IT202000012457A1

IT202000012457A1 - Azionamento di emergenza manuale per valvole a scorrimento lineare

Info

Publication number: IT202000012457A1
Application number: IT102020000012457A
Authority: IT
Inventors: Mirco Allegretti
Original assignee: Walvoil Spa
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-11-26
Also published as: EP3916278B1; EP3916278A1

Description

TITOLO: AZIONAMENTO DI EMERGENZA MANUALE PER VALVOLE A SCORRIMENTO LINEARE

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un azionamento di emergenza manuale per valvole a scorrimento lineare e trova preferita applicazione nelle valvole oleodinamiche i cui elementi scorrevoli sono azionati tramite un attuatore, generalmente di tipo elettromagnetico.

Tali valvole trovano larga applicazione su macchine operatrici e/o agricole.

Pi? precisamente, l?invenzione riguarda un sistema utilizzabile singolarmente o abbinato ai comandi elettrici utilizzati nelle valvole oleodinamiche per movimentare gli elementi scorrevoli linearmente, allo scopo di garantire un azionamento dell?elemento scorrevole sia puramente manuale sia in caso di un mancato funzionamento dell?attuatore elettrico, ove questo sia previsto per il funzionamento della valvola.

Un problema comune delle attuali valvole oleodinamiche ad azionamento elettrico ? la difficolt? di azionamento manuale in modo continuativo dell?elemento scorrevole nel caso di ridotto o assente funzionamento degli attuatori elettrici che ne comandano l?azionamento.

Tipicamente queste valvole sono dotate di uno o pi? attuatori lineari elettromagnetici, generalmente in coppia ed assialmente contrapposti, il cui nucleo mobile agisce generalmente tramite uno spintore sull?elemento scorrevole.

Detti attuatori elettrici sono dotati di appositi organi delegati all?azionamento manuale in modalit? provvisoria che comprendono una appendice montata scorrevolmente in una sede assiale ed attiva sul nucleo mobile per traslare il medesimo da e verso una posizione operativa di azionamento della valvola quando l?attuatore elettromagnetico non ? in condizione di farlo. Lo spostamento della appendice pu? essere effettuata tramite un comando meccanico astiforme che consente di bloccare ad esempio per avvitamento il ritorno della appendice nella sede del tappo allo scopo di mantenere il nucleo mobile in posizione operativa di azionamento della valvola impedendone il ritorno.

Quando l?elemento scorrevole della valvola ? mantenuto in una posizione bilanciata di ritorno da una coppia di molle che agiscono sulle estremit? assialmente contrapposte del medesimo il comando meccanico impedisce il ritorno dell?elemento scorrevole nella posizione bilanciata.

Un limite notevole di questo sistema di azionamento ? evidente nelle applicazioni in cui le zone comprese tra gli attuatori elettromagnetici e l?elemento scorrevole sono pressurizzate alla pressione di funzionamento. Infatti la tenuta fluidodinamica tra appendice e sede ? generalmente delegata ad un otturatore conico, o di altro tipo, alla estremit? della appendice rivolta verso il nucleo che va in battuta sulla corrispondente estremit? della sede. Questa tenuta ? integrata da una eventuale guarnizione (O-ring) tra appendice e sede. Tuttavia, quando l?appendice viene utilizzata per il comando d?emergenza del nucleo in sostituzione dell?azionamento elettrico la tenuta tra otturatore conico e battuta sulla sede viene meno e l?unica funzione residua di tenuta resta delegata alla sola guarnizione che, in caso di pressioni importanti, rischia di essere danneggiata o addirittura espulsa dalla sede. Ci? porta a possibili perdite del sistema idraulico e malfunzionamento della valvola.

Ci? premesso il problema tecnico affrontato dalla presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un azionamento di emergenza manuale per valvole a scorrimento lineare strutturalmente e funzionalmente concepito cos? da consentire il superamento degli inconvenienti tecnici lamentati con riferimento alla tecnica nota citata. In particolare uno dei problemi affrontati dall?invenzione ? quello di evitare che gli effetti di una alterazione dell?azionamento normale della valvola possano propagarsi oltre l?attuatore di tale azionamento, ad esempio alla appendice per il comando di emergenza ed alle relative guarnizioni.

Ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di rendere disponibile una valvola idraulica che possa essere particolarmente versatile nell?utilizzo pur mantenendo una struttura complessivamente semplice.

Questo problema ? risolto e questo scopo ? raggiunto dall?invenzione mediante una valvola a scorrimento lineare con azionamento secondario realizzata in accordo con una o pi? delle unite rivendicazioni.

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 ? una vista in sezione della valvola a scorrimento lineare;

- la figura 2 ? una vista in sezione della valvola a scorrimento lineare con elemento scorrevole traslato; e - la figura 3 ? una vista prospettica della valvola a scorrimento lineare.

Nelle figure, con 100 ? complessivamente indicata la valvola idraulica a scorrimento lineare con azionamento secondario realizzata in accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione. La valvola a scorrimento lineare ? vantaggiosamente un distributore idraulico a cassetti che permette la distribuzione di fluido operativo, ad esempio olio in pressione, alle utenze collegate.

Come si pu? osservare dalla figura 1, la valvola a scorrimento lineare 100 con azionamento secondario, eventualmente azionabile in situazione d?emergenza, della presente invenzione comprende un corpo valvola 400 includente almeno un ingresso e almeno un?uscita 401, 401?.

All?interno del corpo valvola 400 ? previsto un elemento scorrevole 6 per permettere o impedire il passaggio di un fluido operante in ingresso e in uscita.

La valvola 100 comprende inoltre un attuatore primario 200 per l?azionamento normale dell?elemento scorrevole 6 nel corpo valvola 400 ed un attuatore secondario 300 per l?azionamento secondario, o d?emergenza, dell?elemento scorrevole 6.

Preferibilmente, l?attuatore secondario 300 ? interposto tra il corpo valvola 400 ed l?attuatore primario 200.

L?azionamento normale si verifica in una condizione in cui l?attuatore primario 200 funziona correttamente; l?azionamento secondario si pu? verificare invece in una condizione di malfunzionamento dell?attuatore primario 200 e, per tale motivo, a seguire ? definito anche come azionamento d?emergenza.

Preferibilmente, il corpo valvola 400 ha forma cilindrica al cui interno ? ricavato un foro longitudinale 403 collegato ad ingresso e uscita 401, 401?. Nella forma di realizzazione illustrata sono rappresentati un singolo ingresso e una singola uscita 401, 401?. In altre forme di realizzazione non illustrate possono essere presenti molteplici ingressi e/o uscite.

L?elemento scorrevole 6 scorre vantaggiosamente nel foro longitudinale 403 per permettere o impedire il passaggio di un fluido operante in ingresso e in uscita 401, 401?. Preferibilmente l?elemento scorrevole 6 ? un cursore cilindrico a sezione variabile. Vantaggiosamente, le sezioni pi? larghe dell?elemento scorrevole 6 sono adatte a impedire il passaggio di fluido operante mentre le sezioni pi? strette permettono il passaggio di tale fluido.

L?attuatore primario 200 ? preferibilmente abbinato a una superficie laterale 409, 409? del corpo valvola 400. Vantaggiosamente sono presenti una coppia di attuatori primari 200, 200? assialmente contrapposti.

Nella forma di realizzazione illustrata, la valvola a scorrimento lineare 100 comprende infatti due attuatori primari 200, 200?. In tale caso, l?attuatore secondario 300 ? adatto ad essere interposto tra il corpo valvola 400 e il primo attuatore primario 200 oppure tra il corpo valvola 400 e un secondo attuatore primario 200?. Questa caratteristica evidenzia una flessibilit? nell?impiego dell?attuatore secondario 300 alla valvola a scorrimento lineare 100.

Sar? comunque apprezzato che potranno essere presenti anche due attuatori secondari 300, uno interposto tra il corpo valvola 400 e il primo attuatore primario 200 e l?altro tra il corpo valvola 400 e un secondo attuatore primario 200?.

In una forma di realizzazione preferita, l?attuatore primario 200 ? di tipo elettromagnetico e comprende una bobina 2, un nucleo mobile 3 e uno spintore 4. La bobina 2 ? adatta ad alimentare il nucleo mobile 3 collegato allo spintore 4. Sotto l?azione del nucleo mobile, lo spintore 4 preme sull?elemento scorrevole 6 per movimentarlo da una posizione di riposo ad una operativa di azionamento della valvola 100.

Preferibilmente, un elemento elastico 7, a contatto con l?elemento scorrevole 6 e posizionato dal lato opposto rispetto all?attuatore primario 200, ? adatto a riportare l?elemento scorrevole 6 in posizione di riposo, una volta terminata l?azione dell?attuatore primario 200.

Vantaggiosamente, l?attuatore principale 200 comprende un elemento di chiusura 202, posizionato dal lato opposto rispetto al corpo valvola 400 e dotato di un foro 203 dentro il quale ? inserita un?appendice 1, dove tale appendice 1 include un otturatore conico 204 e un gambo 205 su cui ? montata una guarnizione 5. La tenuta fluidodinamica tra appendice 1 e foro 203 ? data principalmente dall?otturatore conico 204 e in minor misura dalla guarnizione 5. La guarnizione 5 pu? vantaggiosamente essere un O-ring. L?elemento di chiusura 202 ? preferibilmente fissato all?attuatore primario 200. Secondo un ulteriore aspetto ? inoltre presente una ghiera 206 che fissa la bobina 2.

Come si pu? osservare dalla figura 1, in forme di realizzazione preferite l?attuatore secondario 300 comprende un corpo attuatore secondario 301 all?interno del quale scorre un elemento assiale 8. Preferibilmente, l?elemento assiale 8 ? scorrevolmente guidato nel corpo attuatore secondario 301 ed ? interposto tra l?elemento scorrevole 6 e l?attuatore primario 200, per trasmettere l?azione esercitata dall?attuatore primario 200 all?elemento scorrevole 6. Secondo un aspetto dell?invenzione l?attuatore secondario 300 comprende un azionamento meccanico 302, accessibile dall?esterno del corpo attuatore secondario 301, per traslare l?elemento assiale 8 da e verso una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole 6 indipendentemente dall?azionamento dell?attuatore primario 200.

L?elemento assiale 8 ha preferibilmente una forma cilindrica. L?elemento assiale 8, interposto tra attuatore primario 200 ed elemento scorrevole 6, permette di trasmettere l?azione esercitata dall?attuatore primario 200 all?elemento scorrevole 6. In particolare, lo spintore 4 viene premuto contro l?elemento assiale 8 il quale a suo volta andr? a spingere l?elemento scorrevole 6.

Vantaggiosamente, l?elemento assiale 8 presenta un?apertura assiale adatta ad accogliere una protuberanza dell?elemento scorrevole 6, in modo da favorirne l?accoppiamento.

Preferibilmente, l?azionamento meccanico 302 comprende una camma 303, o altro corpo mobile, come si vedr? a seguire, ed un meccanismo di trasformazione del moto 304, meglio visibile in figura 3, interposto tra la camma 303 e l?elemento assiale 8, per trasformare il moto rotativo di detta camma 303 in un moto di traslazione dell?elemento assiale 8.

In una forma di realizzazione preferita, l?elemento assiale 8 comprende un recesso 80, preferibilmente in forma di un?area a sezione ristretta, configurata in maniera tale da ricevere la camma 303. Preferibilmente, tale camma 303 ruotando andr? a premere su una superficie di tale area rastremata 80 spingendo l?elemento assiale in direzione dell?elemento scorrevole 6.

In alternativa alla camma 303 pu? anche essere previsto l?utilizzo di un corpo mobile sagomato che comprende una superficie inclinata configurata per interagire con il meccanismo di trasformazione del moto. Tale superficie inclinata pu? ad esempio riscontrare una corrispondente superficie del recesso 80, in maniera tale che il moto di traslazione della superficie inclinata in direzione trasversale all?elemento assiale 8 venga trasformato nel moto di traslazione dell?elemento assiale 8.

Ancora in un?altra alternativa, pu? essere previsto che l?azionamento comprende un meccanismo magnetico o elettromagnetico di movimentazione per la traslazione di detto elemento assiale 8.

Con riferimento nuovamente alle figure, vantaggiosamente, l?azionamento meccanico 302 comprende un elemento trasversale 9, passante attraverso detto il corpo attuatore secondario 301. Preferibilmente, l?elemento trasversale 9 comprende un?estremit? interna 99 al corpo attuatore secondario 301 su cui ? montata la camma 303. In alcune forme di realizzazione, meglio illustrate nell?esempio di figura 3, l?elemento trasversale 9 comprende un?estremit? esterna 98 al corpo attuatore secondario 301 includente un comando di rotazione 97, configurato in maniera tale da mettere in rotazione l?elemento trasversale 9 e di conseguenza la camma 303. Tale comando di rotazione pu? essere ad esempio una maniglia, una leva, una manopola, un solenoide etc.

Secondo una forma di realizzazione preferita, l?attuatore secondario comprende un richiamo elastico 11 adatto a richiamare l?elemento trasversale 9 e di conseguenza l?elemento assiale 8 da una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole 6 a una posizione di riposo. Preferibilmente, il richiamo elastico 11 ? interposto tra il corpo attuatore secondario 301 e uno spallamento ricavato sull?estremit? esterna 98 del corpo attuatore secondario 301. Vantaggiosamente, il richiamo elastico 11 ? una molla elicoidale posizionata attorno all?elemento trasversale 9.

Secondo un ulteriore aspetto, l?attuatore secondario 300 comprende un elemento di ritenuta meccanica 306 adatto mantenere l?elemento assiale 8 verso una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole 6. In una forma di realizzazione preferita, l?elemento di ritenuta meccanica 306 comprende un corpo cilindrico cavo 316, al cui interno ? posizionato l?elemento trasversale 9 in modo da poter traslare e ruotare, e una scanalatura S adatta ad accogliere una spina 13 ricavata sull?elemento trasversale 9, in modo che la spina 13 possa scorrere ed agganciarsi alla scanalatura S. La scanalatura S ? vantaggiosamente configurata in modo tale da comprendere una parte rastremata, che permette alla spina 13 di scorrere ruotando, e una parte allungata in direzione verticale, in cui la spina pu? traslare verso l?alto, grazie alla spinta del richiamo elastico 11, e agganciarsi alla scanalatura S per mantenersi in posizione fissa.

In una vantaggiosa forma di realizzazione, l?attuatore primario 200 comprende un corpo attuatore primario 201, preferibilmente di forma sostanzialmente cilindrica. Vantaggiosamente il corpo attuatore primario 201, il corpo attuatore secondario 301 e il corpo valvola 400 sono disposti coassialmente allineati.

L?invenzione risolve quindi il problema proposto, conseguendo al contempo una pluralit? di vantaggi, consentendo in particolare di garantire un azionamento dell?elemento scorrevole anche in caso di un mancato funzionamento dell?attuatore elettrico.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Valvola idraulica a scorrimento lineare (100) con azionamento d?emergenza, comprendente:

? un corpo valvola (400) includente almeno un ingresso e almeno un?uscita (401, 401?);

? un elemento scorrevole (6) all?interno del corpo valvola (400) per permettere o impedire il passaggio di un fluido operante in ingresso e in uscita (401, 401?);

? un primo ed un secondo attuatore primario (200, 200?) disposti in corrispondenza di lati assialmente opposti di detto corpo valvola (400) per l?azionamento in condizioni operative normali di detto elemento scorrevole (6) in detto corpo valvola (400);

? un attuatore secondario (300) per un azionamento secondario di detto elemento scorrevole (6) in detto corpo di valvola (400),

in cui detto attuatore secondario (300) ? interposto tra detto corpo valvola (400) e detto primo attuatore primario (200) o detto attuatore secondario (200?), ed in cui detto attuatore secondario (300) comprende:

? un corpo attuatore secondario (301);

? un elemento assiale (8) scorrevolmente guidato in detto corpo attuatore secondario (301) ed interposto tra l?elemento scorrevole (6) e l?attuatore primario (200), per trasmettere l?azione esercitata da detto attuatore primario (200) all?elemento scorrevole (6); e

? un azionamento (302), preferibilmente meccanico, accessibile dall?esterno del corpo attuatore secondario (301), per traslare detto elemento assiale (8) da e verso una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole (6) indipendentemente dall?azionamento dell?attuatore primario (200).

2. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detto azionamento meccanico (302) comprende un corpo mobile sagomato (303) ed un meccanismo di trasformazione del moto (304) interposto tra il corpo mobile sagomato (303) e l?elemento assiale (8) per trasformare il moto di detto corpo mobile sagomato (303) in un moto di traslazione dell?elemento assiale (8).

3. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 2, in cui l?elemento assiale (8) comprende un recesso (80) adatto a ricevere il corpo mobile sagomato (303).

4. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui corpo mobile sagomato (303) comprende una camma, detto meccanismo di trasformazione del moto (304) essendo configurato per trasformare il moto rotativo di detta camma nel moto di traslazione dell?elemento assiale (8).

5. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui corpo mobile sagomato comprende una superficie inclinata, detto meccanismo di trasformazione del moto (304) essendo configurato per trasformare un moto di traslazione della superficie inclinata in direzione trasversale all?elemento assiale (8), nel moto di traslazione dell?elemento assiale (8).

6. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 4, in cui detto azionamento meccanico (302) comprende un elemento trasversale (9), passante attraverso detto corpo attuatore secondario (301), e comprendente un?estremit? interna (99) al corpo attuatore secondario (301) su cui ? montata la camma (303) e un?estremit? esterna (98) al corpo attuatore secondario (301) includente un comando di rotazione (97), adatto a mettere in rotazione l?elemento trasversale (9) e di conseguenza la camma (303).

7. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 6, in cui l?attuatore secondario comprende un richiamo elastico (11) adatto a richiamare l?elemento trasversale (9) e di conseguenza l?elemento assiale (8) da una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole (6) a una posizione di riposo.

8. Valvola (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detto azionamento comprende un meccanismo magnetico o elettromagnetico di movimentazione per la traslazione di detto elemento assiale (8).

9. Valvola idraulica (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto attuatore secondario (300) comprende un elemento di ritenuta meccanica (306) adatto mantenere l?elemento assiale (8) verso una posizione di azionamento dell?elemento scorrevole (6).

10. Valvola idraulica (100) secondo la rivendicazione 9, in cui l?elemento di ritenuta meccanica (306) comprende un corpo cilindrico cavo (316), al cui interno ? posizionato l?elemento trasversale (9) in modo da poter traslare e ruotare, e una scanalatura (S) adatta ad accogliere una spina (13) ricavata sull?elemento trasversale (9), in modo che la spina (13) possa scorrere e agganciarsi alla scanalatura (S).

11. Valvola idraulica (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?attuatore primario (200) comprende un corpo attuatore primario (201), in cui il corpo attuatore primario (201), il corpo attuatore secondario (301) e il corpo valvola (400) sono disposti coassialmente allineati.

12. Valvola idraulica (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?attuatore principale (200) ? di tipo elettromagnetico, preferibilmente comprendente una bobina (2), un nucleo mobile (3) e uno spintore (4).