IT202100012113A1 - Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi - Google Patents

Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi Download PDF

Info

Publication number
IT202100012113A1
IT202100012113A1 IT102021000012113A IT202100012113A IT202100012113A1 IT 202100012113 A1 IT202100012113 A1 IT 202100012113A1 IT 102021000012113 A IT102021000012113 A IT 102021000012113A IT 202100012113 A IT202100012113 A IT 202100012113A IT 202100012113 A1 IT202100012113 A1 IT 202100012113A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
section
injector device
pressure
injector
choking
Prior art date
Application number
IT102021000012113A
Other languages
English (en)
Inventor
Marco Volpato
Maurizio Corti
Luca Campi
Giorgio Molteni
Samuele Zampini
Pierangelo Olivieri
Original Assignee
Afros Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Afros Spa filed Critical Afros Spa
Priority to IT102021000012113A priority Critical patent/IT202100012113A1/it
Priority to EP22171215.1A priority patent/EP4088899B1/en
Priority to KR1020220057182A priority patent/KR20220153513A/ko
Priority to US17/741,007 priority patent/US20220362724A1/en
Priority to CN202210511371.0A priority patent/CN115318124A/zh
Publication of IT202100012113A1 publication Critical patent/IT202100012113A1/it

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31252—Nozzles
    • B01F25/312521—Adjustable Venturi nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/76—Mixers with stream-impingement mixing head
    • B29B7/7615—Mixers with stream-impingement mixing head characterised by arrangements for controlling, measuring or regulating, e.g. for feeding or proportioning the components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/105—Mixing heads, i.e. compact mixing units or modules, using mixing valves for feeding and mixing at least two components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3124—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characterised by the place of introduction of the main flow
    • B01F25/31243—Eductor or eductor-type venturi, i.e. the main flow being injected through the venturi with high speed in the form of a jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31251—Throats
    • B01F25/312511—Adjustable Venturi throat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31252—Nozzles
    • B01F25/312522—Profiled, grooved, ribbed nozzle, or being provided with baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43195—Wires or coils
    • B01F25/431951—Spirally-shaped baffle
    • B01F25/431952—Conical or pyramidal elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7174—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pistons, plungers or syringes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3006—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling element being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
    • B05B1/304—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
    • B05B1/3046—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B05B12/087—Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/76—Mixers with stream-impingement mixing head
    • B29B7/7631—Parts; Accessories
    • B29B7/7652—Construction of the discharge orifice, opening or nozzle
    • B29B7/7657—Adjustable discharge orifices, openings or nozzle openings, e.g. for controlling the rate of dispensing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/916—Turbulent flow, i.e. every point of the flow moves in a random direction and intermixes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/919—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings
    • B01F2025/9191—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component
    • B01F2025/91913—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component with feed openings facing each other, e.g. for creating counter flows, for creating a series of vortex flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/221—Control or regulation of operational parameters, e.g. level of material in the mixer, temperature or pressure
    • B01F35/2213—Pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE
Avente titolo: ?Dispositivo-iniettore per un?apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi?
SFONDO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione concerne un dispositivo-iniettore idoneo per un?apparecchiatura per la miscelazione per turbolenza originata da getti e impingement e successiva erogazione di componenti chimicamente reattivi per la formatura o stampaggio di oggetti di vario tipo.
STATO DELL?ARTE
Sono note teste di miscelazione atte a miscelare componenti liquidi reattivi dosati in condizione di alta pressione, comprendenti una camera di miscelazione in cui sboccano due o pi? iniettori. Ciascun iniettore ? alimentato con uno dei componenti chimici che devono essere miscelati intimamente mediante l?energia cinetica fornita dai getti originati dagli iniettori e dalla turbolenza che i getti sviluppano nella camera di miscelazione al fine di formare una miscela reagente, in grado di reagire all?interno di uno stampo di formatura o di un altro supporto. La miscela ottenuta fluisce attraverso un condotto di erogazione ed ? versata o iniettata all?interno della cavit? dello stampo di formatura.
All?interno della camera o condotto di miscelazione e guida scorre un elemento valvolare o cassetto valvolare dotato di cave longitudinali, per il ricircolo dei componenti polimerici quando comandato in posizione avanzata ovvero chiusa e per la loro miscelazione ed espulsione finale della miscela reagente quando comandato in posizione arretrata ovvero aperta. Il cassetto valvolare ? scorrevolmente mobile alternativamente lungo il condotto di miscelazione e guida ricavato nella testa. Il cassetto valvolare ? azionato, ad un?estremit? posteriore, tramite un cilindro idraulico.
Gli iniettori sopra menzionati si affacciano verso l?interno del condotto di miscelazione, trasversalmente rispetto all?asse longitudinale di quest?ultimo, cos? da poter generare getti all?interno di detto condotto denominato camera di miscelazione e conseguire la miscelazione intima delle resine reagenti.
In particolare, gli iniettori sono disposti secondo rispettivi assi che possono essere ortogonali al suddetto asse longitudinale della camera di miscelazione e sono radialmente contrapposti l?uno all?altro, oppure distribuiti lungo rispettivi assi radiali mutuamente distanziati angolarmente lungo la circonferenza della sezione circolare della camera di miscelazione, in modo tale da indurre getti convergenti verso una zona di impingement o scontro tra i getti diretti verso un punto di fuoco comune all?interno della camera di miscelazione.
In alternativa, gli assi degli iniettori possono anche essere inclinati in modo tale che il loro asse giaccia in un piano che passa per l?asse longitudinale della camera di miscelazione. Tale asse risulta inclinato rispetto alla direzione ortogonale all?asse di detta camera, preferibilmente ma non limitativamente in modo che gli iniettori puntino in direzione opposta rispetto allo sbocco dalla camera di miscelazione.
La suddetta inclinazione ? uguale per i due o pi? iniettori, pu? variare di pi? o meno 20 gradi ed ? tale da fare in modo che gli iniettori indirizzino i rispettivi getti verso la parte frontale del cassetto valvolare quando in posizione arretrata di apertura.
? conveniente per l?efficacia della miscelazione che gli assi degli iniettori siano comunque diretti verso un punto di fuoco comune, posto lungo l?asse della camera di miscelazione.
Gli iniettori sono dispositivi configurati per generare una restrizione idraulica, la quale causa un salto di pressione tra la vena fluida a monte, nel condotto di alimentazione e di conseguenza verso le pompe o altri dispositivi di dosaggio, e la vena fluida a valle, oltre detta restrizione, in funzione della portata che attraversa la restrizione.
Gli iniettori, in altre parole, trasformano l?energia di pressione dei componenti liquidi alimentati in pressione verso detti iniettori in energia cinetica associata ai getti che fuoriescono dagli stessi iniettori, generata dalla restrizione e dal relativo salto di pressione.
Gli iniettori, per realizzare la restrizione idraulica, sono dotati di ugelli con un?apertura di sezione circolare, la quale viene opportunamente parzializzata da un elemento di parzializzazione retraibile detto spillo, mobile scorrevolmente assialmente entro e di fronte al suddetto ugello lungo l?asse di detto ugello nella direzione di provenienza del flusso.
La posizione reciproca, lungo l?asse longitudinale comune tra spillo e ugello, regola la restrizione idraulica, ovvero la parzializzazione della sezione ristretta in direzione dell?uscita dall?ugello. Il settaggio della posizione reciproca tra spillo e ugello viene effettuato mediante il movimento in arretramento della sezione estremale dello spillo. Tale regolazione determina l?entit? della pressione a monte dell?iniettore in funzione della portata che vi deve transitare, in modo da controllare l?entit? dell'energia di pressione del getto che si deve trasformare in energia cinetica e turbolenza.
La turbolenza intrinseca del getto e quella derivante dallo scontro contro l'altro getto oppure contro una parete della camera di miscelazione danno origine ad una miscelazione dei due componenti chimici, cosiddetta ?miscelazione in alta pressione?.
Nella tecnologia di miscelazione in alta pressione (superiore a 70 bar) due o pi? componenti liquidi reattivi sono dosati in rispettivo rapporto stechiometrico da specifici sistemi di dosaggio servo-controllati, basati su sistemi di pompe volumetriche o facenti uso di pistoni reciprocanti.
Le pompe o altri sistemi di dosaggio hanno il compito di generare le portate richieste mantenendo il rapporto stechiometrico tra i componenti reattivi in funzione della portata totale, mentre gli iniettori generano il salto di pressione idraulica necessaria a generare l?energia dei getti e di conseguenza la pressione a monte degli stessi iniettori.
Nella miscelazione di componenti liquidi reattivi mediante teste di miscelazione, del genere sopra citato, esiste la necessit? di dosare i componenti reattivi nel rapporto reciproco e alla portata necessaria per il processo, mentre per ottenere una miscelazione ottimale ? necessario regolare la sezione della restrizione di ciascuno degli iniettori in corrispondenza del rispettivo ugello, in modo che i componenti alimentati a portate stechiometricamente controllate mantengano la pressione richiesta a monte dell?ugello per fornire ai getti la necessaria energia e turbolenza per ottenere un?intima miscelazione.
Premesso ci?, la funzione principale che si richiede agli iniettori in oggetto ? quella di regolare opportunamente la sezione ristretta che si forma in corrispondenza dell?ugello mediante lo spillo, regolandone la posizione per le diverse portate che possono essere erogate dai dispositivi di dosaggio, i quali sono comandati e controllati per dosare le resine reattive a monte degli iniettori indipendentemente dalla pressione che devono fornire e le alimentano agli iniettori stessi attraverso le rispettive tubazioni e i condotti afferenti alla testa di miscelazione.
Nei moderni processi produttivi, le portate sono generalmente variate sia tra una fase di miscelazione ed erogazione e la successiva sia durante la fase di miscelazione ed erogazione in corso.
In particolare, le apparecchiature di dosaggio operano per ottenere un flusso di uscita dalla testa di miscelazione, ovvero la portata totale che pu? variare da una erogazione all?altra, mantenendo il rapporto stechiometrico dei componenti mediante opportuno controllo delle portate dosate verso ciascun iniettore. Infine, anche il rapporto stechiometrico delle portate erogate pu? essere variato da una erogazione alla successiva per cambiare le propriet? e la reattivit? della miscela reagente erogata.
In sistemi noti pi? recenti, le portate totali vengono erogate con portate totali variate nel corso di una medesima fase di erogazione per ottenere un migliore controllo della distribuzione dei flussi che escono dalla testa di miscelazione verso la cavit? dello stampo a cui sono diretti.
I noti iniettori con cursore o elemento mobile di parzializzazione denominato spillo, nella versione pi? semplice, sono dotati di un dispositivo di posizionamento settabile manualmente comprendente una vite di regolazione o un altro organo che ha la funzione di presettare la posizione assiale dello spillo in relazione all?ugello e, di conseguenza, la posizione della sezione estremale dello spillo stesso che determina la sezione ristretta tra spillo e ugello.
Usualmente l?operatore imposta le portate richieste da erogare attraverso ciascun iniettore, posiziona il cassetto valvolare in una posizione chiusa di ricircolo, abilita l?erogazione della portata impostata, e dunque regola la posizione dello spillo in modo da impostare il valore di pressione richiesta, il quale ? letto mediante un manometro o un trasduttore di pressione.
L?arretramento dello spillo rispetto all?ugello determina una sezione di passaggio maggiore, pertanto, a parit? di portata, fa diminuire il salto di pressione. La pressione si stabilizza al valore determinato dalla portata attraverso la sezione ristretta cos? regolata.
Sono altres? noti iniettori nei quali il cursore mobile di parzializzazione o spillo ? libero di scorrere in una sezione cilindrica di guida. Il cursore viene spinto nel verso di maggiore restrizione o chiusura dell?ugello mediante una molla.
La regolazione della posizione dello spillo e quindi della restrizione, e, di conseguenza, della pressione a monte dell?ugello, avviene mediante un dispositivo a vite che imposta il precarico di una molla di spinta di tipo elicoidale. Essendo lo spillo mobile, durante le fasi in cui il componente reattivo non viene inviato all?iniettore oppure viene ricircolato a bassa pressione, lo spillo viene spinto dalla molla contro l?ugello fino a chiudere il passaggio attraverso quest?ultimo. Durante le fasi di invio delle componenti liquide dosate e in pressione all?iniettore, a cui arrivano attraverso specifici condotti nella testa di miscelazione e attraverso fori radiali che immettono il flusso a monte dell?ugello, il flusso arriva alla zona di accoppiamento tra spillo e ugello e genera pressione in detta zona a monte della sezione ristretta. La pressione del componente reattivo esercita cos? una corrispondente forza sulla sezione di scorrimento del cursore di parzializzazione o spillo, che lo spinge ad arretrare in contrasto con la forza esercitata dalla molla, aprendolo quando ? chiuso e aumentando la sezione ristretta da cui passa il flusso di resina reattiva. Con questo movimento di arretramento, aumenta la sezione ristretta utile di passaggio per il fluido (vale a dire che l?effetto della restrizione idraulica tende a diminuire) all?aumentare della pressione a monte dell?ugello, con conseguente aumento della freccia di flessione e del carico delle molle.
L?arretramento della estremit? dello spillo determina una sezione (ristretta) di passaggio maggiore, pertanto, a parit? di portata, diminuisce il salto di pressione e quindi la forza che spinge il cursore nel verso di arretramento. La posizione dello spillo si stabilizza quando la forza del liquido in pressione bilancia la forza di spinta elastica della molla precaricata. La pressione si stabilizza al valore determinato dalla portata attraverso al sezione ristretta cos? regolata.
In questo caso, l?iniettore si definisce del tipo autoregolante, in quanto un aumento di portata rispetto alla situazione di equilibrio determina un aumento della pressione che spinge lo spillo contro la molla, causandone un arretramento e aumentando la sezione di passaggio sull?ugello.
E? necessario un aumento della pressione a monte della sezione ristretta di passaggio er generare l?arretramento. Per questo, l?iniettore si definisce di tipo autoregolante passivo e si adatta ad un aumento o ad una diminuzione della portata che lo attraversa modificando la posizione tra spillo e ugello al variare della pressione a monte dello spillo.
La variazione di pressione operata dall?iniettore - derivante da una variazione di portata - tuttavia, comporta una variazione della energia cinetica impartita al getto generato dall?iniettore, da cui deriva una variazione della qualit? di miscelazione tra le resine.
Inoltre la variazione di pressione induce dei fenomeni di accumulo elastico di fluido nel volume occupato dal componente liquido contenuto tra la pompa o altro dispositivo di dosaggio e l?iniettore; questo accumulo elastico deriva dalla comprimibilit? stessa del componente reattivo liquido e dall?elasticit? delle tubazioni che lo contengono (soprattutto quelle di tipo flessibile) che lo alimentano alla testa di miscelazione e quindi all?iniettore, causando fenomeni di accumuli transitori durante i quali il rapporto stechiometrico dei liquidi che arrivano alla testa risente di variazioni transitorie, proporzionali all?entit? dell?accumulo di volume di resina reattiva nelle tubazioni tra il dispositivo di dosaggio e l?iniettore stesso.
Attualmente, nei processi industriali controllati con alta automatizzazione, sono richieste, in misura sempre crescente, precise prestazioni in termini di ripetitivit? dei cicli produttivi allo scopo di garantire il raggiungimento di determinati livelli qualitativi nella produzione di vari oggetti; per tale ragione, i sistemi di monitoraggio e controllo della qualit? di produzione considerano fuori tolleranza variazioni di pressione di alimentazione agli iniettori eccedenti determinate soglie di accettabilit?, con conseguente insorgere di problematiche operative e rallentamenti nel processo produttivo.
Negli iniettori di tipo auto-regolante sopradescritti, inoltre, si verificano fenomeni di isteresi che interessano le molle di contrasto di tipo elicoidale, ed attriti dovuti alle tenute idrauliche che si oppongono allo scorrimento dello spillo e causano un movimento a scatti e/o irregolare di detto cursore a spillo. Questi disturbi si ripercuotono immediatamente sulle pressioni a monte dell?iniettore causando ulteriori problemi di ripetitivit? del processo di miscelazione ed erogazione.
Per ovviare a questi problemi sono stati sviluppati e sono noti altre tipologie di regolazione della posizione della sezione frontale dello spillo rispetto all?ugello che si definiscono di tipo attivo. Questi ultimi sono attuati con sistemi di posizionamento dello spillo e di contrasto alla forza che su di essi esercita la pressione del rispettivo componente reattivo mediante pistoni pneumatici o idraulici, oppure membrane o soffietti attuati dalla pressione pneumatica o idraulica di un fluido operativo, o tramite azionamenti elettro-meccanici o altri sistemi combinati disposti per variare ad esempio il precarico sulla molla o direttamente la posizione dello spillo in funzione della pressione rilevata a monte dell?ugello.
Ciononostante, tali sistemi attivi non sono esenti da ulteriori problemi: sono complessi meccanicamente, pi? ingombranti e costosi, necessitano di collegamenti con i sistemi di azionamento che, per necessit?, vengono collocati in zone lontane dalla testa di miscelazione. Risentono inoltre in modo marcato dei problemi derivanti dall?isteresi delle forze di presettaggio e operative, agenti sullo scorrimento, e della forza sul cursore/spillo, inoltre tendono ad amplificare l?effetto dell?attrito, in particolare dell?attrito di primo distacco, che induce scatti improvvisi nel movimento influenzando negativamente la pressione regolata e quindi la qualit? della miscelazione ed erogazione. Risentono inoltre notevolmente dei disturbi generati da possibili residui di resina o di sporcizia che si formano all?interno degli iniettori medesimi; pertanto sono difficili da stabilizzare e richiedono una manutenzione periodica accurata e costosa.
Tali sistemi risentono in particolare - al pari degli iniettori autoregolanti a molla di tipo noto - della discontinuit? causata dall?attrito delle tenute che necessariamente devono essere montate sull?accoppiamento del sistema di guida e scorrimento dello spillo, per evitare che le resine reattive passino lungo l?accoppiamento della sezione di scorrimento e fuoriescano dall?iniettore.
In alcuni dispositivi noti sono anche previsti dei sistemi per raccogliere la frazione di trafilamento dei componenti reattivi trafilanti e che permettono di non montare le tenute per evitarne gli effetti di attrito. Tuttavia, ? altrettanto noto che una delle resine reattive -l?isocianato - ? classificato come dannoso per la salute e che reagisce con l?umidit? atmosferica, creando cristalli solidi e necessitando pertanto di frequenti, onerosi e scomodi interventi di manutenzione e pulizia. Per questa ragione, la sezione di scorrimento dello spillo viene dotata di tenute anti-trafilamento.
Alla luce di quanto appena descritto, sussistono tuttora ampi margini di miglioramento per quanto concerne i sistemi di miscelazione ed erogazione di resine reattive verso uno stampo o un altro supporto, e si ravvisa pertanto l?esigenza di individuare soluzioni tese al superamento dei limiti ed inconvenienti insiti nei sistemi noti sopra descritti.
SCOPI DELL?INVENZIONE
Uno scopo della presente invenzione ? di migliorare gli attuali apparati di miscelazione ed erogazione in alta pressione.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire una soluzione per l?iniezionemiscelazione di componenti reattivi vantaggiosa sotto il profilo strutturale e versatile dal punto di vista operativo.
In particolare, uno scopo dell?invenzione ? di fornire un dispositivo-iniettore di tipo autoregolante migliorato, e corrispondentemente una testa di miscelazione dotata di almeno due di tali dispositivi-iniettore, in grado di consentire una erogazione di miscela polimerica reagente - in uno stampo o su altro supporto - con la possibilit? di variare le portate delle resine, o componenti chimicamente reattivi, sia nel corso di una medesima fase di erogazione sia durante erogazioni sequenziali, ottenendo variazioni di pressione di miscelazione a monte dell?ugello attorno al valore di settaggio molto contenute e ripetibili.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire un dispositivo-iniettore in grado di minimizzare fino ad annullare completamente i disturbi legati agli attriti di scorrimento e di primo distacco tra le tenute idrauliche, dovute ai movimenti reciproci interni tra i componenti del dispositivo-iniettore, con particolare riferimento allo scorrimento dell?elemento a spillo.
Un altro scopo della presente invenzione ? di realizzare un apparato di miscelazione comprendente un dispositivo iniettore del tipo autoregolante passivo il cui controllo di tipo passivo sia in grado di garantire una efficace e corretta funzione di pre-carico e allo stesso tempo di impostare la pi? idonea rigidezza elastica per il sistema.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire un apparato di miscelazione dotato di dispositivi-iniettori in grado di conseguire un?efficace miscelazione per turbolenza dei getti di componenti reattivi.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire un dispositivo-iniettore autoregolante, e relativo sistema di miscelazione avente una configurazione geometrico-strutturale tale da ottimizzare coassialit? e simmetria dei getti di componenti reattivi uscenti dai dispositivi-iniettori, in modo da farli convergere in un comune punto di fuoco, cosicch? sia promossa e favorita l?intima miscelazione dei suddetti componenti reattivi.
Un altro scopo della presente invenzione ? di fornire un dispositivo-iniettore autoregolante, e relativo sistema di miscelazione avente una configurazione geometrica dell?accoppiamento spillo-ugello e parte terminale dello spillo?ugello che ottimizza la convergenza del flusso e il guadagno di portata in funzione della variazione di spostamento dello spillo e di variazione della pressione a monte di tale sezione ristretta generando getti ad alta energia e perfetta coassialit? al variare delle portate.
Un ulteriore scopo della invenzione ? di realizzare un dispositivo-iniettore autoregolante composto da una sezione modulare di restrizione della sezione attiva ristretta di passaggio dall?ugello e da una sezione di comando passivo e regolazione dell?entit? della restrizione idraulica di detta sezione ristretta di parzializzazione, geometricamente configurato in modo tale da generare anche un aumento del valore di pressione del componente reattivo misurata all?ingresso del canale di alimentazione della testa al diminuire della portata nominale di presettaggio che attraversa l?ugello.
BREVE DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE
Questi scopi ed ulteriori vantaggi vengono conseguiti tramite un dispositivo-iniettore come definito nelle rivendicazioni allegate.
Il dispositivo-iniettore secondo l?invenzione consente di superare i sopraesposti limiti dei dispositivi dello stato della tecnica, e di conseguire gli scopi prefissati.
In particolare, grazie all?invenzione, ? fornito un dispositivo-iniettore di tipo autoregolante passivo con struttura modulare, configurato per realizzare getti assial-simmetrici e direzionati assialmente, adattabile, in maniera molto versatile, a specifiche condizioni operative, alle caratteristiche dei componenti chimicamente reattivi e alle caratteristiche della testa di miscelazione con cui accoppiarsi.
Il dispositivo-iniettore ? geometricamente configurato per operare con un alto guadagno di sezione, minimizza gli attriti a cui ? assoggettato l?elemento di parzializzazione e controllo (elemento a spillo), consente una efficace azione di miscelazione per turbolenza e, grazie anche allo specifico gruppo di regolazione e controllo con elementi elastici discoidaliconici, contiene al massimo le variazioni di pressione associate alle variazioni di portate del componente polimerico.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La Figura 1 mostra un dispositivo-iniettore secondo l?invenzione, avente una struttura modulare composta da un modulo di iniezione e da un gruppo di regolazione e controllo mutuamente accoppiati;
la Figura 2 mostra il solo modulo di iniezione del dispositivo-iniettore;
la Figura 3 mostra un particolare del modulo di iniezione del dispositivo-iniettore le Figure 4 e 5 mostrano rispettivamente una parte del modulo di iniezione ed il gruppo di regolazione e controllo;
le Figure da 6 a 9, mostrano una porzione dell?elemento di parzializzazione e controllo (elemento a spillo) secondo varie possibili versioni;
le Figure da 10 e 11, mostrano un?ulteriore porzione dell?elemento di parzializzazione e controllo (elemento a spillo) secondo varie possibili versioni;
le Figure 12 e 12A mostrano un dettaglio del modulo di iniezione, in particolare una porzione dell?orifizio ad ugello e della porzione estremale dell?elemento di parzializzazione e controllo ad esso accoppiato in posizione di chiusura;
le Figure 13 e 13A e 14 e 14A sono altre viste relative dell?orifizio ad ugello e della porzione estremale dell?elemento a spillo in posizioni di regolazione;
le figure 15 e 16 mostrano la porzione estremale realizzata secondo versioni alternative;
le Figure 17 e17A mostrano in dettaglio una porzione del modulo di iniezione, in particolare la zona in prossimit? di un risalto turbolatore ricavato sull?elemento a spillo;
la Figure 18 mostra schematicamente l?andamento del flusso di componente liquido in uscita dal modulo di iniezione;
la Figure 19 mostra il gruppo di regolazione e controllo dotato di molle a disco conico;
le Figure 20 e 20A mostrano in dettaglio un elemento a tenuta posto tra elemento a spillo e corpo cavo di alloggiamento e guida;
la Figura 21 mostra una forma alternativa dell?elemento a tenuta tra elemento a spillo e corpo cavo di alloggiamento e guida;
le Figure 22 e 23 mostrano la camera di miscelazione in cui sono inseriti i dispositiviiniettori secondo invenzione secondo due differenti posizioni operative;
la Figura 24 ? una rilevazione, tramite accelerometro, delle vibrazioni che vengono trasmesse al corpo del modulo di regolazione per effetto Dither quando il dispositivoiniettore ? provvisto del collare del tipo 43A e 43C;
la Figura 25 mostra un grafico che permette di selezionare indicativamente la sezione consigliabile dell?ugello del dispositivo-iniettore in funzione del valore di portata nominale attorno al quale variare la portata regolata.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Con riferimento alle Figure allegate, ? descritto un dispositivo-iniettore 1 per la miscelazione ed erogazione di componenti chimicamente reattivi per la formatura o stampaggio per reazione di oggetti di vario tipo. Il dispositivo-iniettore modulare 1 ? composto da due gruppi 2,3 indipendenti accoppiati tra loro: un gruppo modulare o modulo d?iniezione 2 comprendente una restrizione idraulica variabile o sezione attiva ristretta di passaggio 30 e da un gruppo modulare 3 di regolazione dell?entit? della restrizione idraulica 30, configurata per regolare la pressione del liquido afferente a monte della sezione attiva ristretta di passaggio 30 e per autoregolarsi passivamente alle variazioni di portata dei componenti liquidi chimicamente reattivi immessi nel dispositivo-iniettore 1.
Il gruppo modulare 2, mostrato nelle Fig.2-3-4, comprende un corpo cavo 10 di alloggiamento e guida all?interno del quale scorre un cursore o elemento di parzializzazione e controllo 11, anche definito semplicemente spillo, comprendente una porzione a punta o a codolo terminale o semplicemente punta 45, conformato con una superficie estremale 53 e da uno spigolo circolare piano 51. Sia il corpo cavo 10 che l?elemento di parzializzazione e controllo 11 si estendono lungo un asse longitudinale A. La posizione dello spillo 11 all?interno del corpo cavo 10 regola l?entit? della restrizione idraulica 30, ovvero la sezione di passaggio disponibile al componente liquido reattivo attraverso cui fluisce verso una camera di miscelazione 4.
Nelle Fig.22-23 ? mostrata la camera di miscelazione 4, su cui sono affacciati due dispositivi-iniettori 1A e 1B. Il processo di miscelazione ? attivato dalla posizione del cassetto valvolare 5, su cui sono ricavate cave 6, configurate per indirizzare il flusso di ciascuno dei componenti liquidi reattivi in uscita dal dispositivo-iniettore 1 verso condotti di ricircolo 7 connessi ai serbatori del componente. Il funzionamento del cassetto valvolare 5 sar? descritto pi? in dettaglio pi? avanti.
Il corpo cavo 10 comprende rispettivamente una sezione di guida o sezione di scorrimento 12 dello spillo 11, collegata in appoggio al gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto, una camera di ingresso 13 per i componenti liquidi reattivi, dotata di una o pi? aperture di alimentazione 16 ricavate radialmente rispetto all?asse A, un volume o camera di convogliamento 19 terminale, anche definito volume o camera terminale 19, e un orifizio ad ugello 15 o ugello per l?efflusso dei componenti reattivi verso la camera di miscelazione 4, ricavato sul fondo 29 del corpo cavo 10.
La sagoma del corpo cavo 10 ? ricavata tramite tecniche di lavorazione per rivoluzione; in particolare tramite operazioni di tornitura e successiva rettifica si realizza una perfetta concentricit? tra sezione di guida 12 ed orifizio ad ugello 15.
La sezione di guida 12 ? di forma cilindrica, con un?altezza ? e un diametro ?, come mostrato in Fig.2. Il rapporto ?/? tra lunghezza e diametro ? maggiore di 1.
La camera d?ingresso 13 ? collegata a condotti di alimentazione dosata dei componenti liquidi reattivi tramite una o pi? aperture 16 radiali ricavate nel corpo cavo 10, per permettere l?afflusso dei componenti reattivi all?interno del dispositivo-iniettore 1. I condotti di erogazione sono collegati a ed alimentati da una camera anulare o parzialmente anulare ricavata nel corpo della testa di miscelazione 8.
La camera di ingresso 13 comprende superfici inclinate 20 che convergono verso la camera di convogliamento 19, operando un primo graduale restringimento del corpo cavo 10.
Le superfici 20 sono conformate per facilitare il flusso dei componenti reattivi verso l?ugello 15 e per generare uno stato di turbolenza all?interno del componente liquido reattivo da eiettare nella camera di miscelazione 4.
Il secondo volume o camera di convogliamento 19 ? definito da superfici convergenti inclinate 26, cos? conformate per far confluire i componenti reattivi verso l?ugello 15 e per generare, lungo la sezione ristretta anulare 30 uno stato di turbolenza all?interno del componente liquido da eiettare nella camera di miscelazione 4.
Per convogliare il liquido verso il fondo 29 e il rispettivo orifizio a ugello 15 e la camera di miscelazione 4, la camera d?ingresso 13 e la camera di convogliamento 19 si restringono gradualmente fino all?ugello 15 del fondo 29.
La camera d?ingresso 13 ? conformata con un primo graduale restringimento della sezione del corpo cavo 10. La configurazione geometrica della camera d?ingresso 13 genera un flusso convogliato in uno stato di turbolenza del componente liquido reattivo, esplicando una funzione cosiddetta ?turbolatrice? sinergicamente con la conformazione dello spillo 11 e una funzione di pre-distribuzione simmetrica del flusso rispetto all?asse A. In particolare, il flusso di componente liquido reattivo attraversa una sezione anulare di passaggio 27, posizionata tra le superfici inclinate 20 della camera d?alimentazione 13 e un elemento a collare o risaltoturbolatore 43,43A,43B,43C ricavato sullo spillo 11, come verr? successivamente descritto in dettaglio. Il passaggio del flusso lungo le superfici inclinate dei risalti a collare 43A e 43C provoca sulle superfici stesse un effetto Venturi.
Il secondo volume o camera di convogliamento terminale 19 opera un secondo graduale restringimento della sezione del corpo cavo 10. Nella camera terminale 19 il flusso del componente liquido reattivo si distribuisce simmetricamente rispetto all?asse A, prima di essere immesso all?interno dell?ugello 15 attraverso la sezione ristretta 30. ? importante che il flusso a valle della sezione ristretta 30 sia assialsimmetrico e convergente per formare una vena contratta e generare un?ancora pi? intensa turbolenza, gi? indotta dalla contrazione nel getto che fuoriesce dall?ugello 15, e per esercitare un?ulteriore spinta sulla superficie estremale 53 dello spillo 11 a spigolo circolare piano 51 volta ad arretrare lo spillo 11 in relazione alla portata derivante dal flusso convergente verso la sezione ristretta 30.
Il volume o camera di convogliamento terminale 19 comprende una prima sezione cilindrica, la cui sezione lungo un piano perpendicolare all?asse longitudinale A presenta un diametro e una seconda porzione troncoconica delimitata da superfici inclinate 26 caratterizzate da un?apertura angolare variabile tra i 140? e i 170?, preferibilmente tra i 145? e i 160?. Per valori di apertura angolare maggiori, diminuisce l?effetto di spinta sulla superficie estremale 53 a spigolo circolare piano 51 e sulla superficie troncoconica 52 dello spillo 11 derivante dal flusso convergente.
Per valori di apertura angolare ? delle superfici inclinate 26 inferiori a 140? in condizione assialsimmetrica rispetto all?asse A, a valle di detta sezione ristretta 30 il flusso di componente liquido reattivo converge con minore velocit? radiale e di conseguenza con energia cinetica radiale eccessivamente ridotta. Ne risulta una vena contratta meno efficace, dotata di una scarsa turbolenza indotta dalla contrazione nel getto che fuoriesce dall?ugello 15. Inoltre aumenta sensibilmente l?energia dissipata a causa degli scorrimenti viscosi del flusso di componente liquido reattivo prima che passi attraverso la sezione ristretta 30.
Questo effetto indebolisce l?efficacia dei getti di componenti reattivi i quali, se sono assialsimmetrici, si incontrano nel punto di fuoco all?interno della camera di miscelazione 4, a scapito dell?efficacia della miscelazione tra i vari componenti reattivi, fortemente dipendente dall?energia cinetica e dalla turbolenza da essa indotta nei getti.
Valori di apertura angolari compresi tra 145? e 160? contribuiscono a generare un effetto ?di vena contratta? sufficientemente efficace e un effetto di maggiore pressione di apertura sullo spillo 11 rispetto a un volume di convogliamento delimitato da una superficie perpendicolare alla direzione del flusso.
Inoltre, permette di realizzare uno spessore del fondo 29 del corpo cavo 10 che efficacemente resiste alle sollecitazioni a fatica per flessione e taglio causate dalla pressione del fluido e dalla forza esercitata dello spillo 11 quando chiuso e premuto dalla forza di precarico imposta dal gruppo modulare 3 e dai ripetuti colpi inferti al termine di ogni erogazione che lo spillo 11 applica a un bordo a spigolo circolare 28 dell?ugello 15, quando viene a mancare improvvisamente la pressione del componente liquido reattivo nella camera terminale 19 a seguito dell?apertura delle valvole di ricircolo dei componenti liquidi reattivi poste lungo le tubazioni che alimentano i componenti liquidi reattivi a monte del flusso afferente al dispositivo-iniettore 1 stesso.
Tali valori d?inclinazione dell?apertura angolare ? delle superfici inclinate 26 permettono inoltre di ricavare sul fondo 29 un?estensione a gradino 33, o semplicemente gradino, che avvicina l?ugello 15 alla camera di miscelazione 4, senza comprometterne la resistenza delle pareti agli sforzi indotti dallo spillo 11 e dalla pressione del fluido.
Il gradino 33 pu? avere uno spessore rapportato al diametro della camera terminale 19 che varia da 0,5 a 1,2 mm in funzione inversa al diametro della camera di miscelazione 4 su cui si affaccia. Infatti, diametri di camera di miscelazione piccoli (da 5 a 8mm) richiedono un gradino 33 ridotto per non creare interferenza con il cassetto o elemento valvolare scorrevole. Per diametri maggiori, fino a 24 mm, ? possibile aumentare lo spessore del gradino 33 fino a 1,2 mm.
L?orifizio ad ugello o ugello 15 presenta una sezione di passaggio 22 definita da una superficie cilindrica 54, avente una lunghezza e da un diametro Il bordo a spigolo circolare 28 congiunge le superfici inclinate 26 della sezione terminale 19 alla superficie cilindrica 54 della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15. La superficie cilindrica 54 si allarga in una sezione d?uscita 24 di forma troncoconica, delimitata da superfici inclinate troncoconiche 25 che si allargano verso la camera 4 di miscelazione, con un?apertura angolare
avente diversi valori angolari ed opposta rispetto alle superfici inclinate 26.
I valori di apertura angolare possono variare da 15? fino a 120?. In particolare, angoli tra 20? e 90? gradi garantiscono un efficace distacco della vena sulla sezione di uscita 24.
La sezione di passaggio 22 presenta dimensioni geometriche controllate, per formare una cosiddetta restrizione ?in parete sottile? e ridurre le dissipazioni che superfici 54 pi? estese della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15 potrebbero causare. Pi? precisamente, il rapporto tra il valore della lunghezza e il valore del diametro della sezione circolare dell?ugello 15 ? variabile da 0,1 a 0,7, preferibilmente tra 0,1 e 0,5. In altre parole, la lunghezza dell?ugello 15 ha una misura variabile tra il 10% e il 70% del diametro
La configurazione strutturale della parte interna del fondo 29 del corpo cavo 10 ? definita dalle superfici inclinate 26, che delimitano la porzione troncoconica della camera terminale di convogliamento 19, la quale si restringe verso la sezione cilindrica di passaggio 22 dell?ugello 15. Le superfici inclinate 26 si collegano all?orifizio ad ugello 15 con il bordo a spigolo circolare 28, in particolare alla superficie cilindrica 54 che delimita la sezione di passaggio 22. Come precedentemente descritto, la lunghezza della sezione di passaggio 22 ? minore del diametro della sezione circolare stessa. La superficie cilindrica 54 si collega alla sezione d?uscita 24 dell?orifizio ad ugello 15, delimitata dalle superfici inclinate 25 che si allargano e si affacciano verso la camera di miscelazione 4 della testa di miscelazione 8. L?apertura angolare delle superfici inclinate 25 ? opposta alle suddette superfici 26, come visibile in Fig.3.
La configurazione strutturale finora descritta del corpo cavo 10, in particolare del fondo 29, realizza, in sinergia con lo spillo 11, una restrizione idraulica 30 cosiddetta ?in parete sottile?. Il gradino 33 cos? conformato non influenza l?efficienza del getto di componente reattivo e garantisce la necessaria robustezza meccanica al fondo del dispositivo-iniettore 1, sul quale ? applicata, come sar? successivamente spiegato in maggior dettaglio, una forza ciclica derivante da un carico elastico pre-settato e dalla pressione del componente liquido reattivo.
Sulla sezione ristretta 30 in parete sottile, secondo le simulazioni fluidodinamiche, si osserva un valore di shear rate che non ? influenzato dalla presenza del risalto-turbolatore 43. Lo shear rate risulta caratterizzato da una buona omogenit? lungo la sezione ristretta 30: ci? dimostra che i fenomeni dissipativi di attrito legati si verificano limitatamente, grazie anche alla suddetta configurazione in ?parete sottile?.
Da un?accurata ricerca e sperimentazione sono derivati i valori ottimali e raggruppabili del diametro della porzione cilindrica della camera terminale 19, visibile in Fig.17, in relazione al diametro dell?orifizio ad ugello 15. Le coppie di valori sono mostrate nella seguente tabella.
L?elemento di parzializzazione 11 comprende una porzione a codolo posteriore 40 configurata per accoppiarsi con un distanziale 70 a forma di tazza con foro 71 di centraggio interno connesso al gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto. Tra la porzione a codolo posteriore 40 e una superfice di scorrimento ? ricavata una porzione filettata disposta per estrarre lo spillo 11 dal dispositivo-iniettore 1 per l?eventuale manutenzione.
Lo spillo 11 comprende una porzione cilindrica 41 di scorrimento e guida lungo la quale sono ricavate cave 42 anulari di diametro interno per l?alloggiamento della tenuta idraulica.
Le tenute sono indispensabili per evitare che il componente reattivo sotto pressione trafili dalla camera 13 verso il gruppo 3 di regolazione e controllo della restrizione idraulica 30. La tenuta idraulica comprende un elemento anulare di tenuta 31, o semplicemente anello, che pu? eventualmente appoggiarsi verso l?esterno su un anello 34 di teflon o di un altro polimero a basso attrito.
La superficie della sezione circolare di guida 12 misura oltre il 30% in pi? rispetto alla sezione circolare con diametro dell?ugello 15, al fine di garantire l?adeguato funzionamento del dispositivo-iniettore 1, in particolare per garantire che, quando il dispositivoiniettore 1 ? in funzione e il componente liquido reattivo in pressione all?interno del corpo cavo 10, la pressione del componente liquido reattivo nelle camere 13 e 19 generi una spinta atta ad arretrare lo spillo 11 stesso.
La forza di contrasto espletata dal gruppo di regolazione 3 ? tale da bilanciare la pressione esercitata dal componente liquido reattivo, mantenendone le variazioni entro valori contenuti, precisamente entro il ?10% del valore di settaggio e preferibilmente entro il ?5%.
Lo spillo 11 comprende un risalto-turbolatore 43,43A,43B,43C a collare, anche definito semplicemente risalto o collare, configurato per generare turbolenza pulsante nel flusso del componente liquido reattivo che scorre all?interno del corpo cavo 10. All?interno del corpo cavo 10, il risalto-turbolatore 43 ? posizionato in corrispondenza di una riduzione di diametro ricavata tra la prima camera d?ingresso 13 e la seconda camera terminale 19, realizzando una sezione anulare di passaggio 27 lungo cui scorre il componente liquido reattivo in direzione dell?ugello 15. Il passaggio del componente liquido reattivo all?interno della sezione anulare di passaggio 27, oltre e a favorire la distribuzione omogenea assialsimmetrica del flusso verso la camera 19, genera nel liquido vortici turbolenti pulsanti al di sotto del risalto 43, causato dal distacco di vena che si verifica al repentino cambio di sezione e dagli spigoli vivi ricavati sul suddetto risalto anulare 43. Il distacco di vena e i relativi vortici pulsanti dipendono della velocit? di scorrimento del componente liquido reattivo all?interno del corpo cavo 10 del dispositivo-iniettore 1.
Il risalto-turbolatore 43, come mostrato nelle Figs. 6-9, pu? essere delimitato da superfici periferiche aventi diverse forme, tra le quali ad esempio una forma troncoconica riferita al risalto 43A, oppure una forma riferita al risalto 43B, composta da due semi-superfici 46,47 troncoconiche contrapposte rispetto ad un piano ortogonale all?asse A di simmetria longitudinale, oppure ancora una forma riferita al risalto 43C, caratterizzata dall?accoppiamento di una forma conica e una forma cilindrica.
In particolare, il risalto-turbolatore 43A e 43C secondo la versione di forma troncoconica consente di aumentare l?effetto dei vortici pulsanti causati dal distacco di vena, sono pi? semplici da realizzare e conseguono anche un effetto Venturi lungo la superficie inclinata la cui intensit? dipende della portata di fluido che vi scorre. L?effetto Venturi contribuisce a diminuire il precarico necessario sullo spillo 11 per generare la pressione di settaggio alle portate elevate e nominali.
Lo spillo 11 comprende una porzione di raccordo 44,44A,44B collegata ad una porzione estremale a punta 45, o semplicemente punta, tramite una porzione di collegamento 49 di forma troncoconica che converge verso la punta 45 con superfici inclinate convergenti 52.
La punta 45 comprende una superficie estremale 53 dello spillo 11 e un bordo a spigolo circolare piano 51.
Lo spigolo circolare piano 51 della punta 45 ? configurato per interagire con l?ugello 15 per regolare il flusso di componente liquido reattivo all?interno dello stesso tramite una restrizione idraulica variabile. La porzione a punta 45 ? inoltre configurata geometricamente e realizzata per formare un gioco con la superficie 54 della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15.
La porzione di raccordo 44, la porzione di collegamento 49 e la punta 45 dello spillo 11 possono avere diverse configurazioni geometriche. Alcune versioni della porzione di raccordo 44 sono mostrate in Figs. 10-11.
Nella forma di realizzazione di Fig.10, la porzione di raccordo 44A dello spillo 11 e la porzione di collegamento 49 si rastremano verso la punta 45. La configurazione geometrica prevede un primo settore troncoconico 48 e un secondo settore cilindrico 50 a cui ? collegata la porzione di collegamento 49 con superficie convergente 52.
Nella forma di realizzazione di Fig.11, la porzione di raccordo 44B ? sostanzialmente di forma cilindrica, per mantenere l?effetto pulsante dovuto al distacco di vena al di sotto del risalto-turbolatore 43, a cui si collega la porzione di collegamento 49, con superficie convergente 52 ridotta e rastremata verso l?elemento a punta 45 che ha, in questo caso, una superficie estremale circolare 53 avente un?ampia superficie attiva di compensazione.
Alcune versioni della porzione a punta 45 dotate di spigolo circolare piano 51 sono mostrate nelle Figs.12-16.
Nella forma di realizzazione visibile nelle Figs.12-14, la punta 45 ha una forma cilindrica in cui lo spigolo circolare piano 51 presenta un diametro Il diametro misura meno del diametro ? della superficie circolare 54 della sezione di passaggio 22 dell?orifizio ad ugello 15 con cui interagisce, al fine di creare il gioco quando la punta 45 ? inserita all?interno dell?orifizio ad ugello 15. La misura del gioco ? calcolabile con la seguente equazione:
(1) Nella forma di realizzazione di Fig. 15, la porzione a punta 45B ? configurata geometricamente con gradini cilindrici sovrapposti di diametro crescente verso l?esterno dell?ugello 15e, analogamente, in direzione della superficie estremale 53.
Nella forma di realizzazione di Fig. 16, la porzione a punta 45C ? configurata geometricamente con una forma cilindrica a cui ? sovrapposta una forma troncoconica divergente verso l?esterno e in direzione della superficie estremale 53.
Entrambe le configurazioni rappresentate in Fig.15-16 mantengono lo spigolo circolare piano 51.
Come sar? spiegato puntualmente pi? avanti, nel periodo in cui il dispositivo-iniettore uido1 ? inattivo, vale a dire quando il flusso non ? alimentato oppure quando esso viene ricircolato attivando un condotto di bypass esterno alla testa di miscelazione 8, la punta 45 penetra nell?ugello 15 secondo la spinta imposta dal gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto, fino ad appoggiare la superficie 52 della porzione 49 di collegamento del cursore o spillo 11 sul bordo a spigolo circolare 28 dell?ugello 15 occludendo il passaggio del componente liquido reattivo all?interno dell?ugello 15. Invece, nel periodo in cui il dispositivo-iniettore 1 ? alimentato e attivo, il componente liquido reattivo fluisce all?interno del corpo cavo 10, attraverso la camera di convogliamento 19. Quando il flusso trova la sezione dell?ugello 15 occlusa o eccessivamente ristretta, la pressione locale del liquido sale repentinamente. Il liquido quindi esercita una spinta sullo spillo 11. Fintanto che la spinta esercitata dal componente liquido reattivo supera la forza imposta dal gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto, lo spigolo circolare piano 51 della punta 45 dello spillo 11 si allontana dall?ugello 15 fino ad una posizione definita di arretramento dello spigolo 51 della punta 45 rispetto allo spigolo 28 dell?ugello 15, corrispondente alla sezione attiva ristretta 30 attraverso cui il componente liquido reattivo fluisce all?interno dell?ugello 15 verso la camera di miscelazione 4 con una pressione di alimentazione del dispositivo-iniettore 1 corrispondente al presettaggio della spinta del gruppo modulare 3 applicato dall?operatore per una determinata portata.
La sezione attiva ristretta 30 coincide con la superficie laterale troncoconica delimitata da uno spigolo circolare piano 51 della porzione a punta 45 e dall?ulteriore bordo a spigolo circolare 28, a sua volta definito dall?intersezione tra le superfici inclinate 26 e la superficie cilindrica 54 della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15. Lo spigolo circolare piano 51 sulla punta 45 presenta un diametro minore del diametro della sezione circolare definita dal bordo a spigolo circolare 28.
In altre parole, la sezione attiva ristretta 30 si presenta come una superficie troncoconica che si sviluppa attorno all?asse longitudinale A e che risulta divergente verso la camera di miscelazione 4.
La configurazione e la geometria del corpo cavo 10 sono fondamentali per permettere un accoppiamento tra ugello 15 e spillo 11, in modo che essi siano perfettamente centrati e coassiali rispetto all?asse longitudinale A. Il perfetto centraggio tra punta 45 dello spillo 11 e ugello 15 ? la condizione geometrica che garantisce che il getto di componente liquido reattivo ad alta energia cinetica uscente dall?ugello 15 parzializzato dallo spillo 11 sia perfettamente simmetrico e coassiale rispetto all?asse longitudinale A.
Questo garantisce la direzionalit? precisa del getto e la sua simmetria. Risulta facile sperimentalmente rilevare che anche piccole eccentricit? tra lo spigolo circolare piano 51 della punta 45 dello spillo 11 e ugello 15 originano getti che deviano di diversi gradi rispetto all?asse del dispositivo-iniettore 1; non solo, ma il getto uscente risulta con una geometria di impatto irregolare con accumulo di portata preferibilmente sul lato dove il gioco tra spillo 11 e ugello 15 risulta maggiore.
Errori di coassialit? ed eccentricit? riducono notevolmente l?efficienza del processo di miscelazione per turbolenza indotta dallo scontro di getti ad alta energia.
Pertanto, la simmetria costruttiva e la forma scelta di spillo 11 e ugello 15 garantiscono la pi? efficiente miscelazione dei componenti liquidi reattivi nella camera di miscelazione 4.
In particolare, il corpo cavo 10, comprendente la sezione di guida 12, l?apertura dell?ugello 15, le camere 13 e 19, pu? essere ricavato in un solo pezzo sia per tornitura che per successiva rettifica, con un solo piazzamento che ne garantisce la rotazione attorno all?asse di piazzamento per tutte le lavorazioni che ne garantiscono la simmetria assiale.
In particolare, la rettifica della sezione di guida 12 dell?ugello 15 viene eseguita inserendo le moli che ne effettuano l?operazione di rettifica dalla parte posteriore dove insiste la sezione di guida 12. Il diametro di tale sezione permette di realizzare dimensioni dell?ugello 15 con una sezione fino al 30% inferiore a quella del foro di guida, mantenendo la perfetta simmetria assiale.
Inoltre, la realizzazione delle aperture 16 di alimentazione dei componenti reattivi in posizioni simmetriche rispetto all?asse A garantisce che non intervengano distorsioni della geometria durante i trattamenti termici e i successivi rilassamenti.
Le caratteristiche geometriche della punta 45 sono fondamentali al fine di massimizzare il rapporto tra l?area della sezione ristretta 30 e la posizione di arretramento ? della punta 45. L?obiettivo ? di ottenere un elevato rapporto di incremento dell?area di sezione ristretta 30 per minimi spostamenti ovvero per incremento dello spostamento di apertura dello spillo 11 lungo l?asse A, o meglio per valori minimi di arretramento Il guadagno di sezione ristretta in funzione di minimi incrementi di spostamenti lungo l?asse A ? maggiormente ottenibile nel caso in cui il gioco ? tra punta 15 ed ugello 11 non sia ridotto o inesistente. Al fine di ottenere un elevato guadagno di incremento di sezione ristretta 30 per minimi incrementi di spostamento ? dello spigolo circolare piano 51 della punta 45, ? preferibile che il gioco ? abbia una misura compresa tra l?1,5% e il 10% del diametro ? della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15, in particolare una misura compresa tra il 2% e il 7% del diametro
L?inclinazione delle superfici inclinate 26 e 52, nonch? delle superfici inclinate 25 della sezione d?uscita 24, contribuiscono a generare un flusso del getto del componente reattivo caratterizzato da una distribuzione ottimale di shear rate lungo la sezione ristretta 30 compresa tra i bordi a spigolo circolari 28 e 51. Tale flusso permette di ottenere contenute perdite per scorrimento in prossimit? dei bordi a spigolo circolari 28 e 51 della sezione ristretta 30 e valori sufficientemente omogenei di shear rate per le sezioni intermedie ai bordi a spigolo circolari 28 e 51 nel componente reattivo.
Il gruppo modulare 3 di regolazione dell?entit? della sezione attiva ristretta 30 ha la funzione di regolare la pressione nella camera terminale 19 adattando la posizione dello spigolo circolare 51 della punta 45 dello spillo 11, relativa allo spigolo 28 dell?ugello 15, alla portata del componente liquido reattivo che passa attraverso l?ugello 15, in modo da stabilizzare la sezione attiva ristretta di passaggio 30 del componente reattivo all?ingresso dell?ugello 15 e a garantire l?eiezione del liquido all?energia cinetica richiesta per la miscelazione. Il gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto ? accoppiato alla porzione posteriore 40 dello spillo in modo da lasciare un minimo gioco, tale da permettere possibili disallineamenti rispetto all?asse longitudinale A.
Il gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto comprende un corpo di alloggiamento 82 avente una sezione esterna esagonale, sulla cui sezione estremale 83 di forma cilindrica ? ricavata una seconda filettatura esterna 84 configurata per fissare il gruppo modulare 3 alla testa di miscelazione 8 e una prima filettatura interna 85 configurata per fissare a tenuta il gruppo modulare 3 di regolazione della restrizione attiva idraulica 30 al gruppo modulare 2 comprendente corpo cavo 10 e spillo 11 accoppiati tra loro.
Il gruppo modulare 3 di regolazione e contrasto comprende elementi elastici 72,73 configurati per applicare una predeterminata forza elastica di contrasto sullo spillo 11, volta a contrastare la forza che il componente liquido reattivo esercita sulla porzione cilindrica 41 di guida e scorrimento dello spillo 11 e di conseguenza a regolare l?entit? della restrizione idraulica 30 che si forma tra il bordo a spigolo circolare 51 della punta 45 dello spillo 11 e l?ugello 15 quando lo spigolo circolare piano 51 della punta 45 dello spillo 11 si allontana dallo spigolo 28 dall?ugello 15. In particolare, gli elementi elastici 72,73 scaricano la suddetta forza elastica di contrasto sulla porzione posteriore 40 dello spillo 11, tramite il distanziale 70.
Per ridurre la variazione di pressione al variare della portata immessa nel dispositivoiniettore 1, le molle del gruppo 3 di regolazione e controllo, le quali influenzano l?arretramento o l?avanzamento dello spillo 11 al variare della portata, devono avere un considerevole cedimento a piccole variazioni della controspinta causata dalla variazione di pressione presso la porzione estremale a punta 45. Tale risultato ? raggiungibile tramite una pila 73 di molle 72 aventi una limitata costante elastica. Pi? la costante elastica della pila di molle ? bassa, minore ? la variazione di pressione in rapporto alla variazione di portata.
Gli elementi elastici 72, nel loro insieme, definiscono una pila 73 di molle a tazza di forma disco conica 72, accoppiate in serie con superfici di appoggio reciproco alternate e impilate lungo l?asse A. Il contatto tra una molla 72 e l?altra ? del tipo puntuale, anche detto ?a lama di coltello?; pertanto, le molle a disco 72 non sono soggette a fenomeni isteretici da sfregamento durante gli stati di flessione applicati alle molle 72 stesse.
Per quanto concerne l?utilizzo di molle a disco conico 72 in quest?applicazione, il valore complessivo di costante elastica della pila 73 di molle 72 in serie varia tra 80 N/mm e 250 N/mm, preferibilmente tra 100 N/mm e 170 N/mm. Nelle molle a disco conico selezionate la costante elastica decresce durante la loro compressione. Tale costante elastica infatti diminuisce fino al 30% del valore di costante elastica iniziale, quando la deflessione delle molle raggiunge il 90%, rispetto alla condizione di deflessione a completo impaccamento. Questo effetto di variazione della costante elastica in decremento relativamente all?aumento della deflessione favorisce la stabilizzazione della regolazione della pressione al variare della portata.
Le molle a disco conico hanno vantaggi applicativi cruciali quando utilizzate per limitare la variazione di pressione in relazione alla variazione di portata che fluisce attraverso il dispositivo-iniettore 1. Le molle a disco conico 72 esercitano una forza elastica di contrasto la quale agisce esclusivamente lungo l?asse A. Contrariamente alle molle elicoidali, le molle a disco non sviluppano una componente di momento perpendicolare all?asse A, che verrebbe trasmessa alla sezione di guida 12 dello spillo 11. Tale momento, nel caso di molle elicoidali, risulta contrastato dal momento delle forze radiali contrapposte che si sviluppano lungo la sezione di guida 12 del corpo cavo 10, aumentando considerevolmente l?attrito applicato alla sezione di guida 12 da parte dello spillo 11.
Le molle a disco conico, quando sottoposte a compressione, immagazzinano una quantit? maggiore di energia elastica in funzione al volume da loro occupato, in modo da rendere minima la variazione di carico in funzione della variazione di deflessione applicata. Questa caratteristica determina una minore rigidezza delle molle a disco conico rispetto ad altri tipi di molle lineari in funzione dello spazio a disposizione per il loro alloggiamento e dell?arretramento del dispositivo-iniettore 1. Ci? le rende ulteriormente adatte a fornire una minore variazione di carico in funzione alla variazione di spostamento derivante da variazioni di portata che deve essere compensata da variazione di apertura della sezione ristretta 30.
Le molle a disco conico 72 possono scelte con dimensioni, geometrie, conicit? e spessori variabili a seconda del tipo di applicazione. Tra i suddetti numerosi vantaggi delle molle a disco rientra anche la possibilit? di sostituirle in maniera modulare in caso di manutenzione.
La pila 73 di molle a disco 72 ? appoggiata inferiormente al distanziale 70 in contatto con la porzione a codolo 40 posteriore dello spillo 11, al fine di trasmettere la forza elastica ? ? di contrasto delle molle a disco 72 quando sono in compressione, applicando allo spillo 11 la forza elastica di contrasto pre-settata precedentemente al processo di miscelazione, determinando per ogni dispositivo-iniettore 1 la portata nominale impostata e regolando il precarico delle molle 72 fino al valore di pressione necessario per una miscelazione ottimale.
Il grafico mostrato in Fig.25 mette indicativamente in relazione la sezione consigliabile dell?ugello 15 del dispositivo-iniettore 1 al valore di portata nominale attorno al quale variare la portata regolata per una pressione regolata di 150 bar.
A titolo di esempio, per una pressione regolata a 150 bar, la sezione dell?ugello 15 pu? essere correlata alla portata nominale con la seguente relazione:
(2)
? rappresenta la sezione dell?ugello 15 misurata in ?? , ? rappresenta la portata misurata in
? il coefficiente di proporzionalit? e vale
La dimensione della sezione dell?ugello 15, e di conseguenza del diametro
dell?ugello, possono essere calcolate e scelte in funzione della portata nominale attorno a cui variare la portata durante l?erogazione del componente liquido reattivo o per erogazioni successive.
Il diametro specifico dell?ugello 15, viene scelto tra una serie finita di ugelli 15 con diametro predefinito, utilizzando la taglia dell?ugello 15 che pi? si avvicina al valore di portata nominale attorno a cui far variare la portata durante l?erogazione, come illustrato a titolo di esempio nei campi delimitati dalle linee tratteggiate del grafico allegato supponendo di regolare la pressione a 150 bar .
Le molle a disco conico 72 sono impilate attorno ad un elemento di guida 77 avente una sezione longitudinale a ?T?. Tale elemento di guida 77 comprende una porzione a stelo 87 ed una porzione di testa 88. Le molle a disco 72 sono inserite sulla porzione a stelo 87 e vanno in appoggio alla porzione di testa 88. Durante la fase di composizione del gruppo modulare 3, le molle a disco 72 sono calzate sulla porzione a stelo 87 dell?elemento di guida 77. Le molle a disco conico 72 vengono pre-compresse di una certa quantit? durante la fase di settaggio delle pressioni a monte del dispositivo-iniettore 1. Superiormente alla porzione di testa 88 dell?elemento di guida 77, ? disposta una ghiera di sicurezza 75, fissata al corpo di alloggiamento 82 su una terza filettatura 86. La ghiera di sicurezza 75 ? configurata per impedire alle molle a disco 72 di fuoriuscire dal corpo di alloggiamento 82 durante la fase di smontaggio.
Un elemento di pre-settaggio 74 ? collegato superiormente alla porzione di estremit? 88 dell?elemento di guida 77 e alla pila 73 di molle a disco 72, dalla parte opposta rispetto al distanziale 70. L?elemento di guida 77 ? configurato per comprimere le molle a disco 72 di una determinata quantit? pre-settata dipendenti dalle necessarie condizioni di pressione di miscelazione.
L?elemento di pre-settaggio 74 comprende un foro a chiave esagonale 79 praticato su una testata esterna 80, grazie al quale si pu? settare l?entit? della pre-compressione delle molle a disco 72, e quindi la forza elastica di contrasto agente sullo spillo 11. Avvitando o svitando la testata 80 mediante il foro a chiave esagonale 79, rispettivamente aumenta o diminuisce il carico di compressione sulle molle a disco 72, di conseguenza la forza elastica ? ? di contrasto pre-settata agente sullo spillo 11.
Sulla superficie esterna 80 dell?elemento di pre-settaggio 74 ? ricavato un nonio radiale configurato per visualizzare le frazioni di giro del foro esagonale 79, per controllare il settaggio della forza con l?adeguata precisione e ripetitivit?.
Viene ora spiegato sinteticamente il funzionamento del dispositivo-iniettore 1.
Il dispositivo-iniettore 1 si trova in configurazione chiusa o di riposo, mostrata nelle Fig. 2 e 12, quando non ? attraversato dal flusso del componente liquido reattivo, ad esempio quando le resine reattive vengono ricircolate in bassa pressione all?esterno della testa di miscelazione 8. Quando il dispositivo-iniettore 1 ? in configurazione chiusa, come mostrato in particolare in Fig.12, la punta 45 dello spillo 11 penetra nella sezione di passaggio 22 dell?ugello 15 grazie alla forza elastica di contrasto esercitata dalle molle 72, pre-settata tramite il gruppo 3 di regolazione e controllo per impostare la pressione nominale a monte della sezione ristretta 30. In questa condizione, la porzione di collegamento 52 dello spillo 11 risulta appoggiata al bordo a spigolo circolare 28 di entrata all?ugello 15 del corpo cavo 10.
Come mostrato in Fig.23, quando il cassetto valvolare 5 ? in configurazione avanzata, le cave 6 connettono l?ugello 15 del dispositivo-iniettore 1 con i condotti di ricircolo 7. In questo modo, la portata nominale che attraversa il dispositivo-iniettore 1 ricircola attraverso i condotti di ricircolo 7 e ritorna nei rispettivi serbatoi.
Per pre-settare la pressione a monte della sezione ristretta 30 sul dispositivo-iniettore 1, l?operatore pre-dispone tramite l?elemento 74 il precarico minimo della pila 73 di molle 72 e comanda l?alimentazione della portata di settaggio attraverso il dispositivo-iniettore 1. Successivamente, l?operatore aumenta il precarico della pila 73 delle molle 72 del gruppo modulare 3 in modo da generare un?adeguata forza elastica di contrasto tale da generare, per contrasto, la pressione di riferimento riferita alla portata di riferimento che passa attraverso il dispositivo-iniettore 1, in modo da far variare le pressioni attorno al valore di riferimento quando la portata cambia rispetto al valore nominale, ovvero rispetto al valore di riferimento del cambio di portata necessario al processo di iniezione. Agendo sull?elemento di presettaggio 74, si aumenta o diminuisce il precarico delle molle a disco 72 fino ad ottenere la pressione di riferimento, letta su un manometro o sul pannello dall?operatore.
Il dispositivo-iniettore 1 risulta in funzione quando il componente liquido reattivo fluisce all?interno del corpo cavo 10, entrando attraverso le aperture d?alimentazione 16 nella camera d?ingresso 13. Il componente liquido reattivo scorre verso la sezione terminale 19, passando attraverso la sezione anulare di passaggio 27, delimitata dal risalto-turbolatore 43 e le superfici inclinate 20 della prima camera d?ingresso 13. La sezione anulare 27 di passaggio convoglia e accelera il flusso verso il risalto anulare 43. Il passaggio del componente liquido reattivo attraverso la sezione 27 a velocit? aumentata causa il distacco della vena fluida e la generazione di vortici pulsanti al di sotto del risalto-turbolatore 43. I vortici generano una pressione di tipo pulsante, e di conseguenza una forza pulsante nella direzione dell?asse A a frequenza elevata e rilevabile con un accelerometro, che genera un disturbo ad elevata frequenza sulla forza che agisce lungo l?asse dello spillo 11. I vortici sono tanto pi? intensi quanto maggiore ? la portata di componente liquido reattivo che fluisce all?interno attraverso la sezione di passaggio 27. In altre parole, la sezione anulare di passaggio 27 formata dall?accoppiamento tra risalto anulare 43 dello spillo 11 e superfici 20 del corpo cavo 10 svolge una funzione cosiddetta di ?dither? idraulico sullo spillo 11, dovuta al componente reattivo in movimento verso la camera terminale 19 e l?ugello 15.
Il passaggio del componente liquido reattivo nella sezione ristretta 27 risulta inoltre in un effetto di minore pressione sulla superficie troncoconica del risalto anulare 43A,43C dello spillo 11 in relazione alla velocit? di scorrimento che si trova prima del risalto-turbolatore 43A,43C. Questo accorgimento accentua l?effetto di ?dither? assiale sullo spillo derivante dai vortici sulla superficie inferiore del risalto-turbolatore 43A,43C e la riduzione di pressione sulla superficie troncoconica dello spillo 11 agisce come componente di forza di ulteriore contrasto alle molle 72, proporzionale alla portata, che accentua la compensazione della pressione a monte della sezione ristretta 30 al variare della portata.
La velocit? del componente liquido reattivo all?interno della sezione ristretta 27 risulta pertanto efficace nel produrre l?effetto di ?dither?, vale a dire l?effetto dovuto alla presenza di forze pulsanti a frequenze superiori rispetto a quelle meccaniche del sistema idraulico in questione. Generalmente, all?interno dei sistemi idraulici regolati, la forza oppure un movimento pulsante sono applicati con sistemi attivi tipicamente mandando un comando sinusoidale a frequenza elevata su una bobina associata allo spillo 11.
In questa applicazione, si realizza un effetto dither del tipo auto-generante passivo. Per verificare l?insorgenza di tale effetto e l?ottimizzazione del profilo del risaltoturbolatore 43 che lo genera, ? stata effettuata una sperimentazione specifica applicando un accelerometro all?esterno della sede del dispositivo-iniettore 1. L?effetto della forza pulsante cos? rilevata ? mostrato in Fig. 24.
La sperimentazione ha evidenziato che l?effetto dell?elevata frequenza delle forze pulsanti annulla gli effetti dell?attrito generato dalle tenute e dell?attrito allo scorrimento dello spillo 11 nella propria sede all?interno del corpo cavo 10, eliminando l?effetto di isteresi causato dall?attrito di primo distacco sul movimento dello spillo 11 quando adatta la propria posizione al variare della portata.
All?inizio della fase di alimentazione del componente liquido reattivo attraverso il dispositivo-iniettore 1, con il cassetto di miscelazione 5 in posizione avanzata, il flusso che arriva nella camera terminale 19 trova l?ugello 15 occluso e si accumula nella camera 19. Immediatamente la pressione del liquido si alza fino a che la forza derivante da detta pressione sulla porzione di raccordo 44 dello spillo 11 supera la predeterminata forza elastica di contrasto espletata dagli elementi elastici 72,73 in compressione, causando l?arretramento dello spigolo circolare piano 51 della punta 45 dello spillo 11, che in posizione di chiusura rimaneva inserito all?interno della sezione di passaggio 22. Quando il valore pre-settato di forza elastica di contrasto ? superato dalla forza del componente reattivo in pressione, la spillo 11 arretra rispetto all?orifizio ad ugello 15 spinto lungo l?asse A verso il gruppo 3 di regolazione e controllo. L?entit? dello spostamento dipende dal valore della differenza
tra la forza del componente liquido reattivo in pressione che spinge sulla porzione di raccordo 44 dello spillo 11 e la forza elastica di contrasto che aumenta con l?aumentare della deflessione della pila 73.
Scorrendo verso la zona posteriore, la punta 45 fuoriesce dalla sezione di passaggio
22 dell?ugello 15, come mostrato in Fig.13. Il componente liquido reattivo liquido che fluisce
nella camera terminale 19 si porta alla pressione necessaria per passare attraverso la sezione
ristretta 30 di forma troncoconica e per fluire poi in forma di getto a vena contratta attraverso
la sezione di passaggio 22 e la sezione d?uscita 24 fino alla camera di miscelazione 4, come
mostrato in Fig.18.
Come mostrato nella forma esemplificativa di Fig.22, il cassetto valvolare 5 ? posto in
condizione arretrata. In questa condizione, i getti di componenti reattivi uscenti dai dispositivi iniettori 1A e 1B si scontrano ad alta energia nella camera di miscelazione 4.
L?arretramento dello spillo 11 si porta in equilibrio con l?aumento della forza di compressione delle molle a disco conico 72 e la forza che le pressioni nelle camere 13 e 19 esercitano sulla sezione 12 di scorrimento dello spillo 11, ovvero tale che
La portata ? di un fluido che scorre all?interno di una restrizione idraulica in parete
sottile, come lo ? la sezione ristretta 30, ? definita dalla seguente formula:
(3)
( ? un coefficiente che tiene conto della restrizione ulteriore derivante dalla vena contratta del getto, 1 rappresenta la densit? del fluido rapprensenta la variazione di
pressione attraverso la sezione ristretta 30, essendo la pressione a monte del dispositivo 1,
variabile con la portata, e la pressione a valle, la sezione della restrizione, variabile in
funzione della portata. Dalla suddetta formula deriva che la seguente formula riguardante la
variazione di pressione:
(4) Come si evince dalla formula (4), per rendere minima la variazione di pressione in
funzione della variazione di portata
Una possibile strada consiste nel rendere massima la variazione di sezione ) della restrizione 30, la quale coincide con la superficie troncoconica che si forma nel momento in cui lo spigolo circolare 51 della punta 45 si allontana dal bordo a spigolo circolare 28 dell?orifizio ad ugello 15, al variare della portata. Il valore di tale area ? funzione della posizione di arretramento dello spigolo circolare 51 della punta 45 dello spillo 11 che si muove in arretramento lungo l?asse A rispetto allo spigolo 28 della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15.
La relazione matematica che lega la superficie ) della sezione ristretta 30 della restrizione e la posizione ? dello spigolo circolare 51 della punta 45 in arretramento ? la seguente:
? ? il diametro del bordo a spigolo circolare 28, della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15, ?? ? il diametro del bordo a spigolo circolare piano 51 e della superficie estremale 53 della punta 45 ? la posizione di arretramento dello spigolo piano circolare 51 della punta 45, ? ? la misura del gioco tra la punta 45 e la superficie 54 della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15, ? la misura dell?apotema della superficie troncoconica, come deducibile da Fig.14.
Se ugello 15 e spillo 11 fossero accoppiati senza gioco ? o con gioco di qualche micrometro, la sezione della restrizione 30 sarebbe pressoch? cilindrica. Nel caso di sezione cilindrica della restrizione 30, il guadagno di sezione, vale a dire la variazione di sezione in rapporto allo spostamento dello spillo 11, ovvero alla variazione di sarebbe inferiore rispetto alla geometria troncoconica che prevede un certo gioco ?, a parit? di spostamenti
della punta 45.
Il valore della superficie ) non ? influenzato dal valore dell?apertura angolare ? delle superfici 26, fintanto che l?angolo di apertura si mantiene uguale o superiore a 140?.
Oltre un certo valore della posizione di arretramento dello spigolo piano 51 della punta 45, la linea che da tale spigolo 51 ? proiettata in direzione ortogonale alla superficie 26 della camera terminale 19 inclinata con un?apertura di 140? determina la sezione pi? ristretta. Pertanto, risulta opportuno selezionare il valore ottimale di apertura angolare delle superfici 26, responsabili dell?adduzione del componente liquido reattivo all?ugello 15 della camera terminale 19 e del gioco ? tra spillo 11 e ugello 15, in modo da far funzionare il dispositivo-iniettore 1 nella condizione in cui la sezione ristretta 30 risulta determinata rispettivamente dai bordi a spigolo circolari 51 e 28.
Occorre inoltre considerare che angoli di apertura angolare ? molto ampi, per esempio oltre 170? fino ad angoli piatti, e giochi molto esigui, per esempio inferiori a qualche centesimo di mm, causano una convergenza del flusso nell?ugello 15 che richiede un a maggiore variazione di apertura dello spillo 11 per ottenere la medesima portata.
In altre parole, una contrazione di vena inferiore, ovvero coefficiente ( inferiore, richiede una sezione superiore, come si evince facilmente dalla formula (3).
Si ? pertanto scelto un valore di apertura angolare delle superfici inclinate 26 inferiore a 180?, pi? precisamente compreso tra 140? a 170?, preferibilmente tra 160? e 145?, in modo da garantire che la sezione di massimo sforzo attorno al bordo a spigolo circolare 28 dell?ugello 15 sia sufficientemente spessa da garantirne la resistenza a fatica agli sforzi di taglio e flessione a cui ? sottoposta e, contemporaneamente, per ricavare vantaggi dalla minore contrazione di vena.
Sullo spillo 11 intervengono altre azioni di spinta che favoriscono, in virt? della geometria adottata, la compensazione della variazione di pressione in funzione della variazione di portata, vale a dire la risultante delle forze sull?elemento di parzializzazione scorrevole o spillo 11 derivanti dalla portata che attraversa il dispositivo-iniettore 1:
- l?effetto Venturi sulla superficie troncoconica del risalto-turbolatore 43A e 43C a cui si somma la spinta di tipo dither derivante dal distacco di vena al di sotto del risalto-turbolatore 43A e 43C;
- l?aumento di pressione derivante dal profilo convergente tra le superfici 52 e 26; - la forza sulla superficie estremale 53 dello spillo esercitata dalla pressione del liquido durante il ricircolo nelle cave 6 e durante lo scontro tra i getti di componente liquido reattivo uscenti nella camera di miscelazione 4 da due o pi? dispositiviiniettori 1.
Dette ulteriori azioni di spinta risultano significative per portate nominali che richiedono dimensioni del diametro dell?ugello 15 superiori a 3 mm.
L?operatore pre-setta la pressione a monte del dispositivo-iniettore 1 facendo passare la portata nominale attraverso dispositivo-iniettore 1 e regolando il precarico della pila 73 di molle 72 agendo sull?elemento di settaggio del precarico 74. L?operatore imposta dunque un precarico delle molle 72 che contrasta anche le ulteriori azioni di spinta ad aprire sullo spillo 11 sopradescritte che dipendono e sono funzione della portata.
Se detta portata viene diminuita al di sotto del 70% del valore nominale di presettaggio, vale a dire diminuita di oltre il 30%, diminuiscono anche le ulteriori spinte ad arretrare agenti sullo spillo 11. Pertanto, durante l?operazione di pre-settaggio della pressione alla portata nominale, l?azione delle molle 72 precaricate agisce per chiudere la sezione di passaggio ristretta 30, che regola la pressione del liquido a monte del dispositivo-iniettore 1, con forza eccedente rispetto alla forza che servirebbe a generare la sezione ristretta necessaria ad ottenere la pressione nominale alla portata nominale in assenza di dette ulteriori componenti di spinta. In altre parole, riducendo la portata, si riducono anche le componenti di spinta ulteriore sullo spillo derivanti dalla portata nominale, perci? il precarico delle molle agisce per ridurre la sezione ristretta e, come risultato, si verifica una condizione per cui, diminuendo la portata si verifica un aumento di pressione a monte del dispositivo-iniettore, condizione che sembra anti-intuitiva.
Gli effetti di spinta aggiuntiva sullo spillo 11 si verificano in virt? della geometria adottata per le due sezioni 13 e 19 di alimentazione dell?ugello 15 e per la sezione ristretta 30.
Il contributo dovuto all?effetto Venturi consiste in una riduzione della spinta sulle superfici troncoconiche dei risalti a collare 43A o 43C. L?intensit? di tali forze dipende dalla variazione della velocit? del flusso al passaggio del liquido in pressione attraverso la sezione anulare di passaggio 27, nel caso in cui si utilizzi un risalto-turbolatore 43A e 43C di forma troncoconica. L?effetto di distacco di vena al di sotto del risalto-turbolatore 43A e 43C esercita inoltre un effetto di dither come gi? descritto.
La convergenza del flusso tra le superfici inclinate di forma troncoconica 52 e 26 genera un ulteriore spinta aggiuntiva in funzione della portata che attraversa tale sezione convergente.
L?effetto della spinta aggiuntiva sulla superficie 53 estremale dello spillo 11 deriva da un incremento della pressione su tale superfice che si verifica sia in fase di ricircolo a cassetto chiuso, sia durante lo scontro dei getti nella camera 4 di miscelazione durante la fase di miscelazione, scontro che causa la formazione di un gradiente di pressione nel getto stesso.
L?effetto di spinta sulla superficie estremale 53 diventa significativo in impianti in cui il piping di ricircolo esistente tra testa di miscelazione e serbatoio ha un volume eccedente
dove ? il volume del piping di ricircolo in cm cubici e ? la portata nominale espressa in per effetto della resistenza idraulica esercitata dal piping durante il ricircolo e in virt? della geometria scelta per il dispositivo-iniettore 1, sia in fase di ricircolo che di miscelazione quando il rapporto tra la superficie dell?ugello 15 e quello della sezione di scorrimento 12 ? superiore o uguale a 6/49. Tale effetto di spinta di entit? leggermente diversa rispetto alla condizione di ricircolo viene generato anche in fase di miscelazione a causa dello scontro dei getti nella camera 4 di miscelazione.
Dopo la fine dell?erogazione con miscelazione, il cassetto valvolare 5 ? mosso in posizione avanzata. Una valvola installata lungo la linea di alimentazione del dispositivoiniettore 1 provvede a ricircolare i componenti liquidi reattivi all?esterno della testa di miscelazione 8 e a basse pressioni. Pertanto, la forza di spinta del componente liquido reattivo derivante dalla sua pressione si riduce e la forza risultante ? tale da spingere nuovamente la punta 45 dello spillo 11 all?interno della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15. Questo movimento rappresenta la conclusione del ciclo di iniezione. Il ritorno periodico della punta 45 all?interno della sezione di passaggio 22 dell?ugello 15 svolge una funzione di pulizia meccanica dell?ugello 15. L?inserimento della punta 45 espelle i residui di componente liquido reattivo che possono essersi fermati sulla superficie cilindrica, ripristinando cos? la corretta funzionalit? dell?ugello 15. Data la ciclicit? dei processi di miscelazione, la configurazione della parte terminale del dispositivo-iniettore 1 deve garantire un?elevata resistenza agli sforzi di taglio e alla flessione del fondo del corpo cavo 10 attorno all?ugello 15. La configurazione dell?ugello 15 realizzata entro due conicit? convergenti e con una sagoma ?in parete sottile? soddisfa la suddetta necessit?. Il fondo 29 ha uno spessore sufficiente per resistere ai carichi alternati della pressione del fluido e dello spillo 11 che preme sul bordo a spigolo circolare 28 dell?ugello 15. Soprattutto durante le fasi conclusive dei cicli d?impregnazione, ? cruciale evitare che i ripetuti urti contro le superfici inclinate 26 e il bordo a spigolo circolare 28 possano causare la rottura del fondo 29 del dispositivo-iniettore 1, se lo spessore della parete fosse troppo esiguo.
La funzione di tenuta idraulica espletata dalla tenuta, la cui sede 42 ? ricavata integralmente sullo spillo 11, ? attivata dalla compressione iniziale della tenuta e dalla ulteriore pressione idrostatica del componente liquido reattivo che fluisce dalla camera 13 lungo la sezione di guida 12 fino all?interno della sede 42 e comprime ulteriormente l?anello di tenuta 31, il quale a sua volta preme sulla superficie interna dell?anello periferico 34, se presente.
Ci? porta l?anello di tenuta 31 e l?anello periferico 34, se presente, a fare tenuta sulla superficie della sede 42 e sulla superficie di scorrimento 12 nelle sezioni a cui accede il componente
liquido reattivo.
La soluzione proposta reca la tenuta nella sezione di scorrimento 41 avente sede sullo
spillo 11. Tale condizione produce molta meno forza di attrito rispetto al caso in cui la tenuta
abbia sede sulla superficie del foro di scorrimento.
La pressione del componente liquido reattivo ? integralmente trasferita all?elemento
anulare di tenuta 31, che essendo elastico va in equilibrio isostatico contro la superfice che lo
contiene all?esterno, ovvero la superficie di guida 12 oppure la superficie del rispettivo anello
in teflon che fa da interfaccia con la superficie di guida 12 dello spillo 11.
La pressione interna all?anello ? determinata dalla pressione del componente liquido reattivo che deforma l?anello di tenuta 31. L?anello 31 risulta in equilibrio assiale e radiale
determinato dalla pressione contro le superfici di contenimento.
In direzione assiale esso ritrasmette la forza della pressione del liquido lungo la superficie di contenimento assiale
(6)
rappresenta la pressione del liquido e la formula rappresenta l?area attiva
su cui tale pressione agisce, ovvero l?area dell?anello circolare che si forma tra la sezione di
scorrimento 12, avente sezione circolare di diametro e la sezione interna della cava 42,
avente sezione circolare di diametro
In direzione radiale, il liquido in pressione trasmette una forza che agisce radialmente lungo la porzione di superficie di diametro e di estensione Per ragioni di equilibrio, l?estensione sulla superficie equivalente sar? proporzionale al rapporto
Tramite considerazioni relative all?equilibrio dinamico del sistema, la forza
d?attrito allo scorrimento della tenuta e dello spillo 11 sulle superfici della sezione di scorrimento 12 ? data dalla relazione:
(7)
? il coefficiente di attrito che, in presenza di vibrazioni di dither, tende ad annullarsi. Alla luce dell?equazione (7), risulta conveniente che sia minore di ed, in particolare, che sia molto minore di J. In particolare, il rapporto tra diametro della sezione di scorrimento 12 e del diametro della cava 42 pu? variare da 1,4 a 2.
Viceversa, se la tenuta fosse installata sul foro di guida, risulta evidente dalle considerazioni sviluppate che la forza di attrito sarebbe comunque molto maggiore di quella sviluppata con sede della tenuta sullo spillo 11 e non risentirebbe direttamente dell?effetto di dither.
Da ci? risulta evidente il vantaggio che consegue dall?installare la tenuta per evitare trafilamenti lungo la superficie di scorrimento dello spillo 11 in una cava 42 ricavata sullo spillo 11 medesimo, e non in una cava ricavata lungo la sezione di guida 12 del corpo cavo 10. Infatti, se la tenuta fosse montata in una cava della sezione di guida 12, essa eserciterebbe una forza di pressione di molto maggiore e provocherebbe una forza di attrito maggiore in contrasto con lo scorrimento.
Da quanto sopra descritto risulta evidente che il dispositivo-iniettore 1 secondo l?invenzione consegue tutti gli scopi prefissati.
Risulta evidente che il dispositivo-iniettore 1 secondo l?invenzione ? di tipo modulare, con geometria assial-simmetrica specifica e forze di auto regolazione assial-simmetriche specifiche e composto da due unit? modulari con entrambe dette caratteristiche:
- il modulo di iniezione 2 che comprende il corpo cavo 10 di alloggiamento e l?elemento a spillo 11 e,
- il gruppo modulare 3 di regolazione e controllo con molle 72 a disco conico.
Il dispositivo-iniettore 1 opera secondo un principio di regolazione della pressione idraulica a monte dell?ugello 15 tramite restrizione idraulica 30 in parete sottile controllata da un sistema di tipo autoregolante-passivo - ossia privo di sistemi di regolazione attivati da energie esterne - al variare della portata attorno alle condizioni di pre-settaggio.
Grazie all?utilizzo del dispositivo-iniettore 1, le variazioni di pressione del componente reattivo, derivanti dalla variazione della portata di alimentazione che fluisce all?interno del dispositivo-iniettore 1, risultano minimizzate e annullate in condizioni specifiche.
Tale risultato ? ottenuto mediante il sistema di autoregolazione passivo che si realizza sinergicamente tramite il gruppo modulare 2, comprendente spillo 11 e ugello 15, ed il gruppo modulare 3 di regolazione e controllo della restrizione idraulica 30.
Le caratteristiche geometriche costruttive del dispositivo-iniettore 1 rendono possibile ottimizzare l?efficienza di miscelazione per turbolenza dei getti di componente liquido reattivo da miscelare nella camera di miscelazione 8. Infatti, la geometria costruttiva caratterizzata da soli due pezzi ? ugello 15 e spillo 11 ? ricavati tramite tecniche di produzione per rotazione e rivoluzione con singolo piazzamento principale, permette un centraggio assiale perfetto tra spillo 11 e ugello 15, tale da generare getti assiali e assialsimmetrici, omogenei nello sviluppo radiale e centrati verso il punto di fuoco dove i getti si scontrano e si miscelano.
Anche le forze che si sviluppano per la pressione dei liquidi e per lo scorrimento hanno caratteristiche perfettamente assialsimmetriche.
Anche il modulo 3 di regolazione e conrasto ? realizzato con dispositivi che pure hanno caratteristiche geometriche assialsimmetriche e sviluppo delle forze di reazione elastica assialsimmetriche. Entrambi i moduli 2 e 3 infine sono dotati di caratteristiche che minimizzano gli effetti di attrito di scorrimento.
Si intende che quanto ? stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, ? stato dato a puro titolo illustrativo delle caratteristiche generali del dispositivo-iniettore secondo la presente invenzione; pertanto altre modifiche o varianti potranno essere apportate al dispositivo-iniettore, o sue parti, senza con ci? fuoriuscire dall?ambito delle rivendicazioni.
In particolare, la conformazione geometrica, dimensioni, posizione, materiali che compongono una o pi? parti del dispositivo-iniettore possono essere scelte e/o ottimizzate opportunamente in base a specifiche esigenze di impiego.

Claims (39)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo-iniettore (1) per l?alimentazione di un componente chimicamente reattivo in una camera di miscelazione (4) di una testa di miscelazione (8) e per il presettaggio e la regolazione della pressione di detto componente reattivo a monte di detto dispositivo-iniettore (1), comprendente una struttura modulare (2,3) geometricamente e funzionalmente configurata in maniera assialsimmetrica, comprendente: - un corpo cavo (10) di alloggiamento e guida per un elemento (11) scorrevole di parzializzazione, estendentesi attorno ad un asse (A) di simmetria longitudinale, in detto corpo cavo (10) essendo ricavata almeno un?apertura di alimentazione (16) e un orifizio ad ugello (15) disposto per affacciarsi e comunicare con una camera (4) di miscelazione ricavata in detta testa di miscelazione (8), - detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, avente una forma a spillo con superficie estremale (53) a spigolo circolare piano (51), alloggiato e mobile scorrevolmente - lungo detto asse (A) di simmetria longitudinale - in detto corpo cavo (10) di alloggiamento e guida e configurato per variare una sezione attiva ristretta (30) di detto orifizio ad ugello (15), - detto corpo cavo (10) comprendendo una sezione di guida (12) di detto elemento (11) di parzializzazione, una camera (13) d?ingresso per il componente reattivo, su cui ? ricavata almeno una di dette aperture di alimentazione (16), e una camera (19) di convogliamento terminale di accumulo per il componente reattivo, - tra detta camera (13) d?ingresso e detta camera (19) di convogliamento terminale essendo interposto un elemento a collare (43,43A,43B,43C,43D) con funzione di turbolatore, - su detto elemento (11) di parzializzazione e controllo essendo ricavata una porzione di raccordo (44) e una porzione terminale a codolo o a punta (45) connessa a detto spigolo circolare piano (51), conformate per ricevere una pressione dal rispettivo componente polimerico immesso in detto corpo cavo (10) cos? ad allontanare detto elemento (11) di parzializzazione e controllo da detto orifizio ad ugello (15) per variare l?area di detta sezione attiva ristretta (30), - un gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare, in configurazione assialsimmetrica, accoppiabile amovibilmente a detto corpo cavo (10) e a detto elemento (11) di parzializzazione e controllo e configurato per esercitare un?azione di spinta assialsimmetrica su detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, per predisporlo in una condizione di posizione e precarico iniziale tale da adeguare detta sezione attiva ristretta (30) ad una portata e ad una pressione di riferimento di detto componente polimerico e successivamente per variare la posizione di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo per regolare detta sezione attiva ristretta (30) in funzione della variazione di portata, esplicando una forza di contrasto idonea a bilanciare la pressione esercitata da detto componente polimerico, mantenendone le variazioni entro valori contenuti, - in cui detto gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare comprende una serie di elementi elastici (72,73) impilati e intercambiabili di forma discoidale conica, configurati per esplicare un?azione elastica di contrasto tale da contenere e limitare la variazione di forza derivante dalla corsa di arretramento di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, limitando al massimo la variazione di pressione al variare della portata del rispettivo componente polimerico entrante in detto corpo cavo (10) di alloggiamento e guida, - detto gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare, detta porzione a punta (45) con bordo a spigolo circolare piano (51) e detto orifizio (15) ad ugello cooperando mutuamente per conferire a detto dispositivo-iniettore (1) una conformazione geometrica assialsimmetrica ad alto guadagno di sezione, corrispondente ad un elevato rapporto tra la variazione dell?area di sezione attiva ristretta (30) e lo spostamento o variazione di posizione longitudinale di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  2. 2. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta porzione a punta (45) a spigolo circolare piano (51) ? collegata a detta porzione di raccordo (44) tramite una porzione di collegamento (49) di forma troncoconica ed ? configurata per penetrare all?interno di o allontanarsi da detto orifizio (15) ad ugello lungo detto asse (A) di simmetria longitudinale, in modo impedire o permettere il flusso del componente reattivo in detta camera di miscelazione (4) regolando la pressione del componente reattivo a monte di detto dispositivo-iniettore (1).
  3. 3. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto spigolo circolare piano (51) di detta superfice estremale (53) ha un diametro minore del diametro della sezione di detto orifizio (15) ad ugello, in modo da formare uno spazio di gioco tra detta porzione a punta (45) e detto orifizio (15) ad ugello quando detta porzione a punta (45) ? inserita all?interno di detto orifizio (15) ad ugello.
  4. 4. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detta porzione a punta (45) con spigolo circolare piano (51) ? di forma cilindrica.
  5. 5. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto gioco
    misura un valore compreso tra l?1,5% e il 10% del diametro di detto orifizio ad ugello (15).
  6. 6. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto gioco
    misura un valore compreso tra il 2% e il 7% del diametro in modo da avere alto guadagno di sezione, corrispondente ad un elevato rapporto tra la variazione dell?area di sezione attiva ristretta (30) e lo spostamento longitudinale di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  7. 7. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui sono previste almeno due di dette aperture di alimentazione (16), ed in cui dette aperture di alimentazione (16) sono ricavate con la medesima forma e disposte secondo una distribuzione radiale simmetrica, per alimentare il flusso di componente liquido reattivo secondo una distribuzione assialmente omogenea.
  8. 8. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui su detto elemento (11) di parzializzazione ? ricavato detto risalto-turbolatore (43,43A,43B,43C,43D) a collare configurato per indurre accelerazione e turbolenza nel flusso del rispettivo componente reattivo cos? da generare vortici da distacco di vena sulla superficie sottoflusso, in modo da indurre un effetto di dither atto a ridurre fino ad annullare l?attrito di primo distacco su detto elemento (11) di parzializzazione.
  9. 9. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 8, in cui detto risaltoturbolatore (43,43A,43B,43C,43D) a collare ? posizionato tra dette una o pi? aperture d?alimentazione (16) di detta camera d?ingresso (13) e detta camera di convogliamento terminale (19) in corrispondenza di una restrizione di sezione di detta camera d?ingresso (13), su detto risalto-turbolatore (43,43A,43B,43C,43D) essendo ricavato almeno un bordo inferiore a spigolo vivo conformato per accentuare l?effetto di turbolenza e di distacco della vena fluida inducendo vortici nel flusso a valle e generare una forza di spinta variabile, pulsante ad alta frequenza, cos? da annullare l?attrito di, e l?effetto di isteresi allo spostamento su, detto elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  10. 10. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui su detto elemento (11) di parzializzazione ? ricavato un risalto-turbolatore (43,43A,43C) a collare configurato con una superficie sopraflusso con sagoma a superficie periferica troncoconica, per indurre accelerazione e velocit? su detta superficie troncoconica del flusso del rispettivo componente liquido reattivo, cos? da generare una spinta assialsimmetrica in modo da arretrare l?elemento di parzializzazione (11) per effetto Venturi in funzione della velocit? del flusso che vi scorre.
  11. 11. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui detto risalto-turbolatore (43C) a collare ? delimitato esternamente da una superficie periferica a sezione trapezioidale con almeno la superficie superiore inclinata rispetto alla direzione del flusso per indurre un aumento di velocit? e un effetto di riduzione di pressione su detta superficie.
  12. 12. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui detto risalto-turbolatore (43B) a collare ? delimitato esternamente da una superficie periferica composta da due semi-superfici (46,47) troncoconiche specchiate rispetto ad un piano ortogonale a detto asse (A) di simmetria longitudinale.
  13. 13. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 8 oppure 9, in cui detto risalto-turbolatore (43A) a collare ? delimitato esternamente da una superficie periferica cilindrica.
  14. 14. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 13, in cui detta camera terminale (19) di convogliamento, posizionata tra detto risalto-turbolatore (43) e detto orifizio (15), ? configurata per ricevere e guidare il componente liquido reattivo verso detto orifizio (15), detta camera terminale (19) essendo di forma troncoconica ed essendo delimitata da superfici inclinate (26) che convergono verso detto orifizio (15).
  15. 15. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 14, in cui dette superfici inclinate (26) sono configurate con un?apertura angolare compresa tra i 140? e i 170?.
  16. 16. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 14, in cui dette superfici inclinate (26) sono configurate con un?apertura angolare compresa tra i 145? e i 160?, al fine di generare una spinta assialsimmetrica sull?elemento di parzializzazione (11) atta ad arretrare in funzione della velocit? del flusso, per minimizzare gli effetti dissipativi sul componente reattivo in detta camera terminale (19), e garantire l?adeguata simmetria e turbolenza al getto del componente reattivo quando ? immesso in detta camera di miscelazione (4).
  17. 17. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, quando dipendenti dalla rivendicazione 2, in cui detto orifizio (15) ad ugello ? ricavato su un fondo (29) di detto corpo cavo (10) ed ? delimitato, internamente a detto corpo cavo (10), da superfici inclinate (26), detto orifizio (15) ad ugello includendo una sezione di passaggio (22) delimitata da una superficie (54) cilindrica di diametro e di lunghezza configurata per interagire e contenere detta porzione a punta (45) di detto elemento di parzializzazione (11) e una sezione di uscita (24) per il componente reattivo verso detta camera di miscelazione (4), detta sezione di uscita (24) essendo di forma troncoconica e definita da superfici (25) inclinate divergenti che si allargano verso detta camera di miscelazione (4).
  18. 18. Dispositivo iniettore (1) secondo la rivendicazione 17, in cui il rapporto tra il valore della lunghezza e il valore del diametro di detta sezione di passaggio (22) di detto orifizio (15) misura un valore compreso tra 0,1 a 0,7.
  19. 19. Dispositivo iniettore (1) secondo la rivendicazione 17, in cui il rapporto tra il valore della lunghezza e il valore del diametro di detta sezione di passaggio (22) di detto orifizio (15) misura un valore compreso tra 0,1 e 0,5, ed ? delimitato da dette superfici inclinate (25,26) in modo che detto orifizio ad ugello (15) sia configurato in ?parete sottile?, tale da non influenzare l?efficienza e la turbolenza del getto di componente reattivo uscente da detta sezione ristretta (30) e garantire la necessaria robustezza meccanica a detto fondo (29).
  20. 20. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui detti elementi elastici (72) a disco conico intercambiabili, comprendenti elementi a disco conico, sono geometricamente configurati per esercitare un?azione elastica assialsimmetrica priva di componenti radiali e per risultare mutuamente a contatto in rispettive zone puntuali cos? da risultare esenti da fenomeni di isteresi da sfregamento reciproco.
  21. 21. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui detti elementi elastici (72) di forma discoidale conica sono assemblati in serie a formare una pila (73), configurata per esercitare detta azione elastica su un distanziale (70) collegato in spinta ad una porzione posteriore (40) di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  22. 22. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 21, in cui detta porzione posteriore (40) di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo ? inserita in un foro (71) di centraggio ricavato su detto distanziale (70), in modo da centrare in spinta detto gruppo modulare (3) di regolazione e contrasto a detto corpo cavo (10) e a detto s elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  23. 23. Dispositivo-iniettore (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore complessivo di costante elastica di detta pila (73) di detti elementi elastici (72) a disco conico varia tra 80 N/mm e 250 N/mm, con coefficiente di rigidezza elastica decrescente in funzione della deflessione.
  24. 24. Dispositivo-iniettore (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore complessivo di costante elastica di detta pila (73) di detti elementi elastici (72) a disco conico varia tra 100 N/mm e 170 N/mm, con coefficiente di rigidezza elastica decrescente in funzione della deflessione.
  25. 25. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in cui detta pila (73) ? inserita in un corpo di alloggiamento (82) su cui sono ricavate una prima (85) e una seconda (84) filettatura, detta prima filettatura (85) interna essendo configurata per fissare a tenuta detto gruppo modulare (3) di regolazione e contrasto a detto corpo cavo (10) con un centraggio assialsimmetrico accoppiato tramite una sezione estremale (83) di forma cilindrica, detta seconda filettatura (84) essendo configurata per fissare detto gruppo modulare (3) a detta testa di miscelazione (8).
  26. 26. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 21 oppure secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 22 a 25, quando dipendenti dalla rivendicazione 21, in cui detto gruppo modulare (3) comprende un elemento di pre-settaggio (74) della deflessione di detta pila (73) di detti elementi elastici (72) a disco conico, collegato superiormente a detta pila (73) di elementi elastici (72) a disco conico, dalla parte opposta rispetto a detto distanziale (70), configurato per comprimere dette elementi elastici (72) a disco conico in modo da fornire una determinata azione elastica pre-settata che corrisponde al valore che genera la pressione nominale sulla sezione di ingresso del dispositivo-iniettore (1) alla portata nominale.
  27. 27. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo cavo (10) ? ricavato in un solo pezzo.
  28. 28. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti quando dipendenti dalla rivendicazione 17, in cui detta superficie (54) di detta sezione di passaggio (22) di detto orifizio ad ugello (15) e la superficie di detta sezione di guida (12) di detto spillo (11) sono ricavabili tramite tecniche di lavorazione per rivoluzione di tornitura e rettifica con un solo piazzamento, in modo da garantire il centraggio tra detta porzione a punta (45) di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo e detta superficie (54) di detto orifizio ad ugello (15) e la simmetria assiale del getto che si genera dal flusso del componente liquido reattivo all?interno di detto dispositivo-iniettore (1).
  29. 29. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le superfici interne di dette camera d?ingresso (13), di detta camera di convogliamento (19), di detto orifizio ad ugello (15) e di detta sezione di guida (12) sono ricavate tramite operazioni di tornitura con un singolo piazzamento su macchina utensile, cos? da ottenere una perfetta concentricit? tra detta sezione di guida (12), tra le superfici delimitanti dette camere (13,19) e detto orifizio ad ugello (15).
  30. 30. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sezione di guida (12) ? di forma cilindrica, ha un altezza e un diametro
    ed in cui il rapporto ? maggiore di 1.
  31. 31. Dispositivo-iniettore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui un elemento anulare di tenuta (31) ? disposto all?interno di cave anulari (42) di diametro ricavate lungo una porzione cilindrica (41) di scorrimento e guida di detto elemento (11) di parzializzazione, per evitare trafilamenti di componente liquido reattivo lungo la superficie di detta sezione di guida (12) di diametro in cui il rapporto tra detto diametro interno di dette cave anulari (42) e detto diametro di detta sezione di guida (12) ha un valore variabile da 1,4 a 2.
  32. 32. Dispositivo-iniettore (1) secondo la rivendicazione 31, in cui detto elemento anulare di tenuta (31) ? in appoggio ad un elemento anulare (34) in materiale a basso coefficiente di attrito posizionato sulla superficie di detta sezione di guida (32) in corrispondenza di detto elemento anulare (31) di tenuta.
  33. 33. Metodo per l?alimentazione di un componente chimicamente reattivo in una camera di miscelazione (4) di una testa di miscelazione (8) e per il pre-settaggio e la regolazione della pressione del componente reattivo a monte di un dispositivo-iniettore (1) mediante una struttura modulare (2,3), inclusa in detto dispositivo-iniettore (1) e geometricamente e funzionalmente configurata in maniera assialsimmetrica, detto metodo comprendendo le fasi di: a. prevedere un corpo cavo (10) estendentesi attorno ad un asse (A) di simmetria longitudinale ed in cui sono ricavati almeno un?apertura di alimentazione (16) e un orifizio ad ugello (15) disposto per affacciarsi e comunicare con detta camera (4) di miscelazione ricavata in detta testa di miscelazione (8), b. alloggiare e guidare un elemento (11) di parzializzazione e controllo scorrevole entro detto corpo cavo (10) lungo detto asse (A) di simmetria longitudinale, in cui detto elemento (11) di parzializzazione ? configurato con forma a spillo e comprende una porzione a punta o codolo (45) su cui ? ricavato uno spigolo circolare piano (51), configurato per variare una sezione attiva ristretta (30) di detto orifizio ad ugello (15), c. conformare detto corpo cavo (10) con una camera d?ingresso (13) per il componente reattivo, su cui ? ricavata almeno una detta apertura di alimentazione (16), e una camera di convogliamento terminale (19) di accumulo per il componente reattivo, d. interporre tra detta camera d?ingresso (13) e detta camera di convogliamento terminale (19) un elemento a collare (43,43A,43B,43C,43D) con funzione di turbolatore, e. conformare detto elemento (11) di parzializzazione e controllo con una porzione di raccordo (44) e una porzione terminale a punta (45) con spigolo circolare estremale piano (51) conformato per ricevere una pressione dal rispettivo componente polimerico immesso in detto corpo cavo (10) cos? da allontanare detto elemento (11) di parzializzazione e controllo da detto orifizio ad ugello (15) per variare l?area di detta sezione attiva ristretta (30), f. applicare un gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare, in configurazione assialsimmetrica, accoppiabile amovibilmente a detto corpo cavo (10) e a detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, detto gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare essendo configurato per esercitare un?azione di spinta assialsimmetrica su detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, atto a predisporlo in una condizione di posizione e precarico iniziale tale da adeguare detta sezione attiva ristretta (30) ad una portata e ad una pressione di riferimento del componente reattivo e, successivamente, per variare la posizione di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo in modo da regolare detta sezione attiva ristretta (30) in funzione della variazione di portata, esplicando una forza di contrasto idonea a bilanciare la spinta esercitata dalla pressione del componente polimerico, mantenendone le variazioni della pressione entro valori contenuti, g. conformare detto gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare, comprendente una serie di elementi elastici (72,73) impilati e intercambiabili di forma discoidale conica, per esplicare un?azione elastica di contrasto tale da contenere e limitare la variazione di forza derivante dalla corsa di arretramento di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo, limitando al massimo la variazione di pressione al variare della portata del rispettivo componente polimerico entrante in detto corpo cavo (10) di alloggiamento e guida, h. configurare detto gruppo di regolazione e contrasto (3) modulare, con detta porzione a punta (45) con detto spigolo circolare piano (51) e detto orifizio (15) ad ugello in modo che conferiscono a detto dispositivo-iniettore (1) una conformazione geometrica assialsimmetrica ad alto guadagno di sezione, corrispondente ad un elevato rapporto tra la variazione dell?area di sezione attiva ristretta (30) e lo spostamento o variazione di posizione longitudinale di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo.
  34. 34. Metodo secondo la rivendicazione 33, in cui ? previsto configurare detto dispositivo-iniettore (1) cos? da ottenere un alto rapporto di guadagno tra spostamento assiale (?) di detta porzione a punta (45) a spigolo circolare piano (51) di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo a spillo e la sezione di detta sezione attiva ristretta (30) in parete sottile di forma troncoconica definita tra detto spigolo circolare piano (51) e un bordo a spigolo circolare (28) di detto orifizio ad ugello (15) mediante un gioco costruttivo (c).
  35. 35. Metodo secondo la rivendicazione 33 oppure 34, in cui ? previsto ridurre ed azzerare le componenti di attrito allo scorrimento di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo a spillo lungo la superficie di una sezione di guida (12) di detto elemento (11) di parzializzazione e controllo ricavata su detto corpo cavo (10), dette componenti d?attrito essendo forze pulsanti assiali indotte da turbolenza da distacco di vena per effetto ?dither? originante da turbolenza lungo detto elemento a collare (43,43A,43B,43C,43D) interposto in una restrizione tra detta camera (19) di convogliamento terminale e detta camera d?ingresso (13).
  36. 36. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 33 a 35, in cui ? previsto azzerare o aumentare la pressione del componente reattivo in alimentazione a detto dispositivo-iniettore (1) misurata all?ingresso del canale di alimentazione a detto dispositivoiniettore (1) su detta testa di miscelazione (8), al diminuire della portata oltre il 30 % della portata nominale in cui l?azzeramento o un aumento di detta pressione ? ottenuto mediante integrazione della spinta assiale ad aprire generata, in fase di pre-settaggio della pressione alla portata nominale, dalla pressione del componente reattivo, integrazione in aggiunta, funzione della portata che fluisce, ottenuta mediante un risalo-turbolatore a superfice inclinata sopraflusso (43A,43C), mediante superfici convergenti (26,52) di detta camera (19) di convogliamento terminale e mediante il contributo della pressione residua a valle dei detta sezione attiva ristretta (30) che agisce sulla superficie (53) in fase di ricircolo e di miscelazione
  37. 37. Metodo secondo la rivendicazione 36, in cui ? previsto aumentare la pressione del componente reattivo in alimentazione a detto dispositivo-iniettore (1) misurata all?ingresso del canale di alimentazione di detto dispositivo-iniettore (1) installato su detta testa (8) di miscelazione, mediante integrazione della spinta assiale ad aprire generata dalla pressione di detto componente reattivo mediante il contributo della pressione residua a valle di detta restrizione variabile (30) che agisce sulla superficie estremale (53) in fase di ricircolo e di miscelazione, in particolare quando il rapporto tra la superficie di detto orifizio (15) ad ugello e quello di detta sezione di scorrimento (12) ? superiore o uguale a 6/49.
  38. 38. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 33 a 37, in cui ? previsto modificare e settare la rigidezza elastica della pila (73) di detti elementi elastici (72) a disco conico cambiando la configurazione delle molle con diametri esterni e spessori diversi.
  39. 39. Metodo secondo una della rivendicazioni da 33 a 38, in cui ? previsto detto elemento (11) di parzializzazione e controllo e detto corpo cavo (10) di detto dispositivoiniettore (1) siano ricavati in un solo pezzo per tornitura e per successiva rettifica, con un solo piazzamento che ne garantisce la rotazione attorno all?asse di piazzamento per tutte le lavorazioni relative alle superfici di scorrimento di detto spillo (11) e relative a detti spigoli (51,28) che formano detta restrizione (30) in parete sottile, cos? da garantire la perfetta assialsimmetria per generare un getto di componente liquido reattivo a valle di detto orifizio ad ugello (15) con profilo assialsimmetrico.
IT102021000012113A 2021-05-11 2021-05-11 Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi IT202100012113A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000012113A IT202100012113A1 (it) 2021-05-11 2021-05-11 Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi
EP22171215.1A EP4088899B1 (en) 2021-05-11 2022-05-02 Injector device, and related method for mixing chemically reactive components
KR1020220057182A KR20220153513A (ko) 2021-05-11 2022-05-10 화학 반응성 성분 혼합용 장비의 인젝터 장치
US17/741,007 US20220362724A1 (en) 2021-05-11 2022-05-10 Injector device for an apparatus suitable for mixing chemically reactive components
CN202210511371.0A CN115318124A (zh) 2021-05-11 2022-05-11 用于适于混合化学反应组分的设备的注射器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000012113A IT202100012113A1 (it) 2021-05-11 2021-05-11 Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100012113A1 true IT202100012113A1 (it) 2022-11-11

Family

ID=77412033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000012113A IT202100012113A1 (it) 2021-05-11 2021-05-11 Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220362724A1 (it)
EP (1) EP4088899B1 (it)
KR (1) KR20220153513A (it)
CN (1) CN115318124A (it)
IT (1) IT202100012113A1 (it)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4671942A (en) * 1983-12-13 1987-06-09 Herbert Dietachmair Mixing pistol
DE3940866A1 (de) * 1989-12-11 1991-06-13 Volker Michael Kreislaufblock fuer mischkoepfe, insbesondere parallelduesenkoepfe, fuer eine polyurethanschaeumanlage
US20020176907A1 (en) * 2000-01-20 2002-11-28 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Injection nozzle mixing heads or reaction casting machines
US6592249B1 (en) * 1998-10-21 2003-07-15 Edf Polymer-Applikation Maschinenfabrik Gmbh Device for producing and/or processing mixtures consisting of multiple constituents
GB2433904A (en) * 2006-01-07 2007-07-11 Shane Richard Wootton Pressure controlled nozzle arrangement
EP2023025A2 (de) * 2007-08-10 2009-02-11 Hennecke GmbH Konstantdruckdüse und Verfahren zum Vermischen mit derselben
US20150055434A1 (en) * 2012-04-05 2015-02-26 Lisec Austria Gmbh Method and apparatus for changing spacers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4671942A (en) * 1983-12-13 1987-06-09 Herbert Dietachmair Mixing pistol
DE3940866A1 (de) * 1989-12-11 1991-06-13 Volker Michael Kreislaufblock fuer mischkoepfe, insbesondere parallelduesenkoepfe, fuer eine polyurethanschaeumanlage
US6592249B1 (en) * 1998-10-21 2003-07-15 Edf Polymer-Applikation Maschinenfabrik Gmbh Device for producing and/or processing mixtures consisting of multiple constituents
US20020176907A1 (en) * 2000-01-20 2002-11-28 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Injection nozzle mixing heads or reaction casting machines
GB2433904A (en) * 2006-01-07 2007-07-11 Shane Richard Wootton Pressure controlled nozzle arrangement
EP2023025A2 (de) * 2007-08-10 2009-02-11 Hennecke GmbH Konstantdruckdüse und Verfahren zum Vermischen mit derselben
US20150055434A1 (en) * 2012-04-05 2015-02-26 Lisec Austria Gmbh Method and apparatus for changing spacers

Also Published As

Publication number Publication date
EP4088899A1 (en) 2022-11-16
KR20220153513A (ko) 2022-11-18
CN115318124A (zh) 2022-11-11
EP4088899C0 (en) 2023-12-27
EP4088899B1 (en) 2023-12-27
US20220362724A1 (en) 2022-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1562093B1 (de) Dosiervorrichtung
US10335864B2 (en) Clamping apparatus
US4167168A (en) Fuel injection apparatus
US20150027567A1 (en) Back pressure regulation
ITBO20090198A1 (it) Pompa carburante con una valvola di massima pressione perfezionata per un sistema di iniezione diretta
TWI615282B (zh) 調整裝置及其調整方法
KR20150045908A (ko) 내연 기관의 연료 분사 시스템용 연료 전자 인젝터
US20230167908A1 (en) Pressure-regulating valve
Shin Static and dynamic characteristics of a two stage pilot relief valve
US2981483A (en) Injector having a high flow rate ratio
JP2009030589A (ja) 内燃エンジンの燃料噴射装置のための平衡計量サーボバルブ
IT202100012113A1 (it) Dispositivo-iniettore per un'apparecchiatura idonea alla miscelazione di componenti chimicamente reattivi
CN108518293A (zh) 制造喷射器的方法以及使至少两个喷射器配合的方法
US10054113B2 (en) Adjustment device for a hydrostatic piston machine, and hydrostatic axial piston machine
US20150337814A1 (en) Adjustment Device for a Hydrostatic Piston Machine, and Hydrostatic Axial Piston Machine
ITTO930666A1 (it) Valvola dosatrice per dispositivo dosatore automatico per fluidi, in particolare vernici industriali
JP6090454B2 (ja) 圧力制御バルブ及び超臨界流体クロマトグラフ
US2989975A (en) Valve regulating the pressure drop of a liquid flowing through an aperture having a variable crosssectional area, notably for a turbine machine regulator
US9011129B2 (en) Liquid resin molding apparatus
JPH0674161A (ja) 可変ストローク式軸線方向往復動型ポンプのための出力制限制御装置
US3113808A (en) Hydraulic bearing
DE1943020B2 (de) Feindruckgeber
US11931766B2 (en) Plural material dispensing system
US3587977A (en) Fuel injection nozzle
JPH0337497A (ja) ベアリングのグリース充填装置