ITFI960083A1

ITFI960083A1 - Regolatore del livello di un liquido in un serbatoio con valvola servocomandata

Info

Publication number: ITFI960083A1
Application number: IT96FI000083A
Authority: IT
Inventors: Mirian Ronchi
Original assignee: Mac 3 S P A
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-10-18
Also published as: ITFI960083A0; IT1286601B1; EP0802362A1

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"REGOLATORE DEL LIVELLO DI UN LIQUIDO IN UN SERBATOIO CON VALVOLA SERVOCOMANDATA"

La presente invenzione riguarda il settore dei regolatori del livello di un liquido in un serbatoio o altro dispositivo di raccolta e più in particolare si riferisce ad un regolatore di livello con valvola dotata di servocomando.

I regolatori di livello di tipo noto destinati a mantenere un livello di liquido prestabilito in un serbatoio o altro apparecchio di raccolta, comprendono un organo intercettabile per l'alimentazione del liquido azionato da un elemento sensore del livello del liquido nel serbatoio, per cui, quando tale livello scende al di sotto di un valore prestabilito l'elemento sensore attiva l'organo intercettabile aprendolo e consentendo il reintegro del liquido fino al ripristino di tale livello, raggiunto il quale l'elemento sensore comanda la chiusura dell'organo intercettabile interrompendo l'alimentazione del liquido.

In una forma realizzativa molto diffusa di questo tipo di regolatori di livello di liquidi l'elemento sensore è costituito da un galleggiante e l'organo intercettabile è una valvola con otturatore a spillo o a membrana o simili. Il galleggiante è connesso all'otturatore mediante un braccio di azionamento che ne comanda l'apertura o la chiusura in funzione del livello del liquido raggiunto nel serbatoio .

I regolatori di livello del tipo a galleggiante sono di costruzione relativamente semplice e quindi assai economici. Tuttavia, poiché la forza che deve essere esercitata sull'otturatore per mantenerlo in posizione di chiusura è direttamente proporzionale alla pressione idrostatica che il liquido esercita sul galleggiante, è chiaro che sarà necessario un galleggiante tanto più voluminoso quanto maggiore è la forza che il liquido esercita sull'otturatore stesso per portarlo in posizione di apertura. Questa necessità preclude ogni possibilità di impiego di questo tipo di regolatori di livello per condotti di alimentazione del liquido di diametro superiore ad un certo valore, come possono essere richiesti in serbatoi di grosse dimensioni. Inoltre, poiché il movimento dell'otturatore è direttamente comandato da quello del galleggiante, man mano che il livello sale, diminuisce la luce di deflusso, per cui i tempi di ripristino del livello sono relativamente lunghi e il rumore è elevato.

Lo scopo della presente invenzione è di fornire un regolatore di livello di un liquido in un serbatoio, del tipo a galleggiante, che non presenti limitazioni al suo impiego anche in installazioni di grosse dimensioni.

Questo scopo viene raggiunto con il regolatore di livello secondo la presente invenzione che si caratterizza per il fatto che sulla membrana costituente l'otturatore sono ricavati un primo passaggio, che pone in comunicazione la sezione di entrata della valvola con una camera intermedia, ed un secondo passaggio, che pone in comunicazione detta camera intermedia con la sezione di uscita della valvola. Sono previsti mezzi di intercettazione del secondo passaggio connessi ai mezzi a galleggiante ed atti a chiudere il secondo passaggio quando il livello del liquido nel serbatoio è ad un valore prestabilito, per cui la pressione del liquido in detta camera intermedia è uguale a quella esistente a monte di detta membrana, e ad aprire il secondo passaggio quando il livello del liquido nel serbatoio è ad un valore diverso da quello prestabilito, per cui la pressione del liquido in detta camera intermedia è sostanzialmente uguale a quella esistente a valle di detta membrana.

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del regolatore di livello secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione trasversale del regolatore di livello secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 sono viste in pianta rispettivamente dall'alto e dal basso del corpo di valvola del regolatore di livello secondo l'invenzione;

le figure 4 e 5 sono viste rispettivamente in sezione laterale ed in pianta dell'otturatore a membrana montato nella valvola del regolatore di livello secondo l'invenzione .

Con riferimento alle figure suddette, si è indicato genericamente con 1 un corpo di valvola del regolatore di livello secondo l'invenzione e con 2 l'associato braccio alla cui estremità è fissato un galleggiante, non mostrato. Il corpo di valvola 1 si compone di una sezione di ingresso 3 formata da una porzione tubolare con filettatura esterna 3a per la connessione al condotto di alimentazione del liquido da inviare nel serbatoio, e di una sezione di uscita 4 comprendente una porzione tubolare 4a estendentesi ortogonalmente alla porzione tubolare 3a da una camera di scarico di struttura anulare 4b coassiale alla porzione tubolare di ingresso 3. Ad una flangia 5 che si estende lateralmente dall'estremità aperta della camera anulare 4b è fissato un coperchio 6 il quale delimita al suo interno una camera intermedia 7. Tra la flangia 5 e la corrispondente flangia 6a del coperchio 6 è serrato un otturatore elastico a membrana 8 che poggia sul bordo libero della porzione tubolare di ingresso 3 impedendo quindi il passaggio del liquido da quest'ultimo alla camera anulare 4b e da essa alla porzione tubolare di uscita 4a.

La comunicazione tra la porzione tubolare di ingresso 3 e la camera intermedia 7 è invece assicurata da un piccolo foro 9, ricavato centralmente sulla membrana 8, per cui, quando quest'ultima è in posizione di chiusura la camera 7 è piena di liquido alla stessa pressione di quello presente nella porzione tubolare 3.

Come mostrato nella figura 4, l'otturatore a membrana 8 ha forma circolare con una parte centrale 8a di spessore maggiorato e di diametro maggiore a quello della luce di sbocco della porzione tubolare di ingresso 3. La membrana 8 presenta pertanto una faccia piana che appoggia su detta luce di sbocco, e una faccia presentante una parte ingrossata centrale 8a che si estende entro la camera 7. Il foro di passaggio 9 è ricavato al centro di detta parte ingrossata 8a. Dalla porzione circolare della membrana 8 si estende complanarmente una appendice 8b nella quale è ricavato un foro passante 10. L'appendice 8b poggia su una spianatura 11 ricavata esternamente alla porzione tubolare di uscita 4 complanarmente alla flangia 5 e presenta un foro passante 12 che sbocca nella porzione tubolare di uscita 4. Pertanto il foro 12 e il foro 10 ad esso coassiale costituiscono un passaggio attraverso cui la camera 7 è in comunicazione con l'interno della porzione tubolare di uscita 4.

Il passaggio costituito dai fori 10 e 12 è intercettato per mezzo di un piattello mobile 13 solidale ad uno stelo 14 scorrevole assialmente entro i fori 10 e 12 e presentante una estremità impegnata scorrevolmente in una sede 6b ricavata sul coperchio 6 all'interno della camera 7, mentre l'altra estremità fuoriesce a tenuta dalla porzione tubolare di uscita 4 dalla parte opposta a quella su cui è ricavata la spianatura 11. Il piattello 13 è mobile assialmente all'interno della camera 7 e intercetta il foro 10 della membrana 8.

L'estremità dello stelo 14 fuoriuscente dalla porzione tubolare di uscita 4 è articolata al braccio 2 il quale è fissato a due alette 15 che si estendono dalla porzione tubolare di uscita 4 tramite un fulcro 16. L'articolazione tra il braccio 2 e lo stelo 14 è tale per cui quando il galleggiante si muove nel senso della freccia FI, ossia quando il livello nel serbatoio sale, lo stelo 14 scorre nel senso della freccia Gl, cioè il piattello 13 si porta in posizione di chiusura del passaggio 10-12, come quella illustrata in figura 1; viceversa, quando il galleggiante si muove nel senso della freccia F2, cioè il livello nel serbatoio si abbassa, lo stelo 14 scorre nel senso della freccia G2, allontanando il piattello 3 dal passaggio 10-12.

La connessione è inoltre tale che l'attuazione dello stelo 14 avviene con un certo ritardo rispetto al movimento del braccio 2, per cui piccole variazioni di livello non vengono percepite evitando così continue aperture e chiusure del passaggio 10-12 e quindi possibili danni al motore della pompa di alimentazione.

Da quanto sopra risulta chiaro che l'apertura e la chiusura dell'otturatore a membrana 8 non è comandata dal braccio 2 direttamente, bensì attraverso lo stelo 14 e il piattello 13 in modo da risultare ininfluente, ai fini del dimensionamento del galleggiante, il diametro della porzione tubolare di ingresso 3. Infatti, quando il galleggiante è al suo livello massimo la pressione del liquido presente nella camera 7 da un lato forza la membrana 8 contro l'imbocco della camera anulare 4b, dall'altro forza il piattello 13 contro i bordi del passaggio 10 impedendo così che il liquido passi nella porzione tubolare di uscita 4 o attraverso la camera anulare 4b o attraverso il passaggio 10-12. La membrana 8 risulta forzata contro lo sbocco della porzione tubolare d'ingresso 3 per effetto della differenza di pressione tra la camera intermedia 7 e la camera anulare 4b. Quando d'altra parte, per effetto di un abbassamento del livello nel serbatoio, il piattello 13 si allontana dal foro 10 la pressione del liquido nella camera 7 si riduce bruscamente sbilanciando le forze agenti sulla membrana 8 la cui parte centrale ingrossata 8a si allontana dallo sbocco della porzione tubolare di ingresso 3 consentendo il deflusso del liquido attraverso la camera anulare 4b. La sezione di deflusso del passaggio 10-12 è assai maggiore di quella del foro 9, per cui è assicurata l'istantanea depressurizzazione della camera 7. Inoltre l'irrigidimento della membrana 8 nella sua parte centrale dovuto all'ingrossamento 8a fa sì che essa si solleva o si abbassa in maniera sostanzialmente parallela a sè stessa assicurando, in fase di apertura, la sezione di deflusso prevista e una chiusura contemporanea lungo tutto il perimetro

Vantaggiosamente il foro 9 è svasato verso la camera 7 in modo da evitare l'occlusione per effetto di particelle solide presenti nel liquido.

Rispetto alle valvole per regolatori di livello tradizionali, in questo caso la sezione di deflusso tra lo sbocco della porzione tubolare di ingresso 3 e la membrana 8 rimane all 'incirca costante per tutta la fase di apertura e si chiude non appena il piattello 13 va a chiudere il passaggio 10-12. Ciò consente un rapido ripristino del livello ed una riduzione del rumore dovuto al deflusso.

Varianti e/o modifiche potranno essere apportate al regolatore di livello secondo la presente invenzione, senza per questo uscire dall'ambito protettivo dell'invenzione medesima.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Regolatore del livello di un liquido in un serbatoio comprendente un corpo di valvola con un ingresso per il liquido ed una uscita verso detto serbatoio e un otturatore interposto tra detto ingresso e detta uscita, nonché mezzi a galleggiante mobili in funzione del livello del liquido nel serbatoio atti a comandare il movimento di detto otturatore per consentire o impedire il passaggio del liquido da detto ingresso a detta uscita, caratterizzato dal fatto che detto otturatore è del tipo a membrana e su di essa è ricavato un primo passaggio che pone in comunicazione detto ingresso con una camera intermedia di detto corpo di valvola, ed un secondo passaggio, che pone in comunicazione detta camera intermedia con detta uscita, essendo previsti mezzi di intercettazione di detto secondo passaggio connessi a detti mezzi a galleggiante e atti a chiudere detto secondo passaggio quando il livello del liquido del serbatoio è ad un valore prestabilito, per cui la pressione del liquido in detta camera intermedia è uguale a quella esistente a monte di detta membrana, e ad aprire detto secondo passaggio quando il livello del liquido nel serbatoio è ad un valore diverso da quello prestabilito, per cui la pressione del liquido in detta camera intermedia è sostanzialmente uguale a quella a valle di detta membrana.
2. Regolatore di livello secondo la rivendicazione 1, in cui detto ingresso e detta uscita di detto corpo di valvola comprendono una porzione tubolare .di ingresso ed una porzione tubolare di uscita ortogonali tra loro, detta porzione tubolare di uscita comunicando con una camera di scarico disposta attorno a detta porzione tubolare di ingresso, quest'ultima e detta camera di scarico presentando lo sbocco e rispettivamente l'imbocco complanari tra loro e ad una flangia su cui è fissata detta membrana, detta camera intermedia essendo delimitata da detta membrana e da un coperchio di detto corpo di valvola fissato a detta flangia.
3. Regolatore di livello secondo la rivendicazione 2, in cui detta camera di scarico è di forma anulare ed è disposta coassialmente rispetto a detta porzione tubolare d'ingresso .
4. Regolatore di livello secondo le rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di intercettazione di detto secondo passaggio comprendono uno stelo scorrevole trasversalmente entro detta porzione tubolare di uscita, connesso in modo articolato ad un braccio portante un galleggiante, detto stelo essendo provvisto di un piattello scorrevole entro detta camera intermedia atto ad intercettare detto secondo passaggio.
5 . .Regolatore di livello secondo le rivendicazioni precedenti, in cui la sezione di detto secondo passaggio è maggiore di quella di detto primo passaggio.
6. Regolatore di livello secondo le rivendicazioni precedenti, in cui detto primo passaggio presenta una sezione svasata verso detta camera intermedia.
7. Regolatore di livello secondo le rivendicazioni precedenti, in cui detto otturatore a membrana presenta una porzione centrale a spessore e di diametro maggiore a quello della sezione di sbocco di detta porzione tubolare di ingresso.
8. Regolatore di livello di un liquido in un serbatoio sostanzialmente come sopra descritto ed illustrato con riferimento ai disegni annessi.