ITMI20120208A1 - Valvola deviatrice a tre vie perfezionata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato una valvola a tre vie atta ad essere utilizzata in una caldaia, secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Come à ̈ noto, una valvola a tre vie o valvola deviatrice à ̈ usualmente connessa ad un condotto proveniente dallo scambiatore primario della caldaia dove l’acqua presente viene direttamente riscaldata da un bruciatore. Tale condotto, che definiremo primario, à ̈ connesso ad un ingresso di un blocco valvolare della valvola a tre vie; tale blocco presenta una cavità interna in cui à ̈ posto un corpo valvolare con equipaggio mobile atto a consentire di indirizzare l’acqua proveniente dal condotto primario verso due diverse uscite del blocco valvolare. Ad una prima uscita à ̈ collegato un impianto di riscaldamento di un ambiente, mentre la seconda uscita à ̈ connessa ad un condotto diretto verso uno scambiatore di calore secondario collegato ad un impianto d’acqua sanitaria.

Il movimento dell’equipaggio mobile del corpo valvolare nella cavità del blocco valvolare consente di indirizzare selettivamente l’acqua dal condotto primario verso l’impianto di riscaldamento o verso lo scambiatore di calore secondario.

Più in particolare, il corpo valvolare comprende un involucro, aperto lateralmente così da consentire il passaggio in esso dell’acqua provenienti dal condotto primario. Nell’involucro à ̈ posto, mobile assialmente, un pistone avente uno stelo portante due otturatori posti assialmente distanziati su tale stelo. Tali attuatori sono atti a chiudere selettivamente passaggi della cavità interna del blocco della valvola a tre vie così da indirizzare, in funzione di quale passaggio viene chiuso, l’acqua riscaldata dal bruciatore alternativamente all’impianto di riscaldamento o allo scambiatore secondario.

Il pistone si muove nel corpo valvolare posto nella cavità del blocco valvolare in modo in sé noto: ad esempio tramite azione di un motore elettrico cooperante con una estremità dello stelo del pistone fuoriuscente dal blocco valvolare e separato, a tenuta, dalla cavità di tale blocco dove si muove il pistone.

Sullo stelo di quest’ultimo sono usualmente calzate due molle di richiamo precaricate: una prima molla, posta ad una estremità del pistone posta sul lato del blocco valvolare connesso al secondo scambiatore di calore, à ̈ atta a mantenere chiuso un primo attuatore su un corrispondente passaggio così da avere la circolazione dell’acqua dal condotto primario verso l’impianto di riscaldamento; una seconda molla, invece, à ̈ atta a contrastare la forza della prima molla per facilitare la chiusura del secondo attuatore sul corrispondente passaggio e l'allontanamento del primo attuatore dal corrispondente passaggio (e l’apertura di quest’ultimo) quando si richiede l’acqua calda sanitaria. In quest’ultima situazione, l’acqua dal condotto primario passa nel condotto connesso allo scambiatore secondario.

Nelle soluzioni note, la seconda molla à ̈ sempre immersa nel fluido dell’impianto di riscaldamento. Tale fluido contiene spesso additivi chimicamente aggressivi (ad esempio come un liquido antigelo oppure un liquido di lavaggio dell’impianto) e la continua presenza della molla in tale liquido dell’impianto di riscaldamento unitamente al fatto che à ̈ più sottoposta a sollecitazione rispetto alla prima molla (perché la circolazione d’acqua riscaldata in tale impianto avviene con maggiore frequenza rispetto alla circolazione dell’acqua verso il secondo scambiatore di calore per l’acqua sanitaria), provoca una usura più rapida di tale seconda molla rispetto all’usura della prima molla. Ne consegue la possibilità che la seconda molla sia più soggetta a rottura rispetto alla prima molla.

Inoltre, per i motivi sopra esposti, la seconda molla può subire un deterioramento più veloce rispetto alla prima molla e divenire rumorosa nel funzionamento.

In aggiunta, à ̈ noto realizzare il corpo valvolare in due parti, di cui una in materiale composito, accoppiate a vite tra loro così da fornire un pezzo unico. In particolare, tale corpo valvolare dello stato della tecnica presenta la porzione in materiale (plastico) composito sempre soggetto all’azione del fluido proveniente dal condotto primario. Ciò porta ad un degrado più rapido di tale porzione rispetto all’altra che generalmente à ̈ in metallo e vincola il corpo valvolare al blocco valvolare.

Infine, le valvole a tre vie note comprendono usualmente almeno uno dei due attuatori rigidamente connessi allo stelo del pistone. Ciò comporta la possibilità che tale otturatore, quando chiuso, non si accoppi completamente alla propria sede prevista sul passaggio realizzato nella cavità del blocco valvolare, con ovvi inconvenienti di tenuta.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di offrire una valvola deviatrice o valvola a tre vie per caldaia che sia perfezionata rispetto alle valvole note.

In particolare, scopo del trovato à ̈ quello di offrire una valvola a tre vie del tipo citato i cui elementi elastici di richiamo (molle) abbiano una durata paragonabile e non generino rumori durante il loro movimento dovuti ad un’usura differenziata tra essi.

Un altro scopo à ̈ quello di offrire una valvola a tre vie del tipo citato che sia di semplice e rapido assemblaggio e montaggio e che assicuri sempre un affidabile funzionamento nel tempo.

Un ulteriore scopo à ̈ quello di offrire una valvola a tre vie del tipo citato che sia in grado di chiudere sempre in modo efficace i collegamenti tra il condotto primario e l’impianto di riscaldamento o il secondo scambiatore.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all’esperto del ramo vengono raggiunti da una valvola a tre vie secondo le unite rivendicazioni.

Per una maggior comprensione del presente trovato si allegano a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, i seguenti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una vista in sezione trasversale di una valvola a tre vie secondo il trovato;

la figura 2 mostra una vista frontale di un componente della valvola della figura 1;

la figura 3 mostra una sezione secondo la traccia 3-3 di figura 2;

la figura 4 mostra una vista prospettica del componente di figura 2; e

la figura 5 mostra una vista in esploso del componente di figura 2.

Con riferimento alle citate figure, una valvola a tre vie o valvola deviatrice à ̈ indicata genericamente con 1. Essa comprende un blocco valvolare 2 in cui à ̈ ricavata una cavità 3 dove à ̈ inserito un corpo valvolare 4 fissato, tramite avvitamento, ad una estremità 5 di tale cavità 3. Quest’ultima à ̈ connessa, tramite un foro 8, ad un’apertura 9 del blocco 2 atta ad essere collegata ad un condotto primario (non mostrato) di una caldaia di cui la valvola à ̈ un componente.

La cavità 3 à ̈ collegata tramite un foro 11 ad un’altra apertura 13 del blocco valvolare 2 a cui si connette un condotto (non mostrato) che collega la valvola 1 ad un usuale scambiatore di calore secondario della caldaia (anch’esso non mostrato). La cavità 3 termina con una porzione estremale di diametro ridotto 14 aprentesi in 15 ed atta ad essere collegata ad un impianto di riscaldamento. Da notare che la cavità 3, fino alla porzione 14, ha diametro costante senza sporgenze o sottosquadri sulle sue pareti.

Il corpo valvolare 4 comprende una prima porzione monopezzo metallica 17 accoppiata, ad esempio mediante avvitamento (e pertanto separabile), ad una seconda porzione metallica 18 che a sua volta à ̈ avvitata all’estremità 5 della cavità 3. La prima e la seconda porzione del corpo circolare 4, una volta vincolate tra loro, definiscono un insieme che può essere movimentato come pezzo unico, facilitando l’introduzione ed il vincolo del corpo valvolare 4 al blocco valvolare 2 o la sostituzione di tale corpo con la sua estrazione dalla cavità 3. Tale corpo, tuttavia, può essere facilmente separato nelle sue porzioni 17 e 18 per manutenzione o, in generale, ispezione.

La prima porzione 17 del corpo 4 presenta due parti distanziate anulari 19 e 20, supportanti organi di tenuta anulari perimetrali 21 posti in corrispondenti incavi 21A, che fanno tenuta sulla parete della cavità 3. Le parti 19 e 20 delimitano aperture 22 su cui sono atti a richiudersi, alternativamente, attuatori 24 e 25 calzati su uno stelo 26 di un pistone 27 mobile entro il corpo 4. Vantaggiosamente, tali attuatori 24 e 25 sono basculanti su tale stelo, ciò essendo ottenuto realizzando fori 24A e 25A di tali attuatori (in cui passa lo stelo suddetto) di diametro leggermente maggiore al diametro dello stelo 26.

Grazie a tale caratteristica di basculamento, gli attuatori 24 e 25 possono adattarsi alle aperture o sedi 22 delle parti anulari 19 e 20 del corpo valvolare, dette aperture o sedi 22 consentendo il passaggio dell'acqua calda riscaldata dal condotto primario alla sezione 14 e quindi all'impianto di riscaldamento oppure al foro 11 e quindi allo scambiatore di calore secondario per l'impianto d'acqua sanitaria. L'adattamento suddetto consente di ottenere una sicura intercettazione di dette aperture (che avviene, come à ̈ noto, in modo alternativo in funzione della attivazione della caldaia per riscaldare un ambiente o per il riscaldamento di acqua per uso sanitario), superando eventuali imperfezioni produttive delle aperture stesse o degli attuatori. L'acqua dell'apertura 8 può giungere alle aperture 22 del corpo valvolare 4 grazie al fatto che quest'ultimo presenta nella prima porzione 17, finestre laterali 17A che consentono a detta acqua di penetrare nel corpo valvolare.

Degli organi di tenuta anulari (O-ring) 28 e 29 sono associati perimetralmente agli attuatori 24 e 25; altri O-ring 30 e 31 sono posti in corrispondenza dei loro fori 24A e 25A.

Da notare che, l'attuatore 25 posto in prossimità della sezione 14 della cavità 3 à ̈ posto a valle della parte anulare 20 corrispondente (nella direzione del fluido entrante dal foro 8 nel blocco 2) ed à ̈ bloccato sul pistione 27 da una coppiglia 33 (o organo meccanico similare).

Analogamente, l'attuatore 24 presente in prossimità del foro 11 del blocco valvolare 2, à ̈ posto a valle della parte anulare 19, sempre considerando come riferimento il flusso del fluido entrante dall'apertura 8 e diretto, in questo caso, al foro 11 ed al secondo scambiatore di calore. Tra l'attuatore 24 e la parte 19, sullo stelo 26 del pistone 27 à ̈ posta una coppiglia 34 (o organo meccanico similare) che evita lo scivolamento dell'otturatore lungo tale stelo verso la parte 19 (pur consentendo all'otturatore di posizionarsi sull'apertura 22 di quest'ultima).

Sullo stelo 26 del pistone 27 sono poste molle di richiamo 40 e 41. Entrambe, però, diversamente dalle soluzioni note, sono disposte in prossimità del foro 11 del blocco 2 ovvero dell'apertura 13 di quest'ultimo che lo collega allo scambiatore secondario. Ciò permette di evitare che tali molle siano immerse sempre nel fluido presente nell'impianto di riscaldamento, fluido contenente prodotto (come ad esempio un antigelo) che possono corrodere o comunque danneggiare le molle.

Le molle 40 e 41 sono così sempre immerse nell'acqua diretta verso lo scambiatore di calore secondario ovvero sono poste in corrispondenza della seconda porzione 18 del corpo valvolare 4.

Più in particolare, la prima molla di richiamo 40 à ̈ disposta entro una estremità a bicchierino 45 della prima porzione 17 del corpo 4, posto in prossimità della seconda porzione 18 del corpo 4 ed avvitata a quest'ultima. Tale molla ha una prima estremità 40A poggiante su una flangia 46 di un elemento a bicchierino 47 calzato sullo stelo 26 del pistone 27, inserito nell'estremità a bicchierino 45 e mobile in quest'ultima. L'elemento 47 ha un corpo 48 presentante due porzioni, 48A e 48B di sezioni differenti, la porzione 48B di sezione inferiore essendo rivolta verso l'attuatore 24. La molla 40 presenta una seconda estremità 40B poggiante su una porzione estremale 49 della estremità a bicchierino 45 della porzione 17 sopra citata.

Tale molla à ̈ atta a mantenere una spinta sull'elemento a bicchierino 47 che à ̈ solidale allo stelo 26 (e quindi al pistone 27) in quanto tale stelo ha una estremità flangiata 26K interna all'elemento 47 (passando attraverso un foro 50 della porzione 48B) e che si appoggia su una parte piana estremale 52 di tale porzione 48B. L'elemento a bicchierino 47 si muove entro un foro 49A della porzione 49.

La spinta della molla permette di mantenere in una prima posizione di lavoro il corpo valvolare 4 ovvero nella posizione in cui chiude l'afflusso di acqua all'impianto di riscaldamento (ovvero in cui l'otturatore 25 chiude l'apertura 22 della parte anulare 20), come mostrato nelle figure 1, 2, 3 e 4. In tale posizione il corpo valvolare 4 ritorna (grazie alla molla 47) dopo che un otturatore (ad esempio un motore elettrico o altro organo di spinta in sé noto) ha spostato il pistone 27 in modo tale da aprire l'apertura 22 con cui coopera l'otturatore 25 per inviare acqua calda (su richiesta di un termostato, per esempio) all'impianto di riscaldamento, chiudendo nel contempo l'otturatore 24 sulla apertura 22 della parte 19.

Da notare che l'otturatore agisce su una estremità 55 del pistone 27 fuoriuscente dalla cavità 3 attraverso la seconda porzione 18 del corpo valvolare 4. In particolare, tale estremità 55 passa attraverso un foro 56 di tale porzione 18, organi di tenuta 57, 58 agenti sul pistone 27 evitando la fuoriuscita di fluido dalla cavità 3 (così da proteggere l'organo otturatore, specialmente se à ̈ un motore elettrico dall'acqua presente nella valvola 1).

La seconda molla 41 à ̈ calzata attorno alla porzione 48B del corpo 48 dell'elemento a bicchierino 47 ed agisce, tramite sue estremità contrapposte 60 e 61 rispettivamente su tale corpo 48 e sull'otturatore 24. Tale molla ha una duplice funzione di contrastare il movimento dell'elemento a bicchierino sommandosi all'azione della molla 40 quando il corpo valvolare 4 si porta nella porzione che consente l'invio di acqua calda all'impianto di riscaldamento (posizione in cui l'otturatore 24 chiude la sede 22 della parte 19); nel contempo, anche se il corpo valvolare 4 à ̈ in questa posizione, la molla 41 permette il distacco dell'otturatore 24 dalla propria sede 22 per scaricare l'eventuale sovrappressione che si dovesse generare nell'impianto di riscaldamento verso il secondo scambiatore di calore ovvero verso l'impianto per la produzione di acqua sanitaria. In tal modo à ̈ possibile sfruttare il condotto diretto dalla valvola 1 verso tale scambiatore come "circuito di by-pass" per scaricare tale pressione.

Da ultimo, attorno alla porzione 18 del corpo anulare 4 à ̈ posto un organo di tenuta anulare 70, mentre sull'estremità 55 del pistone 27 à ̈ calzata una boccola 71 ed un anello 72 tra i quali à ̈ posto l'organo di tenuta 58, l'altro organo di tenuta 57 essendo posto tra l'anello 72 e il fondo 74 di una parte cilindrica 75 sporgente da un lato 78 della porzione 18, interna al corpo 4, e contenente tali organi di tenuta 57 e 58.

La valvola oggetto del trovato provvista del corpo valvolare sopra descritto ha una durata prolungata ed un funzionamento migliore e più sicuro rispetto alle valvole dello stato della tecnica.

E' stata descritta una forma di realizzazione del trovato; altre ancora sono tuttavia, possibili, pur restando nell'ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Valvola a tre vie (1) atta ad essere posta in una caldaia così da essere collegata attraverso una prima apertura (14) ad un impianto di riscaldamento di un ambiente, attraverso una seconda apertura (13), ad uno scambiatore di calore per la produzione di acqua calda sanitaria e attraverso una terza apertura (8) ad un condotto di ingresso dell'acqua proveniente da uno scambiatore primario della caldaia, detta valvola (1) comprendendo un corpo valvolare (4) provvisto di tali aperture (8, 13, 14) contenente un pistone (27) e due otturatori (24, 25) associati a tale pistone ed atti ad essere portati, col movimento assiale del pistone (27) nel corpo valvolare (4), in due posizioni di lavoro in una prima delle quali consentono il flusso dell'acqua calda, proveniente attraverso la terza apertura (8) dallo scambiatore primario, verso l'impianto di riscaldamento e nella seconda delle quali consentono il flusso di tale acqua attraverso la seconda apertura (13) verso lo scambiatore per la produzione di acqua calda sanitaria, il corpo valvolare (4) comprendendo parti anulari distanziate (19, 20) presentanti ciascuna un'apertura (22) atta ad essere richiusa da un corrispondente otturatore (24, 25), dette aperture (22) essendo aperte mediante distacco da esse del corrispondente otturatore (24, 25) al fine di consentire il flusso di acqua riscaldata attraverso tale corpo (4) e verso l'impianto di riscaldamento o verso il secondo scambiatore di calore su tale pistone essendo poste molle di ritorno (40, 41), dette molle (40, 41) essendo entrambe poste su un lato del pistone (27) prossimo alla seconda apertura (13) del corpo valvolare (4) ed essendo immerse nel fluido diretto allo scambiatore secondario, caratterizzate dal fatto che almeno uno degli otturatori (24, 25) associati al pistone (27) à ̈ mobile rispetto a quest'ultimo, e dal fatto che la seconda molla (41) agisce sull'otturatore (24) atto ad intercettare e chiudere l'afflusso d'acqua calda allo scambiatore secondario e consentendo un distacco di tale otturatore (24) dalla corrispondente sede (22) qualora nell'acqua dell'impianto di riscaldamento si creasse una sovrapposizione, tale distacco consentendo di scaricare tale pressione verso il secondo scambiatore di calore.
2. 2. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo valvolare (4) comprende una prima ed una seconda porzione metallica (17, 18) accoppiate tra loro così da definire un organo movimentabile come pezzo unico, detto organo essendo inserito in una cavità (3) di un blocco valvolare (2) della valvola a tre vie (1), ed essendo amovibilmente vincolato, attraverso avvitamento della seconda porzione (18) ad una estremità (5) di tale cavità, a detto blocco, la cavità (3) suddetta presentando una porzione estremale (14), atta ad essere connessa all'impianto di riscaldamento, ed essendo a sezione costante sino a tale porzione (14).
3. 3. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato che il corpo valvolare (4) comprende parti anulari distanziate (19, 20) presentanti ciascuna un'apertura (22) atta ad essere richiusa da un corrispondente otturatore (24, 25) , dette aperture (22) essendo aperte mediante distacco da esse del corrispondente otturatore (24, 25) al fine di consentire il flusso di acqua riscaldata attraverso tale corpo (4) e verso l'impianto di riscaldamento o verso il secondo scambiatore di calore, ogni parte anulare distanziata (19, 20) del corpo valvolare (4) porta un organo di tenuta anulare perimetrale (21) che fa tenuta sulla parete della cavità {3) in cui tale corpo valvolare (4) à ̈ disposto.
4. 4. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ogni otturatore {24, 25) mobile rispetto al pistone (27) Ã ̈ associato ad uno stelo (26) di quest'ultimo e presenta un foro (24A, 25A) in cui passa tale stelo avente sezioni maggiore del diametro dello stelo suddetto, tale otturatore (24, 25) potendo basculare attorno a detto pistone, tra quest'ultimo e l'otturatore essendo presente un organo di tenuta corrispondente (30, 31).
5. 5. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che una prima molla di ritorno (40) à ̈ disposta tra un elemento mobile (47) calzato sul pistone (27) e solidale ad esso ed una porzione estremale (49) di una estremità a bicchierino (45) della prima porzione (17) del corpo valvolare, detta molla (40) contrastando il movimento dell'elemento mobile e quindi del pistone atto a portare il corpo valvolare (4) in una posizione in cui la valvola a tre vie (1) permette l'afflusso di acqua calda all'impianto di riscaldamento.
6. 6. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la seconda molla (41) agisce sull'otturatore (24) atto ad intercettare e chiudere l'afflusso d'acqua calda allo scambiatore secondario, dal fatto che detta seconda molla à ̈ posta tra l'otturatore (24) atto ad intercettare e chiudere l'afflusso d'acqua calda allo scambiatore secondario e detto elemento mobile associato al pistone (27) e consentendo un distacco di tale otturatore (24) dalla corrispondente sede (22) qualora nell'acqua dell'impianto di riscaldamento si creasse una sovrapposizione, tale distacco consentendo di scaricare tale pressione verso il secondo scambiatore di calore.
7. 7. Valvola a tre vie di cui alla rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che l'elemento mobile (47) calzato sul pistone (7) presenta due porzioni (48A, 48B) di sezione differenti, le porzioni (48B) di sezione inferiore essendo rivolta verso l'otturatore (24) adiacente, attorno a tale porzione di sezione inferiore (48B) essendo posta la seconda molla (41), tale molla avendo estremità contrapposte (60, 61) rispettivamente poggianti su detto elemento mobile (47) e su detto otturatore.
8. 8. Valvola a due vie di cui alla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il pistone (27) si muove entro un foro (56) della seconda porzione (18) del corpo valvolare (4) e fuoriesce da esso così da essere soggetto all'azione di un attuatore del suo movimento, essendo previsti due organi di tenuta associati al pistone ed interni alla seconda porzione (18) atti ad evitare la fuoriuscita di acqua dalla cavità in cui à ̈ posto il corpo valvolare (4) attraverso tale foro (56).