flusso di gas spinge il labbro di tenuta contro il componente mobile. Pertanto, il secondo elemento di chiusura a tenuta è progettato in modo tale che la funzione di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta sia persino rinforzata nel caso in cui il primo elemento di chiusura a tenuta sia difettoso.

Una forma di realizzazione include che il componente mobile sia un perno di spostamento del dispositivo di conduzione di gas progettato come un regolatore di pressione di gas.

Nel dettaglio, vi è una grande varietà di possibilità di progettare e sviluppare ulteriormente l’invenzione. A questo scopo, si fa riferimento, da una parte, alle rivendicazioni dipendenti dalla rivendicazione 1 e, d’altra parte, alla seguente descrizione di forme di realizzazione esemplificative in relazione ai disegni, in cui:

la figura 1 mostra un diagramma schematico di una disposizione comprendente un regolatore di pressione di gas come dispositivo di conduzione di gas e un dispositivo di sicurezza,

la figura 2 mostra un diagramma schematico di una parte del dispositivo di sicurezza,

la figura 3 mostra una sezione attraverso una forma di realizzazione di una disposizione comprendente un regolatore di pressione di gas e un dispositivo di sicurezza,

la figura 3a mostra una parte ingrandita della figura 3,

la figura 4 mostra una vista anteriore della forma di realizzazione della figura 3,

la figura 5 mostra un diagramma schematico della configurazione di un regolatore di pressione di gas come esempio di un dispositivo di conduzione di gas che a titolo di esempio è collegato a un dispositivo di sicurezza,

la figura 6 mostra una sezione attraverso una forma di realizzazione di un regolatore di pressione di gas,

la figura 7 mostra la sezione della figura 6 nel caso in cui il flusso di gas sia stato interrotto, e

la figura 8 mostra una sezione ingrandita del regolatore di pressione di gas della figura 6 o della figura 7 come esempio dell’uso della disposizione di chiusura a tenuta.

La figura 1 mostra schematicamente la disposizione consistente in un dispositivo 1 attraverso il quale scorre un gas (indicato dalle frecce) e in un dispositivo di sicurezza 2.

Il dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas è, nell’esempio illustrato qui, un regolatore di pressione di gas avente un ingresso di gas 100 e un’uscita di gas 101. In alternativa, può essere una valvola.

Il dispositivo di sicurezza 2 ha lo scopo di interrompere il flusso di gas attraverso il dispositivo 1 se un’accelerazione eccessiva, ad esempio come risultato di un incidente, agisce sulla disposizione e specialmente sul dispositivo di sicurezza 2. Nella forma di realizzazione illustrata, il dispositivo di sicurezza 2 è montato sul lato del dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas e, in particolare, il gas non scorre attraverso il dispositivo di sicurezza 2 stesso. Nello stato attivato, ovvero nel caso di un incidente, per esempio, il dispositivo di sicurezza 2 agisce sul dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas e lo chiude a tenuta. Pertanto, è omessa la chiusura a tenuta, che è richiesta nella tecnica anteriore, dato che il corpo inerziale nella tecnica anteriore è posizionato in un’area attraverso cui scorre il gas.

Nella forma di realizzazione mostrata, il dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas e il dispositivo di sicurezza 2 sono composti da diversi materiali, per la precisione in particolare, da una combinazione di metallo e plastica. L’uso della plastica per il dispositivo di sicurezza 2 è reso possibile poiché il gas non scorre attraverso il dispositivo di sicurezza 2.

Il dispositivo di sicurezza 2 ha un meccanismo inerziale 3 e un meccanismo di reazione 4.

Il meccanismo inerziale 3 reagisce a uno specifico valore di soglia per le accelerazioni che si verificano e controlla, qui tramite un collegamento meccanico a un perno di trasferimento 33 che sarà spiegato nel testo seguente, il meccanismo di reazione 4 che, a sua volta, agisce sul dispositivo 1, qui il regolatore di pressione di gas, attraverso cui scorre il gas e, nel caso di un’accelerazione eccessiva, interrompe il flusso di gas.

Per permettere nuovamente il flusso di gas, è previsto un meccanismo di risistemazione 5 che qui è collegato al meccanismo di reazione 4. Se il meccanismo di risistemazione 5 è, per esempio, azionato manualmente da un utilizzatore, il flusso di gas attraverso il dispositivo 1 è permesso da una parte, e il meccanismo inerziale 3 è ripristinato dall’altra parte. Pertanto, un utilizzatore può ripristinare nuovamente il dispositivo di sicurezza 2 dallo stato attivato allo stato normale tramite il meccanismo di risistemazione 5.

La figura 2 mostra una sezione attraverso un diagramma schematico del meccanismo inerziale 3. Mostra lo stato normale, ovvero non si è verificata un'accelerazione eccessiva, e il flusso di gas all’interno del regolatore di pressione di gas collegato non è interrotto.

Un alloggiamento 30 del meccanismo inerziale 3 ha una cavità 31, nel punto più profondo della quale è posizionato un corpo inerziale 32 sotto forma di una sfera. Un perno di trasferimento 33, che ha qui una forma a T, poggia sulla sfera 32 e pertanto trattiene reversibilmente la posizione della sfera 32 in sede.

A causa della forma della cavità 31, del tipo della superficie di supporto del perno di trasferimento 33 sulla sfera 32 e, a sua volta, della forza che agisce sul perno di trasferimento 33, è definito per l’accelerazione un valore di soglia da cui la sfera 32 lascia la sua posizione nella cavità 31 come risultato dell’inerzia di massa. Pertanto, questo è lo stato attivato che indica che si è verificata un’accelerazione al di sopra del valore di soglia impostabile. Nello stato attivato, è garantito che nessun gas scorra attraverso il dispositivo (o specificamente attraverso il regolatore di pressione di gas della figura 1).

Affinché la sfera 32 non rotoli nuovamente nella posizione di riposo dello stato normale, il perno di trasferimento 33 si sposta, nello stato attivato, nella direzione della cavità 31 e pertanto blocca il percorso della sfera 32.

Questo spostamento del perno di trasferimento 33 dallo stato normale allo stato attivato e pertanto allo stato che interrompe il flusso di gas è realizzato nelle forme di realizzazione illustrate come segue:

per la transizione dallo stato normale allo stato attivato, un punzone scorrevole 40 poggia sull’estremità anteriore superiore del perno di trasferimento 33. Il punzone scorrevole appartiene al meccanismo di reazione 4.

Lo stato, non illustrato, per cui la sfera 32 non è più posizionata sotto il perno di trasferimento 33 deve essere preso in considerazione, in modo che il perno di trasferimento 33 possa pertanto cadere verso il basso nella direzione della cavità 31.

In questo caso dello stato attivato, il punzone scorrevole 40 (a causa di una molla come spiegato nel testo seguente) si sposta (oltre al movimento assiale descritto nel testo seguente) dalla parte superiore a quella inferiore in modo che il perno di trasferimento 33 sia condotto attraverso un incavo nell’alloggiamento 30 e spinto nella direzione della cavità 31.

La molla 34 che racchiude il perno di trasferimento 33 è in tal modo messa in tensione nello stesso momento. L’energia elastica stoccata nella molla 34 è necessaria nel caso in cui il meccanismo inerziale 3 debba essere nuovamente ripristinato e nel caso in cui, in questo processo, il perno di trasferimento 33 debba essere nuovamente spostato verso l’alto.

Nello stato attivato, il punzone scorrevole 40 impedisce uno spostamento verso l’alto del perno di trasferimento 33, e pertanto garantisce che la sfera 32 non possa raggiungere la posizione di inizio o di riposo (ovvero generalmente la posizione dello stato normale che permette il flusso di gas).

Il meccanismo di reazione 4 che comprende il punzone scorrevole 40 (si veda la figura 1) è spiegato in relazione alle figure Fig. 3, Fig. 3a e Fig. 4.

Il meccanismo di reazione 4 ha un componente interno 41 e un componente esterno 45.

Il componente interno 41 ha sostanzialmente la forma di un cilindro sul quale è montato un disco circolare 41’. Il disco 41’ è parzialmente appiattito, in modo da non colpire il meccanismo inerziale 3. Il cilindro del componente interno 41 è, da una parte, disposto per la mobilità assiale lungo un asse longitudinale 49 del cilindro ed è collegato, dall’altra parte, al meccanismo di risistemazione 5. Due mandarini 42 e il punzone scorrevole 40 sono posizionati sul suddetto disco 41’.

Come si può vedere nella figura 3a, il componente interno 41 è dotato di nervature 41’’, nella forma di realizzazione mostrata, allineate lungo l’asse longitudinale 49. Le nervature 41’’ terminano, in una direzione in allontanamento dal regolatore di pressione di gas 1 (si veda la figura 3), in un’estremità anteriore avente un piano inclinato 41’’’. Le nervature 41’’ sono seguite lungo il componente interno 41 da una regione piana e specialmente priva di nervature che diventa il meccanismo di risistemazione 5.

Il meccanismo di risistemazione 5 è sostanzialmente un’estensione assiale del cilindro tramite cui un utilizzatore può applicare una forza e pertanto può spostare il componente interno 41 assialmente nella direzione della posizione di riposo e, in questo processo, nella direzione del regolatore di pressione di gas 1.

Inoltre, il componente interno 41 è supportato in modo girevole attorno all’asse longitudinale 49, in modo da poter ruotare in senso antiorario rispetto al componente esterno 45.

Il componente esterno 45, che racchiude il componente interno 41 radialmente e parzialmente anche assialmente, è qui fissato al regolatore di pressione di gas 1.

Il componente esterno 45 ha tre gambi 46, che sono ciascuno inclinato e si incontrano in un’area anteriore comune 45’ attraverso cui sono condotti il componente interno 41 e il meccanismo di risistemazione a forma di perno 5. Pertanto, i gambi 46 trattengono e guidano il meccanismo di risistemazione 5 e, allo stesso tempo, anche il componente interno 41.

Inoltre, i gambi 46 fungono da superfici di posizionamento per due mandrini 42 del componente interno 41, in modo che i movimenti di rotazione del componente interno 41 siano ciascuno limitato in direzione in senso orario e antiorario.

L’area anteriore comune 45’ del componente esterno 45 ha gole 45” sulla superficie interna della sua apertura centrale. Le gole 45” corrispondono alle nervature 41’ del componente interno 41 e permettono il movimento assiale del componente interno 41 rispetto al componente esterno 45 quando le nervature 41’ sono spinte nelle gole 45” dalla molla 44. Come sarà spiegato nel seguito, il movimento assiale è permesso dalla rotazione del componente interno 41 rispetto al componente esterno 45. In una forma di realizzazione, non mostrata, le gole 45” hanno un’estensione radiale maggiore rispetto ai lati che le limitano. In questa forma di realizzazione, non mostrata, le gole 45” sono separate da piccoli divisori simili a nervature.

Il movimento in senso orario (visto come nella figura 4) si verifica durante il ripristino del dispositivo di sicurezza 2. Poiché il mandrino 42 colpisce il gambo 46, il percorso assiale del perno di trasferimento 33 è limitato.

Il movimento in senso antiorario si verifica quando il perno di trasferimento 33 non è più trattenuto dalla sfera del meccanismo inerziale 3, e il punzone scorrevole 40 spinge verso il basso il perno di trasferimento 33 quando è dato lo stato attivato.

Una molla 44 (qui una molla a spirale) agisce sul componente interno 41 che, nello stato normale del dispositivo di sicurezza, è messo in tensione. La molla 44 è progettata in modo tale che, quando rilassata, causa un movimento di rotazione del componente interno 41 collegato ad essa.

La rotazione del componente interno 41 è anche il risultato dell’interazione tra i piani inclinati 41’’’ delle nervature 41’’ e le estremità anteriori opposte dei lati che limitano le gole 45” del componente esterno 45. I piani inclinati 41’’’ scorrono lungo le estremità anteriori dei lati delle gole 45” durante il movimento assiale e causano, di conseguenza, la rotazione del componente interno 41. Pertanto, i piani inclinati 41’’ trasferiscono la forza assiale che agisce mediante la molla 44 sul componente interno 41 in una sovrapposizione di una forza assiale e di una angolare.

Se l’accelerazione agisce sul meccanismo inerziale 3 e il perno di trasferimento 33 può spostarsi come risultato di ciò, successivamente il componente interno 41 è ruotato a causa della forza elastica della molla 44 e spostato assialmente verso l’esterno lungo l’asse longitudinale 49.

In questo processo, il punzone scorrevole 40 scorre sulla superficie anteriore superiore del perno di trasferimento 33 e lo spinge verso il basso nell’alloggiamento del meccanismo inerziale 3.

Da una parte, la rotazione del componente interno 41 è limitata per il fatto che un mandrino 42 colpisce un gambo 46 del componente esterno 45. D’altra parte, il componente interno 41 colpisce assialmente l’estremità anteriore del componente esterno 45. Pertanto, il componente interno 41 non può spostarsi ulteriormente e, a causa della molla 44, non si verifica alcuna ulteriore rotazione. Il componente interno 41 è condotto attraverso l’estremità anteriore del componente esterno 45 fino a colpirlo. Allo stesso tempo, il meccanismo di risistemazione 5, che nella forma di realizzazione mostrata è un perno cilindrico avente un diametro esterno inferiore a quello della porzione cilindrica del componente interno 41, è spostato assialmente.

In tale stato attivato, che si verifica come risultato dell’accelerazione agente, la molla 44 impedisce anche che il componente interno 41 sia spostato assialmente involontariamente e pertanto possa essere ripristinato. Questo movimento assiale deve verificarsi con forza sufficiente, che dipende dalla costante elastica della molla 44. Pertanto, tale risistemazione si verifica solamente attraverso il meccanismo di risistemazione 5.

Per farlo ritornare allo stato normale, un utilizzatore esercita una forza meccanica sul meccanismo di risistemazione 5, e il componente interno 41 è riportato assialmente lungo l’asse longitudinale 49. Pertanto, la molla 44 del componente interno 41 è messa in tensione. Allo stesso tempo, la molla (si veda la figura 2) del perno di trasferimento 33 agisce sul perno di trasferimento 33 e lo sposta verso l’alto, per cui anche il componente interno 41 è ruotato rispetto al componente esterno 45 a causa dell’interazione con il punzone scorrevole 40.

Oltre al movimento assiale del componente interno 41, anche una rotazione del componente interno 41 rispetto al componente esterno 45 potrebbe essere necessaria per ritornare allo stato normale. Nella posizione normale, i piani inclinati 41’’ sono posizionati almeno parzialmente in direzione assiale anteriormente a e sono in contatto con i lati che limitano le gole 45”. Pertanto, l’angolo dei piani inclinati 41’’ definisce la forza che agisce sulla sfera 32 (si veda la figura 2) durante lo stato normale e, di conseguenza, l’accelerazione minima necessaria per spingere la sfera 32 fuori dalla cavità 31.

Le figure seguenti si riferiscono all’interno del dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas. Sono illustrati e mostrati due regolatori di pressione di gas principalmente diversi, che possono anche essere utilizzati unitamente ad altri dispositivi di sicurezza o indipendentemente da qualsiasi tale dispositivo di sicurezza.

La figura 5 mostra schematicamente la configurazione di un regolatore di pressione di gas a due stadi 1, in cui è possibile utilizzare per esempio il suddetto dispositivo di sicurezza.

Il regolatore di pressione di gas 1 ha un ingresso di gas 100 attraverso il quale gas da una sorgente di gas non mostrata, ad esempio, una bombola di gas, è alimentato al regolatore di pressione di gas 1 a una pressione di gas arbitraria, e un’uscita di gas 101 attraverso la quale il gas esce dal regolatore di pressione di gas 1 a una pressione obiettivo specificabile.

La disposizione spaziale dell’ingresso di gas 100 e dell’uscita di gas 101 è qui diversa da quella della figura 1, il che rende chiaro che l’orientamento relativo è selezionabile in modo arbitrario.

Anche qui, il regolatore di pressione di gas 1 è collegato a un componente di controllo (qui il meccanismo di reazione 4 della forma di realizzazione delle figure da 1 a 4) di un dispositivo di sicurezza. In una forma di realizzazione alternativa, il regolatore di pressione di gas 1 può essere utilizzato senza tale dispositivo di sicurezza. Questo per esempio nel caso in cui sia un impianto di gas installato in modo permanente, che non necessita di essere protetto da terremoti, per esempio.

Provenendo dall’ingresso di gas 100, il gas dapprima scorre attraverso uno stadio di riduzione di pressione 50 e da esso attraverso uno stadio di controllo di pressione 51. Dopo lo stadio di controllo di pressione 51, il gas esce dal regolatore di pressione di gas 1 attraverso l’uscita di gas 101.

La rappresentazione e la separazione dei singoli stadi deve essere qui considerata puramente funzionale poiché i singoli componenti possono infatti essere utilizzati da entrambi gli stadi, o poiché vi può essere una transizione graduale tra i due stadi.

Il dispositivo di sicurezza (qui rappresentato dal meccanismo di reazione 4) è interrotto nella forma di realizzazione mostrata tramite l’intervento sullo stadio di controllo di pressione 51 (si vedano anche le figure seguenti). In alternativa, l’interruzione può verificarsi nello stadio di riduzione di pressione 50.

Lo stadio di riduzione di pressione 50 riduce la pressione di gas applicata, che può avere un ampio intervallo, a un intervallo di pressione inferiore ben definito. Ciò ha il vantaggio per cui lo stadio di controllo di pressione 51, che pertanto assume la funzione effettiva di regolazione di pressione, deve soltanto regolare a un intervallo di pressione inferiore e può pertanto reagire e regolare la pressione più precisamente.

La figura 6 mostra una sezione attraverso il dispositivo 1 attraverso cui scorre il gas, che è un regolatore di pressione (o designazione alternativa: regolatore di pressione di gas). Il regolatore di pressione è progettato in modo tale che la pressione sia ridotta e che la pressione sia regolata da uno stadio. Di conseguenza, questa è un’alternativa al regolatore di pressione della figura 5.

Nella sezione della figura 6, si possono riconoscere l’ingresso di gas 100 e l’uscita di gas 101, tra i quali la regolazione di pressione si verifica attraverso una camera intermedia 99.

Il regolatore di pressione di gas 1 è, nella variante mostrata, collegato al dispositivo di sicurezza delle figure da 1 a 4, che non è illustrato qui. In una variante alternativa non mostrata, il regolatore di pressione di gas 1 è collegato a un dispositivo di sicurezza progettato diversamente o a un altro dispositivo, che determina o interrompe o permette il flusso di gas attraverso il regolatore di pressione di gas 1. Inoltre, il meccanismo di regolazione di pressione descritto nel testo seguente e anche i componenti utilizzati per lo stesso, in particolare, ad esempio il dispositivo di chiusura a tenuta, sono indipendenti dal collegamento con un suddetto dispositivo di sicurezza.

Tra l’ingresso di gas 100 e l’uscita di gas 101, è posizionata una membrana 60 che, come nella tecnica anteriore, racchiude parzialmente una camera intermedia 99 e permette in tal modo la regolazione della pressione. Inoltre, una disposizione di bilanciere 70 è fornita per la regolazione di pressione, la cui funzione e i cui componenti sono descritti nel testo seguente.

La membrana 60 è accoppiata a un punzone di trattenimento mobile assialmente 61. Se il punzone di trattenimento 61 si sposta, viene spostata anche la membrana 60, e pertanto anche la regolazione della pressione del gas cambia. Pertanto, la posizione del punzone di trattenimento 61 ha un effetto sulla regolazione della pressione. Il punzone di trattenimento 61 è, in particolare, spostato dal dispositivo di sicurezza quando si verifica la transizione dallo stato normale allo stato attivato.

Il punzone di trattenimento 61 è qui inoltre racchiuso da una disposizione di molla interna, che si estende tra la membrana 60 e un supporto superiore nell’alloggiamento 80. Un’altra disposizione di molla esterna racchiude la disposizione di molla interna coassialmente e poggia sulla membrana 60. Pertanto, la disposizione di molla esterna definisce anche la regolazione di pressione mediante la membrana 60. Il punzone di trattenimento 61 si sposta qui, in particolare, assialmente e pertanto nella direzione di una normale della membrana 60. Inoltre, il punzone di trattenimento 61 è disposto centralmente alla membrana 60 e penetra il punto centrale della membrana 60 nella forma di realizzazione mostrata. Purché il punzone di trattenimento 61 regoli la regolazione di pressione, il punzone di trattenimento 61 può inoltre contribuire al fatto che nessun gas passi nello spazio delimitato unilateralmente dalla membrana 60.

Vista dal lato dell’ingresso di gas 100, un’estremità anteriore del punzone di trattenimento 61 che passa attraverso la membrana 60 è a contatto meccanico con una regione di estremità di un braccio di leva 62. Per contro, il braccio di leva 62 può in tal modo agire sul punzone di trattenimento 61.

Il braccio di leva 62 è supportato in modo girevole o girevole imperniato attorno a un asse di rotazione 62’. Ciò crea un braccio parziale più lungo e un braccio parziale più corto. Pertanto, il braccio di leva 62 costituisce un qualche tipo di bilanciere, qui con lunghezze di braccio diverse. Un punzone di chiusura a tenuta 63 è accoppiato al braccio parziale più corto. Ciò si verifica nella forma di realizzazione illustrata in quanto il punzone di chiusura a tenuta 63 è parzialmente fatto passare attraverso il braccio parziale più corto.

Sotto la regione di estremità del braccio di leva 62, che forma il braccio parziale più lungo ed è a contatto con il punzone di trattenimento 61, vi è una estremità anteriore, qui ispessita sfericamente, di un perno di spostamento 64. In questo processo, il perno di spostamento 64 può esercitare una forza meccanica sul braccio parziale più lungo del braccio di leva 62.

Di conseguenza, le due regioni di estremità del braccio di leva 62 sono collegate operativamente a un punzone di chiusura a tenuta 63 o a un perno di spostamento 64. Pertanto, le forze che agiscono sul punzone di chiusura a tenuta 63 e sul perno di spostamento 64 agiscono anche sul braccio di leva 62 e pertanto indirettamente sulla membrana 60 e sulla pressione del gas.

Il perno di spostamento 64 si estende qui nell’ingresso di gas 100, in modo che il gas agisca di conseguenza sull’estremità anteriore inferiore del perno di spostamento 64.

Inoltre, l’ingresso di gas 100 è diretto a un condotto 110, in modo che il gas agisca sul punzone di chiusura a tenuta 63 attraverso il condotto 110.

In questo processo, il gas può scorrere solamente nella camera intermedia 99 attraverso il condotto 110. Un passaggio di gas attraverso tutto il perno di spostamento 64 è chiuso a tenuta dalla disposizione di chiusura a tenuta (un esempio realizzato è descritto nel testo seguente).

Date le dimensioni del punzone di chiusura a tenuta 63 e del perno di spostamento 64 e del condotto associato 110 all’interno dell’alloggiamento 80 del regolatore di pressione di gas 1, si può impostare il modo in cui il gas agirà in ogni caso sui due bracci parziali del braccio di leva 62. Ciò è per esempio ovvio quando il gas dietro un condotto scorre attraverso un canale più ampio di quello dietro l’altro condotto. Nel complesso, è possibile impostare una riduzione di pressione desiderata tramite le dimensioni e la regolazione dei componenti coinvolti. Per esempio, il diametro del condotto 110 determina la forza con cui il gas spinge sul punzone di chiusura a tenuta 63 e pertanto sul braccio parziale più corto del braccio di leva 62. Nella forma di realizzazione mostrata, le dimensioni sono selezionate in modo tale che le forze con cui il gas agisce sui due bracci parziali del braccio di leva 62 siano sostanzialmente le stesse. Pertanto, si ottiene una compensazione di forze del braccio di leva 62 supportato in modo girevole.

La successiva regolazione di pressione con la membrana e una camera intermedia 99 parzialmente coperta da essa è eseguita come è consueto nella tecnica anteriore. Qui, nella forma di realizzazione mostrata, l’accoppiamento meccanico tra il braccio parziale più lungo del braccio di leva 62 e la membrana 60, qui indirettamente tramite il punzone di trattenimento 61 assialmente mobile, ha in particolare un effetto.

Nel complesso, il regolatore di pressione 1 ha una disposizione di bilanciere 70 su cui la pressione del gas agisce su entrambi i lati a forze bilanciate. Inoltre, la disposizione di bilanciere 70 è disposta unilateralmente tra l’ingresso di gas 100 e una camera intermedia 99 che serve a regolare la pressione del gas. Dopo tutto, la disposizione di bilanciere 70 agisce, qui indirettamente, sulla membrana 60, che copre parzialmente la camera intermedia 99 e pertanto causa la regolazione della pressione del gas.

La figura 7 mostra il caso in cui il flusso di gas all’interno del regolatore di pressione di gas 1 è stato interrotto da un dispositivo di sicurezza (ad esempio quello descritto prima o qualsiasi altro dispositivo di sicurezza) o da un altro dispositivo.

Il meccanismo di reazione delle forme di realizzazione precedenti, nello stato attivato ha avuto un effetto sul punzone di trattenimento 61 qui e pertanto ha sollevato la membrana 60. In questo processo, il gas spinge il perno di spostamento 64 e pertanto il braccio parziale più lungo del braccio di leva 62 verso l’alto. Pertanto, il braccio parziale più corto è spostato verso il basso, e il punzone di chiusura a tenuta 63 chiude a tenuta il condotto 110. In questo modo, tuttavia, il gas non può più scorrere dall’ingresso di gas 100 nella camera intermedia 99 e pertanto neanche verso l’uscita di gas 101. La pressione del gas che agisce sull’estremità anteriore inferiore del perno di spostamento 64 garantisce anche che il punzone di chiusura a tenuta 63 interrompa il flusso di gas.

Nel complesso, il gas proveniente dalla sorgente di gas non mostrata qui scorre nello spazio dell’ingresso di gas 100, ma non oltre e specialmente non all’uscita di gas 101.

Di conseguenza, nel caso di una disposizione che consiste in un regolatore di pressione 1 e un dispositivo di sicurezza 2, soltanto un singolo condotto 110 è chiuso a tenuta nel caso attivato per interrompere il flusso di gas. Ciò è significativamente più facile e pertanto anche più sicuro rispetto al caso delle varianti note nella tecnica anteriore.

Quando si fa ritornare il regolatore di gas 1 allo stato normale, il punzone di trattenimento 61 e pertanto il braccio parziale più lungo del braccio di leva 62 è spostato verso il basso. Il braccio parziale più corto è in tal modo sollevato, e il gas può scorrere nuovamente nella camera intermedia 99.

Come detto in precedenza facendo riferimento alle figure 6 e 7, la riduzione di pressione si verifica, tra le altre cose, in quanto il perno di spostamento si sposta all’interno dell’alloggiamento 80 del regolatore di pressione di gas 1. Questo passaggio, che emerge tra il perno di spostamento 64 e l’alloggiamento di regolatore di pressione 80, deve essere chiuso a tenuta di gas, in modo che nessun gas possa passare qui, ma spinga solamente sull’estremità anteriore rivolta verso l’ingresso di gas 100. In questo processo, è essenziale che la chiusura a tenuta si verifichi contro un componente mobile (qui il perno di spostamento 64).

La disposizione di chiusura a tenuta 90 descritta nel testo seguente può essere utilizzata, in una forma di realizzazione alternativa, in un dispositivo di conduzione di gas progettato diversamente (e pertanto non soltanto nel regolatore di pressione mostrato), e anche senza il dispositivo di sicurezza descritto.

La figura 8 mostra la chiusura a tenuta della regione superiore del perno di spostamento 64 per mezzo di una disposizione di chiusura a tenuta 90 (si veda la figura 6) all’interno dell’alloggiamento di regolatore di pressione 80, che qui è un esempio di un alloggiamento di un dispositivo di conduzione di gas progettato arbitrariamente. La chiusura a tenuta è formata diverse volte e, in particolare, tre volte.

Due parti stampate sono utilizzate: un primo elemento di chiusura a tenuta 91 e un successivo secondo elemento di chiusura a tenuta 92 visti dall’ingresso di gas 100 e dal flusso di gas (si veda la figura 6).

Il primo elemento di chiusura a tenuta 91 è posizionato all’interno di una superficie di supporto più stretta 96. La superficie di supporto più stretta 96 è mostrata qui aperta nella parte anteriore, espandendosi verso un'altra superficie di supporto 97 con un diametro interno maggiore. In alternativa, il primo elemento di chiusura a tenuta 91 può essere collocato all’interno di una scanalatura, qui non illustrata, dell’alloggiamento 80.

I termini “superficie di supporto più stretta” e “superficie di supporto più larga” nella presente si riferiscono ciascuno al diametro interno. Tuttavia, in una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, i diametri interni possono essere gli stessi o simili, in modo che le designazioni sono quindi “prima superficie di supporto” e “seconda superficie di supporto” (viste dall’ingresso di gas), per esempio.

Il primo elemento di chiusura a tenuta 91 è un anello di tenuta e nello specifico un X ring.

Pertanto, il primo elemento di chiusura a tenuta 91 è una tenuta a quattro labbri e ha una forma anulare con un profilo di base rettangolare e specialmente quadrato. Come risultato dei lati arrotondati verso l’interno del profilo di base rettangolare, emergono qui due aree di battuta circonferenziali radialmente sul perno di spostamento 64.

Un secondo elemento di chiusura a tenuta 92 è posizionato sulla sezione successiva comprendente un’altra superficie di supporto 97.

Il secondo elemento di chiusura a tenuta 92 è, analogamente al primo elemento di chiusura a tenuta 91, anch’esso progettato in modo simmetrico alla rotazione e ha un corpo di base 92’, che si estende qui parallelamente all’asse longitudinale 64’ del corpo di spostamento 64. In corrispondenza di una, estremità del corpo di base 92’, qui graficamente superiore è posizionato un labbro di tenuta 92” che è progettato e disposto in modo tale da essere in battuta col perno di spostamento 64 circonferenzialmente, formando un angolo acuto con l’asse longitudinale 64’. In questo processo, l’estremità libera del labbro di tenuta 92” è piegata in opposizione alla direzione di flusso del gas.

Pertanto, in sezione, il secondo elemento di chiusura a tenuta 92 ha approssimativamente la forma della lettera M. L’area centrale è vantaggiosamente diretta contro la direzione del flusso di gas.

Il gas spinge, in questo caso graficamente, dalla parte inferiore a quella superiore. In questo processo, il primo elemento di chiusura a tenuta 91 con le due aree di battuta agisce inizialmente attraverso la forma dell’X ring. Se il gas, nel caso di un difetto, supera il primo elemento di chiusura a tenuta 91 e lo spinge contro il secondo elemento di chiusura a tenuta 92, allora il labbro di tenuta 92” sarà premuto verso l’alto e pertanto precisamente contro il perno di spostamento 64. L’area di battuta in tal modo è perfino aumentata e pertanto é aumentato anche l’effetto di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta 92. Pertanto, nel caso in cui il primo elemento di chiusura a tenuta 91 sia difettoso, il gas che passa attraverso un tale primo elemento di chiusura a tenuta difettoso 91 rinforza la funzione di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta 92.

Elenco dei numeri di riferimento

1 Regolatore di pressione

2 Dispositivo di sicurezza

3 Meccanismo inerziale

4 Meccanismo di reazione

5 Meccanismo di risistemazione

30 Alloggiamento

31 Cavità

32 Sfera

33 Perno di trasferimento

34 Molla, allocata sul perno di trasferimento

40 Punzone scorrevole

41 Componente interno

41’ Disco

41’’ Nervatura

41’’’ Piano inclinato

42 Mandrino

44 Molla, allocata sul componente interno

45 Componente esterno

45’ Area anteriore del componente esterno

45’’ Gola nell’apertura centrale dell’area anteriore 46 Gambo del componente esterno

49 Asse longitudinale del componente interno

50 Stadio di riduzione di pressione

51 Stadio di controllo di pressione

60 Membrana

61 Punzone di trattenimento

62 Braccio di leva

62’ Asse di rotazione

63 Punzone di chiusura a tenuta

64 Perno di spostamento

64’ Asse longitudinale del perno di spostamento 70 Disposizione di bilanciere

80 Alloggiamento di regolatore di pressione 90 Disposizione di chiusura a tenuta

91 Primo elemento di chiusura a tenuta

92 Secondo elemento di chiusura a tenuta 92’ Corpo di base

92” Labbro di tenuta

96 Superficie di supporto più stretta

97 Superficie di supporto più larga

99 Camera intermedia

100 Ingresso di gas

101 Uscita di gas

110 Condotto

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Regolatore di pressione di gas (1), in cui il regolatore di pressione di gas (1) ha un ingresso di gas (100), un’uscita di gas (101) e un braccio di leva supportato in modo girevole (62) per la regolazione della pressione, in cui il braccio di leva (62) è accoppiato meccanicamente a un perno di spostamento (64) e a un punzone di chiusura a tenuta (63) in corrispondenza della sua estremità, in cui il perno di spostamento (64) e il punzone di chiusura a tenuta (63) sono disposti all’interno di un alloggiamento (80) in tal modo e collegati all’ingresso di gas (100) in modo tale che un gas che si introduce attraverso l’ingresso di gas (100) spinga contro il perno di spostamento (64) e il punzone di chiusura a tenuta (63) con forze bilanciate.
2. 2. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il braccio di leva (62) è accoppiato meccanicamente a un punzone di trattenimento (61), e in cui il punzone di trattenimento (61) è accoppiato meccanicamente a una membrana (60) in modo che il punzone di trattenimento (61) abbia effetti sulla regolazione della pressione da parte della membrana (60).
3. 3. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui una membrana (60) copre parzialmente una camera intermedia (99), in cui l’ingresso di gas (100) è collegato alla camera intermedia (99) tramite un condotto (110), e in cui il punzone di chiusura a tenuta (63) è disposto tra il condotto (110) e la camera intermedia (99) in modo tale che una pressione di gas di un gas applicato all’ingresso di gas (100) abbia un effetto sul punzone di chiusura a tenuta (63).
4. 4. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il punzone di chiusura a tenuta (63), in una posizione, chiude a tenuta il condotto (110).
5. 5. Regolatore di pressione di gas (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il perno di spostamento (64) è disposto a tenuta di gas all’interno di un alloggiamento (80) del regolatore di pressione di gas (1).
6. 6. Regolatore di pressione di gas (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il regolatore di pressione di gas (1) all’interno di un alloggiamento (80) ha un componente mobile (64) e una disposizione di chiusura a tenuta (90) che racchiude il componente mobile (64) e che è chiusa a tenuta contro l’alloggiamento (80).
7. 7. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 6, in cui la disposizione di chiusura a tenuta (90) ha un primo elemento di chiusura a tenuta (91) e un secondo elemento di chiusura a tenuta (92), in cui il primo elemento di chiusura a tenuta (91) è disposto a valle dell’ingresso di gas (100) nella direzione del flusso di gas, in cui il secondo elemento di chiusura a tenuta (92) è disposto a valle del primo elemento di chiusura a tenuta (91) nella direzione del flusso di gas, in cui il secondo elemento di chiusura a tenuta (92) è progettato in modo tale che, nel caso in cui un gas superi il primo elemento di chiusura a tenuta (91), il gas rinforzi una funzione di chiusura a tenuta del secondo elemento di chiusura a tenuta (92).
8. 8. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 7, in cui il primo elemento di chiusura a tenuta (91) è disposto all’interno di una superficie di supporto più stretta (96) dell’alloggiamento (80), e in cui il secondo elemento di chiusura a tenuta (92) è disposto all’interno di una superficie di supporto più larga (97) avente un diametro interno maggiore di quello della superficie di supporto più stretta (96).
9. 9. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui il primo elemento di chiusura a tenuta (91) è un X ring.
10. 10. Regolatore di pressione di gas (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui il secondo elemento di chiusura a tenuta (92) ha un labbro di tenuta (92’’), che è progettato e disposto in modo tale che il labbro di tenuta (92’’) sia in battuta con il componente mobile (64) in corrispondenza di un’estremità libera e formi un angolo acuto rispetto a un asse longitudinale (64’) del componente mobile (64).
11. 11. Regolatore di pressione di gas (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, in cui il componente mobile (64) è un perno di spostamento (64) dello stadio di riduzione di pressione (50) del regolatore di pressione di gas (1).
12. 12. Regolatore di pressione di gas (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui il regolatore di pressione di gas (1) è collegato a un dispositivo di sicurezza (2) per interrompere un flusso di gas nel regolatore di pressione di gas (1), in cui il dispositivo di sicurezza (2) ha un meccanismo inerziale (3) e un meccanismo di reazione (4), in cui un corpo inerziale (32) del meccanismo inerziale (3) si sposta da una posizione di riposo nel caso di un’accelerazione superiore a un valore di soglia di accelerazione specificabile che agisce sul corpo inerziale (32) e il meccanismo inerziale (3) attiva il meccanismo di reazione (4) a causa dello spostamento del corpo inerziale (32), in cui il meccanismo di reazione attivato (4) interrompe il flusso di gas all’interno del regolatore di pressione di gas (1), e in cui il dispositivo di sicurezza (2) è privo di gas che scorre attraverso di esso.
13. 13. Regolatore di pressione di gas (1) secondo la rivendicazione 12, in cui il meccanismo di reazione (4) del dispositivo di sicurezza (2) è accoppiato meccanicamente a un punzone di trattenimento (61) del regolatore di pressione di gas (1), e in cui il punzone di trattenimento (61) è accoppiato meccanicamente al braccio di leva (62), e in cui il braccio di leva (62) può chiudere a tenuta un collegamento tra l’ingresso di gas (100) e l’uscita di gas (101) tramite un punzone di chiusura a tenuta (63).