IT9012535A1 - Riduttore di pressione per gas con sicurezza rispetto ad una foratura della membrana - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo " Riduttore di pressione per gas con sicurezza rispetto ad una foratura della membrana”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto riduttori di pressione per gas impiegati per la fornitura di gas a pressione alle industrie ed a privati.

E’ già noto un riduttore di pressione del gas comprendente un corpo in materiale ermetico ai gas, suddiviso per mezzo di una membrana manometrica in una prima camera ed in una seconda camera. La prima camera è provvista di una conduttura d’uscita del gas e d’una conduttura di entrata munita di un otturatore. La seconda camera è munita di uno sfiatatoio che sbocca all'esterno. Su di esso è montata una molla di regolazione atta a respingere la membrana verso la prima camera, contro le forze di pressione antagoniste regnanti in questa prima camera. La disposizione è prevista in modo tale che lo spostamento della membrana, quando la differenza tra la pressione regnante nella prima camera e quella regnante nella seconda camera diventano inferiori ad una prima soglia fissata, provochi, per mezzo dell’otturatore, la chiusura della conduttura d'entrata. Se si verifica una rottura della canalizzazione a valle, la pressione nella prima camera si abbassa. Superata la prima soglia, l’otturatore torna nella propria sede e chiude la conduttura d’entrata. Se la membrana viene accidentalmente forata, il gas, in particolare se la foratura è rilevante, penetra nella seconda camera e vi si accumula poiché il flusso uscente dallo sfiatatoio è limitato. Le pressioni, tanto nella prima che nella seconda camera, aumentano fino alla pressione massima di ammissione. Non si ha più una espansione del gas. Le utenze a valle, ricevono dunque del gas ad una pressione troppo forte, tale da provocarne il deterioramento.

L’oggetto dell'invenzione ovvia questo inconveniente per mezzo di un riduttore di pressione che nel caso di una foratura nella membrana interrompe il flusso di gas fornito dal riduttore di pressione .

Secondo l’invenzione sono forniti mezzi d’azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio quando la pressione nella seconda camera supera una seconda soglia fissata. Immediatamente, quando la pressione nella seconda camera supera la seconda soglia fissata, le pressioni del gas nella prima e nella seconda camera diventano eguali. Grazie alla forza della molla dì regolazione applicata sulla membrana, questa si sposta verso la prima camera. Tale spostamento provoca la chiusura dell'otturatore. Il riduttore di pressione per gas non eroga più.

Secondo una variante i mezzi di azionamento rapido d’aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono mezzi di chiusura dello sfiatatoio. Secondo un'altra variante tali mezzi di azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono unicamente mezzi di riduzione della sezione trasversale dello sfiatatoio, per esempio almeno ad un quinto del suo valore iniziale e, di preferenza, ad un decimo di questo, di modo che il riduttore di pressione non eroghi più e il gas accumulato nelle camere e nella canal izzazione a valle possa defluire a poco a poco nell 'atmosfera.

I mezzi d'azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono, vantaggiosamente , una parte mobile spostata per azione delle forze dovute alla pressione regnante nella seconda camera, quando la seconda soglia è superata e destinata a cooperare con una parte fissa. Secondo una variante, la parte mobile e la parte fissa supportano, rispettivamente, delle caiamite che si attirano quando lo spostamento le ha sufficientemente ravvicinate. Secondo un'altra variante la parte mobile è un elemento a scatto simile ad una lama a scatto avente due posizioni stabili, una in cui lo sfiatatoio è aperto e l'altra in cui è chiuso o, per lo meno, chiuso per nove decimi. Un vantaggio consiste nel disporre le caiamite in modo che non siano a contatto con il gas, onde evitare tutte le conseguenze provocate da un effetto elettrostatico.

E’ vantaggioso montare una molla di richiamo che si opponga all’azione dei mezzi di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio fintanto che la pressione regnante nella seconda camera rimane al di sotto della seconda soglia fissata. Anche capovolgendo il riduttore di pressione, la parte mobile non può arrivare, per effetto della forza di gravità, sufficientemente vicina alla parte fissa per provocare lo scatto dei mezzi di aumento della perdita di carico, poiché la molla mantiene la parte mobile a distanza dalla parte fissa. Soltanto quando forze di pressione ben piti rilevanti prevalgono notevolmente sulla forza esercitata dalla molla di richiamo sulla parte mobile, che quest’ultima si avvicina sufficientemente alla parte fissa, provocandone il disinnesto .

Per prevenire gli effetti d'un urto sul riduttore di pressione è previsto un ammortizzatore, in particolare un ammortizzatore a fluido, montato in modo da opporsi transitoriamente all'azione dei mezzi di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio. La compressione dell'aria dell ’ammortizzatore ritarda lo spostamento della parte mobile verso quella fissa e, dato che le forze tendenti a provocare tale spostamento sono transitorie, poiché dovute ad un urto unico od ad una vibrazione, la parte mobile permane lontana dalla parte fissa, la molla di richiamo contribuendo egualmente a richiamare la parte mobile.

Di preferenza 1'ammortizzatore definisce uno spazio stretto di passaggio della aria, avendo questo spazio una sezione variabile che aumenta gradualmente nella misura in cui si tende verso la posizione nella quale i mezzi d'aumento della perdita di carico entrano in azione.

I riduttori di pressione per gas di tale tipo comprendono, in generale, un meccanismo di ripristino destinato a spostare l'otturatore dalla propria sede, dopo che vi è stato applicato, perchè la pressione nella prima camera è diventata inferiore alla prima soglia fissata, o perchè vi si è instaurata una sovrapressione. Vantaggiosamente i mezzi di azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio sono montati in modo da bloccare il meccanismo di ripristino, quando i predetti mezzi ad azionamento rapido hanno concluso la propria azione. Non è quindi più possibile ripristinare il riduttore di pressione se la membrana è forata.

Si può tuttavia montare questo meccanismo di ripristino in modo da impedire ai predetti mezzi di azionamento rapido d'aumento della perdita di carico nello sfiatatoio, di agire mentre il meccanismo è in posizione di ripristino. Ristabilendo il flusso nel riduttore di pressione, l’otturatore si sposta dalla propria sede provocando così lo spostamento della membrana verso la seconda camera con compressione della molla di regolazione ivi situata, e soprattutto un aumento della pressione che vi regna, il chè può provocare il disinnesto intempestivo , conseguente a questo fenomeno transitorio, dei mezzi di azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio. Il meccanismo di ripristino vi si oppone.

Nei disegni allegati aventi unicamente carattere esemplificativo

la fig.1 è uno schema in sezione di un riduttore di pressione secondo l’invenzione;

le figure 2 e 3 sono viste in sezione della parte dello sfiatatoio di questo riduttore di pressione quando i mezzi ad azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio sono, nella fig.2, in posizione di riposo e nella fig.3 in posizione di disinnesto;

la fig.4 è una vista in sezione di una variante di realizzazione dello sfiatatoio;

la fig.5 illustra un’altra variante;

la fig.6 rappresenta schematicamente una forma costruttiva illustrante la cooperazione del meccanismo di ripristino e dei mezzi di azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio e

la fig.7 illustra un’ulteriore variante.

Il riduttore di pressione per gas illustrato nella fig.l comprende un corpo 1 a tenuta stagna, suddiviso mediante una membrana 2 in una prima camera 3 ed in una seconda camera 4. La prima camera presenta una conduttura d’entrata 5 con otturatore 6 atto ad appoggiarsi ad una sede 7 ed una conduttura di uscita 8. Una molla di regolazione 9, alloggiata nella seconda camera 4, tende a respingere la membrana 2 in direzione della prima camera 3. Un meccanismo a leva 10 collega la membrana 2 con l'otturatore 6 in modo tale che lo spostamento della membrana 2 in direzione della prima camera 3 tenda ad avvicinare l'otturatore 6 alla sua sede 7. Quando la differenza tra la pressione nella prima camera 3 e quella nella seconda camera 4 diventa inferiore ad una prima soglia fissata, l’otturatore 6 chiude la conduttura 5 .

Uno sfiatatoio 11 mette la seconda camera 4 in comunicazione con l'esterno. Un meccanismo di ripristino 12, di tipo tradizionale, permette per mezzo di una camma 13 agente su un perno 14, di allontanare, grazie al meccanismo di comando 10, l’otturatore 6 dalla sua sede 7.

Nella fig.l un'asta 15 facente parte dei mezzi ad azionamento rapido d’aumento della perdita di carico nello sfiatatoio più sotto descritti, serve da arresto ad un segmento del meccanismo di ripristino 12, impedendo il passaggio in posizione di ripristino se l'asta 15 fuoriesce.

Lo sfiatatoio illustrato nelle figure 2 e 3 è costituito da un raccordo 17 del corpo 1, sul quale è avvitato un tubo filettato 18 avente uno spallamenio 19. Sulla faccia anulare libera frontale del raccordo 17 è posta una coppa 20 munita di diversi fori 21 e d’un orificio 22. Sul fondo della coppa 20, più distante dal raccordo 17, è fissata una calamita 23 di forma anulare. Questo lato è in contatto con una molla di richiamo 24, l’altra estremità della quale poggia sulla faccia interna dello spallamento 19. Il tubo 18 comprende una parte sporgente 25 rivolta verso la calamita 23 e avente, contrapposta, una calamita 26 di forma anulare. La distanza tra la calamita 23 e la calamita 26 è, come risulta dalla figura 2, tale da non attirarsi. L’asta 15 sporge dalla coppa 20 e passa nel tubo 18 per sboccare all’esterno.

Nella fig.3 si vede che nella membrana si è prodotta una foratura. La pressione nella camera 4 ha superato una seconda soglia fissata. Per effetto della pressione del gas, la coppa mobile 20 si è spostata rispetto al tubo 18 fisso. Quando la distanza tra le caiamite 23 e 26 si è sufficientemente ridotta, si verifica una rapida reciproca attrazione delle stesse. I fori 21 non sboccano più verso l'esterno tramite il tubo 18. Le pressioni nelle due camere 3, 4 diventano notevolmente eguali.

Da quel momento la membrana 2 ( figura 1) si abbassa per effetto della molla 9. Il meccanismo di comando 10 porta l'otturatore 6 sulla sua sede 7. Il riduttore di pressione cessa di erogare.

Nella figura 4 il tubo 18 si prolunga con un gomito 27 e le due caiamite 23, 26 sono alloggiate in un prolungamento 28 all'esterno del tubo 27 che definisce il percorso del gas verso l’esterno. La calamita 23 è collegata mediante un'asta 29 alla coppa 20. Vi è dell'aria imprigionata nello spazio 30 compreso tra le due caiamite 23 e 26, ma può uscirne attraverso lo spazio stretto 31 esistente tra la calamita 23 e la faccia interna del prolungamento 28. Questo spazio stretto 31 è a sezione variabile aumentante gradualmente con lo spostamento della coppa 20 verso la parte sporgente 25. Se il riduttore di pressione è capovolto, la molla 24 impedisce alla coppa 20 di avvicinarsi alla parte sporgente 25, a dispetto della forza di gravità. Soltanto quando la pressione nella seconda camera 4 prevale notevolmente rispetto alla forza della molla 24, può aver luogo il disinnesto .

Nel caso di un urto o di una vibrazione facenti sì che la coppa 20 tenda ad essere proiettata bruscamente verso la parte sporgente 25, la camera 30 che costituisce un ammortizzatore a fluido, si oppone transitoriamente a questo movimento, finché l'aria non è uscita attraverso lo spazio 23. I mezzi ad azionamento rapido per l’aumento della perdita di carico, costituiti notoriamente dalle due caiamite 23 e 26 non si distaccano quindi con un urto minimo, ma quando la pressione nella seconda camera 4 applica alla coppa 20 delle forze permanenti, l'aria contenuta nella camera 30 esce attraverso lo spazio 23 e le caiamite 23 ,26 possono avvicinarsi reciprocamente tanto più velocemente quanto più aumenta la sezione dello spazio ristretto 31.

Nella figura 5 le caiamite sono state sostituite da una lama a scatto 32 in grado di assumere una posizione di riposo rappresentata da linee piene, e una posizione di disinnesto, rappresentata con linee a tratti e punti, presentando la lama fori 33 che permettono il passaggio del gas.

Nella figura 6 è rappresentata schematicamente, come nella figura 1, una variante del riduttore di pressione secondo l'invenzione. In questo caso il segmento 16 impedisce all’asta 15 di uscire, quando il meccanismo 12 di ripristino è in posizione di ripristino vale a dire quando l'otturatore 6 è spostato dalla sede 7 al momento del ristabilimento del flusso del riduttore di pressione. I mezzi ad azionamento rapido d'aumento della perdita di carico nello sfiatatoio sono quindi bloccati anche se, per effetto di. un fenomeno transitorio, la pressione nella seconda camera 4 diventa troppo grande.

La fig.7 illustra una forma costruttiva particolarmente semplice. Due lame 35, 36 sono montate in modo basculante in cavità del tubo 18 e incernierate su un perno 37 solidale con lo spostamento della coppa 20. Una molla di trazione 34 è agganciata con le sue due estremità alle lame 35, 36. La posizione delle lame 35, 36, indicate con linee a tratti e punti corrispondono alla posizione di disinnesto.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ridutttore di pressione per gas comprendente un corpo (1), suddiviso da una membrana (2) in una prima camera (3) munita di una conduttura di uscita (8) e d’una conduttura di entrata (5) fornita di un otturatore (6), ed in una seconda camera (4) avente uno sfiatatoio (11) in cui è montata una molla di regolazione (9) in modo tale da respingere la membrana (2) in direzione della prima camera (3) contro le forze di pressione antagoniste che vi regnano, ed essendo disposta in modo che lo spostamento della membrana (2), quando la differenza tra la pressione nella prima camera (3) e quella nella seconda camera (4) diventano inferiori ad una prima soglia fissata, provocando la chiusura della conduttura d'entrata (5) mediante l’otturatore (6), caratter izzato da mezzi ad azionamento rapido aumentanti la perdita di carico (23, 26) nello sfiatatoio (11) quando la pressione nella seconda camera (4) supera una seconda soglia fissata.
2. 2. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 1, caratter izzato dal fatto che i mezzi ad azionamento rapido d’aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono mezzi di chiusura dello sfiatatoio.
3. 3. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi ad azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono mezzi riducenti la sezione trasversale dello sfiatatoio.
4. 4. Riduttore di pressione per gas secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi ad azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio comprendono una parte mobile (20) spostata per azione di forze dovute alla pressione regnante nella seconda camera (4), quando la seconda soglia è superata e destinata a cooperare con una parte fissa.
5. 5. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la parte mobile (20) e la parte fissa (18) presentano ciascuna delle calamite (23, 26) che si attirano reciprocamente.
6. 6. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la parte mobile è un elemento a scatto (32).
7. 7. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che l'elemento a scatto è costituido da due lame (35, 36), a ciascuna delle quali sono agganciate le estremità di una molla (34).
8. 8. Riduttore di pressione per gas secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che le caiamite (23, 26) sono disposte in modo da non essere a contatto con il gas.
9. 9. Riduttore di pressione per gas secondo una delle rivendicazioni da 1 o 3 fino ad 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi ad azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio sono tali da ridurre la sezione trasversale dello sfiatatoio ad almeno un quinto del suo valore iniziale.
10. 10. Riduttore di pressione per gas secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratter izzato da una molla (24) montata in modo da opporsi all’azione dei mezzi di azionamento rapido di aumento della perdita di carico nello sfiatatoio fintanto che la pressione regnante nella seconda camera (4) è inferiore alla seconda soglia fissata.
11. 11. Riduttore di pressione per gas secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da un ammortizzatore (30) montato in modo da opporsi temporaneamente all'azione dei mezzi ad azionamento rapido di aumento della perdita di carico.
12. 12. Riduttore di pressione per gas secondo una delle precedenti rivendicazioni, comprendente un meccanismo di ripristino (12) destinato a spostare l’otturatore (6) dalla sua sede (7), caratterizzato dal fatto che i mezzi ad azionamento rapido (15) sono montati in modo da bloccare il meccanismo di ripristino (12) quando i suddetti mezzi hanno ultimato la propria azione.
13. 13. Riduttore di pressione per gas secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un meccanismo di ripristino (12) destinato a spostare l'otturatore (6) dalla sua sede (7), caratterizzato dal fatto che il meccanismo di ripristino (12) è montato in modo da impedire l'azione dei predetti mezzi fintanto che il meccanismo è in posizione di ripristino .