ITBO20110599A1 - Valvola oleo-idraulica - Google Patents

Description

VALVOLA OLEO-IDRAULICA

La presente invenzione ha per oggetto una valvola limitatrice di pressione.

In particolare, tale valvola à ̈ una valvola oleoidraulica, definente un dispositivo di limitazione delle sovrappressioni pericolose nei condotti, ovvero negli impianti oleo-idraulici.

In particolare, la presente invenzione riguarda una valvola in grado di limitare, in un circuito idraulico, la massima pressione (funzione cosiddetta “anti-urto†). In altre parole tale valvola limitatrice impedisce che, nel circuito idraulico in cui risulta inserita, venga superato un valore prestabilito di sovrappressione.

Sono già note valvole oleoidrauliche limitatrici di pressione atte ad essere inserite in un circuito idraulico per separare (ovvero isolare a tenuta) una porzione (o zona) del circuito idraulico di alta pressione da una porzione (o zona) del circuito idraulico di bassa pressione.

Tali valvole sono inserite all’interno di una sede di alloggiamento.

Tali valvole comprendono un corpo valvola ed un corpo otturatore (o più semplicemente otturatore), disposti all’interno della sede di alloggiamento.

In particolare l’otturatore à ̈ scorrevole rispetto al corpo valvola lungo una prima direzione di sviluppo longitudinale, ovvero assiale, fra una posizione di chiusura in cui l’otturatore à ̈ attestato su una relativa sede del corpo valvola ed una posizione di apertura in cui il corpo otturatore non à ̈ attestato sulla suddetta sede e viene a definirsi fra stelo e corpo valvola una regione di passaggio del fluido.

Il corpo valvola reca praticato un foro centrale, che definisce la regione di passaggio del fluido; lo stesso corpo valvola può portare una guida dello stelo dell’otturatore, che permette gli spostamenti assiali di questo ultimo.

L’otturatore comprende una porzione sostanzialmente conica o sferica – ovvero testa - di riscontro del corpo valvola ed uno stelo di forma allungata, sviluppantesi a partire da tale testa.

Lo stelo del corpo otturatore à ̈ provvisto di una porzione filettata, distale rispetto alla testa.

La valvola comprende, ulteriormente, una bussola di centraggio / guida e di bloccaggio dello stelo,, scorrevole rispetto alle pareti della sede di alloggiamento della valvola stessa.

La bussola di centraggio / bloccaggio à ̈ provvista di un foro filettato entro cui viene avvitato e bloccato lo stelo.

Tale valvola comprende altresì una molla, sviluppantesi longitudinalmente ovvero assialmente lungo la prima direzione.

Si osservi che la molla risulta disposta fra la bussola e il corpo valvola.

Tale valvola normalmente isola una regione del circuito oleo-idraulico in alta pressione da una regione in bassa pressione (otturatore in posizione di chiusura) ed à ̈ configurata per mettere in comunicazione la regione di alta pressione con quella di bassa pressione (otturatore in posizione di apertura) se la pressione relativa fra il condotto di alta pressione e di bassa pressione à ̈ superiore ad un predeterminato valore di pressione di intervento della valvola (corrispondente, generalmente, ad una condizione di sovrappressione ovvero urto nel circuito di alta pressione).

Si osservi che il pre-carico della molla (compressione della molla in assenza di pressione differenziale fra regione di alta e bassa pressione) determina il valore della pressione di intervento (valore della pressione differenziale fra regione di alta e bassa pressione). Pertanto, in tale valvola, à ̈ fondamentale una corretta regolazione del precarico della molla (cosiddetta taratura della valvola) affinché il corpo otturatore venga movimentato dalla posizione di chiusura a quella di apertura per una prestabilita pressione differenziale fra regione di alta pressione e di bassa pressione, corrispondente alla pressione desiderata di intervento. Si noti che tale precarico coincide con la forza elastica sviluppata dalla molla quando compressa alla prima lunghezza di lavoro, in genere prefissata dalle condizioni al contorno per ogni taglia di valvole.

Secondo la tecnica attuale, la taratura della valvola viene eseguita in opera, ovvero collegando la valvola ad un circuito “di collaudo†fra una zona di alta pressione ed una zona di bassa pressione.

Tale procedimento di taratura prevede di avvitare la bussola allo stelo in una prestabilita posizione, di inserirla all’interno della sede e di applicare una predeterminata pressione relativa fra il circuito di alta e bassa pressione corrispondente al valore desiderato di pressione di intervento.

Tale procedimento di taratura viene iterato fintantoché l’otturatore non mette in comunicazione le due zone di alta e bassa pressione in corrispondenza del valore impostato (richiesto) di pressione differenziale fra le due regioni di alta e di bassa pressione.

Pertanto, ad oggi, tale procedimento di taratura richiede tempi particolarmente lunghi per assicurare una elevata precisione della taratura della valvola.

In aggiunta, una valvola così configurata si presenta piuttosto complicata e richiede elevate tempistiche di assemblaggio.

Un ulteriore inconveniente riscontrato in tale tipologia di valvole à ̈ quello di non garantire una affidabilità elevata, ovvero una stabilità di funzionamento elevata; infatti, tale valvola non à ̈ in grado di garantire nel tempo che l’apertura della valvola avvenga in corrispondenza del valore di intervento per cui la valvola à ̈ stata tarata (in accordo con il procedimento sopradescritto).

Tale problematica à ̈ in parte risolta adottando ulteriori sistemi di bloccaggio contro lo svitamento della coppia filettata, che tuttavia complicano ulteriormente la struttura e l’assemblaggio della valvola stessa.

Tale inconveniente à ̈ particolarmente sentito nelle applicazioni dove la precisione di apertura à ̈ un requisito essenziale.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di rendere disponibile una valvola (oleo-idraulica) limitatrice di pressione che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, Ã ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione una valvola (oleo-idraulica) limitatrice di pressione che sia semplice, poco costosa, altamente affidabile e stabile ed un metodo per la realizzazione di detta valvola.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dalla valvola limitatrice di pressione (e dal procedimento per realizzare la valvola stessa) oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

In particolare, la valvola limitatrice di pressione secondo il trovato à ̈ inseribile in una sede di un circuito idraulico disposta fra una zona di alta pressione ed una zona di bassa pressione e comprende: un corpo valvola configurato per accoppiarsi a tenuta con le pareti di detta sede e definente internamente un passaggio per un fluido; un otturatore avente uno stelo e una testa di otturazione connessa a una prima estremità dello stelo e mobilmente accoppiato al corpo valvola per spostarsi lungo una direzione longitudinale ovvero assiale di sviluppo dello stelo da una posizione di chiusura del passaggio, in cui la testa à ̈ accoppiata a tenuta con il corpo valvola, a una posizione di apertura del passaggio e viceversa, in un verso di apertura e di chiusura, rispettivamente; una bussola, accoppiata a detto stelo dell’otturatore in una seconda estremità dello stesso; una molla, interposta fra la bussola e il corpo valvola e configurata per esercitare una forza su detto otturatore lungo detta direzione longitudinale ovvero assiale, nel verso di chiusura.

Secondo l’invenzione, detta bussola à ̈ bloccata irreversibilmente a detto stelo mediante una connessione meccanica priva di filettature, in una posizione longitudinale (ovvero assiale) prestabilita dello stelo stesso, in modo che la molla eserciti sull’otturatore una forza di valore prestabilito, quando l’otturatore à ̈ nella posizione di chiusura.

Definiamo “lunghezza iniziale di lavoro Li†la lunghezza della molla quando l’otturatore à ̈ nella posizione di chiusura.

Il metodo per la realizzazione di una valvola limitatrice di pressione secondo il trovato comprende le seguenti fasi: predisposizione di un corpo valvola definente internamente un passaggio per un fluido e configurato per accoppiarsi a tenuta ad una sede di un circuito idraulico disposta tra una zona di alta pressione ed una zona di bassa pressione; predisposizione di un otturatore comprendente uno stelo ed una testa di otturazione connessa ad una prima estremità dello stelo; accoppiamento dell’otturatore al corpo valvola in modo che l’otturatore risulti mobile lungo una direzione longitudinale ovvero assiale di sviluppo dello stelo da una posizione di chiusura del passaggio, in cui la testa à ̈ accoppiata a tenuta con il corpo valvola, a una posizione di apertura del passaggio e viceversa, in un verso di apertura e di chiusura, rispettivamente; predisposizione di una bussola e di una molla interposta fra la bussola e il corpo valvola in modo che (la molla) eserciti una forza su detto otturatore lungo detta direzione longitudinale ovvero assiale, nel verso di chiusura; accoppiamento della bussola allo stelo dell’otturatore in una seconda estremità dello stesso.

In particolare, si osservi che lo stelo definisce una porzione prestabilita (in detta seconda estremità) predisposta (mediante opportune lavorazioni meccaniche o accorgimenti per migliorare la presa) per l’accoppiamento con la bussola.

Secondo l’invenzione, tale metodo comprende una fase di schiacciamento della molla fra la bussola e il corpo valvola, ad una compressione corrispondente ad un valore di forza prestabilito, e prevede che detto accoppiamento della bussola allo stelo venga effettuato con un bloccaggio irreversibile, mediante una connessione meccanica priva di filettature, in una posizione longitudinale (ovvero assiale) dello stelo.

Preferibilmente, la bussola (ed eventualmente altri componenti della valvola) sono dimensionati in modo che, quando la bussola à ̈ vincolata allo stelo in detta posizione longitudinale, la molla abbia la lunghezza prestabilita (corrispondente al valore di forza prestabilito) e, contemporaneamente, la bussola sia connessa allo stelo in una zona prestabilita (configurata in modo da essere particolarmente idonea alla connessione con la bussola).

In altre parole, il metodo prevede le seguenti fasi: a) una fase di compressione della molla fra la bussola e il corpo valvola, fino a raggiungere sia la forza prestabilita, sia la posizione assiale necessaria ad alcuni componenti della valvola per riscontrarsi durante la apertura forzata dell’otturatore nel collaudo non distruttivo del bloccaggio, per assicurare contemporaneamente la massima apertura della valvola durante il suo funzionamento, mantenendo in entrambe le condizioni e posizioni dell’otturatore la tensione massima della molla M1 ad un valore inferiore al limite di resistenza a rottura-snervamento ammissibile del materiale;

b) una fase in cui la bussola e lo stelo sono bloccati reciprocamente in modo irreversibile, mediante una connessione meccanica priva di filettature, in una posizione assiale dello stelo tale da soddisfare le suddette condizioni.

Ancora, si osservi che secondo l’invenzione à ̈ prevista la predisposizione di una serie di corpi valvola configurati per accoppiarsi a tenuta alla sede idonea di un circuito idraulico disposta tra una zona di alta pressione ed una zona di bassa pressione, sia di una guida per lo stelo di opportune dimensioni.

Inoltre à ̈ prevista la predisposizione di uno o più otturatori della stessa lunghezza totale comprendenti uno stelo ed una testa di otturazione, preferibilmente sferica o conica, connessa ad una prima estremità dello stelo.

Inoltre à ̈ previsto l’accoppiamento dell’otturatore al corpo valvola in modo che l’otturatore risulti mobile lungo la direzione assiale dello stelo, da una posizione di chiusura del passaggio, in cui la testa à ̈ accoppiata a tenuta con il corpo valvola, a una posizione di apertura del passaggio, durante il funzionamento, e viceversa, in un verso di apertura e di chiusura, rispettivamente; la predisposizione di una serie di bussole dimensionate per le varie condizioni di taratura ed al contorno.

Definiamo famiglia/taglia della valvola l’insieme delle valvole atte ad operare su una portata massima prestabilita di fluido (olio).

In questa luce, à ̈ prevista, per ogni famiglia/taglia di valvole secondo il trovato, la predisposizione di una serie di molle tali che, compresse fra la bussola e il corpo valvola posti nella posizione predeterminata dei componenti per il montaggio e bloccaggio, esercitino sull’otturatore una forza assiale, nel verso di chiusura, pari ad una corrispondente forza di intervento (corrispondente alla pressione di taratura desiderata). Ciascuna delle molle di tale serie di molle (predisposte per una prestabilita famiglia di valvole) à ̈ preferibilmente configurata per soddisfare le seguenti specifiche tecniche:

- sia possibile assestare la molla ad una lunghezza minore della sua lunghezza nella posizione di massima apertura di funzionamento, ma maggiore della lunghezza minima consentita (spazio minimo tra le spire);

- la tensione torsionale nella fase di assestamento sia minore della tensione limite del materiale della molla ammessa per tale operazione;

- sia assicurata la massima apertura di funzionamento della valvola in condizioni di elevata sicurezza per la resistenza della molla.

Inoltre, à ̈ previsto il bloccaggio meccanico senza filettatura della bussola sullo stelo dell’otturatore nella estremità dello stesso opposta alla testa.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una vista in sezione di una preferita forma di realizzazione della valvola oggetto dell’invenzione in una configurazione di chiusura;

- la figura 2 illustra una vista in sezione di una preferita forma di realizzazione della valvola oggetto dell’invenzione in una configurazione di apertura;

- le figure 3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c; 5a, 5b, 5c illustrano rispettive viste laterali, in pianta ed in sezione di differenti forme di realizzazione di un particolare della valvola di cui alle figure 1 e 2;

- la figura 6 illustra una vista schematica della valvola di cui alle figure 1 e 2;

- la figura 7 illustra una vista schematica in prospettiva di differenti forme di realizzazione di un particolare della valvola di cui alle figure 1 e 2;

- le figure 7A e 7B illustrano ciascuna varie viste di tre forme di realizzazione di particolari della valvola oggetto dell’invenzione;

- la figura 8 illustra una vista schematica dell’apparecchiatura di taratura di una valvola secondo l’invenzione.

Con il riferimento numerico 1 Ã ̈ stata indicata una valvola limitatrice di pressione per circuiti oleoidraulici oggetto della presente invenzione.

Tale valvola 1, nelle figure 1 e 2, risulta disposta in un circuito oleo-idraulico.

In particolare, la valvola 1 risulta interposta fra una zona di alta pressione PA, e una zona di bassa pressione PB.

Normalmente (ovvero nel normale funzionamento del circuito idraulico) la pressione della zona PA di alta pressione à ̈ superiore a quella della zona PB di bassa pressione.

Nella figura 1 Ã ̈ illustrato un corpo di contenimento 2 della valvola 1 in cui sono evidenziate le due zone, rispettivamente di alta pressione PA e di bassa pressione PB.

Il corpo di contenimento 2 reca praticata una sede 3 di alloggiamento della valvola 1.

La valvola 1 (ovvero i componenti della valvola 1 che verranno introdotti e meglio descritti nel prosieguo) risultano disposti all’interno della sede 3 del corpo di contenimento 2.

Si osservi (figura 1) che il corpo di contenimento 2 prevede, internamente, una conduttura 24 definente la zona PA di alta pressione ed una conduttura 25 definente la zona PB di bassa pressione.

A tal proposito si osservi che la sede 3 Ã ̈ ricavata nella regione in cui la conduttura 24 del corpo di contenimento 2 si collega alla conduttura 25 del corpo di contenimento 2.

Tale sede 3 Ã ̈ chiusa superiormente da un tappo 23 di chiusura.

In questa luce, si osservi che il tappo 23 di chiusura à ̈ fissato amovibilmente al corpo di contenimento 2 (preferibilmente avvitato), per consentire l’inserimento o la rimozione della valvola 1 dal corpo di contenimento 2.

Preferibilmente, il tappo 23 ha la forma di una tazza rovesciata.

Una guarnizione 26 Ã ̈ interposta fra il tappo 23 ed il corpo di contenimento 2 per effettuare una chiusura a tenuta della sede 3.

Nel prosieguo verranno descritti i componenti della valvola 1 oggetto dell’invenzione, disposti all’interno della sede 3.

Tali componenti verranno descritti con riferimento ad una configurazione di montaggio della valvola 1 (ovvero con riferimento ad una configurazione di utilizzo della valvola 1), come illustrata nella figura 1.

La valvola 1 comprende un corpo valvola 4 ed un otturatore 8.

Secondo il trovato, il corpo valvola 4 Ã ̈ configurato per accoppiarsi a tenuta con le pareti di detta sede 3 e definisce internamente un passaggio 11 per un fluido fra le due zone (AP, BP) di alta e bassa pressione.

Si osservi che la sede 3 reca praticata una superficie conica di tenuta, definente uno svaso 13; l’otturatore 8 si accoppia a tenuta con le pareti di tale superficie conica di tenuta (o svaso) 13.

Preferibilmente e non limitatamente, il corpo valvola 4 comprende due elementi fra loro accoppiabili, rispettivamente un primo elemento 16 ed un secondo elemento 17.

Il primo elemento 16 Ã ̈ configurato per riscontrare le pareti della sede 3 ed effettuare una tenuta su tali pareti.

Si osservi che tale primo elemento 16 prevede un foro 11 centrale, definente una sede 14 in cui si attesta l’otturatore 8 (come verrà meglio descritto nel prosieguo) per consentire una chiusura della luce di passaggio definita dal foro 11 stesso.

Inoltre tale primo elemento 16 comprende fori periferici 39 di passaggio del fluido.

Tali fori 39 sono disposti a raggiera attorno all’asse valvola.

Si osservi dalla figura 1 che, nell’uso, una prima superficie 6 (inferiore con riferimento alla figura 1) del primo elemento 16 à ̈ a contatto con il fluido in bassa pressione BP mentre una seconda porzione 7 (superiore con riferimento alla figura 1) del primo elemento 16 à ̈ in contatto con il fluido in alta pressione AP.

Il secondo elemento 17 presenta una porzione cilindrica cava (tubolare) 31 ed una porzione 32 conformata a flangia.

Si osservi che la porzione tubolare 31 del secondo elemento 17 reca praticato un foro 35 longitudinale ovvero assiale passante di alloggiamento dello stelo 10.

Quando i due elementi 16,17 sono accoppiati, una apertura inferiore del foro 35 risulta affacciata ad una apertura superiore del foro 11.

Si osservi che il secondo elemento 17 Ã ̈ configurato per guidare lo stelo 10 durante la sua movimentazione secondo il verso di apertura VA / chiusura VC.

Si osservi che la porzione 32 a flangia del secondo elemento 17 Ã ̈ conformata per accoppiarsi con il primo elemento 16; in particolare si osservi che il primo elemento 16 prevede (superiormente con riferimento alla figura 1) una sede 52 di centraggio della porzione 32 a flangia, sagomata per consentire un centraggio della porzione 32 a flangia ovvero del secondo elemento 17 rispetto al primo elemento 16.

Nelle figure 3, 4 e 6 sono illustrate differenti forme di realizzazione del corpo valvola 4.

In particolare si osservi che il primo elemento 16 comprende una porzione di centraggio 52 del secondo elemento 17, che può avere una conformazione cilindrica (come illustrato nelle figure 3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c) o conica (come illustrato in figura 4).

Il secondo elemento 17 Ã ̈ preferibilmente accoppiato amovibilmente al primo elemento 16.

Verrà descritto nel prosieguo l’otturatore 8.

L’otturatore 8 comprende una testa 9 di otturazione ed uno stelo 10 connesso alla testa 9 di otturazione.

La testa di otturazione 9 à ̈ disposta in corrispondenza di una prima estremità 50 dello stelo 10.

Preferibilmente lo stelo 10 e la testa 9 di otturazione sono ricavate in un solo pezzo.

L’otturatore 8 à ̈ mobile rispetto al corpo valvola 4 lungo una direzione X longitudinale ovvero assiale di sviluppo dello stelo 10 tra una posizione di apertura P2 (illustrata nella figura 2) a una posizione di chiusura P1 (illustrata nella figura 1).

In particolare si osservi che l’otturatore 8 à ̈ mobile dalla posizione di chiusura P1 a quella di apertura P2 lungo un verso di apertura (indicato con il riferimento VA) e dalla posizione di apertura P2 a quella di chiusura P1 lungo un verso di chiusura (indicato con il riferimento VC), opposto a quello di apertura.

In questa luce si osservi che nella figura 1 à ̈ illustrata la posizione P1 di chiusura dell’otturatore, in cui la testa 9 dell’otturatore 8 à ̈ attestata sulle pareti del foro centrale (figura 1) del primo elemento 16 del corpo valvola 4; in tale posizione P1 di chiusura viene impedito il passaggio del fluido dal circuito di alta pressione AP a quello di bassa pressione BP.

Si osservi che l’otturatore 8 à ̈ scorrevolmente associato al corpo valvola 4(in particolare all’elemento 17).

In particolare la porzione a diametro costante dell’otturatore 8 à ̈ associata in un accoppiamento scorrevole al corpo valvola 4 (elemento 17).

Nella valvola la lunghezza totale dell’otturatore 8 viene stabilita in modo da raggiungere il precarico prestabilito della molla M1 nella specifica posizione assiale di bloccaggio della bussola 12 sullo stelo 8. Si noti che ciò consente anche una taratura precisa e senza che siano necessarie ulteriori operazioni della funzione anticavitazione (come verrà meglio descritto nel prosieguo): infatti la molla M2 anti-cavitazione (illustrata nelle figure 1 e 2 e meglio descritta nel prosieguo) viene portata automaticamente al precarico desiderato il che non avviene nella tecnica nota dove la taratura della molla anti-cavitazione deve essere ottenuta a mezzo di operazioni aggiuntive.

La testa 9 di otturazione à ̈ in contatto con il fluido del circuito di alta pressione AP e con il fluido del circuito di bassa pressione BP.

A titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con quanto illustrato nella figura 1, la testa 9 di otturazione comprende una porzione ingrossata 19 (distale rispetto al corpo valvola 4) ed una porzione sagomata 20 (preferibilmente conica o sferica).

Si osservi che la porzione sagomata 20 à ̈ conformata per accoppiarsi a tenuta con le pareti del foro 11 centrale (come illustrato nella figura 1) quando l’otturatore 8 à ̈ nella posizione di chiusura P1.

Secondo l’esempio illustrato nella figura 1, la testa di otturazione 9 fuoriesce dal foro 11 centrale del corpo valvola 4 in direzione della zona di bassa pressione BP, con riferimento alla figura 1).

In particolare, si osservi che la testa di otturazione 9 sporge verso l’esterno del corpo valvola 4.

In particolare, si osservi che quando l’otturatore 8 à ̈ nella posizione di chiusura la porzione ingrossata 19 della testa di otturazione 9, nell’esempio illustrato in figura 1, à ̈ in contatto con il fluido in bassa pressione BP; al contrario la porzione sagomata 20 à ̈ in contatto a tenuta con le pareti della sede 14 e separa il fluido in alta pressione AP dal fluido in bassa pressione BP.

Si osservi che sulla testa 9 dell’otturatore 8 agisce pertanto sia la pressione del fluido in bassa pressione BP che la pressione del fluido in alta pressione AP.

Inoltre la testa 9 ha, preferibilmente, una geometria atta a minimizzare le forze dinamiche di flusso, che si generano in regime di valvola aperta.

Lo stelo 10 dell’otturatore 8 ha, preferibilmente, una forma cilindrica.

Si osservi nella figura 1 che lo stelo 10, nell’uso, risulta disposto scorrevole all’interno del foro passante 35 del secondo elemento 17 del corpo valvola 4. In questa luce, si osservi che il secondo elemento 17 del corpo valvola 4 consente di guidare lo stelo 10.

Secondo il trovato, la valvola 1 comprende ulteriormente una bussola 12.

Nell’uso la bussola 12 à ̈ fissata allo (ovvero bloccata rispetto allo) stelo 10 dell’otturatore 8 mediante una connessione priva di filettatura, come verrà meglio descritto nel prosieguo.

La bussola 12 comprende una porzione tubolare 37 ed una porzione 18 (nel prosieguo indicata anche flangia) prominente radialmente dalla porzione tubolare 37.

Si osservi che la flangia 18 à ̈, nell’esempio illustrato, a pianta circolare ed ha un raggio maggiore della porzione tubolare 37.

Si osservi che la porzione 18 prominente radialmente à ̈ disposta in una posizione centrale della porzione tubolare 37 (in questa luce consente di individuare una suddivisione della porzione tubolare in una porzione tubolare ovvero cilindrica cava superiore 37S ed in una porzione tubolare ovvero cilindrica cava inferiore 37I). La porzione 18 prominente radialmente (flangia) à ̈ preferibilmente configurata per centrarsi sulle pareti laterali della sede 3 e/o del tappo.

la bussola 12 Ã ̈ preferibilmente ma non limitatamente ricavata in un solo pezzo.

Si osservi che bussola 12, in particolare la porzione tubolare 37, reca praticato un foro 5 passante, sviluppantesi assialmente.

Lo stelo 10 dell’otturatore 8, come illustrato nella figura 1, à ̈ configurato per inserirsi all’interno di tale foro 5 passante della bussola 12.

In particolare, la bussola 12 à ̈ accoppiata a detto stelo 10 dell’otturatore 8 in una seconda estremità 51 dello stesso stelo 10, opposta alla prima estremità 50.

Secondo il trovato, la valvola 1 comprende una molla M1 interposta fra la bussola 12 e il corpo valvola 4.

La molla M1 à ̈ configurata per esercitare una forza sulla bussola 12 (e, conseguentemente, sull’otturatore 8 a cui la bussola 12 à ̈ fissata) lungo il verso di chiusura VC. Inoltre, si osservi che, preferibilmente, la molla M1, interposta fra la bussola 12 ed il corpo valvola (4), à ̈ configurata, per tutte le tarature della stessa famiglia di valvole, affinché si verifichino le condizioni seguenti:

- la molla esercita, compressa alla lunghezza iniziale di lavoro Li, sulla bussola 12 e sull’otturatore 8 (a cui la bussola 12 à ̈ fissata), la forza assiale, corrispondente alla pressione di intervento della valvola (detta anche pressione di taratura);

- detta lunghezza iniziale di lavoro della molla M1 coincide con la lunghezza della stessa quando i componenti della valvola sono nella posizione prevista per il bloccaggio permanente della bussola 12 allo stelo 10 dell’otturatore 8;

- la molla può essere assestata (per assestamento si intende una procedura di condizionamento realizzata mediante cicli meccanici di “allenamento†della molla, secondo una prassi nota nel settore) ad una lunghezza minore della sua lunghezza nella posizione di massima apertura di funzionamento, ma maggiore della lunghezza minima necessaria per la sua integrità strutturale e funzionale (per esempio assicurando che non si annulli lo spazio tra le spire);

- durante l’assestamento, la tensione torsionale risulta minore della tensione limite del materiale della molla ammessa in tale operazione;

- à ̈ possibile raggiungere la massima apertura di funzionamento della valvola in condizioni di elevata sicurezza per la resistenza e funzionalità della stessa. Si osservi che, nell’uso, la molla M1 risulta disposta all’esterno della porzione tubolare ovvero cilindrica cava 31 del secondo elemento 17 e della porzione tubolare ovvero cilindrica cava inferiore 37I della bussola 12.

Si osservi che il secondo elemento 17 (in particolare la porzione tubolare ovvero cilindrica cava 31 del secondo elemento 17) assolve ad una funzione di centraggio della molla M1.

Si osservi che la molla M1 Ã ̈ attestata su una superficie inferiore 21 della porzione 18 prominente radialmente ovvero flangia 18 della bussola 12 e su una superficie superiore 22 della porzione 32 conformata a flangia del secondo elemento 17.

Si osservi che la molla M1 si oppone all’apertura della valvola 1 (ovvero si oppone allo spostamento dell’otturatore 8 dalla posizione di chiusura P1 a quella di apertura P2), esercitando una forza nel verso di chiusura VC dell’otturatore 8.

Con riferimento all’esempio illustrato, la molla M1 opera in compressione durante l’intera corsa dell’otturatore 8, vale a dire che la molla M1 risulta compressa sia quando l’otturatore 8 à ̈ disposto nella posizione P1 di chiusura che quando l’otturatore 8 à ̈ disposto nella posizione P2 di apertura.

Nel prosieguo verranno descritti in maniera più approfondita alcuni aspetti relativi ai componenti della valvola 1 descritti in precedenza.

Si osservi che sull’otturatore 8 (in particolare sulla testa 9 dell’otturatore 8) agiscono le seguenti forze:

- la forza elastica della molla M1;

- la forza esercitata dal fluido in alta pressione AP;

- la forza esercitata dal fluido in bassa pressione BP;

- le forze dinamiche di flusso durante il funzionamento della valvola in posizione aperta. Secondo un altro aspetto dell’invenzione, la bussola 12 ed il corpo valvola 4 sono conformati in modo da definire una posizione di massima apertura dell’otturatore e di massima compressione della molla M1, in cui la molla non à ̈ ancora in una condizione di totale compressione (oltre la quale la molla non può essere compressa e si deforma in modo irreversibile); in particolare, bussola e corpo valvola sono conformati in modo che, in detta posizione di massima apertura, si riscontrino, ovvero vadano a battuta; ciò potrebbe avvenire per esempio durante un’apertura particolarmente ampia dell’otturatore 8 (per esempio in caso di apertura forzata).

In altre parole, ciò evita che la molla M1 si comprima oltre un prestabilito valore limite per la sicurezza. Si osservi che, comunque, la bussola 12 ed il corpo valvola 4 sono conformati per garantire che l’otturatore 8 possa effettuare una corsa prestabilita durante il normale funzionamento.

In altre parole, la bussola 12 ed il corpo valvola 4 sono conformati per riscontrarsi, durante una apertura forzata, dell’otturatore in modo da definire sia una posizione di apertura dell’otturatore stesso di poco superiore alla massima raggiungibile nel normale funzionamento (in corrispondenza alla posizione in cui diventa massima l’area della sezione libera di passaggio del fluido), sia una compressione massima della molla M1, in cui la molla non à ̈ ancora soggetta a sollecitazioni tali da danneggiarla irreparabilmente, e neppure maggiori di quelle raggiunte nel trattamento di assestamento.

Si osservi che, comunque, la bussola ed il corpo 4 sono conformati per garantire che l’otturatore 8 possa effettuare una corsa maggiore della corsa massima possibile nel funzionamento, assicurando la completa apertura della valvola.

In altre parole, ciò evita che la molla M1 si comprima oltre un prestabilito valore limite per la sicurezza e che la valvola non possa aprirsi completamente.

In questa luce, il fatto che la bussola 12 ed il corpo valvola 4 siano configurati per riscontrarsi durante l’apertura dell’otturatore 8, impedendo la compressione della molla oltre il limite massimo ammesso per la sua funzionalità ed integrità strutturale, impedisce che la molla M1 possa comprimersi oltre una predeterminata minima lunghezza Lmin e conseguentemente danneggiarsi o provocare malfunzionamenti.

Per meglio chiarire quanto sopra si osservi che, preferibilmente, la valvola (con particolare riferimento a corpo valvola e bussola) à ̈ configurata come segue (con riferimento alla figura 1); l’estremità terminale della porzione tubolare ovvero cilindrica cava 31 del secondo elemento 17 e l’estremità della porzione tubolare ovvero cilindrica cava inferiore 37I della bussola 12 sono conformate per riscontrarsi durante la corsa ovvero il movimento di apertura dell’otturatore 8, definendo una massima corsa dell’otturatore nel verso di apertura, a cui corrisponde una massima compressione della molla M1. Nel prosieguo verrà descritto in dettaglio il bloccaggio della bussola 12 allo stelo 10 secondo l’invenzione.

Si osservi che, secondo l’invenzione, la bussola 12 à ̈ bloccata irreversibilmente allo stelo 10.

Con il termine “bloccaggio irreversibile†si intende che tale bloccaggio à ̈ inamovibile, ovvero di tipo permanente.

Inoltre, tale bloccaggio, secondo l’invenzione, à ̈ un bloccaggio privo di filettature meccaniche.

Secondo l’invenzione, la bussola 12 à ̈ bloccata allo stelo 10 irreversibilmente in una prestabilita posizione longitudinale ovvero assiale dello stelo 10, in modo che la molla M1 eserciti una forza di chiusura di valore prestabilito sull’otturatore 8 quando l’otturatore 8 à ̈ nella posizione P1 di chiusura, corrispondente ad una prestabilita pressione di intervento della valvola 1 (pressione differenziale fra la regione di alta pressione e la regione di bassa pressione).

Inoltre, à ̈ contemporaneamente rispettata la posizione prestabilita di assemblaggio sulla apparecchiatura 8. Tale pressione di apertura di funzionamento/intervento della valvola 1, dipendente dalla area di passaggio del fluido e dalla forza di chiusura di valore prestabilito della molla M1 sull’otturatore 8, verrà indicata nel seguito anche come pressione di taratura.

Si osservi che la forza di valore predeterminato che la molla M1 esercita sull’otturatore 8 quando l’otturatore à ̈ nella posizione di chiusura P1 à ̈ generata da un precarico della molla M1.

Preferibilmente il bloccaggio della bussola 12 allo stelo 10 dell’otturatore 8 viene attuato mediante deformazione plastica della bussola 12 (preventivamente accoppiata allo stelo 10).

Ancora più preferibilmente, tale bloccaggio viene attuato mediante una crimpatura.

Preferibilmente, il bloccaggio della bussola 12 all’otturatore 8 viene eseguito in due fasi successive (garantendo in tal modo una maggiore sicurezza ed affidabilità nel tempo):

- i)una prima fase in cui la bussola 12, calettata sullo stelo 10, viene deformata plasticamente in direzione radiale (primo bloccaggio);

- ii)una seconda fase in cui l’estremità terminale 51 dello stelo 10 viene deformata (secondo bloccaggio).

Si osservi che, di per sé, il primo bloccaggio (i) à ̈ già sufficiente per garantire il bloccaggio dello stelo 10 rispetto alla bussola 12; il secondo bloccaggio (ii) viene effettuato per aumentare l’affidabilità del bloccaggio dello stelo 10 rispetto alla bussola 12.

Il primo bloccaggio (i) viene eseguito in corrispondenza di una prestabilita regione 29 dello stelo 1.

Preferibilmente, il secondo bloccaggio (ii) prevede una deformazione a “calice†della seconda estremità dello stelo su di un foro svasato della bussola.

Secondo una preferita modalità di attuazione del metodo di realizzazione della valvola, à ̈ previsto di individuare preventivamente la prestabilita regione o zona 29 dello stelo 10 su cui verrà realizzato l’accoppiamento con la bussola 12.

In particolare, preferibilmente à ̈ previsto di eseguire una lavorazione sullo stelo 10 in corrispondenza della zona 29 su cui verrà realizzato l’accoppiamento con la bussola 12 individuata, per predisporre tale zona 29 all’accoppiamento.

Si osservi altresì che, preferibilmente, la bussola 12 e/o lo stelo 10 comprendono, in corrispondenza della zona 29 di accoppiamento, sporgenze radiali 30 ovvero dentini 30 definenti una dentellatura (ottenuta nel corso della suddetta lavorazione).

Ancora più preferibilmente, à ̈ sullo stelo 10 che sono realizzate le suddette sporgenze radiali 30 ovvero dentini 30.

Preferibilmente detti dentini 30 sono realizzati sul componente (12 o 10) a maggiore durezza meccanica, normalmente lo stelo 10 per motivi tecnologici (il quale à ̈ realizzato in materiale indurito per scorrere agevolmente nella relativa guida del corpo valvola 4). In particolare, si osservi che i dentini 30, per l’azione di schiacciamento radiale durante la fase i), deformano plasticamente il componente (fra la bussola 12 e lo stelo 10) di minore durezza (su cui non sono presenti i dentini 30); in tal modo, per deformazione plastica, viene a determinarsi un accoppiamento scanalato del tipo maschio-femmina fra i componenti bussola 12 e stelo 10.

Tali sporgenze 30 consentono pertanto di incrementare l’efficacia del bloccaggio per deformazione plastica della bussola 12 rispetto allo stelo 10 (oltre all’attrito fra i suddetti componenti bussola 12 e stelo 10 vi à ̈ anche una compenetrazione di materiale degli stessi elementi 10 e 12).

Un ulteriore vantaggio di tale tipo di accoppiamento fra i componenti 10 e 12, ottenuto ricavando per lavorazione meccanica dentini 30 sul componente più duro e corrispondenti vani per deformazione plastica durante l’accoppiamento fra i componenti 10 e 12, à ̈ l’annullamento di qualsiasi gioco assiale ovvero longitudinale fra i suddetti componenti 10 e 12.

Preferibilmente, preventivamente al suddetto bloccaggio irreversibile, à ̈ previsto di sottoporre la molla M1 ad un ciclo di allenamento, in cui la molla M1 viene sottoposta ad una pluralità ovvero serie di compressioni consecutive (preferibilmente fra le 5 e le 10 ripetizioni ovvero compressioni).

Si osservi che, secondo l’invenzione, la compressione assiale X (freccia) della molla M1 e la corrispondente forza di taratura della molla M1 sull’otturatore quando quest’ultimo si trova in posizione di chiusura, vengono determinate con misurazione diretta; tali parametri vengono utilizzati per selezionare la bussola 12.

In questa luce, secondo un altro aspetto dell’invenzione, la bussola 12 à ̈ dimensionata in modo che - quando la bussola 12 viene bloccata nella posizione predeterminata per il montaggio (ovvero nella zona 29 dello stelo) - definisca una prestabilita compressione assiale (denominata anche “freccia†) della molla M1 e, conseguentemente, una prestabilita forza di taratura della molla M1.

Preferibilmente, à ̈ previsto di misurare la forza esercitata dalla molla M1 sull’otturatore 8 mediante un dinamometro, composto da una cella di carico a cui à ̈ associato un trasduttore di posizione; tali dinamometro e trasduttore di posizione consentono, vantaggiosamente, una misura diretta della forza elastica esercitata dalla molla M1 sull’otturatore 8, e della compressione assiale (freccia) della molla M1.

Tale forza di reazione della molla M1 à ̈ direttamente correlata alla pressione di intervento / apertura della valvola (in funzione dell’area della sezione di efflusso).

Pertanto, in base alla pressione di intervento desiderata, la bussola 12 à ̈ bloccata rispetto allo stelo 10 in una determinata posizione longitudinale ovvero assiale, a cui corrisponde una prestabilita forza di reazione della molla M1 e la posizione dei componenti sulla attrezzatura di assemblaggio di figura 8 tale da consentire le fasi i) ed ii), raggiunte calcolando con stretta tolleranza lo sviluppo assiale della bussola 12. Si osservi che la forza di reazione della molla M1 nella posizione P1 di chiusura dell’otturatore 8, preferibilmente, à ̈ misurata durante la corsa di ritorno dell’otturatore 8 (ovvero durante la movimentazione dell’otturatore 8 secondo il verso di chiusura VC).

Le operazioni di taratura / bloccaggio descritte in precedenza vengono eseguite su una apparecchiatura dedicata allo scopo, illustrata schematicamente nella figura 8.

Si osservi che tale tipologia di taratura à ̈ una taratura fuori linea, ovvero viene eseguita senza che la valvola 1 debba essere messa in opera e testata all’interno di un circuito idraulico (come viene realizzato nella tecnica nota).

La valvola 1 viene tarata mediante una apparato 60 di taratura dedicato allo scopo, anche esso facente parte dell’invenzione.

Tale apparato, ovvero apparecchiatura, di taratura comprende un dinamometro per la misura di una grandezza rappresentativa della forza elastica della molla M1.

Si osservi che il dinamometro definisce mezzi per la misura della forza elastica esercitata dalla molla M1. Più in generale, il dinamometro definisce mezzi di rilevamento di una grandezza rappresentativa di un valore di una forza di reazione della molla M1.

Tale apparecchiatura comprende altresì mezzi di presa, configurati per trattenere il corpo valvola 4 rispetto al telaio dell’apparecchiatura (ad esempio una sede di ricezione del corpo valvola 4).

L’apparecchiatura comprende mezzi 61 di trattenimento ovvero fissaggio dell’otturatore nella posizione di chiusura P1.

L’apparecchiatura, secondo un altro aspetto, comprende inoltre mezzi di selezione delle bussole 12 configurati per individuare e prelevare fra una pluralità di bussole quella di geometria tale da consentire il raggiungimento della prestabilita forza di reazione della molla M1 nella posizione di bloccaggio assunta sullo stelo 10 rispetto alla testa dell’otturatore 8.

L’apparecchiatura di taratura comprende altresì mezzi di manipolazione configurati per variare la posizione della bussola 12 rispetto all’otturatore 8, in particolare rispetto allo stelo 10.

Ulteriormente, preferibilmente l’apparecchiatura di taratura comprende mezzi di selezione e manipolazione del secondo elemento ovvero guida 17 per impedire il danneggiamento della valvola 1, della molla M1, e per assicurare che possa sempre essere raggiunta la massima apertura di funzionamento durante l’esercizio sugli impianti.

Tali mezzi di manipolazione consentono di regolare con estrema precisione la posizione della bussola 12 rispetto allo stelo 10.

La figura 8 illustra schematicamente una apparecchiatura di taratura 60 secondo l’invenzione.

Si osservi che con 61 sono indicati i mezzi di trattenimento ovvero fissaggio dell’otturatore 8 nella posizione di chiusura P1, con 62 i mezzi di manipolazione della bussola, con 63 i mezzi di rilevamento della forza di reazione della molla M1 e con 64 i mezzi di rilevamento della prestabilita forza di reazione di taratura.

Tale apparecchiatura 60 consente di tarare in modo estremamente veloce ed affidabile la valvola 1, non richiedendo la messa in opera della stessa valvola 1. Infatti si osservi che la taratura viene eseguita secondo le seguenti operazioni.

La valvola 1 assemblata (ovvero con i predeterminati componenti fra loro correttamente assemblati ma non ancora bloccati secondo le fasi i) e ii) ) viene inserita all’interno dell’apparecchiatura di taratura in modo che il corpo valvola 4 sia trattenuto rispetto al telaio.

Analogamente l’otturatore 8 à ̈ mantenuto nella posizione di chiusura mediante i mezzi di trattenimento.

Si osservi che la bussola 12 viene movimentata in modo da comprimere la molla M1, fintantoché il sensore di forza non segnala il raggiungimento di una prestabilita forza di reazione della molla M1.

L’operatore verifica che tale prestabilita forza della molla M1 sia effettivamente raggiunta con la bussola 12 disposta in corrispondenza di una prestabilita regione dello stelo 10, senza che venga ridotto a zero lo spazio libero tra bussola 12 e la guida 17; in caso ciò non si sia verificato à ̈ necessario montare sulla valvola 1 una bussola 12 avente una differente altezza HF, in modo che possa verificarsi tale condizione e, ove ciò non fosse sufficiente, un secondo elemento 17 avente una differente altezza HG, in modo che nell’assieme (ovvero valvola) assemblato possano essere verificate le condizioni sopra menzionate.

Si osservi che, secondo la preferita forma di attuazione, Ã ̈ essenziale che la bussola 12 sia correttamente selezionata e posizionata lungo lo stelo 10 per consentire di attuare il bloccaggio secondo le fasi i) e ii) precedentemente descritte.

Infatti come già esposto in precedenza, i mezzi di rilevamento comprendono anche un trasduttore di posizione che consente di segnalare la posizione della bussola 12 lungo le stelo 10.

Si osservi che, secondo la preferita forma di realizzazione il secondo elemento 17 viene configurato (dimensionato) per definire un’estensione assiale prestabilita, in modo da consentire (quando à ̈ posizionato lungo lo stelo 10) che venga raggiunta la prestabilita forza di reazione della molla M1, ed al tempo stesso che non venga azzerato il gioco, ovvero lo spazio libero, tra la bussola 12 e il secondo elemento 17 stesso.

In particolare, l’estensione assiale prestabilita del secondo elemento 17 à ̈ compresa tra un valore limite superiore, selezionato per garantire la massima apertura di funzionamento della valvola, e un valore limite inferiore, per impedire la messa a blocco e/o danneggiamento della molla e il danneggiamento della valvola 1, in particolare durante i collaudi (ad esempio della resistenza del bloccaggio, della forza di taratura della molla su dinamometro, etc.) e montaggi sugli impianti.

L’apparecchiatura preferibilmente comprende ulteriormente mezzi di accoppiamento della bussola 12 allo stelo 10 (non illustrati) per consentire di accoppiare irreversibilmente la bussola 12 allo stelo 10.

Tali mezzi di accoppiamento preferibilmente ma non limitatamente sono configurati per deformare irreversibilmente (plasticamente) la bussola 12 e bloccare stabilmente senza filettatura la bussola 12 allo stelo 10.

Secondo un altro aspetto, l’apparecchiatura comprende una unità di controllo ed azionamento (centralina di tipo elettronico) collegata:

ai mezzi 63 di rilevamento per ricevere un segnale relativo a detta grandezza rappresentativa di un valore di una forza di reazione di detta molla M1 ed un segnale relativo alla misura assiale della posizione della bussola 12;

ai mezzi di manipolazione per pilotarli in modo da variare la posizione della bussola 12 lungo lo stelo 10 ed individuare la suddetta posizione della bussola 12 lungo lo stelo 10 in cui viene rilevato un valore di detta grandezza rappresentativa di un valore di forza di reazione di detta molla M1 corrispondente ad un prestabilito valore (e, preferibilmente, controllare che sia entro la tolleranza stabilita, quella necessaria alle fasi i) e ii) ); ed ai mezzi di accoppiamento (ovvero bloccaggio) per attivarli in corrispondenza della suddetta posizione individuata.

Inoltre l’unità di controllo à ̈ collegata ai mezzi di selezione per l’individuazione dei componenti esatti da assemblare.

Secondo tale aspetto l’unità di controllo ed azionamento pilota i mezzi di manipolazione (spostando la bussola 12 lungo lo stelo 10 ad otturatore 8 chiuso) e arresta gli stessi mezzi di manipolazione quando à ̈ stato rilevato un prestabilito valore della forza di reazione della molla M1 (e la compatibilità della posizione con le fasi i) e ii)); in corrispondenza di tale valore vengono attivati i mezzi di accoppiamento (ovvero bloccaggio) per collegare irreversibilmente la bussola 12 allo stelo 10. Vantaggiosamente ciò consente in modo completamente automatico di effettuare la taratura della valvola 1 (funzione anti-urto).

Resta definito anche un metodo di taratura, comprendente le seguenti fasi:

- trattenimento dell’otturatore (8) nella posizione di chiusura (P1);

- rilevamento di una grandezza rappresentativa di un valore di una forza di reazione di detta molla (M1);

- variazione della posizione della bussola (12) lungo lo stelo (10) per individuare una posizione di detta bussola (12) lungo lo stelo (10) in corrispondenza della quale la grandezza rappresentativa della forza di reazione della molla (M1) rilevata ha un valore prestabilito (si osservi che la posizione della bussola à ̈ selezionata in modo da essere compatibile con le fasi i) e ii) e con la altezza HG della guida per evitare la messa a blocco della molla, e per assicurare la massima apertura di funzionamento);

- bloccaggio irreversibile della bussola (12) rispetto all’otturatore (8) nella posizione individuata.

Si osservi che l’apparecchiatura ed il metodo secondo l’invenzione consentono di tarare la valvola 1 fuori banco (taratura fuori linea della valvola), con notevole risparmio di tempo e di costi.

Si osservi altresì che un bloccaggio realizzato secondo le modalità descritte in precedenza consente di fissare fra loro stabilmente nel tempo bussola 12, otturatore 8, molla M1 e corpo valvola 4; ciò impedisce che il precarico della molla M1 si modifichi nel tempo per effetto dell’allontanamento della bussola 12 dal corpo valvola 4, impedendo qualsiasi variazione della pressione di intervento ovvero apertura della valvola 1. L’irreversibilità e la stabilità del bloccaggio infatti garantiscono che nel tempo (a valvola chiusa) bussola 12, otturatore 8, molla M1 e corpo valvola 4 non modifichino la propria posizione relativa.

In tal modo la valvola 1 risulta estremamente precisa ed affidabile nel tempo, garantendo che l’effettiva pressione di intervento (a cui avviene l’apertura dell’otturatore 8) sia quella desiderata ovvero effettivamente impostata nella fase di taratura, mantenendosi costante nel tempo ovvero differendo minimamente da quella effettivamente impostata nella fase di taratura (a causa dell’inevitabile affaticamento della molla).

La valvola 1 pertanto, oltre ad essere realizzabile in modo relativamente semplice, viene tarata in modo estremamente preciso e rapido.

Inoltre la suddetta taratura à ̈ affidabile nel tempo.

Secondo ancora un altro aspetto dell’invenzione, la valvola 1 comprende una ulteriore molla M2 avente funzione di anti-cavitazione.

Secondo tale aspetto, il corpo valvola 4 à ̈ anch’esso mobile rispetto alle pareti della sede 3 tra una posizione di chiusura (illustrata nelle figure 1 e 2), in cui il corpo valvola 4 à ̈ attestato sulle pareti della sede 3 (in particolare sulle pareti della superficie conica di tenuta 13 ovvero dello svaso 13), ed una posizione di apertura (non illustrata), in cui il corpo valvola 4 non à ̈ attestato sulle pareti della sede 3 (in particolare sulle pareti della superficie conica di tenuta 13) ed individua, con le pareti della sede 3 ed il corpo valvola 4, una ulteriore luce di passaggio di fluido fra il condotto di bassa pressione BP ed il condotto di alta pressione AP.

Si osservi che, nell’esempio illustrato in figura 1, il corpo valvola 4 à ̈ mobile dalla posizione di chiusura a quella di apertura e viceversa lungo la direzione X, rispettivamente secondo versi di apertura VC e di chiusura VA opposti ai versi di apertura VA e di chiusura VC dell’otturatore 8.

Tale ulteriore molla M2, inserita nella struttura della valvola 1, consente di implementare una funzionalità di anti-cavitazione sul circuito dell’impianto.

Infatti, se la pressione del circuito di alta pressione AP à ̈ inferiore a quella del circuito di bassa pressione BP di un prestabilito valore, corrispondente ad una condizione di cavitazione della zona di alta pressione AP ovvero ad uno svuotamento del circuito di alta pressione AP, il corpo valvola 4 – per effetto della depressione relativa fra il circuito di alta pressione AP ed il circuito di bassa pressione BP - viene movimentato dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura contro l’azione della ulteriore molla M2; si osservi che il fatto di disporre i due circuiti (AP, BP) in comunicazione di fluido consente di aumentare la pressione nella regione di alta pressione AP, evitando la cavitazione e lo svuotamento di tale regione.

Si osservi anche che il fatto che l’otturatore sia configurato in modo da avere lunghezza assiale predeterminata fissa e identica posizione assiale della zona 29, predisposta per il bloccaggio della bussola 12 (per tutte le valvole della stessa famiglia/dimensione), comporta, vantaggiosamente, che la porzione 18 prominente radialmente, ovvero flangia, della bussola 12 ha una estensione assiale prestabilita, fissa per ciascuna famiglia di valvole; ciò consente vantaggiosamente di selezionare l’estensione assiale della bussola in modo da assicurare che la molla M1 risulti compressa al carico corrispondente alla pressione di taratura (ovvero di intervento), e che, contemporaneamente, la sua faccia superiore si trovi ad una distanza assiale predeterminata costante compatibile con le esigenze di funzione anticavitazione, secondo quanto descritto sopra a proposito della fase ii).

Si noti ulteriormente che quando la valvola e il relativo tappo sono montati nella loro sede/cavità la molla M2 anticavitazione viene compressa sempre alla stessa lunghezza di lavoro LM pari alla distanza tra faccia superiore della flangia 18 e parete di fondo del tappo 23 (la molla M2 à ̈ operativamente interposta tra detta faccia superiore della flangia 18 e detta parete di fondo).

Pertanto à ̈ possibile dimensionare la molla M2 per avere un pre-carico prestabilito (desiderato) in funzione della suddetta lunghezza di lavoro LM.

Si osservi che la lunghezza di lavoro LM della (ulteriore) molla M2, operativamente, Ã ̈ determinata dalle quote indicate nelle figure con i riferimenti Q1, Q2 e Q3.

La quota Q1 à ̈ definita dalla distanza assiale tra la parete 43 interna (ovvero il fondo) del tappo 23 e la flangia 40 di riscontro della sede 3 della valvola 1 (ovvero la flangia che va a battuta assialmente sull’imbocco della sede 3).

La quota Q2 Ã ̈ definita dalla distanza assiale tra il riscontro 41 (definito dalla sede 3 per fungere da battuta assiale per la flangia 40 del tappo 23) e il punto 42 di attestamento del corpo valvola 4 nella sede 3.

Tale quota Q2, per ciascuna famiglia di valvole, Ã ̈ un valore costante (standardizzato).

La quota Q3 Ã ̈ definita dalla distanza assiale tra la parete superiore 44 della bussola 12 e il punto 42 di attestamento del corpo valvola 4 nella sede 3.

Nella valvola 1 secondo l’invenzione tale quota Q3 viene mantenuta costante per ciascuna famiglia di valvole.

Si osservi che il fatto di mantenere tali quote Q1, Q2 e Q3 costanti per le valvole di una stessa famiglia consente di assicurare che la lunghezza LM sia costante (e predeterminata): in questo modo non vi à ̈ necessità di tarare ulteriormente la molla M2 successivamente alla taratura della molla M1.

Pertanto, nota la lunghezza di lavoro LM, à ̈ possibile selezionare (ovvero dimensionare) la molla M2 in modo da ottenere una prestabilita compressione corrispondente ad un desiderato precarico (senza necessità di aggiustamenti della ulteriore molla M2 in fase di collaudo / messa in opera).

Si osservi che tali quote Q1, Q2 e Q3 sono univocamente determinate dai seguenti parametri:

- detta zona di bloccaggio della bussola 12 lungo lo stelo 10;

- estensione assiale (ovvero spessore) della flangia 18 della bussola 12;

- configurazione della porzione superiore del tappo 23, definente la distanza tra la parete 43 interna (del tappo 23 e la flangia 40 di riscontro della sede 3 della valvola 1;

- la lunghezza dell’otturatore 10.

Detta estensione assiale della flangia 18 della bussola 12 viene selezionata in modo che la molla M1 abbia la lunghezza prestabilita e, allo stesso tempo, la zona di bloccaggio della bussola 12 lungo lo stelo 10 sia una zona prestabilita (fissa per tutte le valvole).

Ciò comporta, secondo l’invenzione, i seguenti vantaggi. Innanzi tutto, à ̈ possibile (e particolarmente agevole) predisporre lo stelo 10 alla connessione con la bussola 12, mediante una configurazione opportuna di tale zona, ottenendo una connessione particolarmente sicura.

Inoltre, si ottiene che la lunghezza della ulteriore molla M2 à ̈ sempre costante per tutte le valvole della stessa famiglia, a parità di configurazione del tappo 23 (secondo quanto descritto sopra); ciò determina una taratura automatica della ulteriore molla M2, all’atto del bloccaggio della bussola 12 sullo stelo 10.

Ciò comporta il vantaggio di ottenere una taratura della funzione anticavitazione, già all’atto (e per effetto) del fissaggio della bussola 12 all’otturatore 8, senza necessità di procedere ad ulteriori operazioni per effettuare tale taratura della molla M2 (la molla M2 à ̈ stata dimensionata sul precarico desiderato alla lunghezza LM).

In questa luce, si osservi che, nell’arte nota, à ̈ necessario interporre spessori in corrispondenza del tappo della valvola, dopo che la bussola 12 à ̈ stata avvitata nella corretta posizione longitudinale (la quale non à ̈ nota a priori ed à ̈ nota solo dopo una fase di taratura).

Alternativamente, nella tecnica nota, à ̈ necessario intervenire sulla geometria della bussola e/o sulle caratteristiche della molla successivamente alla taratura della molla M1; la prima di tali soluzioni richiede di accoppiare una nuova bussola (avente una geometria corretta) all’otturatore, ripetendo la fase di taratura della molla M1.

Pertanto, nell’arte nota, à ̈ necessaria una fase di taratura / regolazione apposita della molla anticavitazione, per portare tale molla ad una compressione desiderata (ovvero una fase in cui viene regolata la lunghezza della molla M2 con il corpo valvola attestato a tenuta sulla relativa sede).

Si osservi inoltre quanto segue relativamente ai vantaggi che conseguono dal fatto che il corpo valvola 4 à ̈ realizzato in due pezzi, rispettivamente il primo elemento 16 (o elemento di tenuta idraulica 16) ed il secondo elemento 17 (o elemento di guida dell’otturatore 8 e della molla M1).

Nella tecnica nota le valvole limitatrici vengono progettate per famiglie, caratterizzate in base alla portata massima di fluido da trattare.

Inoltre, all’interno di ogni famiglia, le valvole limitatrici vengono progettate in base alle pressioni massime di intervento.

La portata massima influisce direttamente sulle dimensioni della valvola 1 e quindi dei suoi componenti. Le pressioni massime di intervento influiscono direttamente sulla numerosità della “popolazione†di valvole realizzate, intesa come numero di valvole della famiglia o taglia, ed inoltre influiscono sulla molla M1, su alcune parti della geometria del corpo valvola e dell’otturatore, ed indirettamente sugli altri componenti.

Secondo l’invenzione, una serie limitata di elementi 16 e 17, caratterizzati da opportune variazioni di geometria, consente all’interno di ogni famiglia la fabbricazione di un’ampia gamma di valvole, con pressioni di intervento rispondenti alle varie richieste dell’utenza.

Inoltre, con un numero limitato di famiglie (ciascuna con popolazione adeguata) Ã ̈ possibile coprire le esigenze di mercato.

Si osservino gli ovvi vantaggi in termini di semplicità di gestione della filiera logistica di riordino e del magazzino sia per il produttore che per l’utente finale. Ulteriormente, essendo la sede 3 ed il primo elemento 16 configurati in base alla portata massima, mentre il secondo elemento 17 (ovvero la guida dell’otturatore e della molla M1) essendo dimensionato in funzione dei suddetti elementi molla M1 ed otturatore, il fatto di prevedere due elementi (16,17) fra loro accoppiabili consente di risparmiare sui costi di magazzino / gestione, potendo con una serie limitata di primi e secondi elementi riuscire a fabbricare un’ampia varietà di valvole.

Si osservi che l’altezza (HF) della superficie della flangia 18 della bussola 12 su cui si attesta la molla M1 rispetto all’estremità terminale della stessa bussola 12 lungo la direzione (X) di sviluppo dello stelo à ̈ preferibilmente determinata in funzione della lunghezza ovvero lunghezza di compressione (freccia) della molla M1 alla prestabilita forza di reazione; ciò consente, indipendentemente dalla molla M1 e dalle pressioni di intervento della valvola 1 (previste con tale molla M1), di collegare irreversibilmente lo stelo 10 alla bussola 12 in corrispondenza della prestabilita regione 29 (ovvero stabilita a progetto).

Si osservi che il fatto che la valvola 1 non preveda filettature, ovvero che ne sia priva, fa si che la valvola 1 sia facilmente realizzabile a costi estremamente ridotti e che, nel contempo, garantisca nel tempo il mantenimento delle condizioni di taratura.

Infatti il collegamento privo di filettatura vantaggiosamente non tende ad allentarsi nel tempo e non viene così a modificarsi in alcun modo il precarico della molla M1.

In particolare nella forma preferibilmente utilizzata con deformazione meccanica il collegamento à ̈ particolarmente stabile nel tempo.

In luogo della deformazione plastica la bussola 12 potrebbe anche essere saldata allo stelo 10 oppure essere bloccata allo stelo 10 mediante semiconi, saldatura, eccetera.

Comunque, si osservi che secondo l’invenzione la valvola 1 à ̈ priva di filettature.

Vantaggiosamente, la valvola secondo il presente trovato raggiunge, a parità di dimensioni / taglia, prestazioni particolarmente elevate in termini di portata massima gestita e di precisione e costanza della pressione di taratura (in quanto garantisce scostamenti dal valore teorico alquanto ridotti).

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola (1) limitatrice di pressione, inseribile in una sede (3) di un circuito idraulico disposta fra una zona (AP) di alta pressione ed una zona (BP) di bassa pressione, detta valvola (1) comprendendo: - un corpo valvola (4) configurato per accoppiarsi a tenuta con le pareti di detta sede (3) e definente internamente un passaggio (11) per un fluido; - un otturatore (8) avente uno stelo (10) e una testa (9) di otturazione connessa a una prima estremità (50) dello stelo (10) e mobilmente accoppiato al corpo valvola (4) per spostarsi lungo una direzione (X) longitudinale di sviluppo dello stelo (10) da una posizione (P1) di chiusura del passaggio (11), in cui la testa (9) à ̈ accoppiata a tenuta con il corpo valvola (4), a una posizione (P2) di apertura del passaggio e viceversa, in un verso di apertura (VA) e di chiusura (VC), rispettivamente; - una bussola (12), accoppiata a detto stelo (10) dell’otturatore (8) in una seconda estremità (51) dello stesso; - una molla (M1), interposta fra la bussola (12) e il corpo valvola (4) e configurata per esercitare una forza su detto otturatore (8) lungo detta direzione (X) longitudinale, nel verso di chiusura (VC), la valvola (1) essendo caratterizzata dal fatto che detta bussola (12) à ̈ bloccata irreversibilmente a detto stelo (10), mediante una connessione meccanica priva di filettature, in una posizione longitudinale prestabilita dello stelo (10) stesso, in modo che la molla (M1) eserciti sull’otturatore (8) una forza di valore prestabilito, quando l’otturatore (8) à ̈ nella posizione (P1) di chiusura.
2. 2. Valvola secondo la rivendicazione 1, in cui detta connessione meccanica fra la bussola (12) e lo stelo (10) Ã ̈ una connessione per deformazione plastica.
3. 3. Valvola secondo la rivendicazione 1 o la 2, in cui il corpo valvola (4) comprende un primo elemento (16), accoppiabile a tenuta alla sede (3), ed un secondo elemento (17) definente una guida per lo stelo (10), detti primo (16) e secondo elemento (17) essendo accoppiabili e disaccoppiabili reciprocamente.
4. 4. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la bussola (12) ed il corpo valvola (4) si estendono lungo la detta direzione longitudinale (X) per riscontrarsi quando l’otturatore (8) à ̈ nella posizione di apertura (P2) per limitare la compressione massima della molla (M1) ad un valore prestabilito.
5. 5. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la bussola (12) à ̈ bloccata allo stelo (10) in corrispondenza di due regioni, rispettivamente una prima regione (29) in corrispondenza di una superficie laterale dello stelo (10) ed una seconda regione in corrispondenza dell’estremità terminale dello stelo (10).
6. 6. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui uno fra detto stelo (10) o detta bussola (12) comprende una porzione (29) di accoppiamento provvista di scanalature (30) configurate per deformare plasticamente una corrispondente parte dell’altro, consentendo così il suddetto bloccaggio irreversibile fra detta bussola (12) e stelo (10).
7. 7. Valvola secondo la rivendicazione precedente, in cui detto uno fra detto stelo (10) o detta bussola (12) Ã ̈ il componente fra detto stelo (10) o detta bussola (12) con maggiore durezza meccanica.
8. 8. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa (9) dell’otturatore (8) à ̈ disposta esternamente al corpo valvola (4).
9. 9. Valvola secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo valvola (4) Ã ̈ mobile rispetto alle pareti di detta sede (3) per definire un ulteriore passaggio per il fluido, detta valvola comprendendo una ulteriore molla (M2) con funzione di anticavitazione, interposta fra la bussola (12) e una parete interna di un tappo (23) di chiusura della sede (3) e configurata per esercitare sulla bussola (12) una forza lungo detta direzione (X) longitudinale, nel verso di chiusura (VC) del corpo valvola (4), e in cui un estensione assiale della bussola (12) Ã ̈ selezionata in modo che la distanza tra la parete superiore della bussola e detta parete interna del tappo (23) sia tale da generare una compressione prestabilita della ulteriore molla (M2) per la funzione anticavitazione, la bussola essendo fissata allo stelo in detta posizione longitudinale prestabilita e detto tappo (23) definendo una estensione longitudinale fissa prestabilita rispetto a una zona di riscontro tra il tappo (23) e la sede (3).
10. 10. Metodo per la realizzazione di una valvola (1) limitatrice di pressione, comprendente le seguenti fasi: - predisposizione di un corpo valvola (4) definente internamente un passaggio (11) per un fluido e configurato per accoppiarsi a tenuta ad una sede (3) di un circuito idraulico disposta tra una zona (AP) di alta pressione ed una zona (BP) di bassa pressione; - predisposizione di un otturatore (8) comprendente uno stelo (10) ed una testa (9) di otturazione connessa ad 5 una prima estremità dello stelo (10); - accoppiamento dell’otturatore (8) al corpo valvola (4) in modo che l’otturatore (8) risulti mobile lungo una direzione (X) longitudinale ovvero assiale di sviluppo dello stelo (10) da una posizione (P1) di chiusura del 10 passaggio (11), in cui la testa (9) à ̈ accoppiata a tenuta con il corpo valvola (4), a una posizione (P2) di apertura del passaggio e viceversa, in un verso di apertura (VA) e di chiusura (VC), rispettivamente; - predisposizione di una bussola (12) e di una molla 15 (M1) interposta fra la bussola (12) e il corpo valvola (4) in modo che eserciti una forza su detto otturatore (8) lungo detta direzione (X) longitudinale ovvero assiale, nel verso di chiusura (VC), - accoppiamento della bussola (12) allo stelo (10) 20 dell’otturatore (8) in una seconda estremità (51) dello stesso, il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di schiacciamento della molla (M1) fra la bussola (12) e il corpo valvola (4), ad una 25 compressione corrispondente ad un valore di forza prestabilito, e dal fatto che detto accoppiamento della bussola (12) allo stelo (10) viene effettuato mediante un bloccaggio irreversibile, mediante una connessione meccanica priva di filettature, in una posizione 30 longitudinale dello stelo (10) corrispondente a detta compressione.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente, prima di detta fase di bloccaggio irreversibile, una fase di lavorazione di detto stelo (10) in corrispondenza di una prestabilita zona di accoppiamento (29) di detto stelo (10) con detta bussola (12) per realizzare scanalature (30) in corrispondenza di detta zona di accoppiamento (29).
12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 11, in cui detta fase di bloccaggio à ̈ realizzata mediante una crimpatura.
13. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10 o 12, in cui detta fase di bloccaggio comprende una fase di deformazione plastica della bussola (12) in una direzione radiale, ortogonale a detta direzione (X).
14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, in cui detta fase di bloccaggio comprende una fase di deformazione plastica di una porzione terminale dello stelo (10).