ITMI20000574A1

ITMI20000574A1 - PERFECTED METHOD FOR THE CONTROL OF A VALVE GROUP FOR HYDRAULIC CIRCUITS

Info

Publication number: ITMI20000574A1
Application number: IT2000MI000574A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Scanferla
Original assignee: Giorgio Scanferla
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2001-09-20
Also published as: ITMI20000574A0; IT1316814B1

Description

Titolo: Metodo perfezionato per il comando di un gruppo valvolare per circuiti idraulici Title: Improved method for controlling a valve unit for hydraulic circuits

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dellinvenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce ad un metodo perfezionato per il comando di un gruppo valvolare per circuiti idraulici. The present invention relates to an improved method for controlling a valve unit for hydraulic circuits.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un metodo per comandare la commutazione di un otturatore di un gruppo valvolare montato in un circuito idraulico di un impianto di riscaldamento o di un apparecchio scalda acqua per uso civile, come ad esempio le caldaie di tipo cosiddetto combinato. More particularly, the present invention relates to a method for controlling the switching of a shutter of a valve unit mounted in a hydraulic circuit of a heating system or of a water heating appliance for civil use, such as boilers of the type so-called combined.

Nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: caldaia di tipo combinato, si intende indicare una caldaia in grado di erogare sia acqua calda per il riscaldamento ambienti o acqua primaria, sia acqua calda per uso sanitario. In the following description and in the subsequent claims, the term: combined boiler is intended to indicate a boiler capable of delivering both hot water for space heating or primary water, and hot water for sanitary use.

Negli apparecchi di riscaldamento dell’acqua e negli impianti di riscaldamento in generale, è ben noto l’impiego di gruppi valvolari che, se opportunamente comandati, sono in grado di intercettare (valvole a due vie) o deviare (valvole a tre vie) il fluido circolante nei circuiti in essi previsti. In water heaters and heating systems in general, the use of valve units is well known which, if properly controlled, are able to intercept (two-way valves) or divert (three-way valves) the fluid circulating in the circuits provided therein.

Questi gruppi valvolari comprendono generalmente un otturatore che viene comandato in traslazione da rispettivi mezzi di azionamento mossi da un idoneo motore elettrico tra una posizione di commutazione iniziale e una posizione di commutazione finale per garantire il servizio desiderato. These valve assemblies generally comprise a shutter which is driven in translation by respective actuation means moved by a suitable electric motor between an initial switching position and a final switching position to ensure the desired service.

Così, ad esempio nelle valvole a due vie queste posizioni di commutazione possono essere le posizioni di apertura e di chiusura di un condotto di uscita fluido associato al gruppo valvolare, mentre nelle valvole a tre vie esse possono essere le posizioni di apertura o di chiusura di contrapposti condotti di uscita fluido. Thus, for example in the two-way valves these switching positions can be the opening and closing positions of a fluid outlet duct associated with the valve unit, while in the three-way valves they can be the opening or closing positions of opposed fluid outlet ducts.

Nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni con il termine di: fluido, si intende indicare una qualunque sostanza in forma liquida fluente attraverso il gruppo valvolare. Preferibilmente, ma non esclusivamente, si farà riferimento nel seguito all’acqua. In the following description and in the subsequent claims with the term: fluid, it is intended to indicate any substance in liquid form flowing through the valve unit. Preferably, but not exclusively, reference will be made to water below.

Inoltre, a puro titolo esemplificativo ma non limitativo, si farà riferimento nel seguito a valvole a tre vie, restando per inteso che quanto detto risulta analogamente valido e di immediata applicazione anche per le valvole a due vie. Furthermore, by way of example but not limiting, reference will be made hereinafter to three-way valves, it being understood that what has been said is similarly valid and of immediate application also for two-way valves.

Nel comando di un gruppo valvolare più sopra indicato, sia esso una valvola a due o a tre vie, è particolarmente sentita l'esigenza di garantire che il funzionamento del gruppo valvolare in generale e, in particolare, che la commutazione dell’ otturatore tra le suddette posizione di commutazione iniziale e finale, avvengano in modo regolare, affidabile e, se possibile, poco rumoroso. In the control of a valve unit indicated above, whether it be a two or three-way valve, the need is particularly felt to ensure that the operation of the valve unit in general and, in particular, that the switching of the shutter between the aforementioned initial and final switching position, take place smoothly, reliably and, if possible, with little noise.

Questa esigenza, però, risulta particolarmente difficile da soddisfare in pratica essenzialmente a causa dei vincoli costruttivi che il mercato impone - essenzialmente per ragioni di carattere economico - ai mezzi di azionamento dell'otturatore di questi gruppi valvolari. This requirement, however, is particularly difficult to satisfy in practice essentially due to the constructive constraints that the market imposes - essentially for economic reasons - on the means for actuating the shutter of these valve groups.

I mezzi di azionamento dell'otturatore devono infatti presentare ad un tempo sia caratteristiche di ingombro ridotto, sia caratteristiche di basso costo che oggigiorno vengono generalmente conseguite adottando mezzi di azionamento lineare comprendenti un albero parzialmente filettato collegato all'otturatore e comandato in traslazione da un motore elettrico passo-passo tramite un nucleo. Quest’ultimo è comandato a sua volta in rotazione da almeno un avvolgimento di statore del motore elettrico. The means for actuating the shutter must in fact present at the same time both characteristics of reduced dimensions and characteristics of low cost which today are generally achieved by adopting linear actuation means comprising a partially threaded shaft connected to the shutter and driven in translation by a motor. step-by-step through a core. The latter is in turn controlled in rotation by at least one stator winding of the electric motor.

Le limitate dimensioni che il mercato impone ai mezzi di azionamento dell'otturatore fanno inoltre sì che nella stragrande maggioranza dei casi la filettatura del suddetto albero parzialmente filettato sia di tipo reversibile essendo normalmente scelta per ragioni costruttive con un passo sufficientemente grande in relazione al diametro, necessariamente limitato, dell’albero stesso. The limited size that the market imposes on the shutter actuating means also means that in the vast majority of cases the thread of the aforementioned partially threaded shaft is of the reversible type, being normally chosen for construction reasons with a sufficiently large pitch in relation to the diameter, necessarily limited, of the tree itself.

Questi vincoli di tipo tecnico unitamente al fatto che i suddetti mezzi di azionamento lineare sono tali da funzionare in modo sufficientemente silenzioso e tale da non indurre indesiderate vibrazioni del gruppo valvolare solo se il nucleo di comando dell’albero parzialmente filettato ruota ad elevata velocità, causano però alcuni inconvenienti di non facile soluzione. These technical constraints, together with the fact that the aforementioned linear actuation means are such as to operate in a sufficiently silent way and such as not to induce undesired vibrations of the valve unit only if the partially threaded shaft control core rotates at high speed, cause however, some drawbacks that are not easy to solve.

Un primo inconveniente è correlato proprio alla elevata velocità di rotazione del nucleo di comando che si traduce in una velocità di traslazione altrettanto elevata dell'otturatore con la conseguente insorgenza del cosiddetto fenomeno del “colpo d’ariete” generato dalla rapida intercettazione del flusso di fluido che attraversa il gruppo valvolare. A first drawback is related precisely to the high rotation speed of the control core which results in an equally high translation speed of the shutter with the consequent onset of the so-called "water hammer" phenomenon generated by the rapid interception of the fluid flow running through the valve group.

Un secondo inconveniente è correlato al fatto che una filettatura di tipo reversibile non consente di mantenere l’otturature nella propria posizione di commutazione finale, ad esempio in chiusura di una delle sedi di valvola previste nel gruppo valvolare, se non mantenendo in condizione eccitata il motore elettrico dei mezzi di azionamento con un conseguente spreco di energia. A second drawback is related to the fact that a reversible thread does not allow the shutter to be kept in its final switching position, for example when closing one of the valve seats provided in the valve unit, unless the motor is kept energized. of the drive means with a consequent waste of energy.

D'altra parte i tentativi effettuati nel settore di porre rimedio a questi inconvenienti impiegando un albero parzialmente filettato avente una filettatura di tipo non reversibile - nei casi in cui ciò sia realizzabile tenuto conto del limitato diametro che tale albero deve avere - sono stati presto -accantonati essenzialmente a causa della durata troppo limitata della filettatura che viene rapidamente usurata in seguito alle elevate pressioni specifiche esercitate sui filetti dal nucleo durante il funzionamento dei mezzi di azionamento. On the other hand, the attempts made in the sector to remedy these drawbacks by using a partially threaded shaft having a non-reversible thread - in cases where this is achievable taking into account the limited diameter that this shaft must have - were soon - set aside essentially due to the too limited duration of the thread which is quickly worn out due to the high specific pressures exerted on the threads by the core during the operation of the actuation means.

Sommario dell'invenzione Summary of the invention

Il problema tecnico che sta alla base della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un metodo per il comando di un gruppo valvolare per circuiti idraulici che consenta di migliorare il controllo della commutazione nel suo complesso riducendo in modo sostanziale i problemi di rumorosità più sopra indicati con riferimento al funzionamento dei mezzi di azionamento del'otturatore. The technical problem underlying the present invention is therefore that of providing a method for controlling a valve unit for hydraulic circuits which allows to improve the control of the switching as a whole, substantially reducing the noise problems mentioned above. indicated with reference to the operation of the shutter actuation means.

In accordo con l’invenzione, il suddetto problema è risolto da un metodo per il comando di un gruppo valvolare per circuiti idraulici tra una posizione di commutazione iniziale ed una posizione di commutazione finale così come definito dalla allegata rivendicazione 1. In accordance with the invention, the aforementioned problem is solved by a method for controlling a valve unit for hydraulic circuits between an initial switching position and a final switching position as defined in the attached claim 1.

Il Richiedente ha infatti intuito che il desiderato migliorato controllo della commutazione dell’ otturatore può essere conseguito suddividendo in almeno due parti successive la corsa dell’otturatore tra le suddette posizioni di commutazione iniziale e finale, anziché effettuare un unico movimento di commutazione senza soluzione di continuità così come costantemente insegnato dalla tecnica nota. The Applicant has in fact understood that the desired improved control of the shutter switching can be achieved by dividing the shutter stroke between the aforementioned initial and final switching positions into at least two successive parts, instead of carrying out a single switching movement without solution of continuity. as constantly taught by the known art.

In tal modo ed effettuando almeno due spostamenti deU’otturatore intervallati da almeno una fermata di durata prefissata è possibile sia controllare in modo adeguato la posizione istantanea assunta dall’otturatore (che, di conseguenza non risulta più in balìa delle spinte esercitate su di esso dal fluido che attraversa il gruppo valvolare), sia avere un tempo complessivo di commutazione che eviti il precitato fenomeno del “colpo d’ariete”. In this way and by carrying out at least two movements of the obturator interspersed with at least one stop of a predetermined duration, it is possible to adequately control the instantaneous position assumed by the obturator (which, consequently, is no longer at the mercy of the thrusts exerted on it by the fluid flowing through the valve group), and have an overall switching time that avoids the aforementioned “water hammer” phenomenon.

Più in particolare, ripartendo in più parti la corsa dell’otturatore viene ottenuto un vantaggioso effetto di progressiva parzializzazione della luce di passaggio del fluido che attraversa il gruppo valvolare e, quindi, una progressiva riduzione della forza di inerzia esercitata dal fluido all’atto della chiusura di uno dei condotti di uscita del gruppo valvolare stesso che consente di evitare in modo sostanzialmente completo l'insorgere del "colpo d'ariete". More specifically, by dividing the shutter stroke into several parts, an advantageous effect is obtained of progressive partialization of the passage of the fluid that passes through the valve unit and, therefore, a progressive reduction of the inertia force exerted by the fluid upon closing of one of the outlet ducts of the valve unit itself which allows to substantially avoid the onset of the "water hammer".

Ulteriori caratteristiche preferite e vantaggiose del metodo deU’invenzione sono definite nelle allegate rivendicazioni 2-14. Further preferred and advantageous features of the method of the invention are defined in the attached claims 2-14.

In una forma preferita di attuazione, l'entità dello spostamento e la velocità di traslazione dell'otturatore in ciascuno dei suddetti almeno due spostamenti sono superiori ad un valore di soglia minimo tale da prevenire la formazione di depositi calcarei nei componenti previsti nel circuito idraulico montato a valle del gruppo valvolare. In a preferred embodiment, the extent of the displacement and the translation speed of the shutter in each of the aforementioned at least two displacements are higher than a minimum threshold value such as to prevent the formation of limescale deposits in the components provided in the mounted hydraulic circuit. downstream of the valve group.

Tale valore di soglia minimo della velocità di. traslazione dell'otturatore può essere agevolmente determinato da un esperto del settore in funzione delle caratteristiche dell’ otturatore, dell’inerzia termica e del tipo di circuito idraulico e dei componenti collegati al gruppo valvolare, delle caratteristiche dello scambiatore di calore inserito in tale circuito idraulico e della velocità di circolazione del fluido nel gruppo valvolare. Preferibilmente e tenendo conto dei parametri di progetto usuali per i gruppi valvolari destinati ad equipaggiare gli apparecchi scalda acqua in generale e le caldaie di tipo combinato in particolare, la velocità di traslazione dell'otturatore in ciascuno dei suddetti almeno due spostamenti è scelta in un intervallo di valori compreso tra 4 e 10 mm/s. This minimum threshold value of the speed of. translation of the shutter can be easily determined by an expert in the field according to the characteristics of the shutter, the thermal inertia and the type of hydraulic circuit and the components connected to the valve unit, the characteristics of the heat exchanger inserted in this hydraulic circuit and the rate of circulation of the fluid in the valve assembly. Preferably and taking into account the usual design parameters for valve groups intended to equip water-heating appliances in general and combined-type boilers in particular, the shutter translation speed in each of the aforementioned at least two movements is selected in an interval of values between 4 and 10 mm / s.

Vantaggiosamente, il metodo dell'invenzione consente di impiegare, per il comando dell'otturatore ed a seconda delle specifiche esigenze costruttive e di regolazione del gruppo valvolare, sia un motore elettrico passo-passo, sia un motore sincrono. In particolare, l'adozione di un motore sincrono, di per sè avente una elevate velocità di rotazione, è vantaggiosamente resa possibile grazie alla previsione di almeno una fermata dell'otturatore tra le posizioni di commutazione iniziale e finale Advantageously, the method of the invention makes it possible to use both an electric step-by-step motor and a synchronous motor for controlling the shutter and according to the specific construction and regulation requirements of the valve unit. In particular, the adoption of a synchronous motor, per se having a high rotation speed, is advantageously made possible thanks to the provision of at least one stop of the shutter between the initial and final switching positions.

In una forma di attuazione dell'invenzione e nel caso in cui il motore di comando dell'otturatore sia un motore passo-passo, la velocità di traslazione dell'otturatore nei propri spostamenti viene regolata variando in modo di per sè noto la frequenza di alimentazione di almeno un avvolgimento di statore di tale motore elettrico. In tal modo, è vantaggiosamente possibile conferire in modo agevole all’otturatore la velocità di traslazione più appropriata tenuto conto della specifica geometria prescelta per il gruppo valvolare. In an embodiment of the invention and in the case in which the shutter control motor is a stepping motor, the translation speed of the shutter in its movements is regulated by varying the supply frequency in a per se known manner. of at least one stator winding of this electric motor. In this way, it is advantageously possible to easily give the shutter the most appropriate translation speed taking into account the specific geometry chosen for the valve unit.

In ogni caso e come detto più sopra, l’oturatore viene preferibilmente spostato ad una velocità superiore alla suddetta la velocità minima di traslazione. In any case and as mentioned above, the shutter is preferably moved at a speed higher than the aforementioned minimum translation speed.

In accordo con l'invenzione, le modalità di blocco dell'otturatore possono variare a seconda del tipo di filettatura adottata per l’albero parzialmente filettato collegato all'otturatore stesso e comandato in traslazione dal motore elettrico. In accordance with the invention, the shutter locking methods may vary depending on the type of thread adopted for the partially threaded shaft connected to the shutter itself and driven in translation by the electric motor.

Cosi, in una prima forma di realizzazione in cui tale filettatura ha un passo sufficientemente piccolo in relazione al diametro dell’albero di comando dell'otturatore e, come tale, è ata a garantire la non reversibilità di movimento dell’otturatore collegato a tale albero per azione delle spinte esercitate dal fluido sull’otturatore (filettatura con passo non reversibile), la fase di blocco dell'otturatore nella posizione di commutazione intermedia può essere attuata interrompendo l'alimentazione della corrente all'avvolgimento di statore del motore elettrico. Thus, in a first embodiment in which said thread has a sufficiently small pitch in relation to the diameter of the shutter control shaft and, as such, is able to guarantee the non-reversibility of movement of the shutter connected to said shaft by the action of the thrusts exerted by the fluid on the shutter (thread with non-reversible pitch), the locking phase of the shutter in the intermediate switching position can be carried out by interrupting the supply of current to the stator winding of the electric motor.

In tal modo, viene delegata alla filettatura con passo non reversibile la funzione di mantenere in posizione di blocco l'otturatore senza però dover mantenere il motore elettrico in condizione eccitata. Ciò consente una vantaggiosa riduzione dei consumi energetici. In this way, the function of keeping the shutter in the locked position without having to keep the electric motor in an energized condition is delegated to the threading with non-reversible pitch. This allows an advantageous reduction in energy consumption.

In una seconda forma di realizzazione in cui la filettatura dell’albero parzialmente filettato di comando dell'otturatore ha un passo relativamente grande in relazione al diametro dell’albero e, come tale, non è in grado di contrastare le spinte esercitate dal fluido sull’otturatore (filettatura con passo reversibile), la fase di blocco dell'otturatore nella posizione di commutazione intermedia può essere attuata alimentando ad almeno un avvolgimento di statore del motore elettrico una corrente continua (nel seguito: corrente di blocco) avente un valore opportuno preferibilmente compreso tra l'8 ed il 30% e, ancor più preferibilmente, compreso tra il 10 e il 15%, del valore della corrente nominale di alimentazione del motore elettrico stesso. In a second embodiment in which the thread of the partially threaded shaft controlling the obturator has a relatively large pitch in relation to the diameter of the shaft and, as such, is not able to counteract the thrusts exerted by the fluid on the shutter (thread with reversible pitch), the locking phase of the shutter in the intermediate switching position can be carried out by supplying at least one stator winding of the electric motor with a direct current (hereinafter: locking current) having a suitable value preferably included between 8 and 30% and, even more preferably, between 10 and 15%, of the value of the rated power supply current of the electric motor itself.

In tal modo, viene delegata al motóre elettrico la funzione di mantenere in posizione di blocco l'otturatore. In this way, the function of keeping the shutter in the locked position is delegated to the electric motor.

In accordo con l'invenzione, tale corrente di blocco è una corrente continua e viene scelta in funzione del passo della filettatura che viene adottato (a sua volta dipendente dal diametro dell’albero parzialmente filettato), dal tipo di attrito che si sviluppa tra la filettatura e le restanti parti dei mezzi di azionamento lineare e dall’entità delle spinte che si vogliono controbilanciare (a loro volta dipendenti dai parametri di progetto del circuito idraulico in cui il gruppo valvolare è inserito). According to the invention, this blocking current is a direct current and is chosen according to the thread pitch that is adopted (in turn dependent on the diameter of the partially threaded shaft), on the type of friction that develops between the thread and the remaining parts of the linear actuation means and the amount of thrusts to be counterbalanced (in turn dependent on the design parameters of the hydraulic circuit in which the valve unit is inserted).

Vantaggiosamente, l’adozione di una filettatura a passo reversibile consente di ridurre l’usura a cui i filetti vengono sottoposti durante l’impiego dei mezzi di azionamento lineare dell’otturatore a fronte di un limitato consumo di corrente (quella di blocco) che può essere considerato trascurabile dal punto di vista della dispersione di potenza e del riscaldamento del motore. Advantageously, the adoption of a thread with reversible pitch allows to reduce the wear to which the threads are subjected during the use of the linear actuation means of the shutter against a limited current consumption (the blocking one) which can be considered negligible from the point of view of power loss and engine heating.

In una forma preferita di attuazione, il tempo complessivo di commutazione dell’otturatore tra le posizioni di commutazione iniziale e finale risulta non inferiore a 2 secondi per effetto del tempo necessario ad effettuare i suddetti almeno due spostamenti intervallati da almeno una sosta nella precitata posizione di commutazione intermedia. Ancor più preferibilmente, il tempo complessivo di commutazione del l’otturatore è compreso tra 2 e 3 secondi. In a preferred embodiment, the overall switching time of the shutter between the initial and final switching positions is not less than 2 seconds due to the time necessary to carry out the aforementioned at least two movements interspersed with at least one stop in the aforementioned switching position. intermediate switching. Even more preferably, the overall shutter switching time is between 2 and 3 seconds.

In tal modo, è vantaggiosamente possibile comandare la commutazione dell’ otturatore riducendo in modo sostanziale tutti i fenomeni che possono in qualche modo dar luogo a vibrazioni e/o rendere rumoroso il funzionamento del gruppo valvolare. In this way, it is advantageously possible to control the switching of the shutter, substantially reducing all the phenomena that can in some way give rise to vibrations and / or make the operation of the valve unit noisy.

In una prima forma preferita di attuazione, il metodo dell’ invenzione consente di comandare la commutazione di un gruppo valvolare cosiddetto on-off, per cui l’otturatore chiude nelle posizione di commutazione iniziale e finale contrapposte sedi di valvola estese nel percorso di fluido (valvola a tre vie), ovvero apre e chiude una unica sede di valvola estesa nel percorso di fluido (valvola a due vie). In a first preferred embodiment, the method of the invention allows to control the switching of a so-called on-off valve assembly, whereby the shutter closes in the opposite initial and final switching positions valve seats extended in the fluid path ( three-way valve), i.e. it opens and closes a single valve seat extended in the fluid path (two-way valve).

In una seconda forma preferita di attuazione, il metodo dell’ invenzione consente di comandare la commutazione di un gruppo valvolare in modo cosiddetto modulante, e, cioè, in modo da regolare la portata del fluido uscente dal gruppo valvolare. In a second preferred embodiment, the method of the invention allows to control the switching of a valve group in a so-called modulating way, and, that is, so as to regulate the flow rate of the fluid leaving the valve group.

In questo secondo caso, l’otturatore non chiude alcuna sede di valvola nella posizione di commutazione finale, ma si trova in una posizione intermedia a distanza prefissata da essa e tale da consentire la desiderata parzializzazione o deviazione del fluido uscente dal gruppo valvolare. In this second case, the shutter does not close any valve seat in the final switching position, but is located in an intermediate position at a predetermined distance from it and such as to allow the desired partialization or deviation of the fluid exiting the valve unit.

In entrambe queste forme di attuazione dell’invenzione ed analogamente a quanto più sopra esposto in relazione alla fase di blocco dell'otturatore nella posizione di commutazione intermedia, il valore della corrente continua di blocco dell’otturatore viene essenzialmente determinato dal tipo di filettatura dell’albero di comando dell’otturatore. In both these embodiments of the invention and similarly to what has been described above in relation to the shutter locking phase in the intermediate switching position, the shutter locking direct current value is essentially determined by the type of thread of the shutter. shutter drive shaft.

Quindi, nel caso in cui tale filettatura è di tipo non reversibile, il valore della corrente di blocco dell’otturatore può essere sostanzialmente pari a zero, mentre nel caso in cui tale filettatura è di tipo reversibile il valore della corrente di blocco è preferibilmente compreso tra Γ8 e il 30% e, ancor più preferibilmente, compreso tra il 10 e il 15%, del valore della corrente nominale di alimentazione del motore elettrico stesso. Therefore, in the case in which this thread is of the non-reversible type, the value of the shutter blocking current can be substantially equal to zero, while in the case in which this thread is of the reversible type the value of the blocking current is preferably included between Γ8 and 30% and, even more preferably, between 10 and 15%, of the value of the rated power supply current of the electric motor itself.

Nella suddetta forma di attuazione che consente di comandare la commutazione di un gruppo valvolare cosiddetto modulante, risulta preferibile e vantaggioso impiegare un motore elettrico passo-passo quale motore di comando dell’otturatore. In the aforementioned embodiment which allows to control the switching of a so-called modulating valve unit, it is preferable and advantageous to use an electric step-by-step motor as the shutter control motor.

In tal modo, è vantaggiosamente possibile sia regolare la velocità di traslazione dell’otturatore in ciascuno dei suoi spostamenti tra le suddette posizioni di commutazione iniziale e finale, sia mantenere in posizione di blocco l'otturatore in modo agevole e poco costoso. In this way, it is advantageously possible both to adjust the shutter translation speed in each of its displacements between the aforementioned initial and final switching positions, and to keep the shutter in the locked position in an easy and inexpensive way.

Le modalità di controllo della velocità di traslazione dell’ otturatore possono essere inoltre ulteriormente semplificate impiegando idonei mezzi di comando del motore elettrico passo-passo, come ad esempio un microprocessore, il quale è in grado di pilotare tale tipo di motore in un ampio intervallo di velocità di rotazione definendo quindi un campo di modulazione altrettanto ampio. The methods for controlling the shutter translation speed can also be further simplified by using suitable means for controlling the step-by-step electric motor, such as for example a microprocessor, which is capable of driving this type of motor over a wide range of rotation speed thus defining an equally wide modulation range.

Come detto più sopra, il metodo dell’invenzione prevede la commutazione dell’ otturatore mediante almeno due spostamenti successivi di esso intervallati da una fermata di tempo prefissato. As mentioned above, the method of the invention provides for the switching of the shutter by means of at least two successive movements of it interspersed with a fixed time stop.

In una forma di attuazione preferita, gli spostamenti successivi dell’ otturatore possono essere tre o più, l’otturatore essendo bloccato al termine di ciascuno spostamento (che costituisce - come detto più sopra - una frazione della corsa totale dell'otturatore) ad una distanza progressivamente minore dalla posizione di commutazione finale. In a preferred embodiment, the successive movements of the shutter can be three or more, the shutter being locked at the end of each movement (which constitutes - as mentioned above - a fraction of the total stroke of the shutter) at a distance progressively smaller than the final switching position.

Dalle prove sperimentali effettuate dal Richiedente si è riscontrato che non vi è alcun limite tassativo al numero complessivo degli spostamenti successivi dell’otturatore: tale numero può essere pertanto determinato da un esperto del settore in funzione delle modalità di funzionamento del gruppo valvolare (on-off o modulante) e delle specifiche esigenze realizzative di esso. From the experimental tests carried out by the Applicant, it was found that there is no mandatory limit to the total number of successive shutter movements: this number can therefore be determined by an expert in the field according to the operating modes of the valve unit (on-off or modulating) and the specific implementation needs of it.

Nel caso in cui il gruppo valvolare sia comandato in modalità on-off, qualunque sia il numero totale degli spostamenti dell'otturatore ed allo scopo di ottenere sia un controllo ottimale della posizione dell’otturatore, sia un tempo totale di commutazione adeguato a prevenire i fenomeni correlati al “colpo d’ariete”, risulta preferibile che il tempo totale di blocco dell'otturatore nella commutazione tra le suddette posizioni commutazione iniziale e finale, e, cioè, il tempo complessivo in cui l'otturatore viene mantenuto fermo, sia compreso tra 1 e 1,5 secondi. In the event that the valve unit is commanded in on-off mode, whatever the total number of shutter movements and in order to obtain both an optimal control of the shutter position and a total switching time adequate to prevent phenomena related to the "water hammer", it is preferable that the total shutter lock time in switching between the aforementioned initial and final switching positions, and, that is, the overall time in which the shutter is kept still, is included between 1 and 1.5 seconds.

Nel caso in cui il gruppo valvolare sia comandato in modalità modulante, il tempo totale di blocco dell'otturatore nella commutazione tra le suddette posizioni commutazione iniziale e finale può anche essere diverso dai suddetti valori e può essere agevolmente determinato da un esperto del settore in funzione delle specifiche esigenze di commutazione da soddisfare. In the event that the valve unit is controlled in modulating mode, the total shutter blocking time in switching between the aforementioned initial and final switching positions can also be different from the aforementioned values and can be easily determined by an expert in the sector in operation. the specific switching needs to be met.

In entrambe i casi, ciascun intervallo di tempo in cui l'otturatore viene mantenuto fermo tra due spostamenti successivi può essere agevolmente determinato da un esperto del settore in funzione delle specifiche esigenze applicative e della geometria del gruppo valvolare. In both cases, each time interval in which the shutter is kept stationary between two successive movements can be easily determined by an expert in the field according to the specific application requirements and the geometry of the valve unit.

Così, ad esempio, nel caso di due spostamenti successivi il tempo di blocco (singola fermata) dell'otturatore può essere di circa un secondo, mentre in presenza di tre o più spostamenti ciascun tempo di blocco può essere ridotto in modo proporzionale (0,5 secondi per tre spostamenti, 0,33 secondi per quattro spostamenti e così via). Thus, for example, in the case of two successive movements, the locking time (single stop) of the shutter can be approximately one second, while in the presence of three or more movements each locking time can be reduced proportionally (0, 5 seconds for three shifts, 0.33 seconds for four shifts and so on).

Breve descrizione delle figure Brief description of the figures

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla seguente descrizione dettagliata di un gruppo valvolare per l’attuazione del suddetto metodo, fatta qui di seguito, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati. In tali disegni: Further features and advantages of the present invention will become clearer from the following detailed description of a valve unit for the implementation of the aforementioned method, made below, for indicative and non-limiting purposes, with reference to the attached drawings. In such drawings:

la figura 1 è una vista in sezione longitudinale di un gruppo valvolare per l’attuazione del metodo secondo invenzione in una prima configurazione di lavoro; la figura 2 è una vista schematica in sezione longitudinale, di un particolare del gruppo valvolare di figura 1, in una seconda configurazione di lavoro. Figure 1 is a longitudinal section view of a valve unit for the implementation of the method according to the invention in a first working configuration; Figure 2 is a schematic view in longitudinal section of a detail of the valve unit of Figure 1, in a second working configuration.

Descrizione dettagliata della forma di esecuzione preferita Detailed description of the preferred embodiment

In tali figure, con 1 è complessivamente indicato un gruppo valvolare per l’attuazione del metodo secondo invenzione. In particolare, il gruppo -valvolare 1 è una valvola a tre vie destinata ad essere montata in apparecchi scalda acqua di impiego domestico, quali per esempio caldaie a gas. In these figures, 1 generally indicates a valve unit for the implementation of the method according to the invention. In particular, the valve unit 1 is a three-way valve intended to be mounted in domestic water heating appliances, such as for example gas boilers.

Il gruppo valvolare 1 comprende essenzialmente un corpo valvola 2, nel quale sono formati un condotto di ingresso fluido 3, un primo condotto di uscita fluido 4a ed un secondo condotto di uscita fluido 4b. The valve unit 1 essentially comprises a valve body 2, in which a fluid inlet duct 3, a first fluid outlet duct 4a and a second fluid outlet duct 4b are formed.

Tra il condotto di ingresso fluido 3 ed i condotti di uscita fluido 4a, 4b è formata una camera centrale 5, essenzialmente cilindrica, nella quale è scorrevolmente guidato con accoppiamento di forma un otturatore 6 mobile all'interno di essa. A central chamber 5, essentially cylindrical, is formed between the fluid inlet duct 3 and the fluid outlet ducts 4a, 4b, in which an obturator 6 movable inside it is slidingly guided with a form coupling.

Nella forma di realizzazione illustrata, l'otturatore 6 è di forma sostanzialmente sferica ed è provvisto di zone di tenuta realizzate in un idoneo materiale elasticamente deformabile. In the illustrated embodiment, the shutter 6 is substantially spherical in shape and is provided with sealing areas made of a suitable elastically deformable material.

In accordo con l’invenzione, la forma dell’otturatore 6 non è critica: nell’attuazione dei metodo dell’invenzione possono pertanto essere impiegati non solo otturatori aventi un corpo di forma sferica propriamente detta, ma anche otturatori muniti di una o più facce almeno in parte rettilinee, purché siano provvisti di almeno una superficie di tenuta troncoconica o curvilinea. Cosi ad esempio, l’otturatore 6 può anche essere sostanzialmente cilindrico ed avere, in corrispondenza delle zone destinate ad effettuare la tenuta, porzioni di raccordo opportunamente sagomate, ad esempio troncoconiche o curvilinee. In accordance with the invention, the shape of the shutter 6 is not critical: in carrying out the method of the invention, not only shutters having a spherical-shaped body properly so-called, but also shutters equipped with one or more faces can be used. at least partly straight, provided they are provided with at least one frusto-conical or curvilinear sealing surface. Thus, for example, the shutter 6 can also be substantially cylindrical and have, in correspondence with the areas intended to perform the seal, suitably shaped connecting portions, for example truncated cone or curvilinear.

Per gli scopi dell’invenzione, l’otturatore 6 è interamente formato di pezzo con un idoneo materiale elasticamente deformabile come ad esempio gomma acrilonitrile (NBR), gomma policloroprene (CR), gomma florurata (FP) e terpolimeri etilenepropilene-diene (EPDM). Vantaggiosamente, tali materiali sono idonei a subire deformazioni elastiche di tipo reversibile e possono garantire una adeguata tenuta di fluido quando l’otturatore 6 viene posizionato in chiusura di detti condotti di uscita fluido 4a, 4b. For the purposes of the invention, the shutter 6 is entirely formed in one piece with a suitable elastically deformable material such as for example acrylonitrile rubber (NBR), polychloroprene rubber (CR), fluorinated rubber (FP) and ethylene propylene-diene terpolymers (EPDM) . Advantageously, these materials are suitable to undergo reversible elastic deformations and can ensure an adequate fluid seal when the shutter 6 is positioned in the closure of said fluid outlet ducts 4a, 4b.

All’imbocco del condotto di ingresso fluido 3 è formata una apertura di ingresso fluido 7 mentre, a valle dei condotti di uscita fluido 4a e 4b sono rispettivamente formate una prima apertura di uscita fluido 8a ed una seconda apertura di uscita fluido 8b. At the entrance of the fluid inlet duct 3 a fluid inlet opening 7 is formed while, downstream of the fluid outlet ducts 4a and 4b, a first fluid outlet opening 8a and a second fluid outlet opening 8b are respectively formed.

Internamente al corpo valvola 2 risultano pertanto definiti: Inside the valve body 2 the following are therefore defined:

i) un primo percorso di fluido 9a, esteso tra l’apertura di ingresso fluido 7 e la prima apertura di uscita fluido 8a, comprendente: il condotto di ingresso fluido 3, la camera centrale 5 ed il primo condotto di uscita fluido 4a; e i) a first fluid path 9a, extended between the fluid inlet opening 7 and the first fluid outlet opening 8a, comprising: the fluid inlet duct 3, the central chamber 5 and the first fluid outlet duct 4a; And

ii) un secondo percorso di fluido 9b, esteso tra l'apertura di ingresso fluido 7 e la seconda apertura di uscita fluido 8b, comprendente: il condotto di ingresso fluido 3, la camera centrale 5 ed il secondo condotto di uscita fluido 4b. ii) a second fluid path 9b, extending between the fluid inlet opening 7 and the second fluid outlet opening 8b, comprising: the fluid inlet duct 3, the central chamber 5 and the second fluid outlet duct 4b.

In prossimità delle aperture 7, 8a e 8b i condotti di ingresso e uscita fluido 3, 4a e 4b sono esternamente filettati per accoppiarsi, mediante avvitamento, con le estremità di attacchi filettati (non illustrati) di rispettivi circuiti idraulici anch’essi non illustrati. Internamente al primo percorso di fluido 9a è definita una prima apertura 10a, atta a porre in comunicazione di fluido la camera centrale 5 con il primo condotto di uscita fluido 4a, che costituisce essenzialmente una rispettiva prima sede di valvola sulla quale è posizionabile a tenuta l’otturatore 6. Near the openings 7, 8a and 8b the fluid inlet and outlet ducts 3, 4a and 4b are externally threaded to couple, by screwing, with the ends of threaded connections (not shown) of respective hydraulic circuits, also not shown. A first opening 10a is defined inside the first fluid path 9a, designed to put the central chamber 5 in fluid communication with the first fluid outlet duct 4a, which essentially constitutes a respective first valve seat on which the 'shutter 6.

La prima apertura 10a in particolare presenta un bordo di tenuta 11 con l' otturatore 6 e, da parte contrapposta a tale bordo, una svasatura 12 avente un angolo di svasatura a compreso tra 15 e 40°, e preferibilmente pari a circa 30°. The first opening 10a in particular has a sealing edge 11 with the shutter 6 and, on the side opposite said edge, a flaring 12 having a flaring angle a of between 15 and 40 °, and preferably equal to about 30 °.

Analogamente, internamente al secondo percorso di fluido 9b è definita una seconda apertura 10b, atta a mettere in comunicazione di fluido la camera centrale 5 con il secondo condotto di uscita fluido 4b, che costituisce essenzialmente una rispettiva seconda sede di valvola sulla quale è posizionabile a tenuta l’otturatore 6. Similarly, inside the second fluid path 9b a second opening 10b is defined, adapted to put the central chamber 5 in fluid communication with the second fluid outlet duct 4b, which essentially constitutes a respective second valve seat on which it can be positioned at sealing the shutter 6.

Con il solo scopo di semplificare la presente esposizione, la camera centrale 5 e le aperture 10a, 10b verranno indicate nel seguito rispettivamente con i termini di: sede di scorrimento dell’otturatore e di: prima e seconda sede di valvola. With the sole purpose of simplifying this presentation, the central chamber 5 and the openings 10a, 10b will be indicated below respectively with the terms of: shutter sliding seat and: first and second valve seat.

Vantaggiosamente, la sede di scorrimento 5 ha un diametro sostanzialmente pari a quello dell'otturatore 6, così da guidarlo nel suo scorrimento mantenendone la coassialità con le sedi di valvola 10a e 10b. Advantageously, the sliding seat 5 has a diameter substantially equal to that of the shutter 6, so as to guide it in its sliding while maintaining its coaxiality with the valve seats 10a and 10b.

L’otturatore 6 risulta infatti spostabile all'interno della suddetta sede 5, secondo una traiettoria sostanzialmente rettilinea, tra una posizione di commutazione iniziale e una posizione di commutazione finale che possono essere, ad esempio: The shutter 6 is in fact movable within the aforementioned seat 5, according to a substantially straight trajectory, between an initial switching position and a final switching position which can be, for example:

- una prima posizione in cui l'orturatore chiude a tenuta di fluido la prima sede di valvola 10a e, rispettivamente seconda posizione in cui l’otturatore chiude a tenuta la seconda sede di valvola 10b (gruppo valvolare con funzionamento onoff); o - a first position in which the shutter closes the first valve seat 10a in a fluid-tight manner and, respectively, a second position in which the shutter closes the second valve seat 10b (valve unit with on-off operation); or

- una prima posizione in cui l'otturatore chiude a tenuta di fluido la prima sede di valvola 10a e, rispettivamente una seconda posizione in cui l’otturatore è posizionato tra le due sedi di valvola 10a e 10b (gruppo valvolare con funzionamento modulante). - a first position in which the shutter closes the first valve seat 10a in a fluid-tight manner and, respectively, a second position in which the shutter is positioned between the two valve seats 10a and 10b (valve unit with modulating operation).

L’otturatore 6 è fissato tramite una coppia di anelli elastici 13a, 13b ad una estremità di uno stelo 14 scorrevolmente guidato in un corrispondente foro 15 assialmente formato in un tappo 16 montato a tenuta di fluido in una porzione tubolare cilindrica 17 formata di pezzo con il corpo valvola 2. The shutter 6 is fixed by means of a pair of elastic rings 13a, 13b to one end of a stem 14 slidably guided in a corresponding hole 15 axially formed in a plug 16 mounted in a fluid-tight manner in a cylindrical tubular portion 17 formed in one piece with the valve body 2.

In particolare, il tappo 16 è accolto in un foro 18 assialmente formato nella porzione tubolare cilindrica 17 ed è provvisto di una flangia 19 atta a cooperare a battuta con una superficie anulare di riscontro 20 realizzata internamente al foro 18. Tra il tappo 16 ed il corpo valvola 2 è interposta una guarnizione anulare di tenuta 21. In particular, the cap 16 is received in a hole 18 axially formed in the cylindrical tubular portion 17 and is provided with a flange 19 able to cooperate abutment with an annular abutment surface 20 made inside the hole 18. Between the cap 16 and the valve body 2 an annular sealing gasket 21 is interposed.

Allo scopo di agevolare lo scorrimento dello stelo 14, il tappo 16 è munito di una boccola 22 di un opportuno materiale antiattrito alloggiata in una rispettiva sede anulare coassialmente formata nel foro 18. In order to facilitate the sliding of the stem 14, the cap 16 is provided with a bushing 22 of a suitable anti-friction material housed in a respective annular seat coaxially formed in the hole 18.

Una ulteriore guarnizione anulare di tenuta 23, montata a fianco della boccola 22, garantisce infine la necessaria tenuta sullo stelo 14 evitando trafilamenti di fluido. A further annular sealing gasket 23, mounted next to the bushing 22, finally guarantees the necessary seal on the stem 14, avoiding fluid leakage.

Allo scopo di garantire il corretto posizionamento del tappo 16 è previsto un anello 24 montato entro una rispettiva sede anulare 25 ricavata internamente al foro 18. In order to ensure the correct positioning of the cap 16, a ring 24 is provided mounted inside a respective annular seat 25 obtained inside the hole 18.

Superiormente a tale sede 25, la porzione tubolare cilindrica 17 presenta una pluralità di fori radiali, tutti indicati con 26, disposti circonferenzialmente in modo equidistante, atti a permettere l’evacuazione dalla porzione tubolare cilindrica 17 di fluido eventualmente trafilato attraverso il tappo 16. Above this seat 25, the cylindrical tubular portion 17 has a plurality of radial holes, all indicated with 26, arranged circumferentially in an equidistant manner, designed to allow the evacuation from the cylindrical tubular portion 17 of any fluid drawn through the cap 16.

Il gruppo valvolare I comprende inoltre mezzi 27 atti a comandare lo spostamento dell’otturatore 6 all’ interno della sede di scorrimento 5 ed attivi su una appendice sferica 28 formata in corrispondenza della estremità libera dello stelo 14. The valve unit I also comprises means 27 suitable for controlling the displacement of the shutter 6 inside the sliding seat 5 and active on a spherical appendage 28 formed at the free end of the stem 14.

I mezzi di comando 27 sono montati nella porzione tubolare cilindrica 17 e comprendono un motore elettrico 29 passo-passo, alimentato in modo di per sé noto da un cavo elettrico 30, associato a mezzi di azionamento lineare 31 e pilotato da un microprocessore di per sè convenzionale non rappresentato. The control means 27 are mounted in the cylindrical tubular portion 17 and comprise a step-by-step electric motor 29, powered in a per se known way by an electric cable 30, associated with linear actuation means 31 and piloted by a microprocessor per se conventional not represented.

Il motore elettrico 29 è montato su una piastra 32 fissata sull’ estremità libera della porzione tubolare cilindrica 17 tramite mezzi di fissaggio 33 di tipo convenzionale (per esempio viti). The electric motor 29 is mounted on a plate 32 fixed on the free end of the cylindrical tubular portion 17 by means of conventional fixing means 33 (for example screws).

I mezzi di azionamento lineare 31 comprendono a loro volta un albero 34 munito di una porzione filettata in impegno di avvitamento con un nucleo 35, internamente filettato, alloggiato internamente al motore elettrico 29 e posto in rotazione da quest’ultimo. Nell'esempio illustrato, il nucleo 35 è esternamente provvisto di un magnete permanente 40 ed è montato in una cavità centrale assialmente definita in una coppia di avvolgimenti di statore 36a, 36b sovrapposti del motore elettrico 29 e atti a porre in rotazione il nucleo 35 in versi opposti. The linear drive means 31 in turn comprise a shaft 34 equipped with a threaded portion in screwing engagement with a core 35, internally threaded, housed inside the electric motor 29 and rotated by the latter. In the example illustrated, the core 35 is externally provided with a permanent magnet 40 and is mounted in a central cavity axially defined in a pair of superimposed stator windings 36a, 36b of the electric motor 29 and adapted to rotate the core 35 in opposite verses.

Convenientemente, la rotazione dell'albero 34 è guidata da un cuscinetto a rotolamento 37 montato superiormente al motore elettrico 29. Conveniently, the rotation of the shaft 34 is guided by a rolling bearing 37 mounted above the electric motor 29.

Nella forma di realizzazione illustrata, la porzione filettata dell’albero 34 ha una filettatura con passo reversibile. In the illustrated embodiment, the threaded portion of the shaft 34 has a thread with a reversible pitch.

Alla sua estremità inferiore, l’albero 34 presenta una testa a forcella 38 atta a ricevere in modo rimovibile l'appendice sferica 28 dello stelo 14 così da associare lo stelo 14 ai mezzi di azionamento lineare 31. At its lower end, the shaft 34 has a fork head 38 designed to removably receive the spherical appendage 28 of the stem 14 so as to associate the stem 14 with the linear actuation means 31.

Vantaggiosamente, l’accoppiamento dello stelo 14 ai mezzi di azionamento lineare 31 è di tipo reversibile: infatti, è sufficiente sfilare lateralmente l'appendice sferica 28 per svincolare lo stelo 14 dalla testa a forcella 38. Advantageously, the coupling of the stem 14 to the linear actuation means 31 is of the reversible type: in fact, it is sufficient to slide laterally the spherical appendage 28 to release the stem 14 from the fork head 38.

Il motore elettrico 29 e la porzione filettata dell’albero 34 fuoriuscenti dalla porzione tubolare cilindrica 17 sono vantaggiosamente protetti da un coperchio scatolare 39 montato a scatto sulla porzione tubolare cilindrica 17. The electric motor 29 and the threaded portion of the shaft 34 protruding from the cylindrical tubular portion 17 are advantageously protected by a box-like lid 39 snap-fitted onto the cylindrical tubular portion 17.

Con riferimento al gruppo valvolare 1 sopra descritto ed alle Figure 1-2, verrà ora descritto un modo di attuazione del metodo di questa invenzione. With reference to the valve unit 1 described above and to Figures 1-2, a way of implementing the method of this invention will now be described.

A puro titolo esemplificativo e non limitativo, questo esempio di attuazione verrà illustrato con riferimento ad un gruppo valvolare 1 comandato in funzionamento on-off ed equipaggiato con un motore elettrico 29 passo-passo avente: una velocità di rotazione pari a circa 200 passi/secondo, un angolo di passo di circa 15° ed una corrente nominale di alimentazione di 150mA, con un albero parzialmente filettato 34 avente un diametro di circa 3,5 mm ed una filettatura di tipo reversibile con filetti di tipo sostanzialmente triangolare avente passo 1. Tale tipo di filettatura determina una velocità di traslazione dell'otturatore pari a circa 8,3 mm/secondo. Purely by way of non-limiting example, this embodiment example will be illustrated with reference to a valve unit 1 controlled in on-off operation and equipped with a 29 step-by-step electric motor having: a rotation speed equal to about 200 steps / second , a pitch angle of about 15 ° and a rated supply current of 150mA, with a partially threaded shaft 34 having a diameter of about 3.5 mm and a thread of the reversible type with substantially triangular threads having a pitch of 1. Such type of thread results in a translation speed of the shutter of approximately 8.3 mm / second.

In una condizione iniziale, illustrata in Figura 1, l’otturatore 6 è posizionato in una posizione di commutazione iniziale in cui chiude la prima sede di valvola 10a e dunque intercetta il primo percorso di fluido 9a. In an initial condition, illustrated in Figure 1, the shutter 6 is positioned in an initial switching position in which it closes the first valve seat 10a and therefore intercepts the first fluid path 9a.

In tal modo, il fluido in arrivo al gruppo valvolare 1 tramite l’apertura di ingresso fluido 7 percorre il secondo percorso di fluido 9b e, tramite la seconda apertura di uscita 8b, viene alimentato al secondo circuito idraulico ad essa associato. In this way, the fluid arriving at the valve unit 1 through the fluid inlet opening 7 runs through the second fluid path 9b and, through the second outlet opening 8b, is fed to the second hydraulic circuit associated with it.

Se si desidera alimentare tutto il fluido nel circuito idraulico associato al percorso di fluido 9a (funzionamento di tipo on-off) Γ otturatore 6 viene commutato in una posizione di commutazione finale - mostrata in figura 2 - in cui l’otturatore 6 chiude la seconda sede di valvola 10b, intercettando dunque il secondo percorso di fluido 9b. In accordo con una forma di attuazione del metodo dell’invenzione tale commutazione avviene mediante le seguenti fasi successive: If it is desired to supply all the fluid in the hydraulic circuit associated with the fluid path 9a (on-off type operation), the obturator 6 is switched to a final switching position - shown in figure 2 - in which the obturator 6 closes the second valve seat 10b, thus intercepting the second fluid path 9b. In accordance with an embodiment of the method of the invention, this switching takes place through the following successive steps:

a) una prima fase in cui l’otturatore 6 viene comandato in traslazione ad una prima velocità prefissata, ad esempio pari alla suddetta velocità di 8,3 mm/s alimentando l'avvolgimento di statore 36a del motore elettrico 29 con una frequenza corrispondente alla suddetta velocità di traslazione (ad esempio mediante una corrente di 150 mA pari a quella nominale di alimentazione), b) una seconda fase in cui l’otturatore 6 viene bloccato in una prima posizione di commutazione intermedia a distanza prefissata dalla posizione di commutazione finale alimentando al'avolgimento di statore 36a una corrente continua di blocco avente un valore pari a circa il 10% della corrente nominale di alimentazione del motore elettrico 29 (in questo caso pari a circa 15 mA) per un tempo di circa 0,5 secondi, a) a first phase in which the shutter 6 is driven into translation at a first predetermined speed, for example equal to the aforementioned speed of 8.3 mm / s by feeding the stator winding 36a of the electric motor 29 with a frequency corresponding to the aforementioned translation speed (for example by means of a current of 150 mA equal to the nominal supply current), b) a second phase in which the shutter 6 is locked in a first intermediate switching position at a predetermined distance from the final switching position by supplying to the stator winding 36a a continuous blocking current having a value equal to about 10% of the rated power supply current of the electric motor 29 (in this case equal to about 15 mA) for a time of about 0.5 seconds,

c) una terza fase in cui l’otturatore 6 viene nuovamente comandato in traslazione ad una seconda velocità prefissata, ad esempio pari alla suddetta prima velocità, d) una quarta fase in cui l’otturatore 6 viene bloccato in una seconda posizione di commutazione intermedia a distanza prefissata dalla posizione di commutazione finale alimentando nuovamente all'avvolgimento di statore 36a una corrente continua di blocco avente un valore pari a circa il 10% della corrente nominale di alimentazione del motore elettrico 29 (15 mA) per un tempo di circa 0,5 secondi, e) una quinta fase in cui l’otturatore 6 viene nuovamente comandato in traslazione ad una terza velocità prefissata, ad esempio pari alla suddetta prima velocità c) a third phase in which the shutter 6 is again driven into translation at a second predetermined speed, for example equal to the aforementioned first speed, d) a fourth phase in which the shutter 6 is locked in a second intermediate switching position at a predetermined distance from the final switching position by supplying again to the stator winding 36a a continuous blocking current having a value equal to about 10% of the rated power supply current of the electric motor 29 (15 mA) for a time of about 0, 5 seconds, e) a fifth phase in which the shutter 6 is again driven into translation at a third predetermined speed, for example equal to the aforementioned first speed

f) una sesta ed ultima fase in cui l’otturatore 6 viene bloccato nella posizione di commutazione finale, in chiusura della sede di valvola 10b, alimentando nuovamente all'avvolgimento di statore 36a una corrente continua di blocco avente un valore pari a circa il 10% della corrente nominale di alimentazione del motore elettrico 29. f) a sixth and last phase in which the obturator 6 is locked in the final switching position, in closing the valve seat 10b, supplying again to the stator winding 36a a continuous blocking current having a value equal to about 10 % of the rated power supply current of the electric motor 29.

In questa forma di attuazione e quando il gruppo valvolare 1 presenta le caratteristiche più sopra illustrate, l’otturatore 6 percorre durante la commutazione una traiettoria sostanzialmente rettilinea all’interno della propria sede di guida e scorrimento 5. In this embodiment and when the valve unit 1 has the features illustrated above, the shutter 6 travels during switching a substantially straight trajectory inside its guide and sliding seat 5.

Nel caso illustrato, inoltre, gli spostamenti o le fermate dell’otturatore 6 vengono ottenute alimentando le suddette correnti di alimentazione e di blocco all'awolgimento di statore 36a del motore elettrico 29. Tali correnti producono un campo magnetico tale da porre in rotazione il nucleo 35 che provoca, a sua volta, un contemporaneo moto traslatorio dell’albero 34, la cui porzione filettata è in impegno di avvitamento entro il nucleo stesso e, rispettivamente, tale da trattenere fermamente nella posizione di blocco prescelta l'otturatore in contrasto alle spinte esercitate su di esso dal fluido che attraversa il gruppo valvolare 1. In the case illustrated, moreover, the displacements or stops of the shutter 6 are obtained by feeding the aforementioned supply and blocking currents to the stator winding 36a of the electric motor 29. These currents produce a magnetic field such as to make the core rotate 35 which in turn causes a simultaneous translational motion of the shaft 34, the threaded portion of which is in screwing engagement within the core itself and, respectively, such as to firmly hold the shutter in the selected locking position in contrast to the thrusts exerted on it by the fluid passing through the valve unit 1.

Grazie al metodo dell’invenzione, risulta possibile controllare la commutazione dell’otturatore 6 senza perdere il controllo posizionale di esso per effetto delle spinte che l’otturatore subisce dall’acqua fluente nel gruppo valvolare 1, riducendo al minimo e sostanzialmente azzerando, i problemi di rumorosità correlati alla commutazione stessa. Thanks to the method of the invention, it is possible to control the switching of the shutter 6 without losing its positional control due to the thrusts that the shutter undergoes by the water flowing in the valve unit 1, reducing to a minimum and substantially eliminating the problems. noise related to the switching itself.

Un analogo controllo della commutazione può. essere realizzato quando si desidera commutare nuovamente l’otturatore 6 nella posizione in cui chiude la prima sede di valvola 10a. A tale scopo, è sufficiente invertire il verso di rotazione del nucleo 35 ed attuare le fasi a) - f) più sopra descritte previa alimentazione delle suddette correnti di alimentazione e di blocco al’avolgimento di statore 36b del motore elettrico 29. A similar switching control can. be made when you want to switch the shutter 6 back to the position in which the first valve seat 10a closes. For this purpose, it is sufficient to reverse the direction of rotation of the core 35 and carry out the steps a) - f) described above after feeding the aforementioned supply and blocking currents to the stator winding 36b of the electric motor 29.

Naturalmente, le modalità di commutazione ed i vantaggi conseguibili nel caso in cui il gruppo valvolare 1 sia comandato in funzionamento modulante sono del tutto analoghi a quelli più sopra descritti. L’unica differenza riguarda infatti la posizione di commutazione finale che in questo caso non è in chiusura di una delle sedi di valvola 10a, 10b, ma una posizione intermedia tra esse. Naturally, the switching methods and the advantages that can be obtained in the case in which the valve unit 1 is controlled in modulating operation are completely similar to those described above. In fact, the only difference concerns the final switching position which in this case is not closing one of the valve seats 10a, 10b, but an intermediate position between them.

In caso di funzionamento modulante, l'adozione di un motore elettrico 29 passo-passo consente inoltre di conseguire un campo di modulazione molto ampio e tale da soddisfare praticamente tutte le esigenze applicative nel campo degli apparecchi scalda acqua. In the case of modulating operation, the adoption of a step-by-step electric motor 29 also allows to achieve a very wide range of modulation and such as to satisfy practically all the application requirements in the field of water heating appliances.

Nel caso in cui la porzione filettata dell'albero 34 è di tipo non reversibile, infine, le modalità di commutazione dell'otturatore 6 sono del tutto analoghe con l’unica differenza che le fasi blocco dell'otturatore nelle posizioni di commutazione intermedie possono essere attuate semplicemente azzerando la corrente alimentata all'avvolgimento di statore 36a, 36b appropriato del motore elettrico 29. Finally, in the case in which the threaded portion of the shaft 34 is of the non-reversible type, the switching modes of the shutter 6 are completely similar with the only difference that the locking phases of the shutter in the intermediate switching positions can be implemented simply by zeroing the current fed to the appropriate stator winding 36a, 36b of the electric motor 29.

Claims

CLAIMS 1. Method for controlling a valve unit (I) for hydraulic circuits between an initial switching position and a final switching position, said valve unit (1) comprising: - a valve body (2) in which a fluid inlet opening (7) and at least one fluid outlet opening (8a, 8b) are defined; a shutter (6) slidably mounted in a fluid path (9a, 9b) extended between said fluid inlet port (7) and said at least one fluid outlet port (8a, 8b); - linear actuation means (31) for translating the shutter (6) between said initial and final switching positions, said means (31) comprising a partially threaded shaft (34) connected to the shutter (6) and controlled in translation by an electric motor (29); in which the method includes the steps of: a) translating the lottrator (6) at a first predetermined speed by means of said electric motor (29), b) locking the switch (6) in at least one intermediate switching position at a predetermined distance from the final switching position by supplying at least one stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29) with a first direct current having a predetermined value for a fixed blocking time, c) translating the lottrator (6) at a second predetermined speed by means of said electric motor (29) and, d) locking the driver (6) in the final switching position by supplying to said at least one stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29) a second direct current having a predetermined value.

Method according to claim 1, wherein the first and second translation speeds and the extent of displacement of the shutter (6) in steps a) and c) are higher than a threshold value such as to prevent the formation of deposits limestone in the components of a hydraulic circuit mounted downstream of the valve unit.

Method according to claim 2, wherein the first and second translational speeds of the shutter (6) have a value between 4 and 10 mm / s.

Method according to claim 1, wherein the electric motor (29) is a stepper motor or a synchronous motor.

Method according to claim 4, wherein the electric motor (29) is a stepper motor and the translation speed of the shutter (6) in said steps a) and c) is adjusted by varying the power supply frequency of said at least a stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29).

6. Method according to claim 1, wherein the total switching time of the shutter hours (6) between said initial and final positions is not less than 2 seconds.

Method according to claim 1, wherein the value of the first or second direct current supplying said at least one stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29) is substantially equal to zero.

Method according to claim 1, wherein the value of the first or second direct current supplying said at least one stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29) is comprised between Γ8 and 30% of the value of the rated power supply current of the electric motor (29).

Method according to claim 1, wherein the shutter (6) closes in said initial switching position a first valve seat (10a) formed in the valve body (2) and extended into the fluid path (9a, 9b).

Method according to claim 1, wherein the valve (6) closes in said final switching position a second valve seat (10b) formed in the valve body (2) and extending into the fluid path (9a, 9b).

11. Method according to claim 1, wherein the shutter (6) is placed in said final switching position at a predetermined distance from said first (10a) and second (10b) valve seat.

Method according to any one of the preceding claims, in which steps a) and b) are repeated for a predetermined number of times, the shutter (6) being locked at the end of each step b) at a progressively shorter distance from said position final switching.

13. Method according to claims 1 or 12, in which the total shutter locking time (6) in switching between said initial and final switching positions is between 1 and 1.5 seconds.

Method according to claim 1, wherein the partially threaded shaft (34) is driven in translation by the electric motor (29) by means of a core (35) rotated by said at least one stator winding (36a, 36b) of the electric motor (29) and in screwing engagement with said shaft (34).