IT202100009890A1 - Valvola a farfalla con guarnizione elastica a conformazione variabile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Titolo

VALVOLA A FARFALLA CON GUARNIZIONE ELASTICA A CONFORMAZIONE VARIABILE.

Campo tecnico

La presente invenzione appartiene al campo tecnico delle valvole ed in particolare, ma non esclusivamente, al campo tecnico delle valvole utilizzate per regolare e intercettare il flusso di prodotti pulverulenti, o comunque sciolti.

Pi? esattamente il trovato in oggetto appartiene al campo tecnico delle valvole a farfalla, usate nel settore del trasferimento di prodotti in polvere.

In particolare si tratta di una valvola a farfalla, nella quale la guarnizione della sede di tenuta dell?otturatore pu? assumere diverse conformazioni.

Stato della tecnica

Com?? noto le valvole a farfalla sono dispositivi per intercettare il flusso di materiale grazie al movimento di un otturatore piatto, generalmente di forma discoidale, che ruota alternandosi fra una posizione aperta, in cui giace parallelo all?asse longitudinale della valvola, e una posizione chiusa in cui giace trasversalmente al medesimo asse, in posizione chiusa il bordo perimetrale dell?otturatore ? impegnato in una sede di tenuta ricavata circonferenzialmente sulla superficie interna del corpo valvola.

Per migliorare l?ermeticit? solitamente nella sede di tenuta ? alloggiata una guarnizione di materiale elastomerico.

Nella sua configurazione di riposo quest?ultima sporge verso l?interno della sezione di passaggio, in modo che quando l?otturatore discoidale si trova in posizione di chiusura il suo perimetro interferisce con la guarnizione e quest?ultima si deforma elasticamente in modo da aderire perfettamente al bordo perimetrale dell?otturatore e sigillare la sezione di passaggio.

Il corretto funzionamento di questo tipo di dispositivi implica un certo sfregamento fra l?otturatore e la guarnizione, con la conseguente usura progressiva di quest?ultima, che si consuma e si deteriora.

Nelle applicazioni dinamiche, con ripetuti contatti fra la superficie della guarnizione e l?otturatore, la causa di deterioramento delle guarnizioni pi? difficile da evitare ? l?abrasione, che tecnicamente viene chiamata anche ?shedding?. Con questo termine si intende il logoramento delle guarnizioni dovuto alle superfici di contatto scorrevoli, si tratta di un fenomeno pericoloso perch? l?usura eccessiva potrebbe causare improvvisamente delle lacerazioni pi? profonde, provocando anche delle rotture in pi? punti e, conseguentemente, la dispersione del prodotto nell?ambiente. Questo fenomeno ? aggravato dalla scarsa lubrificazione o se la superficie dell?otturatore ? troppo rugosa; nel settore farmaceutico spesso si verifica anche la contaminazione da parte di particelle abrasive del prodotto.

Per ovviare a questo problema sono state sviluppate delle guarnizioni toroidali tubolari e gonfiabili, che vengono insufflate solo quando l?otturatore si trova nella posizione di chiusura, mentre quando l?otturatore ruota intorno al suo asse la guarnizione viene mantenuta sgonfia e ritratta, in modo da non interferire con il bordo dell?otturatore e ridurre significativamente l?usura della guarnizione stessa. Esempi di valvole a farfalla con guarnizioni gonfiabili sono rinvenibili in DE2625262 e in US2012227833.

Il principale difetto delle valvole con la guarnizione gonfiabile ? insito nella necessit? di collegarle ad un sistema di alimentazione dell?aria compressa e alla necessit? di poter provvedere al loro svuotamento in tempi rapidi, inoltre in caso di loro rottura il flusso di aria compressa viene inevitabilmente a contatto con il prodotto e viceversa, con seri rischi di contaminazione ambientale.

Scopi e sommario dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di fornire una valvola a farfalla con una guarnizione a conformazione variabile che possa essere utilizzata senza ricorrere all?aria compressa.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire una valvola a farfalla con guarnizione a conformazione variabile che possa operare indipendentemente dall?aria compressa, non solo per quanto riguarda il cambiamento di configurazione della guarnizione, ma anche per l?azionamento della valvola stessa.

Non ultimo scopo della presente invenzione ? quello di fornire una valvola adatta all?impiego con prodotti chimicofarmaceutici, dunque con tutte le superfici a contatto col prodotto che possono venir pulite facilmente e con la superficie interna progettata in modo da evitare la formazione di recessi in cui possano accumularsi residui di prodotto.

Il raggiungimento di questi e altri scopi ? ottenuto grazie ad una valvola a farfalla che comprende un corpo valvola cilindrico al cui interno ? rotazionalmente connesso un otturatore a piattello mobile fra una posizione di apertura, in cui il piano definito dal piattello si trova parallelo all?asse longitudinale del corpo valvola, e una posizione di chiusura, nella quale il piattello ? ruotato di un quarto di angolo giro rispetto alla posizione di apertura in modo da occludere trasversalmente la sezione di passaggio del corpo valvola, detto piattello impegnandosi con una sede di tenuta ricavata circonferenzialmente nella superficie interna del corpo valvola.

L?asse di rotazione del piattello giace diametralmente su un piano ortogonale all?asse longitudinale della valvola.

Per rendere ermetica la chiusura nella sede di tenuta ? alloggiata una guarnizione elastica del tipo a conformazione variabile, ossia tale da modificare a comando la propria sporgenza radiale dalla superficie interna del corpo valvola.

In altre parole la guarnizione di tenuta forma un risalto circonferenziale che, quando l?otturatore di trova in posizione di chiusura, dapprima circonda il bordo perimetrale del piattello lasciandolo libero di ruotare, e poi, grazie all?azione esercitata da opportuni pressori mobili, si espande fino ad abbracciare il piattello dell?otturatore lungo tutto il suo perimetro, in modo da impedire ogni trafilamento.

Preferibilmente la sezione trasversale della guarnizione ? conformata come una lettera ?C? con la convessit? rivolta verso l?interno del corpo valvola, ossia verso l?asse longitudinale di quest?ultimo, e con la concavit? che definisce un canale circonferenziale nella faccia della guarnizione rivolta verso l?esterno.

Lungo il perimetro della guarnizione, nello spessore del corpo valvola ? definita una pluralit? di passaggi radiali lungo i quali scorrono dei pressori piatti, le cui estremit? distali sono conformate come archi di circonferenza e fuoriescono dalla superfice interna del corpo valvola fino ad impegnarsi nel canale circonferenziale definito nella faccia esterna della guarnizione.

Si individua una prima configurazione con i pressori ritratti, nella quale la guarnizione toroidale circonda il bordo del piattello dell?otturatore senza toccarlo e una seconda configurazione con i pressori estratti che spingono la guarnizione addosso al bordo perimetrale del piattello. I migliori risultati si ottengono riducendo gli spazi fra le estremit? distali dei pressori, in modo che quando essi sono nella configurazione estratta la spinta esercitata sulla guarnizione toroidale risulta pressoch? costante lungo tutta la circonferenza.

Generalmente, ma non obbligatoriamente, l?otturatore a piattello ha forma discoidale.

Breve descrizione dei disegni

La Fig. 1 mostra una vista laterale dall?alto della valvola assemblata.

La Fig. 2. mostra una vista della valvola assemblata, sezionata secondo il piano G-G, indicato in Fig. 4, ortogonale all?asse longitudinale X del corpo valvola.

La Fig. 3 mostra una vista della valvola assemblata, sezionata secondo il piano diametrale A-A, indicato in Fig. 1, sul quale giace l?asse longitudinale X del corpo valvola. La Fig. 4 mostra una vista laterale della valvola assemblata. La Fig. 5 mostra una vista della valvola assemblata, sezionata secondo il piano D-D indicato nella Fig. 4.

La Fig. 6 mostra una vista della valvola assemblata, sezionata secondo il piano B-B indicato nella Fig. 1.

La Fig. 7 mostra una vista della valvola assemblata, sezionata secondo il piano C-C indicato nella Fig. 1.

La Fig. 8 mostra una vista esplosa del trovato con l?otturatore a piattello (2) in posizione trasversale di chiusura.

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione dell?invenzione

Nella forma realizzativa rappresentata nelle figure il presente trovato comprende una valvola a farfalla con un corpo tubolare all?interno del quale ? alloggiato un otturatore a piattello (2), solidalmente connesso ad un semialbero di rotazione (21), che ruota secondo un asse trasversale che attraversa diametralmente il corpo valvola.

L?otturatore ruota passando ciclicamente da una posizione aperta, nella quale il piattello giace parallelamente all?asse longitudinale X della valvola, ad una posizione chiusa nella quale il piattello giace ortogonalmente all?asse longitudinale X.

In posizione chiusa il bordo perimetrale del piattello si impegna in una guarnizione toroidale (1) la cui conformazione varia in forza dell?azione esercitata dalle estremit? distali di una pluralit? di pressori (3) che scorrono lungo dei corrispondenti alloggiamenti definiti nello spessore delle pareti del corpo valvola, passando reversibilmente d? una configurazione ritratta, nella quale non esercitano forze sul bordo perimetrale della guarnizione, ad una configurazione estratta nella quale spingono la guarnizione toroidale addosso al bordo perimetrale del piattello.

La guarnizione toroidale ? alloggiata in una corrispondente sede di tenuta definita circonferenzialmente sulla superficie interna del corpo valvola.

L?asse di rotazione dell?otturatore non giace sul piano definito dal piattello, per evitare che l?alloggiamento del semialbero interferisca con la sede di tenuta del piattello. Nella forma realizzativa mostrata nelle figure la sezione trasversale della guarnizione toroidale ? conformata come una lettera ?C? con la convessit? rivolta verso l?interno del corpo valvola e con la concavit? rivolta verso la parete del corpo valvola, in modo da formare sulla parete esterna della guarnizione un canale circonferenziale in cui si impegnano le estremit? distali dei pressori. Questi ultimi si muovono verso l?interno della valvola per via dell?azione di spinta esercitata sulle loro porzioni prossimali da un collare di serraggio (4) che si apre e si chiude con il movimento di una leva (41).

L?estrazione dei pressori verso l?interno della valvola spinge la guarnizione toroidale addosso al bordo perimetrale del piattello, chiudendo ermeticamente la valvola.

Al momento della riapertura della valvola occorre disimpegnare la guarnizione dal piattello e per questo il collare di serraggio viene riaperto, lasciando i pressori liberi di tornare nella configurazione ritratta, tuttavia il collare di serraggio non ? in grado di esercitare un?azione di richiamo sui pressori, che resta affidata all?elasticit? della guarnizione toroidale la quale tende naturalmente a ripristinare la sua configurazione originaria.

La forma realizzativa mostrata nelle figure ? particolarmente ricca perch? a ciascun pressore ? accoppiato un ulteriore, rispettivo, mezzo elastico di contrasto (31) che ha la funzione di ritrarlo facendolo scorrere verso l?esterno, integrando l?azione di spinta esercitata dalla guarnizione toroidale.

Nela forma realizzativa mostrata nelle figure il corpo valvola ? composta da un semicorpo inferiore (51) che coopera con un semicorpo superiore (52), i due semicorpi sono sovrapposti coassialmente e sono separati da una pluralit? di distanziali angolari (53), insieme ai quali definiscono gli alloggiamenti lungo i quali scorrono i pressori.

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Claims (7)

RIVENDICAZIONI

1. Valvola a farfalla, comprendente un corpo valvola tubolare che al proprio interno accoglie rotazionalmente un otturatore a piattello (2), mobile fra una posizione aperta in cui il piano definito da detto piattello giace parallelamente all?asse longitudinale X di detto corpo valvola tubolare, e una posizione chiusa nella quale detto piattello (2) giace ortogonalmente al medesimo asse X e il suo bordo perimetrale si impegna con la faccia perimetrale interna di una guarnizione toroidale (1), di materiale elastomerico, alloggiata in una corrispondente sede di tenuta definita circonferenzialmente sulla superficie interna di detto corpo valvola; caratterizzata dal fatto che detta guarnizione (1) ? deformabile sotto l?azione esercitata sulla sua faccia perimetrale esterna dalle porzioni distali di una pluralit? di pressori (3) scorrevolmente accoppiati lungo dei corrispondenti alloggiamenti definiti nello spessore di detto corpo valvola, detti pressori (3) essendo a loro volta mobili verso detto asse longitudinale X di detto corpo valvola in forza di una azione di spinta esercitata sulle loro porzioni prossimali da opportuni mezzi di trasmissione del moto e reversibilmente mobili in senso contrario in forza almeno dell?azione di contrasto elastico esercitata da detta guarnizione toroidale (1).

2. Valvola a farfalla come da rivendicazione 1 che precede caratterizzata dal fatto che l?azione di spinta su dette estremit? prossimali di detti pressori (3) ? esercitata da un collare di serraggio (4).

3. Valvola a farfalla come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che uno o pi? di detti pressori (3) comprendono mezzi elastici di contrasto (31) che esercitano un?ulteriore azione di spinta in allontanamento da detto asse longitudinale X di detto corpo valvola.

4. Valvola a farfalla come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che detto corpo valvola comprende un semicorpo tubolare inferiore (51) e un semicorpo tubolare superiore (52), coassiali fra di loro e separati longitudinalmente da una pluralit? di distanziali angolari (53) che formano detti alloggiamenti lungo i quali scorrono detti pressori (3).

5. Valvola a farfalla come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che la sezione trasversale di detta guarnizione toroidale (1) ? conformata come una lettera ?C?, con la convessit? rivolta verso l?asse longitudinale X del corpo valvola e con la concavit? che definisce un canale circonferenziale nella faccia di detta guarnizione toroidale (1) che ? rivolta verso l?esterno.

6. Valvola a farfalla come da rivendicazione 5 che precede caratterizzata dal fatto che le estremit? distali di detti pressori (3) si impegnano in detto canale circonferenziale definito in detta faccia rivolta verso l?esterno di detta guarnizione toroidale (1).

7. Valvola a farfalla come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzata dal fatto che detto collare di serraggio (4) ? deformabile elasticamente.