IT202000025681A1 - Dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata e regolatore di pressione per tale dispositivo di blocco - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO DI BLOCCO PER CONDOTTE DI PASSAGGIO DI GAS IN PRESSIONE, DI TIPO AD AZIONE PILOTATA E REGOLATORE DI PRESSIONE PER TALE DISPOSITIVO DI BLOCCO.
DESCRIZIONE
L?invenzione riguarda un dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata, nonch? un regolatore di pressione per tale dispositivo di blocco.
Sono oggigiorno note diverse tipologie di dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, tra le quali una tipologia di particolare rilevanza ? quella dei dispositivi di blocco di tipo ad azione pilotata.
Tale tipologia di dispositivi di blocco ad azione pilotata comprende generalmente una valvola di blocco, comprendente a sua volta un corpo di raccordo, per il raccordo tra una tubazione di monte e una tubazione di valle; all?interno del corpo di raccordo sono definite una camera di monte connessa alla tubazione di monte, una camera di valle connessa a detta tubazione di valle, un?apertura di passaggio tra tali camere di monte e di valle, ed un otturatore mobile per l?ostruzione di detta apertura di passaggio; la valvola di blocco comprende anche uno stelo portante l?otturatore mobile e un attuatore fluidodinamico configurato per traslare lo stelo lungo l?asse principale dello stesso stelo.
Sono generalmente presenti anche mezzi elastici di spinta, normalmente una molla elicoidale, configurati per portare l?otturatore mobile da un assetto operativo ad un assetto d?emergenza di completa chiusura o di completa apertura; generalmente l?assetto d?emergenza ? di completa chiusura ed i mezzi elastici di spinta sono configurati per spingere l?otturatore mobile contro i bordi dell?apertura di passaggio al fine di ostruirla a tenuta.
Il dispositivo di blocco, oltre alla valvola di blocco comprende un sistema di controllo e di by-pass, configurato per realizzare l?azionamento controllato dell?attuatore fluidodinamico nonch? per realizzare un by-pass della valvola di blocco stessa al fine di ripristinare l?equilibrio delle pressioni tra la camera di monte e la camera di valle a seguito di un intervento della valvola di blocco e al fine di consentire il riarmo della stessa valvola di blocco.
Tale sistema di controllo e di by-pass comprende quindi un gruppo di by-pass per l?equalizzazione delle pressioni nella camera di monte e nella camera di valle, ed un gruppo riduttore di pressione; tale gruppo riduttore di pressione ? interconnesso con il gruppo di by-pass, ed ? configurato per alimentare l?attuatore fluidodinamico con un fluido di motorizzazione ad una prefissata pressione di motorizzazione.
Attraverso il riduttore di pressione, l?otturatore mobile della valvola di blocco viene movimentato in apertura, al fine di avviare la linea di distribuzione del gas su cui il dispositivo di blocco ? installato, o al fine di ripristinare la valvola di blocco a seguito di un intervento di emergenza di chiusura della valvola di blocco stessa.
Il sistema di controllo e di by-pass comprende anche un gruppo interruttore configurato per confrontare la pressione di valle, rilevata da una tubazione di valle, con una massima pressione di taratura e con una minima pressione di taratura, e per operare la chiusura della valvola di blocco a seguito di un segnale di pressione troppo alta o di un segnale di pressione troppo bassa, rispetto alle pressioni di taratura.
Il gruppo interruttore comprende una valvola a cassetto a due posizioni:
- una prima posizione configurata per operare l?apertura di una linea di scarico della pressione di motorizzazione dell?attuatore fluidodinamico e la chiusura di una linea di motorizzazione dell?attuatore fluidodinamico, con conseguente chiusura della valvola di blocco,
- una seconda posizione configurata per operare la chiusura della linea di scarico e l?apertura della linea di motorizzazione, con conseguente apertura della valvola di blocco.
Il gruppo interruttore comprende un pressostato, connesso tramite una linea di segnale ad una tubazione di valle in modo da rilevare la pressione di valle; tale pressostato consente la commutazione della valvola a cassetto dalla seconda posizione alla prima posizione in caso esso rilevi una pressione di valle pi? bassa o pi? alta di corrispondenti valori minimo e massimo della pressione di taratura. Tale gruppo interruttore comprende anche un pulsante di chiusura manuale della valvola di blocco, configurato per determinare manualmente la prima posizione nella valvola a cassetto a due posizioni, ed una leva di riarmo per la riapertura manuale della valvola di blocco, configurata per determinare la seconda posizione nella stessa valvola a cassetto a due posizioni.
Il gruppo di by-pass comprende una linea di by-pass configurata per mettere in collegamento la camera di monte con la camera di valle della valvola di blocco, ed una valvola a tre vie di tipo ?push?; tale valvola a tre vie divide la linea di by-pass in due tratti, un tratto di bypass di monte e un tratto di by-pass di valle.
Tale valvola a tre vie ? configurata in modo tale da presentare un passaggio normalmente aperto che collega il tratto di by-pass di monte con il riduttore di pressione, ed un corpo deviatore connesso ad un pulsante di by-pass; il pulsante di by-pass, premuto manualmente da un operatore, determina la deviazione di fluido in pressione dal tratto di by-pass di monte al tratto di by-pass di valle, con conseguente progressiva equilibratura delle pressioni tra la camera di monte e la camera di valle.
Quando un misuratore di pressione su una linea di segnale di valle evidenzia l?avvenuta equalizzazione delle pressioni, allora l?operatore pu? rilasciare il pulsante di by-pass, con conseguente passaggio del fluido in pressione verso il riduttore di pressione, ed azionare la leva di riarmo del gruppo interruttore, in modo da rimettere in comunicazione il riduttore di pressione con l?attuatore fluidodinamico di movimentazione dell?otturatore, ed effettuare il movimento dell?otturatore mobile in allontanamento dall?apertura di passaggio, con conseguente apertura della valvola di blocco.
Tale tipologia di dispositivi di blocco, pur diffusa ed apprezzata, presenta alcuni limiti.
Un primo limite riguarda il fatto che in tale dispositivo di blocco la valvola di blocco pu? essere riarmata manualmente anche nel caso in cui le pressioni di monte e di valle non siano state equalizzate entro l?intervallo di pressione di sicurezza.
Una situazione di riarmo che avvenga in un momento in cui ancora vi sia una differenza di pressione tra monte e valle superiore all?intervallo di sicurezza pu? determinare eventi di colpo d?ariete a valle, con conseguente rischio di danneggiamento per le apparecchiature poste a valle del dispositivo di blocco.
Un secondo limite del dispositivo di blocco ad azione pilotata di tipo noto consiste nel fatto che la valvola a cassetto ? costantemente sollecitata dal fluido in pressione proveniente dalla linea di motorizzazione, ovvero dal riduttore di pressione, in ogni istante in cui la linea di by-pass ? chiusa, ovvero quando la pressione di monte ? deviata al riduttore di pressione; tale sollecitazione continua pu? causare una precoce usura di alcuni componenti della valvola a cassetto.
Compito della presente invenzione ? quello di mettere a punto un dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata, capace di ovviare ai citati inconvenienti e limiti della tecnica nota.
In particolare, uno scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un dispositivo di blocco ad azione pilotata in cui l?apertura della valvola di blocco sia impedita fino alla corretta equilibratura della pressione di monte e della pressione di valle.
Un altro scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un dispositivo di blocco capace di meglio proteggere i componenti posti a valle del riduttore di pressione.
Un ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di mettere a punto un dispositivo di blocco semplice da installare alla stregua dei dispositivi di blocco di tipo noto.
Il compito nonch? gli scopi sopra citati sono raggiunti da un dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata, secondo la rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche del dispositivo di blocco secondo la rivendicazione 1 vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Il compito ed i suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, sono evidenziati dalla descrizione di una forma esecutiva dell?invenzione, che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove:
- la figura 1 rappresenta un disegno schematico del dispositivo di blocco secondo l?invenzione;
- la figura 2 rappresenta una vista laterale in sezione di un regolatore di pressione secondo l?invenzione;
- la figura 3 rappresenta un particolare di figura 2;
- la figura 4 rappresenta una vista laterale schematica di un gruppo di componenti del dispositivo secondo l?invenzione;
- la figura 5 rappresenta un disegno schematico di una variante realizzativa del dispositivo di blocco secondo l?invenzione;
- la figura 6 rappresenta un disegno schematico di una ulteriore variante realizzativa del dispositivo di blocco secondo l?invenzione. Con riferimento alle figure sopra elencate, un dispositivo di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata, secondo l?invenzione ? indicato complessivamente con il numero 10. Tale dispositivo di blocco 10 comprende:
- una valvola di blocco 11, comprendente a sua volta:
- un corpo di raccordo 12, per il raccordo tra una tubazione di monte T1 e una tubazione di valle T2, al cui interno sono definite una camera di monte 13, al cui interno vi ? una pressione di monte P1, connessa a detta tubazione di monte T1, una camera di valle 14, al cui interno vi ? una pressione di valle P2, connessa alla tubazione di valle T2, un?apertura di passaggio 15 tra le camere di monte 13 e di valle 14,
- un otturatore mobile 16, per l?ostruzione dell?apertura di passaggio 15; tale otturatore mobile 16 ? da intendersi costituito da un corpo unico o da una pluralit? di componenti comunque solidali uno all?altro; - uno stelo 17 portante l?otturatore mobile 16, l?otturatore mobile 16 essendo fissato allo stelo 17,
- un attuatore fluidodinamico 18 configurato per traslare lo stelo 17 lungo l?asse principale X dello stesso stelo 17,
- mezzi di spinta 19 configurati per portare l?otturatore mobile 16 da un assetto operativo di apertura ad un assetto d?intervento di completa chiusura.
Il dispositivo di blocco 10 comprende anche:
- un sistema di controllo 20 per l?azionamento controllato dell?attuatore fluidodinamico 18, il quale sistema di controllo 20 comprende a sua volta un gruppo di by-pass 21 per l?equalizzazione delle pressioni nella camera di monte 13 e nella camera di valle 14, ed un gruppo riduttore di pressione 22 interconnesso con il gruppo di by-pass 21; il gruppo riduttore di pressione 22 ? configurato per ricevere in ingresso un fluido di motorizzazione ad una pressione di alimentazione Pa e per alimentare l?attuatore fluidodinamico 18 con una pressione di motorizzazione P3 tramite una linea di motorizzazione 28.
La peculiarit? del dispositivo di blocco 10 secondo l?invenzione risiede nel fatto che il sistema di controllo 20 comprende un dispositivo selezionatore differenziale di pressione 23 configurato per rilevare un segnale di una pressione di monte P1 e un segnale della pressione di alimentazione Pa di un fluido di motorizzazione entrante in detto riduttore di pressione 22, e per determinare alternativamente: - il passaggio di un fluido di motorizzazione attraverso detto riduttore di pressione 22 verso detto attuatore fluidodinamico 18 se la differenza di pressione P4 tra detta pressione di monte P1 e detta pressione di alimentazione Pa ? inferiore ad una predeterminata differenza di pressione di equilibratura Peq,
- l?intercettazione del fluido di motorizzazione e la mancata alimentazione di detto attuatore fluidodinamico 18 se la differenza di pressione tra detta pressione di monte P1 e detta pressione di alimentazione Pa ? maggiore o uguale alla differenza di pressione di equilibratura Peq.
Nella forma realizzativa qui descritta a titolo esemplificativo e non limitativo dell?invenzione, il riduttore di pressione 22 ed il dispositivo selettore differenziale di pressione 23 sono integrati in un unico regolatore di pressione 24, ben illustrato in figure 2 e 3.
In una variante realizzativa del dispositivo di blocco secondo l?invenzione, schematizzata in figura 5 ed ivi indicata con il numero 110, il riduttore di pressione 122 ed il dispositivo selettore differenziale di pressione 123 sono costituiti da due corpi distinti tra loro connessi in serie; in tale variante il riduttore di pressione 122 ed il dispositivo selettore differenziale di pressione 123 sono da intendersi poter essere di tipo noto.
Nel presente esempio realizzativo, l?attuatore fluidodinamico 18 ? del tipo ad azione singola, ed ? configurato per muovere l?otturatore mobile 16 in allontanamento dal bordo perimetrale dell?apertura di passaggio 15.
I mezzi di spinta 19 sono costituiti, ad esempio, da una molla elicoidale di spinta, configurata e posizionata per operare in spinta sullo stelo 17 o sull?otturatore mobile 16, in modo da muovere quest?ultimo verso o contro il bordo perimetrale dell?apertura di passaggio 15.
Il sistema di controllo e di by-pass 20 comprende anche un gruppo interruttore 25 configurato per confrontare una pressione di valle, rilevata tramite una linea di segnale di valle 29, da una tubazione di valle T2, con un intervallo di pressione di taratura Pset, e per operare la chiusura della valvola di blocco 11 a seguito di un segnale di pressione di valle pi? alta o di un segnale di pressione di valle pi? bassa, rispetto all?intervallo di pressione di taratura Pset.
La linea di segnale di valle 29 ? generalmente connessa con una linea che ? a valle di un altro regolatore di pressione o di un?altra valvola che a sua volta ? a valle della valvola di blocco 11.
In via del tutto generale ? da intendersi che la pressione di valle rilevata dalla linea di segnale di valle 29 pu? essere diversa da quella pressione di valle P2, presente nella camera di valle 14 della valvola di blocco 11, a seconda della configurazione della linea, dell?impianto in cui ? inserito il dispositivo di blocco 10, che si trova a valle dell?otturatore mobile 16 della valvola di blocco 11.
Il gruppo interruttore 25 comprende una valvola a cassetto 26 a due posizioni:
- una prima posizione 26a configurata per operare l?apertura di una linea di scarico 27 del fluido di motorizzazione dall?attuatore fluidodinamico 18 e la contemporanea chiusura della linea di motorizzazione 28, la quale collega il riduttore di pressione 22 con l?attuatore fluidodinamico 18 stesso, con conseguente chiusura della valvola di blocco 11,
- una seconda posizione 26b configurata per operare la chiusura della linea di scarico 27 e l?apertura della linea di motorizzazione 28, con azionamento dell?attuatore fluidodinamico 18, allontanamento dell?otturatore mobile 16 dall?apertura di passaggio 15 e conseguente apertura della valvola di blocco 11.
Il gruppo interruttore 25 comprende un pressostato 30, connesso tramite la linea di segnale di valle 29 ad una tubazione di valle T2 in modo da rilevare una pressione di valle; tale pressostato consente la commutazione della valvola a cassetto 26 dalla seconda posizione 26b alla prima posizione 26a in caso esso rilevi una pressione di valle pi? bassa o pi? alta di corrispondenti valori limite dell?intervallo di pressione di taratura Pset.
Tale gruppo interruttore 25 comprende anche un pulsante d?intervento 31 per la chiusura manuale della valvola di blocco 11, configurato per determinare manualmente la prima posizione 26a nella valvola a cassetto 26.
Tale gruppo interruttore 25 comprende anche una leva di riarmo 32 per la riapertura manuale della valvola di blocco 11, tale leva di riarmo 32 essendo configurata per determinare la seconda posizione 26b nella stessa valvola a cassetto 26.
Il gruppo di by-pass 21 comprende:
- una linea di by-pass 35 configurata per mettere in collegamento la camera di monte 13 con la camera di valle 14 della valvola di blocco 11,
- ed una valvola a tre vie 33.
Tale valvola a tre vie 33 ? preferibilmente di tipo ?push?, e comprende un pulsante di by-pass 34 azionabile manualmente; la valvola a tre vie 33 ? configurata in modo tale che l?azione sul pulsante di by-pass 34 determina l?apertura della linea di by-pass 35.
In particolare tale valvola a tre vie 33 divide la linea di by-pass 35 in due tratti, un tratto di by-pass di monte 35a e un tratto di by-pass di valle 35b.
Il tratto di by-pass di monte 35a connette la camera di monte 13 della valvola di blocco 11 con un ingresso della valvola a tre vie 33.
Il tratto di by-pass di valle 35b connette un punto di valle, preferibilmente la camera di valle 14, con una uscita della valvola a tre vie 33.
Tale valvola a tre vie 33 ? configurata in modo tale da presentare: - un passaggio di segnale normalmente aperto, di connessione tra il tratto di by-pass di monte 35a ed una linea di segnale di monte 36 della pressione di monte P1;
- un passaggio di by-pass normalmente chiuso, di connessione tra il tratto di by-pass di monte 35a ed il tratto di by-pass di valle 35b.
Il passaggio di by-pass normalmente chiuso viene aperto dall?azionamento del pulsante di by-pass 34.
Il passaggio di segnale normalmente aperto resta costantemente aperto.
Nella presente forma realizzativa, il regolatore di pressione 24 incorpora, come sopra accennato, il riduttore di pressione 22.
Tale riduttore di pressione 22 comprende a sua volta:
- un corpo strutturale di contenimento 40 con al suo interno una camera di riduzione 41 definita tra una membrana superiore 41a ed una membrana inferiore 41b, fissate al corpo strutturale di contenimento 40 stesso,
- un equipaggiamento mobile 42 con un otturatore 43, tale equipaggiamento mobile 42 essendo fissato alle membrane superiore 41a e inferiore 41b, ed essendo posto all?interno della camera di riduzione 41,
- una valvola di riduzione 44 posta ad attraversare trasversalmente il corpo strutturale di contenimento 40 e l?equipaggiamento mobile 42, tale valvola di riduzione 44 presentando un foro assiale di riduzione 44a, affacciato all?otturatore 43, e una opposta spina assiale di contro-spinta 44b, appoggiata ad una faccia interna dell?equipaggiamento mobile 42,
- una camera di spinta superiore 45, definita al di sopra della membrana superiore 41a, in cui il fluido di motorizzazione entra tramite uno o pi? passaggi definiti sull?otturatore 43,
- una camera di spinta inferiore 46, definita al di sotto della membrana inferiore 41b, al cui interno ? posizionata una molla di taratura 47.
La valvola di riduzione 44 presenta una bocca d?ingresso 48 e una bocca d?uscita 49.
Il regolatore di pressione 24 comprende anche il selettore differenziale di pressione 23.
Nella forma realizzativa dell?invenzione qui descritta, a titolo esemplificativo e non limitativo dell?invenzione stessa, il dispositivo di selezione differenziale di pressione 23 comprende:
- uno spintore superiore 50, posto all?interno del corpo strutturale di contenimento 40, e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile 42,
- una camera di selezione differenziale superiore 51, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale lo spintore superiore 50,
- una bocca superiore 52, configurata per connettere la camera di selezione differenziale superiore 51 con la linea di segnale di monte 36,
- uno spintore inferiore 53, posto all?interno del corpo strutturale di contenimento 40, e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile 42 dalla parte opposta rispetto allo spintore superiore 50,
- una camera di selezione differenziale inferiore 54, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale lo spintore inferiore 53,
- una bocca inferiore 55, configurata per connettere la camera di selezione differenziale inferiore 54 con una linea di segnale 56 di una pressione di alimentazione Pa di un fluido di motorizzazione entrante in detto riduttore di pressione 22.
In particolare, nel presente esempio realizzativo, lo spintore inferiore 53 ? interposto tra la molla di taratura 47 e l?equipaggiamento mobile 42.
Nel presente esempio realizzativo, la camera di selezione differenziale inferiore 54 coincide con la camera di spinta inferiore 46 in cui opera la molla di taratura 47.
Nell?esempio realizzativo qui descritto, lo spintore superiore 50 comprende un primo pistone 50a posto a traslare nella camera di selezione differenziale superiore 51, ove ? presente un anello di tenuta 60 configurato per impedire trafilamenti di gas dalla camera di selezione differenziale superiore 51 verso un foro di sfiato superiore 61.
Il primo pistone 50a definisce una superficie di spinta 50b su cui agisce la pressione di monte P1 presente nella camera di selezione differenziale superiore 51.
Dal primo pistone 50a si sviluppa uno stelo di spinta 50c di lunghezza tale da andare a contatto con l?equipaggiamento mobile 42, ed in particolare con l?estremit? superiore dell?equipaggiamento mobile 42. Nell?esempio realizzativo qui descritto, lo spintore inferiore 53 comprende un secondo pistone 53a posto a traslare nella camera di selezione differenziale inferiore 54, ove ? presente un anello di tenuta 62 configurato per impedire trafilamenti di gas dalla camera di selezione differenziale inferiore 54 verso un foro di sfiato inferiore 63.
Il secondo pistone 53a definisce una superficie di spinta 53b su cui agisce la pressione di alimentazione Pa del fluido di motorizzazione. La molla di taratura 47 ? premuta tra uno spallamento di fondo 57, fissato al corpo strutturale di contenimento 40, e un piattello di spinta 58.
Il secondo pistone 53a comprende un primo rilievo d?appoggio 53c configurato per andare in appoggio contro il piattello di spinta 58.
Il secondo pistone 53a comprende un secondo rilievo d?appoggio 53d configurato per andare in appoggio contro l?equipaggiamento mobile 42.
Nella camera di spinta superiore 45 ? presente una molla di chiusura 45a, configurata per mantenere l?equipaggiamento mobile 42 in assetto di chiusura del riduttore di pressione 22 in caso di assenza di pressioni nello stesso riduttore di pressione 22.
In una variante realizzativa dell?invenzione, non illustrata per semplicit?, lo spintore superiore comprende un elemento a membrana definente una cameretta di motorizzazione in cui entra la pressione di monte P1, anzich? un pistone con un anello di tenuta.
In una variante realizzativa dell?invenzione, non illustrata per semplicit?, lo spintore inferiore comprende un elemento a membrana definente una cameretta di motorizzazione in cui entra la pressione di alimentazione Pa, anzich? un pistone con un anello di tenuta.
Il fluido di motorizzazione giunge alla bocca d?ingresso 48 della valvola di riduzione 44 tramite una linea di alimentazione 35c.
Nel presente esempio realizzativo, non limitativo dell?invenzione stessa, tale linea di alimentazione 35c ? connessa direttamente al tratto di by-pass di valle 35b; tale linea di alimentazione 35c determina l?impiego, come fluido di motorizzazione, di gas avente una pressione di alimentazione Pa che corrisponde alla pressione presente nella linea di by-pass 35 tra camera di monte 13 e camera di valle 14, indicata come ?pressione di by-pass?; di conseguenza, tramite la linea di segnale 56 nella camera di selezione differenziale inferiore 54 giunge la pressione di by-pass.
Analogamente, anche nella prima variante del dispositivo di blocco 110, la linea di alimentazione 35c ? connessa direttamente al tratto di by-pass di valle 35b.
Nella prima variante del dispositivo di blocco 110, la linea di segnale 156, connette la camera di selezione differenziale inferiore del dispositivo selezionatore differenziale di pressione 123, per portarvi la pressione di alimentazione Pa di un fluido di motorizzazione entrante in detto riduttore di pressione 122, con la linea di alimentazione 35c a monte del riduttore di pressione 122.
In tale prima variante del dispositivo di blocco 110, la valvola a tre vie 33 presenta un passaggio di segnale normalmente aperto configurato per connettere il tratto di by-pass di monte 35a ed una linea di segnale di monte 136 della pressione di monte P1, ove la linea di segnale di monte 136 ? connessa con la camera di selezione differenziale superiore del dispositivo selezionatore differenziale di pressione 123.
In una alternativa realizzativa, schematizzata in figura 6, il dispositivo di blocco 210 comprende una linea di alimentazione 235c che ? una linea di alimentazione esterna ed il fluido di motorizzazione ? un fluido tipo aria compressa, oppure azoto proveniente da una bombola, o altri fluidi simili ed equivalenti; tale linea di alimentazione 235c non ? quindi connessa alla linea di by-pass 35 n? ad altre linee in pressione del dispositivo di blocco 10.
La linea di alimentazione 235c ? connessa ad una sorgente esterna 290, che pu? essere una sorgente d?aria compressa o appunto una bombola d?azoto.
In tale variante realizzativa, la linea di segnale 56 per la camera di selezione differenziale inferiore 54 del dispositivo selezionatore differenziale di pressione 23 ? connessa al tratto di valle 35b della linea di by-pass 35, analogamente a quanto sopra descritto.
Tale seconda variante realizzativa ? da intendersi integrabile anche nella prima variante realizzativa del dispositivo di blocco 110 sopra descritta.
Gli altri componenti del dispositivo di blocco 10, del dispositivo di blocco 110 nella prima variante, e del dispositivo di blocco 210 nella seconda variante realizzativa sono da intendersi essere i medesimi. Sulla linea di segnale di monte 36 ? posto un primo filtro 59 per la filtrazione del gas proveniente dalla camera di monte 13.
In particolare, nei sopra citati esempi realizzativi, il primo filtro 59 ? posizionato all?interno del corpo strutturale 40 sul passaggio tra la bocca superiore 52 e la camera di selezione differenziale superiore 51.
Sulla linea di alimentazione 35c ? posto un secondo filtro 65 per la filtrazione del fluido di motorizzazione prima che questo entri nel riduttore di pressione 22.
Sulla linea di alimentazione 35c pu? essere presente anche un dispositivo strozzatore 66 configurato per ritardare il passaggio del fluido di motorizzazione proveniente dal tratto di valle 35b della linea di by-pass 35, favorendo il transito del gas dalla camera di monte 13 alla camera di valle 14 per l?equilibratura della pressione di valle P2 con la pressione di monte P1.
Il funzionamento del dispositivo di blocco 10 secondo l?invenzione ? di seguito descritto.
Qualora a valle della valvola di blocco 11 si determinasse un calo della pressione di valle al di sotto di una pressione minima di taratura del gruppo interruttore 25, tale segnale di pressione giunge al pressostato 30 del gruppo interruttore 25, il quale fa scattare la valvola a cassetto 26 nella prima posizione 26a.
E? da intendersi che l?intervento del gruppo interruttore 25 avviene anche quando tramite la linea di segnale di valle 29 il pressostato 30 rileva un incremento della pressione di valle al di sopra della pressione massima di taratura del gruppo interruttore 25; anche in tale caso, il pressostato 30 fa scattare la valvola a cassetto nella prima posizione 26a.
La prima posizione 26a della valvola a cassetto 26 determina lo scarico dell?attuatore fluidodinamico 18 e la chiusura della valvola di blocco 11.
La linea di segnale di monte 36 ? sempre in pressione alla pressione di monte P1.
Per procedere al riarmo della valvola di blocco 11 un operatore preme il pulsante di by-pass 34, determinando il transito di gas alla pressione di monte P1 dalla camera di monte 13 verso la camera di valle 14.
La valvola a tre vie 33 determina quindi la connessione tra il tratto di monte 35a della linea di by-pass 35 con il tratto di valle 35b della linea di by-pass.
La linea di by-pass 35 viene ad essere percorsa da gas in pressione ad una pressione di by-pass.
Tramite la linea di alimentazione 35c, che ? connessa direttamente al tratto di valle 35b, il gas alla pressione di by-pass giunge come fluido di motorizzazione alla bocca d?ingresso 48 della valvola di riduzione 44 del riduttore di pressione 22, ed un segnale della pressione di bypass giunge nella camera di selezione differenziale inferiore 54 tramite la linea di segnale della pressione di alimentazione 56 che ? connessa alla linea di alimentazione 35c.
Si determina quindi una situazione in cui:
- l?equipaggiamento mobile 42 del riduttore di pressione 22 ? spinto dallo spintore superiore 50, sotto l?azione della pressione di monte P1, in modo che sia mantenuto l?assetto di chiusura della valvola di riduzione 44, con conseguente mancato passaggio di fluido di motorizzazione verso l?attuatore fluidodinamico 18,
- lo stesso equipaggiamento mobile 42 ? spinto dallo spintore inferiore 53, sotto l?azione della pressione di by-pass, o di un?altra pressione di alimentazione Pa proveniente da una linea pneumatica esterna, nel verso dell?apertura della valvola di riduzione 44.
Lo spintore superiore 50, lo spintore inferiore 53 e la molla di taratura 47 sono configurati in modo tale che la valvola di riduzione 44 si apra solo quando la differenza tra la pressione di monte P1 e la pressione di by-pass ? inferiore ad un prestabilito valore di sicurezza, ad esempio al di sotto di una differenza di pressione di sicurezza compreso tra i 2 bar ed i 4 bar.
Grazie al dispositivo di selezione differenziale della pressione 23, il riduttore di pressione 22 si apre e lavora, riducendo la pressione del fluido di motorizzazione ad una pressione di motorizzazione, ad esempio di circa 4 bar, solo quando le pressioni di monte P1 e di valle P2 sono equalizzate al di sotto di un valore di sicurezza della differenza delle due pressioni.
In tal modo, anche se un operatore azionasse la leva di riarmo 32 in modo inappropriato prima che le pressioni di monte P1 e di valle P2 siano sufficientemente equalizzate, l?attuatore fluidodinamico 18 non verrebbe motorizzato poich? il riduttore di pressione 22 resterebbe chiuso e non operativo.
In via del tutto generale ? da intendersi che la pressione di valle rilevata dalla linea di segnale di valle 29 pu? essere diversa da quella pressione di valle P2, presente nella camera di valle 14 della valvola di blocco 11, che diviene pressione di alimentazione Pa tramite la linea di alimentazione 35c, e che giunge anche alla camera di selezione differenziale inferiore 54 del dispositivo di selezione differenziale 23 e 123 tramite la linea di segnale 56 e 156; tale differenza della pressione di valle in punti diversi della linea a valle dell?otturatore della valvola di blocco 11 dipende dalla specifica configurazione dell?impianto.
Forma oggetto dell?invenzione anche un regolatore di pressione 24, particolarmente per dispositivi di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, caratterizzato dal fatto di incorporare in un unico corpo strutturale di contenimento 40 un riduttore di pressione 22 ed un dispositivo di selezione differenziale di pressione 23 configurato per confrontare due pressioni operative e per operare l?apertura o la chiusura del riduttore di pressione 22 a seconda della differenza di pressione tra tali due pressioni operative; il dispositivo di selezione differenziale di pressione 23 comprende due camere di selezione differenziale di pressione:
- una camera di selezione differenziale superiore 51, alimentata con una prima pressione operativa, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale una spintore superiore 50 a sua volta configurato per operare in spinta su detto riduttore di pressione 22 secondo una prima direzione di spinta,
- una camera di selezione differenziale inferiore 54, alimentata con una seconda pressione operativa, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale uno spintore inferiore 53, a sua volta configurato per operare in spinta su detto riduttore di pressione 22 secondo una seconda direzione di spinta, opposta a detta prima direzione di spinta.
Il riduttore di pressione 22 ed il dispositivo di selezione differenziale di pressione 23 sono da intendersi poter essere come sopra descritti. E? da intendersi compresa nell?invenzione ogni altra variante in cui il riduttore di pressione sia strutturato in modo diverso ma sia tecnicamente equivalente.
In particolare, il regolatore di pressione 24 ? caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di selezione differenziale di pressione 23 comprende:
- uno spintore superiore 50, posto all?interno del corpo strutturale di contenimento 40, e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile 42,
- una camera di selezione differenziale superiore 51, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale lo spintore superiore 50,
- una bocca superiore 52, configurata per connettere la camera di selezione differenziale superiore 51 con una prima linea di segnale di una prima pressione operativa,
- uno spintore inferiore 53, posto all?interno del corpo strutturale di contenimento 40, e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile 42 dalla parte opposta rispetto allo spintore superiore 50,
- una camera di selezione differenziale inferiore 54, definita nel corpo strutturale di contenimento 40, al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale lo spintore inferiore 53,
- una bocca inferiore 55, configurata per connettere la camera di selezione differenziale inferiore 54 con una seconda linea di segnale di una seconda pressione operativa.
Si ? in pratica constatato come l?invenzione raggiunga il compito e gli scopi preposti.
In particolare, con l?invenzione si ? messo a punto un dispositivo di blocco ad azione pilotata in cui l?apertura della valvola di blocco ? impedita fino alla corretta equilibratura della pressione di monte e della pressione di valle.
In pi?, con l?invenzione si ? messo a punto un dispositivo di blocco capace di meglio proteggere i componenti posti a valle del riduttore di pressione, poich? la valvola a cassetto non ? interessata da una pressione di motorizzazione, se non quando le pressioni di monte e di valle sono equalizzate; infatti, in caso di intervento della valvola di blocco il sistema di controllo non ? alimentato, in quanto la pressione di alimentazione ? prelevata a valle dell?otturatore della valvola di blocco, essendo quest?ultimo chiuso. In tale situazione non essendovi pressione di alimentazione non vi ? nemmeno una pressione di motorizzazione che giunge alla valvola a cassetto.
Inoltre, con l?invenzione si ? messo a punto un dispositivo di blocco semplice da installare alla stregua dei dispositivi di blocco di tipo noto.
L?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i componenti ed i materiali impiegati, purch? compatibili con l?uso specifico, nonch? le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono da intendersi apposti al solo scopo di aumentare l?intelligibilit? delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull?interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.
Claims (15)
1) Dispositivo di blocco (10) per condotte di passaggio di gas in pressione, di tipo ad azione pilotata, comprendente
- una valvola di blocco (11), comprendente a sua volta:
- un corpo di raccordo (12), per il raccordo tra una tubazione di monte (T1) e una tubazione di valle (T2), al cui interno sono definite una camera di monte (13), al cui interno vi ? una pressione di monte (P1), connessa a detta tubazione di monte (T1), una camera di valle (14), al cui interno vi ? una pressione di valle (P2), connessa a detta tubazione di valle (T2), un?apertura di passaggio (15) tra dette camere di monte (13) e di valle (14),
- un otturatore mobile (16), per l?ostruzione di detta apertura di passaggio (15),
- uno stelo (17) portante detto otturatore mobile (16), detto otturatore mobile (16) essendo fissato a detto stelo (17),
- un attuatore fluidodinamico (18) configurato per traslare detto stelo (17) lungo l?asse principale (X) dello stesso detto stelo (17),
- mezzi di spinta (19) configurati per portare detto otturatore mobile (16) da un assetto operativo di apertura ad un assetto d?intervento di completa chiusura,
e comprendente anche
- un sistema di controllo (20) per l?azionamento controllato di detto attuatore fluidodinamico (18), comprendente un gruppo di by-pass (21) per l?equalizzazione delle pressioni di monte (P1) in detta camera di monte (13) e di valle (P2) in detta camera di valle (14), ed un gruppo riduttore di pressione (22) interconnesso con detto gruppo di by-pass (21), detto gruppo riduttore di pressione (22) essendo configurato per ricevere in ingresso un fluido di motorizzazione ad una pressione di alimentazione Pa, e per alimentare detto attuatore fluidodinamico (18) con una pressione di motorizzazione (P3) tramite una linea di motorizzazione (28),
caratterizzato dal fatto che
detto sistema di controllo (20) comprende un dispositivo selezionatore differenziale di pressione (23) configurato per rilevare un segnale di detta pressione di monte (P1) e un segnale di detta pressione di valle (P2) e per determinare alternativamente:
- il passaggio di un fluido di alimentazione attraverso detto riduttore di pressione (22) verso detto attuatore fluidodinamico (18) se la differenza di pressione (P4) tra detta pressione di monte (P1) e detta pressione di valle (P2) ? inferiore ad una predeterminata differenza di pressione di equilibratura (Peq),
- l?intercettazione di detto fluido di alimentazione e la mancata alimentazione di detto attuatore fluidodinamico (18) se la differenza di pressione tra detta pressione di monte (P1) e detta pressione di valle (P2) ? maggiore o uguale a detta differenza di pressione di equilibratura (Peq).
2) Dispositivo di blocco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto riduttore di pressione (22) e detto dispositivo selettore differenziale di pressione (23) sono integrati in un unico regolatore di pressione (24).
3) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto attuatore fluidodinamico (18) ? del tipo ad azione singola, ed ? configurato per muovere detto otturatore mobile (16) in allontanamento dal bordo perimetrale dell?apertura di passaggio (15).
4) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di spinta (19) sono costituiti da una molla elicoidale di spinta, configurata e posizionata per operare in spinta su detto stelo (17) o su detto otturatore mobile (16), in modo da muovere quest?ultimo verso o contro il bordo perimetrale di detta apertura di passaggio (15).
5) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sistema di controllo (20) comprende un gruppo interruttore (25) configurato per confrontare una pressione di valle, rilevata tramite una linea di segnale di valle (29), da una tubazione di valle (T2), con un intervallo di pressione di taratura (Pset), e per operare la chiusura della valvola di blocco (11) a seguito di un segnale di pressione di valle pi? alta o di un segnale di pressione di valle pi? bassa, rispetto all?intervallo di pressione di taratura (Pset).
6) Dispositivo di blocco secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto gruppo interruttore (25) comprende una valvola a cassetto (26) a due posizioni:
- una prima posizione (26a) configurata per operare l?apertura di una linea di scarico (27) del fluido di motorizzazione da detto attuatore fluidodinamico (18) e la contemporanea chiusura di detta linea di motorizzazione (28), la quale collega detto riduttore di pressione (22) con detto attuatore fluidodinamico (18) stesso, con conseguente chiusura della valvola di blocco (11),
- una seconda posizione (26b) configurata per operare la chiusura di detta linea di scarico (27) e l?apertura di detta linea di motorizzazione (28), con azionamento di detto attuatore fluidodinamico (18), con allontanamento dell?otturatore mobile (16) dall?apertura di passaggio (15) e con conseguente apertura della valvola di blocco (11), detto gruppo interruttore (25) comprendendo un pressostato (30), connesso tramite detta linea di segnale di valle (29) ad una tubazione di valle (T2) in modo da rilevare una pressione di valle, detto pressostato (30) essendo configurato per consentire la commutazione di detta valvola a cassetto (26) da detta seconda posizione (26b) a detta prima posizione (26a) in caso esso rilevi una pressione di valle pi? bassa o pi? alta di corrispondenti valori limite di detto intervallo di pressione di taratura (Pset).
7) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo interruttore (25) comprende una leva di riarmo (32) per la riapertura manuale della valvola di blocco (11), tale leva di riarmo (32) essendo configurata per determinare detta seconda posizione (26b) in detta valvola a cassetto (26).
8) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di by-pass (21) comprende:
- una linea di by-pass (35) configurata per mettere in collegamento detta camera di monte (13) con detta camera di valle (14) della valvola di blocco (11),
- ed una valvola a tre vie (33), detta valvola a tre vie (33) dividendo detta linea di by-pass (35) in due tratti, un tratto di by-pass di monte (35a) e un tratto di by-pass di valle (35b), detto tratto di by-pass di monte (35a) essendo atto a connettere detta camera di monte (13) di detta valvola di blocco (11) con un ingresso di detta valvola a tre vie (33), detto tratto di by-pass di valle (35b) essendo atto a connettere un punto di valle con una uscita di detta valvola a tre vie (33), detta valvola a tre vie (33) essendo configurata in modo tale da presentare:
- un passaggio di segnale normalmente aperto, di connessione tra detto tratto di by-pass di monte (35a) ed una linea di segnale di monte (36) della pressione di monte (P1);
- un passaggio di by-pass normalmente chiuso, di connessione tra detto tratto di by-pass di monte (35a) e detto tratto di by-pass di valle (35b), detto passaggio di by-pass normalmente chiuso essendo aperto dall?azionamento di un pulsante di by-pass (34) di detta valvola a tre vie (33), detto passaggio di segnale normalmente aperto restando costantemente aperto.
9) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto riduttore di pressione (22) comprende:
- un corpo strutturale di contenimento (40) con al suo interno una camera di riduzione (41) definita tra una membrana superiore (41a) ed una membrana inferiore (41b), fissate a detto corpo strutturale di contenimento (40) stesso,
- un equipaggiamento mobile (42) con un otturatore (43), detto equipaggiamento mobile (42) essendo fissato alle membrane superiore (41a) e inferiore (41b), ed essendo posto all?interno di detta camera di riduzione (41),
- una valvola di riduzione (44) posta ad attraversare trasversalmente detto corpo strutturale di contenimento (40) e detto equipaggiamento mobile (42), detta valvola di riduzione (44) presentando un foro assiale di riduzione (44a), affacciato a detto otturatore (43), e una opposta spina assiale di contro-spinta (44b), appoggiata ad una faccia interna dell?equipaggiamento mobile (42),
- una camera di spinta superiore (45), definita al di sopra della membrana superiore (41a), in cui il fluido di motorizzazione entra tramite uno o pi? passaggi definiti su detto otturatore (43),
- una camera di spinta inferiore (46), definita al di sotto della membrana inferiore (41b), al cui interno ? posizionata una molla di taratura (47).
10) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo selezionatore differenziale di pressione (23) comprende:
- uno spintore superiore (50), posto all?interno di detto corpo strutturale di contenimento (40), e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile (42),
- una camera di selezione differenziale superiore (51), definita in detto corpo strutturale di contenimento (40), al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale detto spintore superiore (50),
- una bocca superiore (52), configurata per connettere detta camera di selezione differenziale superiore (51) con detta linea di segnale di monte (36),
- uno spintore inferiore (53), posto all?interno di detto corpo strutturale di contenimento (40), e configurato per operare in spinta su detto equipaggiamento mobile (42) dalla parte opposta rispetto a detto spintore superiore (50),
- una camera di selezione differenziale inferiore (54), definita in detto corpo strutturale di contenimento (40), al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale detto spintore inferiore (53),
- una bocca inferiore (55), configurata per connettere detta camera di selezione differenziale inferiore (54) con una linea di segnale (56) di una pressione di alimentazione (Pa) di un fluido di motorizzazione entrante in detto riduttore di pressione (22).
11) Dispositivo di blocco secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido di motorizzazione giunge alla bocca d?ingresso (48) di detta valvola di riduzione (44) tramite una linea di alimentazione (35c).
12) Dispositivo di blocco secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta linea di alimentazione (35c) ? connessa direttamente a detto tratto di by-pass di valle (35b), detta linea di alimentazione (35c) determinando l?impiego, come fluido di motorizzazione, di gas avente una pressione di alimentazione Pa che corrisponde alla pressione presente nella linea di by-pass (35) tra camera di monte (13) e camera di valle (14).
13) Regolatore di pressione (24), particolarmente per dispositivi di blocco per condotte di passaggio di gas in pressione, caratterizzato dal fatto di incorporare in un unico corpo strutturale di contenimento (40) un riduttore di pressione (22) ed un dispositivo di selezione differenziale di pressione (23) configurato per confrontare due pressioni operative e per operare l?apertura o la chiusura del riduttore di pressione (22) a seconda della differenza di pressione tra dette due pressioni operative, detto dispositivo di selezione differenziale di pressione (23) comprendendo due camere di selezione differenziale di pressione:
- una camera di selezione differenziale superiore (51), alimentata con una prima pressione operativa, definita nel corpo strutturale di contenimento (40), al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale una spintore superiore (50) a sua volta configurato per operare in spinta su detto riduttore di pressione (22) secondo una prima direzione di spinta,
- una camera di selezione differenziale inferiore (54), alimentata con una seconda pressione operativa, definita nel corpo strutturale di contenimento (40), al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale uno spintore inferiore (53), a sua volta configurato per operare in spinta su detto riduttore di pressione (22) secondo una seconda direzione di spinta, opposta a detta prima direzione di spinta.
14) Regolatore di pressione secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto riduttore di pressione (22) comprende:
- un corpo strutturale di contenimento (40) con al suo interno una camera di riduzione (41) definita tra una membrana superiore (41a) ed una membrana inferiore (41b), fissate al corpo strutturale di contenimento (40) stesso,
- un equipaggiamento mobile (42) con un otturatore (43), tale equipaggiamento mobile (42) essendo fissato alle membrane superiore (41a) e inferiore (41b), ed essendo posto all?interno della camera di riduzione (41),
- una valvola di riduzione (44) posta ad attraversare trasversalmente il corpo strutturale di contenimento (40) e l?equipaggiamento mobile (42), tale valvola di riduzione (44) presentando un foro assiale di riduzione (44a), affacciato all?otturatore (43), e una opposta spina assiale di contro-spinta (44b), appoggiata ad una faccia interna dell?equipaggiamento mobile (42),
- una camera di spinta superiore (45), definita al di sopra della membrana superiore (41a), in cui il fluido di motorizzazione entra tramite uno o pi? passaggi definiti sull?otturatore (43),
- una camera di spinta inferiore (46), definita al di sotto della membrana inferiore (41b), al cui interno ? posizionata una molla di taratura (47).
15) Regolatore di pressione secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di selezione differenziale di pressione (23) comprende:
- uno spintore superiore (50), posto all?interno del corpo strutturale di contenimento (40), e configurato per operare in spinta sull?equipaggiamento mobile (42),
- una camera di selezione differenziale superiore (51), definita nel corpo strutturale di contenimento (40), al cui interno ? libero di traslare in direzione assiale lo spintore superiore (50),
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