ITMI20072361A1 - Dispositivo idrico - Google Patents

Description

“Dispositivo idrico”

DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo idrico, in particolare un raccordo di condotte e una valvola a sfera.

Stato della tecnica

Le valvole a sfera fornite dalla tecnica nota tendono a rompersi quando il liquido presente nel medesimo corpo valvola si congela.

Come noto l’acqua, quando viene raffreddata sino al punto di congelamento, subisce un aumento di volume pari a circa il 9%; questo aumento di volume è la causa determinante della rottura del corpo valvola, in quanto, specialmente a valvola chiusa, l’espansione non ha punti di sfogo.

Uno dei punti più critici è rappresentato dalla intercapedine esistente in tutte le valvole a sfera fra la sfera, il corpo valvola e le due guarnizioni in teflon che, seppur minima, racchiude una piccola quantità di acqua. Questa, congelandosi, sottopone a fortissima pressione la sfera e la sede ricavata nel corpo valvola. Il restante corpo valvola risulta ulteriormente sollecitato dall’espansione del ulteriore liquido contenuto aH'interno della stessa, sia in posizione di sfera aperta che di sfera chiusa, col conseguente criccaggio del corpo e danneggiamento della stessa.

Tale problematica è presente in tutti i tipi di valvole a sfera indipendentemente dal tipo di filettatura, che può essere femmina/femmina o maschio/femmina e dalla pressione nominale di esercizio di costruzione, di seguito indicata con Pn; logicamente quanto più basso sarà il Pn maggiore sarà la possibilità di danno in caso di gelata, poiché a Pn di esercizio maggiori corrisponde un dimensionamento che prevede materiali più robusti e/o più spessi; il Pn determina infatti la pressione interna continua alla quale la valvola mantiene sicuramente la propria funzionalità. Dunque, perché una conduttura, od un elemento di comando siano in grado di resistere al congelamento del liquido ivi contenuto è necessario irrobustire ulteriormente gli stessi col conseguente aumento dei costi della materia prima e del trasporto dei più pesanti manufatti.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo idrico atto a resistere alle variazioni di volume di un liquido, ivi contenuto, quando soggetto a gelarsi, evitando la rottura del dispositivo medesimo. La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un dispositivo idrico, conformemente alla rivendicazione 1.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione detto dispositivo idrico può definire un raccordo di una condotta oppure, ma non limitatamente, una valvola a sfera, munita di almeno un elemento compensatore antigelo.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione e formano parte integrante della descrizione.

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di dispositivo idrico, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Fig. 1 rappresenta un raccordo in cui è presente un compensatore antigelo formato da un tampone elastomerico impermeabile;

la Fig. 2 rappresenta un raccordo in cui è presente un compensatore antigelo formato da una membrana elastica confinante un volume di aria; la Fig. 3 raffigura una valvola a sfera in posizione aperta con tampone elastomerico sotto la valvola a sfera;

la Fig. 4 raffigura la valvola di figura 3 in posizione di chiusura, con in evidenza le zone di riempimento in cui un liquido staziona;

la Fig. 5 raffigura la valvola di figura 4 in cui viene mostrata l’espansione del liquido congelato che trova sfogo nel compensatore;

la Fig. 6 rappresenta una valvola in cui è presente un tampone elastomerico sotto la valvola a sfera ed un’ulteriore tampone elastomerico atto a compensare il liquido contenuto nella zona a monte della valvola.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione

Conformemente alla presente invenzione, un elemento elastico 20 atto a confinare un volume compressibile può essere efficacemente realizzato da un tampone elastomerico 20, 30 e 40 impermeabile, il quale occupando un certo volume all’interno di un elemento idrico, impedisce al liquido contenuto nel medesimo elemento idrico di insinuarsi in detto volume che, successivamente, si rende disponibile durante la fase di congelamento ed espansione del liquido.

In un’altra realizzazione preferita, detto elemento elastico atto a confinare un volume compressibile è rappresentato da una membrana che sigilla un incavo colmo di un gas compressibile o più genericamente di aria. Con riferimento alla figura 1, un raccordo di una condotta idrica comprende un incavo 10 in cui è alloggiato un tampone elastomerico impermeabile 20. Questo si comprime quando un liquido contenuto nella condotta si dilata per congelamento.

La figura 2, riporta un esempio di realizzazione preferita in cui una membrana 200 sigilla un volume di aria 1000 confinato da detta membrana e da un incavo 10.

Con riferimento alle figure da 3 a 5, una valvola a sfera comprende un corpo valvola 100 definente l’intero involucro esterno della stessa valvola a sfera, una sfera 102 munita di un foro per il passaggio di un liquido, un alberino 103 atto a trasferire un movimento impresso da una maniglia 104 alla sfera 102, così da regolarsi il flusso del liquido.

La zona compresa tra la sfera 102 ed il corpo valvola 100 è una intercapedine 121, la quale, normalmente, tende a riempirsi di liquido quando per la prima volta la valvola viene azionata in chiusura; a seguito di tale azione infatti il liquido contenuto all’interno della sfera viene messo in comunicazione con l’intercapedine 121 che si riempie.

Nella realizzazione preferita riportata nelle figure è stato predisposto un compensatore antigelo inferiormente alla sfera 102, in particolare, è ricavato un incavo 10 all’interno del corpo valvola 100 in cui è alloggiato un tampone elastomerico 30. Nella figura 5 si vede l’effetto del congelamento del liquido presente nell’intercapedine 121 che trova naturale sfogo nella zona di espansione per effetto dello schiacciamento del tampone elastomerico 30.

Detto esempio, si riferisce alla compensazione del liquido contenuto in detta intercapedine 121. In figura 6 viene riportato un esempio in cui un compensatore antigelo 40 è applicato nella zona 111 di interconnessione della valvola a sfera con una generica conduttura a monte della valvola a sfera medesima.

In effetti, una coppia di compensatori antigelo, così predisposti risultano sufficienti a salvaguardare una valvola da danneggiamenti conseguenti al congelamento del liquido ivi contenuto.

Un ulteriore compensatore antigelo può essere, comunque, predisposto nell’estremo a valle della valvola.

Detti esempi non sono da considerarsi limitativi, infatti, possono essere predisposti ulteriori compensatori antigelo nelle zone maggiormente soggette a sforzi derivanti dal congelamento di un liquido, per esempio applicando altri compensatori in ulteriori tratti del corpo valvola.

Una realizzazione preferita prevede un manicotto femmina-femmina, maschio-femmina o maschio-maschio, in qualunque materiale metallico e non, comprendente un compensatore antigelo atto ad essere installato in impianti nuovi o preesistenti in modo da fungere da rompi-tratta du rante la dilatazione del liquido nell’impianto.

La presente invenzione rende possibile proteggere adeguatamente qualsiasi circuito idraulico nuovo o preesistente, laddove possibile; inoltre introduce un esempio di organo di comando equipaggiato di compensatori antigelo in relazione alle intercapedini che si formano al suo interno.

Gli elastomeri utilizzati sono atti a mantenere le proprie caratteristiche di elasticità sia alle basse temperature che alle alte, compatibilmente con il range di temperatura di utilizzazione della valvola; sono atti, altresì, in caso di trasporto di liquidi alimentari od acqua potabile a soddisfare le prescrizioni di igienicità richieste dalle normative in vigore.

Più in generale, detti tamponi elastomerici vengono inseriti preferibilmente in relativi incavi o camere cave, all’atto della costruzione della valvola se queste non sono accessibili dall’esterno quando la valvola è completamente assemblata, oppure, vengono alloggiate successivamente all’assemblaggio quando detti incavi sono accessibili dall’esterno, per esempio, realizzando tappi di ispezione filettati che vengono successivamente sigillati dopo l’applicazione del tampone.

Le dimensioni della zona di espansione e del tampone vengono predisposte in relazione al modulo di elasticità del materiale costituente il tampone ed al volume di liquido che interessa, in fase di congelamento, la zona di espansione relativa al medesimo tampone.

I modi particolari di realizzazione qui descritti non limitano il contenuto di questa domanda che copre tutte le varianti dell’invenzione definite dalle rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo idrico caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento elastico (20, 30, 40, 200) definente un compensatore antigelo, atto a confinare un volume compressibile all'interno di detto dispositivo idrico, rendendo disponibile detto volume durante l'espansione di un liquido congelando contenuto nel dispositivo idrico.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto compensatore antigelo è un tampone elastomerico impermeabile (20, 30, 40).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detto compensatore antigelo è una membrana (200) confinante un volume di gas compressibile (1000).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto gas compressibile è un aria.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, definente una valvola a sfera comprendente un corpo valvola (100) realizzante un involucro esterno della stessa valvola a sfera, una sfera (102) munita di un foro per il passaggio di un liquido, un alberino (103) atto a trasferire un movimento impresso da una maniglia (104) alla sfera (102), in cui almeno un compensatore antigelo (30) è atto a compensare l’espansione del liquido contenuto in una intercapedine (121) interna al corpo valvola.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detto corpo valvola (100) è comprendente ulteriormente un apposito incavo (10) atto ad accogliere detto tampone elastomerico (30).
7. 7. Dispositivo a sfera secondo la rivendicazione 5, in cui detto incavo (10), in cui è alloggiato il tampone elastomerico (30), è collocato infe riormente rispetto alla sfera (102), in modo da compensare la dilatazione del liquido contenuto nella intercapedine (121) compresa tra la sfera (102) ed il corpo valvola (100).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, ulteriormente comprendente almeno un ulteriore tampone (40) a monte della valvola in una zona (111) di interconnessione con una conduttura.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , definente un raccordo di una conduttura idrica.
10. 10. Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto compensatore antigelo è realizzato a mezzo di un tappo di materiale elastico confinante un volume compressibile applicato dall’esterno attraverso un apposito foro.