IT201800010004A1

IT201800010004A1 - Valvola on-off con funzione filtrante per applicazioni idrauliche

Info

Publication number: IT201800010004A1
Application number: IT102018000010004A
Authority: IT
Inventors: Marco Caleffi
Original assignee: Caleffi Spa
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2020-05-02

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO PER INVENZIONE

Avente titolo: “Valvola on-off con funzione filtrante per applicazioni idrauliche”

CONTESTO DELL’INVENZIONE

Forma oggetto della presente invenzione una valvola on-off che svolge anche una funzione filtrante ed è atta ad essere installata in impianti idraulici.

STATO DELL’ARTE

Esistono sul mercato defangatori magnetici da applicare a caldaie ad uso domestico che risolvono problemi impiantistici dovuti a inquinamento da particelle che si formano per effetto della corrosione e delle incrostazioni durante il normale funzionamento dell’impianto.

Questo tipo di defangatori è munito di componenti magnetici che raccolgono in un’apposita area del defangatore tutte le impurità presenti nell’impianto, impedendone la circolazione all’interno di esso, ed evitando così l’usura e il danneggiamento del resto dei componenti dell’impianto, in particolare circolatori e scambiatori di calore. Inoltre questa filtrazione magnetica esercita un’azione di protezione continua sulla caldaia.

Questi defangatori magnetici vengono normalmente installati sul circuito di ritorno dell’impianto, in ingresso della caldaia, per proteggere la caldaia stessa da tutte le impurità presenti nell’impianto, soprattutto nella fase di avviamento.

Tali dispositivi di filtrazione devono essere necessariamente compatti perché lo spazio al disotto delle caldaie ad uso domestico è limitato.

Inoltre la pulizia di tali dispositivi di filtrazione deve essere semplice in modo da richiedere un tempo limitato per l’operazione e non comportare particolari problemi per chi effettua la manutenzione, tenendo conto che tali dispositivi di filtrazione devono rimanere installati durante la pulizia.

SCOPO DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è di proporre una valvola on-off da applicare ad impianti idraulici, ed in particolare a caldaie ad uso domestico, che svolga una funzione filtrante superiore ai defangatori magnetici sul mercato e nel contempo sia compatta e semplice per la pulizia.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Tale scopo viene raggiunto tramite una valvola on-off con funzione filtrante in accordo con la prima rivendicazione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per meglio comprendere l’invenzione viene di seguito riportata una descrizione di una sua realizzazione esemplificativa non limitativa, illustrata nei disegni allegati in cui:

la fig.1 è una vista prospettica di una valvola on-off secondo l’invenzione;

la fig.2 è una vista prospettica in sezione della valvola di fig.1;

la fig.3 è una vista prospettica esplosa della valvola di fig.1;

la fig.4 è una vista prospettica di un componente della valvola di fig.1:

la fig.5 è una vista prospettica da un’altra angolazione del componente di fig.4; la fig.6 è una vista prospettica in sezione del componente di fig.4;

la fig.7 è una vista prospettica esplosa del componente di fig.4;

la fig.8 è una vista in sezione longitudinale della valvola di fig.1 in una prima posizione operativa;

la fig.9 è una vista in sezione longitudinale della valvola di fig.1 in una seconda posizione operativa.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

La valvola on-off illustrata nelle figg.1-3 è una valvola a sfera, indicata genericamente con 10, destinata ad applicazioni idrauliche.

La valvola 10 ha un corpo valvolare 11 con tre attacchi filettati 12,13,14 disposti a T, in corrispondenza dei quali sono ricavati tre rispettivi condotti 15,16,17 a T all’interno della valvola 10. I condotti 15 e 16 sono disposti lungo lo stesso asse X mentre il condotto 17 è perpendicolare all’asse X.

Nel corpo valvolare 11 è ricavata una sede 18 che accoglie a tenuta in modo girevole un otturatore a sfera 19 che regola il flusso di fluido all’interno del corpo valvolare 11 tra i condotti 15,16 e 17.

L’otturatore a sfera 19 è mostrato in dettaglio nella figg.4-7. Tale otturatore 19 ha una cavità interna 20 e presenta tre fori 21,22,23 che mettono in comunicazione l’esterno con la cavità interna 20 dell’otturatore 19. I fori 21 e 22 sono disposti lungo uno stesso asse A mentre il foro 23 è disposto lungo un asse perpendicolare all’asse A.

Nella cavità 20 dell’otturatore a sfera 19 viene accolto un inserto 24 in materiale plastico opportunamente configurato. Anzitutto l’inserto 24 è formato da una parete 25 di canalizzazione del flusso che si estende per tutta cavità 20 inclinandosi verso l’alto (in posizione operativa) in direzione del foro 23, così da dividere la cavità 20 in due camere asimmetriche 20A e 20B separate tra loro. All’estremità inclinata della parete 25 è previsto un anello 26 con asse coincidente con l’asse A. Da questa estremità inclinata della parete 25 si estende un’aletta 27, parallela all’asse A, che termina con due piccole alette 28 che si estendono in modo contrapposto e perpendicolare all’aletta 27; l’aletta 27 è sostenuta nella parte aggettante da una gamba 29 ad arco di cerchio. Dalla parte opposta rispetto all’anello 26 dalla parete 25 si estende un’ulteriore aletta 30 perpendicolare all’asse A. L’anello 26 si attesta contro il bordo del foro 21, l’aletta 27 si aggancia a scatto elastico con le sue piccole alette 28 alla parete della cavità 20, e l’aletta 30 si attesta contro tale parete della cavità 20; in questo modo l’inserto 24 viene vincolato dall’anello 26 e dalle alette 27,30 in posizione corretta e stabile all’interno della cavità 20.

Come mostrato in fig.2, l’otturatore a sfera 19 è azionato tramite uno stelo 31 che ad un’estremità si accoppia ad incastro con l’otturatore 19 mentre all’altra estremità fuoriesce dal corpo valvolare 11 per essere collegato ad una manopola di azionamento 32 a leva.

Con riferimento alle figg.1-3, al corpo 11 è collegata una struttura chiusa 47 di raccolta particelle, formata da un contenitore cilindrico 33 e da un bicchiere trasparente 34 accolto in modo rimovibile nel contenitore 33. In particolare, il contenitore 33 è fissato a vite sull’attacco 13 e blocca a tenuta il bicchiere 34 contro l’attacco 13. L’interno del bicchiere 34 comunica con il condotto 16. Nel fondo 35 del contenitore 33 è incorporato un magnete permanente 46 toroidale. Il contenitore 33 presenta inoltre una serie di aperture 36 che formano, con porzioni di parete del bicchiere 34, finestre trasparenti che permettono di vedere dall’esterno l’interno del bicchiere 34.

All’interno del bicchiere 34 è accolto un filtro 37 composto da una rete filtrante 38 in metallo e da un telaio 39 in materia plastica che funge da supporto alla rete 38. Il filtro 37 ha una profilo arcuato e si inclina verso l’alto in direzione dell’angolo del fondo 39 del bicchiere 34, così da dividere la cavità interna 45 del bicchiere 34 in due camere asimmetriche 45A e 45B comunicanti tra loro attraverso il filtro 37. La parete 25 di canalizzazione del flusso ed il filtro 37 sono allineati in modo tale da risultare geometricamente consecutivi.

Il bicchiere 34 viene posizionato correttamente rispetto al corpo valvolare 11 grazie a denti 40 sull’imboccatura del bicchiere 34 che si accoppiano con corrispondenti cave, non visibili nei disegni, ricavate nel condotto 16.

Il filtro 37 viene posizionato correttamente nel bicchiere 34 e rispetto al corpo valvolare 11 grazie all’incastro di una sua estremità in una nicchia 41 ricavata nell’angolo del fondo del bicchiere 34 e grazie a denti 42 all’altra estremità che si accoppiano con corrispondenti cave, non visibili nei disegni, ricavate nel condotto 16. Il filtro 37 presenta all’estremità inserita nel condotto 16 una porzione arcuata 43 concava che si accoppia con una corrispondente porzione arcuata 44 convessa (fig.4) della parete 25 di canalizzazione del flusso dell’inserto 24 per realizzare la continuità tra parete 25 e filtro 37 e per permettere la rotazione dell’otturatore 19.

Il funzionamento della valvola on-off 10 è il seguente, con riferimento alle figg.8,9. Nella fig.8 la valvola 10 è in posizione aperta ovvero l’otturatore 19 è ruotato, tramite la manopola 32, in una posizione tale che (fig.2) i fori 21 e 22 dell’otturatore 19 sono allineati rispettivamente con il condotto 15 ed il condotto 16, mentre il foro 23 dell’otturatore 19 è allineato con il condotto 17. Gli assi A ed X coincidono.

Come indicato dalle frecce, il fluido dell’impianto termico entra nel condotto 15, fluisce nella camera 20A dell’otturatore a sfera 19, entra nella camera 45A del bicchiere 34, quindi attraversa il filtro 37, fluisce nella camera 45B del bicchiere 34, fluisce nella camera 20B dell’otturatore a sfera 19, e quindi fuoriesce dalla valvola 10 attraverso il condotto 17.

Nel percorso sopra indicato le particelle inerti pesanti presenti nel fluido vengono trattenute dal filtro 37 e cadono nell’area inferiore della parete laterale cilindrica del bicchiere 34, mentre le particelle ferromagnetiche presenti nel fluido vengono attirate dal magnete 46 e si raccolgono sul fondo del bicchiere 34.

Nella fig.9 la valvola 10 è in posizione chiusa, ovvero l’otturatore 19 è ruotato, tramite la manopola 32, in una posizione tale che i fori 21 e 22 dell’otturatore 19 sono chiusi dalle pareti interne del corpo valvolare 11. Gli assi A ed X sono perpendicolari uno rispetto all’altro. In questa posizione la circolazione di fluido è bloccata. La comunicazione tra l’interno della struttura chiusa 47 di raccolta e l’ingresso 15 e l’uscita 17 della valvola 10 è interrotta (ovviamente vi è chiusura tra ingresso 15 e uscita 17, essendo la posizione chiusa della valvola 10).

Questa posizione chiusa può essere utilizzata per la pulizia del bicchiere 34 e del filtro 37. E’ sufficiente infatti svitare il contenitore 33 dall’attacco 13, estrarre il bicchiere 34 ed il filtro 37 e procedere alla pulizia del bicchiere 34 e del filtro 37, riportando poi il tutto in posizione assemblata.

La valvola on-off 10 svolge così oltre alla funzione di aprire o chiudere il flusso di fluido attraverso la valvola stessa anche la funzione di rimuovere sia le particelle inerti pesanti sia le particelle ferromagnetiche presenti nel fluido, risultando molto efficace nella filtrazione.

Si sottolinea che questa doppia funzione viene realizzata con una struttura semplice, affidabile, compatta, e di basso costo di produzione e manutenzione. In sostanza è una valvola on-off che incorpora il sistema di filtrazione.

Vi è inoltre sottolineare che la pulizia del sistema di filtrazione è molto semplice, come visto sopra.

La valvola 10 è particolarmente adatta ad essere applicata a caldaie murali ad uso domestico installandola sul circuito di ritorno dell’impianto, in ingresso della caldaia.

Se dispongo l’inserto 24 all’interno dell’otturatore a sfera 19 ruotato, rispetto alla posizione illustrata, secondo un angolo di 180° rispetto all’asse A e dispongo ruotata corrispondentemente rispetto all’asse X la struttura chiusa 47 con il filtro 37, si può invertire il senso di flusso all’interno della valvola 10, ovvero l’uscita 17 diventa ingresso e l’ingresso 15 diventa uscita, ferma restando la funzione on-off e filtrante della valvola 10.

Possono ovviamente essere previste varianti e/o aggiunte a quanto descritto ed illustrato.

Negli esempi illustrati l’otturatore è a sfera ma possono essere impiegati anche otturatori di altra configurazione, anche se le valvole a sfera sono ampiamente impiegate negli impianti idraulici.

La configurazione ed il numero di vie della valvola può variare.

La parete di canalizzazione del flusso può essere formata direttamente all’interno dell’otturatore a sfera e non su un inserto accolto nell’otturatore a sfera. La configurazione di tale parete di canalizzazione può variare.

Il contenitore illustrato è di forma cilindrica, ma può essere anche realizzato di un’altra forma adatta alla raccolta delle polveri ferrose. Nel contenitore possono essere collocati uno o più magneti di qualsiasi forma, nella posizione ritenuta più opportuna. I magneti possono essere incorporati anche in un elemento esterno, ad esempio anulare, che viene applicato in modo rimovibile al contenitore. Anche le finestre del contenitore, ove previsto, possono avere una forma ed una collocazione qualsiasi. In alternativa alle finestre il contenitore stesso può essere trasparente per osservare il livello di riempimento delle polveri ferrose al suo interno. Si può anche prevedere un contenitore senza finestre. Inoltre il contenitore può essere fissato in modo rimovibile in altro modo al corpo della valvola, ad esempio mediante aggancio a scatto e non necessariamente mediante accoppiamento a vite.

In una versione semplificata si può omettere il bicchiere. In questo caso deve essere prevista nel contenitore una paratia tra magnete e fluido per facilitare l’eliminazione delle particelle magnetiche.

Il filtro interno al contenitore può avere una qualsiasi configurazione adatta alla funzione di filtrazione vista. Il filtro descritto ed illustrato si rivela comunque semplice ed efficace.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Valvola idraulica (10) on-off con funzione filtrante per applicazioni idrauliche comprendente un corpo valvolare (11) nel quale è accolto un otturatore (19), azionabile tra una posizione di apertura ed una posizione di chiusura e nel quale è ricavata una cavità (20) per il passaggio di fluido comunicante nella posizione di apertura con un ingresso (15) ed un’uscita (17) della valvola, caratterizzata dal fatto che la cavità (20) presenta una prima (20A) ed una seconda (20B) camera separate, che è prevista una struttura chiusa (47) rimovibile, di raccolta particelle, munita di elementi (46) di attrazione magnetica, fissata al corpo valvolare (11), e comunicante internamente con l’ingresso (15) e l’uscita (17) della valvola nella posizione di apertura, che all’interno della struttura chiusa (47) sono ricavate una prima (45A) ed una seconda (45B) camera comunicanti attraverso un filtro (37), in cui nella posizione di apertura il fluido proveniente dall’ingresso (15) della valvola fluisce nella prima camera (20A) dell’otturatore (19), entra nella prima camera (45A) all’interno della struttura chiusa (47), attraversa il filtro (37), fluisce nella seconda camera (45B) all’interno della struttura chiusa (47), fluisce nella seconda camera (20B) dell’otturatore (19), e fuoriesce dall’uscita (17) della valvola, ed in cui nella posizione di chiusura la comunicazione tra l’interno della struttura chiusa (47) e l’ingresso (15) e l’uscita (17) della valvola è interrotta, nella struttura chiusa (47) accumulandosi le particelle ferromagnetiche attratte dagli elementi (46) di attrazione magnetica e le particelle inerti filtrate dal filtro (37).
2. Valvola secondo la rivendicazione 1, in cui la prima (20A) e la seconda (20B) camera sono ricavate per mezzo di una parete (25) di canalizzazione che attraversa la cavità (20) dell’otturatore (19).
3. Valvola secondo la rivendicazione 2, in cui la parete (25) di canalizzazione è ricavata su un inserto (24) accolto nella cavità (20)
4. Valvola secondo la rivendicazione 3, in cui l’inserto (24) è provvisto di elementi (26-30) di fissaggio e di stabilizzazione dell’inserto (24) all’interno della cavità (20).
5. Valvola secondo la rivendicazione 4, in cui detti elementi di fissaggio e di stabilizzazione comprendono un anello (26) di appoggio su un bordo di un foro (21) di passaggio di fluido dell’otturatore (19) ed alette (27,28,30) di aggancio sulla parete della cavità (20).
6. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-5, in cui la parete (25) di canalizzazione ha configurazione inclinata.
7. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli elementi di attrazione magnetica comprendono uno o più magneti permanenti (46) incorporati nel contenitore (33).
8. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura chiusa (47) comprende un contenitore (33) ed un bicchiere (34) accolto nel contenitore (33) in modo amovibile, nel quale è collocato il filtro (37), nel bicchiere (34) accumulandosi le particelle ferromagnetiche attratte dagli elementi (46) di attrazione magnetica e le particelle inerti filtrate dal filtro (37).
9. Valvola secondo la rivendicazione 8, in cui il contenitore (33) è trasparente o presenta una o più finestre trasparenti per osservare dall’esterno il livello di riempimento delle particelle nel bicchiere (34).
10. Valvola secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui il bicchiere (34) è trasparente ed il contenitore (33) presenta una o più aperture (36) che formano con porzioni di parete del bicchiere (34) finestre trasparenti che permettono di vedere dall’esterno l’interno del bicchiere (34).
11. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il filtro è costituito da un filtro a rete (37).
12. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il filtro (37) ha configurazione inclinata.
13. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-12, in cui la parete (25) di canalizzazione ed il filtro (37) sono geometricamente consecutivi.
14. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima camera (20A) e la seconda camera (20B) dell’otturatore (19) sono asimmetriche una rispetto all’altra e la prima camera (45A) e la seconda camera (45B) all’interno della struttura chiusa (47) sono anch’esse asimmetriche una rispetto all’altra.
15. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’otturatore è costituito da un otturatore a sfera (19).