ITFI20110117A1 - Valvola pinza-tubi ed apparecchiatura per il dosaggio di liquidi. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una valvola pinza-tubi ed un'apparecchiatura per il dosaggio di liquidi.

E’ noto che le valvole pinza-tubi sono prevalentemente utilizzate nei settori medicale, alimentare e cosmetico, oltre che in impianti ed apparecchiature per la preparazione di bagni di tintura, e servono per dosare quantitativi prestabiliti di sostanze liquide. Le valvole pinza-tubi attualmente disponibili in commercio comprendono un attuatore elettrico che consente di chiudere oppure aprire un condotto flessibile nel quale circola il liquido da erogare o dosare. La chiusura del condotto avviene applicando, mediante l’attuatore elettrico, una forza sulla superficie esterna del condotto in modo da schiacciarlo fino ad occluderlo. Generalmente i tubi utilizzati sono in silicone o materiale simile e quindi facilmente deformabili.

Nel caso di liquidi corrosivi, inquinanti o contaminanti, sono utilizzati tubi rinforzati, che presentano un’elevata rigidità e quindi le valvole pinza-tubi elettriche sopra menzionate non sono in grado di esercitare una forza sufficiente per il loro schiacciamento a meno di non dimensionare corrispondentemente gli attuatoli elettrici. Considerando che un’apparecchiatura di dosaggio può utilizzare un numero molto elevato di tali tubi rigidi, l’utilizzo di valvole pinza-tubi elettriche sovradimensionate richiederebbe l’impegno di una potenza eccessiva rispetto alle attuali esigenze di produzione, diventando quindi economicamente svantaggioso. Ne deriva che il campo di impiego delle valvole pinza-tubi è limitato ad un numero relativamente ridotto di applicazioni.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di eliminare o quantomeno fortemente ridurre i predetti inconvenienti.

A questo risultato si è pervenuti, in conformità del presente trovato, adottando l'idea di realizzare una valvola pinza-tubi avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche del presente trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Grazie al presente trovato, è possibile utilizzare valvole pinza-tubi su tubazioni rigide senza impegnare potenze elettriche eccessive e, in tal modo, è possibile ampliarne il campo di impiego. Inoltre, una valvola pinza-tubi in conformità della presente invenzione è relativamente semplice dal punto di vista costruttivo e funzionale, affidabile ed economica in rapporto ai vantaggi offerti.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche del presente trovato saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, fomiti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.l rappresenta una vista in prospettiva laterale di una valvola pinzatubi in conformità con la presente invenzione;

- la Fig.2 rappresenta una vista frontale della valvola pinza-tubi di Fig.1 in una prima configurazione di lavoro, con l'attuatore pneumatico attivato; - la Fig.3 rappresenta una vista laterale della valvola pinza-tubi di Fig.2; - la Fig.4 rappresenta una vista in sezione secondo la linea A-A di Fig.3; - la Fig.5A rappresenta un ingrandimento di Fig.4;

- la Fig.5B rappresenta una vista analoga a quella di Fig.5A con alcune parti omesse per meglio rappresentarne altre;

- la Fig.6 rappresenta una vista frontale della valvola pinza-tubi di Fig.l in una seconda configurazione operativa, con l'attuatore pneumatico disattivato;

- la Fig.7 rappresenta una vista laterale della valvola pinza-tubi di Fig.6; - la Fig.8 rappresenta una vista in sezione secondo la linea B-B di Fig.7; - la Fig.9 rappresenta un ingrandimento di Fig.8;

- la Fig.10 rappresenta una vista in prospettiva frontale dello stantuffo della valvola pinza-tubi mostrata nelle figure precedenti;

- la Fig.ll rappresenta una vista in prospettiva posteriore dello stantuffo di Fig.10;

- la Fig.12 è una rappresentazione schematica di una batteria di valvole pinza-tubi in conformità della presente invenzione.

Ridotta ai suoi elementi essenziali e con riferimento alle figure degli annessi disegni, una valvola pinza-tubi (V) in conformità della presente invenzione comprende un cilindro (1) attraversato trasversalmente, cioè radialmente, da due tubi (5, 6) collegabili a due differenti utenze e ciascuno dei quali può essere occluso per schiacciamento. I detti tubi (5, 6) - da qui in avanti indicati anche come “tubi di uscita” in quanto ciascuno di essi è collegabile ad un'utenza od anche ad una linea di ritorno del liquido al serbatoio dal quale proviene per farlo circolare al fine di evitare possibili addensamenti -sono uniti, attraverso un raccordo ad “Y” (12), ad un tubo (11) di alimentazione di un liquido. I due tubi (5, 6) sono paralleli tra loro e disposti ad una predeterminata distanza l’uno dall’altro.

Il cilindro (1) ha le sue estremità chiuse da un fondello destro (3) e da uno sinistro (2).

Ciascun tubo di uscita (5, 6) attraversa il cilindro (1) in corrispondenza di un relativo foro radiale passante (50, 60).

In corrispondenza di ciascun foro (50, 60) è presente una fresatura (51, 61) radiale realizzata sulla metà frontale del cilindro (1) che, estendendosi per un angolo di 180°, forma un’unica apertura sul cilindro (1) con il rispettivo foro (50, 60). In altri termini, i fori (50, 60) di posizionamento dei tubi di uscita (5, 6) costituiscono le estremità delle aperture realizzate sulla superficie del cilindro (1) mediante le fresature (51, 61). Le due fresature (51, 61) hanno una uguale larghezza di valore prestabilito, per assolvere alla funzione esposta di seguito e ciascuna di esse è simmetrica rispetto all’asse del corrispondente foro (50, 60). Poiché le dette fresature (51, 61) sono parallele e distanziate tra loro di un valore prestabilito, tra di esse rimane una porzione (1F) della superficie laterale del cilindro (1). Tale porzione (1F) è forata radialmente per consentire di insediarvi la spina (10) descritta nel seguito. Entrambi i tubi (5, 6) sono a contatto, in corrispondenza della loro tratta interna al cilindro (1), con una spina (10) inserita radialmente nella predetta porzione (1F) del cilindro (1) e disposta perpendicolarmente rispetto ai tubi di uscita (5, 6). Con riferimento all’esempio mostrato negli annessi disegni, la detta spina (10) è alla destra del tubo (5) di sinistra e alla sinistra del tubo (6) di destra, cioè risulta in posizione intermedia tra i tubi di uscita (5, 6).

Uno stantuffo (4), montato scorrevolmente all’ interno cilindro (1), muovendosi occlude per schiacciamento uno dei due tubi di uscita (5, 6), come ulteriormente esposto di seguito.

Il detto stantuffo (4) è coassiale al cilindro (1) ed è destinato ad essere movimentato lungo l'asse di quest'ultimo.

Sulla superficie laterale dello stantuffo (4) è prevista una prima asola (44) longitudinale di lunghezza prestabilita e di larghezza pari al diametro della predetta spina (10). La detta prima asola (44) è orientata parallelamente all'asse comune dello stantuffo (4) e del cilindro (1). Inoltre, la superficie laterale dello stantuffo (4) presenta un’apertura (100) formata da una seconda ed una terza asola (45), ognuna delle quali occupa una posizione sfalsata di novanta gradi rispetto alla prima asola (44), e da una fresatura (46) radiale e simmetrica rispetto alla seconda e alla terza asola (45) e realizzata dal lato diametralmente opposto dello stantuffo (4) rispetto alla prima asola (44). Poiché la fresatura (46) si estende per un angolo di 180°, essa forma un’unica apertura (100) le cui estremità sono costituite dalla seconda e dalla terza asola (45). La larghezza della fresatura (46) è pari alla lunghezza della prima asola (44). La seconda e la terza asola (45) sono più lunghe della prima asola (44) per assolvere alla funzione descritta in seguito.

Dopo aver inserito lo stantuffo (4) all’intemo del cilindro (1), la spina (10) viene montata sulla predetta porzione (1F) del cilindro (1) in modo da passare attraverso l’asola (44) e l’apertura (100) dello stesso stantuffo (4). In tal modo viene definita la posizione radiale dello stantuffo (4) in quanto la spina (10) ne evita la rotazione alfintemo del cilindro (1) permettendone solo la traslazione assiale.

La corsa dello stantuffo (4) è quindi pari alla lunghezza dell’asola (44) in cui il perno (10) può scorrere.

Successivamente, i tubi (4) e (5) vengono inseriti attraverso i fori (50) e (60) del cilindro (1) e attraverso la seconda e la terza asola (45) dello stantuffo (4). La seconda e la terza asola (45) dello stantuffo (4) hanno una larghezza tale da consentire ai tubi (5) e (6) di attraversarle (cioè, la larghezza di tali asole è compatibile con il diametro dei tubi 5 e 6) ed una lunghezza idonea per evitare interferenze tra gli stessi tubi (5) e (6) e lo stantuffo (4) durante lo spostamento di quest’ultimo. In definitiva, l’apertura (100) consente allo stantuffo (4) di muoversi nel cilindro (1) senza interferire con i tubi (5, 6) o con la spina (10).

Altre due spine (7, 8) sono inserite nello stantuffo (4), facendole passare attraverso le due fresature (51, 61), in corrispondenti fori di posizionamento (47, 48).

In particolare, in fase di assemblaggio della valvola, portando lo stantuffo (4) nella posizione illustrata in Fig.2 viene inserita la spina (7) attraverso la fresatura (61) ed i fori (47) e, portando lo stantuffo (4) nella posizione illustrata in Fig.6, viene inserita la spina (8) attraverso la fresatura (51) ed i fori (48).

Con riferimento all'esempio rappresentato nelle figure degli annessi disegni, la spina (7) è a destra (ovvero, in posizione anteriore) e la spina (8) è a sinistra (ovvero, in posizione posteriore) rispetto alla spina (10). Inoltre, la spina (10) è fissa, perché vincolata alla porzione (1F) del cilindro (1), mentre le spine (7) e (8) sono mobili perché vincolate allo stantuffo (4). La spina (7) è alla destra del tubo (6 mentre la spina (8) è alla sinistra del tubo (5).

Lo stantuffo (4) presenta inoltre un’estremità con una guarnizione di tenuta (41) di tipo “O- ring” e l’altra estremità con un foro assiale cieco (43), in cui è alloggiata una tazza (42). Il foro cieco (43) ha una profondità sufficiente per oltrepassare l’apertura (100) di un valore prestabilito. La tazza (42) presenta una superficie (420) inserita nel foro cieco (43) dello stantuffo (4) e una superficie (421) a battuta contro la base anteriore dello stantuffo (4). La detta superficie (421) è di diametro superiore a quello del foro cieco (43), ma inferiore all’alesaggio del cilindro (1). Inoltre, la cavità (422) della tazza (42) è rivolta verso l’estemo dello stesso stantuffo (4) cioè verso il fondello destro (3). H fondello destro (3) del cilindro (1) presenta, dal lato rivolto verso la tazza (42) una cavità cilindrica (30). Una molla (9) è alloggiata tra il fondello (3) e la tazza (42) con le sue basi inserite nelle rispettive cavità (422) e (30). La lunghezza di inserimento del fondello (3) nel cilindro (1) viene limitata da una battuta cilindrica (31) ricavata suH’estremità dello stesso fondello (3). Avvitando o svitando il fondello (3) nel cilindro (1) viene registrata la compressione, ovvero il precarico, della molla (9). Il fondello sinistro (2) avvitato ermeticamente sull’altra estremità del cilindro (1), presenta un foro assiale passante (21) per il passaggio dell’aria compressa come ulteriormente descritto nel seguito.

Il funzionamento della valvola sopra descritta è il seguente.

Introducendo aria compressa attraverso il foro (21) del fondello sinistro (2), lo stantuffo (4) si muove verso destra, assumendo la configurazione mostrata in Fig. 5A e schiacciando il tubo (5) con la spina posteriore (8) in cooperazione con la spina (10). In tale configurazione, il tubo (6) è libero e pertanto può essere attraversato da un liquido proveniente dal tubo di alimentazione (11). Viceversa, estraendo l’aria compressa attraverso il detto foro (21), la molla (9) muove lo stantuffo (4) verso sinistra provocando lo schiacciamento del tubo (6) ad opera del perno anteriore in cooperazione con la spina (10), come visibile in Fig.9. In tale configurazione, il tubo (5) è libero e pertanto può essere attraversato da un liquido proveniente dal tubo di alimentazione (11). In pratica il liquido proveniente dal tubo di alimentazione (11) viene selettivamente indirizzato in uno dei due tubi di uscita (5) o (6) a seconda della posizione assunta dallo stantuffo (4). Nota la portata di liquido passante attraverso ciascun tubo di uscita (5, 6), a seconda del tempo di apertura, viene definita la quantità di liquido rilasciata attraverso lo stesso tubo (5, 6).

I tubi di uscita (5, 6) possono essere ad esempio del tipo MASTERFLEX CHEMDURANCE BIO codice 6442-14.

E’ evidente che l’utilizzo di una valvola pinza-tubo (V) pneumatica anziché elettrica, a parità di forza applicata, impegna una potenza elettrica inferiore ed è per questo motivo più vantaggioso. Il vantaggio è tanto più evidente al crescere della rigidezza dei tubi di uscita (5, 6) e del numero di valvole (V) utilizzate.

Ciascuna valvola pinza-tubi (V) consente di dosare un tipo di liquido. Pertanto, per realizzare una ricetta, ovvero una sostanza con quantità prestabilite di più liquidi, vengono utilizzate più valvole pinza-tubi (V) comprese in una batteria (B) ed ognuna di esse è impiegata per dosare un liquido corrispondente. La batteria (B) è alimentata da una linea comune dell’aria compressa (C) e comandata attraverso una unità programmabile elettronica (UE) che gestisce i tempi di mantenimento delfaria compressa nelle singole valvole (V) e, pertanto, i tempi di apertura dei singoli condotti (5, 6). Utilizzando una pluralità di valvole (V) in conformità del presente trovato si realizza un'apparecchiatura di dosaggio di liquidi particolarmente efficiente anche dal punto di vista energetico.

A titolo di esempio, un’apparecchiatura per il dosaggio di liquidi che può essere vantaggiosamente equipaggiata con valvole pinza-tubo in conformità della presente invenzione è quella descritta nella domanda di brevetto intemazionale n. PCT/IT2010/331 (WO2011/013158).

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente per ciò che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati, senza per questo uscire dall’ambito dell’idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola pinza-tubi comprendente un corpo (1) attraverso iil quale possono essere inseriti due condotti di uscita deformabili (5, 6) collegabili ad uno stesso tubo di alimentazione (11), mezzi di compressione interagenti con i detti condotti di uscita (5, 6) per provocare l’occlusione di uno di essi per volta mediante schiacciamento temporaneo, i detti mezzi di compressione essendo movimentati da e verso i detti condotti di uscita (5, 6) da un attuatore controllato da una unità programmabile per consentirne l'azionamento secondo un programma prestabilito, caratterizzata dal fatto che il detto Γ attuatore è ad azionamento pneumatico.
2. 2. Valvola pinza-tubi secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il detto corpo (1) è un cilindro, ciascun tubo di uscita (5, 6) attraversa il cilindro (1) in corrispondenza di un relativo foro radiale passante (50, 60), in corrispondenza di ciascun foro (50, 60) è presente una fresatura (51, 61) radiale realizzata sulla metà frontale del cilindro (1) che, estendendosi per un angolo di 180°, forma un’unica apertura sul cilindro (1) con il rispettivo foro (50, 60), cosicché i fori (50, 60) di posizionamento dei tubi di uscita (5, 6) costituiscono le estremità delle aperture realizzate sulla superficie del cilindro (1) mediante le fresature (51, 61), le due fresature (51, 61) hanno una uguale larghezza di valore prestabilito e ciascuna di esse è simmetrica rispetto all’asse del corrispondente foro (50, 60), le dette fresature (51, 61) sono parallele e distanziate tra loro di un valore prestabilito, cosicché tra di esse rimane una porzione (1F) della superficie laterale del cilindro (1), la detta porzione (1F) della superficie laterale del cilindro (1) è forata radialmente per consentire di insediarvi una corrispondente spina (10), entrambi i tubi (5, 6) sono a contatto, in corrispondenza della loro tratta interna al cilindro (1), con la spina (10) inserita radialmente nella predetta porzione (1F) del cilindro (1) e disposta perpendicolarmente rispetto ai tubi di uscita (5, 6), e la detta spina (10) è un elemento dei detti mezzi di compressione dei condotti di uscita (5, 6).
3. 3. Valvola pinza- tubi secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzata dal fatto che uno stantuffo (4) è montato scorrevolmente all’interno del cilindro (1) e muovendosi occlude per schiacciamento un tubo di uscita (5, 6) per volta, il detto stantuffo (4) è coassiale al cilindro (1) ed è destinato ad essere movimentato lungo l'asse longitudinale di quest'ultimo, sulla superficie laterale dello stantuffo (4) è prevista una prima asola (44) longitudinale di lunghezza prestabilita e di larghezza pari al diametro della predetta spina (10), la detta prima asola (44) è orientata parallelamente all'asse comune dello stantuffo (4) e del cilindro (1), la superficie laterale dello stantuffo (4) presenta un’apertura (100) formata da una seconda ed una terza asola (45), ognuna delle quali occupa una posizione sfalsata di novanta gradi rispetto alla prima asola (44), e da una fresatura (46) radiale e simmetrica rispetto alla seconda e alla terza asola (45) e realizzata dal lato diametralmente opposto dello stantuffo (4) rispetto alla prima asola (44)., la detta fresatura (46) si estende per un angolo di 180° formando la detta apertura (100) le cui estremità sono costituite dalla seconda e dalla terza asola (45), la larghezza della fresatura (46) è pari alla lunghezza della prima asola (44), la seconda e la terza asola (45) sono più lunghe della prima asola (44), la corsa dello stantuffo (4) è pari alla lunghezza della prima asola (44) in cui la detta spina (10) può scorrere, e lo stantuffo (4) è provvisto di due spine (7, 8), una a monte e l'altra a valle della spina (10) scorrevole nella prima asola (44).
4. 4. Apparecchiatura per il dosaggio di liquidi caratterizzata dal fatto che è provvista di una pluralità di valvole pinza-tubi (V) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.