IT201900019448A1

IT201900019448A1 - IMPROVED FLOW CONTROL DEVICE

Info

Publication number: IT201900019448A1
Application number: IT102019000019448A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Negrinotti; Andrea Tita
Original assignee: Steiel Elettr Srl
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2021-04-21

Description

TITOLO TITLE

DISPOSITIVO MIGLIORATO DI CONTROLLO DEL FLUSSO IMPROVED FLOW CONTROL DEVICE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente brevetto è attinente ai dispositivi di controllo del flusso per pompe ed in particolare concerne un nuovo dispositivo migliorato di controllo del flusso, particolarmente ma non esclusivamente per pompe di dosaggio. The present patent relates to flow control devices for pumps and in particular it concerns a new improved flow control device, particularly but not exclusively for dosing pumps.

Sono note le pompe di dosaggio, utilizzate nei processi chimici industriali per dosare prodotti e sostanze chimiche. Dosing pumps are known, used in industrial chemical processes to dose products and chemicals.

Sono note pompe di dosaggio elettromagnetiche ad impulsi, dove l'iniezione di una sostanza o prodotto avviene non in modo continuo, bensì ad impulsi controllati, per un dosaggio di precisione. Pulse electromagnetic dosing pumps are known, where the injection of a substance or product takes place not continuously, but with controlled pulses, for precision dosing.

La mandata di tali pompe è normalmente collegata ad un dispositivo di controllo del flusso che comprende un condotto all'interno del quale è montato un otturatore, mantenuto normalmente in posizione di chiusura mediante l'azione di una molla. Ad ogni impulso della pompa, il fluido pompato spinge l'otturatore con una forza maggiore della forza elastica esercitata dalla molla. L'otturatore quindi si sposta, aprendo il condotto di passaggio e permettendo il passaggio del fluido verso l'impianto. The delivery of these pumps is normally connected to a flow control device which includes a duct inside which a shutter is mounted, normally kept in the closed position by the action of a spring. With each pump pulse, the pumped fluid pushes the shutter with a force greater than the elastic force exerted by the spring. The shutter then moves, opening the passage duct and allowing the passage of the fluid towards the system.

Al termine dell'impulso, l'otturatore torna in posizione di chiusura per effetto dell'azione di detta molla. At the end of the impulse, the shutter returns to the closed position due to the action of said spring.

La posizione dell'otturatore viene inoltre verificata mediante sensori in modo che una centralina del sistema di dosaggio possa confrontare i dati relativi a tale posizione e agli impulsi elettromagnetici dati alla pompa e verificare la coerenza di tali dati. Nel caso in cui all'impulso dato alla pompa non corrisponda uno spostamento coerente dell'otturatore, la centralina segnala il malfunzionamento. The position of the shutter is also checked by means of sensors so that a control unit of the dosing system can compare the data relating to this position and the electromagnetic pulses given to the pump and verify the consistency of these data. If the impulse given to the pump does not correspond to a consistent movement of the shutter, the control unit signals the malfunction.

Uno dei problemi tecnici evidenziati nei dispositivi dell'arte nota consiste nel fatto che la molla, sottoposta all'azione chimica delle sostanze contenute nel fluido pompato, modifica le proprie caratteristiche fisiche e meccaniche. In particolare, alcune tipologie di sostanze agiscono chimicamente sul materiale con cui è composta la molla e ne influenzano le proprietà elastiche: la molla non controlla in modo preciso il ritorno dell'otturatore nella posizione di chiusura, compromettendo il buon funzionamento del dispositivo di controllo e di conseguenza di tutto il sistema di dosaggio. Per ovviare ai suddetti inconvenienti si è studiato e realizzato un nuovo dispositivo migliorato di controllo del flusso, particolarmente ma non esclusivamente per pompe di dosaggio. One of the technical problems highlighted in the devices of the known art consists in the fact that the spring, subjected to the chemical action of the substances contained in the pumped fluid, modifies its physical and mechanical characteristics. In particular, some types of substances chemically act on the material with which the spring is composed and affect its elastic properties: the spring does not precisely control the return of the shutter in the closed position, compromising the proper functioning of the control device and consequently of the whole dosing system. To obviate the aforesaid drawbacks, a new improved flow control device has been studied and implemented, particularly but not exclusively for metering pumps.

Compito principale del presente trovato è quello di garantire un funzionamento corretto e preciso, senza il rischio di inceppamenti dell'otturatore. The main aim of the present invention is to ensure correct and precise operation, without the risk of jamming of the shutter.

La posizione dell'otturatore non viene infatti controllata per azione di mezzi elastici bensì per effetto di una differenza di pressione agente sulle sue superfici. Grazie a questa particolarità, l'otturatore funziona in modo preciso anche in presenza di sostanze chimiche, il cui impiego prolungato nei dispositivi noti provoca invece inceppamenti e malfunzionamenti. In fact, the position of the shutter is not controlled by the action of elastic means but by the effect of a pressure difference acting on its surfaces. Thanks to this particularity, the shutter works precisely even in the presence of chemical substances, whose prolonged use in known devices instead causes jams and malfunctions.

Il nuovo dispositivo di controllo del flusso comprende nelle sue parti principali: The new flow control device includes in its main parts:

- un corpo di contenimento al cui interno è ricavato almeno un condotto per il passaggio di un fluido, detto condotto avente un'estremità di ingresso atta ad essere direttamente o indirettamente collegata idraulicamente al condotto di mandata di una pompa e un'estremità di uscita atta ad essere direttamente o indirettamente collegata idraulicamente ad un impianto in cui immettere il fluido pompato; - a containment body inside which at least one duct for the passage of a fluid is obtained, said duct having an inlet end able to be directly or indirectly connected hydraulically to the delivery duct of a pump and an outlet end suitable to be directly or indirectly connected hydraulically to a system in which the pumped fluid is introduced;

- almeno un otturatore atto a spostarsi tra una posizione di chiusura, in cui chiude detto condotto per impedire il passaggio del fluido pompato, e una posizione di apertura in cui apre almeno parzialmente detto condotto per permettere il passaggio del fluido pompato; - at least one shutter able to move between a closed position, in which it closes said duct to prevent the passage of the pumped fluid, and an opening position in which it opens at least partially said duct to allow the pumped fluid to pass;

e dove detto otturatore comprende una prima porzione di superficie, di seguito chiamata superficie lato pompa, su cui è destinata ad agire la pressione esercitata dal fluido pompato, e una seconda porzione di superficie, di seguito chiamata superficie lato impianto, su cui è destinata ad agire una pressione o la pressione dell'impianto, and where said shutter comprises a first surface portion, hereinafter called the pump side surface, on which the pressure exerted by the pumped fluid is intended to act, and a second surface portion, hereinafter called the system side surface, on which it is intended to act. act a pressure or the pressure of the system,

e dove dette superfici lato pompa e lato impianto sono configurate in modo che a parità di pressione agente su di esse, la forza esercitata da detta pressione dell'impianto è maggiore della forza esercitata dalla pressione del fluido pompato. and where said pump-side and system-side surfaces are configured so that for the same pressure acting on them, the force exerted by said system pressure is greater than the force exerted by the pressure of the pumped fluid.

Di conseguenza, quando la pressione del fluido pompato è maggiore della pressione dell'impianto, l'otturatore viene spostato verso detta posizione di apertura, mentre quando la pressione del fluido pompato è minore della pressione dell'impianto, l'otturatore viene automaticamente portato in detta posizione di chiusura. Consequently, when the pressure of the pumped fluid is greater than the pressure of the system, the obturator is moved towards said opening position, while when the pressure of the pumped fluid is lower than the pressure of the system, the obturator is automatically brought into said closed position.

Detto dispositivo comprende anche mezzi per rilevare la posizione di detto otturatore. Detti mezzi comprendono ad esempio un sensore di prossimità montato su detto corpo di contenimento vicino alla posizione corrispondente alla posizione di chiusura di detto otturatore e atto a rilevare la posizione dell'otturatore. Detto sensore è ad esempio di tipo magnetico mentre detto otturatore è in tutto o in parte realizzato in titanio. Said device also comprises means for detecting the position of said shutter. Said means comprise for example a proximity sensor mounted on said containment body close to the position corresponding to the closing position of said shutter and able to detect the position of the shutter. Said sensor is, for example, of the magnetic type while said shutter is wholly or partly made of titanium.

Le caratteristiche del nuovo dispositivo saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo. The characteristics of the new device will be better clarified by the following description with reference to the drawing tables, attached by way of non-limiting example.

In figura 1 è mostrato un esploso del nuovo dispositivo (1) in una sua possibile forma realizzativa. Figure 1 shows an exploded view of the new device (1) in one of its possible embodiments.

In figura 2 è mostrata una sezione del dispositivo (1) completamente assemblato e con otturatore in posizione di chiusura (A). Figure 2 shows a section of the device (1) completely assembled and with the shutter in the closed position (A).

In figura 3 è mostrata una sezione del dispositivo (1) completamente assemblato e con otturatore in posizione di apertura (B). Figure 3 shows a section of the device (1) completely assembled and with the shutter in the open position (B).

In figura 4 è mostrata una vista laterale del dispositivo (1) completamente assemblato. Figure 4 shows a side view of the device (1) completely assembled.

Le figure 5, 6 e 7 mostrano rispettivamente una vista laterale, una sezione e una vista superiore del solo otturatore (3) in una forma realizzativa preferita. Il dispositivo di controllo del flusso (1) comprende un corpo di contenimento (11) all'interno del quale è individuato un condotto passante (12) per il passaggio di un fluido. Figures 5, 6 and 7 show respectively a side view, a section and a top view of the shutter (3) only in a preferred embodiment. The flow control device (1) comprises a containment body (11) inside which a through duct (12) is identified for the passage of a fluid.

L'apertura inferiore (121) di detto condotto (12) è atta ad essere collegata al condotto di mandata di una pompa, ed è ad esempio filettata o sagomata per l'accoppiamento ermetico con un adattatore tubolare (13) che potrà essere opportunamente dimensionato in funzione del tipo di pompa da collegare. L'estremità superiore (122) di detto condotto (12) è atta ad essere collegata ad un impianto in cui immettere il fluido pompato, ed è ad esempio filettata o sagomata per l'accoppiamento ermetico con un elemento di collegamento tubolare (14) come un nipplo o un manicotto. The lower opening (121) of said duct (12) is adapted to be connected to the delivery duct of a pump, and is for example threaded or shaped for hermetic coupling with a tubular adapter (13) which can be suitably sized depending on the type of pump to be connected. The upper end (122) of said duct (12) is adapted to be connected to a system in which the pumped fluid is introduced, and is for example threaded or shaped for hermetic coupling with a tubular connection element (14) such as a nipple or sleeve.

Detto condotto (12) è inoltre sagomato con una sede di scorrimento (2), per lo scorrimento di un otturatore (3). Detta sede (2) comprende una prima porzione (21) configurata in modo da alloggiare detto otturatore (3) in una posizione di chiusura (A) di detto condotto (12), e una seconda porzione (22) allargata. Said conduit (12) is also shaped with a sliding seat (2), for the sliding of a shutter (3). Said seat (2) comprises a first portion (21) configured so as to house said shutter (3) in a closed position (A) of said duct (12), and a second enlarged portion (22).

Detto otturatore (3) comprende un corpo (31) tubolare dove un'estremità (311) è aperta, mentre all'estremità opposta è presente una testa (32) allargata di otturazione. Said shutter (3) comprises a tubular body (31) where one end (311) is open, while at the opposite end there is an enlarged shutter head (32).

In detta testa (32) sono realizzati dei canali (320) in comunicazione con l'esterno della testa (32) e con detta estremità inferiore aperta (311) tramite un condotto (310) individuato all'interno di detto corpo (31). In said head (32) channels (320) are formed in communication with the outside of the head (32) and with said lower open end (311) through a duct (310) located inside said body (31).

Il fluido attraversa detto otturatore (3) entrando in detta estremità inferiore (311) e uscendo attraverso detti canali (320). The fluid passes through said shutter (3) entering said lower end (311) and exiting through said channels (320).

Detto otturatore (3) è alloggiato con detto corpo tubolare (31) all'interno di detta prima porzione (21) di detta sede di scorrimento (2). In particolare, detto corpo tubolare (31) è alloggiato in una boccola di scorrimento (4), a sua volta alloggiata in detta prima porzione (21) di detta sede di scorrimento (2). Said shutter (3) is housed with said tubular body (31) inside said first portion (21) of said sliding seat (2). In particular, said tubular body (31) is housed in a sliding bushing (4), in turn housed in said first portion (21) of said sliding seat (2).

Detta boccola di scorrimento (4) ha sezione di forma corrispondente alla sezione del corpo (31) dell'otturatore (3). Tra detta boccola (4) e la testa (32) di detto otturatore (3) sono opportunamente montate delle guarnizioni (41) atte a garantire la dovuta ermeticità. Said sliding bushing (4) has a section with a shape corresponding to the section of the body (31) of the shutter (3). Between said bushing (4) and the head (32) of said shutter (3) there are suitably mounted gaskets (41) suitable for guaranteeing the necessary hermetic seal.

Detta testa (32) dell'otturatore (3), che ad esempio sporge da detta boccola (4), può scorrere all'interno di detta sede di scorrimento (2) del condotto (12) tra: Said head (32) of the shutter (3), which for example protrudes from said bush (4), can slide inside said sliding seat (2) of the duct (12) between:

- una prima posizione di chiusura (A), in cui detta testa (32) si trova in detta prima porzione (21) della sede di scorrimento (2), dove i canali (320) di uscita sono chiusi ad esempio dalla parete (211) stessa della sede (2), - a first closing position (A), in which said head (32) is located in said first portion (21) of the sliding seat (2), where the outlet channels (320) are closed for example by the wall (211 ) same as the headquarters (2),

e And

- una seconda posizione di apertura (B), in cui detta testa (32) si trova in detta seconda porzione allargata (22) di detta sede di scorrimento (2), dove detti canali (320) di uscita sono aperti, permettendo così la fuoriuscita del fluido. - a second opening position (B), in which said head (32) is located in said second enlarged portion (22) of said sliding seat (2), where said outlet channels (320) are open, thus allowing fluid leaking.

In detta seconda porzione allargata (22) della sede di scorrimento (2) è preferibilmente alloggiata una calotta (5) comprendente una parete (51) tubolare di forma corrispondente alla forma di detta porzione allargata (22) di detta sede (2) e un cielo (52) dotato di uno o più fori (521) per il passaggio del fluido. Detti fori (521) sono comunque disposti e ad esempio sono equamente distribuiti sul cielo (52) stesso oppure disposti lungo una circonferenza. A cap (5) is preferably housed in said second enlarged portion (22) of the sliding seat (2) comprising a tubular wall (51) having a shape corresponding to the shape of said enlarged portion (22) of said seat (2) and a top (52) equipped with one or more holes (521) for the passage of the fluid. Said holes (521) are in any case arranged and for example are equally distributed on the top (52) itself or arranged along a circumference.

Detto cielo (52) è inoltre sagomato con mezzi di accoppiamento rivolti verso detto otturatore (3) e destinati ad accoppiarsi a corrispondenti mezzi predisposti su detto otturatore (3) quando quest'ultimo è in detta posizione di chiusura (B). Said crown (52) is also shaped with coupling means facing towards said shutter (3) and designed to couple with corresponding means arranged on said shutter (3) when the latter is in said closed position (B).

Ad esempio, detti mezzi di accoppiamento comprendono una sede (522) realizzata su detto cielo (52) per l'inserimento di una corrispondente sporgenza (321) presente sulla testa (32) dell'otturatore (3). For example, said coupling means comprise a seat (522) made on said crown (52) for the insertion of a corresponding projection (321) present on the head (32) of the shutter (3).

In una forma realizzativa preferita, la superficie lato impianto (332) di detto otturatore (3), ossia la superficie di detto otturatore (3) destinata a subire l'azione della pressione dell'impianto, comprende la superficie superiore (322) della testa (32), che ha forma sostanzialmente convessa e più preferibilmente conica o troncoconica. In a preferred embodiment, the implant side surface (332) of said obturator (3), i.e. the surface of said obturator (3) intended to undergo the action of the pressure of the implant, comprises the upper surface (322) of the head (32), which has a substantially convex shape and more preferably conical or truncated cone.

La superficie lato pompa (34), ossia la superficie dell'otturatore (3) destinata a subire l'azione della pressione del fluido pompato, comprende invece parte della superficie di detti canali (320) realizzati all'interno della testa (32) dell'otturatore (3). The pump side surface (34), that is the surface of the shutter (3) destined to undergo the action of the pressure of the pumped fluid, instead comprises part of the surface of said channels (320) made inside the head (32) of the 'shutter (3).

Nella sua forma particolare, detti canali (320) sono due o più, preferibilmente quattro, e sono disposti radialmente. In its particular form, said channels (320) are two or more, preferably four, and are arranged radially.

Detto dispositivo (1) comprende anche almeno un sensore di prossimità (5) montato su detto corpo di contenimento (11) vicino alla posizione corrispondente alla posizione di chiusura di detto otturatore (2) e atto a rilevare la posizione dell'otturatore (3). Said device (1) also comprises at least one proximity sensor (5) mounted on said containment body (11) near the position corresponding to the closing position of said shutter (2) and able to detect the position of the shutter (3) .

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the above description and the attached tables, the following claims are expressed.

Claims

CLAIMS 1. Fluid flow control device (1) comprising: - a containment body (11) inside which at least one conduit (12) for the passage of a fluid is obtained, said conduit (12) having one end inlet (121) adapted to be directly or indirectly connected hydraulically to the delivery duct of a pump and an outlet end (122) adapted to be directly or indirectly hydraulically connected to a system into which the pumped fluid is introduced; - at least one shutter (3) able to move between a closed position (A), in which said duct (12) is closed, and an open position (B), in which said duct (12) is at least partially open for allow the passage of the pumped fluid, and vice versa characterized in that said shutter (3) comprises a first surface portion, or surface on the pump side (34), on which the pressure exerted by the pumped fluid is intended to act, and a second surface portion, or surface on the plant side (322 ), on which a pressure or the pressure of the system is intended to act, and where said surfaces on the pump side (34) and on the system side (322) are configured so that for the same pressure acting on them, the force exerted by said system pressure is greater than the force exerted by the pressure of the pumped fluid, such that said shutter (3) moves between said closed position (A) and said open position (B) and vice versa solely due to the effect of the pressure difference between the pressure of the pumped fluid and the pressure of the system.

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that said shutter (3) comprises a portion or body (31) configured to guide the sliding of said shutter (3) and an enlarged shutter head (32), and wherein channels (320) are formed in said head (32) to put said inlet end (121) of the duct (12) in communication with said outlet end (122) of the duct (12).

3. Device (1) as per claim 2, characterized in that said pump side surface (34) comprises at least part of the surface of said channels (320) made inside the head (32) of the shutter (3).

4. Device (1) as per claim 2, characterized in that said implant side surface (332) comprises the upper surface (322) of the head (32), i.e. the surface facing towards said outlet end (122), which has preferably a substantially convex shape and more preferably conical or frusto-conical.

5. Device (1) as per claim 4, characterized in that said channels (320) are two or more, preferably four, and are arranged radially with respect to the direction of the duct (12).

6. Device (1) as per claim 2, characterized in that said duct (12) is shaped with a sliding seat (2), for the sliding of said shutter (3), and where said seat (2) comprises a first portion (21) configured for the sliding of said body (31) of said shutter (3), and a second enlarged portion (22), and where said sliding seat (2) is configured so that said head (32) of the shutter (3) can slide inside said sliding seat (2) of the duct (12) between: - said first closing position (A), in which said head (32) is located in said first portion (21) of the sliding seat (2), where said outlet channels (320) are closed, And - said second opening position (B), in which said head (32) is located in said second enlarged portion (22) of said sliding seat (2), where said outlet channels (320) are open, thus allowing the fluid passage.

7. Device (1) according to claim 6, characterized in that in said second enlarged portion (22) of the sliding seat (2) there is housed a cap (5) comprising a tubular wall (51) of a shape corresponding to the shape of said enlarged portion (22) of said seat (2) and a crown (52) provided with one or more holes (521) for the passage of the fluid.

8. Device (1) as per claim 6, characterized in that a sliding bushing (4) is housed in said first portion (21) of said sliding seat (2), within which said body (31) of the 'shutter (3).

9. Device (1) as per the preceding claim, characterized in that said crown (52) is shaped with coupling means facing said shutter (3) and intended to be coupled to corresponding means arranged on said shutter (3) when this the latter is in said closed position (B).

10. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for detecting the position of said shutter (3) in said sliding seat (2).