IT202000005674A1

IT202000005674A1 - Valvola di controllo idrodinamica

Info

Publication number: IT202000005674A1
Application number: IT102020000005674A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Guidetti; Stefano Casarini
Original assignee: Comet Spa
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-17

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

?Valvola di controllo idrodinamica?

La presente invenzione ha per oggetto una valvola di controllo ed una pompa dotata almeno due valvole di controllo.

L?invenzione si riferisce in particolare ad una valvola di controllo che comprende un corpo, predisposto per essere alloggiato in un?apertura di ingresso o di uscita di un condotto, di una camera o altro volume destinato al flusso di un fluido. Il corpo ? dotato di una sede di tenuta e di un otturatore, mobile tra almeno una posizione di chiusura, nella quale ? a contatto della sede di tenuta ed impedisce il flusso, ed una posizione di apertura, nella quale ? discosto dalla sede in modo che il flusso sia consentito. Un mezzo elastico, tipicamente una molla, sospinge l?otturatore verso la posizione di chiusura.

Il corpo della valvola presenta una porzione di fondo, opposta alla sede di tenuta, che viene lambita esternamente dal flusso quanto l?otturatore ? in posizione di apertura. Nelle valvole attuali, la porzione di fondo ? realizzata con un profilo tronco e relativamente spigoloso, ed introduce nel flusso notevoli perdite di carico, generando turbolenze e rumore. Tale inconveniente delle valvole attualmente disponibili ? piuttosto rilevante nel caso delle pompe, in quanto rappresenta un dispendio energetico rispetto al lavoro prodotto.

Scopo della presente invenzione ? quello di offrire una valvola di controllo che consenta di superare gli inconvenienti delle valvole di controllo attualmente disponibili.

Un vantaggio della valvola secondo la presente invenzione ? quello di ridurre drasticamente le perdite di carico a valle della sede di tenuta.

Un altro vantaggio della valvola secondo la presente invenzione ? di essere sostituibile alle valvole attuali, senza richiedere modifiche strutturali alle parti di montaggio.

Ulteriore vantaggio della valvola secondo la presente invenzione ? di essere semplice e di costo paragonabile a quello delle valvole attualmente disponibili.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell?invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:

? la figura 1 mostra una vista isometrica di una valvola di controllo secondo la presente invenzione;

? le figure 2 e 3 mostrano due viste in sezione della valvola di figura 1, in due configurazioni operative diverse;

? la figura 4 mostra una pompa volumetrica dotata di due valvole secondo la presente invenzione, in una fase di aspirazione; ? la figura 5 mostra la pompa volumetrica di figura 4, in una fase di mandata.

La valvola di controllo (1) secondo la presente invenzione comprende un corpo (2), dotato di una sede di tenuta (3) e di una porzione di fondo (4) tra loro contrapposte. Il corpo (2) ? una parte strutturale della valvola (1) che consente di installare e fissare la valvola in una sede di alloggiamento, ad esempio l?apertura di ingresso di un condotto o di un passaggio di fluido. La sede di tenuta (3) ? preferibilmente in forma di un elemento anulare che delimita un?apertura di passaggio (31), destinata a consentire un flusso in ingresso al condotto o passaggio in cui ? installata la valvola. La porzione di fondo (4) delimita il corpo (2) dalla parte opposta rispetto alla sede di tenuta (3). Quando la valvola ? installata all?ingresso di un condotto o di un passaggio, la porzione di fondo (4) si trova inserita nel condotto o passaggio stesso, e viene lambita esternamente dal flusso che transita attraverso la sede di tenuta (3). Nella forma di realizzazione rappresentata, la sede di tenuta (3) e la porzione di fondo (4) sono concentriche ad un asse longitudinale (X). Preferibilmente, sia la sede di tenuta, sia la porzione di fondo sono assialsimmetriche rispetto all?asse longitudinale (X).

La valvola (1) comprende inoltre un otturatore (5), collocato tra la sede di tenuta (3) e la porzione di fondo (4). L?otturatore (5) ? mobile tra una posizione di chiusura, nella quale ? a contatto della sede di tenuta (3), ed una posizione di apertura, nella quale ? discosto dalla sede di tenuta (3). Nella posizione di chiusura, illustrata in figura 3, l?otturatore (5) impedisce il flusso, mentre nella posizione di apertura, illustrata in figura 2, il flusso ? consentito. Nella forma di realizzazione rappresentata, l?otturatore (5) presenta una conformazione bombata, a convessit? rivolta verso la sede di tenuta. Preferibilmente, ma non necessariamente, l?otturatore ? inoltre dotato di un gambo (51) longitudinale, inserito scorrevolmente in un foro (42) ricavato nella porzione di fondo (4), per guidare la corsa dell?otturatore (5) tra le posizioni di apertura e di chiusura lungo l?asse longitudinale (X).

Un mezzo elastico (6), ad esempio una molla, ? predisposto per sospingere l?otturatore (5) verso la posizione di chiusura. Il mezzo elastico (6) ? interposto tra la porzione di fondo (4) e l?otturatore (5). L?otturatore (5) viene sospinto dalla posizione di chiusura verso la posizione di apertura dalla spinta esercitata dalla pressione del flusso in ingresso alla sede di tenuta (3) e diretto verso la porzione di fondo (4). Quando la pressione in ingresso esercita una spinta che supera la spinta esercitata dal mezzo elastico (6), l?otturatore (5) si sposta verso la posizione di apertura, liberando la sede di tenuta (3). La valvola (1) ? quindi unidirezionale, in quanto impedisce un flusso inverso proveniente dalla parte della porzione di fondo (4). Tale flusso inverso non ? infatti in grado di aprire l?otturatore (5).

Nella posizione di apertura, l?otturatore (5) si discosta dalla sede di tenuta (3), liberando un passaggio trasversale (32) che consente il flusso lungo una direzione trasversale rispetto alla direzione di flusso attraverso la sede di tenuta (3). Superato il passaggio trasversale (32), il flusso devia all?intero del condotto in cui ? installata la valvola, riallineandosi al flusso di ingresso. A valle del passaggio trasversale (32), il flusso lambisce quindi la porzione di fondo (4).

A differenza delle valvole di controllo attuali, nelle quali la porzione di fondo presenta una conformazione tronca e/o squadrata, nella valvola secondo la presente invenzione la porzione di fondo (4) presenta una conformazione rastremata in allontanamento dalla sede di tenuta (3). In altri termini, la porzione di fondo (4), in allontanamento dalla sede di tenuta (3), si restringe progressivamente, riducendo il proprio ingombro. La conformazione rastremata della porzione di fondo (4), che viene lambita dal flusso, consente di ridurre drasticamente la turbolenza e le perdite di carico introdotte nel flusso a valle della valvola (1), ovvero a valle della porzione di fondo (4).

Nella forma di realizzazione rappresentata, la porzione di fondo (4), su un piano di sezione contenente l?asse longitudinale (X), presenta un profilo rastremato in allontanamento dalla sede di tenuta (3), con un apice (41). Inoltre, sempre su un piano di sezione contenente l?asse longitudinale (X), la porzione di fondo presenta una larghezza, misurata in direzione perpendicolare all?asse longitudinale (X), decrescente in allontanamento dalla sezione di tenuta (3).

Nella forma di realizzazione rappresentata, la porzione di fondo (4) presenta un apice (41) di sezione ridotta rispetto alla restante parte del corpo (2). L?apice (41) ? rivolto dalla parte opposta della sede (3), ed ? quindi destinato a posizionarsi all?interno del condotto o apertura nella quale ? installata la valvola. Preferibilmente, la porzione di fondo (4) presenta una conformazione ogivale, con apice (41) rivolto verso l?esterno del corpo (2) in allontanamento dalla sede di tenuta (3). La conformazione ogivale, sostanzialmente priva di spigoli, riduce ulteriormente la turbolenza e le perdite di carico introdotte nel flusso.

Nella forma di realizzazione rappresentata, la porzione di fondo (4) presenta una superficie esterna curva e continua, ovvero priva di scalini o spigoli, il cui raggio di curvatura decresce in allontanamento dalla sede di tenuta (3). Un raggio minimo di curvatura ? collocato in corrispondenza dell?apice (41). Tale profilo curvilineo, con apice a raggio di curvatura ridotto, riduce ulteriormente la turbolenza e le perdite di carico nel flusso Preferibilmente, ma non necessariamente, la porzione di fondo (4) ? connessa alla sede di tenuta (3) mediante due o pi? bracci (7), i quali presentano una porzione di estremit? (71) che sporge dalla superficie esterna della porzione di fondo (4). Ciascun braccio (71) ? disposto su un piano contenente l?asse longitudinale (X). Nella forma di realizzazione rappresentata, la valvola (1) comprende quattro bracci (71), disposti su due piani perpendicolari tra loro. Le porzioni di estremit? (71), sporgenti dalla superficie esterna della porzione di fondo (4), contribuiscono a ridurre le perdite di carico prodotte dalla valvola (1). Preferibilmente, le porzioni di estremit? (71) dei bracci (7) presentano un?altezza decrescente dalla superficie esterna della porzione di fondo, in allontanamento dalla sede di tenuta (3), fino a raccordarsi alla superficie esterna della porzione di fondo (4), ovvero fino ad annullare la propria altezza. Le figure 4 e 5 mostrano una vista schematica in sezione di una pompa volumetrica, in particolare una pompa a membrana, dotata di due valvole di controllo (1) secondo la presente invenzione, collocate rispettivamente in aspirazione ed in mandata.

La pompa volumetrica comprende un pistone (11), mobile con moto rettilineo alternato lungo una direzione di scorrimento prefissata, ad opera di un albero motore ad eccentrico (M). La testa del pistone (11) ? connessa ad una membrana flessibile (12) che isola, all?interno della testata della pompa, una camera di pompaggio (13). Tale camera di pompaggio (13) ? connessa ad un condotto di aspirazione (14) e ad un condotto di scarico (15), ricavati nella testata della pompa. Una prima valvola (1) secondo la presente invenzione ? interposta tra il condotto di aspirazione (14) e la camera di pompaggio (13), una seconda valvola secondo la presente invenzione ? interposta tra la camera di pompaggio (13) ed il condotto di mandata (15). La prima valvola ? rivolta in modo da consentire solo il flusso diretto dal condotto di aspirazione verso la camera di pompaggio, mentre la seconda valvola ? rivolta in modo da consentire solo il flusso diretto dalla camera di pompaggio verso il condotto di mandata. Grazie alla presenza delle valvole secondo la presente invenzione, il flusso subisce perdite di carico molto inferiori rispetto alle pompe attuali, dotate di valvole secondo la tecnica nota. Di conseguenza, il rendimento della pompa aumenta considerevolmente. Inoltre, la riduzione della turbolenza del fluido ottenuta grazie alle valvole secondo la presente invenzione determina anche l?abbassamento della rumorosit? ed aumenta considerevolmente la durata della pompa aumenta considerevolmente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Valvola di controllo, comprendente: un corpo (2), dotato di una sede di tenuta (3) e di una porzione di fondo (4) tra loro contrapposte; un otturatore (5) collocato tra la sede di tenuta (3) e la porzione di fondo (4) e mobile tra una posizione di chiusura, nella quale ? a contatto della sede di tenuta (3), ed una posizione di apertura, nella quale ? discosto dalla sede di tenuta (3); un mezzo elastico (6), predisposto per sospingere l?otturatore (5) verso la posizione di chiusura; caratterizzata dal fatto che la porzione di fondo (4) presenta una conformazione rastremata in allontanamento dalla sede di tenuta (3).
2) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la porzione di fondo (4) presenta un apice (41) di sezione ridotta rispetto alla restante parte del corpo (2).
3) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la porzione di fondo (4) presenta una conformazione ogivale, con apice (41) rivolto verso l?esterno del corpo (2), in allontanamento dalla sede di tenuta (3).
4) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la porzione di fondo (4) presenta una superficie esterna curva, il cui raggio di curvatura decresce in allontanamento dalla sede di tenuta (3).
5) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la sede di tenuta (3) e la porzione di fondo (4) sono concentriche ad un asse longitudinale (X) ed in cui, su un piano di sezione contenente l?asse longitudinale (X), la porzione di fondo (4) presenta un profilo rastremato in allontanamento dalla sede di tenuta (3), con un apice (41).
6) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 5, in cui la porzione di fondo (4), su un piano di sezione contenente l?asse longitudinale (X), presenta una larghezza, misurata in direzione perpendicolare all?asse longitudinale (X), decrescente in allontanamento dalla sezione di tenuta (3).
7) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 1, in cui la porzione di fondo (4) ? connessa alla sede di tenuta (3) mediante due o pi? bracci (7), che presentano una porzione di estremit? (71) che sporge dalla superficie esterna della porzione di fondo (4).
8) Valvola di controllo secondo la rivendicazione 7, in cui le porzioni di estremit? (71) dei bracci (7) sono raccordate alla superficie esterna della porzione di fondo (4) in allontanamento dalla sede di tenuta (3).
9) Pompa volumetrica, comprendente: un pistone (11), mobile con moto rettilineo alternato lungo una direzione di scorrimento prefissata; una membrana flessibile (12), connessa alla testa del pistone, che isola una camera di pompaggio (13); in cui la camera di pompaggio (13) ? connessa ad un condotto di aspirazione (14) e ad un condotto di scarico (15); una prima valvola (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, interposta tra il condotto di aspirazione (14) e la camera di pompaggio (13) e rivolta in modo da consentire solo il flusso diretto dal condotto di aspirazione verso la camera di pompaggio; una seconda valvola (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, interposta tra la camera di pompaggio (13) ed il condotto di mandata (15) e rivolta in modo da consentire solo il flusso diretto dalla camera di pompaggio verso il condotto di mandata.