IT201900002275A1 - Regolatore di pressione - Google Patents

Description

REGOLATORE DI PRESSIONE

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un regolatore di pressione del tipo comprendente un dispositivo di sicurezza atto ad operare in caso di sovrappressioni.

Nell’ambito del settore tecnico dei sistemi di alimentazione di combustibili gassosi e, in particolare, dei gas di petrolio liquefatti, è noto utilizzare regolatori di pressioni in grado di fornire il gas ad una pressione controllata e regolata.

Tipicamente, infatti, tali gas sono stoccati in bombole, o altri contenitori analoghi, a pressioni elevate e variabili in funzione del livello di riempimento della bombola mentre per le applicazioni a cui sono destinati, ad esempio un fornello da cucina a gas, è necessario che il gas sia fornito a bassa pressione e che questa si mantenga ad un valore essenzialmente costante.

I regolatori di pressione vengono pertanto applicati in maniera tale da intercettare un condotto di alimentazione del gas tra la bombola e l’apparecchiatura a gas fornendo così a quest’ultima un flusso di gas a portata e pressione costante.

Tuttavia possono aver luogo dei malfunzionamenti nei regolatori, a seguito dei quali può verificarsi l’erogazione di un flusso di gas a pressione troppo elevata o comunque non corretto per l’utilizzo previsto.

Per tale motivo è noto utilizzare dei sistemi di sicurezza che interrompono il flusso di gas nel momento in cui si verifica una sovrappressione.

Un esempio di tale soluzione è descritto nel brevetto francese FR

 

2984448 che prevede l’utilizzo di un otturatore che interrompe il flusso di gas a seguito del raggiungimento di una determinata pressione.

In tale regolatore è previsto inoltre un dispositivo di ripristino in grado di riportare l’otturatore in posizione aperta successivamente al verificarsi dell’interruzione del passaggio di gas. È infatti evidente che la sovrappressione può essere dovuto ad un fenomeno transitorio, come d’altra parte avviene nella maggior parte dei casi, e una volta ripristinato il dispositivo il regolatore può ritornare ad operare in maniera normale.

Il dispositivo di ripristino descritto in FR 2984448 presenta tuttavia delle limitazione in termini di affidabilità e di robustezza costruttiva.

In particolare, è previsto l’utilizzo di un pulsante, con asse perpendicolare a quello dell’otturatore, la cui pressione genera uno spostamento dell’otturatore in direzione di apertura del passaggio. La trasformazione del moto lineare del pulsante in un moto in direzione perpendicolare dell’otturatore è ottenuta utilizzando una sfera che agisce su una superficie obliqua.

Il movimento della sfera è però facilmente ostacolato dall’eventuale presenza di polvere o altre impurità.

Inoltre, è richiesta una precisa lavorazione dei componenti e l’adozione di materiale sufficientemente rigido al fine di consentire un corretto trasferimento del moto ed un’affidabilità nel tempo.

In aggiunta, anche il movimento del pulsante utilizzato per attuare il dispositivo di ripristino può essere facilmente soggetto a problematiche, tenuto conto del fatto che tali regolatori sono spesso utilizzati in ambienti esterni e polverosi, come ad esempio per il bruciatore di un barbecue.

 

Pertanto, il problema alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un regolatore di pressione strutturalmente e funzionalmente concepito per ovviare almeno in parte ad uno o più degli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata.

Ulteriore scopo è quello di fornire un regolatore di pressione dotato di un sistema di protezione da sovrappressioni che sia robusto ed affidabile. Un altro scopo della presente invenzione è di fornire un regolatore di pressione dotato di un sistema di protezione da sovrappressioni che sia particolarmente adatto ad operare in ambienti polverosi.

È anche scopo della presente invenzione fornire un regolatore di pressione dotato di un sistema di protezione da sovrappressioni nel quale non vi sia necessità di utilizzare pulsanti di ripristino a movimento lineare. Questo problema è risolto e tali scopi sono raggiunti dall’invenzione mediante un regolatore di pressione realizzato in accordo con la rivendicazione 1.

Sarà apprezzato che il regolatore di pressione secondo la presente invenzione comprende un dispositivo di sicurezza, che opera in caso di sovrappressioni intercettando la porta di ingresso del caso tramite un otturatore e che può essere ripristinato tramite un attuatore girevole, in grado di sollecitare l’otturatore in direzione di apertura della porta di ingresso.

In questo modo non è necessario utilizzare pulsanti da spingere per ripristinare il dispositivo, consentendo di realizzare un meccanismo di elevata affidabilità.

Inoltre non è necessaria la presenza di alcuna molla di richiamo che

 

sollecita il pulsante, semplificando il tipo di azione da compiere per ottenere il ripristino del regolatore.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, l’otturatore è configurato in maniera tale da essere sollecitato in direzione di apertura della porta di ingresso tramite spostamento lungo un relativo asse di traslazione, fornendo così una soluzione efficace ed affidabile per la chiusura della porta di ingresso in caso di sovrappressioni.

In forme di realizzazione preferite, l’attuatore girevole comprende una porzione operativa operativamente connessa a detto otturatore in maniera tale da trasformare la rotazione attorno all’asse di rotazione dell’attuatore girevole in un movimento lineare dell’otturatore lungo l’asse di traslazione contribuendo all’affidabilità del dispositivo di sicurezza che può vantaggiosamente operare in chiusura della porta di ingresso tramite traslazione dell’otturatore, eventualmente sollecitato dall’azione di una molla.

In alcune forme di realizzazione, la porzione operativa è eccentrica rispetto all’asse di rotazione dell’attuatore.

In forme di realizzazione preferite, la porzione operativa comprende una camma configurata in maniera tale da riscontrare una superficie di estremità di uno stelo dell’otturatore a seguito della rotazione dell’attuatore. In questo modo la trasformazione del moto è ottenuta in maniera semplice, precisa ed affidabile.

Preferibilmente, la camma è formata in corrispondenza di un’estremità dell’attuatore girevole, contribuendo così a rendere più semplice la realizzazione di tale componente.

 

Secondo un ulteriore aspetto, la porzione operativa è definita da detta estremità a camma.

In base ad aspetti preferiti, la superficie di estremità è piana e, preferibilmente, tale superficie piana è perpendicolare all’asse di traslazione dell’otturatore. Si apprezzerà che tale caratteristica rende possibile realizzare l’otturatore con una lavorazione semplice senza richiedere geometrie complesse.

In forme di realizzazione preferite, la camma definisce una superficie perimetrale che include con parte concava e parte convessa. Preferibilmente, la parte concava è rivolta verso l’asse di rotazione dell’attuatore. Tale soluzione consente di ottenere il ripristino della posizione dell’otturatore minimizzando la coppia di rotazione richiesta sull’attuatore.

Preferibilmente, l’otturatore è di tipo lineare, l’asse di rotazione dell’attuatore girevole essendo perpendicolare all’asse di traslazione dell’otturatore. Tale soluzione permette di ottimizzare gli ingombri ottenendo una struttura particolarmente compatta e semplificando la possibilità di realizzare il dispositivo di sicurezza ed il relativo gruppo di ripristino in maniera integrata al regolatore.

Caratteristiche preferite dell’invenzione sono più in generale definite dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione illustrati, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione laterale di un regolatore di

 

pressione secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica in sezione secondo due piani di sezione, rispettivamente frontale e laterale, del regolatore di pressione di figura 1;

- la figura 3 è una vista in pianta, in sezione del regolatore di pressione di figura 1;

- la figura 4 è una vista in sezione laterale di un regolatore di pressione secondo la presente invenzione in una seconda configurazione operativa; e

- la figura 5 è una vista prospettica in sezione secondo due piani di sezione, rispettivamente frontale e laterale, del regolatore di pressione nella configurazione operativa di figura 4.

Con riferimento inizialmente alla figura 1, un regolatore di pressione secondo la presente invenzione è complessivamente rappresentato con il numero di riferimento 100.

Il regolatore di pressione 100 comprende un corpo principale 1, ad esempio realizzato tramite un involucro metallico.

Il regolatore 100 comprende inoltre una porta di ingresso 101, attraverso la quale viene immesso all’interno del regolatore un gas ad alta pressione, ed una porta di uscita 102 attraverso la quale viene rilasciato il gas una volta effettuata la regolazione di pressione e portata. Sarà quindi apprezzato che la porta di ingresso 101 è destinata ad essere collegata con una sorgente di gas ad alta pressione, come ad esempio una bombola, mentre la porta di uscita 102 è destinata ad essere collegata al bruciatore di un’apparecchiatura a gas, ad esempio un fornello o un

 

barbecue.

La regolazione della portata e della pressione è effettuata tramite mezzi di riduzione della pressione del gas 2 che, in una forma di realizzazione preferita sono del tipo a membrana elastica.

In alcune forme di realizzazione, il regolatore di pressione 100 comprende una prima ed una seconda membrana 21, 22.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione le membrane 21 e 22 insieme al corpo principale 1 definiscono una camera 11. Preferibilmente, le membrane 21 e 22 formano pareti contrapposte della camera 11.

La camera 11 è in comunicazione con la porta di ingresso 101, dal quale riceve il gas da assoggettare alla riduzione di pressione, e con la porta di uscita 102.

Sarà quindi apprezzato che le membrane elastiche 21 e 22 formano un esempio dei mezzi di riduzione della pressione 2 suddetti, agendo sul gas regolandone la pressione in maniera in sé nota.

È comunque evidente che potranno essere ipotizzate anche soluzioni differenti per la realizzazione dei mezzi di riduzione della pressione 2, basati ad esempio su un’unica membrana elastica o con altri elementi di regolazione della pressione.

Sempre con riferimento alla figura 1, in forme di realizzazione preferite, la porta di ingresso 101 comunica con la camera 11 attraverso un passaggio 13 che può essere selettivamente aperto o chiuso tramite un elemento di chiusura 12 operativamente connesso alla membrana 21. Preferibilmente, l’elemento di chiusura 12 è formato da una leva 14 oscillante su un perno 15. Preferibilmente, la leva 14 presenta anche un orifizio 13A che

 

consente un limitato passaggio di gas anche quando la leva è in posizione di chiusura sul passaggio 13.

Un braccio della leva coopera con la prima membrana elastica 21 in maniera tale che l’azione di una molla 21A connessa alla membrana elastica 21 solleciti in apertura l’elemento di chiusura 12.

Il regolatore della presente invenzione comprende inoltre un dispositivo di sicurezza 3 in grado di intervenire al verificarsi di una condizione di sovrappressione nel regolatore di pressione 100.

In forme di realizzazione preferite, il dispositivo di sicurezza 3 comprende un otturatore 30 in grado di intercettare la porta di ingresso 101 al verificarsi di una condizione di sovrappressione, come sarà illustrato in maggiore dettaglio a seguire.

Preferibilmente, l’otturatore 30 è di tipo lineare e si può spostare da una posizione di chiusura della porta di ingresso 101 ad una posizione di apertura della stessa tramite traslazione lungo un asse Y.

In alcune forme di realizzazione, l’asse Y coincide con l’asse di un condotto di ingresso 101A che si affaccia alla porta di ingresso 101 ed attraverso il quale il gas viene immesso nella camera 11.

L’otturatore 30 comprende inoltre uno stelo 31 che si estende all’interno della camera 11 ed anch’esso mobile lungo l’asse di traslazione Y.

L’otturatore 30 è rappresentato nelle figure da 1 a 4 in posizione aperta, ovverosia in una posizione in cui la porta di ingresso 101 non è intercettata, nella quale quindi il gas può essere immesso all’interno della camera 11.

Viceversa, nelle figure da 5 ad 7, l’otturatore 30 è rappresentato in

 

posizione chiusa, ovverosia in una posizione in cui la porta di ingresso 101 è al contrario intercettata ed è impedito il flusso del gas verso l’interno della camera 101.

Come accennato in precedenza, lo spostamento dell’otturatore 30 dalla posizione aperta alla posizione chiusa avviene in maniera automatica a seguito del verificarsi di una sovrappressione all’interno della camera 101. A tale scopo, in forme di realizzazione preferite, l’otturatore 30 è operativamente connesso con i mezzi di riduzione della pressione 2 e, preferibilmente, con la seconda membrana 22.

In alcune forme di realizzazione, lo stelo 31 dell’otturatore 30 comprende una sede 33 sul quale si impegna un perno 23 connesso alla seconda membrana 23.

Preferibilmente, la sede 33 presenta almeno una superficie inclinata 33A, vantaggiosamente rivolta verso l’otturatore 30. Tale superficie inclinata 33A è orientata in maniera tale che la sede 33 si allarghi verso il suo bordo esterno.

Tra perno 23 e sede 33 può essere interposta una sfera 24 che facilita lo spostamento dello stelo 31, essendo in grado la sfera 24 di uscire più facilmente dalla sede 33.

Tramite una molla 22A, o altro elemento elastico, la seconda membrana 23 spinge il perno 23 con la sfera 24 all’interno della relativa sede 33 impedendo così lo spostamento assiale dello stelo 31 e, di conseguenza, dell’otturatore 30.

L’otturatore 30 è altresì sollecitato in direzione di chiusura tramite un’ulteriore molla 34. Tuttavia, la posizione della sede 33 è tale per cui,

 

quando la sfera 24 si mantiene all’interno della sede 33 l’otturatore 30 è trattenuto in posizione aperta.

A seguito del sollevamento della membrana 22 la sfera 24, anche grazie alla presenza della superficie inclinata 33A, può uscire dalla sede 33, cosicché l’otturatore 30, sollecitato dalla molla 34, possa spostarsi in posizione di chiusura, intercettando così la porta di ingresso 101 ed interrompendo il flusso di gas verso l’interno del regolatore.

È quindi facilmente comprensibile come, tramite un’adeguata taratura della molla 22A, sia possibile causare la chiusura dell’otturatore 30 al raggiungimento di una desiderata pressione all’interno della camera 11. Il regolatore della pressione 100 della presente invenzione comprende altresì un gruppo di ripristino 4 configurato per ripristinare il dispositivo di sicurezza 3 in una condizione operativa tale per cui viene nuovamente consentito il flusso di gas all’interno della camera 11. In altre parole, tramite il gruppo di ripristino 4 l’otturatore 30 può essere riportato nella condizione aperta, in cui la porta di ingresso 101 non è intercettata.

In forme di realizzazione preferita, il gruppo di ripristino 4 comprende un attuatore girevole 40 che può essere ruotato dall’utilizzatore del regolatore 101 attorno al suo asse di rotazione X, in maniera tale da sollecitare l’otturatore 30 in tale direzione di apertura della porta di ingresso 101 a seguito della sua rotazione attorno.

A tale scopo, l’attuatore girevole 4 può comprendere una porzione operativa 40 operativamente connessa all’otturatore 30 in maniera tale da trasformare detta rotazione attorno all’asse di rotazione X dell’attuatore girevole 4 in un movimento lineare dell’otturatore 30 lungo detto asse Y di

 

traslazione.

In alcune forme di realizzazione, la porzione operativa 40 include una camma 41, preferibilmente eccentrica rispetto all’asse X, configurata in maniera tale da riscontrare una superficie di estremità 32 dello stelo 31 a seguito della rotazione dell’attuatore 4.

Pertanto, a seguito della rotazione dell’attuatore 4, la camma 41 avrà una differente posizione lungo l’asse Y e, entrando a contatto con l’estremità 32 dello stelo 31, sarà posizionata in grado di spostarlo conseguentemente lungo il suo asse di traslazione Y medesimo.

Tuttavia, l’attuatore 4 è libero di ruotare se non sollecitato da azioni esterne da parte dell’operatore e, pertanto, quando avviene una situazione di sovrappressione, il movimento di stelo 31 ed otturatore 30 non viene impedito dalla presenza della camma 41 o più in generale della porzione operativa 40.

Viceversa, quando l’otturatore 30 è in posizione chiusura, un’azione di rotazione dell’attuatore 4 può sollecitare in apertura l’otturatore 3, vincendo la spinta esercitata dalla molla 34.

Entrando nel dettaglio della geometria del gruppo di ripristino 4, in base ad aspetti preferiti, la superficie di estremità 32 è piana e, preferibilmente, tale superficie piana è perpendicolare all’asse di traslazione dell’otturatore. Sempre in base ad ulteriori aspetti preferiti, la camma 41 definisce una superficie perimetrale che include con parte concava e parte convessa. Preferibilmente, la parte concava è rivolta verso l’asse di rotazione dell’attuatore.

Il funzionamento del regolatore è descritto sinteticamente a seguire.

 

In condizioni operative normali, che sono illustrate nelle figure 1, 2 e 3, il gas ad alta pressione fornito, ad esempio, da una bombola connessa alla porta di ingresso 101, arriva al regolatore 101 tramite quest’ultima e passa attraverso l’orifizio 13A,

Grazie a tale passaggio, il gas può accedere all’interno della camera 11. Questo provoca un aumento di pressione all’interno della camera 11, raggiungendo un valore tale per cui la membrana 21 viene sollecitata, spingendo conseguentemente la leva 14 in posizione di apertura, liberando il flusso di gas attraverso il passaggio 13.

In queste condizioni si ha un passaggio di gas verso la porta di uscita 102 in condizioni di pressione e portata regolate.

Qualora si verifichi una situazione di sovrappressione all’interno della camera 11, dovuta ad esempio ad un malfunzionamento della leva 14, che ne impedisce l’azione di regolazione della pressione, il meccanismo di sicurezza della presente invenzione entra in funzione.

L’aumento della pressione nella camera 11 provoca uno spostamento della seconda membrana 22 che, come illustrato in precedenza, genera l’allontanamento del perno 23 e la conseguente chiusura della porta di ingresso 101 da parte dell’otturatore 30, come illustrato nelle figure 4 e 5. Al verificarsi di tale situazione, l’utilizzatore può effettuare un ripristino del regolatore tramite il gruppo di ripristino 4.

È infatti possibile interrompere temporaneamente il flusso di gas dalla bombola, ad esempio agendo su un relativo rubinetto, e porre in rotazione l’attuatore 40, spingendo l’otturatore 30 nuovamente verso la posizione aperta.

 

In questo modo la sfera 24 viene riportata all’interno della sede 33, riportando il regolatore nelle condizioni di figura 1 e 2 e ripristinando così al suo normale funzionamento.

Sarà quindi apprezzato che il regolatore secondo la presente invenzione consente di ottenere un livello di sicurezza elevato e di sopperire ad eventuali malfunzionamenti temporanei in maniera semplice ed efficace,

 

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Regolatore di pressione (100) comprendente un corpo principale (1) all’interno della quale è definita almeno una camera (11, 12) una porta di ingresso (101) per l’immissione in detta almeno una camera (11, 12) di gas ad alta pressione ed una porta di uscita (102) per il rilascio di gas ad una pressione ridotta, mezzi di riduzione della pressione del gas (2), ed un dispositivo di sicurezza (3) comprendente un otturatore (30) in grado di intercettare detta porta di ingresso (101) in caso di sovrappressioni all’interno di detta almeno una camera (11, 12) in maniera tale da impedire il flusso di gas all’interno di detto almeno una camera (11, 12) ed un gruppo di ripristino (4) configurato per ripristinare detto dispositivo di sicurezza (3) in una condizione operativa tale per cui viene nuovamente consentito il flusso di gas all’interno di detto almeno una camera (11, 12), caratterizzato dal fatto che detto gruppo di ripristino (4) comprende un attuatore girevole (40) configurato in maniera tale da sollecitare detto otturatore (30) in una direzione di apertura di detta porta di ingresso (101) a seguito di una sua rotazione attorno ad un relativo asse di rotazione (X).
2. 2. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detto otturatore (30) è configurato in maniera tale da essere sollecitato, tramite detto attuatore girevole (4), in detta direzione di apertura di detta porta di ingresso (101) tramite spostamento lungo un relativo asse (Y) di traslazione.  
3. 3. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto attuatore girevole (4) comprende una porzione operativa (40) operativamente connessa a detto otturatore in maniera tale da trasformare detta rotazione attorno all’asse di rotazione (X) dell’attuatore girevole (4) in un movimento lineare dell’otturatore (31) lungo detto asse (Y) di traslazione.
4. 4. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 3, in porzione operativa (40) comprende una camma (41) configurata in maniera tale da riscontrare una superficie di estremità (32) di detto stelo (31) a seguito della rotazione di detto attuatore.
5. 5. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 4, in cui detta superficie di estremità (32) è piana ed è preferibilmente perpendicolare all’asse di traslazione dell’otturatore.
6. 6. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detta camma (41) definisce una superficie perimetrale che include con parte concava (41A) e parte convessa (41B).
7. 7. Regolatore di pressione (100) secondo la rivendicazione 4, in cui detta parte concava è rivolta verso l’asse di rotazione dell’attuatore.
8. 8. Regolatore di pressione (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui detta porzione operativa (40) è eccentrica rispetto all’asse di rotazione (X) dell’attuatore girevole (4).
9. 9. Regolatore di pressione (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto otturatore (30) è di tipo lineare, l’asse di rotazione (X) di detto attuatore girevole (4) essendo perpendicolare all’asse di traslazione (Y) di detto otturatore (30).
10. 10. Regolatore di pressione (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto attuatore girevole (4) comprende un’estremità (43) che sporge esternamente dal corpo principale (1) in maniera tale da poter essere manipolata da un utilizzatore.